北交通信考研 移动通信原理

1、组网技术基础1、理解移动通信网的基本概念2、理解同频干扰、邻频干扰和互调干扰产生的机理及减小这些干扰的主要措施3、掌握区域覆盖的基本概念和基本原理4、理解大区制和小区制区域覆盖的特点和适用范围移动通信网的基本概念移动通信网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。地面网络（有线网络）空中网络（无线网络）空中网络是移动通信网的主要部分，主要包括：多址接入频率复用和区域覆盖切换和位置更新地面网络部分主要包括：服务区内各个基站的相互连接 基站与固定网（PSTN、ISDN、数据网等）同频干扰同频干扰是指所有落在接收机通带内的与有用信号频率相同的无用信号的干扰，亦

2、称同信道干扰（又称 为同道干扰或共道干扰）。同频干扰是无法滤除的。在电台密集的地方，若系统设计或频率管理不当，就会造成同频干扰。频率复用：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，可以使用相同的频率，这 就称为频率复用。同频小区：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。复用距离越近，同频干扰就越大；复用距离越远，同频干扰就越小，但频率利用率就会降低。邻道干扰：是指相邻信道或邻近信道的信号相互干扰。产生邻道干扰的原因：由于接收滤波器不理想，使得相邻频率的信号泄漏到了传输带宽内而引起的。发信机在相邻频道内的边频分量引起的。例如FM信号的频谱是很宽的，当其中某些边频分量

3、落入邻道 接收机的通带内，就会造成邻频干扰。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（市场准入）；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。邻频干扰可以通过精确的滤波和信道分配而减小到最小。互调干扰是由传输设备中的非线性电路产生的。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的组合频率，从而对通 信系统构成干扰的现象。互调干扰分为：发射机互调干扰接收机互调干扰信道分配策略阻塞式干扰：当外界存在一个离接收机工作频率较远，但能进入接收机并作用于其前端电路的强干扰信 号时，由于接收机前端电路的非线性而造

4、成对有用信号增益降低或噪声增高，使接收机灵敏度下降的现 象。（推饱和）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。克服的方法：频道间隔、移动台的自动功率控制。地域覆盖和信道配置大区制移动通信系统：是指使用安装在高塔上的单个大功率发射机而获得一个大面积覆盖的移动通信系 统。大区制方式优点：网络结构简单、成本低大区制方式的缺点：

5、容量小区域覆盖受限地形环境影响，例如山丘、建筑物等阻挡一盲区多径反射干扰基站发射功率是有限额的（大区制能实现全国覆盖吗？）移动台发射功率小，上下行存在增益差解决大区制覆盖的方法有：同频转发器，扫除盲区设置分集接收台提高基站接收机灵敏度小区制的核心思想是：用许多小功率的发射机（小覆盖区）来代替单个的大功率发射机，每一个小覆盖 区只提供服务范围内的一小部分覆盖。小区制的优点是：频率利用率高组网灵活下面针对不同的服务区来讨论小区的结构和频率的分配方案：1、带状网带状网主要用于覆盖公路、铁路和海岸等。基站天线若用全向辐射，覆盖区形状是圆形；采用有向天线，则使每个小区呈扁圆形。带状网可进行频率复用。若以

6、采用不同信道的两个小区组成一个区群，称为双频制。若以采用不同信道的三 个小区组成一个区群，称为三频制。从造价和频率资源的利用而言，当然双频制最好；但从抗同频干扰 而言，双频制最差，还应考虑多频制。2小区制移动通信网络的地域覆盖II蜂窝网在带状网中，区群组成和同频小区距离计算方便蜂窝网就比较复杂1）小区形状全向天线辐射的覆盖区域是一个圆形为了不留空隙地覆盖，圆形服务区之间一定含有很多交叠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少，也就最经济。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）区群的组成区群

7、（簇）：共同使用全部可用频率的相邻的N个小区。区群的两个条件：区群之间可以邻接，且无空隙无重叠地进行覆盖邻接之后的区群应保证各个相邻同信频小区之间的距离相等区群内的小区数应满足下式：其中，i与j是正整数，（i=0,j=0,i+j0）举例 N的典型值为4，7，12，其N=4就是i=0,j=2得到的。AMPS 系统：N=7； GSM 系统：N=3 或 4 中心激励：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。顶点激励:将基站设计在每个小区六边形的三个顶点上，每个基站采用3副120度扇形辐射的 定向天线，分别覆盖3个相邻小区的各三分之一区域，每个小区由3副120度扇形天线共同覆盖

8、。频率复用后的系统容量C：系统中信道总数L = kNL：可用无线信道总数C = p kN = ML Nk：每个小区的信道数N：簇的大小M：系统中的小区总数。：簇复制次数信道频率分配信道（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，根据移动网的需要将全部频道分成若干组； 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。频率分组原则：根据国家规定、双工方式、制式确定总的信道数由系统性能及设计确定同频复用的距离，确定频道分组数 频率指配原则：同一频道组中不能有相邻序号的频道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频率规化、远期规划、新网和重叠网频率

9、指配的协调一致信道分配方法固定频道分配法：业务分配相对固定分区分组分配法：避免三阶互调但未考虑邻道干扰等频距分配法：按等频率间隔来配置信道的，只要频距选得足够大就可避免邻道 干扰与互调干扰动态频道分配法动态配置法：随着业务量的变化重新配置全部信道柔性配置法：准备若干个信道，需要时提供给某个小区使用。同频干扰对系统容量的影响同频干扰不能简单地通过增大发射机的发射功率来克服为了解决这一问题，需要找到同频干扰和系统容量的关系1、Q与N的关系假设每个小区的大小一样，且每个小区是正六边形小区Q = D / R =3N2、S/I与Q之间的关系S QnDL一=Q Q = = v3N C = Mk = M I6RN假设每个基站的发射功率相等，在整个覆盖区内平均接收信号功率随距离的幂指数下降且路径衰减 指数相同，若仅仅考虑第一层同频干扰小区，则小区边界移动台接收信号的信干比为若近似认为所有干扰基站到移动台之间距离为D，则C