《蜂窝系统工作原理课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《蜂窝系统工作原理课件（36页珍藏版）》请在装配图网上搜索。
1、图图2-23 带状服务区的覆盖带状服务区的覆盖2面状服务区面状服务区（1）小区的形状 可以实现一个平面的覆盖。按交叠区的中心线所围成的面积形状看，区域的形状可分为正三角形、正方形和正六角形三种，分别称它们为正三角形区域、正四边形区域和正六边形区域。可以证明，要用正多边形无空隙、无重叠地覆盖一个平面区域，可取的形状只有这三种。图图2-24 2-24 小区的形状小区的形状 由正三角形，正四边形、正六边形覆盖一个平面时，各区域之同的中心距离、半个区域面积、交叠部分面积以及交叠区宽度如下表2-4所示。表表2-4 2-4 三种形状小区的比较三种形状小区的比较（2）区群的组成 单位无线区群的构成应满足以下
2、两个条件：一是单位无线区群之间彼此邻接；二是相邻单位无线区群的同频小区中心间隔距离是一样的。满足以上两个条件的关系式如下：22babaN（式（式2-43）式中N为构成单位无线区群的正六边形的数目，简称区群数。a和b不能同时为零。按照以上条件，可确定N有如下数值，相应的区群形状如图2-33所示:图图2-25 2-25 区群的组成区群的组成（3）中心激励和顶点激励 根据基站的位置不同，可有两种激励方式：如图2-26所示，一种是基站位于正六边形的中心，称为中心激励方式；另一种是基站位于每个正六边形的三个相隔的顶点上，称为“顶点激励”方式。对于前者，基站使用全向天线形成圆形覆盖区；对于后者，每个基站使
3、用三个120扇形覆盖的定向天线实现共同覆盖。从经济效益上看，前者投资较少，可是同信道重用比不能选得很小，否则同道干扰较多，但由于采用了定向天线，对位于天线主瓣之外的区域同道干扰很小，接收时对主瓣之外的干扰衰耗很大，即所接收的同频干扰功率下降，因此允许以较小的信道重用比工作。图图2-26 2-26 两种激励方式示意图两种激励方式示意图（4）盲点与热点 在实际的宏蜂窝内，通常存在着两种特殊的微小区域“盲点”与“热点”。盲点：指由于网络漏覆盖或电波在传播过程中遇到障碍物而造成阴影区域等原因，使得该区域的信号强度极弱，通信质量严重低略；热点：指由于客观存在商业中心或交通要道等业务繁忙区域，造成空间业务
4、负荷的不均匀分布。对于以上两“点”问题，往往通过设置直放站、分裂小区等方法加以解决。直放站（直放站（RepeaterRepeater）的设置）的设置 直放站：也叫中继站，属于同频放大设备，它在无线电传输过程中起到信号增强的作用，如图2-27所示。图图2-27 2-27 直放站原理图直放站原理图 直放站在下行链路中，由施主天线从宿主基站提取信号，通过带通滤波器对带通外的信号进行极好的隔离，将滤波信号经功放放大以后，再次发射到待覆盖区域。在上行链接路径中，覆盖区域内的移动台的信号以同样的工作方式由上行放大链处理后发射到相应基站，从而达到基站与移动台的信号传递。分裂小区分裂小区 事实上服务区内的用户
5、密度是不均匀的，例如城市中心商业区的用户密度高，居民区和市郊区的用户密度低。因此，在用户密度高的市中心区可使小区的面积小一些，在用户密度低的市郊区可使小区的面积大一些，如下图2-28所示。图图2-28 2-28 小区的分裂小区的分裂（5）蜂窝的种类表表2-5 2-5 小区的分类小区的分类1 1 什么是频率复用？什么是频率复用？蜂窝系统的基本出发点是频率复用，也称为频分复用（FDM，Frequency Division Multiplexing），就是将用于传输信道的总带宽划分成若干个子频带（或称子信道）以进行信号的传输。频分复用要求总频率宽度大于各个子信道频率之和，同时为了保证各子信道中所传输
6、的信号互不干扰，应在各子信道之间设立保护隔离带。频分复用技术的特点是所有子信道传输的信号以并行的方式工作。2 2 频率复用距离的计算频率复用距离的计算 频率复用距离的计算取决于许多因素，如频率分组数、衰落和屏蔽对频率复用的影响、同道干扰的概率等等。（1）D与R的关系 设两个地区彼此相距D时，不会产生明显的同道干扰，则称D称为复用空间保护距离。设小区的半径为R，则称D/R为共道干扰抑制因子。根据蜂窝系统的几何关系，设区群数为k，则有：kRD3（式（式2-442-44）式中k是由（C/I）s所确定，可推出：sICDR)()(614（式（式2-452-45）所以 sICk)(32（式（式2-462-
7、46）对于7/21复用方式（即7个基站，21个小区使用21组频率），则复用保护距离D为：RRkD9.73（式（式2-472-47）同理，对4/12复用方式，D=6R；对3/9复用方式，D5.2R。（2）载波干扰比C/I 在上式2-44中谈到k是由（C/I）s所确定，而系统的载波干扰比C/I又是由系统所选用的调制方式和带宽来确定的。例如，当蜂窝网络每个区群共有7个小区，基站收发信机采用全向天线，只考虑到第一频道组的共道小区的干扰，如图2-29所示：图图2-29 2-29 蜂窝网络共道小区分布蜂窝网络共道小区分布此时的载波干扰比C/I计算如下：61/iinICIC（式（式2-482-48）式中，I
8、i为第i频道组的共道干扰电平，共有6个，n为环境躁声功率，可忽略。考虑到电波传播损耗为4次幂规律，则接收到的信号功率和干扰功率分别为：4 ARC（式（式2-492-49）4 ADIi（式（式2-502-50）式中，A为常数。考虑到上述情况，而且Di都相同，则有：446411/()6iiRRC IDD（式（式2-512-51）规定系统的载干比门限为（C/I）s，只要满足：sICIC)(（式（式2-522-52）就可以保证通信质量。（3）考虑衰落和屏蔽情况下的频率复用距离计算 衰落和屏蔽情况下的频率复用距离可分为三种情况加以考虑，一是只考虑衰落，二是只考虑屏蔽，三是同时考虑衰落和屏蔽。这时我们需要
9、先考察同频干扰概率：通过计算我们发现，若当同频干扰概率的标准方差6dB，干扰概率P10-2时，既有衰落又有屏蔽情况下较只有屏蔽情况下的同频干扰概率增大8dB左右；当8dB，干扰概率P为10-3时，既有衰落又有屏蔽情况下较只有屏蔽情况下的同频干扰概率增大10dB左右；当12dB，两者差别就小多了。（4）考虑通信概率的频率复用距离计算 在最坏的条件下，所需的DR比应能保证CI的比值大于27dB。由于传播特性与距离的4次方成正比，假定是光滑地球平面，则路径传播衰减为：RDLLIcllg40（式（式2-542-54）式中，Ll-干扰的传播衰减；Lc-信号的传播衰减。73.41010402740ICIR
10、D73.573.411RDRDt（式（式2-552-55）（式（式2-562-56）RND 3则 9443.10)(312RDN（式（式2-572-57）由此可见满足同频干扰比27dB条件下，选N=12即可满足要求。实际工程中，同频复用距离的大小还取决于许多的因素，包括业务量、基站的位置、周围的电磁环境等等，CDMA系统中还要考虑软切换增益等等，它的大小需要进行综合性、系统性的计算。图图2-30 FDMA2-30 FDMA系统的工作示意图系统的工作示意图 图图2-31 TDMA2-31 TDMA系统的工作示意图系统的工作示意图图图2-32 2-32 码分多址收发系统示意图码分多址收发系统示意图 图图2-332-33码分多址原理波形示意图码分多址原理波形示意图图图2-34 2-34 三种多址技术的对比三种多址技术的对比
蜂窝系统工作原理课件
