第3章 组网技术基础-1

1、360云盘首页： http:/ 3 章组网技术基础 移动通信在追求最大容量的同时，还要追求最大的覆盖面积，也就是无论移动用户移动到什么地方，移动通信系统都应覆盖到。当然，当今的移动通信系统还无法做到这一点，但它应能够在其覆盖的区域内提供良好的话音和数据通信。而要实现移动用户在其覆盖范围内的良好通信，就必须有一个通信网的支撑，这个网就是移动通信网。前 言 为了实现移动用户在网络覆盖范围内的有效通信，我们不仅要考虑移动通信信道本身的特点，而且还需要考虑以下一些基本问题：众多电台组网时产生的干扰、区域覆盖和信道分配等因素对系统性能的影响，如何保证网络有序运行，如何实现有效的越区切换和进行位置管理，如

2、何共享无线资源等。 本章将介绍移动通信中的干扰、区域覆盖、信道配置、提高蜂窝系统容量的方法、多信道共用技术、网络结构、信令系统和系统的移动性管理等，力图建立一个移动通信网的系统级概念，以便后续章节的学习。前 言内 容 介 绍3.1 移动通信网的基本概念3.2移动通信环境下的干扰3.3区域覆盖和信道配置3.4 同频干扰对系统容量的影响3.5 多信道共用技术3.6 网络结构3.7 信令3.8 系统的移动性管理3.1 移动通信网的基本概念n移动通信网是为多用户提供服务的网络系统，不同于点对点的通信。它是承载移动通信业务的网络，主要完成移动用户之间、移动用户与固定用户之间的信息交换。n移动通信网由两部

3、分组成：空中网络：无线网络，完成无线通信。地面网络：有线网络，完成有线通信。3.1.1 空中网络空中网络是移动通信网的主要部分，主要包括：(1) 多址接入多址接入 移动通信是利用无线电波在空间传递信息的。多址接入要解决的问题是在给定的频率资源下如何共享，以使得有限的资源能够传输更大容量的信息，它是移动通信系统的重要问题。由于采用何种多址接入方式直接影响到系统容量，所以一直是人们关注的焦点。3.1.1 空中网络(2) 频率复用和区域覆盖频率复用和区域覆盖 频率复用是指相同的频率在相隔一定距离以外的另一区域重复使用，它主要解决频率资源紧缺的问题。区域覆盖是指基站发射的无线电波所覆盖的区域，它要解决

4、的是用户在可获得信息服务的区域（即服务区）要设置多少基站。 20世纪70年代初美国贝尔实验室提出了蜂窝组网的概念，它为解决频率资源紧缺和用户容量问题提供了有效手段。3.1.1 空中网络 蜂窝组网的基本思想一是将服务区划分成许多以正六边形为基本几何图形的覆盖区域（称为蜂窝小区），以一个较小功率的发射机服务一个蜂窝小区，每个小区仅提供服务区的一小部分无线覆盖；二是采用频率复用，在相隔一定距离的另一个基站重复使用同一组频率。蜂窝组网方式有效缓解了频率资源紧缺的矛盾，大大增加了系统容量。3.1.1 空中网络(3) 多信道共用多信道共用 多信道共用技术是解决网内大量用户如何有效共享若干无线信道的技术。其

5、原理是利用信道占用的间断性，使许多用户能够任意地、合理地选择信道，以提高信道的使用效率，这与市话用户共同享用中继线相类似。3.1.1 空中网络(4) 移动性管理移动性管理 移动性管理主要解决用户动中通越区切换和位置更新问题。采用蜂窝式组网后，由于不是所有的呼叫都能在一个蜂窝小区内完成全部接续业务，所以，为了保证通话的连续性，当正在通话的移动台进入相邻无线小区时，移动通信系统必须具有自动转换到相邻小区基站的越区切换功能，即切换到新的信道上，从而不中断通信过程。 位置更新是移动通信所特有的，由于移动用户要在移动通信网络中任意移动，网络需要在任何时刻联系到用户，以实现对移动用户的有效管理。3.1.2

6、 地面网络n地面网络包括：服务区内各个基站的相互连接。基站与固定网（PSTN、数据网等）。3.1.2 地面网络 图3-1给出了蜂窝移动通信网的基本构成示意图。移动通信无线服务区由许多正六边形小区覆盖而成，呈蜂窝状，通过接口与公众通信网（PSTN、ISDN）互联。 移动通信系统包括移动交换子系统（SS）、操作维护管理子系统（OMS）和基站子系统（BSS）（通常包括移动台），是一个完整的信息传输实体。图图3-1 移动通信网的基本组成移动通信网的基本组成移动交换移动交换子系统子系统基站基站子系统子系统操作维护操作维护管理子系统管理子系统 3.1.2 地面网络 移动通信中建立一个呼叫是由基站子系统和移

7、动交换子系统共同完成的；BSS提供并管理移动台和SS之间的无线传输信道，SS负责呼叫控制功能，所有的呼叫都是经由SS建立连接的；操作维护管理子系统负责管理控制整个移动通信网；原籍（归属）移动交换中心通过7号信令与访问移动交换中心相连。 移动台（MS）也是一个子系统。通常，移动台实际上是由移动终端设备和用户数据两部分组成的，移动终端设备称为移动设备，用户数据存放在一个与移动设备可分离的数据模块中，此数据模块称为用户识别卡（SIM）。3.1.3 网络协议n定义描述什么是网络协议？ 为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。分层的目的：功能分解；模块化；开放性；可扩展性。3.1.3 网络协议n

8、 开放系统互联（OSI）参考模型，七层协议，分几层合适呢？n 根据实际需要确定。应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层3.1.3 网络协议L3连接层移动管理层无线资源管理层L2数据链路层L1物理层n GSM空中接口Um的协议参考模型功能：移动台和基站之间的无线传输。三层模型。物理层：为高层信息传输提供无线信道。数据链路层：为网络层提供必需的数据传输结构，并对数据传输进行控制。网络层：管理链路连接、控制呼叫过程、支持附加业务和短消息业务，以及进行移动管理和无线资源管理。3.1.3 网络协议严格的分层设计有缺点吗？n 非相邻层间不能交互，造成资源的浪费，无法实现网络性能的最优化。n 改进方

9、法跨层设计。3.1 3.2 移动通信环境下的干扰 若对移动通信网进行合理设计可削弱这些干扰！ 干扰是限制移动通信系统性能的主要因素。 干扰来源包括相邻小区中正在进行通话、使用相同频率的其他基站、或者无意中渗入系统频带范围的任何干扰系统。话音信道上的干扰导致串话，使用户听到背景干扰。信令信道上的干扰则会导致数字信号发送上的错误，而造成呼叫遗漏或阻塞。 因此，如何解决无线电干扰问题是移动通信网设计中的一个难题。在移动通信网中，无线电干扰一般分为同频干扰、邻道干扰、互调干扰、阻塞干扰和近端对远端的干扰等。3.2.1 同频干扰 在移动通信系统中，为了提高频率利用率，在相隔一定距离以外，可以使用相同的频

10、率，这就称为频率复用。频率复用意味着在一个给定的覆盖区域内，存在许多使用同一组频率的小区，这些小区叫做同频小区。同频小区之间涉及与有用信号频率相同的无用信号干扰称为同频干扰，也称为同道干扰或共道干扰。3.2.1 同频干扰ADCBGFEADCBGFEADCBGFE同频复用区群区群=7时的同频复用示意图时的同频复用示意图3.2.1 同频干扰 同频小区之间的距离越近，同频干扰就越大；反之，同频干扰就越小，但频率利用率就会降低。总体来说，只要在接收机输入端存在同频干扰，接收系统就无法滤除和抑制它，所以系统设计时要确保同频小区在物理上隔开一个最小的距离，以为电波传播提供充分的隔离。与同频干扰有关的系统性

11、能指标 为了避免同频干扰和保证接收质量，必须使接收机输入端的信号电平与同频干扰电平之比大于或等于射频（RF）防护比。 RF防护比是达到规定接收质量时所需的射频信号对同频无用射频信号的比值，它不仅取决于通信距离，还和调制方式、电波传播特性、通信可靠性、无线小区半径、选用的工作方式等因素有关。 从RF防护比出发，我们可以研究同频复用距离。当RF防护比达到规定的通信质量要求或载干比时，两个临近同频小区之间的距离称为同频复用距离。 另外，同频复用距离和小区半径之比称为同频复用系数。3.2.1 同频干扰 下图给出了频分双工情况下同频复用距离的示意图。假设基站A和基站B使用相同的频道，移动台M正在接收基站

12、A发射的信号，由于基站天线高度远高于移动台天线高度，因此当移动台M处于小区的边沿时，最易于受到基站B发射的同频干扰。若输入到移动台接收机的有用信号与同频干扰比等于射频防护比，则A、B两基站之间的距离即为同频复用距离，记为D。3.2.1 同频干扰0ISIDDDDr001IDDQrr 同频复用系数：同频复用距离：求解同频复用距离D的示例 /40lgISISS ILLDD TSTISPLIPL /ISS ISILL/4010S IISDD25400104.2IISDDDr0015.2ISDDrrD同频干扰信干比要求大于同频干扰信干比要求大于25dB22410(/)10lg()40log20log20

13、logtrTRrth hPL(dB)lg PPddhh 双射线模型：3.2.2 邻道干扰n邻道干扰：是指相邻信道或邻近信道的信号相互干扰。n产生邻道干扰的原因？由于接收/发射滤波器不理想，使得相邻频率的信号泄漏到了传输带宽内而引起的。3.2.2 邻道干扰n解决邻道干扰的措施：降低发射机落入相邻频道的干扰功率，即减小发射机带外辐射；提高接收机的邻频道选择性；在网络设计中，避免相邻频道在同一小区或相邻小区内使用。n邻道干扰可以通过精确的滤波和信道分配而减小到最小。3.2.3 互调干扰n互调干扰是由传输设备中的非线性电路产生的。n它指两个或多个信号作用在通信设备的非线性器件上，产生同有用信号频率相近

14、的组合频率，从而对通信系统构成干扰的现象。n互调干扰分为：发射机互调干扰接收机互调干扰3.2.3 互调干扰n 线性系统：满足线性叠加的系统称为线性系统设 和 分别是系统的输入，其输出是 和，即叠加性：齐次性：1( )x t2( )x t1( )y t2( )y t11( )( )y tT x t22( )( )y tT x t121212( )( )( )( )( )( )y ty tT x tT x tT x tx t11111 1( )( )( )a y taT x tT a x t222222( )( )( )a y ta T x tT a x t3.2.3 互调干扰n非线性系统不满足叠

15、加性、齐次性例如，高频功率放大器、振荡器、混频器n对非线性系统的分析通常采用幂级数近似法，即若n=3，则01( )( )nnny taa x t230123( )( )( )( )y taa x ta x ta x t3.2.3 互调干扰n谐波当系统的输入为单一频率信号 ，则额外产生了直流项，与基波成整数倍的谐波项0( )cosx tAt23012322231302030( )( )( )( )311()coscos2cos32424y taa x ta x ta x tAaa AAta Ata At3.2.3 互调干扰n产生互调干扰的基本条件：(1) 几个干扰信号的频率 (A, B, C)与

16、受干扰信号S的频率之间满足A+ B-C= S或2A- B= S的条件（称为三阶互调）；(2) 干扰信号的幅度足够大； (3) 干扰（信号）站和受干扰的接收机都同时工作 。 发射机互调干扰n一部发射机发射的信号进入了另一部发射机，并在其末级功放的非线性作用下与输出信号相互调制，产生不需要的组合干扰频率，对接收信号频率与这些组合频率相同的接收机造成的干扰，称为发射机互调干扰。 n减少发射机互调干扰的措施有： (1) 加大发射机天线之间的距离；(2) 采用单向隔离器件和采用高品质因子的谐振腔；(3) 提高发射机的互调转换衰耗。接收机互调干扰n当多个强干扰信号进入接收机前端电路时，在器件的非线性作用下

17、，干扰信号互相混频后产生可落入接收机中频频带内的互调产物而造成的干扰称为接收机互调干扰。3.2.4 近端对远端的干扰n近端对远端的干扰：当基站同时接收从两个距离不同的移动台发来的信号时，距基站近的移动台B到达基站的功率明显要大于距离基站远的移动台A的到达功率，若二者频率相近，则距基站近的移动台B就会造成对接收距离距基站远的移动台A的有用信号的干扰或抑制，甚至将移动台A的有用信号淹没。这种现象称为近端对远端干扰，又称为远近效应。3.2.4 近端对远端的干扰 若d2/d1=10，则接收信号功率比P1/P2将达近40dB （衰减因子为4）! 强抑制弱3.2.4 近端对远端的干扰n克服的方法有哪些呢？

18、1、频道间隔：两个移动台所用频道拉开必要间隔；2、移动台的自动功率控制：移动台端加自动（发射）功率控制（APC），使所有工作的移动台到达基站功率基本一致。3.23.3 区域覆盖和信道配置 无线电波的传播损耗是随着距离的增加而增加的，并且与地形环境密切相关，因而移动台和基站之间的有效通信距离是有限的。在大区制（单个基站覆盖一个服务区）的网络中可容纳的用户数很有限，无法满足大容量的要求；而在小区制（每个基站仅覆盖一个小区）网络中为了满足系统频率资源和频谱利用率之间的约束关系，我们需要将相同的频率在相隔一定距离的小区中重复使用来达到系统的要求。 虽然目前大区制的应用不多，但一些容量小、用户密度低的宏

19、小区或超小区的蜂窝网等都具有大区制移动通信网的特点，所以本节将分别对大区制和小区制的网络覆盖问题进行深入的讨论，同时还将讨论移动通信系统中信道的分配问题。3.3.1区域覆盖1. 大区制移动通信网络的区域覆盖大区制移动通信网络的区域覆盖 大区制移动通信尽可能地增加基站覆盖范围，实现大区域内的移动通信。为了增大基站的覆盖区半径，在大区制的移动通信系统中，基站的天线架设得很高，可达几十米至几百米；基站的发射功率很大，一般为50200W；实际覆盖半径达3050km。1. 大区制移动通信网络的区域覆盖 大区制方式的优点是网络结构简单、成本低，一般借助市话交换局设备，如图3-3所示。将基站的收发信设备与市

20、话交换局连接起来，借助于很高的天线，为一个大的服务区提供移动通信业务。一个大区制系统的基站频道数是有限的，容量不大，不能满足用户数量日益增加的需要，一般用户数只能达几十至几百个。1. 大区制移动通信网络的区域覆盖公用电话交换网RR: 3050kmP: 50200WP图3-3 大区制移动通信示意图1. 大区制移动通信网络的区域覆盖 为了扩大覆盖范围，往往可将图3-3的无线系统重复设置在不同的区域，借助于控制中心接入市话交换局。但是控制中心的控制能力及多个控制中心的互联能力是有限的，因而这种系统的覆盖范围容量不大。 这种大区制覆盖的移动通信方式只适用于中、小城市等业务量不大的地区或专用移动通信网。

21、 例如：20世纪70年代纽约的贝尔移动系统最多能支持1000平方英里内的12个同时呼叫（模拟系统：频分复用）。1. 大区制移动通信网络的区域覆盖 覆盖区域的划分决定于系统的容量、地形和传播特性。覆盖区半径的极限距离应由下述因素确定：1) 在正常的传播损耗情况下，地形的曲率半径限制了传播的极限范围。2) 地形环境影响，例如山丘、建筑物等阻挡，信号传播可能产生覆盖盲区。3) 多径反射干扰限制了传输距离的增加。4) 基站发射功率增加是有限额的，且只能增加很小的覆盖距离。5) 移动台发射功率很小，上行信号传输距离有限，所以上行和下行传输增益差限制了BS与MS的互通距离。1. 大区制移动通信网络的区域覆

22、盖解决上、下行传输增益差的问题，可采取相应的技术措施，如：1) 设置分集接收台。在业务区的适当地点设立分集接收台Rd，如图3-5所示。位于远端移动台的发送信号可以由就近的Rd分集接收，放大后由有线或无线链路传至基站。2) 基站采用全向天线发射和定向天线接收。3) 提高基站接收机的灵敏度。4) 在大的覆盖范围内，用同频转发器（又称为直放站）扫除盲区，如图3-6所示。整个系统都能使用相同的频道，盲区中的移动台也不必转换频道，工作简单。解决方法图3-5 用分集接收台的图示解决方法图3-6 用同频转发器的图示同频转发器同频转发器及覆盖区及覆盖区基站基站覆盖覆盖区区BS系统的应用局限性n覆盖范围受限。由

23、于基站天线高度、功率的限制。n系统容量受限。由于频率资源有限，因而信道数有限。n系统设备受限。由于需要天线高度较高，功率较大，故很难实现系统设备小型化。 2. 小区制移动通信网络的区域覆盖 当用户数很多时，话务量相应增大，需要提供很多频道才能满足通话要求。为了加大服务面积，从频率复用的观点出发，可以将整个服务区划分成若干个半径为120km的小区域，每个小区域中设置基站，负责小区内移动用户的无线通信，这种方式称为小区制。小区制的特点是：1) 频率利用率高。这是因为在一个很大的服务区内，同一组频率可以多次重复使用，因而增加了单位面积上可供使用的频道数，提高了服务区的容量密度，有效地提高了频率利用率

24、。2) 组网灵活。小区制随着用户数的不断增长，每个覆盖区还可以继续划小，以不断适应用户数量增长的实际需要。由以上特点可以看出，采用小区制能够有效地解决频道数有限和用户数量增大的矛盾。（1）带状网 带状网主要用于覆盖公路、铁路和海岸等，如图3-7所示。 基站天线若采用全向辐射，覆盖形状是圆形的（见图3-7a）。带状网宜采用有向天线，使每个小区呈扁圆形（见图3-7b ）。 带状网可进行频率复用。若以采用不同频道的两个小区组成一个区群（在一个区群内，各小区使用不同的频率，不同的区群可使用相同的频率），如图3-7b所示，称为双频制。若以采用不同频道的三个小区组成一个区群，如图3-7a所示，称为三频制。

25、 从造价和频率资源利用的角度而言，双频制最好；但从抗同频干扰的角度而言，双频制最差，还应考虑多频制。实际应用中往往采用多频制，如日本新干线列车无线电话系统采用三频制，我国及德国列车无线电话系统采用四频制。图3-7a 带状网-全向辐射天线（1）带状网图3-7b 带状网-有向辐射天线（1）带状网（2）蜂窝网n意义 是解决频率不足和用户容量问题的一个重大突破。能在有限的频谱上提供非常大的容量，而不需要做技术上的重大修改。n特点 应用了空域的同信道（频率）再用技术，解决了信道数少和用户数多之间的矛盾。蜂窝概念n 基本思想包含了三层含义1）用多个小功率发射机代替单个大功率发射机，用多个小覆盖区代替一个大

26、覆盖区；2）将整个系统的信道分成若干个信道组，每个基站分配整个系统可用信道中的一部分，并且给相邻的基站分配不同的信道组。3）通过系统地分隔整个系统的基站及它们的信道组，可用信道便可以在整个系统的覆盖区域内复用。大区覆盖与小区覆盖大区覆盖与小区覆盖（大区覆盖与小区覆盖（a）大区覆盖（）大区覆盖（b）小区覆盖）小区覆盖大区制n 基站发射功率大n 覆盖区域广n 频率不能复用小区制（蜂窝）n 基站发射功率小n 覆盖区域小（小区）n 频率复用n 越区切换和中央控制蜂窝系统实现及问题n系统实现将整个服务区分为若干个小区，每一小区设一基站，负责与小区内所有移动台的无线通信。同时设置移动交换中心，统一控制基站

27、的协调工作，保证移动用户得到完善的服务。总体来说，蜂窝技术通过整个覆盖区域内频率复用，就实现了用固定的信道来为任意多的用户服务。n引入的问题同信道干扰：同频道小区越区切换蜂窝系统中的几个重点问题1. 小区的形状2. 区群的组成3. 同频小区的距离4. 中心激励和顶点激励5. 用户密度不均匀的情况1)小区的形状 全向天线辐射的覆盖区是一个圆形 。为了不留空隙地覆盖整个平面的服务区，一个个的圆形辐射区之间含有很多的交叠。在考虑了交叠之后，实际上每个辐射区的有效覆盖区是一个多边形。 根据交叠情况的不同，若在每个小区相间120设置三个邻区，则有效覆盖区为正三角形；若在每个小区相间90设置4个邻区，则有

28、效覆盖区为正方形；若每个小区相间60设置6个邻区，则有效覆盖区为正六边形；小区形状如图3-9所示。1)小区的形状 正三角形正三角形 正方形正方形 正六边形正六边形图3-9 小区的形状1)小区的形状 可以证明，要用正多边形无空隙、无重叠地覆盖一个平面的区域，可取的形状只有这三种。那么这三种形状哪一种最好呢？在辐射半径 r 相同的条件下，计算出三种形状小区的邻区距离、小区面积、交叠区宽度和交叠区面积，见 表3-3。 表3-3 三种形状小区的比较小区形状正三角形正方形正六边形邻区距离r小区面积1.3r22r22.6r2交叠区宽度r0.59r0.27r交叠区面积2 r3 r21.2r20.73r20.

29、35r小区形状的选取n由上表可见，在服务区面积一定的情况下，正六边形小区的形状最接近理想的圆形，用它覆盖整个服务区所需的基站数最小，也就是最经济。n正六边形构成的网络形同蜂窝，因此将小区形状为六边形的小区制移动通信网称为蜂窝网。2) 区群的组成 相邻小区显然不能使用相同的信道。为了保证同信道（即频道）小区之间有足够的距离，附近的若干小区都不能用相同的信道。这些不同信道的小区组成一个区群，只有不同区群的小区才能进行信道再用。ADCBGFEADCBGFEADCBGFE不同区群中的相同频道2) 区群的组成n 区群的组成应满足两个条件：区群的组成应满足两个条件：1）区群之间可以邻接，且）区群之间可以邻

30、接，且无缝隙无重叠无缝隙无重叠地覆盖。地覆盖。2）邻接后的区群应保证各个相邻同信道小区的距离相邻接后的区群应保证各个相邻同信道小区的距离相等等。n 满足上述条件的区群形状和区群内的小区数不是任意的。满足上述条件的区群形状和区群内的小区数不是任意的。可以证明，区群内的小区数应满足下式可以证明，区群内的小区数应满足下式n 举例举例N的典型值为的典型值为4，7，12。GSM系统：系统：N=3或或4 220,0,1Niijjijij其中2) 区群的组成区群组成示意图 C B A C B A D A B G F C D EN3, j=1, i=1 N=4, j=2, i=0 N=7, j=2, i=1区

31、群组成示意图3) 同频小区的距离 区群内小区数不同的情况下，可用下面的方法来确定同频小区的位置和距离。如图3-11所示，自某一小区A出发，先沿边的垂线方向跨j个小区，再向左（或向右）转60，再跨i个小区，这样就到达相同小区A。在正六边形的6个方向上，可以找到6个相邻同信道小区，所有A小区之间的距离都相等。 设小区的辐射半径（即正六边形外接圆的半径）为 r ，则从图3-11可以算出同频小区中心之间的距离为222233()()22 3() 3iiDrjiijjrNr3) 同频小区的距离图3-11 同信道小区的确定(N=19, j=3, i=2) 可见，群内小区数N越大，同频小区的距离就越远，抗同道

32、干扰的性能就越好。例如，N=3，D/r=3；N=7，D/r=4.6；N=19，D/r=7.55。4) 中心激励和顶点激励 在每个小区中，基站可以设在小区的中央，用全向天线形成圆形覆盖区，这就是所谓的“中心激励”方式，如图3-12a所示。 也可以将基站设置在每个小区六边形的三个顶点上，每个基站采用三副120扇形辐射的定向天线，分别覆盖三个相邻小区的各三分之一区域，每个小区由三副120扇形天线共同覆盖，这就是所谓的“顶点激励”方式，如图3-12b所示。采用120的定向天线后，所接收的同频干扰功率仅为采用全向天线系统的1/3，因而可以减少系统的同频干扰。另外，在不同地点采用多副定向天线可消除小区内障

33、碍物的阴影区。4) 中心激励和顶点激励图3-12 中心激励方式与顶点激励方式5) 用户密度不均匀的情况 以上讨论的整个服务区中的每个小区大小是相同的，这只能适应用户密度均匀的情况。事实上，服务区内的用户密度是不均匀的，例如城市中心商业区的用户密度高，居民区和郊区的用户密度低。为了适应这种情况，在用户密度高的市中心可以使小区的面积小一些，在用户密度低的郊区可以使小区的面积大一些，如图3-13所示。5) 用户密度不均匀的情况图3-13 用户密度不等时的小区结构3.3.2 信道（频率）分配 信道（频率）分配是频率复用的前提。频率分配有两个基本含义：一是频道分组，根据移动通信网的需要将全部频道分成若干

34、组；二是频道指配，以固定的或动态分配方法指配给蜂窝网的用户使用。频道分组的原则是：1）根据国家或行业标准（规范）确定双工方式、载频中心频率值、频道间隔和收发间隔等。2）确定无互调干扰或尽量减小互调干扰的分组方法。3）考虑有效利用频率、减小基站天线高度和发射功率，在满足业务质量射频防护比的前提下，尽管减小同频复用的距离，从而确定频道分组数。3.3.2 信道（频率）分配频道指配时需注意的问题有：1）在同一频道组中不能有相邻序号的频道。2）相邻序号的频道不能指配给相邻小区或相邻扇区。3）应根据移动通信设备抗邻道干扰的能力来设定相邻频道的最小频率和空间间隔。4）由规定的射频防护比建立频率复用的频道指配

35、图案。5）频率规划、远期规划、新网和重叠网频率指配的协调一致。3.3.2 信道（频率）分配 下面只考虑固定频道指配的方法。 固定频道分配应解决如下三个问题：频道组数、每组的频道数及频道的频率指配。以下以“分区分组分配法”为例进行介绍。 分区分组分配法按以下要求进行频率分配：尽量减少占用的总频段，即尽量提高频段的利用率；为避免同频干扰，在单位无线区群中不能使用相同的频道；为避免三阶互调干扰，在每个无线区应采用无三阶互调的频道组。3.3.2 信道（频率）分配 设给定的频段以等间隔划分为信道，按顺序分别标明各信道的号码为：1、2、3、。若每个区群有 7 个小区，每个小区需 6 个信道，按上述原则进行

36、分配，可得到：第1组：1、5、14、20、34、36第2组：2、9、13、18、21、31第3组：3、8、19、25、33、40第4组：4、12、16、22、37、40第5组：6、10、27、30、32、41第6组：7、11、24、26、29、35第7组：15、17、23、28、38、423.3.2 信道（频率）分配 每一组信道分配给区群内的一个小区。这里使用42个信道就占用了42个信道的频段，是最佳的分配方案。 以上分配的主要出发点是避免三阶互调，但未考虑同一信道组中的频率间隔，可能会出现较大的邻道干扰，这就是这种配置方法的一个缺陷。3.33.4 提高蜂窝系统容量的方法 随着无线服务需求的增

37、加，分配给每个小区的信道数最终变得不足以支持所要达到的用户数。 为了解决这一问题，首先要弄清蜂窝系统容量受何种因素制约，其次从减小干扰的角度分析小区分裂、小区扇区化和覆盖区域逼近等技术提高系统容量的本质，以便更好地解决实际问题。 系统容量有多种度量方法，如每平方千米的用户数、每个小区的信道数和系统中的信道总数等。对蜂窝系统而言，由于信道在蜂窝中的分配涉及频率复用和由此而产生的同频干扰问题，所以在这里我们用系统中的信道总数来表示系统容量，用符号CT来表示。3.4.1 同频干扰对系统容量的影响n 蜂窝系统能够提高系统容量的核心是频率复用，从而引入了同频干扰。n 同频干扰不能简单地通过增大发射机的发

38、射功率来克服。n 为了解决这一问题，需要找到同频干扰和系统容量的关系。系统容量（信道总数）为：CT：系统中信道总数；：系统中信道总数；L：无线信道总数（一个区群内：无线信道总数（一个区群内的信道总数）；的信道总数）； ：簇复制次数；：簇复制次数；N：簇的大小；：簇的大小；NS：系统中小区总数。：系统中小区总数。STNCLLN3.4.1 同频干扰对系统容量的影响3.4.1 同频干扰对系统容量的影响 从上述计算可以看出，蜂窝系统容量直接与区群在某一固定服务范围内复制的次数成正比。 例如，对于中国移动江苏公司南京分公司而言，若频率资源是19MHz带宽，采用GSM体制，则可以算出可用无线信道总数为76

39、0个。假设南京市区的区群复制了250次，则在南京市区可以同时接通移动通信用户数为19万；而若不采用频率复用，则南京市只能同时接通的用户数为760个。由此可以看出，频率复用大大提高了系统容量。3.4.1 同频干扰对系统容量的影响 显然，如果没有同频干扰，所有可用频率在系统覆盖区域内可以无限复制，系统容量也可以无限增加，但实际上受同频干扰的制约，所有可用频率不能无线复制。所以，同频干扰是限制系统容量的主要因素。因此，很有必要探讨一下系统容量与同频干扰之间的关系，以便知道如何在抑制同频干扰的基础上，通过系统设计来提高系统容量。3.4.1 同频干扰对系统容量的影响 如果每个小区的大小都差不多，基站也都发射相同的功率，则同频干扰比与发射功率无关，而变为小区半径 r 和相距最近的同频小区的中心距离 D 的函数。增加 D/r