移動通信課件

1、第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 2.1 引言引言 2.2 移動通信體制移動通信體制 2.3 移動通信的信道結(jié)構(gòu)移動通信的信道結(jié)構(gòu) 2.4 移動通信網(wǎng)的頻率配置移動通信網(wǎng)的頻率配置 2.5 移動通信環(huán)境下的干擾移動通信環(huán)境下的干擾 2.6 蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)的頻率規(guī)劃蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)的頻率規(guī)劃 2.7 多信道共用技術(shù)多信道共用技術(shù) 2.8 移動通信的交換技術(shù)移動通信的交換技術(shù) 2.9 信道自動選擇方式信道自動選擇方式 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 移動通信網(wǎng)性能指標(biāo)移動通信網(wǎng)性能指標(biāo) 話音質(zhì)量和信噪比要求 服務(wù)等級（GOS） 呼叫中斷概率 通信概率 特殊服務(wù)種類及QOS保證第

2、2章 移 動 通 信 網(wǎng) 一、話音質(zhì)量和信噪比要求一、話音質(zhì)量和信噪比要求 1、語音傳輸質(zhì)量以接收機(jī)輸出端音頻頻帶內(nèi)的信噪比S/N或載干比C/N來表示（指通過話音譯碼出來后在話音也就是信源這端對信噪比進(jìn)行比較），業(yè)務(wù)種類不同，要求不同（公網(wǎng)高，專網(wǎng)低；（公網(wǎng)高，專網(wǎng)低；話音要求信噪比低一些，數(shù)據(jù)要求信噪話音要求信噪比低一些，數(shù)據(jù)要求信噪比要高一些）比要高一些）。第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 話音質(zhì)量的評定往往采用主觀評話音質(zhì)量的評定往往采用主觀評定的辦法，評分質(zhì)量分為五級定的辦法，評分質(zhì)量分為五級： 級別級別 評定類別評定類別 人的印象標(biāo)準(zhǔn)人的印象標(biāo)準(zhǔn) 5 優(yōu)優(yōu) 幾乎無噪聲和失真，細(xì)節(jié)清晰可辨幾

3、乎無噪聲和失真，細(xì)節(jié)清晰可辨 4 良良 有可感覺的輕微噪聲和失真有可感覺的輕微噪聲和失真 3 中中 有令人煩惱的噪聲和失真有令人煩惱的噪聲和失真 2 差差 有令人非常煩惱的噪聲和嚴(yán)重失真有令人非常煩惱的噪聲和嚴(yán)重失真 1 劣劣 語言幾乎不可懂語言幾乎不可懂幾乎失去通信的幾乎失去通信的 意義意義第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 國際通行標(biāo)準(zhǔn)，常常被采用。國際通行標(biāo)準(zhǔn)，常常被采用。公網(wǎng)（包括固話網(wǎng)及公用公網(wǎng)（包括固話網(wǎng)及公用GSM網(wǎng)）一般話音質(zhì)量要求網(wǎng)）一般話音質(zhì)量要求4 級，級，專網(wǎng)專網(wǎng) 3級；級；對于不同的移動業(yè)務(wù)，各國對對于不同的移動業(yè)務(wù)，各國對S/N或或C/N的規(guī)定不一致；的規(guī)定不一致；中國：模

4、擬通信，移動用戶與固定市話、長話用戶通話時，中國：模擬通信，移動用戶與固定市話、長話用戶通話時，要求要求S/N為大于為大于29dB或或C/N為為17dB，相當(dāng)于，相當(dāng)于4級話音。級話音。美國美國AMPS網(wǎng)要求網(wǎng)要求C/N大于大于18dB，日本要求，日本要求20dB4第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 2、移動數(shù)據(jù)傳輸常用誤碼率，一般只有10-4左右，常用糾錯編碼等方法提高。（IMT-2000中，中，對話音業(yè)務(wù)要求誤碼率對話音業(yè)務(wù)要求誤碼率10-3，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)要求誤碼，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)要求誤碼率率10-6，誤塊率的要求不做更多了解），誤塊率的要求不做更多了解）3、在某個特定移動通信系統(tǒng)中，誤碼率與信噪比直接相關(guān)，

5、一般用Eb/No（歸一化信噪比）與誤碼率之間的曲線來表示系統(tǒng)性能，Eb/No為折合到接收機(jī)輸入端的比特能量Eb與噪聲的單邊功率譜密度No之比值。第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 二、服務(wù)等級（GOS） 服務(wù)等級用呼損率服務(wù)等級用呼損率B表示表示 B：在一個正常運(yùn)行的系統(tǒng)中，忙時呼叫被阻塞的概率，單位為Erlang（愛爾蘭，數(shù)字交換系統(tǒng)會講） 服務(wù)等級決定于系統(tǒng)中同時發(fā)出的呼叫數(shù)、總話服務(wù)等級決定于系統(tǒng)中同時發(fā)出的呼叫數(shù)、總話務(wù)量、信道數(shù)量、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等務(wù)量、信道數(shù)量、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等 呼損率包括無線信道呼損（一般較高）和中繼電路呼損（有線呼損，一般較低） 我國規(guī)定：無線信道B0.05，在話務(wù)密度高的地區(qū)B0

6、.02 ，中繼電路B應(yīng)更低。第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 三、呼叫中斷概率三、呼叫中斷概率越低越好越低越好 在一個小時內(nèi)建立的Q次呼叫中，若N次丟失，則呼叫中斷概率為N/Q，呼叫中斷概率跟系統(tǒng)設(shè)計(jì)、嚴(yán)重干擾、越區(qū)切換等有關(guān)。四、特殊服務(wù)種類及四、特殊服務(wù)種類及QOS保證保證 移動通信網(wǎng)是否支持多種業(yè)務(wù)類型（高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、實(shí)時多媒體業(yè)務(wù)等），以及對各種業(yè)務(wù)的質(zhì)量保證情況，是評價移動通信網(wǎng)的另一指標(biāo)。 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 五、通信概率五、通信概率 移動通信由于受地形的影響和無線信號傳播衰落影響，不可能達(dá)到覆蓋范圍的100%。 通信概率是指移動用戶在給定服務(wù)區(qū)域進(jìn)行成功通話（達(dá)到規(guī)定通話質(zhì)量）

7、的概率，它包括位置概率和時間概率。（ 我國公網(wǎng)規(guī)定：城市通信概率我國公網(wǎng)規(guī)定：城市通信概率90%（即90%的時間范圍和地域里），農(nóng)村通信概率50% 專網(wǎng)則要求較高，如鐵路通信要求通信概率（在三級話音質(zhì)量下）在三級話音質(zhì)量下） 95%第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 2.1 引引 言言 移動通信網(wǎng)就是承接移動通信業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，主要完成移動用戶之間、移動用戶與固定用戶之間的信息交換。這里的“信息交換”不僅僅指雙方的通話業(yè)務(wù)，還包括數(shù)據(jù)、傳真和圖像等通信業(yè)務(wù)。 一些移動通信網(wǎng)，直接向社會公眾提供移動通信業(yè)務(wù)， 與公共交換電話網(wǎng)（PSTN）聯(lián)系密切，并經(jīng)專門的線路進(jìn)入公共交換電話網(wǎng)，我們稱之為公用移動電話網(wǎng)。

8、 也有的移動通信網(wǎng)是一些專用網(wǎng)，并不對公眾開放，不進(jìn)入電話網(wǎng)，或與PSTN的互連較少。例如，工業(yè)企業(yè)中的無線電調(diào)度網(wǎng)、公安指揮、交通管理、海關(guān)緝私、醫(yī)療救護(hù)等部門使用的無線電話網(wǎng)，通常稱為專用的移動通信網(wǎng)。 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 2.2 移動通信體制移動通信體制2.2.1 2.2.1 大區(qū)制移動通信網(wǎng)大區(qū)制移動通信網(wǎng) 大區(qū)制就是在一個服務(wù)區(qū)域(如一個城市)內(nèi)只有一個或幾個基站（Base Station，BS），并由它負(fù)責(zé)移動通信的聯(lián)絡(luò)和控制， 如圖2-1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200 W左右)， 其覆蓋半徑大約為3050

9、km。 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 圖圖2-1 大區(qū)制移動通信示意圖大區(qū)制移動通信示意圖 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 2.2.2 2.2.2 小區(qū)制（蜂窩）移動通信網(wǎng)小區(qū)制（蜂窩）移動通信網(wǎng)小區(qū)制就是把整個服務(wù)區(qū)域劃分為若干個無線小區(qū)（Cell）， 每個小區(qū)分別設(shè)置一個基站， 負(fù)責(zé)本區(qū)移動通信的聯(lián)絡(luò)和控制。 同時， 又可在移動業(yè)務(wù)交換中心（MSC）的統(tǒng)一控制下， 實(shí)現(xiàn)小區(qū)之間移動用戶通信的轉(zhuǎn)接，以及移動用戶與市話用戶的聯(lián)系。比如，可以把圖2-1中的服務(wù)區(qū)域一分為七， 如圖2-2所示。 每個小區(qū)（半徑為220 km， 目前小的有13 km，有的城市為500 m）各設(shè)一個小功率基站(BS1BS7)

10、，發(fā)射功率一般為520W， 以滿足各無線小區(qū)移動通信的需要。 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 小區(qū)制移動通信示意圖第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 基本的蜂窩小區(qū)類型有：（根據(jù)地基本的蜂窩小區(qū)類型有：（根據(jù)地形地貌和客觀話務(wù)量統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)）形地貌和客觀話務(wù)量統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)）超小區(qū)：小區(qū)半徑超小區(qū)：小區(qū)半徑r20km，適于人口稀少的農(nóng)村地區(qū)。基本可達(dá)大區(qū)制覆蓋半徑。容量有限宏小區(qū)：小區(qū)半徑宏小區(qū)：小區(qū)半徑r120km，適于高速公路和人口稠密的地區(qū)。 2.4Kbps384Kbps微小區(qū)：小區(qū)半徑微小區(qū)：小區(qū)半徑r0.11km，適于城市繁華區(qū)段。 2.4Kbps2Mbps，指無線手機(jī)通過無線基站接入通信網(wǎng)。微微小區(qū)：小

11、區(qū)半徑微微小區(qū)：小區(qū)半徑r0.1km，適于辦公室、家庭等移動應(yīng)用環(huán)境。32Kbps100Mbps如家庭里的無線局域網(wǎng)，用一張無線局域網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)筆記本和室內(nèi)網(wǎng)關(guān)的無線接入。第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 服務(wù)區(qū)的劃分方法服務(wù)區(qū)的劃分方法 帶（條）狀服務(wù)區(qū)帶（條）狀服務(wù)區(qū)：指用戶的分布呈條狀（或帶狀），如鐵路、公路、河流、沿海水域及人煙稀少的農(nóng)村等， 。 面狀服務(wù)區(qū)：面狀服務(wù)區(qū)：指服務(wù)區(qū)不呈條狀而是一個廣闊的平面，如城市。第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 帶（條）狀服務(wù)區(qū)帶（條）狀服務(wù)區(qū) 兩頻組工作方式：兩頻組工作方式：I/S= -20 dB三頻組工作方式：三頻組工作方式：I/S= -28dBn頻組工作方式：

12、頻組工作方式： eg:鐵路采用四頻組工作方式鐵路采用四頻組工作方式I/S= 40lgdBn 121第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 工程設(shè)計(jì)問題工程設(shè)計(jì)問題 如何確定小區(qū)：如何確定小區(qū)： 問題：問題：如何根據(jù)射頻（RF）防衛(wèi)度，來確定采用何種的頻率復(fù)用方式（幾頻組）？ 解答：解答：為了計(jì)算方便，假設(shè)各基站在一條直線上，重疊區(qū)重疊區(qū)為零。 重疊區(qū)重疊區(qū)必須設(shè)計(jì)適當(dāng)。1lg40lg40/QRRDIC第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 假設(shè)假設(shè)，D/R=8則C/I=30.7dB，遠(yuǎn)大于射頻防衛(wèi)度，所以可以滿足要求。D同頻小區(qū)距離 R小區(qū)半徑 重疊區(qū)設(shè)為0D/R864C/I(dB)30.72516所需頻率組所需頻率

13、組432同頻小區(qū)間的小區(qū)數(shù)同頻小區(qū)間的小區(qū)數(shù)321若以17 dB為標(biāo)準(zhǔn)，從上表看到，兩頻組是19 dB不能滿足設(shè)計(jì)要求，選用三頻組。 通常選擇最小的達(dá)到通常選擇最小的達(dá)到RF防衛(wèi)度的頻率復(fù)用方式。防衛(wèi)度的頻率復(fù)用方式。 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 隨著用戶數(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)（Picrocell）， 以不斷適應(yīng)用戶數(shù)增長的需要。 在實(shí)際中， 用小區(qū)分裂（Cell Splitting）、 小區(qū)扇形化（Sectoring）和覆蓋區(qū)域逼近（Coverage Zone Approaches）等技術(shù)來增大蜂窩系統(tǒng)容量。 小區(qū)分裂是將擁塞的小區(qū)分成更

14、小的小區(qū)，每個小區(qū)都有自己的基站并相應(yīng)的降低天線高度和減小發(fā)射機(jī)功率。 由于小區(qū)分裂提高了信道的復(fù)用次數(shù)， 因而使系統(tǒng)容量有了明顯提高。 假設(shè)系統(tǒng)中所有小區(qū)都按小區(qū)半徑的一半來分裂， 如圖2-3所示，理論上，系統(tǒng)容量增長接近4倍。 小區(qū)扇形化依靠基站的方向性天線來減少同頻干擾以提高系統(tǒng)容量， 通常一個小區(qū)劃分為3個120的扇區(qū)或是6個60的扇區(qū)。 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 圖圖2-2 小區(qū)制小區(qū)制(蜂窩蜂窩)移動通信網(wǎng)移動通信網(wǎng) 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 實(shí)際中覆蓋區(qū)域并不規(guī)則，實(shí)際中覆蓋區(qū)域并不規(guī)則， 因?yàn)橛袝r基站采用全向天線時應(yīng)是各向同性的，但是可能在某個位置上存在一個高大的建筑物，那

15、么建筑物后面是基站所不能覆蓋的地方，此時覆蓋范圍受限，使小區(qū)不規(guī)則，比想象小（網(wǎng)優(yōu)第三方服務(wù)）第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 簇（區(qū)群）：簇（區(qū)群）： 共同使用全部可用頻率的共同使用全部可用頻率的N個小區(qū)叫做一個小區(qū)叫做一簇，若系統(tǒng)中簇復(fù)制得越多，則系統(tǒng)容簇，若系統(tǒng)中簇復(fù)制得越多，則系統(tǒng)容量越大，頻率的利用率越高。量越大，頻率的利用率越高。 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 構(gòu)成簇的基本條件：構(gòu)成簇的基本條件：基本圖案（簇）能彼此相鄰接且基本圖案（簇）能彼此相鄰接且無空隙地覆蓋整個面積無空隙地覆蓋整個面積相鄰單元（簇）中，同頻道的小相鄰單元（簇）中，同頻道的小區(qū)間距離相等，且為最大。區(qū)間距離相等，且為最

16、大。第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 滿足上述兩個條件的簇的形狀和簇內(nèi)小區(qū)數(shù)N是有限的，可以推導(dǎo)N應(yīng)滿足下式，即構(gòu)成無線區(qū)群的小區(qū)個數(shù)： （a、b分別為相鄰?fù)l小區(qū)之間的分別為相鄰?fù)l小區(qū)之間的二維距離，均為正整數(shù)，不可同時二維距離，均為正整數(shù)，不可同時為為0） N=3, N=4, N=7, N=9, N=12,較較為常見。滿足防衛(wèi)度要求時，為常見。滿足防衛(wèi)度要求時，希望希望N越小越好。越小越好。22babaN第2章 移 動 通 信 網(wǎng) N3479 12 13 16 19 21 25 27 28a101021021032b122323434534第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 確定同頻小區(qū)間二維距離的方

17、法：確定同頻小區(qū)間二維距離的方法： 自某個小區(qū)自某個小區(qū)A出發(fā)，先沿邊的垂出發(fā)，先沿邊的垂直方向跨直方向跨a個小區(qū)，再按逆時針個小區(qū)，再按逆時針方向轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)60度，再跨度，再跨b個小區(qū)，就個小區(qū)，就可以找到同頻小區(qū)可以找到同頻小區(qū)A1。RND3NQ3第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 為了實(shí)現(xiàn)頻率復(fù)用： 小區(qū)頻率使用要隔開 將若干個相鄰小區(qū)組成一個區(qū)群，并將可供使用的頻率分成若干組。 用相同的頻率配置區(qū)群來覆蓋整個服務(wù)區(qū)。第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 采用小區(qū)制不僅提高了頻率的利用率，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

18、活確定，具有組網(wǎng)的靈活性。采用小區(qū)制最大的優(yōu)點(diǎn)是有效地解決了頻道數(shù)量有限和用戶數(shù)增大之間的矛盾。所以，公用移動電話網(wǎng)均采用這種體制。但是這種體制在移動臺通話過程中，從一個小區(qū)轉(zhuǎn)入另一個小區(qū)時，移動臺需要經(jīng)常地更換工作頻道。無線小區(qū)的范圍越小，通話中切換頻道的次數(shù)就越多，這樣對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。通常需根據(jù)用戶密度或業(yè)務(wù)量的大小來確定無線小區(qū)半徑，目前，宏小區(qū)半徑一般為15km左右。 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 提高系統(tǒng)容量的方法 小區(qū)分裂（小區(qū)分裂（cell splitting） 劃分扇區(qū)（劃分扇區(qū)（sectori

19、ng） 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) l全向小區(qū)分裂為全向小區(qū)的方法主要有：全向小區(qū)分裂為全向小區(qū)的方法主要有：1：3分裂法分裂法 、1：4分裂法分裂法l全向小區(qū)分裂為全向及定向小區(qū)的方法主要有：全向小區(qū)分裂為全向及定向小區(qū)的方法主要有：1：7分裂法分裂法 l全向小區(qū)分裂為定向小區(qū)的方法主要有：全向小區(qū)分裂為定向小區(qū)的方法主要有：134分裂法分裂法 、163分裂法分裂法l定向小區(qū)分裂為定向小區(qū)的方法主要有：六角定向小區(qū)分裂為定向小區(qū)的方法主要有：六角形中心分裂法及六角形頂點(diǎn)分裂法。形中心分裂法及六角形頂點(diǎn)分裂法。l以以1：4分裂法：在原頂點(diǎn)激勵的基礎(chǔ)上展開，分裂法：在原頂點(diǎn)激勵的基礎(chǔ)上展開，在兩

20、個原基站連線的中心點(diǎn)上加設(shè)新的基站。在兩個原基站連線的中心點(diǎn)上加設(shè)新的基站。第2章 移 動 通 信 網(wǎng) GSM系統(tǒng)常用頻率復(fù)用方式系統(tǒng)常用頻率復(fù)用方式 7區(qū)復(fù)用方式區(qū)復(fù)用方式 :一個簇里分為一個簇里分為7個小區(qū)個小區(qū) 4/12復(fù)用方式復(fù)用方式:一個簇里分為一個簇里分為4個小區(qū)，每個小個小區(qū)，每個小區(qū)分裂為區(qū)分裂為3個扇區(qū)或說每簇里分個扇區(qū)或說每簇里分12個扇區(qū)）個扇區(qū)） 4/12與與3/9 13復(fù)用方式復(fù)用方式 2 6復(fù)用方式復(fù)用方式 分層小區(qū)結(jié)構(gòu)（分層小區(qū)結(jié)構(gòu)（HCS） 智能分層覆蓋（智能分層覆蓋（IUO） 多重復(fù)用方式（多重復(fù)用方式（MRP） Microcell Picocell第2章 移

21、 動 通 信 網(wǎng) 激勵方式 中心激勵小區(qū)：基地站安置在小區(qū)的中心。 頂點(diǎn)激勵小區(qū)：常見的頂點(diǎn)激勵方式有兩種：三葉草形，120扇面第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 蜂窩系統(tǒng)的容量C 若一個系統(tǒng)有S個可用的雙向信道（如上例S=14），S個可用的雙向信道在N(N=7)個小區(qū)中分為各不相同的、各自獨(dú)立的信道組，而且每個信道組有相同的信道數(shù)目K(K=2)，那么可用無線信道的總數(shù)為：S=KN 共同使用全部可用頻率的N個小區(qū)叫一簇一簇(cluster)實(shí)際上相當(dāng)于我們說的區(qū)群，只是翻譯不同)。如果簇在小區(qū)中共同復(fù)制了M次，則容量C: C=MKN=MS N=4,7,12第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 圖圖2-3 按小區(qū)

22、半徑的一半進(jìn)行小區(qū)分裂示意圖按小區(qū)半徑的一半進(jìn)行小區(qū)分裂示意圖 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 區(qū)群的組成第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 同信道小區(qū)的確定第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 設(shè)小區(qū)的輻射半徑(即正六邊形外接圓的半徑)為r， 則從圖 5 - 13 可以算出同信道小區(qū)中心之間的距離為rNrjijiiijrD3)( 3)2/3()2/(32222(5 - 14) 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 用戶密度不等時的小區(qū)結(jié)構(gòu) 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 圖 5 14 兩種激勵的方式 （a）中心激勵 （b）頂點(diǎn)激勵第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 2.3 移動通信的信道結(jié)構(gòu)移動通信的信道結(jié)構(gòu) 2.3.1 話音信道話音

23、信道(VC) 1. 檢測音檢測音(SAT) 在模擬蜂窩系統(tǒng)(AMPS和TACS)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SAT的檢測，可以了解話音信道的傳輸質(zhì)量。當(dāng)話音信道單元發(fā)射機(jī)啟動后， 就會不斷在帶外(話音頻帶為3003400 Hz)發(fā)出檢測音(5970 Hz或6000 Hz或6030 Hz)。SAT由BS的話音信道單元發(fā)出，經(jīng)移動臺MS環(huán)回。 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 2. 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 在一定情況下，在話音信道上還可傳遞數(shù)據(jù)。 例如， 在越區(qū)切換時，通話將暫時中斷(模擬蜂窩系統(tǒng)中一般要求限定在800 ms之內(nèi))，可利用這段時間在話音信道中，以數(shù)據(jù)形式傳遞必

24、要的指令或交換數(shù)據(jù)。 3. 信號音信號音(ST) 信號音為線路信號。它是由移動臺發(fā)出的單向信號。例如，在BS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，則表示MS對切換認(rèn)可。 ST是帶內(nèi)信號， 一般在0300 Hz之間。 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 2.3.2 控制信道控制信道(CC) 1. 尋呼尋呼 當(dāng)移動用戶被呼時，就在控制信道的下行信道發(fā)起呼叫移動臺信號，所以將該信道稱為尋呼信道(PC)。 2. 接入接入 當(dāng)移動用戶主呼時，就在控制信道的上行信道發(fā)起主呼信號， 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

25、信號，還傳遞大量的其他數(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。 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 2.4 移動通信網(wǎng)的頻率配置移動通信網(wǎng)的頻率配置 表表2-1 我國無線電委員會分配給蜂窩移動通信系統(tǒng)的頻率我國無線電委員會分配給蜂窩移動通信系統(tǒng)的頻率 系統(tǒng)或使用部門系統(tǒng)或使用部門 上行頻率上行頻率/MHz 下行頻率下行頻率/MHz 中國聯(lián)通CDMA 825835 870880 中國移動GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)885890 930935 中國移動GSM900 890909 935954 中國聯(lián)通GSM900909915 954960 中國移動DCS1800 17101720 180518

26、15 中國聯(lián)通DCS1800 17451755 18401850 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 2.5 移動通信環(huán)境下的干擾移動通信環(huán)境下的干擾 2.5.1 同頻道干擾同頻道干擾:指所有落到接收機(jī)通帶內(nèi)的、與有用信指所有落到接收機(jī)通帶內(nèi)的、與有用信號頻率相同或相近的無用信號所產(chǎn)生的干擾。號頻率相同或相近的無用信號所產(chǎn)生的干擾。 1. 同頻道干擾保護(hù)比指標(biāo)同頻道干擾保護(hù)比指標(biāo) 接收機(jī)輸出端有用信號達(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與同頻無用射頻信號之比的最小值， 稱為同頻道干擾保護(hù)比。 對于模擬蜂窩移動通信網(wǎng)， 其同頻道干擾保護(hù)比指標(biāo)規(guī)定如下： 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) （1）

27、 靜態(tài)同頻道干擾保護(hù)比。 對于三級話音質(zhì)量其下限信噪比為14 dB。 對應(yīng)的有用信號與干擾信號之比為8 dB。 所以，為了維持三級話音質(zhì)量下限， 靜態(tài)同頻道干擾保護(hù)比要求大于等于8 dB。 對于四級話音質(zhì)量其下限信噪比約為25 dB。為了維持四級話音質(zhì)量下限，靜態(tài)同頻道干擾保護(hù)比要求大于等于12 dB。 （2） 同頻道干擾概率。 同頻道干擾概率規(guī)定為10%。 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) （3）考慮衰落影響、 干擾概率和靜態(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，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2-2列出干擾概率為10

28、%時的P+ZP值。 表表2-2 干擾概率為干擾概率為10%時的時的P+ZP話音等級 P/dB ZP/dB P+ZP/dB L=6 dBL= 12dBL=6 dBL=12 dB三級話音質(zhì)量 814.522.822.530.8四級話音質(zhì)量 1214.522.826.534.8第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 2.2.同頻道復(fù)用保護(hù)距離系數(shù)同頻道復(fù)用保護(hù)距離系數(shù)D D/ /r r在蜂窩網(wǎng)中，使兩個同頻小區(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)中，同頻道復(fù)用保護(hù)距離系數(shù)由圖2-4定義。為了滿足表22的同頻道干擾保護(hù)比指標(biāo)，所需要的系數(shù)可由式（2-1）計(jì)算，其結(jié)果列于表23。

29、 rrDZPPlg40式中，D/r為同頻道復(fù)用保護(hù)距離系數(shù)。 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 圖2-4 同頻道復(fù)用保護(hù)距離系數(shù) 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 表表2-3 同頻道復(fù)用保護(hù)距離系數(shù)同頻道復(fù)用保護(hù)距離系數(shù)D/r P+ZP/dB 22.530.826.534.8D/r4.77.35.68.9第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 原因：采用頻率復(fù)用原因：采用頻率復(fù)用方法：同頻小區(qū)在物理上隔開一個最小的方法：同頻小區(qū)在物理上隔開一個最小的距離，為傳播提供充分的隔離。距離，為傳播提供充分的隔離。Q越小，容量越大；越小，容量越大；Q越大，容量越小，越大，容量越小，同頻干擾小同頻干擾小矛盾矛盾在諸多干擾因素中，

30、在諸多干擾因素中，同頻干擾主要決定了同頻干擾主要決定了蜂窩系統(tǒng)的通話質(zhì)量（很大程度上也決定蜂窩系統(tǒng)的通話質(zhì)量（很大程度上也決定了系統(tǒng)的容量）了系統(tǒng)的容量）：產(chǎn)生同頻干擾的無用信：產(chǎn)生同頻干擾的無用信號與有用信號具有相同的信號特征（號與有用信號具有相同的信號特征（同頻，同頻，且是加性的且是加性的），所以在接收端無法濾除和），所以在接收端無法濾除和抑制同頻干擾。抑制同頻干擾。 NRDQ3/第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 1、在蜂窩移動通信中，由于采用了頻率復(fù)用提高頻譜利用率，所以同頻干擾不可避免 。2.射頻（RF）防衛(wèi)度：達(dá)到主觀上規(guī)定的接收質(zhì)量時，所需的射頻信道對干擾信號的比值。 接收端的信號/同頻

31、干擾比（載干比）必須大于射頻防衛(wèi)度。一般規(guī)定為話音4級時為17dB、3級時為12dB（主要針對第一代模擬移動通信系統(tǒng)）。3.假設(shè)A、B基站具有相同的設(shè)備參數(shù)，發(fā)射功率都為PT(dBW)。移動臺處于基站A的邊界處，此時載干比最小。第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 4、移動臺接收機(jī)輸入信號功率為：C=PTLS(dBW)對數(shù)減，LS為基站A到移動臺的路徑損耗。 移動臺接收機(jī)受到基站B的同頻干擾功率為：I=PTLI(dBW)LI為基站B到移動臺的路徑損耗。5、計(jì)算路徑損耗 其中DS為基站A到移動臺的距離，DI為基站B到移動臺的距離，為信號波長，a為衰落指數(shù)，在自由空間為2，一般取4.6、用dB表示的信號/干

32、擾之比為： a/4SSDL a/4IIDL SISIDDLLIC/lg40/1lg40lg40/QRRDIC第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 兩種同頻干擾：MS接收到的同頻干擾（FDD）BS接收到的同頻干擾 如果中心小區(qū)MS的C/I與BS的C/I相同，稱為平衡系統(tǒng)。第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 全向小區(qū)系統(tǒng)C/I比計(jì)算平衡系統(tǒng)C/I比計(jì)算最壞情況下C/I比計(jì)算第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 假設(shè)各BS距被干擾MS的距離相同為D，同時只考慮干擾最強(qiáng)的第一層六個小區(qū)的干擾，衰落因子a=4，則公式簡化為：4443616161NQRDIC平衡系統(tǒng)平衡系統(tǒng)C/ImkkICIC1m干擾源總數(shù)干擾源總數(shù) Ik相互獨(dú)立的

33、第k個干擾源對移動臺的干擾功率假設(shè)各BS發(fā)射功率相同，各BS距被干擾MS的距離為Dk：mkakmkakaRDDRIC111a衰落指數(shù)衰落指數(shù)，自由空間，自由空間通常取通常取2，在實(shí)際應(yīng)用取，在實(shí)際應(yīng)用取3、4（?。ㄈ?較多）較多）第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 假設(shè)被干擾的MS處于中心小區(qū)的邊緣，則同樣可求出最壞情況下的C/I最壞結(jié)果計(jì)算：將最短干擾距離定為平均數(shù)：RDDkaQmIC11a衰落指數(shù)，自由空間通常取2，在實(shí)際應(yīng)用取3、4（取4較多）m干擾源總數(shù) 最壞情況下最壞情況下C/I比計(jì)算比計(jì)算第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 同頻干擾概率：同頻干擾概率：指接收有用信號與同頻干擾之比小于射頻防衛(wèi)度的概

34、率。一般應(yīng)小于或等于10%，包括時間概率和位置概率。（不做過多要求）第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 2.5.2 鄰頻道干擾鄰頻道干擾指來自相鄰的或相近的頻率信號的干擾。指來自相鄰的或相近的頻率信號的干擾。 工作在k頻道的接收機(jī)受到工作于k1頻道的信號的干擾，即鄰道（k1頻道）信號功率落入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，以增加同頻道防護(hù)比。 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 鄰道干擾有兩個方面： 由于工

35、作頻帶緊隨的若干頻道的寄生邊帶功率、寬帶噪聲和雜散輻射等產(chǎn)生的干擾。 在移動通信網(wǎng)內(nèi)，一組空間分散的鄰近工作頻道引入的干擾 。第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 發(fā)信邊帶擴(kuò)展：發(fā)信邊帶擴(kuò)展：發(fā)信頻譜超出了限定的寬度，成為落到鄰頻道的帶外輻射干擾。解決方法：在發(fā)信端采用濾波器，合理的頻率規(guī)劃。發(fā)射機(jī)邊帶噪聲：發(fā)射機(jī)邊帶噪聲：存在于發(fā)信載頻兩側(cè)，而且噪聲頻譜很寬，可能在數(shù)兆赫茲內(nèi)對接收機(jī)產(chǎn)生干擾，成為鄰道干擾的又一來源。 發(fā)信機(jī)的雜散輻射：發(fā)信機(jī)的雜散輻射：在有用帶寬以外的某些頻率點(diǎn)上的寄生輻射，包括發(fā)信機(jī)內(nèi)頻率源的寄生輻射、諧波輻射和互調(diào)產(chǎn)物輻射。 來自蜂窩網(wǎng)的鄰近信道干擾：來自蜂窩網(wǎng)的鄰近信道干擾：指

36、網(wǎng)內(nèi)頻距最小、具有討論價值的頻道間干擾。第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 2.5.3 互調(diào)干擾互調(diào)干擾當(dāng)有多個不同頻率的信號加到非線性器件上當(dāng)有多個不同頻率的信號加到非線性器件上時，非線性變換將產(chǎn)生許多組合頻率信號，其中的一部分可能落到時，非線性變換將產(chǎn)生許多組合頻率信號，其中的一部分可能落到接收機(jī)通帶內(nèi)，成為對有用信號的干擾，稱為互調(diào)干擾。接收機(jī)通帶內(nèi)，成為對有用信號的干擾，稱為互調(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）幾個干擾信號（A、B、C）與受干擾信號的頻率（S）之間滿足2A-B =S或A+B-C =S 的條件； （2） 干擾信

37、號的幅度足夠大； （3） 干擾（信號）站和受干擾的接收機(jī)都同時工作。 互調(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。 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 產(chǎn)生互調(diào)干擾的兩種原因： 發(fā)射機(jī)功率放大器的工作非線性； 接收機(jī)高頻放大器或混頻器的非線性。 主要考慮三階互調(diào)干擾，因主要考慮三階互調(diào)干擾，因?yàn)槿A互調(diào)干擾最容易產(chǎn)生為三階互調(diào)干擾最容易產(chǎn)生干擾，且干擾最強(qiáng)。干擾，且干擾最強(qiáng)。第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 1. 發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾 一部發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號進(jìn)入了另一部發(fā)射機(jī)，并在其末級功放的非線性作用下與輸出信號相互調(diào)制，產(chǎn)生不需要的組合干擾頻率，對接收信號頻率與這些組合頻率相同的接收機(jī)造成的干

38、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)換衰耗。 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 2. 接收機(jī)互調(diào)干擾接收機(jī)互調(diào)干擾 當(dāng)多個強(qiáng)干擾信號進(jìn)入接收機(jī)前端電路時，在器件的非線性作用下，干擾信號互相混頻后產(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。 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 3. 在設(shè)臺組網(wǎng)中對抗互調(diào)干擾的

39、措施在設(shè)臺組網(wǎng)中對抗互調(diào)干擾的措施 （1）蜂窩移動通信網(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)來抑制互調(diào)干擾。 （2） 專用的小容量移動通信網(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2-4列出無三階互調(diào)的頻道序號。由表2-4可見，當(dāng)需要的頻道數(shù)較多時， 頻道利用率很低， 故不適用于蜂窩網(wǎng)。 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 表表2-4 無三階互調(diào)干擾的信道組無三階互調(diào)干擾的信道組 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 2.5.4 阻塞干擾阻塞干擾 當(dāng)外界存在一個離接收機(jī)工作頻率較遠(yuǎn), 但能進(jìn)入接收機(jī)并作用于

40、其前端電路的強(qiáng)干擾信號時，由于接收機(jī)前端電路的非線性而造成對有用信號增益降低或噪聲增高，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的幅度有關(guān)，幅度越大，干擾越嚴(yán)重。當(dāng)干擾電壓幅度非常強(qiáng)時，可導(dǎo)致接收機(jī)收不到有用信號而使通信中斷。 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 2.5.5 近端對遠(yuǎn)端的干擾近端對遠(yuǎn)端的干擾 當(dāng)基站同時接收從兩個距離不同的移動臺發(fā)來的信號時， 距基站近的移動臺B（距離d2）到達(dá)基站的功率明顯要大于距離基站遠(yuǎn)的移動臺A（距離，1）的到達(dá)功率，若二者頻率相近，則距基站近的移動臺B就會造成對接收距離距基站遠(yuǎn)的移動臺A的有用信號的干擾或仰制，甚至將移動臺A的有用信號淹沒。 這種

41、現(xiàn)象稱為近端對遠(yuǎn)端干擾。 克服近端對遠(yuǎn)端干擾的措施主要有兩個：一是使兩個移動臺所用頻道拉開必要間隔； 二是移動臺端加自動（發(fā)射）功率控制（APC），使所有工作的移動臺到達(dá)基站功率基本一致。由于頻率資源緊張，幾乎所有的移動通信系統(tǒng)對基站和移動終端都采用APC工作方式。 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) CDMA的多址干擾的多址干擾 在在CDMA蜂窩移動通信系統(tǒng)中，所蜂窩移動通信系統(tǒng)中，所有用戶在同一頻率，同一時間上使有用戶在同一頻率，同一時間上使用不同的正交碼進(jìn)行區(qū)分，用不同的正交碼進(jìn)行區(qū)分，由于碼由于碼字的非完全正交性，字的非完全正交性，產(chǎn)生碼間干擾，產(chǎn)生碼間干擾，是是CDMA系統(tǒng)中的主要干擾，決定

42、系統(tǒng)中的主要干擾，決定了了CDMA系統(tǒng)的容量。系統(tǒng)的容量。第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 2.6 蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)的頻率規(guī)劃蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)的頻率規(guī)劃 根據(jù)同頻干擾（載干比）的計(jì)算，可以得到需要的頻率復(fù)用因子（即頻道分組，也就是區(qū)群或者說是簇的形狀，且一個簇中應(yīng)包含幾個小區(qū)），但如何分配一個小區(qū)內(nèi)的頻道？ 小區(qū)波道配制方法是解決如何把頻段內(nèi)的頻道（波道）分配給各個小區(qū)，是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的一個重要部分。第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 波道分配法分類 固定波道分配固定波道分配：在小區(qū)規(guī)劃完成后，各小區(qū)的使用頻道數(shù)、使用頻道固定，不再改變的波道分配方法。等頻距分配法分區(qū)分組分配法 動態(tài)波道分配動態(tài)波道分配第2章

43、移 動 通 信 網(wǎng) 2.6.1 等頻距分配法等頻距分配法:按照波道間的頻距相等的原則進(jìn)行波按照波道間的頻距相等的原則進(jìn)行波道分組，是大容量蜂窩網(wǎng)廣泛使用的頻率分配算法。道分組，是大容量蜂窩網(wǎng)廣泛使用的頻率分配算法。（GSMCDMA） 在蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)中，同信道干擾問題已在分群時考慮， 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個信道，將其分為N個信道組，則每個信道組中有M/N個信道，而N個信道組的信道序列可以確定如下： K+jN K=1，2，3， ， N； J=0， 1， 2， ， (M/N)-1式中

44、， K為信道組的序列號，最大為K=N，j為信道序號的取值。 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 我國GSM網(wǎng)和TACS網(wǎng)均采用了這種方法。如果基站采用了無方向性激勵時，通常以12個無線小區(qū)（基地區(qū)）作為一個簇（cluster）， 其信道組配置如圖2-5所示。按K+jN的規(guī)律，可以確定各信道組的信道序列如下：第一信道組， K=1， j=012， 故有（1，13，25， ）第二信道組， K=2， j=012， 故有（2，14，26， ） 第三信道組， K=3， j=012，故有（3，15，27， ） 第四信道組， K=4， j=012， 故有（4， 16， 28， ） 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 第五信道

45、組， K=5， j=012， 故有 (5，17， 29， )第六信道組， K=6， j=012， 故有（6，18，30， ）第七信道組， K=7， j=012， 故有（7，19，31， ）第八信道組， K=8， j=012， 故有(8，20，32， )第九信道組， K=9， j=012， 故有(9，21，33， )第十信道組， K=10， j=012， 故有(10，22，34， )第十一信道組，K=11， j=012， 故有(11，23，35， )第十二信道組， K=12， j=012， 故有(12，24，36， )這樣同一信道內(nèi)的最小間隔為12， 保證了對鄰道干擾的抑制。 第2章 移 動 通

46、 信 網(wǎng) 圖2-5 12個無線小區(qū)為一個簇的信道組配置 811912710352411271081194163581191271035241重復(fù)使用頻道組序號第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 圖2-6 4個基站24個扇形無線小區(qū)為一個簇的信道組配置 113211759424208121621422186101132117593152319711頻道組序號重復(fù)使用第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 由圖可見，它采用4個基站、6個頂點(diǎn)為60的扇形定向天線，則每個基站應(yīng)有6組信道，每個簇有24個信道組，共96個頻點(diǎn)，其信道分配為：BS1選用的六個信道組為（1，25，49，73）；（5，29，53，77）；(21，

47、45，69，93)；BS2選用的六個信道組為（2，26，50，74）；（6，30，54，78）；(22，46，70，94)；BS3選用的六個信道組為（3，27，51，75）；（7，31，55，79）；(23，47，71，95)；BS4選用的六個信道組為（4，28，52，76）；（8，32，56，80）；(24，48，72，96)。 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 圖2-7 7個基站、21個扇形無線小區(qū)為一個簇的信道組配置 31017411187142161320291631017714215121929161815411186132071421512193101761320291641118512

48、19重復(fù)使用頻道組序號第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 等頻距分配法的特點(diǎn)：可以100%利用頻率資源，能有效避免波道組中的鄰道干擾；同頻干擾的防護(hù)由蜂窩系統(tǒng)族的構(gòu)成和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)作為保證；由于波道組中有足夠大的波道間隔，接收機(jī)中頻濾波器有較強(qiáng)的帶外抑制能力，可以把互調(diào)干擾減小到很小的程度。在頻道搭配中，切實(shí)做到在相鄰無線區(qū)不使用有鄰頻道的頻道組，能有效降低鄰頻道干擾。第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 分區(qū)分組分配法分區(qū)分組分配法：第一代模擬系統(tǒng)中采用的方法，是由于當(dāng)時移動終端和基站的器件限制，對三階互調(diào)干擾要求非常高。 目標(biāo)目標(biāo)：1、避免三階互調(diào)干擾，在每個無線區(qū)應(yīng)采用無三階互調(diào)的波道組。 2、所需的頻道應(yīng)占

49、用最小的頻段。 方法：試探法方法：試探法（搜索能滿足上述目標(biāo)的最優(yōu)化方法） 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：波道的選用率100%。波道數(shù)很多時，不實(shí)用。第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 表表2-4 無三階互調(diào)干擾的信道組無三階互調(diào)干擾的信道組 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 例每個頻道組里的頻道信號沒有規(guī)則。第1頻道組1，2，5，11（頻道序號）第2頻道組6，7，10，16第3頻道組3，4，13，15第4頻道組8，12，18，25第5頻道組9，17，20，21第6頻道組14，19，22，23未用（系統(tǒng)浪費(fèi)）24（與其他任意一組都會產(chǎn)生三階互調(diào)干擾）第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 2.6.2 信道分配策略信道分配策略 信道分配策

50、略可分為兩類：固定的信道分配策略和動態(tài)的信道分配策略。在固定的信道分配策略中，每個小區(qū)分配給一組預(yù)先確定好的話音信道。前面介紹的等頻距分配法采用將某一組信道固定分配給某一基站，即基站的頻點(diǎn)是固定不變的，就屬固定信道分配法。它具有控制方便，投資少的特點(diǎn)。但信道的利用率較低。在各個覆蓋區(qū)話務(wù)量不均勻的情況下，當(dāng)一個基站的信道全忙時，鄰近的信道即使空閑也不能使用。 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 為了進(jìn)一步提高頻譜的利用率，使信道的配置方法能夠隨移動通信網(wǎng)的地理分布及業(yè)務(wù)量大小的變化而變化，目前在移動通信系統(tǒng)中采用了一種動態(tài)信道分配方法。它不是將信道固定地分配給某個基站，而是實(shí)現(xiàn)信道動態(tài)分配，其頻譜的利

51、用率大約可提高20%。動態(tài)信道分配需要智能控制，以便于及時收集和處理大量的數(shù)據(jù)，并實(shí)時給出結(jié)果并進(jìn)行控制。動態(tài)信道分配可以做到按業(yè)務(wù)量的大小，合理地在不同基站之間按需分配信道，避免了小區(qū)忙閑不均的情況。其比較突出的缺點(diǎn)是會在此時造成的干擾（同頻干擾和鄰道干擾）比較嚴(yán)重，必須要有一個既可充分利用無線頻譜以增加用戶容量而又能減少干擾的綜合考慮方案。為此，人們提出許多不同的信道分配策略。 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 動態(tài)波道分配方法動態(tài)波道分配方法 定義：每個無線區(qū)使用的波道數(shù)是不固定的，當(dāng)某個時刻業(yè)務(wù)量大時，使用的波道數(shù)就多，否則就少，以增大系統(tǒng)容量和改善質(zhì)量。 優(yōu)點(diǎn)：比固定波道分配的頻率利用率高

52、20%50% 在簡單的移動通信網(wǎng)中：無繩電話、集群調(diào)度在簡單的移動通信網(wǎng)中：無繩電話、集群調(diào)度系統(tǒng)中使用，在蜂窩移動通信系統(tǒng)中很少使用系統(tǒng)中使用，在蜂窩移動通信系統(tǒng)中很少使用 混合波道分配方法混合波道分配方法第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 波道：波道：也稱信道，指在移動通信中為信令或話音傳輸提供的無線通路。在FDMA多址方式下為頻道，在TDMA多址方式下為時隙，在CDMA多址方式下為碼道。2.7 多信道共用技術(shù)多信道共用技術(shù) 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 移動通信頻率的有效利用：移動通信頻率的有效利用：無線波道的有效利用：無線波道的有效利用：包括波道的地區(qū)復(fù)用（利用空間間隔來實(shí)現(xiàn)有效利用，即頻率復(fù)用

53、）；多波道共用多波道共用（利用時間間隔來實(shí)現(xiàn)有效利用，現(xiàn)用現(xiàn)分而無須給每個用戶分配固定波道）頻譜的有效利用：頻譜的有效利用：壓縮波道間隔（語音壓縮），數(shù)字調(diào)制等技術(shù)。第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 多波道共用技術(shù)基本概念多波道共用技術(shù)基本概念獨(dú)立波道方式：獨(dú)立波道方式：用戶在指定波道上工作，波道利用率非常不充分。（在公用無線網(wǎng)中未被采用，類似于有線公用電話網(wǎng)），當(dāng)一個小區(qū)內(nèi)波道被指定后其他用戶若需要通話，系統(tǒng)不答應(yīng)。多波道共用：多波道共用：任何一個小區(qū)內(nèi)的移動用戶可選取小區(qū)內(nèi)空閑波道，所有波道對用戶共用。多波道共用多波道共用提高了小區(qū)內(nèi)信道利用率。提高了小區(qū)內(nèi)信道利用率。第2章 移 動 通 信 網(wǎng)

54、 系統(tǒng)波道數(shù)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)波道數(shù)的設(shè)計(jì) 多波道共用技術(shù)與移動網(wǎng)的呼損率（呼叫100次，1次未成功，呼損率1%）、呼叫中斷概率、系統(tǒng)容量有密切的關(guān)系 在移動通信怎樣設(shè)計(jì)波道的數(shù)量，滿足通信的在移動通信怎樣設(shè)計(jì)波道的數(shù)量，滿足通信的服務(wù)質(zhì)量，滿足用戶的需求，是設(shè)計(jì)中的一個重要服務(wù)質(zhì)量，滿足用戶的需求，是設(shè)計(jì)中的一個重要問題。問題。 服務(wù)等級GOS，用呼損率B表示。 0 AAAB第2章 移 動 通 信 網(wǎng) ：單位時間內(nèi)平均呼叫次數(shù)（一般1小時）； 0 AAABH：每次通話平均占用信道時間 0：單位時間內(nèi)呼叫成功的次數(shù)A：流入話務(wù)量，表示話務(wù)量強(qiáng)度，話務(wù)占用的時間，單位：Erlang（Erl） 1Erl（

55、1個呼叫/小時，占用1小時）HA A：完成話務(wù)量HA0 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 2.7.1 話務(wù)量與呼損話務(wù)量與呼損 1. 呼叫話務(wù)量呼叫話務(wù)量 話務(wù)量是度量通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)量或繁忙程度的指標(biāo)。所謂呼叫話務(wù)量A，是指單位時間內(nèi)（1小時）進(jìn)行的平均電話交換量。 它可用下面公式來表示： 0CtA電信業(yè)務(wù)流量：定量地表示通信系統(tǒng)中各種設(shè)備和通道承受的負(fù)荷，用戶對通信系統(tǒng)通信業(yè)務(wù)需求的程度。語音：電話負(fù)載話務(wù)量非話：信息流量或業(yè)務(wù)流量第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 式中： C每小時平均呼叫次數(shù)（包括呼叫成功和呼叫失敗每小時平均呼叫次數(shù)（包括呼叫成功和呼叫失敗的次數(shù)）也叫呼叫強(qiáng)度；的次數(shù)）也叫呼叫強(qiáng)度； t

56、0每次呼叫平均占用信道的時間（包括接續(xù)時間和通每次呼叫平均占用信道的時間（包括接續(xù)時間和通話時間）。話時間）。 如果t0以小時為單位，則話務(wù)量A的單位是厄蘭(Erlang，占線小時，簡稱Erl)。如果在一個小時內(nèi)不斷地占用一個信道，則其呼叫話務(wù)量為1 Erl。 它是一個信道具有的最大話務(wù)量它是一個信道具有的最大話務(wù)量。 例如，例如，設(shè)在100個信道上，平均每小時有2100次呼叫，平均每次呼叫時間為2分鐘，則這些信道上的呼叫話務(wù)量： 1706022100ErA第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 2. 呼損率呼損率服務(wù)等級服務(wù)等級電路交換系統(tǒng)：損失系統(tǒng)電路交換系統(tǒng)：損失系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)：等待系統(tǒng) 當(dāng)多個用

57、戶共用時，通?？偸怯脩魯?shù)大于信道數(shù)。因此，會出現(xiàn)許多用戶同時要求通話而信道數(shù)不能滿足要求的情況。這時只能先讓一部分用戶通話， 而讓另一部分用戶等待，直到有空閑信道時再通話。這后一部分用戶雖然發(fā)出呼叫， 但因無信道而不能通話稱做呼叫失敗。在一個通信系統(tǒng)中，造成呼叫失敗的概率在一個通信系統(tǒng)中，造成呼叫失敗的概率稱為呼叫失敗概率，簡稱為呼損率（稱為呼叫失敗概率，簡稱為呼損率（B）。 設(shè)A為呼叫成功而接通電話的話務(wù)量，簡稱為完成話務(wù)量簡稱為完成話務(wù)量； C為總呼叫的次數(shù)；C0為一小時內(nèi)呼叫成功而通話的次數(shù); t 為每次通話的平均占用信道時間， 則 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 完成話務(wù)量A為 00tCA

58、呼損率B為 CCCAAAB0式中，（A-A）為損失話務(wù)量。 所以呼損率的物理意義是損失話務(wù)量與呼叫話務(wù)量之比的百分?jǐn)?shù)。 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 顯然，呼損率顯然，呼損率B愈小，成功呼叫的概率越大，用戶就越滿愈小，成功呼叫的概率越大，用戶就越滿意。意。因此，呼損率也稱為系統(tǒng)的服務(wù)等級GOS（the Grade Of Service）。例如，某系統(tǒng)的呼損率為10%，即說明該系統(tǒng)內(nèi)的用戶每呼叫100次，其中有10次因信道被占用而打不通電話， 其余90次則能找到空閑信道而實(shí)現(xiàn)通話。但是，對于一個通信網(wǎng)來說，要想使呼損減少，只有讓呼叫流入的話務(wù)量減少，即容納的用戶數(shù)少一些，這是不希望的?？梢姾魮p率和

59、話務(wù)量是可見呼損率和話務(wù)量是一對矛盾，即服務(wù)等級和信道利用率是矛盾的。一對矛盾，即服務(wù)等級和信道利用率是矛盾的。 第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 在多波道共用中，存在兩種中繼方式：兩種中繼方式： 不對呼叫請求進(jìn)行排隊(duì)不對呼叫請求進(jìn)行排隊(duì) 阻塞呼叫清除，如果有空閑信道則立即進(jìn)入；如果已沒有空閑信道，則呼叫阻塞，拒絕進(jìn)入。 對呼叫請求進(jìn)行排隊(duì)對呼叫請求進(jìn)行排隊(duì)第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 如果呼叫有以下性質(zhì)：如果呼叫有以下性質(zhì)： 每次呼叫相互獨(dú)立，每次呼叫相互獨(dú)立， 互不相關(guān)，用戶數(shù)量為無限大互不相關(guān)，用戶數(shù)量為無限大 （呼叫具有隨機(jī)性）；（呼叫具有隨機(jī)性）； 每次呼叫在時間上都有相同的概率；呼叫服從泊

60、松每次呼叫在時間上都有相同的概率；呼叫服從泊松分布，并假定移動電話通信服務(wù)系統(tǒng)的信道數(shù)為分布，并假定移動電話通信服務(wù)系統(tǒng)的信道數(shù)為n；呼叫請求的到達(dá)無記憶性呼叫請求的到達(dá)無記憶性可用的信道數(shù)目有限可用的信道數(shù)目有限1. 用戶占用信道的概率服從指數(shù)分布用戶占用信道的概率服從指數(shù)分布第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 根據(jù)排隊(duì)論可得到在第一種中繼根據(jù)排隊(duì)論可得到在第一種中繼方式下服務(wù)等級呼損率方式下服務(wù)等級呼損率B的公式為的公式為:niinnniAnAnAAAAnAB032/!/) !/() ! 3/() ! 2/() ! 1/(1!/！第2章 移 動 通 信 網(wǎng) 表表2-5 Erl損失概率表損失概率表