移动通信第 章 移动通信系统组网

图6-20 小区分裂图
（2）扇区划分技术
使用定向天线来减少同频干扰，从 而提高系统容量的技术叫做扇区划分技 术。
图6-21 CDMA小区六扇区组网的网络拓扑结构
6.3 无线系统的信道分配
本节所介绍的无线系统的信道分配 方案主要是针对TDMA和FDMA移动通 信系统的频率分配。
1．频道分组的原则
j
1
1
3
7
13
21
2
4
7
12
19
28
3
9
13
19
27
37
4
16
21
28
37
48
2．频率复用的概念
频率复用的机理基于无线电波传播 路径损耗特性，即如果两个基站之间的 距离足够远，那么用于一个基站的频率 可以在另一个基站上复用。
图6-14 区群的构成示意图
蜂窝系统的容量直接与单位区群在 某一固定范围内复制的次数成比例。
6.4 多信道共用
6.4.1 多信道共用的意义
多信道共用是指系统允许大量的用 户在一个小区内共享少量的信道。
图6-23 信道共用方式图解
如果采用多信道共用方式，任何一
个移动用户选取空闲信道和占用信道的 时间都是随机的，所以所有信道同时被 占用的概率远小于一条信道被占用的概 率。
6.4.2 话务量、服务等级和信道数的关系
带状网主要用于覆盖公路、铁路、水运航 道、海岸沿线等狭长区域，如图6-10所示。
基站天线若用全向辐射，覆盖区形状是圆 形的，如图6-10（a）所示，带状网宜采用有向 天线，使每个小区呈扁圆形，如图6-10（b）所 示。
带状网的同频道干扰分析如图6-12所示。
图6-10 带状网
图6-11 带状网频率配置
1．大区制
大区制是指在特定的服务区内只设 一个基站，负责服务区内所有用户的无 线链路使用，如图6-8所示。
图6-8 大区制示意图
大区制移动通信尽可能地增大基站覆 盖范围，解决大区域的移动通信业务。
为了增大基站的覆盖区半径，在大区 制的移动通信系统中，基站的天线架设得 很高，可达几十米至几百米；基站的发射 功率很大，一般为50～200W；实际覆盖半 径达30～50km。
第6章 移动通信系统组网
6.1
通信网简介
6.2
蜂道分配
1、教学内容
蜂窝组网的必要性及蜂窝小区的特性； 无线系统的信道分配策略； 话务量、服务等级和信道数的关系； 蜂窝组网干扰和不同接入方式的容量分析； 蜂窝系统的移动性管理； 蜂窝网络设计应用实例，简介GSM系统、 WCDMA和TD-SCDMA系统的蜂窝网络设计。
网络侧经业务节点接口（SNI）与业 务节点（SN）相连；用户侧经用户网络接 口（UNI）与用户相连；管理方面则经Q3 接口与电信管理网（TMN）相连。
接入网主要包括两类。
（1）有线接入网。
（2）无线接入网。
图6-4 无线接入系统示意图
2．移动无线接入网举例
（1）第二代蜂窝移动通信系统 （2）UMTS系统结构（适用WCDMA/TD-
.648 6
.762 1
1.132
1.361
1.657
2.219
2.881
3.454
4.010
5.189
6.596
6
.728 2
.995 7
1.146
1.622
1.909
2.276
2.960
3.758
4.445
5.109
6.514
8.191
7
1.054
1.392
1.579
2.158
2.501
2.935
0.1
0.5
1.0
2
5
10
15
20
30
40
1
.000 1
.000 5
.001 0
.005 0
.010 1
.020 4
.052 6
.111 1
.176 5
.250 0
.428 6
.666 7
2
.014 2
.032 1
.045 8
.105 4
.152 6
.223 5
.381 3
.595 4
.796 2
1.000
支撑网包括信令网、同步网和管理网。 （1）信令网。 （2）同步网。 （3）管理网。
6.1.2 用户接入网
1．接入网的界定
接入网由业务节点接口（SNI）和用 户网络接口（UNI）之间的一系列传送实 体（如线路设施和传输设施）组成，为供 给电信业务而提供所需传送承载能力的实 施系统。
图6-3 接入网的定界
（2）邻接之后的区群应保证同信道小区 之间的中心距离相等。
单位无线区群内小区的个数（N）应 满足下式：
N i2 ij j2 i，j为正整数 （6-1）
由式（6-1）可算出N的可能取值如 表6-3所示。
相应的区群形状如图6-14所示。
表6-3 单位无线区群内小区的个数（N）
i
0
1
2
3
4
3．动态分配方法
（1）动态配置法
动态配置法是根据移动用户话务量 随时间和位置的变化对频道进行分配。
图6-22 3顶点激励的信道配置
（2）柔性配置法
柔性配置是指首先分配给多个小区 共用信道，利用这些小区话务量高峰时 间段的不同，控制话务量高峰小区顺序 地使用话务量小的小区不使用的共用信 道，为话务量高峰小区服务。
2、教学基本要求
了解通信网的基本概念； 掌握蜂窝组网的必要性及蜂窝小区的特性； 掌握无线系统的信道分配策略； 掌握多信道共用的意义； 熟悉话务量、服务等级和信道数的关系； 掌握蜂窝组网干扰和不同接入方式的容量分析； 了解蜂窝系统的移动性管理； 了解蜂窝网络设计应用实例。
3、重点、难点
掌握蜂窝组网的必要性及蜂窝小区的特性； 掌握无线系统的信道分配策略； 熟悉话务量、服务等级和信道数的关系； 掌握蜂窝组网干扰和不同接入方式的容量分析。
10
2.260
2.803
3.092
3.961
4.461
5.084
6.216
7.511
8.616
9.685
11.92
14.68
11
2.722
3.329
3.651
4.610
也可以将基站设计在每个小区六边形的3个 顶点上，每个基站采用3副扇形辐射的定向天线， 分别覆盖3个相邻小区的各三分之一区域，每个 小区由3副120°扇形天线共同覆盖，这就是所谓 的“顶点激励”方式，如图6-17（b）所示。
5．蜂窝小区增加容量的方法
图6-17 两种激励方式
图6-18 21个无线小区模型
≤35 ≤500
所有 低 卫星
乡村郊区 低到中 蜂窝
≤1 ≤100
市区 中到高 蜂窝/无绳
≤0.05 ≤10
室内 高 蜂窝/无绳
常用的扩容技术有：小区分裂、扇区 划分、选用直放站、微小区技术等。
（1）小区分裂
小区分裂通过用更小的小区代替较大 的小区来允许系统容量的增长，同时采用 同频复用因子不变的信道分配策略，通过 减小小区半径、重组系统来获得容量的增 加。
（2）用户忙时话务量
每个用户在24小时内的话务量分布 是不均匀的，网络设计时应按最忙时的 话务量来进行估算。
最忙1小时内的话务量与全天话务量 之比称为忙时集中率，用K表示，定义为
忙时话务量 K 全日话务量
每个用户的忙时话务量需要统计的 方法确定，一般K = 10%～15%。
我国蜂窝移动网络设计的用户忙时 话务量一般为0.01～0.03Erl之间。
图6-2 接入网、交换网和传输网的位置关系
用户接入网是电信业务网的组成部分，
负责将电信业务透明地传送到用户，即用户 通过接入网的传输，能灵活地接入到不同的 电信业务节点上。
2．支撑网
支撑网是使业务网正常运行、增强网络 功能、提高全网服务质量以满足用户要求的 网络。
在各个支撑网中传送相应的控制、监测 信号。
频率分配有两个基本含义：一是频道 分组，根据移动网拥有的频率资源，将全 部频道分成若干组；二是频道指配，以固 定的或动态的分配方法将频率资源分配给 蜂窝网的用户使用。
（1）频道分组的原则 （2）频道分配时需注意的问题
2．固定频道分配方法
固定频道分配方法有两种：分区分 组分配法和等频距分配法。
（1）分区分组分配法 （2）等频距分配法
如果单位区群内小区的个数（N） 减小而小区的大小保持不变，则需要更 多的单位区群来覆盖给定的范围，从而 获得更大的容量（C值更大）。
3．区群结构的实现
图6-16 同信道小区的确定
4．中心激励和顶点激励
在每个小区中，基站可以设在小区的中央， 用全向天线形成圆形覆盖区，这就是“中心激 励”方式，如图6-17（a）所示。
图6-19 用户密度不等时的小区结构
小区一般分为巨区、宏区、微区和
微微区几类，具体指标及大体关系如表 6-4所示。
蜂窝类型
表6-4 小区分类
巨区
宏区Macro Cell
微区Micro Cell 微微区Pico Cell
蜂窝半径(km) 终端移动速度 (km/h)
运行环境 业务量密度 适用系统
100～500 1 500
（3）服务等级
服务等级用两个概念来表述：呼叫阻 塞的概率（呼损率）和呼叫阻塞延迟。 ① 呼叫阻塞的概率（呼损率）。 ② 呼叫阻塞延迟。
2．话务量、服务等级和信道数的关系
（1）厄兰B公式
① 呼损率概念。 ② 呼损率的计算。

图6-24 Erlang B公式图示