D二Dk
S_1_q
I「6（q厂-6
1
q珂呻］
对于模拟系统S/I比值要有18dB或更高，此时语音的质量才能接受。
S
若S=18dBj'=4则I
025
q=663.1.=4.41
（4412
N6.49:
-7
3
上式说明了对于信躁比为18dB的情况需采用7小区再用形式。
基于q=D/R选择小区半径R可决定Do
6.5全向天线小区最坏情况蜂窝系统设计
对于7小区再用模式，q=4.6适合于一般干扰情况，有一情况是移动体处在小区边界时的情况，这时接收信号最弱，又受到强干扰。
图6.3最坏情况共道干扰
如上图给出了六个干扰小区的距离
§=R2
I一2（D-R厂2D-2（DR）_
r=4时，D/R=q
S1
—=y年y
I2（q-1）一2q—2（q1）一
对于通常的7小区再用模式q=4.6,将q=4.6代入得S/l=54.3（17.3dB）在实际情况下，由于小区位置的非理想性和地势影响，S/I通常小于17.3dB,可能只有14dB或更小。
6.6利用方向性天线来减小共道干扰
在呼叫量增加的情况下，频谱需要有效利用，尽量避免增加频谱复用形式中的小区数N。
为此我们使用方向性天线来减少共道干扰。
这种情况下，每个小区被分为三个或六个扇区。
在基站上使用三个或六个方向性天线，每个扇区分配一
组通道。
这样共道干扰会减小。
6.7七小区再用模式中的方向性天线影响
6.7.1三扇区情况
我们考虑最坏情况，移动体在位置M,这种情况下，移动体受的信号最弱，受到基站①②的较强干扰。
由于采用了方向性天线，干扰小区的数目由六减为二。
在点M从移动体到两个干扰天线的距离分别为D和D+0.7R;最坏情况S/I比值
为：
SR鼻
I一D，（D0.7R）*
S1
Iq鼻（q0.7）鼻
对于q=4.6则S/l=285（24.5dB）。
因此使用方向天线对于减小共道干扰是很有效的。
6.7.2六扇区情况
在这种情况下，小区被分为六个扇区，每个扇区600的波束宽度的方向性天线。
这种情况下，只有一个干扰出现。
最坏情况的S/I为：
对于q=4.6上式得S/I=789（29dB）。
这显示出共道干扰的进一步减小。
但扇区
I（D0.7R）
=（q0.7）4
的增多，会影响中继效率
6.8小区分裂
当一个特定的小区的话务量增加时，小区可以被分裂为更小的小区。
通过小区
的数的增加，增加信道的再用数，这样来增加用户容量。
小区面积的减少，意味着小区边界穿越次数频繁，这会造成呼叫的切换的增加和每个用户更高的处理负载。
计算表面小区半径减少为1/4，每个用户切换次数会十倍的增加。
6.9注册（登记）
移动台（MS注册是将MS的特征如位置或状态报告给网络。
MS和网络可以使注册初始化。
注册是MS通知服务提供者它的存在和希望得到服务。
无线系统（RS通知移动交换中心（MSC和所需要的其它网络单元。
MSC和其它网络单元完成需要的注册功能。
当MS穿越一个或多个服务商的区域时也发生注册。
作为MS勺地理位置被注册后，网络可以给它传递呼叫。
6.10终端鉴权
终端鉴权是确认MS有无权限的过程。
鉴权包括网络的和MS的公共算法以及每一个MS和网络自己知道的参数的确定。
这个参数称为私人密码，不会在网络上通过无线接口播放。
6.11切换
切换是使移动台的一个呼叫进程在小区之间移动时能够继续的过程。
切换可以基于接收的信号强度或S/I值（在终端、RS或两者的测量），或基于网络资源管理的需要。
切换过程可能涉及终端的注册和鉴权。
切换被分为硬切换和软切换。
软切换是当移动终端的通信被连到另一个目标的无线端口时，不需要中断与当前
服务的无线端口的通信。
在软切换中，移动终端可以同时与两个无线端口通信。
硬切换是移动终端被连接到非相邻的无线系统、不同的频率分配、或不同的空中接口特性或技术。
硬切换在空中接口是先断后通的过程。
6.12话务量与业务等级
6.12.1微小区话务量
在以微小区（Microcell）为主要无线覆盖方式的个人通信网中，话务量通常是较大的。
每个微小区（或小区）的话务量可用下式表：
A二?
0dS
式中‘0为每用户平均话务量（Erl/用户），d为用户密度（用户数/km2、
S为小区面积（km2。
每用户平均话务量可以表示成
P
0
0
其中，'0为平均每个用户在单位时间内发出呼叫的次数，又称为呼叫到
达速率；+为通话时间r的均值E（r）
呼叫到达过程和通话过程都是随机过程。
-0和+的特性应根据大量实测数据经过统计分析得出。
理论研究和实测数据表明，话务产生过程为泊松过程，呼叫到达速率符合泊松分布，通话时间r服从负指数分布。
众所周知，泊松过程具有叠加特性，即如果有n个任意速率的独
立泊松流，则复合流也是泊松过程，其总速率为所有速率之和。
同一小区中，各用户的呼叫过程通常是独立的。
并假设，各用户的平均呼叫到达速率相等。
这样,若微小区i中有N个移动用户，则总的呼叫到达速率为：
N
••i二人1k二N■1°
kA
如果某个无线个人通信系统有M个微小区，则该系统总呼叫到达速率为
M
m
m-1
根据i和■的值，可计算出每个微小区（或小区）的话务量和系统总话务量。
由以上分析可知，影响话务量的主要因素是每个用户平均呼叫到达速率0、平
均通话时间1和移动用户密度d。
在不同地段、不同时间，这些参数都在发生变
化。
对系统规划和设计真正有意义的数据应在大量实测基础上产生。
但进行话务
实测难度大。
耗费时间长。
在进行网络性能分析时，常作一些使问题简化的假设。
在进行网络规划和设计时，可用多种方法进行话务量预测。
国外蜂窝移动通信系统的用户忙时话务量取0.01-0.03Erl。
其中日本及北欧取0.01Erl，美国取0.026Erl，香港统计的话务量为队0.022-0.025Erl。
根据近几年我国在北京。
上海。
广州的蜂房移动电话网的初步统计数据，国内手持机用户忙时话务量（含
来话和去话）为0.025-0.035Erl，车载台用户为0.02-0.025Erl。
6.12.2业务等级
从网络经营者的观点看，移动网的主要目标是在一定的业务水平上，在给定数目的信道中提供最大量的话务服务和其它通信业务服务。
这意味着最大数量的用户能够得到服务。
增大网络承载能力是网络经营者的目标，但受到两个条件的约束，第一是业务等级，第二是信道数目有限或者称带宽受限。
前一个条件是任何通信网所共有的，后一个是移动网特有的。
固定通信网的目标是在能够为绝大多数的用户呼叫（例如99%）提供服务
的前提下尽量使交换机间链路的数目减少，以降低成本。
在用户数目增加时总可以用增大交换机容量或干线容量的方法来解决。
而无线网的无线信道数目是有限的，并且在频段使用上受国家无线频率主管部门的管理。
因而，提高无线频率的
使用效率对无线移动网来说是至关重要的。
从这个意义上说，无线移动网是带宽受限网络，而固定网是成本受限网络。
所谓业务等级（GradeofServe）就是通信服务的质量，也表明了网络性能。
网络承载话务的能力是和一定的业务等级相联系的。
若放宽服务质量要求，则可增加话务量。
反之，若要求较高的服务质量，则将使网络承载的话务量减少。
关于业务等级的参数。
测量方法等，移动网和固定网有一些是相同的，有一些是自己网络特有的。
ITU-TE.700建议给出了ISDN话务工程的框架。
作为这项建议的扩展，E.750建议对移动网话务工程给出了GOS参数。
E.750建议所关心的是移动网和固定网之间的业务流（用户话务和控制信号负荷）特性。
涉及到这方面的业务等级参数有：
1．呼叫建立时延
蜂窝系统中移动台被呼建立时延是从移动交换机（MSC接收到最后一位拨号到向主呼方返回适当的信号音所经过的时间。
移动台主呼建立时延是从移动用户激活发送键到至MSC勺话路接通且MSC发出呼叫拨号所经过的时间。
在任何公共陆地移动网（PLMN中，呼叫建立时延是最重要的系统性能标准之一，这项标准所规定的数值取决呼叫类型：
即固定用户至移动用户（LTM、移
动用户至移动用户（MTM或移动用户至固定用户（MTL。
确定呼叫通过PLMN的时延的主要因素为：
•移动单元产生的呼叫初始包（或叫做分组、的传输时延（包括为解决冲突而重发呼叫包、。
•连接MSC和基站（BS控制器的地面数据链路中信号时延。
•MSC中交换时延（对数字交换机来说通常很小）。
由于数据通道中存在冲突，较高容量的系统将有较高的迟延。
对LTM呼叫
来说，若呼叫建立时延较大就意味着没有充分利用PSTWISDN的资源。
因而在讨论系统容量时，这是一个值得注意的问题。
2．无线信道阻塞概率蜂窝系统的基本度量问题是确定在提供达到事先确定的阻塞率的通信服务
时每个小区需要多少无线信道。
系统将信道指配给各小区。
小区对所分配的信道统一管理，让四种类型到达话务流（LTMMTL,MTM和切换到达）竞争使用这组信道。
一般说来，多数蜂房系统对切换呼叫给予优惠，或者指配其有更高优先级，或者按排队系统处理。
而对其它类型呼叫应按正常呼损系统处理。
影响无线信道阻塞性能的两个主要因素是：
•到达各小区话务量的大小和话务流特征；•进入和离开每个小区的切换呼叫的速率。
3.PLMN至PSTWISDN线路的阻塞概率
除了有些MTM乎叫外，多数蜂房系统的呼叫（可达90%要通过公共交换电话网（PSTN。
连接移动网和固定网的线路的阻塞概率构成系统总的呼叫阻塞概率的一部份。
要将这种概率控制在一定水平，就应根据用户分布情况事先规划好MSC勺数量和位置。
4.切换不成功概率蜂窝系统的主要特点之一就是当移动台跨越小区时能不中断通话而实现小
区间信道的转换，即所谓切换（Handover）。
除了因越区而产生信道切换外，切换还可用于平衡小区间的话务负荷。
切换不成功概率可定义为正在通话的移动台越区时因到达的小区没有可用的空闲无线信道而使通话中断的概率。
切换不成功概率是衡量系统对进行中通话的影响的一项蜂窝系统准则参数。
切换参数的GOS旨标应是很严格的，它是否满足蜂窝系统的要求依赖于切换算法的有效性和准确性。
补充话务量的一些概念:
1话务量与呼损的定义
话务量分为流入话务量和完成话务量。
流入话务量的大小决定于单位时间（1小时）内发生的平均呼叫次数入和每次呼叫平均占用信道时间S。
流入话务量A=S入，单位为爱尔兰（Erlang）。
对于多用户共用信道情况，必然有的呼叫成功，有的呼叫失败，呼叫失败为呼损，假定单位时间内平均呼叫次数为入°（入o＜入），贝S完成
话务量为
Ao=入°S
呼损率定义为:
r>—A_Ao_上一'-o
B=_
A九
2.呼损率、信道数与话务量的关系
An
B—―吟
nA
i=oi!
A为流入话务量，n为共有信道数，B为呼损率
信道利用率为—Ao二a（i-b）。
nn
由此可建立B、n、A和n的关系表。
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