C語(yǔ)言編程gsm小區(qū)容量設(shè)計(jì).doc

gsm系統(tǒng)基站容量方案設(shè)計(jì)目錄（一）gsm發(fā)展歷史回顧（二）gsm簡(jiǎn)介 （1）gsm網(wǎng)絡(luò)組成（2）蜂窩通信網(wǎng)（3）移動(dòng)終端（三）gsm區(qū)域劃分（1）小區(qū)（cell）（2）msc服務(wù)區(qū)域 （3）頻譜資源（4）cell的大?。?）頻率復(fù)用（6）小區(qū)分裂（7）規(guī)劃扇區(qū)（四）基站子系統(tǒng)（bss）（五）華北科技學(xué)院中區(qū)移動(dòng)基站設(shè)計(jì)（六）程序編程（七）程序運(yùn)行結(jié)果圖（八）引用參考（九）課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)（一）gsm發(fā)展歷史回顧1982-1985cept 開始制定900mhz頻段的歐洲數(shù)字通信標(biāo)準(zhǔn)。它就是以后人盡皆知的gsm規(guī)范。1986在巴黎實(shí)驗(yàn)，以便在時(shí)分多址和頻分多址中選擇合適的無線傳輸方式。1987l gsm最后采用集成tdma和fdma的傳輸技術(shù)l 12個(gè)國(guó)家的運(yùn)營(yíng)商簽署備忘錄,1988l cept擬制定gsm第一階段的標(biāo)準(zhǔn)l 另有五個(gè)國(guó)家簽署了備忘錄1989l etsi接管了cept的工作,負(fù)責(zé)gsm第一階段標(biāo)準(zhǔn)的制定 1990l 第一階段gsm標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié),開始dcs 1800標(biāo)準(zhǔn)的修改工作1991l gsm 1800標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)l 允許cept之外的國(guó)家簽署加入備忘錄1992l 第一階段的標(biāo)準(zhǔn)制定全部完成l 在telecom finland 和vodafone簽署了第一份漫游協(xié)議l 推出第一階段的商業(yè)運(yùn)作網(wǎng)絡(luò)1993l 澳大利亞成為第一個(gè)簽署備忘錄的非歐洲國(guó)家l 有70個(gè)國(guó)家和地區(qū)簽署了備忘錄,在挪威、愛爾蘭、香港等推出了gsm 網(wǎng)絡(luò)l gsm用戶達(dá)到100萬(wàn)l 在英國(guó)推出了商業(yè)dcs1800系統(tǒng)1994l 備忘錄的簽署者已超過100個(gè)l gsm用戶超過300萬(wàn)l gsm網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)展1995l 美國(guó)推出了工作于1900mhz頻段的個(gè)人通信系統(tǒng)l 備忘錄的簽署者達(dá)到188個(gè)l gsm用戶以每天1萬(wàn)的速度增加1996l 第一個(gè)gsm1900系統(tǒng)正式使用,它依據(jù)pcs 1900標(biāo)準(zhǔn)1998l 1998年初備忘錄的簽署者達(dá)到253個(gè),gsm用戶數(shù)量超過7億.表1-1 gsm歷史發(fā)展階段（二）gsm簡(jiǎn)介圖1-1gsm網(wǎng)絡(luò)覆蓋圖（以暗色區(qū)域標(biāo)識(shí)由于gsm采用了公用的通信標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)字用戶可以在世界范圍所有提供gsm服務(wù)的區(qū)域使用。另外，gsm還可以提供例如高速數(shù)據(jù)通信，傳真服務(wù)，短消息服務(wù)等個(gè)人服務(wù)。同時(shí)，由于gsm的開放性特征，為以后開發(fā)新的業(yè)務(wù)功能提供了良好的平臺(tái)環(huán)境。（1）gsm網(wǎng)絡(luò)組成gsm網(wǎng)絡(luò)由網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)（mobile services switching centres 簡(jiǎn)稱msc）、基站子系統(tǒng)（base station systems 簡(jiǎn)稱bss）和移動(dòng)臺(tái)（mobile station簡(jiǎn)稱ms）三大系統(tǒng)組成，各系統(tǒng)還可細(xì)分各子系統(tǒng)，如bss包括基站控制器bsc、收發(fā)信臺(tái)bts和碼速變換器等，這些子系統(tǒng)將在下一章詳細(xì)陳述。在蜂窩網(wǎng)里ms的服務(wù)小區(qū)叫“cells”，這些“cells”由bss提供，每個(gè)bss可帶一個(gè)或多個(gè)cells。這些cells的輪廓通常象個(gè)蜂窩一樣，但由于覆蓋地形的多樣性和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃需要，它實(shí)際的形狀并不是那么規(guī)則。 實(shí)際覆蓋形狀理論上的蜂窩形狀圖1-2 gsm網(wǎng)絡(luò)組成圖auc 鑒權(quán)中心bsc 基站控制器bts 無線基站eir 設(shè)備識(shí)別寄存器hlr 歸屬位置寄存器ms 移動(dòng)臺(tái)msc 移動(dòng)交換中心nmc 網(wǎng)絡(luò)管理中心omc 操作維護(hù)中心vlr 拜訪位置寄存器（2）蜂窩通信網(wǎng)蜂窩電話系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)用戶與公眾電話網(wǎng)或另一個(gè)蜂窩網(wǎng)移動(dòng)用戶之間的連接通信。用戶與網(wǎng)絡(luò)的信息通信是在利用無線信道上的，這樣就減除了傳統(tǒng)電話機(jī)必須連電話線固定的局限，因此實(shí)現(xiàn)了用戶的徹底可移動(dòng)性（無論是乘坐交通工具或徒步行走）。蜂窩網(wǎng)有著固定電話網(wǎng)不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，首先對(duì)用戶來說，它有：l 可移動(dòng)性l 更靈活l 更方便等特點(diǎn)，對(duì)運(yùn)營(yíng)商來說，它有：l 便于擴(kuò)容l 利潤(rùn)可觀l 功能強(qiáng)大l 組網(wǎng)方便等特點(diǎn)。（3）移動(dòng)終端ms做為用戶與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)系的終端工具，它的主要作用是撥打和接聽電話。各廠家設(shè)計(jì)外型和功能各不相同的手機(jī)來適應(yīng)不同的市場(chǎng)需求。通常我們對(duì)手機(jī)分類，是依據(jù)它輸出功率的大小。因?yàn)槭謾C(jī)功率直接關(guān)系著手機(jī)接收信號(hào)的靈敏度和發(fā)送信號(hào)的能力。例如車載電話的使用范圍遠(yuǎn)大于手持式移動(dòng)電話。圖 2-1 不同移動(dòng)電話使用范圍比較圖與其它電話不同，gsm電話是由彼此分離的兩部分組成：l 終端部分l 智能卡部分智能卡在專業(yè)上我們稱為“用戶識(shí)別模塊”（sim），它存儲(chǔ)了每一個(gè)用戶號(hào)碼的信息，使用時(shí)可以插入移動(dòng)終端。兩部分各自獨(dú)立，可以讓用戶在使用時(shí)更加方便。如果用戶的sim損壞或遺失，他并不需要重新購(gòu)買移動(dòng)終端，只讓復(fù)制一張sim就可以了，減少了用戶的損失。（三）gsm區(qū)域劃分因?yàn)橐苿?dòng)網(wǎng)絡(luò)與其它網(wǎng)絡(luò)不同，用戶位置十分不固定，為了正確找到被叫所在位置，必須對(duì)gsm服務(wù)區(qū)域進(jìn)行劃分，以便于對(duì)用戶位置的進(jìn)行判定和監(jiān)視。（1）小區(qū)（cell）小區(qū)是網(wǎng)絡(luò)中的最小組成元素。一付收發(fā)天線所覆蓋的區(qū)域稱為一個(gè)小區(qū)。我們使用“小區(qū)全球識(shí)別碼”（cgi）來完成對(duì)不同小區(qū)的區(qū)分的。一個(gè)全國(guó)覆蓋較好的網(wǎng)絡(luò)是由許多許多小區(qū)組成的圖2-2 小區(qū)示意圖（2）msc服務(wù)區(qū)域msc服務(wù)區(qū)域是指在網(wǎng)絡(luò)中由一個(gè)msc控制的基站所覆蓋的地理區(qū)域轄區(qū)，它是由一個(gè)或多個(gè)la組成的。為了正確的找到被叫移動(dòng)用戶，系統(tǒng)必須知道用戶的msc地址。msc的地址信息記錄在hlr用戶數(shù)據(jù)中。圖2-3 msc服務(wù)區(qū)域示意圖（3）頻譜資源頻譜是一個(gè)有限的資源，只有一段非常小的頻段分配給蜂窩通信使用，以下列出gsm900的頻譜分配，擴(kuò)展gsm900（egsm），gsm1800（dcs1800）和pcs1900。gsm900n 收（上行）：890915mhzn 發(fā)（下行）：935960mhzn 124個(gè)絕對(duì)無線頻率信道（arfcn：absolute radio frequency channels）egsm900n 收（上行）：880915mhzn 發(fā)（下行）：925960mhzn 174個(gè)arfcngsm 1800（dcs1800）n 收（上行）：17101785mhzn 發(fā)（下行）：18051880mhzn 374個(gè)arfcnpcs1900n 收（上行）：18501910mhzn 發(fā)（下行）：19301990mhzn 299個(gè)arfcnarfcnn 帶寬=200khzn 8個(gè)時(shí)分多址（tdma）時(shí)隙（4）cell的大小在一個(gè)物理區(qū)域內(nèi)小區(qū)的數(shù)量取決于當(dāng)?shù)厥褂镁W(wǎng)絡(luò)的用戶數(shù)，以及當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛玻ㄉ狡?、湖泊、建筑物等）。大區(qū)制gsm小區(qū)最大直徑大約70公里，但這取決于小區(qū)覆蓋的地形狀況和手機(jī)的發(fā)射功率大小。在gsm，手機(jī)的發(fā)射功率可達(dá)8瓦特，顯然，手機(jī)的發(fā)射功率越大，小區(qū)就可做得越大。如果小區(qū)建在山頂上，沒什么障礙物阻擋信號(hào)就可以發(fā)射得更遠(yuǎn)一點(diǎn)，若小區(qū)建在市中心，很多高大的建筑物會(huì)阻擋信號(hào)的發(fā)射。大區(qū)制適用于：n 邊遠(yuǎn)地區(qū)n 沿海地區(qū)n 用戶稀少的地區(qū)n 用最少的小區(qū)覆蓋大范圍區(qū)域小區(qū)制小區(qū)制小區(qū)一般用于用戶量密集面積小的地區(qū)，或需要減少發(fā)射功率以避免干擾的地區(qū)，小區(qū)制小區(qū)直徑一般在200米以上。選擇大區(qū)制還是小區(qū)制并沒有完全正確的大案，一般來說大區(qū)制覆蓋范圍大，可減少成本投入，但它的容量小，入室信號(hào)弱；小區(qū)制成本較高，但容量大，信號(hào)強(qiáng)度高，運(yùn)行商可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行規(guī)劃。（5）頻率復(fù)用標(biāo)準(zhǔn)gsm900 有124個(gè)頻點(diǎn)，但每個(gè)運(yùn)營(yíng)商都不可能全部占用這124個(gè)頻點(diǎn)，如分配給我們聯(lián)通使用的是97124共27個(gè)頻點(diǎn)。舉個(gè)例說有一網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商用48個(gè)頻點(diǎn)覆蓋了大片地區(qū)，如英國(guó)。我們知道，小區(qū)的最大直徑為70公里，如果一個(gè)小區(qū)用一個(gè)頻點(diǎn)，那么48個(gè)頻點(diǎn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。為解決這個(gè)矛盾，運(yùn)營(yíng)商必須一次又一次地重復(fù)利用有限地頻點(diǎn)，這種技術(shù)稱為“頻率復(fù)用技術(shù)”在進(jìn)行頻率復(fù)用時(shí)，我們必須研究出復(fù)用同一頻率的兩個(gè)小區(qū)的最少要間隔多遠(yuǎn)才能避免同頻干擾和鄰頻干擾，這個(gè)值跟覆蓋地區(qū)的特點(diǎn)有關(guān)，在人口密集的城市（小區(qū)制大容量）與人煙稀少的鄉(xiāng)下（大區(qū)制小容量）是差別很大的。同頻干擾發(fā)生在頻率相同的兩個(gè)載頻距離太近，在發(fā)射信號(hào)時(shí)會(huì)相互干擾。鄰頻干擾發(fā)生在頻率相近的兩個(gè)載頻相鄰時(shí)會(huì)相互干擾。小區(qū)制小區(qū)制小區(qū)一般用于用戶量密集面積小的地區(qū)，或需要減少發(fā)射功率以避免干擾的地區(qū)，小區(qū)制小區(qū)直徑一般在200米以上。選擇大區(qū)制還是小區(qū)制并沒有完全正確的大案，一般來說大區(qū)制覆蓋范圍大，可減少成本投入，但它的容量小，入室信號(hào)弱；小區(qū)制成本較高，但容量大，信號(hào)強(qiáng)度高，運(yùn)行商可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行規(guī)劃。 （6）小區(qū)分裂前面我們所說的小區(qū)是全向性的，即基站里只有一個(gè)小區(qū)，它采用全向性發(fā)射天線（發(fā)射角度為360度）。全向性小區(qū)的局限在于當(dāng)該小區(qū)服務(wù)的地區(qū)用戶增加時(shí)，必須通過增加小區(qū)的辦法來解決容量問題，而且很難避免同頻或鄰頻干擾，所以全向性小區(qū)逐漸被淘汰。為解決這個(gè)問題，我們采用了一種方法叫“小區(qū)分裂”，即把全向性小區(qū)分裂成多個(gè)有向性小區(qū)，每個(gè)都有獨(dú)立的收發(fā)天線，功能等同于一個(gè)小區(qū)。這種小區(qū)采用有向性天線確保該小區(qū)的信號(hào)收發(fā)集中在固定的方向上，這樣做有很多好處，首先由于信號(hào)集中在60、120或180度的方向而不是360度，我們就可以收到更強(qiáng)的信號(hào)，這樣有利于入室覆蓋。其次有利于我們?cè)诟木嚯x進(jìn)行頻率復(fù)用。site 360度小區(qū)全向性站1根天線 發(fā)射/接收sitecellcellcell120度小區(qū) 3小區(qū)站 3根發(fā)射/接收天線cellsite60度小區(qū) 6小區(qū)站 6根發(fā)射/接收天線（7）規(guī)劃扇區(qū) 分裂基站各個(gè)有向小區(qū)形狀如扇我們稱之為“扇區(qū)”，我們對(duì)這些扇區(qū)站進(jìn)行規(guī)劃時(shí)，要使在相隔一定距離復(fù)用頻率的兩個(gè)小區(qū)不會(huì)發(fā)生同頻或鄰頻干擾，同時(shí)要在滿足容量的需求。4 site / 3 cell復(fù)用模型假如我們有36個(gè)頻點(diǎn)，我們有4 site / 3 cell復(fù)用模型如下：cella1cella2cella3cellb1cellb2cellb3cellc1cellc2cellc3celld1celld2celld3123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536從表上可以看出每個(gè)cell可分配3個(gè)頻點(diǎn)，每個(gè)站共有9個(gè)頻點(diǎn)。如用3 site /3 cell 模型：cella1cella2cella3cellb1cellb2cellb3cellc1cellc2cellc3123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536這種模型每個(gè)cell 有4個(gè)頻點(diǎn)，每個(gè)站共12個(gè)頻點(diǎn)。這樣在同一地區(qū)可以分裂出更多扇區(qū)，提高容量。但這樣容易產(chǎn)生頻率干擾。（四）基站子系統(tǒng)（bss）基站子系統(tǒng)是安裝在小區(qū)里的，它的設(shè)備由數(shù)字模塊和射頻部分組成，bss系統(tǒng)提供手機(jī)ms與交換中心msc的連接鏈路。bss與ms的通信是通過空中數(shù)字接口，bss與msc是通過2m鏈路連接。bss 由三部分組成：l 收發(fā)信臺(tái)-bts習(xí)慣上稱它為基站，它含有小區(qū)里提供空中數(shù)字接口的射頻單元，這是gsm網(wǎng)絡(luò)里與ms通信的部分，收發(fā)天線是bts的一部分。l 基站控制器-bsc顧名思義它是bss系統(tǒng)里面的控制部分。它與msc直接通信，bsc可以控制一個(gè)或多個(gè)基站。l 碼速變換器-xcdr起碼速變換作用，從ms過來的信號(hào)通過碼速變換使之更有效的在接口上透明傳輸。雖然xcdr屬于bss系統(tǒng)，但它通常安裝在交換機(jī)旁邊。基站子系統(tǒng)（bss）圖（五）華北科技學(xué)院中區(qū)移動(dòng)基站設(shè)計(jì)：華北科技學(xué)院實(shí)際測(cè)量圖 圖3-1 120度定向天線設(shè)計(jì)圖開始gsm蜂窩網(wǎng)狀區(qū)群數(shù)表區(qū)群數(shù)的合理選?。簄=4輸入給定的呼損率輸入小區(qū)用戶數(shù)經(jīng)程序運(yùn)行計(jì)算出小區(qū)所分配信道數(shù)n分別輸出第一扇區(qū)，第二扇區(qū)移動(dòng)用戶數(shù)經(jīng)程序運(yùn)行得出各個(gè)扇區(qū)載頻數(shù)程序結(jié)束n的不合理選取實(shí)際載干低于11db輸入給定的每戶話務(wù)量a輸入呼損率不合理輸入小區(qū)超出范圍程序流程圖設(shè)計(jì)：吳長(zhǎng)?。┏绦蚓幊蹋?include#includemath.h#define k1_1 40#define x_1 k1_1/2int fun(int o,int c,float a,double b1)int i,h;unsigned long double f,d,e,s,w,j;j=1.0;w=a;h=1;s=w;f=1;e=w;d=0;for(i=2;i=1000;i+) w=e*w;j=j*i; d=w/j;s=s+d;f=d/s;if(f=b1)break; return (i);void main() int o,y3,q,w,w1,a1,n,b2,c2,w2,w3,w4;int i_1,j_1,h,k_1,n_1,m_1,u1,r_1,hk1_1=0,t_1;t_1=0;n_1=0;float a,i,j,n,x,c,u,i,d,r,b,y,z,z1,m,y1,a,b,c,y2;double b1;y=0.0;a=0.0;b=0.0;c=0.0;a=0.0;b=0.0;z1=0.0;q=0;w3=0;w4=0;a1=0;h=0;b2=0;x=0;c2=0;u=0.0;y2=0.0;u1=0;y3=0;w=0;n=0;w1=0;w2=0;z=0.0;i=0.0;j=0.0;n=0.0;d=0.0;m=0.0;i=1.0;c=1.0;i=0.0;r=0.0;y1=0.0;printf(【注意】由于本算法所限，規(guī)定有效計(jì)算小區(qū)總話務(wù)量在140愛爾蘭之下的小區(qū)信道數(shù)nnn);printf( 請(qǐng)輸入小區(qū)的有效輻射半徑r米:500=r=500.0&r=3500.0)printf(r=%.2f(m)n,r);printf(合理區(qū)群數(shù)表如下：n);for(i_1=0;i_1=28;i_1+)for(j_1=0;j_1=28;j_1+)k_1=i_1*i_1+i_1*j_1+j_1*j_1;if(k_1=k1_1) hn_1=k_1;n_1+;printf(nn所選滿足區(qū)群數(shù)公式的區(qū)群數(shù)： n_1約為%d個(gè)，若n_1個(gè)數(shù)不夠請(qǐng)退出系統(tǒng)后更改程序宏定義k1_1的大小n,x_1+1);for(m_1=1;m_1=n_1;m_1+)for(r_1=0;r_1hr_1+1)t_1=hr_1;hr_1=hr_1+1;hr_1+1=t_1;for(i_1=0;i_1=n_1/2-1;i_1+)if(hi_1=hi_1+1)hi_1+1=hi_1+2;for(m_1=i_1+1;m_1=n_1-1;m_1+)hm_1+1=hm_1+2;if(n_1/2=x_1)for(i_1=0;i_1=n_1/2;i_1+)printf( %d,hi_1);elsefor(i_1=0;i_1=x_1;i_1+)printf( %d,hi_1);printf(n);printf(請(qǐng)從上表中選取并輸入所取群區(qū)小區(qū)數(shù)的取值nn);printf(【提示】輸入完畢后按enter鍵執(zhí)行下一步程序n);scanf(%d,&n);printf(群區(qū)小區(qū)數(shù)的取值： n=%dn,n);for(i_1=0;i_1=11)printf(n 請(qǐng)輸入：每用戶忙時(shí)話務(wù)量xx愛爾蘭n);printf(n每用戶忙時(shí)話務(wù)量最高為1愛爾蘭，最低為0愛爾蘭nn);printf(【提示】輸入用戶忙時(shí)話務(wù)量x愛爾蘭后，輸入完畢后按enter鍵執(zhí)行下一步程序n);scanf(%f,&a);if(a=0&a0&b1)printf(系統(tǒng)要求呼損率取值x%為: b=%.4fn,b);if(b=0.0001)printf(由于b0.0&a0.01&a0.02&a0.03&a0.04&a0.05&a0.06&a0.07&a0.08&a0.09&a0.1&a0.15&a0.20&a0.0001&b0.0001&b0.0&a0.01&a0.02&a0.03&a0.04&a0.05&a0.06&a0.07&a0.08&a0.09&a0.1&a0.15&a0.20&a0.0005&b0.0005&b0.0&a0.01&a0.02&a0.03&a0.04&a0.05&a0.06&a0.07&a0.08&a0.09&a0.1&a0.15&a0.20&a0.001&b0.001&b0.0&a0.01&a0.02&a0.03&a0.04&a0.05&a0.06&a0.07&a0.08&a0.09&a0.1&a0.15&a0.20&a0.002&b0.002&b0.0&a0.01&a0.02&a0.03&a0.04&a0.05&a0.06&a0.07&a0.08&a0.09&a0.1&a0.15&a0.20&a0.005&b0.005&b0.0&a0.01&a0.02&a0.03&a0.04&a0.05&a0.06&a0.07&a0.08&a0.09&a0.1&a0.15&a0.20&a0.01&b0.01&b0.0&a0.01&a0.02&a0.03&a0.04&a0.05&a0.06&a0.07&a0.08&a0.09&a0.1&a0.15&a0.20&a0.015&b0.015&b0.0&a0.01&a0.02&a0.03&a0.04&a0.05&a0.06&a0.07&a0.08&a0.09&a0.1&a0.15&a0.20&a0.02&b0.02&b0.0&a0.01&a0.02&a0.03&a0.04&a0.05&a0.06&a0.07&a0.08&a0.09&a0.1&a0.15&a0.20&a0.025&b0.025&b0.0&a0.01&a0.02&a0.03&a0.04&a0.05&a0.06&a0.07&a0.08&a0.09&a0.1&a0.15&a0.20&a0.03&b0.03&b0.00&a0.01&a0.02&a0.03&a0.04&a0.05&a0.06&a0.07&a0.08&a0.09&a0.1&a0.15&a0.20&a0.04&b0.04&b0.0&a0.01&a0.02&a0.03&a0.04&a0.05&a0.06&a0.07&a0.08&a0.09&a0.1&a0.15&a0.20&a0.05)printf(由于b=0.05所以n);if(a0.0&a0.01&a0.02&a0.03&a0.04&a0.05&a0.06&a0.07&a0.08&a0.09&a0.1&a0.15&a0.20&a=1)printf(系統(tǒng)最大有效用戶約為