第二章蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)(編輯修改稿)
2024-08-28 13:06 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 圍較大時(shí)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)將遇到許多問題。 ? 通過使用不同高度的天線和不同強(qiáng)度的功率，在一個(gè)站點(diǎn)上設(shè)置 “ 大的 ” 和 “ 小的 ” 覆蓋區(qū)，這種技術(shù)叫做傘狀小區(qū)方法。傘狀小區(qū)方法能用來為高速用戶提供大面積的覆蓋，同時(shí)為低速用戶提供小面積的覆蓋。 ? 小區(qū)拖尾是由對(duì)基站發(fā)射強(qiáng)信號(hào)的步行用戶所產(chǎn)生的。 由于用戶以非常慢的速度離開基站，平均信號(hào)能量衰減不快；即使當(dāng)用戶遠(yuǎn)離了小區(qū)的預(yù)定范圍，基站接收的信號(hào)仍然可能高于切換門限，因此不做切換，這就會(huì)產(chǎn)生潛在的干擾和話務(wù)量管理問題，因?yàn)橛脩裟菚r(shí)已深入到了相鄰小區(qū)中。 為解決小區(qū)拖尾問題，需仔細(xì)地調(diào)整切換門限和無線覆蓋參數(shù)。 干擾和信道容量 ? 干擾是蜂窩無線通信系統(tǒng)性能的主要限制因素。 ? 在蜂窩系統(tǒng)中存在兩種干擾： 同頻干擾和鄰頻干擾。 ? 同頻干擾 ?頻率復(fù)用意味著在一個(gè)給定的覆蓋區(qū)域內(nèi)，存在著許多使用同一組頻率的小區(qū)，這些小區(qū)叫做同頻小區(qū)；這些同頻小區(qū)之間的信號(hào)干擾叫做同頻干擾。 ? 減少的措施 ?為了減小同頻干擾，同頻小區(qū)必須在物理上隔開一個(gè)最小的距離，為傳播提供充分的隔離。 ?可以采用定向天線減小同頻干擾。 頻率復(fù)用距離 D與小區(qū)簇的關(guān)系 ? 頻率復(fù)用距離 D （即同頻距離） : D是指最近的兩個(gè)頻點(diǎn)小區(qū)中心之間的距離在小區(qū)中心作兩條與小區(qū)的邊界垂直的直線，其夾角為 120186。此兩條直線分別連接到最近的兩個(gè)同頻點(diǎn)小區(qū)中心，其長(zhǎng)度分別為 i和 j，于是 D為 式中 D:同頻小區(qū)的距離 N: 單位無線區(qū)群中的小區(qū)數(shù)目 R:小區(qū)半徑 :鄰區(qū)中心之間距離 R322223 i / 2 ( 3 / 2)3 ( )3D R j ji i j j RNR? ? ?? ? ??（ ） 6 2 1 5 3 7 6 1 5 7 6 4 1 4 D j i N=7 頻率復(fù)用設(shè)計(jì)示例圖 22N i ij j? ? ?(區(qū)群 )簇的意義 ? 參數(shù) Q稱為同頻復(fù)用比 ? Q值越小則容量越大；而 Q值大可以提高傳播質(zhì)量，因?yàn)橥l干擾小。 ? 實(shí)際的蜂窩系統(tǒng)中，需要對(duì)通信質(zhì)量和系統(tǒng)容量這兩個(gè)目標(biāo)進(jìn)行協(xié)調(diào)和折衷。 /3Q D R N??? ????????????fAfAffAAtAlos DdDdDDddhdLl o g4l o g20(4l o g20,????? 自由空間傳播損耗）N↑ D ↑ 頻率利用率 低 同頻干擾小 ? ????????????fAfAffAAtAlos DdDdDDddhdLl o g4l o g20(4l o g20,????? 自由空間傳播損耗）N↓ D ↓ 頻率利用率 高 同頻干擾大 ??? kikICIC1載干比與區(qū)群的關(guān)系 C移動(dòng)臺(tái)的接收 的載波功率 I移動(dòng)臺(tái)的接收 的同頻干擾功率 。 若設(shè)有 K個(gè)同頻干擾小區(qū)，則移動(dòng)臺(tái)接收的 載干比 可表示為 問題： 滿足同頻載干比最低門限 時(shí)，要求的小區(qū)簇 數(shù)目N至少多大？ IC/設(shè)各基站發(fā)射功率相同，各基站到移動(dòng)臺(tái)距離近似相等（等于Ｄ）；采用全向天線，六個(gè)干擾源。 移動(dòng)無線信道的傳播特性表明： 路徑損耗正比于傳播距離的 γ 次方（ 一般 γ 取 4 ）。 D ? ???????????????????????????????s444461ikICIC3N61RD616DrICIC)1(IC32Ns???????得到 載干比門限 與 小區(qū)簇?cái)?shù)目 N的關(guān)系 為： 所要求的 越小 ， Ｎ越小 ， 每個(gè)小區(qū)可用信道數(shù)越多 ，系統(tǒng)容量越大 。 載干比與區(qū)群的關(guān)系 SIC )/(SIC )/(? TACS模擬蜂窩系統(tǒng)中，通常 12 dB~9ICs???????1 8 dBICs???????所以 GSM系統(tǒng) 容量更大 ． 同理 ， 根據(jù)上式可得出 ， ３或４個(gè)小區(qū)為一 簇 根據(jù)（１）式可得出，簇 N最小為 ，故一般取小區(qū)簇的最小值為 N =7， 即： 7個(gè)小區(qū)為一簇 ? GSM數(shù)字蜂窩系統(tǒng)中 載干比與區(qū)群的關(guān)系 例題 蜂窩小區(qū)的六個(gè)同頻干擾分布如圖 。MS處于小區(qū)邊緣 ‘ o’， 要求載干比在最不利的情況下應(yīng)達(dá)到規(guī)定的門限值(C/I)s， 分別計(jì)算下列兩種條件下區(qū)群 N至少為幾個(gè) ？ 若總頻段寬度W=25MHZ， 等效信道間隔 B=25KHZ， 試比較下列兩種條件下的通信容量 。 （ 1） (C/I)s=18dB （ 2） (C/I)s=12dB Ｄ 載干比與小區(qū)簇的關(guān)系 得到由 ,IC32N s??????? 簇小區(qū)因此取 /2N ( 1 ) 1018 7????NBWNSk ?? 簇小區(qū)因此取 / ( 2 ) 1012????通信容量用每小區(qū)分配的頻道數(shù) k表示，則 區(qū)群（簇）數(shù) 小區(qū)個(gè)信道 /1 4 210257 1025k ( 1 ) 36 ??? ??小區(qū)個(gè)信道 /25010254 1025k ( 2 ) 36 ??? ??解答 干擾和信道容量 ? 鄰頻干擾 ?來自所使用信
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