1、第第4 4章章 移動(dòng)通信系統(tǒng)組網(wǎng)移動(dòng)通信系統(tǒng)組網(wǎng)蜂窩組網(wǎng)技術(shù)蜂窩組網(wǎng)技術(shù)4.1無線系統(tǒng)的信道分配無線系統(tǒng)的信道分配4.24.1 4.1 蜂窩組網(wǎng)技術(shù)蜂窩組網(wǎng)技術(shù)n移動(dòng)通信移動(dòng)通信 系統(tǒng)采用一個(gè)叫基站的設(shè)備來提供無線覆蓋服務(wù)，系統(tǒng)采用一個(gè)叫基站的設(shè)備來提供無線覆蓋服務(wù)，基站的覆蓋范圍有大有小，通常把基站覆蓋的范圍稱為基站的覆蓋范圍有大有小，通常把基站覆蓋的范圍稱為蜂窩蜂窩。一個(gè)基站在其天線高度的范圍內(nèi)為移動(dòng)用戶提供服務(wù)的覆蓋一個(gè)基站在其天線高度的范圍內(nèi)為移動(dòng)用戶提供服務(wù)的覆蓋區(qū)稱為一個(gè)無線電區(qū)，簡稱區(qū)稱為一個(gè)無線電區(qū)，簡稱小區(qū)小區(qū)。采用多個(gè)基站來覆蓋給定采用多個(gè)基站來覆蓋給定的服務(wù)區(qū)，這樣的通信

2、系統(tǒng)稱為的服務(wù)區(qū)，這樣的通信系統(tǒng)稱為蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。n小區(qū)的劃分決定于系統(tǒng)的容量、地形和傳播特性。小區(qū)的劃分決定于系統(tǒng)的容量、地形和傳播特性。蜂窩蜂窩4.1.1 移動(dòng)通信網(wǎng)的區(qū)域覆蓋移動(dòng)通信網(wǎng)的區(qū)域覆蓋1大區(qū)制大區(qū)制 大區(qū)制是指在特定的服務(wù)區(qū)內(nèi)只設(shè)大區(qū)制是指在特定的服務(wù)區(qū)內(nèi)只設(shè)一個(gè)基站，負(fù)責(zé)服務(wù)區(qū)內(nèi)所有用戶的無一個(gè)基站，負(fù)責(zé)服務(wù)區(qū)內(nèi)所有用戶的無線鏈路使用，如圖線鏈路使用，如圖4-1所示。所示。圖圖6-8 大區(qū)制示意圖大區(qū)制示意圖55（1 1）通常為了擴(kuò)大服務(wù)區(qū)域的范圍：）通常為了擴(kuò)大服務(wù)區(qū)域的范圍： 基地站天線架設(shè)得都很高；基地站天線架設(shè)得都很高； 發(fā)射機(jī)輸出功率也較大（一般

3、在發(fā)射機(jī)輸出功率也較大（一般在200W左右）；左右）； 其覆蓋半徑大約為其覆蓋半徑大約為3050。（2 2）存在兩個(gè)方向通信不一致的問題：）存在兩個(gè)方向通信不一致的問題：原因：原因：因?yàn)殡姵厝萘坑邢蓿ǔＲ苿?dòng)臺(tái)發(fā)射機(jī)的輸出功率較因?yàn)殡姵厝萘坑邢蓿ǔＲ苿?dòng)臺(tái)發(fā)射機(jī)的輸出功率較小，故移動(dòng)臺(tái)距基地站較遠(yuǎn)時(shí)，移動(dòng)臺(tái)可以收到基地站發(fā)來小，故移動(dòng)臺(tái)距基地站較遠(yuǎn)時(shí)，移動(dòng)臺(tái)可以收到基地站發(fā)來的信號(hào)（即下行信號(hào)），而基地站卻收不到移動(dòng)臺(tái)發(fā)出的信的信號(hào)（即下行信號(hào)），而基地站卻收不到移動(dòng)臺(tái)發(fā)出的信號(hào)（即上行信號(hào)）。號(hào)（即上行信號(hào)）。解決：解決：可以在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)立若干個(gè)分集接收站，如圖可以在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)立若干個(gè)分集接

4、收站，如圖2-1虛線虛線所示，以保證在服務(wù)區(qū)內(nèi)的雙向通信質(zhì)量。所示，以保證在服務(wù)區(qū)內(nèi)的雙向通信質(zhì)量。66（3）存在同頻間的相互串?dāng)_：）存在同頻間的相互串?dāng)_：在大區(qū)制中，為了避免相互間的干擾，在服務(wù)區(qū)內(nèi)的所有頻在大區(qū)制中，為了避免相互間的干擾，在服務(wù)區(qū)內(nèi)的所有頻道（一個(gè)頻道包含收、發(fā)一對(duì)頻率）的頻率都不能重復(fù)。道（一個(gè)頻道包含收、發(fā)一對(duì)頻率）的頻率都不能重復(fù)。譬如，移動(dòng)臺(tái)譬如，移動(dòng)臺(tái)MS1使用了頻率使用了頻率f1和和f2。那么，另一個(gè)移動(dòng)臺(tái)。那么，另一個(gè)移動(dòng)臺(tái)MS2就不能再使用這對(duì)頻率了，否則將產(chǎn)生嚴(yán)重的相互串?dāng)_。就不能再使用這對(duì)頻率了，否則將產(chǎn)生嚴(yán)重的相互串?dāng)_。（4）因而，這種體制的頻率利用率

5、及通信的容量都受到了）因而，這種體制的頻率利用率及通信的容量都受到了限制，滿足不了用戶數(shù)量急劇增長的需要。限制，滿足不了用戶數(shù)量急劇增長的需要。為了滿足用戶數(shù)量增長的需要，提高頻率的利用率，就需采為了滿足用戶數(shù)量增長的需要，提高頻率的利用率，就需采用小區(qū)制的辦法。用小區(qū)制的辦法。7（1）、小區(qū)制的特點(diǎn)）、小區(qū)制的特點(diǎn)u可以提高頻率利用率，增加用戶容量：因?yàn)橥唤M波道可以提高頻率利用率，增加用戶容量：因?yàn)橥唤M波道頻率可以多次重復(fù)使用頻率可以多次重復(fù)使用 u小區(qū)制中因?yàn)椴捎昧祟l率復(fù)用技術(shù)，因此帶來同頻道干小區(qū)制中因?yàn)椴捎昧祟l率復(fù)用技術(shù)，因此帶來同頻道干擾問題擾問題u網(wǎng)路構(gòu)成復(fù)雜：需要越區(qū)切換、漫

6、游、位置登記、更新網(wǎng)路構(gòu)成復(fù)雜：需要越區(qū)切換、漫游、位置登記、更新等等圖圖4-2 小區(qū)制示意圖小區(qū)制示意圖（2）帶狀網(wǎng)）帶狀網(wǎng) 帶狀網(wǎng)主要用于覆蓋公路、鐵路、水運(yùn)航帶狀網(wǎng)主要用于覆蓋公路、鐵路、水運(yùn)航道、海岸沿線等狹長區(qū)域，如圖道、海岸沿線等狹長區(qū)域，如圖4-3所示。所示。 基站天線若用全向輻射，覆蓋區(qū)形狀是圓基站天線若用全向輻射，覆蓋區(qū)形狀是圓形的，如圖形的，如圖4-3（a）所示，帶狀網(wǎng)宜采用有向）所示，帶狀網(wǎng)宜采用有向天線，使每個(gè)小區(qū)呈扁圓形，如圖天線，使每個(gè)小區(qū)呈扁圓形，如圖4-3（b）所）所示。示。 圖圖4-3 帶狀網(wǎng)帶狀網(wǎng)圖圖4-4 帶狀網(wǎng)頻率配置帶狀網(wǎng)頻率配置若以采用不同信道的兩個(gè)

7、小區(qū)組成一個(gè)區(qū)群，在一個(gè)區(qū)若以采用不同信道的兩個(gè)小區(qū)組成一個(gè)區(qū)群，在一個(gè)區(qū)群內(nèi)使用不同的頻率，不同的區(qū)群可使用相同的頻率。群內(nèi)使用不同的頻率，不同的區(qū)群可使用相同的頻率。圖圖4-5 帶狀網(wǎng)的同頻道干擾分析帶狀網(wǎng)的同頻道干擾分析帶狀網(wǎng)的同頻道干擾分析如圖帶狀網(wǎng)的同頻道干擾分析如圖4-5所示。所示。（3）面狀網(wǎng)）面狀網(wǎng) 陸地移動(dòng)通信的大部分服務(wù)區(qū)是寬陸地移動(dòng)通信的大部分服務(wù)區(qū)是寬廣的面狀區(qū)域。廣的面狀區(qū)域。圖圖4-6 小區(qū)的形狀小區(qū)的形狀 由表由表4-2可見，在服務(wù)區(qū)面積一定的可見，在服務(wù)區(qū)面積一定的情況下，正六邊形小區(qū)的形狀最接近理情況下，正六邊形小區(qū)的形狀最接近理想的圓形，用它覆蓋整個(gè)服務(wù)區(qū)所

8、需的想的圓形，用它覆蓋整個(gè)服務(wù)區(qū)所需的基站數(shù)最少，也最經(jīng)濟(jì)。基站數(shù)最少，也最經(jīng)濟(jì)。 正六邊形構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)形同蜂窩，因正六邊形構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)形同蜂窩，因此，將小區(qū)形狀為正六邊形的小區(qū)制移此，將小區(qū)形狀為正六邊形的小區(qū)制移動(dòng)通信網(wǎng)稱為動(dòng)通信網(wǎng)稱為蜂窩網(wǎng)蜂窩網(wǎng)。4.1.2 蜂窩小區(qū)的特性蜂窩小區(qū)的特性1區(qū)群的構(gòu)成區(qū)群的構(gòu)成 在移動(dòng)通信中，為了避免同信道干擾，相在移動(dòng)通信中，為了避免同信道干擾，相鄰小區(qū)顯然不能用相同的信道。鄰小區(qū)顯然不能用相同的信道。 為了保證同信道小區(qū)之間有足夠的距離，為了保證同信道小區(qū)之間有足夠的距離，附近的若干小區(qū)都不能用相同的信道。附近的若干小區(qū)都不能用相同的信道。 這些不同信道的

9、小區(qū)組成一個(gè)區(qū)群，稱為這些不同信道的小區(qū)組成一個(gè)區(qū)群，稱為單位無線區(qū)群單位無線區(qū)群，也叫做，也叫做一簇一簇。 單位無線區(qū)群的構(gòu)成應(yīng)滿足兩個(gè)基單位無線區(qū)群的構(gòu)成應(yīng)滿足兩個(gè)基本條件。本條件。 （1）單位區(qū)群之間可以無空隙無重疊地）單位區(qū)群之間可以無空隙無重疊地進(jìn)行鄰接。進(jìn)行鄰接。 （2）鄰接之后的區(qū)群應(yīng)保證同信道小區(qū)）鄰接之后的區(qū)群應(yīng)保證同信道小區(qū)之間的中心距離相等。之間的中心距離相等。 單位無線區(qū)群內(nèi)小區(qū)的個(gè)數(shù)（單位無線區(qū)群內(nèi)小區(qū)的個(gè)數(shù)（N）應(yīng)滿足）應(yīng)滿足下式：下式： i，j為正整數(shù)為正整數(shù) （4-1） 式中，i、j為相鄰?fù)l小區(qū)間的相隔小區(qū)數(shù)，取正整數(shù)且不同時(shí)為零。 由式（由式（4-1）可算出

10、）可算出N的可能取值如表的可能取值如表4-3所示。所示。 相應(yīng)的區(qū)群形狀如圖相應(yīng)的區(qū)群形狀如圖4-7所示。所示。22Niijj表表4-3單位無線區(qū)群內(nèi)小區(qū)的個(gè)數(shù)（單位無線區(qū)群內(nèi)小區(qū)的個(gè)數(shù)（N）圖圖4-7 區(qū)群的構(gòu)成示意圖區(qū)群的構(gòu)成示意圖2頻率復(fù)用的概念頻率復(fù)用的概念 頻率復(fù)用的機(jī)理基于無線電波傳播頻率復(fù)用的機(jī)理基于無線電波傳播路徑損耗特性，即如果兩個(gè)基站之間的路徑損耗特性，即如果兩個(gè)基站之間的距離足夠遠(yuǎn)，那么用于一個(gè)基站的頻率距離足夠遠(yuǎn)，那么用于一個(gè)基站的頻率可以在另一個(gè)基站上復(fù)用。可以在另一個(gè)基站上復(fù)用。 蜂窩系統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)的容量容量直接與直接與單位區(qū)群單位區(qū)群在在某一固定范圍內(nèi)某一固定范圍

11、內(nèi)復(fù)制的次數(shù)復(fù)制的次數(shù)成比例。成比例。 如果單位區(qū)群內(nèi)小區(qū)的個(gè)數(shù)（如果單位區(qū)群內(nèi)小區(qū)的個(gè)數(shù)（N）減小而小區(qū)的大小保持不變，則需要更減小而小區(qū)的大小保持不變，則需要更多的單位區(qū)群來覆蓋給定的范圍，從而多的單位區(qū)群來覆蓋給定的范圍，從而獲得更大的容量（獲得更大的容量（C值更大）。值更大）。3區(qū)群結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)區(qū)群結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)圖圖4-9 同信道小區(qū)的確定同信道小區(qū)的確定(1)、確定同頻小區(qū)間位置的方法、確定同頻小區(qū)間位置的方法自某小區(qū)A出發(fā)，先沿邊的垂線方向跨i個(gè)小區(qū)，再按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)60度，再跨j個(gè)小區(qū)，就可以找到同頻小區(qū)，共6個(gè)。 24 (2)、同頻復(fù)用距離、同頻復(fù)用比、同頻復(fù)用距離、同頻復(fù)用比w同頻

12、復(fù)用距離同頻復(fù)用距離D ：相鄰的兩個(gè)簇中，位置對(duì)應(yīng)的兩個(gè)同：相鄰的兩個(gè)簇中，位置對(duì)應(yīng)的兩個(gè)同頻小區(qū)中心之間的距離頻小區(qū)中心之間的距離 可見，簇內(nèi)小區(qū)數(shù)可見，簇內(nèi)小區(qū)數(shù)N越小，同頻小區(qū)之間的距離越近，抗越小，同頻小區(qū)之間的距離越近，抗同頻干擾的性能越差，但頻率利用率越高。同頻干擾的性能越差，但頻率利用率越高。rNrjijDIJJIIJJID3i3120cos22222222）（4中心激勵(lì)和頂點(diǎn)激勵(lì)中心激勵(lì)和頂點(diǎn)激勵(lì) 在每個(gè)小區(qū)中，基站可以設(shè)在小區(qū)的中央，用在每個(gè)小區(qū)中，基站可以設(shè)在小區(qū)的中央，用全向天線形成圓形覆蓋區(qū)，這就是全向天線形成圓形覆蓋區(qū)，這就是“中心激中心激勵(lì)勵(lì)”方式，如圖方式，如圖4

13、-10（a）所示。）所示。 4中心激勵(lì)和頂點(diǎn)激勵(lì)中心激勵(lì)和頂點(diǎn)激勵(lì) 也可以將基站設(shè)計(jì)在每個(gè)小區(qū)六邊形的也可以將基站設(shè)計(jì)在每個(gè)小區(qū)六邊形的3個(gè)頂點(diǎn)上，個(gè)頂點(diǎn)上，每個(gè)基站采用每個(gè)基站采用3副扇形輻射的定向天線，分別覆蓋副扇形輻射的定向天線，分別覆蓋3個(gè)相鄰小區(qū)的各三分之一區(qū)域，每個(gè)小區(qū)由個(gè)相鄰小區(qū)的各三分之一區(qū)域，每個(gè)小區(qū)由3副副120扇形天線共同覆蓋，這就是所謂的扇形天線共同覆蓋，這就是所謂的“頂點(diǎn)激勵(lì)頂點(diǎn)激勵(lì)”方式，如圖方式，如圖4-10（b）所示。）所示。優(yōu)點(diǎn)：消除障礙物陰影，對(duì)來自天線方向圖主瓣之外的干擾有一定的隔離度 圖圖4-10 兩種激勵(lì)方式兩種激勵(lì)方式圖圖4-11 21個(gè)無線小區(qū)模型

14、個(gè)無線小區(qū)模型圖圖4-12 用戶密度不等時(shí)的小區(qū)結(jié)構(gòu)用戶密度不等時(shí)的小區(qū)結(jié)構(gòu)5蜂窩小區(qū)增加容量的方法蜂窩小區(qū)增加容量的方法 小區(qū)一般分為巨區(qū)、宏區(qū)、微區(qū)和小區(qū)一般分為巨區(qū)、宏區(qū)、微區(qū)和微微區(qū)幾類，具體指標(biāo)及大體關(guān)系如表微微區(qū)幾類，具體指標(biāo)及大體關(guān)系如表4-4所示。所示。表表4-4小區(qū)分類小區(qū)分類 常用的擴(kuò)容技術(shù)有：小區(qū)分裂、扇區(qū)常用的擴(kuò)容技術(shù)有：小區(qū)分裂、扇區(qū)劃分、選用直放站、微小區(qū)技術(shù)等。劃分、選用直放站、微小區(qū)技術(shù)等。 3333在實(shí)際的宏蜂窩內(nèi)，通常存在著兩種特殊的微小區(qū)域。在實(shí)際的宏蜂窩內(nèi)，通常存在著兩種特殊的微小區(qū)域。一是一是“盲點(diǎn)盲點(diǎn)”。由于網(wǎng)絡(luò)漏覆蓋或電波在傳播過程中遇到障。由于網(wǎng)

15、絡(luò)漏覆蓋或電波在傳播過程中遇到障礙物而造成陰影區(qū)域等原因，使得該區(qū)域的信號(hào)強(qiáng)度極弱，通礙物而造成陰影區(qū)域等原因，使得該區(qū)域的信號(hào)強(qiáng)度極弱，通信質(zhì)量嚴(yán)重低劣；信質(zhì)量嚴(yán)重低劣；二是二是“熱點(diǎn)熱點(diǎn)”。由于客觀存在商業(yè)中心或交通要道等業(yè)務(wù)繁。由于客觀存在商業(yè)中心或交通要道等業(yè)務(wù)繁忙區(qū)域，造成空間業(yè)務(wù)負(fù)荷的不均勻分布。忙區(qū)域，造成空間業(yè)務(wù)負(fù)荷的不均勻分布。以上兩以上兩“點(diǎn)點(diǎn)”問題，往往通過設(shè)置問題，往往通過設(shè)置直放站、分裂小區(qū)直放站、分裂小區(qū)等辦法等辦法來加以解決。但從原理上講，這兩種方法也不能無限制地使用。來加以解決。但從原理上講，這兩種方法也不能無限制地使用。（1）小區(qū)分裂 小區(qū)分裂通過用更小的小區(qū)

16、代替較大的小區(qū)小區(qū)分裂通過用更小的小區(qū)代替較大的小區(qū)來允許系統(tǒng)容量的增長，同時(shí)采用同頻復(fù)用因子來允許系統(tǒng)容量的增長，同時(shí)采用同頻復(fù)用因子不變的信道分配策略，通過減小小區(qū)半徑、重組不變的信道分配策略，通過減小小區(qū)半徑、重組系統(tǒng)來獲得容量的增加。系統(tǒng)來獲得容量的增加。圖圖4-13 小區(qū)分裂圖小區(qū)分裂圖（2）扇區(qū)劃分技術(shù)）扇區(qū)劃分技術(shù) 使用定向天線來減少同頻干擾，從使用定向天線來減少同頻干擾，從而提高系統(tǒng)容量的技術(shù)叫做扇區(qū)劃分技而提高系統(tǒng)容量的技術(shù)叫做扇區(qū)劃分技術(shù)。術(shù)。圖圖4-14 CDMA小區(qū)六扇區(qū)組網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)小區(qū)六扇區(qū)組網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)4.2 4.2 無線系統(tǒng)的信道分配無線系統(tǒng)的信道分配

17、本節(jié)所介紹的無線系統(tǒng)的信道分配本節(jié)所介紹的無線系統(tǒng)的信道分配方案主要是針對(duì)方案主要是針對(duì)TDMA和和FDMA移動(dòng)通移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻率分配。信系統(tǒng)的頻率分配。1頻道分組的原則頻道分組的原則 頻率分配有兩個(gè)基本含義：一是頻道頻率分配有兩個(gè)基本含義：一是頻道分組，根據(jù)移動(dòng)網(wǎng)擁有的頻率資源，將全分組，根據(jù)移動(dòng)網(wǎng)擁有的頻率資源，將全部頻道分成若干組；二是頻道指配，以固部頻道分成若干組；二是頻道指配，以固定的或動(dòng)態(tài)的分配方法將頻率資源分配給定的或動(dòng)態(tài)的分配方法將頻率資源分配給蜂窩網(wǎng)的用戶使用。蜂窩網(wǎng)的用戶使用。 (1)(1)頻道分組的原則頻道分組的原則根據(jù)不同的移動(dòng)通信系統(tǒng)的無線頻率使用要求根據(jù)不同的移動(dòng)

18、通信系統(tǒng)的無線頻率使用要求選擇雙工方式、載頻中心頻率、頻道間隔、收選擇雙工方式、載頻中心頻率、頻道間隔、收發(fā)間隔；發(fā)間隔；確定無互調(diào)干擾或盡量小互調(diào)干擾的分組方法確定無互調(diào)干擾或盡量小互調(diào)干擾的分組方法；考慮有效利用頻率資源、減小基站天線高度和考慮有效利用頻率資源、減小基站天線高度和盡量小發(fā)射功率，在滿足射頻防護(hù)比的前提下盡量小發(fā)射功率，在滿足射頻防護(hù)比的前提下，確定頻道分組數(shù)。，確定頻道分組數(shù)。(2)(2)頻道分配時(shí)需注意的問題頻道分配時(shí)需注意的問題在同一頻道組中不能有相鄰序號(hào)的頻道在同一頻道組中不能有相鄰序號(hào)的頻道相鄰序號(hào)的頻道不能分配于相鄰小區(qū)或相鄰扇相鄰序號(hào)的頻道不能分配于相鄰小區(qū)或相

19、鄰扇區(qū)區(qū)應(yīng)根據(jù)移動(dòng)通信設(shè)備抗鄰道干擾能力來設(shè)定相應(yīng)根據(jù)移動(dòng)通信設(shè)備抗鄰道干擾能力來設(shè)定相鄰頻道的最小頻率間隔鄰頻道的最小頻率間隔根據(jù)規(guī)定的射頻防護(hù)比建立頻率復(fù)用的頻道分根據(jù)規(guī)定的射頻防護(hù)比建立頻率復(fù)用的頻道分配圖案配圖案保證頻率計(jì)劃、遠(yuǎn)期規(guī)劃、新歸網(wǎng)和重疊網(wǎng)頻保證頻率計(jì)劃、遠(yuǎn)期規(guī)劃、新歸網(wǎng)和重疊網(wǎng)頻率分配的協(xié)調(diào)一致。率分配的協(xié)調(diào)一致。2固定頻道分配方法固定頻道分配方法 固定頻道分配方法有兩種：分區(qū)分固定頻道分配方法有兩種：分區(qū)分組分配法和等頻距分配法。組分配法和等頻距分配法。圖圖4-15 3頂點(diǎn)激勵(lì)的信道配置頂點(diǎn)激勵(lì)的信道配置3動(dòng)態(tài)分配方法動(dòng)態(tài)分配方法 動(dòng)態(tài)配置法是根據(jù)移動(dòng)用戶話務(wù)量動(dòng)態(tài)配置法

20、是根據(jù)移動(dòng)用戶話務(wù)量隨時(shí)間和位置的變化對(duì)頻道進(jìn)行分配。隨時(shí)間和位置的變化對(duì)頻道進(jìn)行分配。（2）柔性配置法）柔性配置法 柔性配置是指首先分配給多個(gè)小區(qū)柔性配置是指首先分配給多個(gè)小區(qū)共用信道，利用這些小區(qū)話務(wù)量高峰時(shí)共用信道，利用這些小區(qū)話務(wù)量高峰時(shí)間段的不同，控制話務(wù)量高峰小區(qū)順序間段的不同，控制話務(wù)量高峰小區(qū)順序地使用話務(wù)量小的小區(qū)不使用的共用信地使用話務(wù)量小的小區(qū)不使用的共用信道，為話務(wù)量高峰小區(qū)服務(wù)。道，為話務(wù)量高峰小區(qū)服務(wù)。4.3 4.3 多信道共用多信道共用4.3.1 多信道共用的意義多信道共用的意義 多信道共用是指系統(tǒng)允許大量的用多信道共用是指系統(tǒng)允許大量的用戶在一個(gè)小區(qū)內(nèi)共享少量的

21、信道。戶在一個(gè)小區(qū)內(nèi)共享少量的信道。圖圖4-16信道共用方式圖解信道共用方式圖解 如果采用多信道共用方式，任何一如果采用多信道共用方式，任何一個(gè)移動(dòng)用戶選取空閑信道和占用信道的個(gè)移動(dòng)用戶選取空閑信道和占用信道的時(shí)間都是隨機(jī)的，所以所有信道同時(shí)被時(shí)間都是隨機(jī)的，所以所有信道同時(shí)被占用的概率遠(yuǎn)小于一條信道被占用的概占用的概率遠(yuǎn)小于一條信道被占用的概率。率。4.3.2 話務(wù)量、服務(wù)等級(jí)和信道數(shù)的關(guān)系話務(wù)量、服務(wù)等級(jí)和信道數(shù)的關(guān)系1話務(wù)量與服務(wù)等級(jí)的概念話務(wù)量與服務(wù)等級(jí)的概念 話務(wù)量是衡量通信系統(tǒng)中語音業(yè)務(wù)量大小的話務(wù)量是衡量通信系統(tǒng)中語音業(yè)務(wù)量大小的度量，分為流入話務(wù)量和完成話務(wù)量。度量，分為流入話

22、務(wù)量和完成話務(wù)量。 流入話務(wù)量（流入話務(wù)量（A）定義為在一特定時(shí)間內(nèi)呼）定義為在一特定時(shí)間內(nèi)呼叫次數(shù)（叫次數(shù)（）與每次呼叫平均占用時(shí)間（）與每次呼叫平均占用時(shí)間（S）的乘）的乘積，即積，即A=S （4-6） 式中，式中，A無量綱，單位為厄蘭（無量綱，單位為厄蘭（Erlang，Erl）；）；的單位為次的單位為次/小時(shí)；小時(shí)；S的單位為小時(shí)的單位為小時(shí)/次。次。（2）用戶忙時(shí)話務(wù)量）用戶忙時(shí)話務(wù)量 每個(gè)用戶在每個(gè)用戶在24小時(shí)內(nèi)的話務(wù)量分布小時(shí)內(nèi)的話務(wù)量分布是不均勻的，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按最忙時(shí)的是不均勻的，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按最忙時(shí)的話務(wù)量來進(jìn)行估算。話務(wù)量來進(jìn)行估算。 最忙最忙1小時(shí)內(nèi)的話務(wù)量與全天話務(wù)量

23、小時(shí)內(nèi)的話務(wù)量與全天話務(wù)量之比稱為忙時(shí)集中率，用之比稱為忙時(shí)集中率，用K表示，定義為表示，定義為K 忙時(shí)話務(wù)量全日話務(wù)量 每個(gè)用戶的忙時(shí)話務(wù)量需要統(tǒng)計(jì)的每個(gè)用戶的忙時(shí)話務(wù)量需要統(tǒng)計(jì)的方法確定，一般方法確定，一般K=10%15%。 我國蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的用戶忙時(shí)我國蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的用戶忙時(shí)話務(wù)量一般為話務(wù)量一般為0.010.03Erl之間。之間。（3）服務(wù)等級(jí)）服務(wù)等級(jí) 服務(wù)等級(jí)用兩個(gè)概念來表述：呼叫阻服務(wù)等級(jí)用兩個(gè)概念來表述：呼叫阻塞的概率（呼損率）和呼叫阻塞延遲。塞的概率（呼損率）和呼叫阻塞延遲。 呼叫阻塞的概率（呼損率）。呼叫阻塞的概率（呼損率）。 呼叫阻塞延遲。呼叫阻塞延遲。2話務(wù)量、

24、服務(wù)等級(jí)和信道數(shù)的關(guān)系話務(wù)量、服務(wù)等級(jí)和信道數(shù)的關(guān)系 呼損率概念。呼損率概念。 呼損率的計(jì)算。呼損率的計(jì)算。3信道利用率信道利用率 信道利用率（信道利用率（ ）定義為每條信道）定義為每條信道完成話務(wù)量和總的信道數(shù)之比，若總的完成話務(wù)量和總的信道數(shù)之比，若總的信道數(shù)為信道數(shù)為N，完成的話務(wù)量為，完成的話務(wù)量為 ，則，則（4-16）A(1)100%100%AABNN4.3.3 空閑信道的選取空閑信道的選取1空閑信道的選取方式空閑信道的選取方式 空閑信道的選取方式主要分為兩大空閑信道的選取方式主要分為兩大類：一類是專用呼叫信道方式；另一類類：一類是專用呼叫信道方式；另一類是標(biāo)明空閑信道方式。是標(biāo)明空

25、閑信道方式。2專用呼叫信道專用呼叫信道 專用呼叫信道方式或共用信令信道專用呼叫信道方式或共用信令信道方式是指系統(tǒng)在給定的多個(gè)信道中，設(shè)方式是指系統(tǒng)在給定的多個(gè)信道中，設(shè)置置1條或條或2條專門用于呼叫的信道作為控條專門用于呼叫的信道作為控制信道。制信道。1頻分多址的蜂窩系統(tǒng)容量頻分多址的蜂窩系統(tǒng)容量 頻分多址（頻分多址（FDMA）方式是把通信）方式是把通信系統(tǒng)的總頻段劃分為若干個(gè)等間隔、互系統(tǒng)的總頻段劃分為若干個(gè)等間隔、互不交疊的頻道分配給不同的用戶使用，不交疊的頻道分配給不同的用戶使用，在相鄰頻道間無明顯的串?dāng)_。在相鄰頻道間無明顯的串?dāng)_。 FDMA系統(tǒng)容量系統(tǒng)容量K的計(jì)算公式為的計(jì)算公式為 式

26、中，式中，W為無線系統(tǒng)總帶寬，為無線系統(tǒng)總帶寬，N為區(qū)為區(qū)群小區(qū)數(shù)，群小區(qū)數(shù)，B為信道帶寬。為信道帶寬。WKBN2時(shí)分多址的蜂窩系統(tǒng)容量時(shí)分多址的蜂窩系統(tǒng)容量 時(shí)分多址（時(shí)分多址（TDMA）方式是把時(shí)間）方式是把時(shí)間分割成周期性不交疊的幀，每一幀再分分割成周期性不交疊的幀，每一幀再分割成若干個(gè)不交疊的時(shí)隙，再根據(jù)一定割成若干個(gè)不交疊的時(shí)隙，再根據(jù)一定的時(shí)隙分配原則，使各個(gè)移動(dòng)臺(tái)在每幀的時(shí)隙分配原則，使各個(gè)移動(dòng)臺(tái)在每幀內(nèi)按指定的時(shí)隙發(fā)送信號(hào)，在接收端按內(nèi)按指定的時(shí)隙發(fā)送信號(hào)，在接收端按不同時(shí)隙來區(qū)分出不同用戶的信息，從不同時(shí)隙來區(qū)分出不同用戶的信息，從而實(shí)現(xiàn)多址通信。而實(shí)現(xiàn)多址通信。 TDMA系

27、統(tǒng)容量系統(tǒng)容量K的計(jì)算公式為的計(jì)算公式為 式中，式中，W為無線系統(tǒng)總帶寬，為無線系統(tǒng)總帶寬，N為區(qū)為區(qū)群小區(qū)數(shù)，群小區(qū)數(shù)，B為信道帶寬。為信道帶寬。WKBN3碼分多址的小區(qū)容量碼分多址的小區(qū)容量 碼分多址（碼分多址（CDMA）多址方式用不）多址方式用不同碼型的地址碼來劃分信道，每一地址同碼型的地址碼來劃分信道，每一地址碼對(duì)應(yīng)一個(gè)信道，每一信道對(duì)時(shí)間及頻碼對(duì)應(yīng)一個(gè)信道，每一信道對(duì)時(shí)間及頻率都是共享的。率都是共享的。 （1）一般）一般CDMA系統(tǒng)小區(qū)容量系統(tǒng)小區(qū)容量 （2）CDMA系統(tǒng)小區(qū)容量的修正系統(tǒng)小區(qū)容量的修正4.5 4.5 蜂窩系統(tǒng)的移動(dòng)性管理蜂窩系統(tǒng)的移動(dòng)性管理4.5.1 蜂窩系統(tǒng)服務(wù)區(qū)

28、域劃分及編號(hào)蜂窩系統(tǒng)服務(wù)區(qū)域劃分及編號(hào)1服務(wù)區(qū)域的劃分服務(wù)區(qū)域的劃分 一般的第二代蜂窩移動(dòng)系統(tǒng)服務(wù)區(qū)域劃分如圖一般的第二代蜂窩移動(dòng)系統(tǒng)服務(wù)區(qū)域劃分如圖4-22所示。所示。 第三代蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)區(qū)域劃分發(fā)生了第三代蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)區(qū)域劃分發(fā)生了一些變化，不同的一些變化，不同的3G標(biāo)準(zhǔn)有不同的劃分方案和編號(hào)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)有不同的劃分方案和編號(hào)計(jì)劃，比如劃，比如UMTS網(wǎng)絡(luò)分為電路域（網(wǎng)絡(luò)分為電路域（CS）、分組域（）、分組域（PS）、廣播域（）、廣播域（BC）及）及IMS域（域（R5版本），新增了業(yè)版本），新增了業(yè)務(wù)區(qū)（務(wù)區(qū)（SA）的概念。）的概念。圖圖4-22 蜂窩網(wǎng)絡(luò)服務(wù)區(qū)域劃分蜂窩網(wǎng)絡(luò)

29、服務(wù)區(qū)域劃分4.5.2 位置更新位置更新 移動(dòng)系統(tǒng)中位置更新的目的是使移動(dòng)移動(dòng)系統(tǒng)中位置更新的目的是使移動(dòng)臺(tái)總與網(wǎng)絡(luò)保持聯(lián)系，以便移動(dòng)臺(tái)在網(wǎng)絡(luò)臺(tái)總與網(wǎng)絡(luò)保持聯(lián)系，以便移動(dòng)臺(tái)在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)的任何一個(gè)地方都能接入到網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)的任何一個(gè)地方都能接入到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)。絡(luò)內(nèi)。 常用的動(dòng)態(tài)位置更新策略主要有常用的動(dòng)態(tài)位置更新策略主要有3種。種。 （1）基于時(shí)間的位置更新。）基于時(shí)間的位置更新。 （2）基于運(yùn)動(dòng)的位置更新。）基于運(yùn)動(dòng)的位置更新。 （3）基于距離的位置更新。）基于距離的位置更新。4.5.3 切換切換1切換的概念切換的概念 切換切換通常指越區(qū)切換，在移動(dòng)臺(tái)從一個(gè)基通常指越區(qū)切換，在移動(dòng)臺(tái)從一個(gè)基站覆蓋的小區(qū)