第05講組網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)ppt課件

1、第第3章組網(wǎng)技術(shù)根底章組網(wǎng)技術(shù)根底AbisA接口接口MSBSSOMC-R操作維護中心操作維護中心BSC基站基站控制器控制器MSC挪動交換中心挪動交換中心BTS基站基站收發(fā)信機收發(fā)信機BTS基站基站收發(fā)信機收發(fā)信機BTS基站基站收發(fā)信機收發(fā)信機MSMSUm本次課教學目的：本次課教學目的：1 1、了解小區(qū)分裂、劃分扇區(qū)和微小區(qū)的、了解小區(qū)分裂、劃分扇區(qū)和微小區(qū)的原理；原理；2 2、了解提高蜂窩系統(tǒng)容量的緣由及因此、了解提高蜂窩系統(tǒng)容量的緣由及因此而帶來的不利要素；而帶來的不利要素；3 3、熟習信道數(shù)、話務(wù)量和呼損率之間的、熟習信道數(shù)、話務(wù)量和呼損率之間的定量關(guān)系式，并熟練利用這些關(guān)系式進定量關(guān)系式

2、，并熟練利用這些關(guān)系式進展計算。展計算。第第3章組網(wǎng)技術(shù)根底章組網(wǎng)技術(shù)根底3.4提高蜂窩系統(tǒng)容量的方法提高蜂窩系統(tǒng)容量的方法n問題的引出問題的引出n系統(tǒng)容量與用戶需求之間的矛盾是推進挪動系統(tǒng)容量與用戶需求之間的矛盾是推進挪動通訊開展的主要動力之一通訊開展的主要動力之一n同頻干擾是限制系統(tǒng)容量的主要要素之一同頻干擾是限制系統(tǒng)容量的主要要素之一n實踐問題：在抑制同頻干擾的根底上，如何實踐問題：在抑制同頻干擾的根底上，如何經(jīng)過系統(tǒng)設(shè)計獲得最大的系統(tǒng)容量經(jīng)過系統(tǒng)設(shè)計獲得最大的系統(tǒng)容量3.4.1同頻干擾對系統(tǒng)容量的影響同頻干擾對系統(tǒng)容量的影響n同頻干擾不能簡單地經(jīng)過增大發(fā)射機的發(fā)射功率來抑制同頻干擾不能

3、簡單地經(jīng)過增大發(fā)射機的發(fā)射功率來抑制n為理處理這一問題，需求找到同頻干擾和系統(tǒng)容量的關(guān)系為理處理這一問題，需求找到同頻干擾和系統(tǒng)容量的關(guān)系同頻干擾和系統(tǒng)容量的關(guān)系同頻干擾和系統(tǒng)容量的關(guān)系 同頻干擾和系統(tǒng)容量的關(guān)系同頻干擾和系統(tǒng)容量的關(guān)系 1 1、Q Q與與N N的關(guān)系的關(guān)系(1)(1)假設(shè)每個小區(qū)的大小一樣，且每個小區(qū)是正六邊形假設(shè)每個小區(qū)的大小一樣，且每個小區(qū)是正六邊形小區(qū)，那么小區(qū)，那么CIS?NLMCQIS?NRDQ3/同頻干擾和系統(tǒng)容量的關(guān)系同頻干擾和系統(tǒng)容量的關(guān)系2 2、S/IS/I與與Q Q之間的關(guān)系之間的關(guān)系01iiiISISNLMCNQIS3?AADs2 2假設(shè)每個基站的發(fā)射假

4、設(shè)每個基站的發(fā)射功率相等，在整個覆蓋區(qū)內(nèi)功率相等，在整個覆蓋區(qū)內(nèi)平均接納信號功率隨間隔的平均接納信號功率隨間隔的冪指數(shù)下降且途徑衰減指數(shù)冪指數(shù)下降且途徑衰減指數(shù)一樣，一樣，那么那么nsdDPS)(00niidDPI)(00Di01)(iininsDDIS同頻干擾和系統(tǒng)容量的關(guān)系同頻干擾和系統(tǒng)容量的關(guān)系(3)假設(shè)僅僅思索第一層同頻干擾小區(qū)，那么小區(qū)邊境挪動臺接納信號的信干比為61)(ininDRISAAAAAAARDiA63nQISNRDQNLMMkCD66)/(nnQRDIS (4)假設(shè)近似以為一切干擾基站到挪動臺之間間隔為D ，那么61)(ininDRIS01)(iininsDDIS同頻干擾

5、和系統(tǒng)容量的關(guān)系同頻干擾和系統(tǒng)容量的關(guān)系3. 3. 影響系統(tǒng)容量的主要要素影響系統(tǒng)容量的主要要素系統(tǒng)要求的信干比系統(tǒng)要求的信干比S/IS/I對系統(tǒng)容量的影響對系統(tǒng)容量的影響AMPSAMPS系統(tǒng)，系統(tǒng)，18dB18dB，提供夠好的話音質(zhì)量，提供夠好的話音質(zhì)量GSMGSM系統(tǒng)，系統(tǒng)，9dB9dBNLMMkCNRDQQISn36同頻干擾和系統(tǒng)容量的關(guān)系同頻干擾和系統(tǒng)容量的關(guān)系NLMCNRDQQISn36n堅持小區(qū)半徑不變，Q值的影響n新型微小區(qū)、智能天線同頻干擾和系統(tǒng)容量的關(guān)系同頻干擾和系統(tǒng)容量的關(guān)系n堅持Q值不變，小區(qū)半徑的影響n小區(qū)分裂6754321NLMCNRDQQISn36同頻干擾和系統(tǒng)容量

6、的關(guān)系同頻干擾和系統(tǒng)容量的關(guān)系n新小區(qū)的發(fā)射功率是經(jīng)過令新舊小區(qū)邊境接納到的功率相等來得到。假定新小區(qū)的半徑為原來小區(qū)的一半1P nrtP r在舊小區(qū)邊界2P /2nrtPr在新小區(qū)邊界（）21/16ttPP4nwhile處理實踐問題的思緒n數(shù)學建模實踐問題實踐問題籠統(tǒng)、假設(shè)、簡化籠統(tǒng)、假設(shè)、簡化建立數(shù)學模型建立數(shù)學模型處理問題處理問題63nQIsNRDQNLMMkC驗證驗證n多信道共用中繼是指在網(wǎng)內(nèi)的大量用戶共享相對較小數(shù)多信道共用中繼是指在網(wǎng)內(nèi)的大量用戶共享相對較小數(shù)量的無線信道，即從可用信道庫中給每個用戶按需分配信道量的無線信道，即從可用信道庫中給每個用戶按需分配信道，可以明顯提高信道利

7、用率。，可以明顯提高信道利用率。n獨立信道：獨立信道：N N個信道個信道nM M個用戶，個用戶，N N個信道個信道nM MN N不存在阻塞的不存在阻塞的nM MN N存在阻塞存在阻塞nM M與與N N怎樣關(guān)系才合理？怎樣關(guān)系才合理？n話務(wù)量與呼損問題話務(wù)量與呼損問題3.5多信道共用技術(shù)多信道共用技術(shù)3.4.1話務(wù)量與呼損話務(wù)量與呼損n1 1、呼叫話務(wù)量、呼叫話務(wù)量n 話務(wù)量是度量通訊系統(tǒng)業(yè)務(wù)量或忙碌程度的話務(wù)量是度量通訊系統(tǒng)業(yè)務(wù)量或忙碌程度的目的。其性質(zhì)好像客流量，具有隨機性，只能用統(tǒng)計目的。其性質(zhì)好像客流量，具有隨機性，只能用統(tǒng)計方法獲取。方法獲取。n流入話務(wù)量：呼叫懇求速率乘以平均占用信道

8、時間流入話務(wù)量：呼叫懇求速率乘以平均占用信道時間n完成話務(wù)量：呼叫勝利速率乘以平均占用信道時間完成話務(wù)量：呼叫勝利速率乘以平均占用信道時間n 其中，其中，t0t0是每次通話的平均堅持時間小時是每次通話的平均堅持時間小時/ /次，次，C C單位時間內(nèi)每個用戶的平均呼叫懇求次數(shù)單位時間內(nèi)每個用戶的平均呼叫懇求次數(shù)次次/ /小時。兩者相乘而得到應(yīng)是一個無量綱的量，小時。兩者相乘而得到應(yīng)是一個無量綱的量，專門命名它的單位為專門命名它的單位為“愛爾蘭愛爾蘭ErlangErlang。 0CtA00tCA 3.5.1話務(wù)量與呼損話務(wù)量與呼損n假設(shè)一個小時內(nèi)不斷地占用一個信道，假設(shè)一個小時內(nèi)不斷地占用一個信道

9、，n那么其呼叫話務(wù)量為那么其呼叫話務(wù)量為1 Erl1 Erl。這是一個信道所能完成的最。這是一個信道所能完成的最大話務(wù)量。大話務(wù)量。n例如，設(shè)在例如，設(shè)在100100個信道上，平均每小時有個信道上，平均每小時有21002100次呼叫，平次呼叫，平均每次呼叫時間為均每次呼叫時間為2 2分鐘，那么這些信道上的呼叫話務(wù)量分鐘，那么這些信道上的呼叫話務(wù)量：2100 270Erl60A3.5.1話務(wù)量與呼損話務(wù)量與呼損n2 2、呼損率、呼損率n 因無信道而不能通話稱為呼叫失敗。在一因無信道而不能通話稱為呼叫失敗。在一個通訊系統(tǒng)中，呵斥呼叫失敗的概率稱為呼叫失敗個通訊系統(tǒng)中，呵斥呼叫失敗的概率稱為呼叫失敗

10、概率，簡稱為呼損率概率，簡稱為呼損率(B)(B)。n呼損率的物理意義是損失話務(wù)量與呼叫話務(wù)量之比呼損率的物理意義是損失話務(wù)量與呼叫話務(wù)量之比的百分數(shù)，也稱為系統(tǒng)的效力等級的百分數(shù)，也稱為系統(tǒng)的效力等級GOSGOS。n呼損率越小，勝利呼叫概率越大，用戶越稱心。要呼損率越小，勝利呼叫概率越大，用戶越稱心。要想提高效力等級，想提高效力等級，n一是提高系統(tǒng)容量，二是減少用戶數(shù)這不是希望一是提高系統(tǒng)容量，二是減少用戶數(shù)這不是希望的，三是采用合理的多信道共用方法，呼損率和的，三是采用合理的多信道共用方法，呼損率和話務(wù)量是一對矛盾，效力等級和信道利用率是矛盾話務(wù)量是一對矛盾，效力等級和信道利用率是矛盾。0C

11、CAABAC3.5.1話務(wù)量與呼損話務(wù)量與呼損n愛爾蘭公式愛爾蘭公式n假設(shè)呼叫有以下性質(zhì)：假設(shè)呼叫有以下性質(zhì)：n1 1每次呼叫相互獨立，互不相關(guān)：泊松分布每次呼叫相互獨立，互不相關(guān)：泊松分布n2 2每次呼叫在時間上都有一樣的概率；并假定挪動通訊每次呼叫在時間上都有一樣的概率；并假定挪動通訊效力系統(tǒng)的信道數(shù)為效力系統(tǒng)的信道數(shù)為n n；那么呼損率；那么呼損率B B可計算如下：可計算如下：n愛爾蘭愛爾蘭B B表表GOSiAnAPniinr0!阻塞3 3、每個用戶忙時話務(wù)量、每個用戶忙時話務(wù)量AaAa一天一天2424小時，每小時話務(wù)量是不一樣的，因此要區(qū)小時，每小時話務(wù)量是不一樣的，因此要區(qū)分忙時與非

12、忙時。分忙時與非忙時。忙時：一天中最忙的那個小時。忙時：一天中最忙的那個小時。因此在思索通訊系統(tǒng)的用戶數(shù)和信道數(shù)時，采用忙因此在思索通訊系統(tǒng)的用戶數(shù)和信道數(shù)時，采用忙時平均話務(wù)量。忙時信道夠用，非忙時一定不成時平均話務(wù)量。忙時信道夠用，非忙時一定不成問題。問題。集中系數(shù)集中系數(shù)K K：忙時話務(wù)量與全日話務(wù)量之比，：忙時話務(wù)量與全日話務(wù)量之比，7%7%15%15%例如，每天平均呼叫例如，每天平均呼叫3 3次，每次的呼叫平均占用時間次，每次的呼叫平均占用時間為為120120秒，忙時集中系數(shù)為秒，忙時集中系數(shù)為10%10%k=0.1k=0.1，那么每，那么每個用戶忙時話務(wù)量為個用戶忙時話務(wù)量為0.0

13、1 Erl0.01 Erl用戶。公網(wǎng)用戶。公網(wǎng)0.01-0.030.01-0.03專網(wǎng)專網(wǎng)0.03-0.03-0.060.063.5.1話務(wù)量與呼損話務(wù)量與呼損3600aCTKA 3.5.2多信道共用和信道利用率多信道共用和信道利用率n系統(tǒng)所能包容的用戶數(shù)系統(tǒng)所能包容的用戶數(shù)M Mn每個信道所能包容的用戶數(shù)每個信道所能包容的用戶數(shù)m mn n 在一定呼損條件下，每個信道的在一定呼損條件下，每個信道的m m與信道平均話務(wù)量成與信道平均話務(wù)量成正比，而與每個用戶忙時話務(wù)量成反比。正比，而與每個用戶忙時話務(wù)量成反比。n多信道共用時，信道利用率是指每個信道平均完成的話多信道共用時，信道利用率是指每個信

14、道平均完成的話務(wù)量，即務(wù)量，即aAMA/aaA AMA nmnAnABAnn（1-）多信道共用和信道利用率多信道共用和信道利用率n例例2.1 2.1 某挪動通訊系一致個無線小區(qū)有某挪動通訊系一致個無線小區(qū)有8 8個信道個信道1 1個控制個控制信道，信道，7 7個話音信道，每天每個用戶平均呼叫個話音信道，每天每個用戶平均呼叫1010次，每次次，每次占用信道平均時間為占用信道平均時間為8080秒，呼損率要求秒，呼損率要求1010，忙時集中系，忙時集中系數(shù)為數(shù)為0.1250.125。問該無線小區(qū)能包容多少用戶。問該無線小區(qū)能包容多少用戶? ?n例例2.2 2.2 設(shè)每個用戶的忙時話務(wù)量設(shè)每個用戶的忙

15、時話務(wù)量0.01Erl0.01Erl，呼損率，呼損率B B1010，現(xiàn)有，現(xiàn)有8 8個無線信道，采用兩種不同技術(shù)，即多信道共用個無線信道，采用兩種不同技術(shù)，即多信道共用和單信道共用組成的兩個系統(tǒng)，試分別計算它們的容量和和單信道共用組成的兩個系統(tǒng)，試分別計算它們的容量和利用率。利用率。1、提高蜂窩系統(tǒng)容量的方法 同頻干擾對系統(tǒng)容量的影響 小區(qū)分裂 小區(qū)扇區(qū)化 覆蓋區(qū)域逼近方法2、多信道共用技術(shù)話務(wù)量與呼損多信道共用的容量和信道利用率 小結(jié)n10. 挪動通訊網(wǎng)的某個小區(qū)共有挪動通訊網(wǎng)的某個小區(qū)共有100個用戶，個用戶，平均每用戶平均每用戶C5次次/天，天， 180秒秒/次，次，K15。問為保證呼損

16、率小于。問為保證呼損率小于5，需共用的信道，需共用的信道數(shù)是幾個？假設(shè)允許呼損率達數(shù)是幾個？假設(shè)允許呼損率達20，共用信，共用信道數(shù)可節(jié)省幾個？道數(shù)可節(jié)省幾個？n解：每個用戶忙時話務(wù)量為：解：每個用戶忙時話務(wù)量為：n這個小區(qū)的總的話務(wù)量為這個小區(qū)的總的話務(wù)量為n查查Erl呼損表可得公用的信道數(shù)為呼損表可得公用的信道數(shù)為8個，假設(shè)個，假設(shè)允許的呼損率達，經(jīng)過查表可得所需的信道允許的呼損率達，經(jīng)過查表可得所需的信道數(shù)為數(shù)為5個，由此可以節(jié)省三個信道。個，由此可以節(jié)省三個信道。 0t)(0375. 0360015. 018053600ErlCTKA)(75. 30375. 0100ErlUAAn11. 某基站共有某基站共有10個信道，現(xiàn)包容個信道，現(xiàn)包容300個用戶，每用戶個用戶，每用戶忙時話務(wù)量為忙時話務(wù)量為0.03Erl，問此時的呼損率為多少？如用，問此時的呼損率為多少？如用戶數(shù)及忙時話務(wù)量不變，使呼損率降為戶數(shù)及忙時話務(wù)量不變，使呼損率降為5，求所添加，求所添加的信道數(shù)？的信道數(shù)？n解：該基站總的話務(wù)量為，解：該基站總的話務(wù)量為，n由于共有由于共有10個信道，由個信道，由Erl公式公式n 可得此時的呼