2013秋-无线通信与无线网络课件chap

1、第2讲蜂窝的概念：系统设计基础浙江大学信电系caiju主要内容蜂窝系统基本术语蜂窝的概念蜂窝系统设计方法蜂窝通信系统基本术语公共交换网络(PSTN)移动交换中心（Mobile Switching Center)(Base Sion)移动台(Mobile S用户(Subscriber)ion)收发信机(Transceiver)移动交换中心移动交换中心(MSC: Mobile Switching Center)控制蜂窝系统与PSTN之间的连接控制Base Sion一个MSC可管理10万个移动 5000个用户同时通话。一个城市一个MSC。，可支持切换（Handover）移动台从一个转移到另外一个，从

2、一个扇区转移到另外一个扇区，或者从一个信道转移到另外一个信道的过程。硬切换1G;2G软切换3G及以后漫游（Roaming）一个移动台从自己的服务区域转移到另外的服务区域的过程。MSC发生变化。上/下行信道下行/前向信道（downlink/forward）移动终端广播信道上行/反向信道（uplink/backward）移动终端多接入信道 (多址接入)控制信道用于传输呼叫建立、呼叫请求、初始化等的专门信道双工(duplex)移动通信系统可以分为单工，半双工和全双工三种形式单工只提供单向通信半双工收音机同时只能有一个方向通信全双工对讲机支持两个方向同时通信移动频分双工()上下行两个不同的频率需要两套

3、收发信机，移动台需要设备复用(Device duplexer)1G, 2G, CDMA2000, WCDMA上下行之间的频率间隔是RF频率的5% ，比如:900M*5%=45MHz时分双工(TDD)时间上共个频道是可行的，TDD正是利用了这一点.只有数字通信才能使用TDD.优点：和移动终端可以使用同一套收发信机缺点：对同步的要求很高多址接入FDMA (Frequency Divi每个用户使用不同的频段Multiple Acs)TDMA (Time DiviMultiple Acs)每个用户使用不同的时间CDMA (Code DiviMultiple Acs)每个用户使用不同的CodeOFDMA

4、正交的FDMA多接入技术SFDMA/ TDMA/ CDMA/TDD CDMA/ CDMA/TDD CDMA/OFDMAGSMIS-95W-CDMATD-SCDMAcdma2000WiMAX(4G)or TDD主要内容蜂窝系统基本术语蜂窝的概念蜂窝系统设计方法蜂窝的概念为六边形？为什么不是圆？三角形，正方形和六边形可以完。六边形比其他形状更贴近圆。实际蜂窝实际蜂窝不是六边形的！要现场测试！天线可以放在小区中心，也可以放在角上。可以是全向天线，也可以是方向性天线。频率重用也不是均匀的，根据业务统计结果设定。实际蜂窝频率重用因子频率重用是蜂窝系统的一个非常重要的概念！系统的容量取决于重用因子大小，和

5、蜂窝大小簇：共同使用全部可用频率的N个小区N越大，小区间干扰越小N越小，系统容量越大一个小区的信道数目: k=S/NS为可向信道数系统容量：C=MSM为簇次数频率重用因子F=1/N簇的大小NN i2 ij j2i=1, j=0, i=1, j=1, i=2, j=0, i=2, j=1, i=2, j=2, i=3, j=0, i=3, j=1,i=3, j=2,N=1 N=3 N=4N=7N=12N=9N=13N=19复用距离D同频复用距离：相邻的两个簇中，位置对应的两个同频小区中心之间的距离。对正六边形，有D =3 N越小，同频小区之间距离越小，干扰越严重，但频率利用率越高同频复用比QQ

6、= =3例子一个蜂窝系统，总带宽为33MHz，使用两个25kHz作为双向的话音信道，当系统为a）4小区复用 b）7小区复用的情况是，计算每个小区中可用信道数目。总带宽：33MHz信道带宽：25kHz2单向信道=50kHz/双向信道总信道数：33000/50=660a) 660/4=165;b) 660/7=95;主要内容蜂窝系统基本术语蜂窝的概念蜂窝系统设计方法信道分配机制静态信道分配机制固定分配，阻塞率高，可能浪费资源借用策略，有MSC进行管理动态信道分配机制灵活性，减少中断概率需要MSC对各个BS进行协调切换策略切换策略目标:尽可能少出现不影响用户通信切换门限切换算法切换门限 Pr,han

7、doffPr,min太大，不需要切换，给MSC很大的负担太小，切换不及时，容易掉话信道预留如果切换到的小区里没有空闲信道可以使用，则发生掉话。预留一部分信道用于切换的呼叫，减少掉话概率。呼叫阻塞概率和掉话概率之间的折中。干扰和系统容量干扰分类：同频干扰：簇大小规划邻频干扰：信道分配干扰计算信干比（S/I） = 0=1粗略计算：D/R3=00情况近似计算：1 =4 + 24 + 242 Q 1Q + 1干扰计算问题：给定目标信干比S/I，求最小N解法：从最小簇开始尝试a)b)根据前面公式计算信干比如果满足目标信干比，则采用；否则增大 N，重复步骤2c)例子某蜂窝系统要求的信干比为15dB。求当路

8、径损耗为n=4时，满足条件的最小N；解法：尝试 = 7 = / = 4.583164=4.583= 75.3 = 18.66dB大于15dB，N=7可用阻塞率分析话务量：时间（小时）内发生的平均呼叫次数与每次呼叫平均保持时间（小时）的乘积。为“爱尔兰”(Erlang)A = 中继系统分类：不对呼叫请求进行排队（阻塞清除）用队列来保存阻塞呼叫（阻塞延迟）阻塞率分析Erlang B公式Pr 阻塞/!=! =0C为系统可用信道数Erlang C公式Pr 延迟 0=1 + ! =01 !提高覆盖和容量的方法小区裂向使用中继器分区微小区小区-1提高容量系统容量： C=MS小区-2裂向(划分扇区)-1裂向(划分扇区)-2使用中