第3章蜂窝移动通信的组网技术

第3章 蜂窝移动通信的组网技术

本章提示

组网过程中必须解决如下一系列技术问题，才能 使网络正常运行： (1)频率资源的管理与频率的有效利用问题； (2)蜂窝网同频复用与同道干扰问题； (3)多信道、多用户共用与多址接入问题； (4)用户移动性与网络移动性的管理问题； (5)有限的频率资源与越来越多的通信容量要求 问题； (6)PLMTS网与公用电话网、ISDN、PDN以及与 其他移动网的互联、互通问题； (7)信令网与网络智能化问题等。

第3章 蜂窝移动通信的组网 技术3.1 频率资源的有效利用和蜂窝小区的组网 通信 3.2 蜂窝小区的概念和区域覆盖 3.3 干扰和信道容量 3.4 移动通信中的多址技术 3.5 蜂窝移动通信的交换技术 3.6 蜂窝移动通信的信令技术 3.7 蜂窝移动通信网综述

3.1 频率资源的有效利用和蜂窝 小区的组网通信3.1.1 频率资源的管理 3.1.2 频率的有效利用技术 3.1.3 多信道共用技术

3.1 频率资源的有效利用和蜂窝 小区的组网通信

当前移动通信发展所遇到的最突出问题，就 是如何将有限的可用频率有秩序地提供给越 来越多的用户使用而不相互干扰，这就涉及 到频率的管理与有效利用。

3.1.1 频率资源的管理频率是一种特殊资源。它并不是取之不尽的。 频率有一些特殊的性质： 无线电频率资源不是消耗性的 电波传播不分地区与国界 具有时间、空间和频率的三维性 在空间传播时容易受到来自大自然和人为的 各种噪声和干扰的污染。

3.1.1 频率资源的管理频率的分配和使用需在全球范围内制定统一的规则。 移动电话使用频段主要在150MHz、450MHz和 900MHz、1800MHz、1900MHz频段。 双工移动通信网规定工作在各频段的收、发频差 分别为：VHF频段为5.7MHz,UHF450MHz频段为 10MHz;UHF 900MHz频段为45MHz。 同时规定基站对移动台(下行链路)为发射频率高， 接收频率低；反之，移动台对基站(上行链路)为 发射频率低，接收频率高。

3.1.2 频率的有效利用技术频率的有效利用就是从时间域、空间域和频 率域这三个方面采用多种技术，以设法提高 频率的利用率。 (1)时间域的频率有效利用 (2)空间域的频率有效利用 (3)频率域的频率有效利用

3.1.2 频率的有效利用技术

频率域的频率有效利用两种方法： ------------信道的窄带化 ------------宽带多址技术

宽带多址技术： 频分多址(FDMA) 时分多址(TDMA) 码分多址(CDMA) 以及它们的组合等。

3.1.3 多信道共用技术

1.呼叫话务量与忙时话务量 话务量是通

信系统通话业务量或繁忙程度的指标。 话务量是指单位时间内(1小时)进行的平均电话 交换量。

话务量分为流入话务量和完成话务量。

1.呼叫话务量与忙时话务量

若话务量A表示，则 A=C·0 tC:每小时的平均呼叫次数(包括呼叫成功和失败的次数)。 t0:每次呼叫平均占用信道的时间(包括接续时间和通话时间)。

如果以t0小时为单位，则话务量A的单位是Erl。 如果一个小时内不断地占用一个信道，则其呼叫话 务量为1Erl(爱尔兰) ,是一个信道具有的最大话务 量。

1.呼叫话务量与忙时话务量

用户忙时话务量是指一天中最忙的那个小时(即 “忙时”),每个用户的平均话务量，用AB来 表示。AB是一个统计平均值。 将忙时话务量与全日话务量之比称为集中系数， 用K表示。因为K反映了这个通信系统“忙时” 的集中程度，即忙时话务量在全天话务量中所占 的比例。 C ' KT (Erl) 每个用户忙时话务量： AB

3600

C′为每个用户每天平均呼叫次数；T为每次呼叫 平均占用信道的时间(s)。

2.容量

在多信道共用时，容量有两种表示法。 系统所能容纳的用户数(M)为

A M AB

每个信道所能容纳的用户数(m)为

M A m n nAB

3.呼损率

在一个通信系统中，呼叫失败的概率称为 呼叫损失概率，简称呼损率，记为B。呼损率的计算方法

利用完成话务量 Erlang B公式

3.呼损率① 利用完成话务量计算呼损率：

设A′为呼叫成功而接通电话的话务量，简称 完成话务量。C0为1小时内呼叫成功而通话的次 数，t0为每次呼叫平均占用信道的时间，则完成 话务量为 A′= C0·0 t呼损率为 B =A A C C0 Ci A C C

3.呼损率② 利用Erlang B公式的计算方法:I.II. III.

如果呼叫具有下列性质： 每次呼叫相互独立，互不相关，即呼叫具有随机性； 每次呼叫在时间上都有相同的概率； 每个用户选用无线信道是任意的，且是等概的，则呼损率可按下式 计算：

An An n! B n n! i A A2 An A 1 .... 1! 2! n! i 0 i !

其中，n为共用信道数，即系统容量(电路数量)。

3.呼损率②利用Erlang B公式的计算方法:

根据Erlang B公式，知道三个参数A、B和n中的任何两 个，就可以从爱尔兰呼损表查出需要的第三个参数。表3-1 爱尔兰呼损表

B n 1

1% A 0.0101

2% A 0.020

5% A 0.053

10 % A 0.111

20 % A 0.25

510 20

1.3604.460 12.031

1.6575.092 13.181

2.2196.216 15.249

2.8817.511 17.163

4.0109.685 21.635

3.呼损率

呼损率也称通信网的服务等级。呼损率越 小，成功呼叫的概率越大，服务等级越高。 呼损率和话务量

是相互矛盾的，也即服务 等级和信道利用率是矛盾的。

4.信道利用率

多信道共用时，信道利用率是指每个信道平 均完成的话务量。因此

A A (1 B) η n n 如果已知B、n,根据表3-1可算出A值，然后 由上式求出 。

3.2 蜂窝小区的概念和区域 覆盖3.2.1 蜂窝小区的概念 3.2.2 大区制小容量 3.2.3 频率复用和小区制移动通信系统

3.2.1 蜂窝小区的概念蜂窝的概念是一个系统级的概念，其思想是 用许多小功率的发射机来代替单个的大功率 发射机，每一个小的覆盖区只提供服务范围 内的一小部分覆盖。 移动通信网的区域覆盖方式分为两类： 小容量的大区制 大容量的小区制

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