蜂窝组网技术.ppt

蜂窝蜂窝——系统设计基础系统设计基础内容内容n第一节第一节 蜂窝小区的概念和特点蜂窝小区的概念和特点n第二节第二节 信道切换策略信道切换策略n第三节第三节 信道信道( (频率频率) )配置配置n第四节第四节 电信业务流量与服务等级电信业务流量与服务等级n第五节蜂窝移动通信系统的容量分析第五节蜂窝移动通信系统的容量分析n第六节第六节 干扰和系统容量干扰和系统容量第一节蜂窝小区的概念和特点Ø蜂窝式组网理论蜂窝式组网理论Ø蜂窝概念蜂窝概念 Ø频率复用频率复用Ø区群区群Ø系统容量与区群关系系统容量与区群关系Ø同频小区的确定同频小区的确定Ø同频复用距离同频复用距离蜂窝式组网理论蜂窝式组网理论无线蜂窝式小区覆盖无线蜂窝式小区覆盖 将一个移动通信服务区划分成许多以正六边形将一个移动通信服务区划分成许多以正六边形为基本几何图形的覆盖区域为基本几何图形的覆盖区域小功率发射小功率发射 一个较低功率的发射机服务一个蜂窝小区，在一个较低功率的发射机服务一个蜂窝小区，在较小的区域内设置相当数量的用户较小的区域内设置相当数量的用户频率复用频率复用 蜂窝系统的基站工作频率，由于传播损耗提供足蜂窝系统的基站工作频率，由于传播损耗提供足够的隔离度，在相隔一定距离的另一个基站可以重复够的隔离度，在相隔一定距离的另一个基站可以重复使用同一组工作频率使用同一组工作频率优点：缓解了频率资源紧缺，增加了系统容量优点：缓解了频率资源紧缺，增加了系统容量缺点：同频干扰缺点：同频干扰蜂窝式组网理论蜂窝式组网理论多信道共用多信道共用 由若干无线信道组成的移动通信系统，为大量由若干无线信道组成的移动通信系统，为大量的用户共同使用并且仍能满足服务质量的信道利用技的用户共同使用并且仍能满足服务质量的信道利用技术术越区切换越区切换 当正在通话的移动台进入相邻无线小区时，业务当正在通话的移动台进入相邻无线小区时，业务信道自动切换到相邻小区基站，从而不中断通信过程信道自动切换到相邻小区基站，从而不中断通信过程小区制小区制n小区制的概念小区制的概念 将所要覆盖的地区划分为若干小区，每个小区的半径将所要覆盖的地区划分为若干小区，每个小区的半径可视用户的分布密度在可视用户的分布密度在1-10公里左右，在每个小区设公里左右，在每个小区设立一个基站为本小区范围内的用户服务。

立一个基站为本小区范围内的用户服务n频率复用频率复用 用有限的频率数就可以服务多个小区，每一个小区和用有限的频率数就可以服务多个小区，每一个小区和其它小区可再重复使用这些频率，称为频率用这种其它小区可再重复使用这些频率，称为频率用这种组网方式可以构成大区域大容量移动通信系统组网方式可以构成大区域大容量移动通信系统小区制小区制n频率复用和覆盖方式频率复用和覆盖方式„带状服务覆盖区带状服务覆盖区„面状服务覆盖区面状服务覆盖区Ÿ簇簇Ÿ小区的覆盖形状小区的覆盖形状Ÿ同频干扰同频干扰n同频相邻小区的找法同频相邻小区的找法n双频组频率配置n三频组频率配置 f1 f2 f1 f2 f1 f2 f1 f1 f2 f3 f1 f2 f3 f1 一般应用在铁路、公路、沿海等地按横向排列覆盖整个一般应用在铁路、公路、沿海等地按横向排列覆盖整个服务区，服务区，BSBS使用定向天线，有许多细长的无线小区相连而成使用定向天线，有许多细长的无线小区相连而成n为了克服同频干扰，为了克服同频干扰，常采用双频组频率配置常采用双频组频率配置和三频组或四频组的频和三频组或四频组的频率配置方式率配置方式。

n从造价和频率利用率从造价和频率利用率来看，选择二频组最好，来看，选择二频组最好，但二频组的抗干扰能力但二频组的抗干扰能力最差小区制小区制--带状服务区带状服务区小区制小区制----面状服务覆盖区面状服务覆盖区n面状服务区面状服务区 陆地移动通信大部分是在一个宽广的平面上实现的，陆地移动通信大部分是在一个宽广的平面上实现的，平面服务区内的无线小区组成的实际形状取决于电波传平面服务区内的无线小区组成的实际形状取决于电波传播条件和天线的方向性如果服务区的地形、地物相同，播条件和天线的方向性如果服务区的地形、地物相同，且基地台采用全向天线，其覆盖范围大体是一个圆为且基地台采用全向天线，其覆盖范围大体是一个圆为了不留空隙地覆盖整个服务区，无线小区之间会有大量了不留空隙地覆盖整个服务区，无线小区之间会有大量的重叠在考虑重叠之后，每个小区实际上的有效覆盖的重叠在考虑重叠之后，每个小区实际上的有效覆盖区是一个圆的内接多边形，这些多边形有正三角形、正区是一个圆的内接多边形，这些多边形有正三角形、正方形和正六边形方形和正六边形小区制小区制----面状服务覆盖区面状服务覆盖区n服务区形状：线状、面状（无缝覆盖）服务区形状：线状、面状（无缝覆盖）n相同地形地物、全向天线相同地形地物、全向天线圆形小区圆形小区n规划设计中为邻接覆盖服务区，用规划设计中为邻接覆盖服务区，用圆内接正多边形圆内接正多边形代替代替圆圆(正三角形、正方形、正六边形正三角形、正方形、正六边形)三种圆内接正多边形的比较三种圆内接正多边形的比较小区形状小区形状正三角形正三角形正方形正方形正六边形正六边形比较比较相邻小区的中相邻小区的中心距离心距离r大：大：BS间干扰小间干扰小单位小区单位小区面积面积大：所需小区数少大：所需小区数少交叠区域交叠区域距离距离r小：便于跟踪交换小：便于跟踪交换交叠区域交叠区域面积面积小：同频干扰小小：同频干扰小最少频率最少频率个数个数643少：频率利用率高少：频率利用率高正六边形小区形状最佳正六边形小区形状最佳，相互邻接构成，相互邻接构成蜂窝状网络结构蜂窝状网络结构蜂窝概念蜂窝概念n通过上表可见，采用正六边形无线小区邻接构成整个面状通过上表可见，采用正六边形无线小区邻接构成整个面状服务区为最好。

服务区为最好n六边形的面状服务区的形状像蜂窝六边形的面状服务区的形状像蜂窝------称蜂窝网称蜂窝网n蜂窝网通常是先由若干邻接的无线小区组成一个无线区群，蜂窝网通常是先由若干邻接的无线小区组成一个无线区群，再由若干个无线区群构成整个服务区再由若干个无线区群构成整个服务区n为了实现同频复用，防止同频干扰，要求每个区群中的小为了实现同频复用，防止同频干扰，要求每个区群中的小区，不得使用相同频率，只有在不同的无线区群中，才可使区，不得使用相同频率，只有在不同的无线区群中，才可使用相同的频率进行频率复用用相同的频率进行频率复用 n n实际形状实际形状实际形状实际形状 由于地形地貌、传播环境、衰落形式的多样性，小区由于地形地貌、传播环境、衰落形式的多样性，小区由于地形地貌、传播环境、衰落形式的多样性，小区由于地形地貌、传播环境、衰落形式的多样性，小区的实际无线覆盖是一个不规则的形状的实际无线覆盖是一个不规则的形状的实际无线覆盖是一个不规则的形状的实际无线覆盖是一个不规则的形状 一个小区实际的无线覆盖是不规则的一个小区实际的无线覆盖是不规则的 (b b) )理想形状理想形状 ( (c c) )实际形状实际形状( (a a) )理论形状理论形状 蜂窝概念蜂窝概念n同频复用同频复用n小区簇的意义小区簇的意义n频率复用距离与小区簇的关系频率复用距离与小区簇的关系n载波干扰比与小区簇的关系载波干扰比与小区簇的关系同频复用同频复用 同频复用同频复用n两个不同的地理区域里配置相同的频率。

例如在不同的两个不同的地理区域里配置相同的频率例如在不同的城市中使用相同频率的城市中使用相同频率的AM或或FM广播电台广播电台n在一个系统的作用区域内重复使用相同的频率在一个系统的作用区域内重复使用相同的频率——这种这种方案用于蜂窝系统中方案用于蜂窝系统中 区区 群群( ( 簇簇 ) ) n若干个单位无线区群彼此邻接组成蜂窝式服务区域若干个单位无线区群彼此邻接组成蜂窝式服务区域n邻接单位无线区群中的同频无线小区的中心间距相等邻接单位无线区群中的同频无线小区的中心间距相等n满足以上条件的单位无线区群中的小区数目满足以上条件的单位无线区群中的小区数目N为为: N=i2+ij+j2其中，其中，i和和j为非零整数，同频小区之间的二为非零整数，同频小区之间的二维距离N叫做区群的大小，典型值为叫做区群的大小，典型值为4、、7或或12区群（簇）的组成区群（簇）的组成七小区频率复用的图解七小区频率复用的图解 同频小区的确定同频小区的确定n沿着任何一条六边形边的垂线方向移动沿着任何一条六边形边的垂线方向移动j j个小区个小区n逆时针旋转逆时针旋转6060度再移动度再移动i i个小区个小区i=？？j=？？N=？？蜂窝小区中定位同频小区的方法蜂窝小区中定位同频小区的方法 频率复用距离频率复用距离D Dn频率复用距离频率复用距离D:D: 式中式中D:同频小区的距离同频小区的距离 N: 单位无线区群中的小区数目单位无线区群中的小区数目 R:小区半径小区半径 :邻区中心之间距离邻区中心之间距离系统容量与区群关系系统容量与区群关系n考虑一个共有考虑一个共有S个可用的双向信道的蜂窝系统。

如果个可用的双向信道的蜂窝系统如果每个小区都分配每个小区都分配k个信道个信道(k

两个目标进行协调和折衷N N↑ ↑D ↑ ↑ 频率利用率频率利用率低低 同频干扰小同频干扰小 N N↓ ↓D ↓ ↓ 频率利用率频率利用率高高 同频干扰大同频干扰大         载干比与区群的关系载干比与区群的关系载干比与区群的关系载干比与区群的关系设各基站发射功率相同，各基站到移动台距离近似相等设各基站发射功率相同，各基站到移动台距离近似相等（等于Ｄ）；采用全向天线，六个干扰源等于Ｄ）；采用全向天线，六个干扰源移动无线信道移动无线信道移动无线信道移动无线信道的传播特性表明：的传播特性表明：的传播特性表明：的传播特性表明：路径损耗正比于传播距离的路径损耗正比于传播距离的γγ次方次方（（一一一一般般般般γγ取取取取4 4 4 4 ）D得得到到载载干干比比门门限限 与与小小区区簇簇数数目目N N的关系的关系为：为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　所所要要求求的的　　　　越越小小，，ＮＮ越越小小，，每每个个小小区区可可用用信信道道数数越越多多，，系统容量越大。

系统容量越大载干比与区群的关系载干比与区群的关系载干比与区群的关系载干比与区群的关系nTACS模拟蜂窝系统中，通常所以所以所以所以GSMGSM系统系统系统系统容量更大．容量更大．容量更大．容量更大．同理，根据上式可得出，同理，根据上式可得出，同理，根据上式可得出，同理，根据上式可得出，３或４个小区为一３或４个小区为一３或４个小区为一３或４个小区为一簇簇簇簇 根据（１）式可得出，簇根据（１）式可得出，簇根据（１）式可得出，簇根据（１）式可得出，簇N N N N最小为最小为最小为最小为6.496.496.496.49，故一，故一，故一，故一般取小区簇的最小值为般取小区簇的最小值为般取小区簇的最小值为般取小区簇的最小值为N =7N =7N =7N =7，，，， 即：即：即：即：7 7 7 7个小区为一簇个小区为一簇个小区为一簇个小区为一簇载干比与区群的关系载干比与区群的关系载干比与区群的关系载干比与区群的关系例题例题　　蜂蜂窝窝小小区区的的六六个个同同频频干干扰扰分分布布如如图图MSMS处处于于小小区区边边缘缘‘‘o’o’，，要要求求载载干干比比在在最最不不利利的的情情况况下下应应达达到到规规定定的的门门限限值值(C/I)s(C/I)s，，分分别别计计算算下下列列两两种种条条件件下下区区群群N N至至少少为为几几个个？？若若总总频频段段宽宽度度W=25MHZW=25MHZ，，等等效效信信道道间间隔隔B=25KHZB=25KHZ，，试试比较下列两种条件下的通信容量。

比较下列两种条件下的通信容量 （（1 1））(C/I)s=18dB (C/I)s=18dB （（2 2））(C/I)s=12dB(C/I)s=12dBＤ载干比与小区簇的关系载干比与小区簇的关系载干比与小区簇的关系载干比与小区簇的关系频率复用意味着在一个给定的覆盖区域内，存在着许频率复用意味着在一个给定的覆盖区域内，存在着许多使用同一组频率的小区，这些小区叫做同频小区；多使用同一组频率的小区，这些小区叫做同频小区；这些同频小区之间的信号干扰叫做同频干扰这些同频小区之间的信号干扰叫做同频干扰n减少的措施减少的措施 p为了减小同频干扰，同频小区必须在物理上隔开为了减小同频干扰，同频小区必须在物理上隔开一个最小的距离，为传播提供充分的隔离一个最小的距离，为传播提供充分的隔离p可以采用定向天线可以采用定向天线减小同频干扰减小同频干扰n同频干扰同频干扰n邻频干扰:n降低邻频干扰的措施:　　来自所使用信号频率的相邻频率的信号干扰 邻频干扰是因接收滤波器不理想，使得相邻频率的信号泄漏到了传输带宽内而引起的u 使用精确的滤波器；u 合适的信道分配使其减小；u 使小区中的信道间隔尽可能的大；u 避免在相邻小区使用邻频信道来阻止次要的邻频干扰；u 选用合适的频率复用比例。

内容内容n第一节第一节 蜂窝小区的概念和特点蜂窝小区的概念和特点n第二节第二节 信道切换策略信道切换策略n第三节第三节 信道信道( (频率频率) )配置配置n第四节第四节 电信业务流量与服务等级电信业务流量与服务等级n第五节蜂窝移动通信系统的容量分析第五节蜂窝移动通信系统的容量分析n第六节第六节 干扰和系统容量干扰和系统容量第二节信道切换策略第二节信道切换策略Ø信道切换概念信道切换概念Ø引起切换通常的原因引起切换通常的原因Ø移动台辅助切换移动台辅助切换Ø实际系统切换的一些考虑实际系统切换的一些考虑信道切换策略信道切换策略n信道切换概念信道切换概念 当移动用户处于通话状态时，如果用户从一个小区移当移动用户处于通话状态时，如果用户从一个小区移动到另一个小区，为保证通话的连续，系统要对该移动动到另一个小区，为保证通话的连续，系统要对该移动台的连接控制也从一个小区转移到另一小区将处于正台的连接控制也从一个小区转移到另一小区将处于正在通话的移动台转移到新的业务信道（新小区）的过程在通话的移动台转移到新的业务信道（新小区）的过程称为切换称为切换n信道切换目的信道切换目的 是实现蜂窝移动通信的是实现蜂窝移动通信的““无缝隙无缝隙””覆盖，即当移动覆盖，即当移动台从一个小区进入另一个小区时，保证通信的连续性。

台从一个小区进入另一个小区时，保证通信的连续性切换的操作不仅包括识别新的小区，而且需要分配给移切换的操作不仅包括识别新的小区，而且需要分配给移动台在新小区的语音信道和控制信道动台在新小区的语音信道和控制信道信道切换策略信道切换策略n引起切换通常的原因引起切换通常的原因 ü信号的强度或质量下降到由系统规定的一定参数以下，信号的强度或质量下降到由系统规定的一定参数以下，此时移动台被切换到信号强度较强的相邻小区此时移动台被切换到信号强度较强的相邻小区ü由于某小区业务信道容量全被占用或几乎全被占用，这由于某小区业务信道容量全被占用或几乎全被占用，这时移动台被切换到业务信道容量较空闲的相邻小区时移动台被切换到业务信道容量较空闲的相邻小区n第一种原因引起的切换一般由移动台发起第一种原因引起的切换一般由移动台发起n第二种原因引起的切换一般由上级实体发起第二种原因引起的切换一般由上级实体发起. .信道切换策略信道切换策略n切换必须顺利完成，并且尽可能少地出现，同时要使用切换必须顺利完成，并且尽可能少地出现，同时要使用户觉察不到为适应这些要求，系统设计者必须指定一户觉察不到为适应这些要求，系统设计者必须指定一个启动切换的最恰当的信号强度。

一般在个启动切换的最恰当的信号强度一般在-90dBm~-100dBm））n基站在准备切换之前先对信号监视一段时间呼叫在一基站在准备切换之前先对信号监视一段时间呼叫在一个小区内没有经过切换的通话时间，叫做驻留时间个小区内没有经过切换的通话时间，叫做驻留时间n第一代模拟蜂窝系统中，信号能量的检测是由基站来完第一代模拟蜂窝系统中，信号能量的检测是由基站来完成，由移动交换中心成，由移动交换中心(MSC)来管理的来管理的n在使用数字在使用数字TDMA技术的第二代系统中，是否切换的决技术的第二代系统中，是否切换的决定是由移动台辅助完成的定是由移动台辅助完成的n移动台辅助切换（移动台辅助切换（MAHO）每个移动台检测从周围基站）每个移动台检测从周围基站中接收信号的能量并且将这些检测数据连续送给当前为中接收信号的能量并且将这些检测数据连续送给当前为它服务的基站它服务的基站信道切换策略信道切换策略n实际系统切换的一些考虑实际系统切换的一些考虑 在实际的蜂窝系统中，当移动速度变化范围较大时，在实际的蜂窝系统中，当移动速度变化范围较大时，系统设计将遇到许多问题系统设计将遇到许多问题n通过使用不同高度的天线和不同强度的功率，在一个站通过使用不同高度的天线和不同强度的功率，在一个站点上设置点上设置““大的大的””和和““小的小的””覆盖区，这种技术叫做伞覆盖区，这种技术叫做伞状小区方法。

伞状小区方法能用来为高速用户提供大面状小区方法伞状小区方法能用来为高速用户提供大面积的覆盖，同时为低速用户提供小面积的覆盖积的覆盖，同时为低速用户提供小面积的覆盖n小区拖尾是由对基站发射强信号的步行用户所产生的小区拖尾是由对基站发射强信号的步行用户所产生的 由于用户以非常慢的速度离开基站，平均信号能量衰由于用户以非常慢的速度离开基站，平均信号能量衰减不快；即使当用户远离了小区的预定范围，基站接收减不快；即使当用户远离了小区的预定范围，基站接收的信号仍然可能高于切换门限，因此不做切换，这就会的信号仍然可能高于切换门限，因此不做切换，这就会产生潜在的干扰和话务量管理问题，因为用户那时已深产生潜在的干扰和话务量管理问题，因为用户那时已深入到了相邻小区中入到了相邻小区中 为解决小区拖尾问题，需仔细地调整切换门限和无线为解决小区拖尾问题，需仔细地调整切换门限和无线覆盖参数覆盖参数内容内容n第一节第一节 蜂窝小区的概念和特点蜂窝小区的概念和特点n第二节第二节 信道切换策略信道切换策略n第三节第三节 信道信道( (频率频率) )配置配置n第四节第四节 电信业务流量与服务等级电信业务流量与服务等级n第五节蜂窝移动通信系统的容量分析第五节蜂窝移动通信系统的容量分析n第六节第六节 干扰和系统容量干扰和系统容量第三节第三节 信道信道( (频率频率) )配置配置Ø激励方式激励方式Ø频率规划频率规划Ø信道信道( (频率频率) )配置配置----等频距配置法等频距配置法Ø信道配置实例信道配置实例----频率划分频率划分 基站激励方式基站激励方式Ø激励方式一般分为激励方式一般分为中心激励和顶点激励中心激励和顶点激励全向辐射天线基站全向辐射天线基站120°120°扇形辐射天线基站扇形辐射天线基站基站激励方式基站激励方式n类型类型„中心激励中心激励----全向天线全向天线„顶点激励顶点激励----定向天线定向天线Ÿ三叶草形三叶草形Ÿ120°°扇形扇形Ÿ60°°扇形扇形激励方式激励方式Ø中心激励是指基地台位于无线小区的中心，中心激励是指基地台位于无线小区的中心，并采用全向天线实现无线小区的覆盖。

并采用全向天线实现无线小区的覆盖Ø顶点激励是指每个正六边形间隔的三个顶角顶点激励是指每个正六边形间隔的三个顶角上设置基地台，并采用三个上设置基地台，并采用三个1201200 0扇形张角的定扇形张角的定向天线分别覆盖三个相邻小区的各三分之一区向天线分别覆盖三个相邻小区的各三分之一区域Ø表示方法表示方法: :中心激励中心激励N=7N=7；； 顶点激励顶点激励N= 4×3N= 4×3；； 3×33×3顶点激励方式的好处顶点激励方式的好处Ø顶点激励方式采用定向天线，能消除障碍物阴影顶点激励方式采用定向天线，能消除障碍物阴影Ø对来自对来自1201200 0主瓣之外的同频干扰信号，天线方向性能主瓣之外的同频干扰信号，天线方向性能提供一定的隔离度，从而降低了干扰提供一定的隔离度，从而降低了干扰Ø减小同频无线小区之间的距离，降低了无线区群中减小同频无线小区之间的距离，降低了无线区群中无线小区的个数，无线小区的个数，提高频率利用率、简化设备、降低提高频率利用率、简化设备、降低成本Ø全向天线改定向天线可减小同频干扰全向天线改定向天线可减小同频干扰GSM900: GSM900: 载频号为载频号为1-1241-124，共，共124124个频道。

个频道n中国移动中国移动 890-909890-909／／935-954MHz935-954MHz，， 载频号为载频号为1-95(1-95(通常频点通常频点9595保留不用保留不用) )；；n中国联通中国联通909-915909-915／／954-960MHz954-960MHz，， 载频号为载频号为96-12496-124n频率值与载频号的关系计算：频率值与载频号的关系计算： 基站收基站收 f f L L(n)=890.2+(n-1)×0.2 MHz(n)=890.2+(n-1)×0.2 MHz 基站发基站发 f fh h(n)=f(n)=fl l(n)+45 MHz(n)+45 MHz 其中，其中，n=1,….124n=1,….124 我国我国GSMGSM网的频率规划网的频率规划  DCS1800:DCS1800:载频号为载频号为512-736512-736，共，共224224个频道个频道n中国移动中国移动 1710-17201710-1720／／1805-1815MHz1805-1815MHz，， 载频号为载频号为512-559512-559；；n中国联通中国联通 1745-17551745-1755／／1840-1850MHz1840-1850MHz，， 载频号为载频号为687-736687-736。

n频率值与载频号的关系计算：频率值与载频号的关系计算： 基站收基站收 f fl l(n(n)=1710.2+(n-512)×0.2 MHz )=1710.2+(n-512)×0.2 MHz 基站发基站发 f fh h(n(n)=f)=fl l(n)+95 MHz (n)+95 MHz 其中，其中，n=512-736n=512-736 我国我国GSMGSM网的频率规划（续网的频率规划（续1 1）） 信道配置信道配置n将将给定的信道定的信道( (频道道) )分配分配给一个簇内的各个小区一个簇内的各个小区 n静静态配置法配置法„分区分分区分组配置法：尽量减小占用的配置法：尽量减小占用的总频段，以提高段，以提高频段利用率；同一簇内不能使用相同的信道，以避段利用率；同一簇内不能使用相同的信道，以避免同免同频道干道干扰；小区内采用无三；小区内采用无三阶互互调的相容信道的相容信道组，以避免互，以避免互调干干扰；适合小容量系；适合小容量系统„等等频距配置法：按等距配置法：按等频率率间隔来配置信道；适合大隔来配置信道；适合大容量系容量系统。

n动态配置法配置法„动态配置法：随配置法：随业务量的量的变化重新配置化重新配置; ;„柔性配置法：准柔性配置法：准备若干个信道，需要若干个信道，需要时提供提供给某个某个小区使用小区使用信道信道( (频率频率) )配置配置------等频距配置法等频距配置法 等等频频距距配配置置时时可可根根据据群群内内的的小小区区数数N N来来确确定定同同一一信信道道组组内内各各信信道道之之间间的的频频率率间间隔隔，，例例如如，，第第一一组组用用(1(1，，1+N, 1+N, 1+2N, 1+2N, 1+3N, 1+3N, …)…)，，第第二二组组用用(2, (2, 2+N, 2+N, 2+2N, 2+2N, 2+3N, 2+3N, …)…)等例如N=7N=7，则信道的配置为：，则信道的配置为：第一组第一组 1 1、、 8 8、、 1515、、 2222、、 2929、、 ……第二组第二组 2 2、、 9 9、、 1616、、 2323、、 3030、、 ……第三组第三组 3 3、、 1010、、 1717、、 2424、、 3131、、 ……第四组第四组 4 4、、 1111、、 1818、、 2525、、 3232、、 ……第五组第五组 5 5、、 1212、、 1919、、 2626、、 3333、、 ……第六组第六组 6 6、、 1313、、 2020、、 2727、、 3434、、 ……第七组第七组 7 7、、 1414、、 2121、、 2828、、 3535、、 … … n同同一一信信道道组组内内的的信信道道最最小小频频率率间间隔隔为为7 7个个信信道道间间隔隔，，若若信信道道间间隔隔为为200kHz200kHz，，则则其其最最小小频频率率间间隔隔可可达达1400 1400 kHzkHz，， 这这样样，，接接收收机机的的输输入入滤滤波波器器便便可可有有效效地地抑抑制制邻邻道道干干扰扰和和互调干扰。

互调干扰 n若若是是定定向向天天线线进进行行顶顶点点激激励励的的小小区区制制，，每每个个基基站站应应配配置置三三组组信信道道，，向向三三个个方方向向辐辐射射，，例例如如N=7N=7，，每每个个区区群群就就需需有有2121个个信信道道组组整整个个区区群群内内各各基基站站信信道道组组的的分分布布如如下下图图 信道信道(频率频率)配置配置---等频距配置法等频距配置法 三顶点激励的信道配置三顶点激励的信道配置信道配置实例信道配置实例____频率复用频率复用 nGSMGSM的的频频率率规规划划通通常常采采用用4×34×3复复用用方方式式对对于于业业务务量量较较大大的的地地区区，，可可采采用用3×33×3、、l×3l×3、、2×62×6等等复复用用方方式式无无论论采采用用哪哪种种复复用用方方式式，，必必须须满满足足干干扰扰保护比的要求保护比的要求nGSMGSM系统中，对载干比的要求是：系统中，对载干比的要求是：„同同频频载载干干比比：：C/I≥9dBC/I≥9dB，，工工程程中中加加3dB3dB余余量量，，即即 C/I≥12dBC/I≥12dB„邻邻频频载载干干比比：：C/I≥-9dBC/I≥-9dB；；工工程程中中加加3dB3dB余余量量，，即即 C/I≥-6dBC/I≥-6dB。

n载波偏离载波偏离400kHz400kHz时的载干比：时的载干比：C/I≥-41dBC/I≥-41dB信道配置实例信道配置实例____频率规划原则频率规划原则 n一般情况下，同基站内不允许存在同频、邻频频点；一般情况下，同基站内不允许存在同频、邻频频点；n同一小区内同一小区内BCCHBCCH和和TCHTCH的频率间隔最好在的频率间隔最好在400kHz400kHz以上；以上；n同同一一小小区区的的TCHTCH间间的的频频率率间间隔隔最最好好在在400kHz400kHz以以上上( (采采用用射射频频跳跳频频时时可可通通过过合理设划合理设划 MAIOMAIO实现要求实现要求) )；；n直直接接邻邻近近的的基基站站应应尽尽量量避避免免同同频频( (即即使使其其天天线线主主瓣瓣方方向向不不同同，，旁旁瓣瓣及及背背瓣瓣的影响也会带来较大的干扰的影响也会带来较大的干扰) )；；n考考虑虑到到天天线线挂挂高高和和传传播播环环境境的的复复杂杂性性，，距距离离较较近近的的基基站站应应尽尽量量避避免免同同频频、、邻频相对邻频相对( (含斜对含斜对) )；；n通通常常情情况况下下，，l×3l×3复复用用应应保保证证参参与与跳跳频频的的频频点点是是参参与与跳跳频频载载频频数数的的二二倍倍以上；以上；n重点关注同频复用，避免在邻近区域存在同重点关注同频复用，避免在邻近区域存在同BCCHBCCH同同BSICBSIC的情况。

的情况 信道配置实例信道配置实例-4×3-4×3复用方式复用方式ØGSMGSM系系统统中中最最基基本本的的频频率率复复用用方方式式为为4×34×3频频率率复复用用方方式式，， ““4”4”表表示示4 4个个基基站站，， ““3”3”表表示示每每个个基基站站3 3个个小小区区组组成成1212个个扇扇形形小小区区为为一一个个频频率率复复用用簇簇，，同同一一簇簇中中频频率率不不能能被被复用Ø4×34×3频频率率复复用用方方式式同同频频复复用用距距离离大大，，能能够够比比较较可可靠靠地地满满足足GSMGSM体体制制对对同同频频于于扰扰保保护护比比和和邻邻频频干干扰扰保保护护比比的的指指标标要要求，使求，使GSMGSM网络运行质量好、安全性高网络运行质量好、安全性高Ø由由于于BCCHBCCH载载频频的的重重要要性性及及其其不不能能采采用用下下行行功功控控、、DTXDTX等等抗抗干干扰扰手手段段，，BCCHBCCH载载频频必必须须采采用用4×34×3或或更更宽宽松松的的频频率率复复用用模式4×34×3频率复用方式（１）频率复用方式（１） 1 5 9 2 6 10 3 7 11 4 8 12 A D C B4×3复用方式　复用方式　　　4×34×3频率复用方式（２）频率复用方式（２）3个三叶草扇区覆盖　个三叶草扇区覆盖　N=12频道道组编号号A1B1C1D1A2B2C2D2A3B3C3D3频道道组序号序号123456789101112各频道组的频道号1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950515253545556575859606162636465666768697071727374757677787980818283848586878889909192939495969798991001011021031041051061071081091101111121131141151161171181191201211221231244×34×34×34×3复用方式的频道配置（联通复用方式的频道配置（联通复用方式的频道配置（联通复用方式的频道配置（联通6MHz6MHz6MHz6MHz））））6MHz6MHz带宽带宽4×34×3复用复用 n可用带宽为可用带宽为6MHz，信道号为，信道号为97~124。

下表为下表为4××3频频率规划例子率规划例子 频率组号A1B1C1D1A2B2C2D2A3B3C3D3各频率组的频点号12412312212112011911811711611511411311211111010910810710610510410310210110099989719MHz19MHz带宽带宽4×34×3复用复用 n中中国国移移动动19MHz的的频频率率（（1~94）），，采采用用4××3频频率率复复用用模模式式，，BCCH为为79~94，，共共16个个频频点点，，其其余余全全部部分分配配给给TCH，，最最大大站型为站型为S8/7/7频率组号A1B1C1D1A2B2C2D2A3B3C3D3各频率组的频点号949392919089888786858483787776757473727170696867666564636261605958575655545352515049484746454443424140393837363534333231302928272625242322212019181716151413121110987654321      4×34×3复用小结复用小结 n4××3作作为为常常规规的的频频率率复复用用模模式式是是基基本本的的频频率率规规划划技技术术，，其其他他各各种种频频率率紧紧密密复复用用技技术术的的BCCH都必须采用都必须采用4××3复用模式。

复用模式n理理论论分分析析表表明明，，当当各各基基站站分分布布比比较较规规则则、、小小区区方方位位一一致致时时，，同同样样复复用用模模式式下下的的干干扰扰最最小小因因此此要要想想增增加加网网络络容容量量，，就就必必须须尽尽可可能能保保持持基基站站分分布布符符合合理理想想网网孔孔规规则则，，小小区区方方位位角角保保持持一一致致，，天天线线高高度度也也维维持持在在同同一一高高度度(不不考考虑虑分分层层网网)但但有有时时为为了了覆覆盖盖的的需需要要，，又又往往往往期期望望通过调整天线方位角来改善覆盖，在这里与网络容量的提高是一个矛盾，需要权衡取舍通过调整天线方位角来改善覆盖，在这里与网络容量的提高是一个矛盾，需要权衡取舍n当需要继续增加网络容量时，可以采用的措施有：当需要继续增加网络容量时，可以采用的措施有： (1)小小区区分分裂裂但但目目前前市市区区宏宏蜂蜂窝窝基基站站平平均均覆覆盖盖半半径径已已经经小小于于500m，，进进一一步步大大规规模模小小区区分分裂裂在技术上和经济上的难度越来越大；在技术上和经济上的难度越来越大； (2)利用新的频率资源如引入利用新的频率资源如引入1800MHz频率资源，建设频率资源，建设DCSl800网络；网络； (3)在在900MHz现有的频率资源情况下，采用紧密频率复用技术，提高网络容量。

现有的频率资源情况下，采用紧密频率复用技术，提高网络容量 采采用用频频率率紧紧密密复复用用技技术术提提高高网网络络容容量量是是最最经经济济、、最最快快捷捷的的手手段段，，因因此此也也是是最最受受运运营营商商欢欢迎迎的手段３７111５９２６104812371148121５９26104812解答解答频率紧密复用技术频率紧密复用技术频率紧密复用技术频率紧密复用技术-3×3-3×3-3×3-3×3（１）（１）（１）（１） 1 4 7 2 5 8 3 6 9 AC B　　　　　　　　3×33×33×33×3频率复用方式（２）频率复用方式（２）频率复用方式（２）频率复用方式（２）频道组编号A1B1C1A2B2C2A3B3A3频道组序号123456789        各        频        道        组        的       频       道       号12345678910111213141516171819------------7374757677787980818586878889909192939192939495969798991001011021031041051061071081091101111121131141151161171181191201211221231243×33×33×33×3频率复用方式的频道配置频率复用方式的频道配置频率复用方式的频道配置频率复用方式的频道配置内容内容n第一节第一节 蜂窝小区的概念和特点蜂窝小区的概念和特点n第二节第二节 信道切换策略信道切换策略n第三节第三节 信道信道( (频率频率) )配置配置n第四节第四节 电信业务流量与服务等级电信业务流量与服务等级n第五节蜂窝移动通信系统的容量分析第五节蜂窝移动通信系统的容量分析n第六节第六节 干扰和系统容量干扰和系统容量第四节电信业务流量与服务等级第四节电信业务流量与服务等级Ø多信道共用技术多信道共用技术Ø话务量与呼损率的定义话务量与呼损率的定义Ø呼损系统呼损率呼损系统呼损率B的计算爱尔兰的计算爱尔兰B公式公式Ø用户忙时的话务量与用户数用户忙时的话务量与用户数Ø例题例题电信业务流量与服务等级电信业务流量与服务等级n多信道共用技术多信道共用技术„无线移动通信系统小区所有无线信道都被占用，而无线移动通信系统小区所有无线信道都被占用，而用户又请求服务时用户又请求服务时: :Ÿ发生呼叫阻塞而被系统拒绝接入。

发生呼叫阻塞而被系统拒绝接入Ÿ用队列保存阻塞呼叫，呼叫请求就一直延迟到用队列保存阻塞呼叫，呼叫请求就一直延迟到有空闲信道为止有空闲信道为止电信业务流量与服务等级电信业务流量与服务等级n话务量与呼损率的定义话务量与呼损率的定义„在话音通信中，业务量的大小用话务量来量度话务量又分为在话音通信中，业务量的大小用话务量来量度话务量又分为流入话务量和完成话务量流入话务量和完成话务量„流入话务量的大小取决于单位时间流入话务量的大小取决于单位时间(1小时小时)内平均发生的呼叫内平均发生的呼叫次数次数λ和每次呼叫平均占用信道时间和每次呼叫平均占用信道时间(含通话时间含通话时间)S定义流入定义流入话务量话务量A为为 式中：式中：λ的单位是的单位是(次次/小时小时)；；S的单位是的单位是(小时小时/次次)；两者相乘而；两者相乘而得到得到A应是一个无量纲的量，命名它的单位为应是一个无量纲的量，命名它的单位为“爱尔兰爱尔兰”(Erlang) n已知 1 小时内平均发生呼叫的次数为λ(次)，可求得: A(爱尔兰) = S(小时/次)·λ(次/小时) nA是平均1小时内所有呼叫需占用信道的总小时数。

因此，1爱尔兰就表示平均每小时内用户要求通话的时间为1小时n 例如全通信网平均每小时发生20次呼叫，即λ = 20(次/小时)，平均每次呼叫的通话时间为3分钟，即 爱尔兰爱尔兰 电信业务流量与服务等级电信业务流量与服务等级 在在信信道道共共用用的的情情况况下下，，通通信信网网是是无无法法保保证证每每个个用用户户的的所所有有呼呼叫叫都都能能成成功功，，发发生生呼呼损损已已知知全全网网用用户户在在单单位位时时间间内内的的平平均均呼呼叫叫次次数数为为λλ，，单单位位时时间间内内成成功功呼呼叫叫的的次次数为数为λλ0 0( (λλ0 0＜＜λλ) )，就可算出完成话务量，就可算出完成话务量 流流入入话话务务量量A A与与完完成成话话务务量量A A0 0之之差差，，即即为为损损失失话话务务量量损损失失话话务务量量占占流流入入话话务务量量的的比比率率即即为为呼呼叫叫损损失失的的比比率率，，称称为为““呼损率呼损率””，用符号，用符号B B表示表示 电信业务流量与服务等级电信业务流量与服务等级n 呼呼损损率率B B越越小小，，成成功功呼呼叫叫的的概概率率就就越越大大，，用用户户就就越越满满意意。

因因此此，，呼呼损损率率B B 也也称称为为通通信信网网的的服服务务等等级级( (或或业业务务等级等级) ) n对对于于一一个个通通信信网网来来说说，，要要想想使使呼呼叫叫损损失失小小，，只只有有让让流流入入话话务务量量小小，，即即容容纳纳的的用用户户少少些些，，这这又又是是所所不不希希望望的的可见呼损率与流入可见呼损率与流入话务量是一对矛盾，要折衷处理话务量是一对矛盾，要折衷处理 电信业务流量与服务等级电信业务流量与服务等级 呼损系统爱尔兰呼损系统爱尔兰B B公式公式爱尔兰爱尔兰B B公式已经制成爱尔兰呼损表公式已经制成爱尔兰呼损表( (见附录一见附录一) )，若已知，若已知三个参数三个参数A A、、B B和和n n中的任何两个参数，就可以从爱尔兰呼中的任何两个参数，就可以从爱尔兰呼损表中查出需要的第三个参数可以从下表中找到损表中查出需要的第三个参数可以从下表中找到B B、、A A、、n n三者 呼呼损损率率不不同同情情况况下下，，信信道道的的利利用用率率也也是是不不同同的的信信道利用率道利用率ηη可用每小时每信道的完成话务量来计算，即可用每小时每信道的完成话务量来计算，即呼损率和话务量与信道数及信道利用率的关系表呼损率和话务量与信道数及信道利用率的关系表呼损率和话务量与信道数及信道利用率的关系表呼损率和话务量与信道数及信道利用率的关系表1用户忙时的话务量与用户数用户忙时的话务量与用户数 n每个用户在24小时内的话务量分布是不均匀的， 网络设计应按最忙时的话务量来进行计算。

最忙1小时内的话务量与全天话务量之比称为集中系数，用k表示，一般k=10%-15%每个用户的忙时话务量需用统计的办法确定n通信网中每一用户每天平均呼叫次数为C(次/天)， 每次呼叫的平均占用信道时间为T(秒/次)，集中系数为k， 则每用户的忙时话务量为 n一一个个用用户户2525天天内内平平均均呼呼叫叫时时间间100min100min，，平平均均每每天天呼呼叫叫时时间间4min 4min , ,每每天天忙忙时时呼呼叫叫一一次次，，假假定定忙忙时时系系数数9%9%，，忙忙市市呼呼叫叫一一次次时时间间为为0.36min0.36min，，根根据据A=A=λλs s，， 则则每每个个用用户户忙忙时时只只呼呼一一次次的的业业务量为务量为0.36/60=0.06Erl0.36/60=0.06Erln若若有有100100个个用用户户1010条条线线路路, ,则则这这个个系系统统的的留留入入话话务务量量A=6ErlA=6Erl，呼损率，呼损率B=4.3%B=4.3%n国国外外资资料料表表明明，，公公用用移移动动通通信信网网可可按按a a=0.01=0.01设设计计，，专专业业移移动动通通信信网网可可按按a a=0.05=0.05设设计计。

由由于于电话使使用用的的习习惯惯不不同同，，建建议议公公用用移移动动通通信信网网按按a a=0.02~0.03=0.02~0.03设设计计，，专专业业移移动动通通信信网网按按a a=0.08=0.08设计用户忙时的话务量与用户数用户忙时的话务量与用户数 用户数的计算用户数的计算 a=0.01(爱尔兰/用户)计算出每信道的用户数如下表所示(在a值不同时，则需另行计算) 全网的用户数为全网的用户数为m·n ，，m为每个信道的用户数，为每个信道的用户数，n 为信道数为信道数用户忙时的话务量与用户数用户忙时的话务量与用户数例题例题1某蜂窝网小区共有20个信道，每个用户忙时话务量0.01Erl,在一个呼叫清除系统中,呼损率为1%,该小区能支持多少用户数?解:n=20,B=1%,查表2.1 得A=12Erl    用户数：   m.n=A/    =12/0.01=1200户每天每户平均呼叫每天每户平均呼叫10次，每次呼叫占时次，每次呼叫占时100s，呼损率为，呼损率为10%，繁忙，繁忙小时集中率为小时集中率为10%，求：，求：（（1）给定）给定20个信道，能容纳多少个用户？个信道，能容纳多少个用户？（（2）若区域内有）若区域内有500个用户，需要分配多少个信道？个用户，需要分配多少个信道？解：解： A用户用户=CTK/3600=0.028 (Erl/用户用户)（（1）根据）根据B=10%，，n=20查爱尔兰呼损表得：查爱尔兰呼损表得： A=17.613Erl m×n=A/A用户用户=17.613/0.028≈≈629个个所以，给定所以，给定2020个信道可容纳约个信道可容纳约629629个用户个用户（（2））A= m×n×A用户用户=14 (Erl ) 根据根据A及及B=10%查爱尔兰呼损表得：查爱尔兰呼损表得： n≈17≈17个个所以，所以，500500个用户需共用约个用户需共用约1717个信道个信道例题例题例题例题3 n市区用户密度700户/km2，该区面积25 km2，郊区用户密度20户/ km2，该区面积300 km2， B=5%；每用户忙时话务量0.027Erl，城市采用4×3复用方式，郊区采用全向N=7复用方式。

中国联通的GSM网络,需要多少个BS来覆盖?n解:根据前节的信道配置方案(即6M频率复用)频率复用方式频率复用方式每每BS可用载频数可用载频数每每BS可用信道数可用信道数4×32×2+ 1×32×14+ 1×227全向全向430例题例题3-续续1n4×3方式（市区）(1)n=22 B=5% 查呼损表得A=17.132Erl用户数m.n=A/ =17.132/0.027=634户(2) n=14 B=5% 查呼损表得A=9.73Erl用户数m.n=A/ =9.73/0.027=323户总用户数=323×2+634=1280户每BS有效面积=1280/700=1.83 km2 BS数=25/1.83=13个例题例题3--续续2郊区N=7全向n=30 B=5% 查呼损表得A=24.8Erl用户数m.n=A/ =24.8/0.027=919户每BS有效面积=919/20=45km2 BS数=300/45=7个等待系统服务等级的计算等待系统服务等级的计算p等待系统服务等级指标主要有等待时长的概率分布和呼叫平均等待时间p等待时长的概率分布主要关心呼叫等待的概率和呼叫等待时间超过规定时间的概率。

p呼叫平均等待时间根据不同定义，可以分成： ①根据全部呼叫计算的平均等待时间； ②根据等待呼叫计算的平均等待时间 等待系统服务等级的计算等待系统服务等级的计算在任意时刻到达的呼叫，它的等待服务时间大于任意给定时间t的概率就是等待时长的概率分布，即例：设呼叫的平均占用时长s=10s，呼叫到达率 =1.2呼/ min，则业务流量 呼叫等待的概率 呼叫等待20 s以上的概率P(r>20)=p(r>0)e-0.1(1-0.2)20=0.04038 平均等待时间和平均排队长度① 平均等待时间② 平均排队长度等待系统服务等级的计算等待系统服务等级的计算内容内容n第一节第一节 蜂窝小区的概念和特点蜂窝小区的概念和特点n第二节第二节 信道切换策略信道切换策略n第三节第三节 信道信道( (频率频率) )配置配置n第四节第四节 电信业务流量与服务等级电信业务流量与服务等级n第五节蜂窝移动通信系统的容量分析第五节蜂窝移动通信系统的容量分析n第六节第六节 干扰和系统容量干扰和系统容量第五节蜂窝移动通信系统的容量分析 三种多址接入方式的三种多址接入方式的三种多址接入方式的三种多址接入方式的理论容量理论容量理论容量理论容量三种多址接入方式的三种多址接入方式的三种多址接入方式的三种多址接入方式的实际容量实际容量实际容量实际容量三种多址接入方式的理论容量理论上讲各种多址接入方式都有理论上讲各种多址接入方式都有理论上讲各种多址接入方式都有理论上讲各种多址接入方式都有相同的容量相同的容量相同的容量相同的容量推导推导推导推导 三种多址接入方式的实际容量 FDMAFDMA和和和和TDMATDMA 蜂蜂蜂蜂 窝窝窝窝 系系系系 统统统统 的的的的 容容容容 量量量量 CDMACDMA 蜂蜂 窝窝 系系 统统 的的 容容 量量蜂蜂 窝窝 系系 统统 的的 容容 量量 三种系统三种系统三种系统三种系统 容容量量的的比比较较容容量量的的比比较较FDMA和TDMA蜂窝系统的容量对于模拟对于模拟FDMA系统系统, , 频率重用的小区数频率重用的小区数N N由所需的载干比由所需的载干比决定，即决定，即则则FDMAFDMA的无线容量的无线容量对于数字对于数字TDMA系统系统 数字信道所要求的载干比可以比模拟制的小数字信道所要求的载干比可以比模拟制的小4~5dB4~5dB（因数（因数字系统有纠错措施），因而频率复用距离可以再近一些字系统有纠错措施），因而频率复用距离可以再近一些 则则TDMA的无线容量的无线容量CDMA蜂窝系统的容量 决定系统容量的主要参数决定系统容量的主要参数处理增益处理增益E Eb b/N/N0 0话音负载周期话音负载周期频率再用效率频率再用效率以及基站天线扇区数以及基站天线扇区数 一般扩频通信系统的容量一般扩频通信系统的容量 CDMACDMA蜂窝通信系统的容量蜂窝通信系统的容量一般扩频通信系统的容量p接收信号的接收信号的载干比载干比可写成可写成: : 式中式中 E Eb b —— —— 信息的比特能量；信息的比特能量； R Rb b —— —— 信息的比特速率；信息的比特速率； N N0 0 —— —— 干扰的功率谱密度干扰的功率谱密度 W W —— —— 信号所占的频谱宽度；信号所占的频谱宽度； E Eb b / / R Rb b—— —— 类似于归一化信噪比，其取值决定于系统对误比特类似于归一化信噪比，其取值决定于系统对误比特率或话音质量的要求，并与系统的调制方式和编码方案有关；率或话音质量的要求，并与系统的调制方式和编码方案有关； W / W / R Rb b—— —— 系统的处理增益。

系统的处理增益p若若m m个用户共用一个无线频道，显然每一用户的信号都受到其他个用户共用一个无线频道，显然每一用户的信号都受到其他m m –1 –1个个用户信号的干扰假设到达一个接收机的信号强度和各干扰强度都相等，用户信号的干扰假设到达一个接收机的信号强度和各干扰强度都相等，则则载干比载干比为：为：p即即 信道信道/ /小区小区p如果如果考虑背景热噪声考虑背景热噪声，则能够接入此系统的用户数可表示为：，则能够接入此系统的用户数可表示为： 信道信道/ /小区小区p结果表明结果表明在误比特率一定的条件下，在误比特率一定的条件下，降低热噪声功率降低热噪声功率，，减小归一化信噪减小归一化信噪比比，，增大增大 系统的处理增益系统的处理增益都将有利于提高系统的容量。

都将有利于提高系统的容量CDMA蜂窝通信系统的容量p考虑反向功率控制和考虑反向功率控制和CDMACDMA蜂窝通信系统的特点，对一般公蜂窝通信系统的特点，对一般公式进行修正式进行修正p采用采用话音激活技术话音激活技术提高系统容量提高系统容量p利用利用扇区划分扇区划分提高系统容量提高系统容量p邻区干扰邻区干扰降低系统容量降低系统容量采用话音激活技术--提高系统容量p在典型的全双工通话中，话音的激活期（占空比）在典型的全双工通话中，话音的激活期（占空比）d d 通常小通常小于于35%35%，如果，如果CDMACDMA系统在话音停顿时停止信号发射，其他用系统在话音停顿时停止信号发射，其他用户受到的干扰会相应地平均减少户受到的干扰会相应地平均减少65%65%，从而使系统容量提高，从而使系统容量提高到原来的到原来的1/d=2.861/d=2.86倍倍pCDMACDMA系统的容量公式被修正为系统的容量公式被修正为 信道信道/ /小区小区p当用户数目庞大并且系统是干扰受限而不是噪声受限时，用当用户数目庞大并且系统是干扰受限而不是噪声受限时，用户数可表示为户数可表示为 信道信道/ /小区小区利用扇区划分--提高系统容量p如利用如利用120120o o扇形覆盖的定向天线把一个蜂窝小区划分成扇形覆盖的定向天线把一个蜂窝小区划分成3 3个扇区时，处于每个扇区中的移动用户是该蜂窝的三分之个扇区时，处于每个扇区中的移动用户是该蜂窝的三分之一，相应的各用户之间的多址干扰分量也就减少为原来的一，相应的各用户之间的多址干扰分量也就减少为原来的三分之一，从而系统的容量将增加近三分之一，从而系统的容量将增加近3 3倍倍pCDMACDMA系统的容量公式被修正为系统的容量公式被修正为 信道信道/ /小区小区 邻区干扰--降低系统容量p在在CDMACDMA系统中，所有用户共享一个无线频率，因此任一小区的移动台系统中，所有用户共享一个无线频率，因此任一小区的移动台（基站）都会受到相邻小区基站（移动台）的干扰（基站）都会受到相邻小区基站（移动台）的干扰p假设各小区的用户数为假设各小区的用户数为M M，，M M个用户同时发射信号，理论分析表明，正向个用户同时发射信号，理论分析表明，正向信道和反向信道的干扰总量对容量的影响大致相等。

因而在考虑邻近蜂信道和反向信道的干扰总量对容量的影响大致相等因而在考虑邻近蜂窝小区的干扰对系统容量影响时，一般按正向信道计算窝小区的干扰对系统容量影响时，一般按正向信道计算 p当系统采用正向功率控制技术时，由于路径传播损耗的原因当系统采用正向功率控制技术时，由于路径传播损耗的原因p移动台最不利的位置是处于移动台最不利的位置是处于3 3个小区交界处（图个小区交界处（图5-11 MS5-11 MS点）点）p在采用功率控制时，每小区同时通信的用户数在采用功率控制时，每小区同时通信的用户数 将下降到原来的将下降到原来的60%60%，即，即信道复用效率信道复用效率F F=0.6=0.6，使系统容量下降到未考虑，使系统容量下降到未考虑 邻区干扰时的邻区干扰时的60%60%pCDMACDMA系统的容量公式被修正为系统的容量公式被修正为 信道信道/ /小区小区干扰的性质干扰的性质移动台位置移动台位置本小区基站和移动台的干扰本小区基站和移动台的干扰相邻小区基站的干扰相邻小区基站的干扰 靠近基站的移动台靠近基站的移动台基站发射信号的干扰基站发射信号的干扰> >距离远的移动台距离远的移动台 小小小区边缘的移动台小区边缘的移动台基站发射信号的干扰基站发射信号的干扰< <距离近的移动台距离近的移动台 大大.............MS本小区本小区图图 CDMA系统移动台受干扰示意图系统移动台受干扰示意图 数字数字数字数字GSMGSMGSMGSM系统（系统（系统（系统（TDMATDMATDMATDMA方式方式方式方式）））） 设：载频间隔设：载频间隔设：载频间隔设：载频间隔 BcBcBcBc=200kHz=200kHz=200kHz=200kHz 每载频时隙数为每载频时隙数为每载频时隙数为每载频时隙数为 8 8 8 8 频率重用的小区数频率重用的小区数频率重用的小区数频率重用的小区数 N N N N =4 =4 =4 =4 得得得得GSMGSM系统容量系统容量系统容量系统容量 （信道（信道（信道（信道/ /小区）小区）小区）小区） n数字CDMA系统 设：话音编码速率Rb=9.6kbit/s 话音占空比 d=0.35 扇形分区系数 G=2.55 信道复用效率 F =0.6 归一化信噪比 Eb/N0=7dB 得CDMA系统容量 （信道信道/ /小区小区） 三种系统容量的计算 给定的一个窄带码分系统的总频宽给定的一个窄带码分系统的总频宽B Bt t =1.25MHz=1.25MHz模拟模拟TACSTACS系统（系统（FDMAFDMA方式方式）） 设：信道带宽设：信道带宽B Bc c=25kHz=25kHz 频率重用的小区数频率重用的小区数N N =7 =7 得得TACSTACS系统容量系统容量 （信道（信道/ /小区）小区） 三种系统容量的比较p理论理论可得：在总频带宽度为可得：在总频带宽度为1.25MHz1.25MHz时，三种体制的系统时，三种体制的系统容量的比较结果为：容量的比较结果为：p 实际实际的的CDMACDMA系统的容量比理论值有所下降，其下降多少系统的容量比理论值有所下降，其下降多少将随着其功率控制精度和某些参数的选取而变化将随着其功率控制精度和某些参数的选取而变化p当前比较当前比较普遍的看法普遍的看法是是CDMACDMA数字蜂窝移动通信系统的容数字蜂窝移动通信系统的容量是模拟量是模拟FDMAFDMA系统的系统的8~108~10倍倍内容内容n第一节第一节 蜂窝小区的概念和特点蜂窝小区的概念和特点n第二节第二节 信道切换策略信道切换策略n第三节第三节 信道信道( (频率频率) )配置配置n第四节第四节 电信业务流量与服务等级电信业务流量与服务等级n第五节蜂窝移动通信系统的容量分析第五节蜂窝移动通信系统的容量分析n第六节第六节 干扰和系统容量干扰和系统容量第六节蜂窝小区容量改善的技术第六节蜂窝小区容量改善的技术v小区分裂小区分裂v扇区划分扇区划分v新微小区新微小区 小区分裂小区分裂        小区分裂就是一种将拥塞的小区分成更小小区的方法，分裂后的每个小区都有自己的基站并相应地降低天线高度和减小发射机功率.图  小区分裂的图例假设每个小区都按半径的一半来分裂，如图所示。

为了用这些更小的小区来覆盖整个服务区域，将需要大约为原来小区数目4倍的小区分裂后的每个小区都有自己的基站分裂后的每个小区都有自己的基站并相应地降低天线高度和减小发射并相应地降低天线高度和减小发射机功率机功率. 整个服务区基站数目增加整个服务区基站数目增加 小区分裂 小区的分裂小区的分裂扇区的概念扇区的概念       蜂窝系统中的同频干扰可以通过使用定向天线代替基站中单独的一根全向天线来减小，其中每个定向天线辐射某一特定的扇区由于使用了定向天线，小区将只接收同频小区中一部分小区的干扰这种使用定向天线来减小同频干扰，从而提高系统容量的技术叫做裂向       采用裂向技术以后，在某个小区中使用的信道就分为分散的组，每组只在某个扇区中使用，如图(a) 和 (b)所示 扇区划分扇区划分扇区划分120120度裂向如何减小同频小区干扰度裂向如何减小同频小区干扰 以以N=7N=7小区的复用结构为例：小区的复用结构为例：n全向天线：全向天线：6 6个干扰源；个干扰源；n120120度定向天线：度定向天线：2 2个或个或3 3个干扰源；个干扰源；n6060度定向天线：度定向天线：1 1个干扰源个干扰源扇区划分（裂向）减少同频干扰源扇区划分（裂向）减少同频干扰源扇区划分提高系统容量扇区划分提高系统容量n扇区划分提高系统容量的方法是保持小区半径扇区划分提高系统容量的方法是保持小区半径R R不变，而寻找办法来减小不变，而寻找办法来减小D/RD/R比值。

比值n在扇区划分的方法中，容量的提高是通过降低在扇区划分的方法中，容量的提高是通过降低同频干扰，从而减小区群中的小区数量同频干扰，从而减小区群中的小区数量N N，相应，相应提高频率复用来实现的提高频率复用来实现的n但需要在不降低发射功率的前提下减小相互干但需要在不降低发射功率的前提下减小相互干扰n采用裂向方法会降低中继效率采用裂向方法会降低中继效率例题例题某系统要求B=1%共有395个信道,用户平均呼叫1次/小时,平均每次呼叫时长2分钟,问在全向N=7复用方式及1200裂向情况下用户及信道利用率分别是多少?解:n全向 n=57 B=1%查爱尔兰呼损表 A=44.2Erl 用户数m.n= A/ =44.2/(1/30)=1326户 信道利用率 =A(1-B)/n=44.2×99%/57=77%n1200 n=57/3=19 B=1%查爱尔兰呼损表 A=11.23Erl 用户数m.n= A/ =11.23/(1/30)=336户 信道利用率 =A(1-B)/n=11.23×99%/19=58.5%新微小区的概念新微小区的概念        基于7小区复用的微小区概念，如图所示。

在这个方案中，每3个(或者更多)区域站点(在图中以Tx/Rx表示)与一个单独的基站相连，并且共享同样的无线设备各微小区用同轴电缆、光导纤维或微波链路与基站连接多个微小区和一个基站组成一个小区图  微小区的概念微小区技术的优点在于，小微小区技术的优点在于，小区既可以保证覆盖半径，又区既可以保证覆盖半径，又能够减小蜂窝系统的同频干能够减小蜂窝系统的同频干扰同频干扰的减小提高了扰同频干扰的减小提高了信号质量，也增大了系统容信号质量，也增大了系统容量，同时，又没有裂向引起量，同时，又没有裂向引起的中继效率的下降的中继效率的下降新微小区优点新微小区优点n当移动台在小区内从一个微小区运动到另一个微小当移动台在小区内从一个微小区运动到另一个微小区时，它使用同样的信道移动台在小区内的微小区时，它使用同样的信道移动台在小区内的微小区之间运动时不需要区之间运动时不需要MSCMSC进行切换进行切换n以这种方式，某一信道只是当移动台在微小区内时以这种方式，某一信道只是当移动台在微小区内时使用，因此，基站辐射被限制在局部，同频干扰也使用，因此，基站辐射被限制在局部，同频干扰也就减小了就减小了n小区既可以保证覆盖半径，又能够减小蜂窝系统的小区既可以保证覆盖半径，又能够减小蜂窝系统的同频干扰，同频干扰的减小提高了信号质量，也增同频干扰，同频干扰的减小提高了信号质量，也增大了系统容量。

大了系统容量n没有裂向引起的中继效率的下降没有裂向引起的中继效率的下降 n图中，令每个独立的六边图中，令每个独立的六边形代表一个微小区，每三形代表一个微小区，每三个六边形一组代表一个小个六边形一组代表一个小区微小区半径区微小区半径Rz约等于约等于六边形的半径，六边形的半径，D D为同频为同频小区间的距离小区间的距离nDz/Rz=4.6 (N=7)=4.6 (N=7)nD/R=3 (N=3)D/R=3 (N=3)n微小区使系统容量增加微小区使系统容量增加7/37/3倍N=7的微小区结构定义新微小区增加容量新微小区增加容量新微小区增加容量新微小区增加容量。