关于移动通信系统中蜂窝的几个概念

1、关于移动通信系统中蜂窝的几个概念目前的移动通信系统一般采用小区制，即将整个网络服务区域划分为若干小 区，每个小区分别设有一个（或多个）基站，用以负责本小区移动通信的联络和控 制等功能。因此移动网络的覆盖区可以看成是由若干正六边形的无线小区相互邻 接而构成的面状服务区。由于这种服务区的形状很像蜂窝，我们便将这种系统称 之为蜂窝式移动通信系统，与之相对应的网络称之为蜂窝式网络。宏蜂窝小区传统的蜂窝式网络由宏蜂窝小区 （macrocellmacrocell） 构成， 每小区的覆盖半径大多 为1km-25k1km-25km m由于覆盖半径较大，所以基站的发射功率较强，一般在 10W10W 以上, 天线

2、也做得较高。图 1 1 是由宏蜂窝组成的移动通信系统示意图。如图所示，每个小区分别设有一个基站，它与处于其服务区内的移动台建立无线通信链路。若干 个小区组成一个区群（蜂窝），区群内各个小区的基站可通过电缆、 光缆或微波链 路与移动交换中心（MSCMSC）相连。移动交换中心通过 PCMPCM 电路与市话交换局相连接。鬥關功交换中心（MSO图 1 1 宏蜂窝移动通信系统示意图在实际的宏蜂窝内，通常存在着两种特殊的微小区域。 一是“盲点”，由于 网络漏覆盖或电波在传播过程中遇到障碍物而造成阴影区域等原因，使得该区域的信号强度极弱，通信质量低劣；二是“热点”，由于客观存在商业中心或交通 要道等业务繁忙

3、区域，造成空间业务负荷的不均匀分布。以上两“点”问题，往 往通过设置直放站、分裂小区等办法来加以解决。但从原理上讲，这两种办法也 不能无限制地使用：直放站实质是一个宽带放大器，设置不合理 （包括选址及安 装等）或设置得过多，都极易造成对周围信号的干扰；小区分裂实质就是采用使 宏基站变密的办法（即将覆盖面大的基站分裂成覆盖面较小的基站 ）来增加系统 的容量，但当基站小到一定程度时，由于干扰和基站接入等问题，这种办法将难以再进行。特别是近几年来，随着移动通信的迅速发展和业务需求的剧增，这些方法更是难奏其效，这样便产生了微蜂窝小区 (microcell)(microcell)技术。微蜂窝小区微蜂窝小

4、区(microcell)(microcell)是在宏蜂窝小区的基础上发展起来的一门技术。它 的覆盖半径大约为 30n30n 300m300m 发射功率较小，一般在 1W1W 以下；基站天线置于 相对低的地方，如屋顶下方，高于地面 5m-5m- 10m10m 传播主要沿着街道的视线进行， 信号在楼顶的泄露小。因此，微蜂窝最初被用来加大无线电覆盖， 消除宏蜂窝中 的“盲点”。同时由于低发射功率的微蜂窝基站允许较小的频率复用距离，每个单元区域的信道数量较多，因此业务密度得到了巨大的增长，且RFRF 干扰很低，将它安置在宏蜂窝的“热点”上，可满足该微小区域质量与容量两方面的要求。在实际设计中，微蜂窝作

5、为无线覆盖的补充，一般用于宏蜂窝覆盖不到又有 较大话务量的地点，如地下会议室、娱乐室、地铁、隧道等。作为热点应用的场 合一般是话务量比较集中的地区，如购物中心、娱乐中心、会议中心、商务楼、 停车场等地。而在话务量很高的商业街道等地则可采用多层网形式进行连续覆 盖，即分级蜂窝结构：不同尺寸的小区重叠起来，不同发射功率的基站紧密相邻 并同时存在，使得整个通信网络呈现出多层次的结构。 相邻微蜂窝的切换都回到 所在的宏蜂窝上，宏蜂窝的广域大功率覆盖可看成是宏蜂窝上层网络，并作为移动用户在两个微蜂窝区间移动时的“安全网”， 而大量的微蜂窝则构成微蜂窝下 层网络。微微蜂窝小区随着容量需求进一步增长，运营者

6、可按同一规则安装第三或第四层网络，即 微微蜂窝小区(picocell)(picocell)。 微微蜂窝实质就是微蜂窝的一种， 只是它的覆盖半径 更小， 一般只有 10n10n30m30m 基站发射功率更小，大约在几十毫瓦左右；其天线 一般装于建筑物内业务集中地点。微微蜂窝也是作为网络覆盖的一种补充形式而 存在的，它主要用来解决商业中心、会议中心等室内“热点”的通信问题。在目前的蜂窝式移动通信系统中，我们主要通过在宏蜂窝下引入微蜂窝和微 微蜂窝以提供更多的“内含”蜂窝，形成分级蜂窝结构，从而解决网络内的“盲 点”和“热点”，提高网络容量的。因此，一个多层次网络，往往是由一个上层 宏蜂窝网络和数个

7、下层微蜂窝网络组成的多元蜂窝系统。如图2 2 所示。图 2 2 三层分级蜂窝结构图 2 2 为一个三层分级蜂窝结构示意图，它包括宏蜂窝、微蜂窝和微微蜂窝。 每种蜂窝执行早已定义好的不同功能， 即：宏蜂窝用于处理快速移动车辆的业务； 微蜂窝处理慢速移动， 集中于步行或交通阻塞车辆的业务； 微微蜂窝用于覆盖商 场和办公区等室内区域。 将负载按这种方式分层的原因与切换功能有关， 因为车 载电话在微蜂窝间快速移动会产生频繁切换， 加重网络的负担， 从网络管理出发， 将产生频繁切换的业务转移到较小切换的宏蜂窝， 将提高网络效率。 慢速移动的 车辆，由于它穿过蜂窝边界需花较长的时间， 产生切换的可能性较小

8、， 因此由微 蜂窝来处理这类业务。当用户接入时，系统根据所测得的信号强度和各蜂窝的容量为某一呼叫选择 最恰当的蜂窝 （ 宏蜂窝、微蜂窝或微微蜂窝 ） ，层间切换与普通的蜂窝切换一样， 切换点由系统决定，由 GSMGSM 移动台自动辅助切换测量来完成，切换过程还取决于 当时各级的容量，如果微蜂窝和微微蜂窝已饱和， 业务将切换至更高一级的蜂窝。智能蜂窝随着移动通信的不断发展， 近年来又出现了一种新型的蜂窝形式： 智能蜂窝。 所谓智能蜂窝， 它是相对于智能天线而言的， 是指基站采用具有高分辨阵列信号 处理能力的自适应天线系统， 智能地监测移动台所处的位置， 并以一定的方式将 确定的信号功率传递给移动台的蜂窝小区。 智能天线利用数字信号处理技术， 产 生空间定向波束， 使天线主波束对准用户信号到达方向， 旁瓣或零陷对准干扰信 号到达方向， 达到充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号的目的。 因 此，智能蜂窝小区的应用，必将极大地改善系统性能。