《《无线网络建设与维护》第四章课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《无线网络建设与维护》第四章课件（55页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、无线网络建设与维护,主 讲：黄立平 职 称：教授 邮 箱：llpp_ 电 话：18202886694,成都工业学院通信工程系 通信技术教研室,无线网络建设与维护,成都工业学院通信工程系,我国移动通信网络建设的飞速发展出乎大多数人意料之外，早期的GSM工程建设难以预测这样的变化发展。,随着系统的不断扩容和外界环境的变化，特别是许多规划初还没有的业务，现在都出现了，这将产生许多管理和服务上的问题。,如何在设备增加之前进行系统的网络规划，并在网络建设投入运行后对系统进行调整和优化，提高系统运行效率，改善移动通信系统的服务质量，是摆在系统运营商面前的一个重要任务。,第四章 GSM网络规划,4.1 GS
2、M网络规划概述 4.2 GSM无线网络规划 4.3 GSM无线网络规划的主要内容 4.4 网络的滚动规划 4.5 网络容量规划,一个城市的通信网主要以电话网为基本网，其他的通信网如数据网等都要进入电话网，并利用电话网的某些传输和交换设备实现四通八达的通信。,移动通信网不是从用户端直接进入电话网的，而是先在自己内部组成移动通信网，再经过专门的通信线路进入电话网。,那么，本章首先要了解移动通信网组网的技术， 然后从中认识移动通信网如何自动地与地面固定电话网用户拨号连接，以组成全双工蜂窝式公众通信网。,如何共享给定的频率资源？,如何在服务区内设置基站？,移动通信的网络如何构成？,在实际的移动通信系统
3、中信道如何分配？如何公用信道？,如何提高频谱的利用率？,如何保证移动用户通信过程中的连续性，实现有效的越区切换？,移动通信网络如何管理移动用户？,移动通信中应采用什么样的信令系统？,4.3 GSM无线网络规划的主要内容（二）,一、移动通信网络规划的基本概念,（一）蜂窝通信的概念,1、蜂窝通信的由来,2、蜂窝的分类,（二）系统覆盖,1、区域覆盖,2、蜂窝移动通信的区域组成,3、无线区群的构成,4、基站激励方式,二、小区分裂,1、全向性小区,2、小区分裂,3、扇区划分,三、频率规划,（一）频率分配,1、固定频道分配,2、动态频道分配,3、混合频道分配,4、柔性频道分配,（二）频率复用的概念,（三）
4、频率复用方式,1、4/12复用方式,2、3/9复用方式,3、普通同心圆,4、智能双层网,5、基于C/I的同心圆技术,6、多重复用MRP,上行：890909MHz 下行：935954MHz 共19M带宽 94个频道【194】,中国移动,中国联通,上行：909915MHz；下行：954960MHz；共6M带宽 29个频道【96124】,95频点一般闲置不用，作为运营商之间的保护频带。,三、频率规划,（一）频率分配：,GSM 900MHz各频道组的频道号,中国联通频道号,中国联通GSM 1800MHz占用的频道号,中国移动GSM 1800MHz占用的频道号,复习两个概念：,互调干扰：,几个不同频率的
5、信号通过非线性电路时，会产生与有用信号频率相同或相近的频率组合，而对通信系统构成的一种干扰。,当由多个频率信号通过非线性电路时，会相互调制产生互调失真，以二阶和三阶失真幅度为最大，阶数越高，失真越小。,移动通信设备主要考虑三阶互调的影响。,邻道干扰：,相邻的或邻近的信道（频道）之间的干扰，是由于一个强信号串入弱信号中干扰弱信号而造成的干扰。,（一）频率分配：,1、固定频道分配,固定频道主要解决3个问题：,确定频道组数 每组的频道数 频道的频率指配,（1）分区分组分配法,原则：,尽量减小占用的总频段，以提高频段的利用率； 同一区群内不能使用相同的信道，以避免同频干扰； 小区内采用无三阶互调的相容
6、信道组，以避免互调干扰。,例：给定频段以等间隔划分信道，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条信道，可得：,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 39 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 42,缺点：,未考虑同信道组中的频率间隔，邻道干扰。,最佳分配方案,（2）等频距分配法,按等频率间隔来配置信道，频距选的足够大可有效避免邻道干扰； 这样的频率配置可能
7、正好满足产生互调的频率关系，但因为频距大，干扰易于被接收机输入滤波器滤除，也就避免了互调干扰。,等频距分配时可根据群内的小区数N来确定同一信道组内各信道之间的频率间隔。,例如，第1组用（1,1+N，1+2N，），第2组用（2,2+N，2+2N，）等。,假设N=7，则信道的配置如下：,第1组 1 8 15 22 29 第2组 2 9 16 23 30 第3组 3 10 17 24 31 第4组 4 11 18 25 32 第5组 5 12 19 26 33 第6组 6 13 20 27 34 第7组 7 14 21 28 35,若频率间隔为25kHz，则最大频率间隔为175kHz，接收机滤波器可
8、有效地抑制邻道干扰和互调干扰。,例：N=7，顶点激励，每基站配置3组信道，每个区群21信道组。,2、动态频道分配,根据移动用户话务量随时间和位置的变化对频道进行分配。,优点：可以使有限的频道资源得以充分地利用。,支撑：需要采用高速处理横跨多个基站的庞大算法。,3、混合频道分配,将固定频道分配和动态频道分配结合使用。,混合频道分配方式需要系统进行软件编程才能做到。,4、柔性频道分配,对于某些预先可预测的话务量变动，首先分配给多个小区共有信道，利用这些小区话务量高峰时间段的移动，控制话务量高峰小区顺序地使用话务量小的小区不使用的共用信道，为话务量高峰小区服务。,（二）频率复用的概念：,频率复用是蜂
9、窝移动通信的核心概念。蜂窝结构的价值就是借助频率复用突破了频谱资源的限制，产生出无限的系统容量。,频率复用技术是同一组频率（信道）用于覆盖不同的地区，这些小区彼此间通过设定有效的距离来避免相互干扰。, D使用相同频段(信道)蜂窝区的最小中心间距。, R一个蜂窝小区的半径。, d相邻蜂窝小区的中心距离。, N一个复用模型的小区个数，复用因子)。,典型的频率复用常用的几个参数：, C/I同频干扰保护比。,蜂窝小区中的频率复用,含有N个小区的蜂窝系统，有S条可用双工信道，如每个小区都按照分区分组分配法分配k条信道(kN )，,则每一簇可用信道的总数为,若簇在系统中共复制了M次，则双工信道的总数,蜂窝
10、系统的容量直接与簇在某一固定范围内复制的次数成比例。,N的典型值为4,7或12。,例题：一个使用FDD的蜂窝移动电话系统的带宽为33MHz，使用两条25kHz的单向信道作为双工的话音和信令信道。,(1)试计算系统的N分别为4、7和12小区复用时，每一小区的可用信道数量。,(2)若其中已有1MHz作为信令信道使用，试确定在以上3 种系统中，每一小区的信令信道和话音信道的均匀分配方案（假定信令信道是独立地分配给每一个小区的）。,解：,总带宽=33MHz,信道带宽=25kHz2条单向信道=50kHz/双工信道,总的可用信道=33000/50=660条,(1)若N=4,每小区的可用信道数量=660/4
11、=165条,若N=7,每小区的可用信道数量=660/795条,若N=12,每小区的可用信道数量=660/12=55条,(2)信令信道占用1MHz，,即信令占用了660条可用信道中的1000/50=20条。,因为每一小区的信令信道和话音信道的均匀分配,且每区群只有640条信道能够分配给话音信道,所以N=4时：,每个小区可以有5条信令信道和160条话音信道。,但，实际上每个小区只需一条信令信道；因此，,每个小区就分配1条信令信道和160条话音信道。,N=7时：每小区的可用信道数量=660/795条,其中： 4个小区各可以有3条信令信道和92条话音信道， 2个小区可以有3条信令信道和90条话音信道，
12、 还有1个小区可以有2条信令信道和92条话音信道。,因每个小区有1条信令信道，最终,其中的4个小区各有91条话音信道，另3个小区各有92条信道。,N=12时：每小区的可用信道数量=660/12=55条,初步划分：8个小区各有2条信令信道和53条话音信道，4个小区各有1条信令信道和54条话音信道。,最终：8个小区各有53条话音信道，另4个小区各有54条信道。,（三）频率复用方式,在一定带宽条件下提高单位面积的信道数，希望建尽可能少的基站，每个基站设置尽可能多的收发信机，以此增加频率复用系数，提高频谱利用率。,采用更紧密的频率复用方式之后，频率的复用距离减小，使干扰增加，因此必须应用如跳频或不连续
13、发射等技术。,43（4/12）,33（3/9）、26（2/12）、13（1/3）,1、“43”复用方式（4/12）：,因为这种方式同频干扰保护比C/I能够比较可靠的满足GSM标准的要求，是GSM体制推荐的复用方式， 单位区群中有4个基站，每个基站有3个扇区，共有12个扇区，对应12组频率。,4/12频率分配,43频率复用方式,GSM本身采用了许多抗干扰技术，如跳频、自动功率控制、基于话音激活非连续发射、天线分集等，这些技术合理利用，将有效提高C/I比，因此可以采用更紧密的频率复用方式，增加频率复用系数，提高频率利用率。,2、“33”复用方式（3/9）：,每基站划分为3扇区，9个频率为一组，轮流
14、分配到3个站点，每个站点使用其中的3个频率。,3/9频率分配,33频率复用方式 这种频率复用方式，不需要改变现有的网络结构，但是容量增加有限，需要采用功率控制、不连续发射和跳频技术来降低干扰。,3、同心圆复用：,把基站中某几个载频的功率降低，使其覆盖范围缩小，成为内层圆，其余载频以常规功率发射，成为外层圆。,提高内层频率的复用率。,外层一般采用43复用方式，而内层采用33、23或13等更紧密的复用方式。 通过BSC的控制软件实现MS在内外层之间的切换，大量吸收基站内层热点地区的话务量。,3、普通同心圆,（1）普通同心园的特点,（2）普通同心园应用中需注意的问题,4、智能双层网,小区分为顶层（又
15、称为常规层）和底层（又称为超级层）。一般情况下，两层共站址、共天线。,将所有载波频率分为常规组（对应顶层，采用4/12复用方式）和超级组（对应底层，采用更紧密的复用方式）两组。,控制信道分配在顶层，两层的发射功率相同。,虽因底层采用紧密复用方式，使同频、邻频干扰增加，但智能双层网采用了一种基于载干比 C/I 的切换算法，使干扰的比率减小了很多。,4、智能双层网,通话建立先在顶层上建立，,然后BSC不断监视此通话下行链路超级组信道的C/I，,当某超级信道的C/I达到底层的可用门限时，将顶层原通话常规信道切换到底层此超级信道上；,同时继续监视此超级信道的C/I，一旦该信道变坏到不可用门限时，通话又
16、会从此超级信道切换到常规信道上。,可提高容量20%40%。,5、基于C/I的同心圆技术,与一般同心圆不同之处在于，内圆（超级层）的边界是由信道的上行、下行载干比C/I值来确定的。,基于C/I的同心圆技术能够到更高的频率复用程度，同时有效保证通话的质量。,一般容量有20%到40%的提高。,由于内圆采用更紧密的复用方式（如1/3），因此能够在有限的频率带宽中，空出一部分频率用于微蜂窝。,内圆的发射功率比普通同心圆的要大，内圆的覆盖范围也要比普通同心圆的要大，能够有效吸收室内业务，实际对容量的提高也较大。,6、多重复用MRP,多重频率复用方式又称为分层频率复用（MRP）,在同一个GSM网络内，根据需要采用几种不同的频率复用方式。,如下图所示，L表是小区中频率层，F表示层中的频率复用方式，越到上层频率复用越紧密。,根据无线网络的实际情况，动态地按各小区的业务之需分配频率将是频率复用方式的发展方向。,6、多重复用MRP,频率多重复用
