-蜂窝组网技术

第第5 5章蜂窝组网技术章蜂窝组网技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室第第5章蜂窝组网技术章蜂窝组网技术 5.1移动通信网络的构成移动通信网络的构成 5.2多址接入技术多址接入技术 5.3多信道共用技术多信道共用技术 5.4移动通信中的信令移动通信中的信令 5.5移动管理技术移动管理技术 第第5 5章蜂窝组网技术章蜂窝组网技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室 5.1移动通信网络的构成5.1.15.1.1大区制移动通信网大区制移动通信网所谓大区制所谓大区制所谓大区制所谓大区制,就是在一个服务区内只有一个或几个基站，就是在一个服务区内只有一个或几个基站，就是在一个服务区内只有一个或几个基站，就是在一个服务区内只有一个或几个基站，由该基站负责整个移动通信网的联络与控制，如图由该基站负责整个移动通信网的联络与控制，如图由该基站负责整个移动通信网的联络与控制，如图由该基站负责整个移动通信网的联络与控制，如图5-15-1所示。所示。所示。所示。为了增大覆盖区半径，基站天线架设得很高，可达几十米至为了增大覆盖区半径，基站天线架设得很高，可达几十米至为了增大覆盖区半径，基站天线架设得很高，可达几十米至为了增大覆盖区半径，基站天线架设得很高，可达几十米至几百米；发射功率很大，一般为几百米；发射功率很大，一般为几百米；发射功率很大，一般为几百米；发射功率很大，一般为5050200W200W，实际覆盖半径，实际覆盖半径，实际覆盖半径，实际覆盖半径为为为为303050km50km。第第5 5章蜂窝组网技术章蜂窝组网技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室图5-1大区制移动通信示意图 第第5 5章蜂窝组网技术章蜂窝组网技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室大区制的优点是网络结构简单、成本低，一般将基站的大区制的优点是网络结构简单、成本低，一般将基站的大区制的优点是网络结构简单、成本低，一般将基站的大区制的优点是网络结构简单、成本低，一般将基站的收发信设备与市话交换局连接起来，借助于很高的天线，为收发信设备与市话交换局连接起来，借助于很高的天线，为收发信设备与市话交换局连接起来，借助于很高的天线，为收发信设备与市话交换局连接起来，借助于很高的天线，为一个较大的服务区提供移动通信业务。一个较大的服务区提供移动通信业务。一个较大的服务区提供移动通信业务。一个较大的服务区提供移动通信业务。一个大区制系统的基站频道数是有限的，容量不大，不一个大区制系统的基站频道数是有限的，容量不大，不一个大区制系统的基站频道数是有限的，容量不大，不一个大区制系统的基站频道数是有限的，容量不大，不能满足用户数目日益增加的需要，一般用户数只能达到几十能满足用户数目日益增加的需要，一般用户数只能达到几十能满足用户数目日益增加的需要，一般用户数只能达到几十能满足用户数目日益增加的需要，一般用户数只能达到几十到几百个。大区制覆盖的移动通信方式只适用于中、小城市到几百个。大区制覆盖的移动通信方式只适用于中、小城市到几百个。大区制覆盖的移动通信方式只适用于中、小城市到几百个。大区制覆盖的移动通信方式只适用于中、小城市等业务量不大的地区或专用移动通信业务。等业务量不大的地区或专用移动通信业务。等业务量不大的地区或专用移动通信业务。等业务量不大的地区或专用移动通信业务。第第5 5章蜂窝组网技术章蜂窝组网技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室移动台发射功率的大小是决定大区制系统覆盖区大小的移动台发射功率的大小是决定大区制系统覆盖区大小的移动台发射功率的大小是决定大区制系统覆盖区大小的移动台发射功率的大小是决定大区制系统覆盖区大小的重要因素，但移动台功率不可能很大，上行传输距离很有限。重要因素，但移动台功率不可能很大，上行传输距离很有限。重要因素，但移动台功率不可能很大，上行传输距离很有限。重要因素，但移动台功率不可能很大，上行传输距离很有限。上、下行增益差可达上、下行增益差可达上、下行增益差可达上、下行增益差可达6 612dB12dB或更大，使平坦地区上、下行或更大，使平坦地区上、下行或更大，使平坦地区上、下行或更大，使平坦地区上、下行传输距离差大于传输距离差大于传输距离差大于传输距离差大于1 1倍，从而限制了基站（倍，从而限制了基站（倍，从而限制了基站（倍，从而限制了基站（BSBS）与移动台）与移动台）与移动台）与移动台（MSMS）的互通距离，即所谓的上、下行传输不平衡问题。）的互通距离，即所谓的上、下行传输不平衡问题。）的互通距离，即所谓的上、下行传输不平衡问题。）的互通距离，即所谓的上、下行传输不平衡问题。要解决这一问题，应采取相应的技术措施，主要的措施有以要解决这一问题，应采取相应的技术措施，主要的措施有以要解决这一问题，应采取相应的技术措施，主要的措施有以要解决这一问题，应采取相应的技术措施，主要的措施有以下几种：下几种：下几种：下几种：（1 1）设置分集接收台。在业务区内的适当地点设立）设置分集接收台。在业务区内的适当地点设立）设置分集接收台。在业务区内的适当地点设立）设置分集接收台。在业务区内的适当地点设立分集接收台（分集接收台（分集接收台（分集接收台（R Rd d），如图），如图），如图），如图5-15-1所示。位于远端移动台的发送所示。位于远端移动台的发送所示。位于远端移动台的发送所示。位于远端移动台的发送信号可以由就近的信号可以由就近的信号可以由就近的信号可以由就近的R Rd d分集接收，放大后由有线或无线链路分集接收，放大后由有线或无线链路分集接收，放大后由有线或无线链路分集接收，放大后由有线或无线链路传至基站。传至基站。传至基站。传至基站。第第5 5章蜂窝组网技术章蜂窝组网技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室（2 2）基站采用全向天线发射和定向天线接收，可以获）基站采用全向天线发射和定向天线接收，可以获）基站采用全向天线发射和定向天线接收，可以获）基站采用全向天线发射和定向天线接收，可以获得得得得8 810dB10dB的接收增益。的接收增益。的接收增益。的接收增益。（3 3）基站采用分集接收的天线配置方案。）基站采用分集接收的天线配置方案。）基站采用分集接收的天线配置方案。）基站采用分集接收的天线配置方案。（4 4）提高基站接收机的灵敏度。）提高基站接收机的灵敏度。）提高基站接收机的灵敏度。）提高基站接收机的灵敏度。（5 5）在大的覆盖区内，用同频转发器扫描盲区，整个）在大的覆盖区内，用同频转发器扫描盲区，整个）在大的覆盖区内，用同频转发器扫描盲区，整个）在大的覆盖区内，用同频转发器扫描盲区，整个系统都能使用相同的频道，盲区中的移动台也不必转换频道，系统都能使用相同的频道，盲区中的移动台也不必转换频道，系统都能使用相同的频道，盲区中的移动台也不必转换频道，系统都能使用相同的频道，盲区中的移动台也不必转换频道，工作简单。工作简单。工作简单。工作简单。第第5 5章蜂窝组网技术章蜂窝组网技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室大区制的优点是系统组成简单，投资少，见效快。大区大区制的优点是系统组成简单，投资少，见效快。大区大区制的优点是系统组成简单，投资少，见效快。大区大区制的优点是系统组成简单，投资少，见效快。大区制的设计和组网代表移动通信的一个发展阶段，容量小、用制的设计和组网代表移动通信的一个发展阶段，容量小、用制的设计和组网代表移动通信的一个发展阶段，容量小、用制的设计和组网代表移动通信的一个发展阶段，容量小、用户密度低的宏小区，以及大范围覆盖的专用集群移动通信系户密度低的宏小区，以及大范围覆盖的专用集群移动通信系户密度低的宏小区，以及大范围覆盖的专用集群移动通信系户密度低的宏小区，以及大范围覆盖的专用集群移动通信系统等，都具有大区制移动通信网的技术特点。例如统等，都具有大区制移动通信网的技术特点。例如统等，都具有大区制移动通信网的技术特点。例如统等，都具有大区制移动通信网的技术特点。例如2020世纪世纪世纪世纪4040年代美国出现的公用汽车年代美国出现的公用汽车年代美国出现的公用汽车年代美国出现的公用汽车 系统系统系统系统IMTSIMTS，就是一种大区制系，就是一种大区制系，就是一种大区制系，就是一种大区制系统。另外，目前的区域寻呼系统以及集群移动通信系统等也统。另外，目前的区域寻呼系统以及集群移动通信系统等也统。另外，目前的区域寻呼系统以及集群移动通信系统等也统。另外，目前的区域寻呼系统以及集群移动通信系统等也大多采用大区制的组网方式。大多采用大区制的组网方式。大多采用大区制的组网方式。大多采用大区制的组网方式。第第5 5章蜂窝组网技术章蜂窝组网技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室5.1.25.1.2小区制蜂窝移动通信网络的构成小区制蜂窝移动通信网络的构成1.1.蜂窝网的由来蜂窝网的由来当用户数很多时，话务量相应增大，需要提供很多频道当用户数很多时，话务量相应增大，需要提供很多频道当用户数很多时，话务量相应增大，需要提供很多频道当用户数很多时，话务量相应增大，需要提供很多频道才能满足通话需要。为了增大服务面积，将一个移动通信服才能满足通话需要。为了增大服务面积，将一个移动通信服才能满足通话需要。为了增大服务面积，将一个移动通信服才能满足通话需要。为了增大服务面积，将一个移动通信服务区划分成许多小区务区划分成许多小区务区划分成许多小区务区划分成许多小区(Cell)(Cell)，每个小区设立基站，与用户移，每个小区设立基站，与用户移，每个小区设立基站，与用户移，每个小区设立基站，与用户移动台之间建立通信，小区的覆盖半径较小，可从几百米至几动台之间建立通信，小区的覆盖半径较小，可从几百米至几动台之间建立通信，小区的覆盖半径较小，可从几百米至几动台之间建立通信，小区的覆盖半径较小，可从几百米至几十千米。如果基站采用全向天线，覆盖区实际上是一个圆，十千米。如果基站采用全向天线，覆盖区实际上是一个圆，十千米。如果基站采用全向天线，覆盖区实际上是一个圆，十千米。如果基站采用全向天线，覆盖区实际上是一个圆，但从理论上说，圆形小区邻接会出现多重覆盖或无覆盖。在但从理论上说，圆形小区邻接会出现多重覆盖或无覆盖。在但从理论上说，圆形小区邻接会出现多重覆盖或无覆盖。在但从理论上说，圆形小区邻接会出现多重覆盖或无覆盖。在进行服务区设计时，能有效覆盖整个平面区域的实际上是圆进行服务区设计时，能有效覆盖整个平面区域的实际上是圆进行服务区设计时，能有效覆盖整个平面区域的实际上是圆进行服务区设计时，能有效覆盖整个平面区域的实际上是圆的内接规则多边形，这样的规则多边形有正三角形、正方形、的内接规则多边形，这样的规则多边形有正三角形、正方形、的内接规则多边形，这样的规则多边形有正三角形、正方形、的内接规则多边形，这样的规则多边形有正三角形、正方形、正六边形三种，如图正六边形三种，如图正六边形三种，如图正六边形三种，如图5-25-2所示。所示。所示。所示。第第5 5章蜂窝组网技术章蜂窝组网技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室对这三种图形进行比较可知，正六边形小区的中心距离最大，对这三种图形进行比较可知，正六边形小区的中心距离最大，对这三种图形进行比较可知，正六边形小区的中心距离最大，对这三种图形进行比较可知，正六边形小区的中心距离最大，覆盖面积也最大，重叠区面积最小，即对于同样大小的服务覆盖面积也最大，重叠区面积最小，即对于同样大小的服务覆盖面积也最大，重叠区面积最小，即对于同样大小的服务覆盖面积也最大，重叠区面积最小，即对于同样大小的服务区域，采用正六边形构成小区所需的小区数最少，因此所需区域，采用正六边形构成小区所需的小区数最少，因此所需区域，采用正六边形构成小区所需的小区数最少，因此所需区域，采用正六边形构成小区所需的小区数最少，因此所需的频率组数也最少，所以用正六边形组网是最经济的方