蜂窝通信基础.docx

1、蜂窝通信基础:用不同的频率，司频率的小区产生第6章蜂窝通信基础6. 1引言在这章里，我们给出了蜂窝通信的基础，研究了正六角型小区再用比（ q）和群（N）大小的关系。并且本章还涉及全向和分扇区的小区的共道干扰问题以及蜂窝通信中的切换方法。6.2蜂窝系统很多商业的无线电和电视系统被设计成近可能大的覆盖面积。这 些系统运行在允许的最大功率和最高天线上。频率不能再用，除非地理上有足够 的差距，一个发射站不会干扰另一个相同频率的发射站。蜂窝系统采用了相反的方法，为了允许在最短距离的频率再用，采用低功率发射， 以使得可用信道的有效使用，最大化一个地理区的每个信道再用的次数， 这是有 效的蜂窝系统设计的关键

2、。蜂窝系统是很多低功率的无线电波扩展到整个服务区，每一个无线电波组称为一 个小区，发射功率可提供本小区边缘的用户通信需要，小区的半径大至 26km小至2km在实际中，小区的覆盖不是规则形状的，确切的小区覆盖决定于地势 和其它因素，为了设计方便，我们做一些近似，假定为覆盖区为规则的多边形， 如全向天线小区，覆盖面积近似为圆形，为了获得全覆盖，无死角，小区面积多 为正多边形，如正三角形，正四边形，正六角型，采用正六角型主要有两个原因： 第一，正六角型的覆盖需要较少的小区，少的发射站，第二，正六角型小区覆盖 相对于四边形和三角形费用小。为了使移动通信系统的业务容量最大， 同时使移动台在各种速度时切换

3、最少， 除 了最大限度地提高频谱效率外，对于移动台诸如移动特性、输出功率及所用业务 类型等不同参数，使用不同类型的蜂窝可能是有利的。蜂窝分层结构如图所示。 同一地理区域同时运用不同类型的蜂窝是可能的。蜂窝层大体可分成巨区、宏区、微区及微微区，但并不意味着仅这四类，这些蜂 窝类型的一些参数如表所示。蜂窝半径既无线电可靠的通信范围，它与输出功率、 业务类型、接收灵敏度、编码及调制等有关，终端速度即基站与移动台的相对速 度（仍面状植盖径有关，半径越大安装高度也越大。为了降低小区间的干扰，D),划分的方法 区群蜂房类型巨区宏区微区蜂房半径(km100-500351终端速度(km/h)1500W5001

4、00安装地点LEO/HEO/GEO建筑物/塔的顶部灯杆/建筑物运行环境所有乡村郊区市区业务量擁度低低到中 中到高_ 适用系统卫星蜂窝/无绳6. 3正六角形小区的地理分布我们用u-v坐标来计算点C1和C2的距离D, C1和C2是正六角型的中心，其坐 标分别为（u1,v1 ）和（u2,v2 ）。假定（u1,v1 ） = （ 0, 0）,这样（u2,v2）成为整数值（i,j ）,上式可写成：图6.1坐标系D 二i2 j2 ij1/2相邻小区的归于化距离为1, （l=1,j=0 或I=0,j=1），两个相邻小区的中心到中 心的实际距离为2Rcos3（J,或.3R , R为中心到顶点的距离。我们假定所有

5、小区的面积大致相等，只要小区面积是固定的，共道干扰对于每个 小区的发射功率是不相干的，共道干扰是 q （这里q=D/R）的函数，进一步讲，D 是N和S/I的函数，这里N是在第一层干扰小区的数目。S/I是移动接收机希望 接收信号与干扰的比值。图6.2共道小区图从图中我们可得到大区的半径 D:D2 二 3R2(i2 j2 ij)既然正六角形是正比于中心与顶点距离的平方，因此，大区的面积为:Aarg厂 k3Ri2 j2 ij)小的正六角形的面积为:2Asmall = k(R )argeAsmall= 3(ij2 ij)R2-3N从几何上可以证明第一层小区中心点构成的大区中，小区的数目为 3N,即小区

6、的面积正比与小区的数目Asmall 1Alarge =3NAl argeAsmall=3N6-43N =3(i2 j2 ij)q为再用比ijNq1011.731133.002p74.5831136.24R2=3N公式D = q= , 3N将影响蜂窝系统容量和共道干扰，减小q则每个群的小区数将 R减小。如果所有RF通道是常数，则每个小区的通道数将增加；相反 q增加会减小共道干扰和系统容量。6 .4 共道干扰比对于移动接收机的S/I为Ni (Ik)对于正六角形小区的蜂窝系统，第一层有六个共道干扰小区 N= 6,在蜂窝系统中，干扰是决定性因子，热噪声可以忽略，假定各小区的功率相等，干扰就是 共道小区的功率传输到本小区对本小区产生干扰。因此 S/I可表示为6、Dk这里2 r A_ Ao _ 上一-oB= _ A 九2.呼损率、信道数与话务量的关系AnB吟n Ai =o i!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）。n n由此可建立B、n、A和n的关系表。