移動通信的服務(wù)區(qū)規(guī)劃PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1 移動通信的服務(wù)區(qū)規(guī)劃移動通信的服務(wù)區(qū)規(guī)劃 大區(qū)制定義：大區(qū)制定義：指一個服務(wù)區(qū)域指一個服務(wù)區(qū)域(如如個城市內(nèi)個城市內(nèi))，只有一個，只有一個 或者少數(shù)幾個基地臺負責(zé)移動電話通信的聯(lián)絡(luò)和控制。每或者少數(shù)幾個基地臺負責(zé)移動電話通信的聯(lián)絡(luò)和控制。每 個基地臺基本上是獨立的個基地臺基本上是獨立的 。 大區(qū)制的特點是：大區(qū)制的特點是： 基地臺天線很高基地臺天線很高 ，發(fā)射機輸出功率也較大，發(fā)射機輸出功率也較大 ； 兩個方向上的通信距離不一致兩個方向上的通信距離不一致 ； 由于電磁兼容的原因由于電磁兼容的原因 ，用戶容量幾十到數(shù)百個；，用戶容量幾十到數(shù)百個； 組網(wǎng)簡單、投資少、見效快組網(wǎng)簡單、投資

2、少、見效快 。 第1頁/共32頁 第2頁/共32頁 小區(qū)制的定義：小區(qū)制的定義：指將整個服務(wù)區(qū)劃分成若干個半徑為指將整個服務(wù)區(qū)劃分成若干個半徑為2 20km的無線小區(qū)（的無線小區(qū)（cell），每個小區(qū)分別設(shè)置一個基地），每個小區(qū)分別設(shè)置一個基地 站，由它負責(zé)本區(qū)移動通信的聯(lián)絡(luò)和控制。同時，在移站，由它負責(zé)本區(qū)移動通信的聯(lián)絡(luò)和控制。同時，在移 動業(yè)務(wù)交換中心動業(yè)務(wù)交換中心(MSC)的統(tǒng)一控制下，實現(xiàn)小區(qū)之間移的統(tǒng)一控制下，實現(xiàn)小區(qū)之間移 動用戶通信的轉(zhuǎn)接，以及移動用戶和市話用戶之間的通動用戶通信的轉(zhuǎn)接，以及移動用戶和市話用戶之間的通 信信 。 第3頁/共32頁 小區(qū)制的特點：小區(qū)制的特點： 小區(qū)

3、半徑小，基站發(fā)射功率較??；小區(qū)半徑小，基站發(fā)射功率較??； 同頻復(fù)用，提高了頻率的利用率；同頻復(fù)用，提高了頻率的利用率； 移動臺經(jīng)常更換工作頻道移動臺經(jīng)常更換工作頻道 ，控制交換技術(shù)的要求高；，控制交換技術(shù)的要求高； 建網(wǎng)的成本和復(fù)雜性亦有所提高建網(wǎng)的成本和復(fù)雜性亦有所提高用戶通信的轉(zhuǎn)接，以用戶通信的轉(zhuǎn)接，以 及及 移動用戶和市話用戶之間的通信。移動用戶和市話用戶之間的通信。 第4頁/共32頁 采用小區(qū)制的移動通信的服務(wù)區(qū)是指移動臺能夠獲采用小區(qū)制的移動通信的服務(wù)區(qū)是指移動臺能夠獲 得服務(wù)的區(qū)域。通常服務(wù)區(qū)根據(jù)不同的業(yè)務(wù)要求、得服務(wù)的區(qū)域。通常服務(wù)區(qū)根據(jù)不同的業(yè)務(wù)要求、 用戶區(qū)域分布、地形以及不

4、產(chǎn)生相互干擾等因素可用戶區(qū)域分布、地形以及不產(chǎn)生相互干擾等因素可 分為帶狀服務(wù)區(qū)和面狀服務(wù)區(qū)分為帶狀服務(wù)區(qū)和面狀服務(wù)區(qū) 。 服務(wù)區(qū)域服務(wù)區(qū)域 第5頁/共32頁 用戶的分布呈帶狀或者用戶的分布呈帶狀或者 條狀。例如鐵路的列車條狀。例如鐵路的列車 無線電話、長途汽車無無線電話、長途汽車無 線電話、內(nèi)河航運的無線電話、內(nèi)河航運的無 線電話系統(tǒng)、沿海岸線線電話系統(tǒng)、沿海岸線 的移動通信系統(tǒng)等都是的移動通信系統(tǒng)等都是 帶狀服務(wù)區(qū)。帶狀服務(wù)區(qū)。 帶（條）狀服務(wù)區(qū)帶（條）狀服務(wù)區(qū) 第6頁/共32頁 服務(wù)區(qū)更多的是呈服務(wù)區(qū)更多的是呈 廣闊的面狀廣闊的面狀,在面狀在面狀 服務(wù)區(qū)中劃分為更服務(wù)區(qū)中劃分為更 多的小

5、區(qū)多的小區(qū),組成移動組成移動 通信網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò) 。 面狀服務(wù)區(qū)面狀服務(wù)區(qū) 第7頁/共32頁 假設(shè)整個服務(wù)區(qū)的地形平坦、地物相同，且基站采用全向假設(shè)整個服務(wù)區(qū)的地形平坦、地物相同，且基站采用全向 天線使基站輻射區(qū)域大體是一個圓形。天線使基站輻射區(qū)域大體是一個圓形。 為了不留空隙的覆蓋整個平面服務(wù)區(qū)，一個個圓形的為了不留空隙的覆蓋整個平面服務(wù)區(qū)，一個個圓形的 輻射小區(qū)之間會有大量的重疊區(qū)域。為了使多個小區(qū)彼此輻射小區(qū)之間會有大量的重疊區(qū)域。為了使多個小區(qū)彼此 鄰接、無空隙、無重疊地覆蓋整個服務(wù)區(qū)，常用圓的內(nèi)接鄰接、無空隙、無重疊地覆蓋整個服務(wù)區(qū)，常用圓的內(nèi)接 正多邊形來近似圓，在這些正多邊形中，能

6、夠全面無空隙正多邊形來近似圓，在這些正多邊形中，能夠全面無空隙 、重疊的覆蓋整個區(qū)域的就只有：、重疊的覆蓋整個區(qū)域的就只有： 小區(qū)的形狀小區(qū)的形狀 第8頁/共32頁 三種小區(qū)形狀的比較三種小區(qū)形狀的比較 第9頁/共32頁 正六邊形相鄰小區(qū)的中心間隔最大；正六邊形相鄰小區(qū)的中心間隔最大； 小區(qū)的有效面積最大；小區(qū)的有效面積最大； 重疊區(qū)域?qū)挾群兔娣e最?。恢丿B區(qū)域?qū)挾群兔娣e最小； 重疊區(qū)域?qū)挾群兔娣e最小。重疊區(qū)域?qū)挾群兔娣e最小。 三種小區(qū)形狀的比較三種小區(qū)形狀的比較 第10頁/共32頁 小區(qū)的覆蓋半徑大多為小區(qū)的覆蓋半徑大多為1km35km。 存在問題：存在問題： 一是一是“盲點盲點”，由于電波在

7、傳播過程中遇到障礙物而造，由于電波在傳播過程中遇到障礙物而造 成的陰影區(qū)域，該區(qū)域通信質(zhì)量嚴重低劣；成的陰影區(qū)域，該區(qū)域通信質(zhì)量嚴重低劣； 二是二是“熱點熱點”，由于空間業(yè)務(wù)負荷的不均勻分布而形成，由于空間業(yè)務(wù)負荷的不均勻分布而形成 的業(yè)務(wù)繁忙區(qū)域。的業(yè)務(wù)繁忙區(qū)域。 宏蜂窩技術(shù)宏蜂窩技術(shù) 第11頁/共32頁 小區(qū)的覆蓋半徑大多為小區(qū)的覆蓋半徑大多為30m300m。 應(yīng)用范圍：應(yīng)用范圍： 解決解決“盲點盲點”問題問題：提高覆蓋率，應(yīng)用于一些宏蜂窩很：提高覆蓋率，應(yīng)用于一些宏蜂窩很 難覆蓋到的盲點地區(qū)，如地鐵、地下室；難覆蓋到的盲點地區(qū)，如地鐵、地下室； 解決解決“熱點熱點”問題：問題：提高容量，

8、主要應(yīng)用在高話務(wù)量地提高容量，主要應(yīng)用在高話務(wù)量地 區(qū)，如繁華的商業(yè)街、購物中心、體育場等。區(qū)，如繁華的商業(yè)街、購物中心、體育場等。 微蜂窩技術(shù)微蜂窩技術(shù) 第12頁/共32頁 基站采用具有高分辨陣列信號處理能力的自適應(yīng)天基站采用具有高分辨陣列信號處理能力的自適應(yīng)天 線系統(tǒng)，智能地監(jiān)測移動臺所處的位置，并以一定線系統(tǒng)，智能地監(jiān)測移動臺所處的位置，并以一定 的方式將確定的信號功率傳遞給移動臺的蜂窩小區(qū)的方式將確定的信號功率傳遞給移動臺的蜂窩小區(qū) 。 對于上行鏈路而言，采用自適應(yīng)天線陣接收技術(shù)，對于上行鏈路而言，采用自適應(yīng)天線陣接收技術(shù)， 可以極大地降低多址干擾，增加系統(tǒng)容量；可以極大地降低多址干擾

9、，增加系統(tǒng)容量； 對于下行鏈路而言，則可以將信號的有效區(qū)域控制對于下行鏈路而言，則可以將信號的有效區(qū)域控制 在移動臺附近半徑為在移動臺附近半徑為100200 波長的范圍內(nèi)，使波長的范圍內(nèi)，使 同道干擾大小為減小。同道干擾大小為減小。 智能蜂窩技術(shù)智能蜂窩技術(shù) 第13頁/共32頁 區(qū)群的構(gòu)成應(yīng)滿足以下兩個條件：區(qū)群的構(gòu)成應(yīng)滿足以下兩個條件： 若干個區(qū)群能彼此鄰接組成整個蜂窩服務(wù)區(qū)若干個區(qū)群能彼此鄰接組成整個蜂窩服務(wù)區(qū) 域域,且無空隙地覆蓋整個面積。且無空隙地覆蓋整個面積。 相鄰區(qū)群中，同頻小區(qū)中心間隔距離應(yīng)該相相鄰區(qū)群中，同頻小區(qū)中心間隔距離應(yīng)該相 等并且最大等并且最大 。 區(qū)群的構(gòu)成區(qū)群的構(gòu)成

10、 第14頁/共32頁 滿足以上兩個條件構(gòu)成的區(qū)群的小區(qū)數(shù)目滿足以上兩個條件構(gòu)成的區(qū)群的小區(qū)數(shù)目N是有限制的：是有限制的： Na2十十a(chǎn)b十十b2 式中：式中：a、b分別為同頻小區(qū)之間的二維距離。分別為同頻小區(qū)之間的二維距離。a、b均為整均為整 數(shù)，其中一個可以為數(shù)，其中一個可以為0，不能同時為，不能同時為0。 當當a=1，b=1的時候，的時候，N=3，這表示三個小區(qū)組成一個區(qū)，這表示三個小區(qū)組成一個區(qū) 群；當群；當a=0，b=3的時候，的時候，N=9，這表示九個小區(qū)組成一個，這表示九個小區(qū)組成一個 區(qū)群。不同的小區(qū)數(shù)目區(qū)群。不同的小區(qū)數(shù)目N構(gòu)成的服務(wù)區(qū)域圖形是不一樣的構(gòu)成的服務(wù)區(qū)域圖形是不一樣

11、的 。 區(qū)群的構(gòu)成區(qū)群的構(gòu)成 第15頁/共32頁 區(qū)群小區(qū)數(shù)區(qū)群小區(qū)數(shù)N N的取值的取值 區(qū)群的構(gòu)成區(qū)群的構(gòu)成 第16頁/共32頁 N=3 a=1，b=1 N=4 a=0， b=2 N=7 a=1，b=2 圖中dg表示相鄰區(qū)群的同頻小區(qū)的中心間距，稱為同頻 小區(qū)的距離，即同頻再用距離 區(qū)群的構(gòu)成區(qū)群的構(gòu)成 第17頁/共32頁 N=12 a=2，b=2 區(qū)群的構(gòu)成區(qū)群的構(gòu)成 第18頁/共32頁 尋找尋找A小區(qū)的同頻小區(qū)，小區(qū)的同頻小區(qū)， 自自A 小區(qū)出發(fā)，先沿邊小區(qū)出發(fā)，先沿邊 的垂線方向跨過的垂線方向跨過a個小區(qū)個小區(qū) ，逆時針或者順時針旋，逆時針或者順時針旋 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)60度，再跨過度，再跨過b個

12、小區(qū)個小區(qū) ，這就達到和，這就達到和A小區(qū)使用小區(qū)使用 相同信道組的相同信道組的A小區(qū)了小區(qū)了 。A小區(qū)和小區(qū)和A小區(qū)不屬一小區(qū)不屬一 個區(qū)群。個區(qū)群。 尋找一個小區(qū)的同頻小區(qū)尋找一個小區(qū)的同頻小區(qū) 第19頁/共32頁 1 12 11 10 9 8 7 65 4 3 2 1 12 11 10 9 8 7 65 4 3 2 1 12 11 10 9 8 7 65 4 3 2 1 12 11 10 9 8 7 65 4 3 2 1 12 11 10 9 8 7 65 4 3 2 1 12 11 10 9 8 7 65 4 3 2 1 12 11 10 9 8 7 65 4 3 2 1 12 11

13、10 9 8 7 65 4 3 2 1 12 11 10 9 8 7 65 4 3 2 1 12 11 10 9 8 7 65 4 3 2 尋找一個小區(qū)的同頻小區(qū)尋找一個小區(qū)的同頻小區(qū) 第20頁/共32頁 同信道小區(qū)的確定同信道小區(qū)的確定 A N=19N=19 A A A A A A 尋找一個小區(qū)的同頻小區(qū)尋找一個小區(qū)的同頻小區(qū) 第21頁/共32頁 在每個小區(qū)中，基站可在每個小區(qū)中，基站可 以架設(shè)在小區(qū)的中心，以架設(shè)在小區(qū)的中心， 用全向天線形成用全向天線形成3600 的圓形覆蓋區(qū)，這就是的圓形覆蓋區(qū)，這就是 中心激勵方式中心激勵方式 。 中心激勵方式中心激勵方式 中心激勵方式中心激勵方式 第

14、22頁/共32頁 3.激勵方式 頂點激勵方式頂點激勵方式 基站架設(shè)在每個正六邊基站架設(shè)在每個正六邊 形的三個頂點上，并用形的三個頂點上，并用 三個互成三個互成120度的扇形度的扇形 張角覆蓋的定向天線，張角覆蓋的定向天線， 同樣也可覆蓋整個小區(qū)同樣也可覆蓋整個小區(qū) 。 頂點激勵方式頂點激勵方式 第23頁/共32頁 在實際應(yīng)用中，頂點激勵有兩種常見的形式：三葉草型 和120扇面。 三葉草型 120扇面 頂點激勵方式頂點激勵方式 三葉草型 第24頁/共32頁 假如小區(qū)內(nèi)有較大的阻礙物，如孤立的假如小區(qū)內(nèi)有較大的阻礙物，如孤立的 山岳或高大的建筑物，中心激勵方式難山岳或高大的建筑物，中心激勵方式難

15、免有電磁輻射的陰影，若改為頂點激勵免有電磁輻射的陰影，若改為頂點激勵 方式就可以避免陰影區(qū)域的出現(xiàn)。方式就可以避免陰影區(qū)域的出現(xiàn)。 頂點激勵與中心激勵相比較頂點激勵與中心激勵相比較 第25頁/共32頁 目的：提高系統(tǒng)的容量，目的：提高系統(tǒng)的容量， 增加新的用戶增加新的用戶; 方法：把每個小區(qū)都分裂方法：把每個小區(qū)都分裂 成一定數(shù)目的半徑更小的成一定數(shù)目的半徑更小的 小區(qū)小區(qū); 方式：重新劃分小區(qū)、小方式：重新劃分小區(qū)、小 區(qū)扇形化。區(qū)扇形化。 小區(qū)分裂提高系統(tǒng)容量的措施小區(qū)分裂提高系統(tǒng)容量的措施 第26頁/共32頁 特點：干擾電平增大，需要建造新的基站特點：干擾電平增大，需要建造新的基站 ，需

16、要，需要 重新進行頻率規(guī)劃，增加了切換的次數(shù)，而且隨重新進行頻率規(guī)劃，增加了切換的次數(shù)，而且隨 著小區(qū)半徑的減小，同頻干擾的就越嚴重。著小區(qū)半徑的減小，同頻干擾的就越嚴重。 重新劃分小區(qū)重新劃分小區(qū) 第27頁/共32頁 把小區(qū)分成幾個扇區(qū)，每個扇區(qū) 使用一組不同的信道，并采用一 副定向天線來覆蓋每個扇區(qū)。每 個扇區(qū)都可以看作一個新的小區(qū) ，包括三個扇區(qū)或者六個扇區(qū)。 在市區(qū)一般采用三個扇區(qū)，而在 農(nóng)村一般是全方向性的小區(qū)，在 覆蓋公路的時候則采用兩個扇區(qū) ?；究梢晕挥谛^(qū)中央，也可 以位于小區(qū)的頂點。 小區(qū)扇形化小區(qū)扇形化 第28頁/共32頁 第29頁/共32頁 重新劃分小區(qū)：重新劃分小區(qū)：干擾電平增大，需要建造新的基站干擾