移动通信原理-整理(第二章)

第二章 蜂窝组网技术

● 说明大区制和小区制的概念，指出小区制的主要优点。

小容量的大区制

一个基站覆盖整个服务区，发射功率要大

利用分集接收等技术来保证上行链路的通信质量

只能适用于小容量的通信网

大容量的小区制

将覆盖区域划分为若干小区 ，每个小区设立一个基站服务于本小区，但各小区可重复使用频率 带来同频干扰的问题

● 简述越区切换的基本概念。什么是MAHO ？

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。

移动台辅助切换(MAHO)：每个移动台检测从周围基站中接收信号能量，并且将这些检测数据连续地回送给当前为它服务的基站。

● 什么是同频干扰？它是如何产生的？如何减少？

所谓同频干扰，即指无用信号的载频与有用信号的载频相同，并对接收同频有用信号的接收机造成的干扰

一般采用频率复用的技术以增加频谱效率。当小区不断分裂使基站服务区不断缩小，同频复用系数增加时，大量的同频干扰将取代人为噪声和其它干扰，成为对小区制的主要约束。这时移动无线电环境将由噪声受限环境变为干扰受限环境。

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。 ● 另外，可以采用定向天线减小同频干扰采用六边形的原因

用最小的小区数就能覆盖整个地理区域

最接近于全向的基站天线和自由空间传播的全向辐射模式

● 中心激励(center-excited)：

基站设在小区的中央，用全向天线形成圆形覆盖区。

顶点激励 (edge-excited) ：

基站设在每个小区六边形的三个顶点上，每个基站采用三副120度扇形辐射的定向天线，分别覆盖三个相邻小区的各三分之一区域。

● 绘出单位无线小区簇的小区个数N=4时，三个簇彼此邻接时的结构图形。小区半径为

R 时，相邻簇同频小区的中心距离如何确定？

D=根号（3*N ）*R

● 用六边形表示一个小区，使相邻小区无空隙，则每一簇的小区数量N 满足什么关系式？ j ij i N 2

2++=N=4,7,12.J=2,I=0.1.2

● 说明改善蜂窝系统容量的三种方法以及各自的原理。

小区分裂（Cell splitting ）;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.

整个服务区基站数目增加

扇区划分(Sectering)：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

新微小区(Novel microcell zone)：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，由信号最强的微小区来服务。天线安装在小区外边缘。

7、某基站共有10个信道，现容纳300户，每用户忙时话务量为0.03erl，问此时的呼损率为多少？如用户数及忙时话务量不变，呼损率降为5%，求所需增加的信道数。

8、GSM组网，采用43频率复用方式，每个基站区三个120度扇区覆盖．采用等频距配置法，对第1～40号频道进行配置。若每用户忙时平均呼叫2次，每次呼叫平均时长1分钟，要求呼损率为B=5%，求每个基站区所容纳的用户数和信道利用率。

9、说明CDMA方式与FDMA、TDMA方式相比有哪些突出优点？

●FDMA频谱分割原理

每个用户分配一个信道，即一对频谱；

较高的频谱用作前向信道，即基站向移动台方向的信道。

较低的频谱用作反向信道，即移动台向基站方向的信道

设置频道间隔，以免因系统的频率漂移造成频道间重叠

前向信道与反向信道之间设有保护频带

用户频道之间，设有保护频隙

●TDMA工作原理

在一个宽带的无线载波上，把时间分成周期性的帧，每一帧再分割成若干时隙，无论帧或时隙都是互不重叠的；

每个时隙就是一个通信信道，分配给一个用户；

基站按时隙排列顺序发收信号，各移动台在指定的时隙内收发信号。

●CDMA的工作原理

码分多址系统为每个用户分配了各自特定的地址码，利用公共信道来传输信息；

CDMA系统的地址码相互具有准正交性，以区别地址，而在频率、时间和空间上都可能重叠；

系统的接收端必须有完全一致的本地地址码，才能对接收的信号进行相关检测。

●CDMA系统的特点：

多用户共享同一频率；通信容量大；容量的软特性由于信号被扩展在一较宽频谱上而可以减小多径衰落；信道数据速率很高，无需自适应均衡；平滑的软切换和有效的宏分集，不会引起通信中断；低信号功率谱密度的好处：抗窄带干扰能力强对窄带系统的干扰很小，可以与其它系统共用频段

●每当移动台处于小区边缘时，同时有两个或两个以上的基站向该移动台发送相同的信

号，移动台的分集接收机能同时接收合并这些信号，此时处于宏分集状态

●当某一基站的信号强于当前基站信号且稳定后，移动台才切换到该基站的控制上去，这

种切换可以在通信的过程中平滑完成，称为软切换。

●为什么说CDMA蜂窝移动通信系统具有软切换功能？这种功能有何好处？

多增加一个用户只会使通信质量略有下降，不会出现硬阻塞现象；

12、若窄带CDMA系统的有效频带宽度为1.2288MHz，语音编码速率为9.6kbit/s，比特能量与噪声功率谱密度比为6dB，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，则CDMA的扩频增益和系统容量为多少？

●什么是远近效应？如何克服？

“远-近”效应(Near-Far Effect)

原因移动用户所在的位置的变化以及深衰落的存在，会使基站接收到的各用户信号功率相差很大，强信号对弱信号有着明显的抑制作用。

解决方法使用反向功率控制。

●信道切换

将处于通话状态的MS转移到新的业务信道上（新的小区）的过程。

实现蜂窝移动通信的“无缝隙”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。

●发生信道切换的原因

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。由移动台发起。

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。由上级实体发起。

●位置管理

目的把一个呼叫传送到随机移动的用户

主要任务

位置登记已知移动台的实时位置信息时，更新位置数据库和认证移动台

呼叫传递在有呼叫给移动台的情况下，根据HLR（归属寄存器）和VLR（V访问寄存器）中可用的位置信息来定位移动台。

●信道配置分区分组配置法等频距配置法

●等频距配置法：频距配置时可根据簇内的小区数N来确定同一信道组内各信道之间的

频率间隔。第一组用(1，1+N，1+2N，1+3N，…)，第二组用(2，2+N，2+2N，2+3N，…), …,第N组用(N，2N，3N，4N，…)等，每组内相邻频道间隔都为N。

●7×3复用方式如果是顶点激励，每个基站配置三组信道，向三个方向辐射，例如N=7，

每个簇就需要有7×3 =21个信道组，叫做7×3复用方式。每组内相邻频道间隔都为21。7×3复用方式主要用于模拟系统组网

●4×3频率复用方式GSM系统中最基本的频率复用方式为4×3频率复用方式，“4”

表示4个基站，“3”表示每个基站3个小区组成，这12个扇形小区为一个频率复用簇，同一簇中频率不能被复用。这种频率复用方式由于同频复用距离大，能够比较可靠地满足GSM体制对同频干扰保护比和邻频干扰保护比的指标要求，使GSM网络运行质量好、安全性高。由于BCCH载频的重要性及其不能采用下行功控、DTX等抗干扰手段，BCCH载频必须采用4×3或更宽松的频率复用模式

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