第1章移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的演變與發(fā)展

1、第1章 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的演變與發(fā)展11 移動(dòng)通信基本概念11 1移動(dòng)通信及其特點(diǎn) 移動(dòng)通信是指移動(dòng)用戶之間，或移動(dòng)用戶與固定用戶之間進(jìn)行的通信。隨著社會(huì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們希望能隨時(shí)隨地，迅速可靠地與通信的另一方進(jìn)行信息交流?！靶畔⒔涣鳌?，不僅包括雙方的通話，還包括數(shù)據(jù)、傳真、圖象等通信業(yè)務(wù)。 正是因?yàn)橐苿?dòng)通信能讓人們隨時(shí)隨地，迅速可靠地與通信的另一方進(jìn)行信息交流，為人們更有效地利用時(shí)間提供了可能，因而隨著電子技術(shù)，特別是半導(dǎo)體、集成電路及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，而得到了迅速發(fā)展。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大和對(duì)性能要求的提高，促使移動(dòng)通信在技術(shù)上和理論上向更高水平進(jìn)展。到20世紀(jì)80年代，移動(dòng)通信已成

2、為現(xiàn)代通信網(wǎng)中一種不可缺少并發(fā)展最快的通信手段之一。移動(dòng)通信與其它通信方式相比，具有以下基本特點(diǎn)： 1電波傳播條件惡劣在陸地上，移動(dòng)體（如汽車）往來與建筑群或障礙物之中，起接收信號(hào)是由直射波和各反射波多徑疊加而成。由于多徑傳播造成的瑞利衰落，電平幅度起伏深度達(dá)30dB以上。 2具有多普勒效應(yīng) 由于移動(dòng)臺(tái)在運(yùn)動(dòng)中，所以產(chǎn)生多普勒頻移效應(yīng)，頻移值fd與移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度v、工作頻率f（或波長）及電波到達(dá)角有關(guān)，即(1.1)多普勒頻移導(dǎo)致附加調(diào)頻噪聲。 3干擾嚴(yán)重由于移動(dòng)通信網(wǎng)是多電臺(tái)、多波道通信系統(tǒng)，因而，通信設(shè)備除城市噪聲（主要是車輛噪聲）干擾外，電臺(tái)干擾（同頻干擾、互調(diào)干擾）較為突出。所以，抗干擾

3、措施在移動(dòng)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中顯得很為重要。 4接收設(shè)備動(dòng)態(tài)范圍大 由于移動(dòng)臺(tái)的位置不斷變化，接收機(jī)和（基站）發(fā)射機(jī)之間的距離不斷變化，導(dǎo)致接收機(jī)接收信號(hào)電平的不斷變化。這就要求接收設(shè)備具有很大的動(dòng)態(tài)范圍。 5需要采用位置登記、過境切換等移動(dòng)性管理技術(shù) 由于移動(dòng)臺(tái)不停運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，為了實(shí)現(xiàn)可靠而有效的通信，必須采用位置登記和頻道切換等移動(dòng)性管理技術(shù)。 6綜合了各種技術(shù) 移動(dòng)通信綜合了交換機(jī)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳輸技術(shù)。7對(duì)設(shè)備要求苛刻移動(dòng)用戶常在野外，環(huán)境條件相對(duì)較差，因此對(duì)其設(shè)備（尤其對(duì)專網(wǎng)設(shè)備）要求相對(duì)苛刻。 移動(dòng)通信系統(tǒng)按用途、頻段、制式、入網(wǎng)方式等不同，可以有不同的分類方法。如按用途和區(qū)域分，可

4、分為陸地、海上、航空移動(dòng)通信系統(tǒng)；按經(jīng)營方式或用戶性質(zhì)分，可分為公眾網(wǎng)（簡稱公網(wǎng)）、專用網(wǎng)（簡稱專網(wǎng)）；按基站配置分，可分為單區(qū)制、多區(qū)制、蜂窩制；按與地面固定網(wǎng)連接方式分，可分為人工、半自動(dòng)、全自動(dòng)；按信號(hào)性質(zhì)分，可分為模擬、數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)；按多址方式分，可分為頻分多址（FDMA）、時(shí)分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）和空分多址（SDMA）等；按用戶的通話狀態(tài)和頻率使用的方法可分為三種工作方式：單工制（simplex）、半雙工制（half duplex）、雙工制（deplex）。112 移動(dòng)通信的工作方式 移動(dòng)通信按照用戶的通話狀態(tài)和頻率使用的方法分有三種工作方式：單工制（simpl

5、ex）、半雙工制（half duplex）、雙工制（deplex）。 單工制分單頻（同頻）單工、雙頻（異頻）單工。同頻單工 同頻是指通信的雙方，使用相同工作頻率（f1）；單工是指通信的雙方的操作采用“按講”（push to talk，PTT）方式。平時(shí)，雙方的接收機(jī)均處于守聽狀態(tài)。如果A方需要發(fā)話，可按下PTT開關(guān)，發(fā)射機(jī)工作，并使A方接收機(jī)關(guān)閉。這時(shí)由于B方接收機(jī)處于守聽狀態(tài)，即可實(shí)現(xiàn)由A至B的通話；同理，也可實(shí)現(xiàn)B至A的通話。在該方式中，電臺(tái)的收發(fā)信機(jī)是交替工作的。故收發(fā)信機(jī)不需要使用天線共用器，而使用同一副天線。這種工作方式移動(dòng)臺(tái)之間可直接通話,不需幾輾轉(zhuǎn)接。其優(yōu)點(diǎn)為：設(shè)備簡單；移動(dòng)臺(tái)之

6、間可直接通話，不需基站轉(zhuǎn)接；不按鍵時(shí)發(fā)射機(jī)不工作，因此功耗小。缺點(diǎn):只適用于組建簡單和甚小容量的通信網(wǎng)；當(dāng)有兩個(gè)以上移動(dòng)臺(tái)同時(shí)發(fā)射就會(huì)出現(xiàn)同頻干擾；當(dāng)附近有鄰近頻率的電臺(tái)發(fā)射時(shí)，容易造成強(qiáng)干擾。為了避免干擾，要求相鄰頻率的間隔大于4MHz，頻譜利用率低；按鍵發(fā)話，松鍵受話，適用者不習(xí)慣。異頻單工是指通信的雙方使用兩個(gè)不同頻率f1和f2，而操作仍采用“按講”（push to talk，PTT）方式。由于收發(fā)使用不同的頻率，同一部電臺(tái)的收發(fā)信機(jī)可以交替工作，也可以收常開，只控制發(fā)，即按下PTT發(fā)射。其優(yōu)缺點(diǎn)與同頻單工基本相同。在無中心臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)的情況下，電臺(tái)需配對(duì)使用，否則通信雙方無法通話。故這種方式

7、主要用于有中心臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)（單工轉(zhuǎn)發(fā)或雙工轉(zhuǎn)發(fā)）的情況。所謂單工轉(zhuǎn)發(fā)，中心轉(zhuǎn)信臺(tái)使用一組頻率（如收用f1，發(fā)用f2），一旦接收有載波信號(hào)即轉(zhuǎn)去發(fā)送。所謂雙工轉(zhuǎn)發(fā)中心轉(zhuǎn)信臺(tái)使用二組頻率（一組收用f1，發(fā)用f2；另一組收用f3，發(fā)用f4），任一路一旦接收有載波信號(hào)即轉(zhuǎn)去發(fā)送。由于使用收發(fā)頻率有一定保護(hù)間隔的異頻工作，提高了抗干擾能力，從而可用于組建有幾個(gè)頻道同時(shí)工作的通信網(wǎng)。半雙工制是指中心轉(zhuǎn)信臺(tái)使用一組頻率，而移動(dòng)臺(tái)采用單工制。半雙工制的優(yōu)點(diǎn)是：移動(dòng)臺(tái)設(shè)備簡單，價(jià)格低，耗電少；收發(fā)采用不同頻率，提高了頻譜利用率；移動(dòng)臺(tái)受鄰近電臺(tái)干擾小。其缺點(diǎn)是移動(dòng)臺(tái)仍需按鍵發(fā)話，松鍵受話，使用不方便。由于收發(fā)使用不同

8、的頻率，同一部電臺(tái)的收發(fā)信機(jī)可以交替工作，也可以收常開，只控制發(fā)，即按下PTT發(fā)射。在中心臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)的系統(tǒng)中，分臺(tái)必須使用該方式。雙工制是指通信的雙方，收發(fā)信機(jī)均同時(shí)工作，即任一方在發(fā)話的同時(shí)，也能收聽到對(duì)方的話音，無需按PTT開關(guān)，類同平時(shí)打市話，使用自然，操作方便。雙工可分頻分雙工（也稱異頻雙工）和時(shí)分雙工（也稱同頻雙工）。異頻雙工制的優(yōu)點(diǎn)：收發(fā)頻率分開可大大減小干擾；用戶使用方便。缺點(diǎn)是：移動(dòng)臺(tái)在通話過程中總是處于發(fā)射狀態(tài)，因此功耗大；移動(dòng)臺(tái)之間通話需占用兩個(gè)頻道；設(shè)備較復(fù)雜，價(jià)格較貴。在無中心臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)的情況下，異頻雙工電臺(tái)需配對(duì)使用，否則通信雙方無法通話。同頻雙工采用時(shí)隙雙工技術(shù)，目前在無線

9、通信中得到了越來越多的采用，如PHS（PAS，即“小靈通”）及無繩電話系統(tǒng)等等。同頻雙工最大的優(yōu)點(diǎn)是頻率利用率高，無需申請(qǐng)配對(duì)頻點(diǎn)。11 3移動(dòng)通信體制 移動(dòng)通信系統(tǒng)按其經(jīng)營方式或用戶性質(zhì)可分為專用移動(dòng)通信系統(tǒng)和公共移動(dòng)通信系統(tǒng)。按服務(wù)區(qū)域覆蓋特點(diǎn)分，可分為兩類，一類是小容量的大區(qū)制，另一類是大容量的小區(qū)制。1.1.3.1大區(qū)制移動(dòng)通信網(wǎng) 大區(qū)制就是在一個(gè)服務(wù)區(qū)域(如一個(gè)城市)內(nèi)只有一個(gè)基站（Base Station，簡稱BS），并由它負(fù)責(zé)移動(dòng)通信的聯(lián)絡(luò)和控制，如圖1.l所示。 通常為了擴(kuò)大服務(wù)區(qū)域的范圍，基站天線架設(shè)得都很高，發(fā)射機(jī)輸出功率也較大(一般在200W左右)，其覆蓋半徑大約為305

10、0km。 但是因?yàn)殡姵厝萘坑邢?，通常移?dòng)臺(tái)發(fā)射機(jī)的輸出功率較小，故移動(dòng)臺(tái)距基站較遠(yuǎn)時(shí)，移動(dòng)臺(tái)可以收到基站發(fā)來的信號(hào)(即下行信號(hào))，但基站卻收不到移動(dòng)臺(tái)發(fā)出的信號(hào)(即上行信號(hào))。為了解決兩個(gè)方向通信不一致的問題，可以在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)立若干個(gè)分集接收站，如圖1.l虛線所示，以保證在服務(wù)區(qū)內(nèi)的雙向通信質(zhì)量。 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)。譬如，移動(dòng)臺(tái) MSl使用了頻率fl和f2。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)_。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

11、要。圖1.l大區(qū)制移動(dòng)通信示意圖大區(qū)制的優(yōu)點(diǎn)是簡單、投資少、見效快，主要用于專用移動(dòng)通信網(wǎng)，或用于用戶較少的地域，如農(nóng)村城鎮(zhèn)，為節(jié)約初期工程投資，可按大區(qū)制設(shè)計(jì)考慮。但是，從遠(yuǎn)期規(guī)劃來說，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。專網(wǎng)的最大功能要求是調(diào)度，專網(wǎng)經(jīng)歷了一對(duì)一的單機(jī)對(duì)講系統(tǒng)，單信道一呼百應(yīng)系統(tǒng)及選呼系統(tǒng)，后來又發(fā)展到多信道多用戶共享的專用調(diào)度系統(tǒng)。集群（Trunking）移動(dòng)通信是傳統(tǒng)的專用無線調(diào)度系統(tǒng)的高級(jí)發(fā)展階段，是專用移動(dòng)通信的發(fā)展方向。隨著電子技術(shù)、集成電路技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和交換技術(shù)的飛速發(fā)展，專用移動(dòng)通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與公共移動(dòng)通信系統(tǒng)越來越相象，如

12、Motorola的iDEN數(shù)字集群移動(dòng)通信系統(tǒng)，其本身就是在數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)上加上了調(diào)度功能。1.1.3.2小區(qū)制（蜂窩）移動(dòng)通信網(wǎng)小區(qū)制就是把整個(gè)服務(wù)區(qū)域劃分為若干個(gè)無線小區(qū)(Cell)，每個(gè)小區(qū)分別設(shè)置一個(gè)基站，負(fù)責(zé)本區(qū)移動(dòng)通信的聯(lián)絡(luò)和控制。同時(shí)，又可在移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心的統(tǒng)一控制下，實(shí)現(xiàn)小區(qū)之間移動(dòng)用戶通信的轉(zhuǎn)接，以及移動(dòng)用戶與市話用戶的聯(lián)系。譬如，可以把圖1.l中的服務(wù)區(qū)域一分為七，如圖1.2所示,由于形狀酷似蜂窩,小區(qū)制常俗稱蜂窩網(wǎng)(Cellular)。每個(gè)小區(qū)（半徑為2km20km）設(shè)一個(gè)小功率基站(BSlBS7)，發(fā)射功率一般為520W，以滿足各無線小區(qū)移動(dòng)通信的需要。隨著用戶

13、數(shù)的不斷增加，無線小區(qū)還可以繼續(xù)劃小為微小區(qū)（microcell）和微微小區(qū)（毫區(qū)picrocell），以不斷適應(yīng)用戶數(shù)增長的需要。每個(gè)小區(qū)的半徑按需要決定，目前小的有1km3km，有的城市為500m。小區(qū)制的最大特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)的頻率復(fù)用,這大大地提高了頻率的利用率，有效地解決頻道數(shù)量有限和用戶數(shù)增大的矛盾，被視為移動(dòng)通信史上的一次革命。而且由于基站功率減小，也使相互間的干擾減少了；此外，無線小區(qū)的范圍還可根據(jù)實(shí)際用戶數(shù)的多少靈活確定，具有組網(wǎng)的靈活性。公用移動(dòng)電話網(wǎng)均采用這種體制。 但是這種體制，在移動(dòng)臺(tái)通話過程中，從一個(gè)小區(qū)轉(zhuǎn)入另一個(gè)小區(qū)時(shí)，移動(dòng)臺(tái)需要更換工作頻道。無線小區(qū)的范圍越小，通話

14、中轉(zhuǎn)換頻道的次數(shù)就越多，這樣對(duì)控制交換功能的要求就提高了，再加上基站數(shù)量的增加，建網(wǎng)的成本就提高了，所以無線小區(qū)的范圍也不宜過小。目前，無線小區(qū)半徑一般為5Km左右。 當(dāng)基站采用全向天線時(shí)，基站覆蓋區(qū)大致是一個(gè)圓。當(dāng)多個(gè)無線小區(qū)彼此連接覆蓋整個(gè)服務(wù)區(qū)，可以用圓的內(nèi)接正多邊形來近似。能全面覆蓋一個(gè)平面的正多邊形有正三角形、正方形、正六邊形三種。在這三種小區(qū)結(jié)構(gòu)中，正六邊形小區(qū)的中心間隔和覆蓋面積均最大，且重疊區(qū)域?qū)挾群椭丿B區(qū)域的面積最小。這意味著對(duì)于同樣大小的服務(wù)區(qū)域，采用正六邊形構(gòu)成小區(qū)所需的小區(qū)數(shù)最少，所需頻率組數(shù)最少，各基站間的同頻干擾最小。由于小區(qū)采用了正六邊形小區(qū)結(jié)構(gòu)，形成蜂窩狀分布，

15、故小區(qū)制亦稱蜂窩制。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，對(duì)基站進(jìn)行選址和分配信道組的設(shè)計(jì)過程叫做頻率規(guī)劃。圖1.2 小區(qū)制(蜂窩)移動(dòng)通信網(wǎng)1. 14 移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成 我們將重點(diǎn)介紹公共移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。公共移動(dòng)通信系統(tǒng)，即蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1.3所示。一個(gè)交換區(qū)由一個(gè)移動(dòng)交換中心（MSC，Mobile Service Switching Centre）、一個(gè)或若干個(gè)歸屬位置寄存器（HLR, Home Location Register）和訪問者位置寄存器（VLR，Visitor Location Register,有時(shí)幾個(gè)MSC合用一個(gè)VLR）、設(shè)備識(shí)別寄存器（EIR, Equipm

16、ent Identity Register）、鑒權(quán)中心（AuC, Authentication Centre）、操作維護(hù)中心（OMC, Operation and Maintenance Centre）、基地站（BS, Base Station,簡稱基站）和移動(dòng)臺(tái)（MS, Mobile Station）等功能實(shí)體組成。MSC對(duì)位于其服務(wù)區(qū)內(nèi)的MS進(jìn)行交換和控制，同時(shí)提供移動(dòng)網(wǎng)與固定公眾電信網(wǎng)的接口。MSC是移動(dòng)網(wǎng)的核心。作為交換設(shè)備，MSC具有完成呼叫接續(xù)與控制的功能，這點(diǎn)與固定網(wǎng)交換中心相同。作為移動(dòng)交換中心，MSC又具有無線資源管理和移動(dòng)性管理等功能，例如移動(dòng)臺(tái)位置登記與更新、越區(qū)切換等。

17、為了建立從固定網(wǎng)至某個(gè)移動(dòng)臺(tái)的呼叫路由，固定網(wǎng)進(jìn)入移動(dòng)網(wǎng)的那個(gè)接口MSC稱為關(guān)口MSC（GMSC），由該GMSC查詢有關(guān)的HLR，并建立至移動(dòng)臺(tái)當(dāng)前所屬的MSC的呼叫路由。HLR是用于移動(dòng)用戶管理的數(shù)據(jù)庫。每個(gè)移動(dòng)用戶必須在某個(gè)HLR中登記注冊。HLR所存儲(chǔ)的用戶信息分為兩類：一類是有關(guān)用戶參數(shù)的信息，例如用戶類別，所提供的服務(wù)，用戶的各種號(hào)碼、識(shí)別碼，以及用戶的保密參數(shù)等。另一類是有關(guān)用戶當(dāng)前位置的信息，例如移動(dòng)臺(tái)漫游號(hào)碼、VLR地址等，用于建立至移動(dòng)臺(tái)的呼叫路由。 HLR AuC PSTN MS BS MSC MSC VLR 圖1.3 蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)VLR是存儲(chǔ)用戶位置信息的動(dòng)

18、態(tài)數(shù)據(jù)庫。當(dāng)漫游用戶進(jìn)入某個(gè)MSC區(qū)域時(shí)，必須向該MSC相關(guān)的VLR登記，并被分配一個(gè)移動(dòng)用戶漫游號(hào)（MSRN），在VLR中建立該用戶的有關(guān)信息，其中包括移動(dòng)用戶識(shí)別碼（MSI）、移動(dòng)用戶漫游號(hào)（MSRN），所在位置區(qū)的標(biāo)志以及向用戶提供的服務(wù)等參數(shù)，這些信息是從相應(yīng)的HLR中傳遞過來。MSC在處理入網(wǎng)出網(wǎng)呼叫時(shí)需要查詢VLR中的有關(guān)信息。一個(gè)VLR可以負(fù)責(zé)一個(gè)或若干個(gè)MSC區(qū)域。EIR是存儲(chǔ)有關(guān)移動(dòng)臺(tái)設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)庫。EIR實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)設(shè)備的識(shí)別、監(jiān)視、閉鎖等功能。AuC鑒權(quán)中心是認(rèn)證移動(dòng)用戶的身份以及產(chǎn)生相應(yīng)認(rèn)證參數(shù)的功能實(shí)體。AuC對(duì)任何試圖入網(wǎng)的用戶進(jìn)行身份認(rèn)證，只有合法用戶才能接入網(wǎng)中

19、并得到服務(wù)。OMC操作維護(hù)中心是網(wǎng)絡(luò)操作維護(hù)人員對(duì)全網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控和操作的功能實(shí)體。1. 15 移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻段使用早期的移動(dòng)通信主要使用VHF和UHF頻段,其主要原因有以下三點(diǎn): VHF/UHF頻段較適合移動(dòng)通信 從VHF/UHF頻段的電波傳播特性來看,主要是在視距范圍內(nèi),一般為幾到幾十公里,而且電波覆蓋可控，比較適合移動(dòng)通信。 天線較短便于攜帶和移動(dòng) 天線長度決定于波長,移動(dòng)臺(tái)中使用最多的是/4的鞭狀天線。例如,當(dāng)頻率為150MHz時(shí),約為50cm;450MHz時(shí)約為17cm,900MHz約為8cm,便于移動(dòng),攜帶方便。 抗干擾能力強(qiáng) 由于工業(yè)火花干擾及天電干擾等屬脈沖干擾,隨著頻率增高,干

20、擾幅度越小。從而使工作在VHF/UHF頻段設(shè)備,可以用較小的發(fā)射功率獲得較好的信噪比。目前,大容量移動(dòng)通信系統(tǒng)均使用800 MHz頻段(CDMA),900MHz頻段(AMPS、TACS、GSM),并開始使用1800MHz頻段(GSM 1800),用于微蜂窩(Microcell)。第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)開始使用更高頻率（2 GHz頻段，即1885MHz2025MHz和2110MHz2200MHz，其中1980MHz2010MHz和2170MHz2200MHz用于移動(dòng)衛(wèi)星業(yè)務(wù)（MSS）。同時(shí)，引入無線局域網(wǎng)（WLAN，2.5GHz，5.2GHz）用于高速數(shù)據(jù)傳輸。1.2 多址方式1.2.1 移動(dòng)通信系

21、統(tǒng)中的多址方式 多址問題可以被認(rèn)為是一個(gè)濾波問題。許多用戶可以同時(shí)使用同一頻譜，然后采用不同的濾波器和處理技術(shù)，使不同用戶信號(hào)互不干擾地被分別接收和解調(diào)。 蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)為了使信號(hào)僅在要求通信的兩者之間傳輸而不影響其它用戶，就必須選用適當(dāng)?shù)奶炀€和多址方式。 空間濾波采用的是定向天線陣，以增加需要方向上的信號(hào)和減輕其它方向上的干擾。目前,蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)都利用了扇形分區(qū)來減少相鄰蜂窩共用信道造成的干擾。多址方式的主要有4種：頻分多址(FDMA)、時(shí)分多址(TDMA)、碼分多址(CDMA)和空分多址（SDMA）。其中FDMA被最早采用，而CDMA則是剛剛被用到蜂窩移動(dòng)通信中。下面分別簡單介紹一下

22、FDMA、TDMA、CDMA和SDMA： （1）FDMA 應(yīng)用這種多址方式的主要蜂窩系統(tǒng)有北美的AMPS和英國的TACS，我國這兩種制式都采用過，其中TACS占絕大多數(shù)。所謂FDMA，就是在頻域中一個(gè)相對(duì)窄帶信道里，信號(hào)功率被集中起來傳輸，不同信號(hào)被分配到不同頻率的信道里，發(fā)往和來自鄰近信道的干擾用帶通濾波器限制，這樣在規(guī)定的窄帶里只能通過有用信號(hào)的能量，而任何其它頻率的信號(hào)被排斥在外。模擬的FM蜂窩系統(tǒng)都采用了FDMA。 （2）TDMA 應(yīng)用這種多址方式的主要蜂窩系統(tǒng)有歐洲的GSM、北美的DAMPS(IS-136)和日本的PHS。所謂TDMA，就是一個(gè)信道由一連串周期性的時(shí)隙構(gòu)成。不同信號(hào)的

23、能量被分配到不同的時(shí)隙里，利用定時(shí)選通來限制鄰近信道的干擾，從而只讓在規(guī)定時(shí)隙中有用的信號(hào)能量通過?，F(xiàn)在使用的TDMA蜂窩系統(tǒng)實(shí)際上都是FDMA和TDMA的組合，如GSM數(shù)字蜂窩系統(tǒng)就是先使用了200kHz的頻分信道，再把它分成8個(gè)時(shí)隙（全速）或16個(gè)信道（半速）進(jìn)行TDMA傳輸。 （3）CDMA 當(dāng)前應(yīng)用這種多址方式的主要蜂窩系統(tǒng)有北美的QCDMA和歐洲愛立信的BCDMA。所謂CDMA，就是每一個(gè)信號(hào)被分配一個(gè)偽隨機(jī)二進(jìn)制序列進(jìn)行擴(kuò)頻，不同信號(hào)的能量被分配到不同的偽隨機(jī)序列里。在接收機(jī)里，信號(hào)用相關(guān)器加以分離，這種相關(guān)器只接收選定的二進(jìn)制序列并壓縮其頻譜，凡不符合該用戶二進(jìn)制序列的信號(hào)就不被

24、壓縮帶寬。結(jié)果只有有用信號(hào)的信息才被識(shí)別和提取出來。 （4）SDMA 空分多址主要通過空間的隔離或天線技術(shù)來獲取地址的復(fù)用。如目前BS最常見的采用定向天線組成不同的扇區(qū)，衛(wèi)星天線采用點(diǎn)波束實(shí)現(xiàn)相同頻率信號(hào)的復(fù)用。在目前智能天線技術(shù)商未大量商用之前，SDMA主要和其他三種多址方式配合使用。智能天線技術(shù)也是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，在未來將得到大量使用。1.2.2 移動(dòng)通信系統(tǒng)中不同多址方式的頻譜效率 在FDMA蜂窩系統(tǒng)中，頻譜效率取決于每赫茲帶寬信息比特率和頻率復(fù)用系數(shù)。美國模擬蜂窩系統(tǒng)AMPS將分配的頻譜分成30kHz帶寬的許多信道，并使用窄帶FM調(diào)制，每30kHz一條話路。由于干擾，

25、同一頻率不能在每一小區(qū)中重復(fù)使用。為提供可靠的通話質(zhì)量，載干比（C/I）需要18dB或更高。根據(jù)推算和經(jīng)驗(yàn)表明，在大多數(shù)情況下，這個(gè)C/I值需要在頻率復(fù)用系數(shù)為1/7時(shí)才能達(dá)到。頻率復(fù)用系數(shù)是表示相同頻率被復(fù)用的數(shù)目。因此得到的結(jié)論是：每個(gè)小區(qū)中必須占用210kHz的頻譜才有一條話路。通過減小小區(qū)面積增加小區(qū)數(shù)，雖然從理論上能取得任意高的話路容量，但必須增加設(shè)備費(fèi)用；此外，由于小區(qū)覆蓋范圍減小，也增加了基站間的切換次數(shù)。切換次數(shù)的增加將導(dǎo)致兩個(gè)壞處：一是容易掉話；二是加重了交換機(jī)的負(fù)擔(dān)。 TDMA頻譜效率的計(jì)算基本上和FDMA相同。由于目前被認(rèn)可的頻率復(fù)用準(zhǔn)則和模擬系統(tǒng)相似，我們可以算出對(duì)于D

26、AMPS，每個(gè)小區(qū)必須占用70kHz的頻譜才有一條話路。換句話說，它的容量是模擬AMPS的三倍。同樣可以算出，GSM的系統(tǒng)容量約是模擬TACS的兩倍。 CDMA頻譜效率的算法和上面兩種制式不太相同，因?yàn)樯厦鎯煞N制式每條話路占用的頻譜寬是一定的，只要頻率復(fù)用系數(shù)一定，每個(gè)小區(qū)的話路容量就確定下來。而CDMA是通過不同的地址碼來區(qū)分用戶的，所有用戶都共用一個(gè)頻率。決定CDMA系統(tǒng)容量的主要參數(shù)有處理增益、所需的Eb/N0值、話音激活系數(shù)、頻率復(fù)用效率和扇區(qū)數(shù)目等。而且即使上述參數(shù)都確定，容量還要受具體的地理環(huán)境、背景噪聲、外部干擾等條件的影響。所以，在CDMA中，每條話路所需占用的頻譜寬度是不確定

27、的。通過試驗(yàn)和理論計(jì)算，QCDMA的容量可達(dá)到AMPS的8至10倍，即每個(gè)小區(qū)中只占用20kHz的頻譜就有一條話路。 目前的CDMA蜂窩系統(tǒng)實(shí)際上也都是FDMA和CDMA的組合。因?yàn)樘幵谕惠d頻的CDMA用戶共用同一頻率，所以它的頻率復(fù)用系數(shù)可以被看作是1，但由于受鄰近小區(qū)中用戶的干擾的影響，CDMA實(shí)際的頻率復(fù)用系數(shù)應(yīng)為2/3。CDMA系統(tǒng)的高容量很大一部分因素是由于它的頻率復(fù)用系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其它制式的蜂窩系統(tǒng)，另外一個(gè)主要因素是它使用了話音激活技術(shù)。1.3 移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展移動(dòng)通信的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下幾個(gè)發(fā)展階段：20世紀(jì)2030年代：警車無線電調(diào)度電話（AM調(diào)幅），使用2MHz頻率。20

28、世紀(jì)4050年代：人工接續(xù)的移動(dòng)電話（FM調(diào)頻），單工工作方式，使用頻段為150MHz及450MHz。特別值得一提的是1947年Bell實(shí)驗(yàn)室提出蜂窩概念。20世紀(jì)60年代：自動(dòng)撥號(hào)移動(dòng)電話，全雙工工作方式，使用頻段為150MHz及450MHz。1964年美國開始研究先進(jìn)移動(dòng)電話系統(tǒng)（IMTS）。20世紀(jì)7080年代：AMPS、TACS分別在美國、英國投入使用。使用頻段為800/900MHz（早期曾使用450MHz），全自動(dòng)撥號(hào)，全雙工工作，具有越區(qū)頻道轉(zhuǎn)換，自動(dòng)漫游通信功能。頻譜利用率，系統(tǒng)容量及話音質(zhì)量都有明顯的提高。20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的模擬蜂窩移動(dòng)電話系統(tǒng)，人們把它稱為第一代移動(dòng)通

29、信系統(tǒng)。其主要技術(shù)是模擬調(diào)頻、頻分多址，主要業(yè)務(wù)是電話。代表這一系統(tǒng)的有美國的AMPS（1979年首先在美國芝加哥開通），英國TACS（屬AMPS系統(tǒng)的改進(jìn)型,兩個(gè)系統(tǒng)的主要差別見表1-1，1983年投入商用），北歐的NMT-900（1981年投入商用）等。模擬系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是：頻譜利用率低、不能與ISDN兼容、保密性差及移動(dòng)終端進(jìn)一步小型化、低功耗、低價(jià)格的難度大。20世紀(jì)90年代：典型有GSM數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)和窄帶CDMA（IS-95A）數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)及衛(wèi)星移動(dòng)通信，稱第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)。第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)在系統(tǒng)構(gòu)成上與第一代模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)無多大差別。不同的是 ,它在幾個(gè)主要方面如:多

30、址方式調(diào)制技術(shù)話音編碼信道編碼分集接收技術(shù)等采用了數(shù)字技術(shù)。目前國際上已進(jìn)入商用和準(zhǔn)備進(jìn)入商用的數(shù)字蜂窩系統(tǒng)有歐洲的GSM、美國的DAMPS（原IS-54，目前用IS-136，）及日本的JDC。21世紀(jì)初：第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)開始標(biāo)準(zhǔn)化，并逐步走向市場。主要有基于窄帶IS-95 CDMA技術(shù)的寬帶CDMA技術(shù)的cdma2000、基于日本無線工業(yè)廣播協(xié)會(huì)（ARIB）支持的純W-CDMA和歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ETSI）制定的UTRA兩個(gè)獨(dú)立建議的W-CDMA、由我國提出的時(shí)分同步CDMA（TD-SCDMA）等第三代（3G）系統(tǒng)（IMT-2000）陸續(xù)開始投入使用。其中第三代（3G）系統(tǒng)使用頻段為188

31、5-2025MHz，2110-2200MHz，全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。表1-1 AMPS制式與TACS制式的主要差別項(xiàng)目AMPSTACS工作頻段(MHz)MSBS BSMS825845870890890915935960頻道間隔(kHz)3025話音頻道調(diào)制峰值頻偏(kHz)±12±9.5控制信號(hào)傳輸速率(kbit/s)108控制頻道調(diào)制峰值頻偏(kHz)±8±6.4在使用的150MHz、450MHz、900MHz三個(gè)頻段的具體收發(fā)頻率間隔分別為:150MHz的收發(fā)頻率間隔為5.7MHz，450MHz 的收發(fā)頻率間隔為10MHz，900MHz的收發(fā)頻率間隔為45M

32、Hz。分析上述發(fā)展?fàn)顩r可以看出，從20世紀(jì)20年代到70年代的半個(gè)世紀(jì)內(nèi)，移動(dòng)通信的發(fā)展是慢的，應(yīng)用范圍也不大。近30年，尤其是20世紀(jì)80年代以來，移動(dòng)通信在技術(shù)進(jìn)步和業(yè)務(wù)增長方面都是十分驚人的，其原因可以歸納為兩個(gè)方面：一是技術(shù)上的限制被突破。在半導(dǎo)體電子技術(shù)、大規(guī)模集成電路、程控交換及微機(jī)處理與控制技術(shù)未得到發(fā)展與廣泛應(yīng)用之前不可能有現(xiàn)代蜂窩移動(dòng)電話的出現(xiàn)與商用。二是社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。一方面促進(jìn)社會(huì)的流動(dòng)性和工作場所的流通性，人們需要在移動(dòng)過程中獲得信息交換；另一方面是使更多的人具有承受移動(dòng)費(fèi)用的能力。另外，頻率資源的不斷開發(fā)和有效利用也是促進(jìn)移動(dòng)通信持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要因素。表1-2列出了

33、全球目前已投入運(yùn)營或已制定標(biāo)準(zhǔn)的低功率系統(tǒng)的主要參數(shù)。表1-3列出了全球目前已投入運(yùn)營的數(shù)字蜂窩系統(tǒng)的主要參數(shù)。 表1-2低功率系統(tǒng)的主要參數(shù)系統(tǒng)名稱DECTPHSCT-2CT-3(DCT-900)PACS應(yīng)用時(shí)間/年19931993198919901994多址方式TDMA/FDMATDMA/FDMAFDMATDMA/FDMATDM/TDMA/FDMA工作頻率 （MHz）1800-19001895-1907864-868862-8701850-1910上行1930-1990下行或1920-1930雙工方式TDDTDDTDDTDDFDD或TDD射頻信道間隔（kHz）172830010010003

34、00/300調(diào)制方式GFSK/4QPSKGFSKGFSK/4DQPSK手機(jī)發(fā)射功率（最大值/平均值）250mW/10mW80mW/10mW10mW/5mW80mW/5mW100mW/25mW語音編碼（kbit/s）ADPCM32ADPCM32ADPCM32ADPCM32ADPCM32每個(gè)射頻載波的話音信道數(shù)124188 表1-3 數(shù)字蜂窩系統(tǒng)的主要參數(shù)系統(tǒng)名稱GSMDCS-1800IS-54IS-95PDC(JDC)應(yīng)用時(shí)間/年19901993199019931991多址方式TDMA/FDMATDMA/FDMATDMA/FDMACDMA/FDMATDMA/FDMA工作頻帶（上行） (MHz)

35、（下行）935-960890-9151710-17851805-1880869-894824-849869-894824-849810-8301429-1453940-9601477-1501雙工方式FDDFDDFDDFDDFDD射頻信道間隔（kHz）20020030125025調(diào)制方式GMSKGMSK/4DQPSKQPSK/4DQPSK手機(jī)發(fā)射功率（最大值/平均值）1W/125mW1W/125mW600mW/200mW600mW語音編碼（kbit/s）RPE-LTP13RPE-LTP13VSELP7.95QCELP8VSELP11.2每個(gè)射頻載波的話音信道數(shù)8(16)8(16)3(6)軟容量

36、3(6)信道速率（kbit/s）270.833270.83348.61.2288Mc/s4214 我國移動(dòng)通信發(fā)展?fàn)顩r我國移動(dòng)通信是從軍事移動(dòng)通信即戰(zhàn)術(shù)通信起步的。民用移動(dòng)通信發(fā)展較晚，大致分為早期、74系列、80系列三個(gè)階段，20世紀(jì)50年代末到20世紀(jì)70年代中主要用于公安、郵電、交通、漁業(yè)等少數(shù)部門作專網(wǎng)用，1974年才開放了四個(gè)民用波段，制定了通用技術(shù)條件，開始研制頻道間隔為50kHz和100kHz的74系列產(chǎn)品。1980年制定了頻道間隔為25kHz的性能指標(biāo)、測試方法和環(huán)境要求等部頒標(biāo)準(zhǔn)，開展了80系列設(shè)備的研制。我國公眾移動(dòng)通信起步于20世紀(jì)80年代，1987年在廣州、上海率先采用

37、900 MHz TACS標(biāo)準(zhǔn)的模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng),開通了蜂窩移動(dòng)通信業(yè)務(wù)。它一經(jīng)面世,就受到廣大用戶的歡迎,并迅速發(fā)展到全國各省。移動(dòng)電話用戶數(shù)每年翻番,發(fā)展速度之快,世人矚目。至1996年已基本建成一個(gè)覆蓋全國(除臺(tái)灣省以外)31個(gè)省、直轄市、自治區(qū)大部分地市縣和部分重要縣鎮(zhèn)的全國移動(dòng)通信網(wǎng)。該網(wǎng)采用的設(shè)備主要由摩托羅拉系統(tǒng)(稱A網(wǎng))和愛立信系統(tǒng)(稱B網(wǎng))組成。1995年元月1日實(shí)現(xiàn)了A網(wǎng)和B網(wǎng)兩系統(tǒng)內(nèi)的分別聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)漫游。1996年元月1日實(shí)現(xiàn)了A網(wǎng)、B網(wǎng)兩系統(tǒng)的互聯(lián)自動(dòng)漫游,從而真正實(shí)現(xiàn)了“一機(jī)在手、信步神州”。隨著數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展與普及，模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)于2000年起開始封網(wǎng)

38、，并逐步退出中國電信發(fā)展的歷史舞臺(tái)。將頻段讓給數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。1994年4月中國聯(lián)通的成立,打破了郵電“一統(tǒng)天下”的局面。聯(lián)通決定采用技術(shù)先進(jìn)、設(shè)備成熟、具有國際自動(dòng)漫游功能的GSM數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù),組建全國第二個(gè)公眾移動(dòng)通信網(wǎng)。1994年9月中國電信也采用GSM數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù),組建中國電信全國公眾數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)。從1994年9月至1995年底短短一年多, 中國電信就有15個(gè)省、直轄市、自治區(qū)開通了GSM數(shù)字移動(dòng)電話業(yè)務(wù),并采用中國七號(hào)信令完成聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)漫游。2000年4月20日根據(jù)國家關(guān)于電信體制改革的部署和要求，在原中國電信移動(dòng)通信資產(chǎn)總體剝離的基礎(chǔ)上組建中國移動(dòng)通信集團(tuán)公司（簡稱“

39、中國移動(dòng)”），主營移動(dòng)業(yè)務(wù)。在發(fā)展GSM的同時(shí),我國積極跟蹤C(jī)DMA技術(shù)的發(fā)展。美國TIA的IS-95的雙模式CDMA標(biāo)準(zhǔn)以Qualcomm的方案為基礎(chǔ)，系統(tǒng)帶寬為1.25MHz。信息產(chǎn)業(yè)部確定由中國聯(lián)通在全國范圍經(jīng)營IS-95 CDMA數(shù)字蜂窩系統(tǒng)。2002年初，中國聯(lián)通CDMA網(wǎng)已正式對(duì)外放號(hào)，二期工程完成后，CDMA網(wǎng)的系統(tǒng)容量從原有的1500萬戶增加到3500萬戶，將成為全球最大的CDMA網(wǎng)絡(luò)。目前，中國國內(nèi)最主要的移動(dòng)運(yùn)營商是中國移動(dòng)和中國聯(lián)通，未來潛在的第三代移動(dòng)運(yùn)營商可能還包括固定公司和若干家新增的運(yùn)營商。1.5 移動(dòng)通信信道結(jié)構(gòu)信道是通信網(wǎng)絡(luò)傳遞信息的通道。作為移動(dòng)通信網(wǎng)，為了

40、傳遞話音和其它控制信號(hào)，需要使用很多信道，包括無線信道和移動(dòng)通信網(wǎng)與市話網(wǎng)之間的有線信道。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，無線信道通常有兩種類型：業(yè)務(wù)信道(TC)和控制信道(CC)。一、 業(yè)務(wù)信道(TC) 在目前以通話為主的蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中，業(yè)務(wù)信道就是話音信道（VC），主要用于傳遞話音信號(hào)，它的占用和空閑是受移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心(MSC)控制和管理的。在MSC中保存有一張所有信道和它們狀態(tài)的表格.狀態(tài)包括:空、忙、阻塞等。當(dāng)一條話音信道空閑時(shí)，基站話音信道單元發(fā)射機(jī)關(guān)閉；而當(dāng)一條話音信道被占用時(shí)，發(fā)射機(jī)打開； 當(dāng)一條話音信道空閑時(shí)，但存在干擾電平并超過一定的值，該話音信道不可使用，應(yīng)暫時(shí)阻塞。這些動(dòng)作全根據(jù)

41、MSC或BSC命令完成.通常每個(gè)無線小區(qū)分有幾十個(gè)話音信道。在話音信道中，平時(shí)除傳遞話音外，還傳遞一些其他信息，如檢測音(SAT)、數(shù)據(jù)、信號(hào)音(ST)。1、 檢測音(SAT) 在模擬蜂窩系統(tǒng)中， 檢測音(SAT)是指在話音傳輸期間連續(xù)發(fā)送的帶外單音。MSC通過對(duì)SAT的檢測，可以了解業(yè)務(wù)信道的傳輸質(zhì)量。當(dāng)業(yè)務(wù)信道單元發(fā)射機(jī)啟動(dòng)后，就會(huì)不斷在帶外(話音頻帶為3003400Hz)發(fā)出檢測音(5970Hz、或6000Hz、6030Hz).SAT由BS的業(yè)務(wù)信道單元發(fā)出，經(jīng)移動(dòng)臺(tái)MS環(huán)回。2、 數(shù)據(jù) 在一定情況下，在業(yè)務(wù)信道上還可傳遞數(shù)據(jù)。例如，在越區(qū)切換時(shí)，通話將暫時(shí)中斷(模擬蜂窩系統(tǒng)中一般要求限

42、定在800ms之內(nèi))，可利用這段時(shí)間在業(yè)務(wù)信道中，以數(shù)據(jù)形式傳遞必要的指令或交換數(shù)據(jù)。3、 信號(hào)音(ST)信號(hào)音為線路信號(hào)。它是由移動(dòng)臺(tái)發(fā)出的單向信號(hào)。例如，在尋呼MS過程中，如果BS收到MS發(fā)來的ST，就表示振鈴成功。在切換過程中，原BS收到MS發(fā)來的ST信號(hào)，則表示MS對(duì)切換認(rèn)可，它是帶內(nèi)信號(hào)。一般在0300Hz之間。二、 控制信道(CC)一般控制信道的下行信道用于尋呼，上行信道用于接入，信道中只用來傳遞數(shù)據(jù)。在每一個(gè)無線小區(qū)內(nèi)，通常只有一條控制信道。所以一個(gè)中心激勵(lì)的基站，配備一套控制信道單元；而一個(gè)頂點(diǎn)激勵(lì)的基站(通常是覆蓋三個(gè)扇區(qū)小區(qū))應(yīng)配備三套控制信道單元。1、 尋呼 當(dāng)移動(dòng)用戶被

43、呼時(shí)，就在控制信道的下行信道發(fā)起呼叫移動(dòng)臺(tái)信號(hào)，所以將該信道稱為尋呼信道(PC)。2、 接入當(dāng)移動(dòng)用戶主呼時(shí)， 就在控制信道的上行信道發(fā)起主呼信號(hào)，所以將該信道稱為接入信道(AC)。在控制信道中，不僅傳遞尋呼和接入信號(hào)，還傳遞大量其它數(shù)據(jù)，如系統(tǒng)的常用報(bào)文、指定通話信道、重試(重新試呼)等信號(hào)。1.6 目前我國移動(dòng)通信網(wǎng)的頻率配置我國無線電委員會(huì)分配給蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻率如表1-4所示。表1-4 我國無線電委員會(huì)分配給蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻率系統(tǒng)或使用部門上行頻率(MHz)下行頻率(MHz)中國聯(lián)通CDMA825835870880中國移動(dòng)GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)885890930935中國移動(dòng)GSM

44、900890909935954中國聯(lián)通GSM900909915954960中國移動(dòng)GSM18001710172018051815中國聯(lián)通GSM18001745175518401850從表1-4可以看出，原來分配給中國移動(dòng)模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)ETACS（上行880890 MHz，下行925935 MHz）和TACS（上行890905 MHz，下行935950 MHz）頻段由于模擬網(wǎng)的退網(wǎng)，已用于中國移動(dòng)GSM900和GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)；蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)(800-900 MHz頻段)收發(fā)頻差為45 MHz。對(duì)于450 MHz 專網(wǎng)， 收發(fā)頻差為10 MHz。 對(duì)于150 MHz 專網(wǎng)， 收發(fā)頻差為

45、5.7 MHz 。以聯(lián)通GSM為例， 6 MHz帶寬， 收發(fā)頻差為45 MHz，信道間隔200kHz， 即200kHz一個(gè)頻點(diǎn)，共30個(gè)頻點(diǎn)。除去工作頻點(diǎn)首尾各一個(gè)保護(hù)頻點(diǎn)，共28個(gè)頻點(diǎn)。對(duì)于模擬蜂窩系統(tǒng)，不同設(shè)備的信道間隔不同。北美為30kHz如AMPS系統(tǒng)的信道間隔為30kHz；西德為20kHz；日本、英國、北歐和中國都是25kHz， 如TACS系統(tǒng)的信道間隔為25kHz。對(duì)于不同的數(shù)字蜂窩系統(tǒng)，信道間隔不同。如GSM信道間隔200kHz，每個(gè)信道8個(gè)時(shí)隙；D-AMPS信道間隔30kHz， 每個(gè)信道3個(gè)時(shí)隙。1.7 移動(dòng)通信環(huán)境下的干擾分析 在移動(dòng)通信的無線網(wǎng)設(shè)計(jì)中，解決無線覆蓋區(qū)和無線電

46、干擾是兩大難題。對(duì)于微蜂窩結(jié)構(gòu)的無線網(wǎng)來說，解決無線電干擾可能比解決覆蓋區(qū)設(shè)計(jì)更困難。在移動(dòng)通信網(wǎng)內(nèi)，無線電干擾一般分為同頻道干擾、鄰頻道干擾、互調(diào)干擾、阻塞干擾和近端對(duì)遠(yuǎn)端的干擾等。1.7.1 同頻道干擾所有落在收信機(jī)通帶內(nèi)的與有用信號(hào)頻率相同或相近的干擾信號(hào)（非有用信號(hào)）稱為同頻道干擾。由于干擾信號(hào)與有用信號(hào)以相同的頻率及方式進(jìn)入接收機(jī)中頻通帶而無法避免或?yàn)V除。在設(shè)臺(tái)組網(wǎng)中，防止同頻道干擾的基本措施是通過基站站址布局（即保持同頻復(fù)用距離）、合理的覆蓋區(qū)設(shè)計(jì)及頻道配置，使?jié)M足同頻道干擾保護(hù)比指標(biāo)。1 同頻道干擾保護(hù)比指標(biāo)接收機(jī)輸出端有用信號(hào)達(dá)到規(guī)定質(zhì)量的情況下，在接收機(jī)輸入端測得有用射頻信號(hào)

47、與同頻無用射頻信號(hào)之比的最小值，稱為同頻道干擾保護(hù)比。對(duì)于模擬蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)，其同頻道干擾保護(hù)比指標(biāo)規(guī)定如下：（1） 靜態(tài)同頻道干擾保護(hù)比對(duì)于模擬通信系統(tǒng)，3級(jí)話音質(zhì)量其下限信噪比為14dB，按照有關(guān)體制規(guī)定S/N20 dB，如果有用信號(hào)與干擾信號(hào)之比為8 dB，則出現(xiàn)干擾時(shí)，S/N由20dB下降到14dB。所以，為了維持3級(jí)話音質(zhì)量下限，靜態(tài)同頻道干擾保護(hù)比要求8 dB。對(duì)于4級(jí)話音質(zhì)量其下限信噪比約為25dB，按照有關(guān)體制規(guī)定S/N29 dB，因此，為了維持4級(jí)話音質(zhì)量下限，靜態(tài)同頻道干擾保護(hù)比要求12 dB。GSM系統(tǒng)要求靜態(tài)同頻道干擾保護(hù)比要求9 dB。（2） 同頻道干擾概率 同頻道干

48、擾概率規(guī)定為10%。（3） 考慮衰落影響、干擾概率及靜態(tài)射頻保護(hù)比后的同頻道干擾保護(hù)比 當(dāng)有快衰落和慢衰落時(shí)，通常的做法是在靜態(tài)同頻道干擾保護(hù)比（P）上加上同頻道干擾余量（ZP），即：P+ZP（dB）。表1-5列出干擾概率為10%時(shí)的P+ZP值。 表1-5 干擾概率為10%時(shí)的P+ZP值話音等級(jí)P（dB）ZP（dB）P+ZP（dB）L=6dBL=12dBL=6dBL=12dB三級(jí)話音質(zhì)量8145228225308四級(jí)話音質(zhì)量121452282653482 同頻道復(fù)用保護(hù)距離系數(shù)在蜂窩網(wǎng)中，使兩個(gè)同頻小區(qū)保持必要的距離是保證同頻道干擾保護(hù)比達(dá)到指標(biāo)要求的主要辦法。在全向基站區(qū)，同頻道復(fù)用保護(hù)系數(shù)

49、由圖1.4定義。為滿足表1-5的同頻道干擾保護(hù)比指標(biāo)所需要的系數(shù)可由式（1.2）計(jì)算，其結(jié)果列于表1-6。 P+ZP = 40 log （1.2） 式中：D/r為同頻道防護(hù)比。表1-6 同頻道復(fù)用保護(hù)距離系數(shù)D/rP+ZP（dB）225308265348D/r47735689 圖1.4 同頻道復(fù)用保護(hù)距離系數(shù)1.7.2鄰頻道干擾工作在k頻道的接收機(jī)受到工作于k±1頻道的信號(hào)的干擾，即鄰道（k±1頻道）信號(hào)功率落入k頻道的接收機(jī)通帶內(nèi)造成的干擾稱為鄰頻道干擾。解決鄰頻道干擾的措施包括：（1） 降低發(fā)射機(jī)落入相鄰頻道的干擾功率，即減小發(fā)射機(jī)帶外輻射；（2） 提高接收機(jī)的鄰頻道選

50、擇性；（3） 在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，避免相鄰頻道在同一小區(qū)或相鄰小區(qū)內(nèi)使用，增加同頻道防護(hù)比。1.7.3互調(diào)干擾在專用網(wǎng)和小容量網(wǎng)中，互調(diào)干擾可能成為設(shè)臺(tái)組網(wǎng)較關(guān)心的問題。產(chǎn)生互調(diào)干擾的基本條件是：（1） 幾個(gè)干擾信號(hào)（A、B、C、）與受干擾信號(hào)的頻率（S）之間滿足2A­B =S或A+B ­C =S條件；（2） 干擾信號(hào)的幅度足夠大；（3） 干擾（信號(hào)）站和受干擾的接收機(jī)都同時(shí)工作?；フ{(diào)干擾分為發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾和接收機(jī)互調(diào)干擾兩類。1. 發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾一部發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號(hào)進(jìn)入了另一部發(fā)射機(jī)，并在其末級(jí)功放的非線性作用下與輸出信號(hào)相互調(diào)制，產(chǎn)生不需要的組合干擾頻率，對(duì)接收信號(hào)頻率與這些

51、組合頻率相同的接收機(jī)造成的干擾，稱為發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾。減少發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾的措施有：（1） 加大發(fā)射機(jī)天線之間的距離；（2） 采用單向隔離器件和采用高Q諧振腔；（3） 提高發(fā)射機(jī)的互調(diào)轉(zhuǎn)換率耗。 2接收機(jī)互調(diào)干擾當(dāng)多個(gè)強(qiáng)干擾信號(hào)進(jìn)入接收機(jī)前端電路時(shí)，在其非線性作用下，干擾信號(hào)互相混頻后產(chǎn)生可落入接收機(jī)中頻頻帶內(nèi)的互調(diào)產(chǎn)物而造成的干擾稱為接收機(jī)互調(diào)干擾。減少接收機(jī)互調(diào)干擾的措施有：（1） 提高接收機(jī)前端電路的線性度；（2） 在接收機(jī)前端插入濾波器，提高其選擇性；（3） 選用無三階互調(diào)的頻道組工作。3 在設(shè)臺(tái)組網(wǎng)中對(duì)抗互調(diào)干擾的措施 （1）蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng) 由于需要頻道多和采用空腔諧振式合成器，只有采用

52、互調(diào)最小的等間隔頻道配置方式，并依靠設(shè)備優(yōu)良的互調(diào)抑制指標(biāo)來解決互調(diào)干擾。（2）專用的小容量移動(dòng)通信網(wǎng) 主要采用不等間隔排列的無三階互調(diào)的頻道配置方法來避免發(fā)生互調(diào)干擾。表1-7列出無三階互調(diào)的頻道序號(hào)。由表1-7可見，當(dāng)需要的頻道數(shù)較多時(shí)，頻道利用率很低，故不適用于蜂窩網(wǎng)。表1-7 無三階互調(diào)干擾的信道組需用信道數(shù)最小占用信道數(shù)無三階互調(diào)信道組的信道序號(hào)信道利用率341，2，475%471，2，5，71，3，6，757%5121，2，5，10，121，3，8，11，1241%6181，2，5，11，16，181，2，5，11，13，181，2，9，12，14，181，2，9，13，15，18

53、33%7261，2，8，12，21，24，261，3，4，11，17，22，261，2，5，11，19，24，261，3，8，14，22，23，261，2，12，17，20，24，261，4，5，13，19，24，261，5，10，16，23，24，2627%8351，2，5，10，16，23，33，35.23%9461，2，5，14，25，31，34，41，46.20%10561，2，7，11，24，27，35，42，54，56.18%1.7.4阻塞干擾 當(dāng)外界存在一個(gè)離接收機(jī)工作頻率較遠(yuǎn)但能進(jìn)入接收機(jī)作用于其前端電路的強(qiáng)干擾信號(hào)時(shí)，由于接收機(jī)前端電路的非線性而造成對(duì)有用信號(hào)增益降低或噪聲增

54、高，使接收機(jī)靈敏度下降的現(xiàn)象稱為阻塞干擾。這種干擾與干擾信號(hào)的幅度有關(guān)，幅度越大，干擾越嚴(yán)重，當(dāng)于干擾電壓幅度非常強(qiáng)時(shí)，可導(dǎo)致接收機(jī)收不到有用信號(hào)而使通信中斷。1.7.5近端對(duì)遠(yuǎn)端的干擾 當(dāng)基站同時(shí)接收從兩個(gè)距離不同的移動(dòng)臺(tái)發(fā)來的信號(hào)時(shí)，距基站近的移動(dòng)臺(tái)B（距離d2）到達(dá)基站的功率明顯要大于距離基站遠(yuǎn)的移動(dòng)臺(tái)A（距離，）的到達(dá)功率，若二者頻率相近，則距基站近的移動(dòng)臺(tái)B就會(huì)造成對(duì)接收距離站遠(yuǎn)的移動(dòng)臺(tái)A的有用信號(hào)的干擾或仰制，甚至將移動(dòng)臺(tái)A的有用信號(hào)淹沒。這種現(xiàn)象稱為近端對(duì)遠(yuǎn)端干擾。 解決措施：一是使兩個(gè)移動(dòng)臺(tái)所用頻道拉開必要間隔；二是移動(dòng)臺(tái)端加自動(dòng)（發(fā)射）功率控制（APC），使所有工作的移動(dòng)臺(tái)到達(dá)基站功率基本一致。由于頻率資源緊張，幾乎所有的移動(dòng)通信系統(tǒng)對(duì)基站和移動(dòng)終端采用APC工作方式。 1.8 蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的頻率規(guī)劃1.8.1 等頻距分配法 在小區(qū)制的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，同信道干擾問題已在分群時(shí)考慮，保證有足夠的防護(hù)比，而鄰道干擾的問題則在信道分配時(shí)應(yīng)加以考慮。等頻距分配法按頻率等間隔分配信道，這樣可以有效地避免鄰道干擾。若需要M個(gè)信道，將其分為N個(gè)信道組，則每個(gè)信道組中有M/N個(gè)信道，而N個(gè)信道組的信道序列可以由以下確定： K+jN， K=1，2，3，N；J=0，1，2