移动通信技术讲义-第7讲 第二章 移动通信的组网.ppt

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1、移动通信环境下的干扰移动通信环境下的干扰v在移动通信的无线网设计中，解决在移动通信的无线网设计中，解决无线覆盖区无线覆盖区和和无线电干扰无线电干扰是两大难题。是两大难题。对于微蜂窝结构的无线网来说，解决无线电干扰可能比解决覆盖区设计对于微蜂窝结构的无线网来说，解决无线电干扰可能比解决覆盖区设计更困难。更困难。v在移动通信网内，无线电干扰一般包括：在移动通信网内，无线电干扰一般包括：1 1 同频道干扰同频道干扰 2 2 邻频道干扰邻频道干扰 3 3 互调干扰互调干扰 4 4 阻塞干扰阻塞干扰 5 5 近端对远端的干扰等。近端对远端的干扰等。同频道干扰同频道干扰v概念：所有概念：所有落在收信机通带

2、内落在收信机通带内的的与有用信号频率相同或相近的干与有用信号频率相同或相近的干扰信号扰信号（非有用信号）称为同频道干扰。（非有用信号）称为同频道干扰。v如果如果每个小区的大小都差不多每个小区的大小都差不多，基站发射功率也相同基站发射功率也相同，则，则同频干同频干扰比例扰比例与与发射功率无关发射功率无关，是，是小区半径（小区半径（R R）和相距最近的同频小）和相距最近的同频小区的中心之间距离（区的中心之间距离（D D）的函数）的函数。Q Q叫做同频复用比例，与簇的大叫做同频复用比例，与簇的大小有关。对于六边形：小有关。对于六边形：Q Q越小，容量越大。越小，容量越大。Q Q越大，则传播质量越好，

3、因为同频干扰小。越大，则传播质量越好，因为同频干扰小。v在组网中，防止同频道干扰的在组网中，防止同频道干扰的基本措施：基本措施：是通过是通过基站站址布局基站站址布局（即保持（即保持同频复用距离）、同频复用距离）、合理的覆盖区设计合理的覆盖区设计及及频道配置频道配置，使满足同频道干扰保，使满足同频道干扰保护比指标。护比指标。同频道干扰保护比指标同频道干扰保护比指标v概念：概念：接收机输出端有用信号接收机输出端有用信号达到规定质量的情况下，在达到规定质量的情况下，在接收机输入端接收机输入端测得测得有用射频信号与同频无用射频信号之比的最小值有用射频信号与同频无用射频信号之比的最小值 。静态同频道干扰

4、保护比：对于模拟通信系统，为了维持静态同频道干扰保护比：对于模拟通信系统，为了维持3 3级话音质量级话音质量下限，静态同频道干扰保护比要求下限，静态同频道干扰保护比要求8 dB8 dB。为了维持。为了维持4 4级话音质量级话音质量下限，静态同频道干扰保护比要求下限，静态同频道干扰保护比要求12 dB12 dB。GSMGSM系统要求静态同频系统要求静态同频道干扰保护比要求道干扰保护比要求9 dB9 dB。同频道干扰概率：规定为同频道干扰概率：规定为10%10%。考虑衰落影响、干扰概率及静态射频保护比后的同频道干扰保护比：考虑衰落影响、干扰概率及静态射频保护比后的同频道干扰保护比：在静态同频道干扰

5、保护比（在静态同频道干扰保护比（P P）上加上同频道干扰余量（）上加上同频道干扰余量（Z ZP P），即：），即：P+ZP+ZP P（dBdB）。话音等级话音等级P P（dBdB）Z ZP P（dBdB）P+ZP+ZP P（dBdB）L L=6dB6dB L L=12dB12dB L L=6dB6dB L L=12dB12dB三级话音三级话音质量质量8 814145 522228 822225 530308 8四级话音四级话音质量质量121214145 522228 826265 534348 8表表2-2 2-2 干扰概率为干扰概率为10%10%时的时的P+ZP+ZP P值值 频道复用保护距

6、离系数频道复用保护距离系数D/rD/r由P+ZP =40 log可求出。可求出。P+ZP（dB）225308265348D/r47735689表表2-3 2-3 同频道复用保护距离系数同频道复用保护距离系数D/rD/r图图2-7 2-7 同频道复用保护距离系数同频道复用保护距离系数邻频道干扰邻频道干扰v概念：工作在概念：工作在k k频道的接收机频道的接收机受到工作于受到工作于k k1 1频道的信号的干扰频道的信号的干扰，即邻，即邻道（道（k k1 1频道）信号功率落入频道）信号功率落入k k频道的接收机通带内造成的干扰频道的接收机通带内造成的干扰 。v解决邻频道干扰的措施解决邻频道干扰的措施

7、：降低发射机落入相邻频道的干扰功率，即减小发射机带外辐射；降低发射机落入相邻频道的干扰功率，即减小发射机带外辐射；提高接收机的邻频道选择性；提高接收机的邻频道选择性；在网络设计中，避免相邻频道在同一小区或相邻小区内使用，增加同频在网络设计中，避免相邻频道在同一小区或相邻小区内使用，增加同频道防护比。道防护比。互调干扰互调干扰v产生互调干扰的产生互调干扰的基本条件基本条件：几个干扰信号（几个干扰信号（A A、B B、C C）与受干扰信号的频率（）与受干扰信号的频率（S S）之间满足）之间满足2 2 A A B B=S S或或A A+B B C C=S S条件；条件；干扰信号的幅度足够大；干扰信号

8、的幅度足够大；干扰（信号）站和受干扰的接收机都同时工作。干扰（信号）站和受干扰的接收机都同时工作。互调干扰分为发射机互调干扰互调干扰分为发射机互调干扰和接收机互调干扰两类和接收机互调干扰两类 发射机互调干扰发射机互调干扰 概念：概念：一部发射机发射的信号一部发射机发射的信号进入了进入了另一部发射机另一部发射机，并，并在其末级功在其末级功放的非线性作用下放的非线性作用下与与输出信号相互调制输出信号相互调制，产生，产生不需要的组合干扰频不需要的组合干扰频率率，对接收信号频率，对接收信号频率与这些组合频率相同的接收机与这些组合频率相同的接收机造成的干扰。造成的干扰。减少发射机互调干扰的措施减少发射机

9、互调干扰的措施 ：v加大发射机天线之间的距离；加大发射机天线之间的距离；v采用单向隔离器件和采用高采用单向隔离器件和采用高Q Q谐振腔；谐振腔；v提高发射机的互调转换率耗。提高发射机的互调转换率耗。2 2接收机互调干扰接收机互调干扰 概念：当概念：当多个强干扰信号进入接收机前端电路多个强干扰信号进入接收机前端电路时，在其时，在其非线性作用非线性作用下下，干扰信号互相混频干扰信号互相混频后产生后产生可落入接收机中频频带内的互调产可落入接收机中频频带内的互调产物物而造成的干扰而造成的干扰 。减少接收机互调干扰的措施减少接收机互调干扰的措施 ：v提高接收机前端电路的线性度；提高接收机前端电路的线性度

10、；v在接收机前端插入滤波器，提高其选择性；在接收机前端插入滤波器，提高其选择性；v选用无三阶互调的频道组工作。选用无三阶互调的频道组工作。v三阶互调三阶互调：对于两个（或以上）频率的信号，假设为：对于两个（或以上）频率的信号，假设为F1F1和和F2F2，经混频后，经混频后会产生一系列频率的干扰信号，会产生一系列频率的干扰信号，mF1mF1nF2nF2，当频率为，当频率为m+nm+n=3=3时，干扰信号时，干扰信号幅度比较大，这个干扰信号就是三阶互调的信号。幅度比较大，这个干扰信号就是三阶互调的信号。在设台组网中对抗互调干扰的措施：在设台组网中对抗互调干扰的措施：（1 1）蜂窝移动通信网）蜂窝移

11、动通信网 由于需要频道多和采用空腔谐振式合成器，只有采由于需要频道多和采用空腔谐振式合成器，只有采用互调最小的等间隔频道配置方式，并依靠设备优良的互调抑制指标用互调最小的等间隔频道配置方式，并依靠设备优良的互调抑制指标来解决互调干扰。来解决互调干扰。（2 2）专用的小容量移动通信网）专用的小容量移动通信网 主要采用不等间隔排列的无三阶互调的频主要采用不等间隔排列的无三阶互调的频道配置方法来避免发生互调干扰。道配置方法来避免发生互调干扰。阻塞干扰阻塞干扰 v概念：当外界存在一个概念：当外界存在一个离接收机工作频率较远离接收机工作频率较远但但能进入接收机能进入接收机作用于作用于其其前端电路的强干扰

12、信号时前端电路的强干扰信号时，由于，由于接收机前端电路的非线性接收机前端电路的非线性而造成对有用而造成对有用信号增益降低或噪声增高，使接收机灵敏度下降的现象信号增益降低或噪声增高，使接收机灵敏度下降的现象 。v干扰干扰与干扰信号的幅度有关与干扰信号的幅度有关，幅度越大，干扰越严重幅度越大，干扰越严重 。近端对远端的干扰近端对远端的干扰v概念：当基站同时接收从两个距离不同的移动台发来的信号时，距基概念：当基站同时接收从两个距离不同的移动台发来的信号时，距基站近的移动台站近的移动台B B（距离（距离d2d2）到达基站的功率明显要大于距离基站远的）到达基站的功率明显要大于距离基站远的移动台移动台A

13、A（距离，）的到达功率，若二者频率相近，（距离，）的到达功率，若二者频率相近，则距基站近的移动台则距基站近的移动台B B就会造成对接收距离站远的移动台就会造成对接收距离站远的移动台A A的有用信号的有用信号的干扰或仰制，甚至将移动台的干扰或仰制，甚至将移动台A A的有用信号淹没。这种现象称为近端的有用信号淹没。这种现象称为近端对远端干扰。对远端干扰。解决措施解决措施：使两个移动台所用频道拉开必要间隔；使两个移动台所用频道拉开必要间隔；移动台端加自动（发射）功率控制（移动台端加自动（发射）功率控制（APCAPC），使所有工作的移动台到达），使所有工作的移动台到达基站功率基本一致。基站功率基本一致

14、。蜂窝移动通信网络的频率规划蜂窝移动通信网络的频率规划一、一、等频距分配法等频距分配法 原理原理：按频率等间隔分配信道按频率等间隔分配信道 。若需要。若需要M M个信道，将其分为个信道，将其分为N N个信道组，个信道组，则每个信道组中有则每个信道组中有M/NM/N个信道，而个信道，而N N个信道组的信道序列可以由以下确定：个信道组的信道序列可以由以下确定：K+jNK+jN，K=1K=1，2 2，N N；j=0j=0，1 1，M/N-1 M/N-1 式中式中K K为信道组的序列为信道组的序列号号，最大为最大为K=NK=N，j j为信道序号的取值为信道序号的取值。如果如果基站采用了无方向性激励基站

15、采用了无方向性激励时，通常时，通常以以1212个无线小区（基地区）作为个无线小区（基地区）作为一个区群一个区群。如图。如图2-82-8所示。所示。如果如果采用扇形方向的天线激励采用扇形方向的天线激励，通常采用，通常采用4 4个基站、个基站、2424个扇形无线小区个扇形无线小区为一个区群为一个区群 。如图。如图2-92-9所示。所示。图图2-8 122-8 12个无线小区为一个簇的信道组配置个无线小区为一个簇的信道组配置按按K+jNK+jN的规律，可确定各信道组的信道序列如下：的规律，可确定各信道组的信道序列如下：第一信道组，第一信道组，K=1K=1，j=012j=012，故（，故（1 1，13

16、13，2525，）第二信道组，第二信道组，K=2K=2，j=012j=012，故（，故（2 2，1414，2626，）第三信道组，第三信道组，K=3K=3，j=012j=012，故（，故（3 3，1515，2727，）第四信道组，第四信道组，K=4K=4，j=012j=012，故（，故（4 4，1616，2828，）第五信道组，第五信道组，K=5K=5，j=012j=012，故，故 (5(5，1717，2929，)第六信道组，第六信道组，K=6K=6，j=012j=012，故（，故（6 6，1818，3030，）第七信道组，第七信道组，K=7K=7，j=012j=012，故（故（7 7，191

17、9，3131，）第八信道组，第八信道组，K=8K=8，j=012j=012，故故 (8(8，2020，3232，)第九信道组，第九信道组，K=9K=9，j=012j=012，故故 (9(9，2121，3333，)第十信道组，第十信道组，K=10K=10，j=012j=012，故故 (10(10，2222，3434，)第十一信道组，第十一信道组，K=11K=11，j=012j=012，故故 (11(11，2323，3535，)第十二信道组，第十二信道组，K=12K=12，j=012j=012，故故 (12(12，2424，3636，)图图2-9 42-9 4个基站个基站2424个扇形无线小区为一

18、个簇的信道组配置个扇形无线小区为一个簇的信道组配置图图2-92-9所示信道组配置的信道分配如下：所示信道组配置的信道分配如下：vBS1BS1选用的六个信道组为（选用的六个信道组为（1 1，2525，4949，7373）；（）；（5 5，2929，5353，7777）；）；(21(21，4545，6969，93)93)；vBS2BS2选用的六个信道组为（选用的六个信道组为（2 2，2626，5050，7474）；（）；（6 6，3030，5454，7878）；）；(22(22，4646，7070，94)94)；vBS3BS3选用的六个信道组为（选用的六个信道组为（3 3，2727，5151，75

19、75）；（）；（7 7，3131，5555，7979）；）；.(23.(23，4747，7171，95)95)；vBS4BS4选用的六个信道组为（选用的六个信道组为（4 4，2828，5252，7676）；（）；（8 8，3232，5656，8080）；）；.(24.(24，4848，7272，96)96)。信道分配策略信道分配策略v信道分配策略可分为两类：信道分配策略可分为两类：固定固定的信道分配策略和的信道分配策略和动态动态的信道分配策略。的信道分配策略。v固定信道分配法固定信道分配法 ：将某一组信道：将某一组信道固定分配给某一基站固定分配给某一基站，即，即基站的频点基站的频点是固定不变的

20、是固定不变的 。小区内的任何呼叫小区内的任何呼叫都都只能使用该小区中的空闲信道只能使用该小区中的空闲信道，如果如果该小区的所有信道都已被占用该小区的所有信道都已被占用，则，则呼叫阻塞，用户得不到服务呼叫阻塞，用户得不到服务。其。其一变种为借用策略，如果它自己的所有信道都被占用，允许小区从它的一变种为借用策略，如果它自己的所有信道都被占用，允许小区从它的相邻小区中借用信道，由相邻小区中借用信道，由MSCMSC来管理借用过程，但是要保证一个信道的来管理借用过程，但是要保证一个信道的借用，不会中断或干扰借出小区的任何一个正在进行的呼叫。借用，不会中断或干扰借出小区的任何一个正在进行的呼叫。v特点特点

21、：控制方便，投资少：控制方便，投资少 ，但信道的利用率下降。，但信道的利用率下降。v动态信道分配法动态信道分配法：不是将信道固定地分配给某个基站不是将信道固定地分配给某个基站，而是，而是多个多个基站均可使用同一信道基站均可使用同一信道 ，每次呼叫请求来的时候每次呼叫请求来的时候，为它服务的基为它服务的基站站就就向向MSCMSC请求一个信道请求一个信道。交换机就根据一种算法交换机就根据一种算法给给发出请求的小发出请求的小区分配一个信道区分配一个信道。此方法进一步提高频谱的利用率，。此方法进一步提高频谱的利用率，使信道的配使信道的配置方法能够随移动通信系统的地理分布变化而变化置方法能够随移动通信系统的地理分布变化而变化 。v特点特点：频谱的利用率大约可提高百分之二十：频谱的利用率大约可提高百分之二十 ；需智能控制；需智能控制 ，避，避免了忙闲不均的情况，可以减小阻塞的可能性，从而提高系统的免了忙闲不均的情况，可以减小阻塞的可能性，从而提高系统的中继能力，但此时的邻近的信道干扰比较突出，增加了系统的存中继能力，但此时的邻近的信道干扰比较突出，增加了系统的存储和计算量，预测和控制系统均比较复杂。储和计算量，预测和控制系统均比较复杂。