第3章蜂窩移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)

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組網(wǎng)過程中需要解決如下一系列技術(shù)問題，才能使網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行：(1)頻率資源的管理與頻率的有效利用問題；(2)蜂窩網(wǎng)同頻復(fù)用與同道干擾問題；(3)多信道、多用戶共用與多址接入問題；(4)用戶移動(dòng)性與網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性的管理問題；(5)有限的頻率資源與越來越多的通信容量要求問題；(6)PLMTS網(wǎng)與公用電話網(wǎng)、ISDN、PDN以及與其他移動(dòng)網(wǎng)的互聯(lián)、互通問題；(7)信令網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)智能化問題等。

第3章蜂窩移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)3.1頻率資源的有效利用和蜂窩小區(qū)的組網(wǎng)通信3.2蜂窩小區(qū)的概念和區(qū)域掩蓋3.3干擾和信道容量3.4移動(dòng)通信中的多址技術(shù)3.5蜂窩移動(dòng)通信的交換技術(shù)3.6蜂窩移動(dòng)通信的信令技術(shù)3.7蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)綜述

3.1頻率資源的有效利用和蜂窩小區(qū)的組網(wǎng)通信3.1.1頻率資源的管理3.1.2頻率的有效利用技術(shù)3.1.3多信道共用技術(shù)

3.1頻率資源的有效利用和蜂窩小區(qū)的組網(wǎng)通信

當(dāng)前移動(dòng)通信進(jìn)展所遇到的最突出問題，就是如何將有限的可用頻率有秩序地提供應(yīng)越來越多的用戶運(yùn)用而不相互干擾，這就涉及到頻率的管理與有效利用。

3.1.1頻率資源的管理頻率是一種非常資源。它并不是取之不盡的。頻率有一些非常的性質(zhì)：無線電頻率資源不是消耗性的電波傳播不分地區(qū)與國界具有時(shí)間、空間和頻率的三維性在空間傳播時(shí)簡(jiǎn)單受到來自大自然和人為的各種噪聲和干擾的污染。

3.1.1頻率資源的管理頻率的安排和運(yùn)用需在全球范圍內(nèi)制定統(tǒng)一的規(guī)章。移動(dòng)電話運(yùn)用頻段主要在150MHz、450MHz和900MHz、1800MHz、1900MHz頻段。雙工移動(dòng)通信網(wǎng)規(guī)定工作在各頻段的收、發(fā)頻差分別為：VHF頻段為5.7MHz,UHF450MHz頻段為10MHz;UHF900MHz頻段為45MHz。同時(shí)規(guī)定基站對(duì)移動(dòng)臺(tái)(下行鏈路)為發(fā)射頻率高，接收頻率低；反之，移動(dòng)臺(tái)對(duì)基站(上行鏈路)為發(fā)射頻率低，接收頻率高。

3.1.2頻率的有效利用技術(shù)頻率的有效利用就是從時(shí)間域、空間域和頻率域這三個(gè)方面采納多種技術(shù)，以設(shè)法提高頻率的利用率。(1)時(shí)間域的頻率有效利用(2)空間域的頻率有效利用(3)頻率域的頻率有效利用

3.1.2頻率的有效利用技術(shù)

頻率域的頻率有效利用兩種方法：信道的窄帶化寬帶多址技術(shù)

寬帶多址技術(shù)：頻分多址(FDMA)時(shí)分多址(TDMA)碼分多址(CDMA)以及它們的組合等。

3.1.3多信道共用技術(shù)

1.呼叫話務(wù)量與忙時(shí)話務(wù)量話務(wù)量是通

信系統(tǒng)通話業(yè)務(wù)量或繁忙程度的指標(biāo)。話務(wù)量是指單位時(shí)間內(nèi)(1小時(shí))進(jìn)行的平均電話交換量。

話務(wù)量分為流入話務(wù)量和完成話務(wù)量。

1.呼叫話務(wù)量與忙時(shí)話務(wù)量

假設(shè)話務(wù)量A表示，那么A=C0tC:每小時(shí)的平均呼叫次數(shù)(包括呼叫勝利和失敗的次數(shù))。t0:每次呼叫平均占用信道的時(shí)間(包括接續(xù)時(shí)間和通話時(shí)間)。

假如以t0小時(shí)為單位，那么話務(wù)量A的單位是Erl。假如一個(gè)小時(shí)內(nèi)不斷地占用一個(gè)信道，那么其呼叫話務(wù)量為1Erl(愛爾蘭),是一個(gè)信道具有的最大話務(wù)量。

1.呼叫話務(wù)量與忙時(shí)話務(wù)量

用戶忙時(shí)話務(wù)量是指一天中最忙的那個(gè)小時(shí)(即“忙時(shí)”),每個(gè)用戶的平均話務(wù)量，用AB來表示。AB是一個(gè)統(tǒng)計(jì)平均值。將忙時(shí)話務(wù)量與全日話務(wù)量之比稱為集中系數(shù)，用K表示。由于K反映了這個(gè)通信系統(tǒng)“忙時(shí)”的集中程度，即忙時(shí)話務(wù)量在全天話務(wù)量中所占的比例。C'KT(Erl)每個(gè)用戶忙時(shí)話務(wù)量：AB

3600

C′為每個(gè)用戶每天平均呼叫次數(shù)；T為每次呼叫平均占用信道的時(shí)間(s)。

2.容量

在多信道共用時(shí)，容量有兩種表示法。系統(tǒng)所能容納的用戶數(shù)(M)為

AMAB

每個(gè)信道所能容納的用戶數(shù)(m)為

MAmnnAB

3.呼損率

在一個(gè)通信系統(tǒng)中，呼叫失敗的概率稱為呼叫損失概率，簡(jiǎn)稱呼損率，記為B。呼損率的計(jì)算方法

利用完成話務(wù)量ErlangB公式

3.呼損率①利用完成話務(wù)量計(jì)算呼損率：

設(shè)A′為呼叫勝利而接通電話的話務(wù)量，簡(jiǎn)稱完成話務(wù)量。C0為1小時(shí)內(nèi)呼叫勝利而通話的次數(shù)，t0為每次呼叫平均占用信道的時(shí)間，那么完成話務(wù)量為A′=C00t呼損率為B=AACC0CiACC

3.呼損率②利用ErlangB公式的計(jì)算方法:I.II.III.

假如呼叫具有以下性質(zhì)：每次呼叫相互獨(dú)立，互不相關(guān)，即呼叫具有隨機(jī)性；每次呼叫在時(shí)間上都有相同的概率；每個(gè)用戶選用無線信道是任意的，且是等概的，那么呼損率可按下式計(jì)算：

AnAnn!Bnn!iAA2AnA11!2!n!i0i!

其中，n為共用信道數(shù)，即系統(tǒng)容量(電路數(shù)量)。

3.呼損率②利用ErlangB公式的計(jì)算方法:

依據(jù)ErlangB公式，知道三個(gè)參數(shù)A、B和n中的任何兩個(gè)，就可以從愛爾蘭呼損表查出需要的第三個(gè)參數(shù)。表3-1愛爾蘭呼損表

Bn1

1%A0.0101

2%A0.020

5%A0.053

10%A0.111

20%A0.25

51020

1.3604.46012.031

1.6575.09213.181

2.2196.21615.249

2.8817.51117.163

4.0109.68521.635

3.呼損率

呼損率也稱通信網(wǎng)的服務(wù)等級(jí)。呼損率越小，勝利呼叫的概率越大，服務(wù)等級(jí)越高。呼損率和話務(wù)量

是相互沖突的，也即服務(wù)等級(jí)和信道利用率是沖突的。

4.信道利用率

多信道共用時(shí)，信道利用率是指每個(gè)信道平均完成的話務(wù)量。因此

AA(1B)ηnn假如已知B、n,依據(jù)表3-1可算出A值，然后由上式求出。

3.2蜂窩小區(qū)的概念和區(qū)域掩蓋3.2.1蜂窩小區(qū)的概念3.2.2大區(qū)制小容量3.2.3頻率復(fù)用和小區(qū)制移動(dòng)通信系統(tǒng)