《现代移动通信 第2版 教学课件 ppt 作者 蔡跃明 第06讲 第03章 组网技术基础-2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《现代移动通信 第2版 教学课件 ppt 作者 蔡跃明 第06讲 第03章 组网技术基础-2（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、数字移动通信,第六讲 组网技术基础 - 2,上次课重点回顾,1、移动通信环境下的同频干扰、邻频干扰和互调干扰对通信有什么样的影响？有哪些对抗措施？ 2、大区制和小区制各有什么特点？ 3、什么叫区群？区群内的小区数应满足什么条件？,第3章 组网技术基础,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 提高蜂窝系统容量的方法 3.5 多信道共用技术 3.6 网络结构 3.7 信令（自学） 3.8 系统的移动性管理,第一次课,第二次课,第三次课,内容：提高蜂窝系统容量的方法 要求： 1、理解同频干扰和系统容量的关系。 2、掌握小区分裂、划分扇区和微小区
2、的原理。 3、理解解决实际问题的分析方法。 重点：提升系统容量的原理。 难点：化繁为简的分析方法、微小区的原理。,本次课的内容及要求,1、如何确定蜂窝系统中同频小区的位置？ 2、同频干扰是如何影响系统容量的？ 3、提高系统容量的可行途径有哪些？这些方法是如何提高系统容量？,本次课需要解决的主要问题,3.4 提高蜂窝系统容量的方法,3.4.1 同频干扰对系统容量的影响 3.4.2 小区分裂 3.4.3 小区扇区化 3.4.4 覆盖区域逼近方法,1、同频小区的概念 小区制移动通信网络中使用同一组频率的小区。,一、同频小区和同频干扰,为什么要同频复用？,为更多的用户提供服务,A,D,C,B,G,F,
3、E,A,D,C,B,G,F,E,一、同频小区和同频干扰,（1）射频防护比 接收机输出端有用信号达到规定质量的情况下，在接收输入端测得有用射频信号与同频无用射频信号之比的最小值，也称为同频干扰防护比。 如：25dB等。,2、与同频干扰有关的系统性能指标,（2）同频复用距离D 当信号电平/同频干扰电平之比等于射频防护比时，两个同频小区之间的距离称之为同频复用距离。 （3）同频复用系数Q 同频复用距离和小区半径之比。,一、同频小区和同频干扰,2、与同频干扰有关的系统性能指标,同频复用系数：,同频复用距离：,2、与同频干扰有关的系统性能指标,一、同频小区和同频干扰,3、同频小区的定位,逆时针旋转60度
4、 再移动j个小区,垂直沿六边形任意边 移动i个小区,R,为正六边形内切圆的半径。,R为正六边形外接圆的半径。,一、同频小区和同频干扰,4、同频小区距离的计算,逆时针旋转60度，再移动j个小区,垂直沿六边形任意边移动i个小区,一、同频小区和同频干扰,4、同频小区距离的计算,同频小区距离计算公式 N越大，同频小区的距离越远，抗同频干扰的性能越强。 思考：N越大，意味着什么？ 同样覆盖面积，N越大，复制的区群个数多？ N越大，复制的区群个数越少，频率复用越少,一、同频小区和同频干扰,3-14,5、同频干扰与同频小区距离之间的关系 同频小区距离越近，同频干扰越大； 同频小区距离越远，同频干扰越小。,在
5、满足通信质量的前提下，尽可能减小复用距离，提高频率复用率。,=两者矛盾，如何缓解？,一、同频小区和同频干扰,如何量化频率复用率？,1、系统容量的表达式 （1）几种不同的定义 一定频段内所能提供的信道数或用户的最大数目或系统输入话务总量。 本次课用一定频段内所能提供的信道数来表示系统容量，用符号CT来表示。,二、同频干扰与系统容量的关系,1、系统容量的表达式 （2）表达式,CT：系统中信道总数 L：无线信道总数 ：区群复制次数 N：区群的大小 NS：系统中小区总数,二、同频干扰与系统容量的关系,二、同频干扰与系统容量的关系,条件：同样小区半径，同样覆盖区域下 N减小，同频小区的间隔更近，区群复制
6、次数增加，使容量CT增大。 N减小，同频干扰增强，故需要折衷的N值。,1、系统容量的定义 （2）表达式,（3） 结论 同频干扰限制了系统容量！ 同频小区距离近，同频干扰大，频率复用率高； 同频小区距离远，同频干扰小，频率复用率低。 实际问题：在抑制同频干扰的基础上，如何通过系统设计获得最大的系统容量？,二、同频干扰与系统容量的关系,1、系统容量的表达式,2、同频干扰的定义：同频小区间的信号干扰 S/I：信干比 Q：同频复用系数,D为同频小区中心点之间的距离。,R为正六边形外接圆的半径。,二、同频干扰与系统容量的关系,在满足信干比要求的前提下，如何通过系统设计提高系统容量,数学模型,二、同频干扰
7、与系统容量的关系,（1）Q与N的关系 假设1：假设每个小区的大小一样，且每个小区是正六边形小区,？,4,二、同频干扰与系统容量的关系,3、确定同频干扰与系统容量的关系,假设2：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因子相同。 则,3、确定同频干扰与系统容量的关系,（2）S/I与Q之间的关系,A,A,Ds,Di,3、确定同频干扰与系统容量的关系,假设3：若仅仅考虑第一层同频干扰小区，,A,A,A,A,A,A,A,R,Di,A,D,则小区边界移动台接收信号的信干比为,假设4：若近似认为所有干扰基站到移动台之间距离为D ，则,3、确定同频干扰与系统容量
8、的关系,系统中 信道总数,区群复制 次数,无线信道总数,系统中小区总数,区群的大小,同频复用系数,信干比,第一层干扰小区的数目,路径衰减因子,3、确定同频干扰与系统容量的关系,L：无线信道总数 n：路径衰减因子,S/I：系统要求的最低信干比 k：第一层干扰小区的数目 NS：系统中小区的总数,同频干扰与系统容量的关系：,三、参数对系统容量的影响,1、系统要求的信干比S/I对系统容量的影响,4,AMPS系统，18dB GSM系统， 9dB,三、参数对系统容量的影响,2、第一层同频小区数目k值的影响,裂向：保持小区半径不变，定向天线,问题：使用1200定向天线后，如图的同频小区数目有何变化？为什么？
9、,三、参数对系统容量的影响,3、系统中小区总数Ns的影响,6,7,5,4,3,2,1,小区分裂：保持N值不变，减小小区半径,四、小区分裂,1、基本原理 保持区群大小不变，减小小区半径，等比例缩小区群。 2、小区分裂后需要做的调整 降低天线高度，减小发射功率。,3、具体方法 在原小区内分设多个发射功率更小的新基站，形成几个面积更小的正六边形小区。,四、小区分裂,基站A被六个新的微小区基站所包围。 每个微小区的半径都是原来小区的一半。 只是按比例缩小区群的几何形状，不改变原小区的信道分配策略。,四、小区分裂,不是所有的小区都同时分裂，不同规模的小区将共同存在。,3、具体方法,四、小区分裂,4、小区
10、分裂的好处 小区数增加 - 增加覆盖区域内的区群数目 提高了信道的复用次数 - 实现系统容量的提高,四、小区分裂,5、伞状小区的作用 实际问题：高速移动的移动台要求频繁的切换，给MSC造成很大的负担，如何减少切换次数？,低速移动用户 - 普通小区 高速移动用户 - 大覆盖范围的“伞状小区”,在减小高速移动用户切换次数的同时保证了高的系统容量。,五、小区扇区化（裂向）,1、小区扇区化的概念 使用定向天线来减小同频干扰。 同频干扰减小的程度取决于扇区数目，7小区复用时120o裂向时同频小区数目从6降低为2。,2、小区扇区化的优点 减小干扰，减小区群的大小N，提高系统容量。 7小区复用120o裂向时
11、，系统容量提升了多少? 思考：小区扇区化后，需要对原小区使用的信道做怎样的处理？,五、小区扇区化（裂向）,3、小区扇区化的缺点 天线增多，基站信道需要划分，每个扇区的可用信道减小。 会造成什么问题？ 切换次数增多。 如何解决？ 简单的想法：允许MS在一个小区内切换，不需MSC干预。,五、 小区扇区化（裂向）,六、 覆盖区域逼近方法,1、问题的提出 如何进一步降低切换次数，降低系统交换和链路负荷。 2、覆盖区域逼近法的解决思路 由多个微小区和一个基站组成小区。 保持小区半径不变，将方向性天线置于小区边缘。 通过减小基站发射功率来抑制同频干扰。,六、 覆盖区域逼近方法,中心基站由多个微小区发射机代
12、替。 当移动台在小区内时，由信号最强的微小区服务。 小区所属信道由基站分配给任一微小区使用，微小区间不需要切换信道。,2、覆盖区域逼近法的解决思路,六、 覆盖区域逼近方法,3、降低同频干扰的原理,每个独立的六边形代表一个微小区，每三个六边形一组代表一个小区。 同频小区间的距离为D。 同频微小区间的距离为Dz。 小区半径为R，微小区半径为rz=R/2。,六、 覆盖区域逼近方法,3、降低同频干扰的原理,思考一：系统容量和微小区有关，还是和小区有关？,关键点：三个微小区共享原小区的信道。,结论：系统容量只和同频小区间的距离有关。,六、 覆盖区域逼近方法,3、降低同频干扰的原理,思考二：覆盖区域和原小
13、区覆盖方案的核心区别在哪里？,关键点：单个微小区覆盖范围减小，可以使用较小的发射功率。,结论：减小了实际的同频干扰，可以降低N值。,4、覆盖区域逼近方法的特点 移动用户在微小区之间移动，不需要信道切换。 每个微小区的覆盖半径减小，同频干扰减小，整个系统的信干比提高。,六、 覆盖区域逼近方法,小 结,1、如何确定同频小区的位置？ 2、同频干扰和系统容量间有何关系？ 3、为何小区分裂能提高系统容量的？该方法存在哪些问题？ 4、为何划分扇区能提高系统容量？该方法存在哪些问题？ 5、为何覆盖区域逼近方法能提高系统容量？,作业和思考题,作业： P86，9. 北京奥运会主会场鸟巢最多可以容纳10万人，我们可以采用哪些方式来满足通信需求？ 理工大学有双龙街、标营、海福巷、北岔路口四个校区，在穿梭不同校区过程中我们如何实现通话不掉线？,谢谢！,数字移动通信,
