第五章--蜂窝组网技术ppt课件.ppt

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1、在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确第五章第五章 蜂窝组网技术蜂窝组网技术程郁凡程郁凡通信抗干通信抗干扰技技术国家国家级重点重点实验室室在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确第五章内容第五章内容5.1 移移动通信网的基本概念通信网的基本概念5.2 频率复用和蜂率复用和蜂窝小区小区5.3 多址接入技多址接入技术5.4 蜂蜂窝移移动通信系通信系统的容量分析的容量分析第五章第五章 蜂蜂窝组网技网技术2十二月十二月 22在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题

2、来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.1 移动通信网的基本概念移动通信网的基本概念n移移动通信网通信网络组成成n空中网络空中网络n频率复用和蜂窝小区频率复用和蜂窝小区n多址接入多址接入n移动性管理移动性管理n地面网络地面网络n各基站相互连接各基站相互连接n基站与固定网络（基站与固定网络（PSTN、ISDN、PDN）的连接）的连接十二月十二月 22第五章第五章 蜂蜂窝组网技网技术3在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确第五章内容第五章内容5.1 移移动通信网的基本概念通信网的基本概念5.2 频率

3、复用和蜂率复用和蜂窝小区小区5.2.1 蜂窝的概念蜂窝的概念5.2.2 簇（区群）簇（区群）5.2.3 同频复用距离与同频干扰同频复用距离与同频干扰5.2.4 信道分配信道分配5.3 多址接入技多址接入技术5.4 蜂蜂窝移移动通信系通信系统的容量分析的容量分析第五章第五章 蜂蜂窝组网技网技术4十二月十二月 22在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确n小容量的大区制小容量的大区制n大区制就是在一个服务区域（如一个城市）内只有一大区制就是在一个服务区域（如一个城市）内只有一个基站，并由它负责移动通信的联络和控制个基站，并由它负责

4、移动通信的联络和控制。n主要特点：主要特点：n基站天线架设得很高，几十几百米基站天线架设得很高，几十几百米n基站发射功率大：基站发射功率大：50200Wn覆盖半径：覆盖半径：3050kmn优点：点：n网络结构简单，成本低网络结构简单，成本低n缺点：缺点：n覆盖范围有限，服务性能差。覆盖范围有限，服务性能差。n频谱利用率低，容量小，一般频谱利用率低，容量小，一般 用户几十几百个，常用于专网。用户几十几百个，常用于专网。小容量的大区制小容量的大区制5BSMS1MS3MS2图图5.1 大区制移动通信网大区制移动通信网第五章第五章 蜂蜂窝组网技网技术十二月十二月 22在整堂课的教学中，刘教师总是让学生

5、带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.2.1 蜂窝的概念蜂窝的概念n1974年，年，贝尔实验室提出了蜂室提出了蜂窝概念。概念。n蜂蜂窝系系统-“小区制小区制”系系统n小区制小区制用许多小功率的发射机（小覆盖区）来用许多小功率的发射机（小覆盖区）来代替单个的大功率发射机（大覆盖区），即将所要代替单个的大功率发射机（大覆盖区），即将所要覆盖的地区划分为覆盖的地区划分为若干个小区，若干个小区，在每个小区设立一在每个小区设立一个基站为本小区范围内的用户服务。个基站为本小区范围内的用户服务。AACCCBBCABn频率复用频率复用-在相邻的小区使用不在相邻的小区使用

6、不同的频率，在相距较远的小区采同的频率，在相距较远的小区采用相同的频率（用相同的频率（同频小区同频小区）。即）。即将将N个相邻的小区组成一个个相邻的小区组成一个区群区群(簇簇)，将可供使用的频道划分成，将可供使用的频道划分成N组，区群内的每个小区使用不同组，区群内的每个小区使用不同的频率组，而不同的区群重复使的频率组，而不同的区群重复使用相同的频率分配模式。用相同的频率分配模式。6在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确大容量的小区制大容量的小区制n小区制小区制借助借助频率复用突破率复用突破频率率资源限制，源限制，产生高容量生

7、高容量n特点特点-频谱利用率较高、用户容量大、服务性能频谱利用率较高、用户容量大、服务性能较好。较好。n新的问题新的问题-系统网络构成复杂（越区切换、位置系统网络构成复杂（越区切换、位置登记、更新、漫游以及系统鉴权等，网络频率规划）登记、更新、漫游以及系统鉴权等，网络频率规划）。n小区的分小区的分类（r：小区半径）：小区半径）n超小区：超小区：r 20km（农村）（农村）n宏小区：宏小区：r 120km（人口稠密地区）（人口稠密地区）n微小区：微小区：r 0.11km（城市繁华区）（城市繁华区）n微微小区：微微小区：r 0.1km（办公室、家庭）（办公室、家庭）十二月十二月 22第五章第五章

8、蜂蜂窝组网技网技术7在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确小区制覆盖区小区制覆盖区n服服务覆盖区：覆盖区：n带状服务覆盖区带状服务覆盖区n用户的分布呈带状（或条状），如铁路、公路、沿用户的分布呈带状（或条状），如铁路、公路、沿海水域等。海水域等。n面状服务覆盖区面状服务覆盖区n服务区是一个宽广的平面。服务区是一个宽广的平面。十二月十二月 22第五章第五章 蜂蜂窝组网技网技术8在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确带状服务覆盖区带状服务覆盖区ABABAB双双

9、频组n可采用多个可采用多个频率率组复用复用ABCABC三三频组9在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确面状服务覆盖区面状服务覆盖区蜂窝网蜂窝网n在平面区域内划分小区在平面区域内划分小区n全向天线的覆盖区是圆形。全向天线的覆盖区是圆形。小区形状正三角形正方形正六边形邻区距离小区面积交叠区宽度交叠区面积三种形状三种形状小区小区在覆盖相同大小的在覆盖相同大小的地理区域，正六地理区域，正六边形构成小区所需的形构成小区所需的小区数最少小区数最少移移动通信系通信系统广泛使用六广泛使用六边形形进行理行理论分分析和析和设计实际形状形状10在

10、整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确基站对小区的激励方式基站对小区的激励方式n中心激励中心激励n基站位于小区中心，基站位于小区中心，由由全向天线全向天线实现圆形实现圆形覆盖区，有时会有辐覆盖区，有时会有辐射阴影。射阴影。n顶点激励点激励n在顶点上设置基站，在顶点上设置基站，并采用三个互成并采用三个互成120的的定向天线定向天线，以避免，以避免辐射阴影辐射阴影十二月十二月 22第五章第五章 蜂蜂窝组网技网技术11中心激励中心激励 顶点激励点激励 在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅

11、入深，所提出的问题也很明确第五章内容第五章内容5.1 移移动通信网的基本概念通信网的基本概念5.2 频率复用和蜂率复用和蜂窝小区小区5.2.1 蜂窝的概念蜂窝的概念5.2.2 簇（区群）簇（区群）5.2.3 同频复用距离与同频干扰同频复用距离与同频干扰5.2.4 信道分配信道分配5.3 多址接入技多址接入技术5.4 蜂蜂窝移移动通信系通信系统的容量分析的容量分析第五章第五章 蜂蜂窝组网技网技术12十二月十二月 22在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.2.2 簇（区群）簇（区群）n簇簇n共同使用全部可用频率的共同使用全部

12、可用频率的N个小区叫做一个簇个小区叫做一个簇(区群）区群）nN 叫做区群的大小，典型值叫做区群的大小，典型值3、4、7、9、12、n构成蜂窝网的二次几何图形构成蜂窝网的二次几何图形13AACCCBBCAB十二月十二月 22第五章第五章 蜂蜂窝组网技网技术在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确簇簇n共共有有S 个个可可用用信信道道，分分给一一个个簇簇（簇簇的的大大小小为N），簇簇中中的的每每个个小小区区分分配配K个个信信道道，各各个个小小区区分分配配不不相相同同，则可可用用无无线信道的信道的总数数S为：n一一个个簇簇对应一一定

13、定的的覆覆盖盖区区域域，若若达达到到单位位面面积的的覆覆盖盖需需复复制制M 个个簇簇，则信道信道总数数C为：BCAN=3,K=S/NM=3,C=MSAAABCCCBBn若若N越越小小，则单位位面面积所所需需复复制制的的区区群群越越多多，系系统容容量越大，量越大，频率利用率越高。率利用率越高。14在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确举例举例例例5.1系系统总的可用信道数的可用信道数S=280，相同区域内，相同区域内，用用N=7的区群（的区群（7小区复用）需要复制小区复用）需要复制4次，而用次，而用N=4的区群（的区群（4小区

14、复用）需要复制小区复用）需要复制7次，求两种次，求两种情况下的信道情况下的信道总数和每个小区的可用信道数。数和每个小区的可用信道数。解：解：N=7时n每个小区的可用信道数：每个小区的可用信道数：n信道总数：信道总数：N=4时n每个小区的可用信道数：每个小区的可用信道数：n信道总数：信道总数：十二月十二月 22第五章第五章 蜂蜂窝组网技网技术15在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确构成簇图案的基本条件构成簇图案的基本条件1)基本图案（簇）能彼此邻接且无空隙地覆盖整个基本图案（簇）能彼此邻接且无空隙地覆盖整个 面积。面积。2)

15、相邻簇中，同频小区间距离相等，且为最大。相邻簇中，同频小区间距离相等，且为最大。N=3N=716在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确簇（区群）的大小簇（区群）的大小n满足簇足簇图案条件的簇的形状和案条件的簇的形状和N是有限的。是有限的。N满足：足：ni 和和j分分别为相相邻同同频小区之小区之间的二的二维距离（相距离（相邻小区数），都小区数），都为正整数，不能同正整数，不能同时为零零十二月十二月 22第五章第五章 蜂蜂窝组网技网技术17i101021021032j122323434534N347912131619212527

16、28在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确确定同频小区位置确定同频小区位置n簇簇间同同频小区位置小区位置的确定的确定n沿着任意一条六沿着任意一条六边形边的边形边的垂线垂线方方向移动向移动i个小区，个小区，并逆时针方向旋并逆时针方向旋转转60，再移动，再移动j个个小区。小区。十二月十二月 22第五章第五章 蜂蜂窝组网技网技术18AAAAAAj图图5.2 确定同频小区的方法确定同频小区的方法AiD在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确利用寻找同频小区的方法确定

17、簇利用寻找同频小区的方法确定簇n例如：例如：N=3,i=1,j=1十二月十二月 22第五章第五章 蜂蜂窝组网技网技术19AAAAAAABCCCCCCBBBBBBCA在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确常见区群图案常见区群图案十二月十二月 22第五章第五章 蜂蜂窝组网技网技术20DACBN=4,i=0,j=2N=7,i=1,j=2DCBAEFG图图5.3 常常见正六边形小区群的图案见正六边形小区群的图案N=3,i=1,j=1BCA在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的

18、问题也很明确举例举例例例5.2 画一个画一个N=4的蜂的蜂窝系系统结构，要求至少包括构，要求至少包括3个区群，将簇中小区所用个区群，将簇中小区所用频率率组用用A,B,C,D标识。十二月十二月 22第五章第五章 蜂蜂窝组网技网技术211.N=4对应的的2维坐坐标：i=0,j=2DACBDACBDACB3.确定相确定相邻区群的位置区群的位置2.N=4的基本区群形状：的基本区群形状：DACBN=4,i=0,j=2在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确第五章内容第五章内容5.1 移移动通信网的基本概念通信网的基本概念5.2 频率复用

19、和蜂率复用和蜂窝小区小区5.2.1 蜂窝的概念蜂窝的概念5.2.2 簇（区群）簇（区群）5.2.3 同频复用距离与同频干扰同频复用距离与同频干扰5.2.4 信道分配信道分配5.3 多址接入技多址接入技术5.4 蜂蜂窝移移动通信系通信系统的容量分析的容量分析第五章第五章 蜂蜂窝组网技网技术22十二月十二月 22在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.2.3 同频复用距离与同频干扰同频复用距离与同频干扰n干干扰的影响的影响n干扰是蜂窝无线系统性能的主要影响因素。干扰是蜂窝无线系统性能的主要影响因素。n同频干扰、邻道干扰等同频干

20、扰、邻道干扰等n移移动台或基站必台或基站必须能能够在在较强的噪声和干的噪声和干扰中中检出可能是出可能是较弱的信号。弱的信号。n载干比要大于某个指定的数值（载干比要大于某个指定的数值（射频防护比射频防护比）:一一般模拟移动系统要求般模拟移动系统要求C/I18dB，数字移动通信系，数字移动通信系统统C/I约为约为710dB之间之间N0是接收机内部噪声；是接收机内部噪声；Nr为外部噪声；为外部噪声；I为总干扰为总干扰23十二月十二月 22第五章第五章 蜂蜂窝组网技网技术在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确干扰的影响干扰的影响n在

21、移在移动通信通信环境中，通常干境中，通常干扰影响大于噪声影响：影响大于噪声影响：n同同频干干扰影响最大，是制影响最大，是制约限制系限制系统性能的主要性能的主要因素。因素。n频率复用率复用带来的来的问题：同同频干干扰。n同同频小区：小区：使用相同使用相同频率的小区率的小区为同同频小区。小区。n同同频干干扰（同道干（同道干扰）n同频小区之间的信号干扰。同频小区之间的信号干扰。n在在进行系行系统设计时，根据，根据规定的定的载干比干比C/I计算允算允许的的I值，并作，并作为系系统设计和和组网的依据。网的依据。24在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所

22、提出的问题也很明确n同同频复用距离复用距离n两个同频小区之间两个同频小区之间的距离的距离(D）DRHRH:小区中心到边的距离小区中心到边的距离I:相邻相邻i个小区的中心距离个小区的中心距离同频复用距离同频复用距离(1)iI IjJ JAAiI IR:小区半径小区半径25在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确同频复用距离同频复用距离(2)n一定要用一定要用寻找相找相邻同同频小区的方法确定相小区的方法确定相邻区群区群的位置的位置才能保才能保证同同频小区小区间距离最大距离最大n以以N=4,i=0,j=2为例，思考为例，思考十二月十

23、二月 22第五章第五章 蜂蜂窝组网技网技术26DACBDACBDACBDACBD=3RN:区群大小区群大小R:小区半径小区半径在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确全向小区系统全向小区系统C/I的计算的计算n同同频小区小区围绕着某一小区可着某一小区可分分为多多层。n来自第一来自第一层的的同同频干干扰最最强。n分析分析时，可只，可只考考虑第一第一层同同频干干扰。1第一层第一层111111第三层第三层11第二层第二层11111图图5.4 同频小区的分布同频小区的分布27在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设

24、置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确n设所有所有BS发射功率相同，同射功率相同，同频复用距离复用距离为D，小区半径，小区半径为R，干，干扰台离台离MS的距离分的距离分别为Dk(k=1,2m)MSBSBSBSBSBSBSRDBSD1D2D3D4D5D6n有用信号：有用信号：n同频干扰信号：同频干扰信号：n全向小区全向小区C/I：图图5.5 全向小区的同频干扰全向小区的同频干扰n：路径损耗指数：路径损耗指数 L:主要同频小区个数主要同频小区个数28在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确n若干若干扰基站与移基站与移动台

25、的距离相等，台的距离相等，Dl=D，则移移动台的台的载干比可近似表示干比可近似表示为：n同同频复用比复用比 Qn同频复用距离与小区半径之比同频复用距离与小区半径之比L:典型值为典型值为6（全向小区）（全向小区）29在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确定向小区的同频干扰定向小区的同频干扰n利用定向天利用定向天线可以降低同可以降低同频干干扰，增大，增大C/I值，改善通信，改善通信质量。量。nL2或或3十二月十二月 22第五章第五章 蜂蜂窝组网技网技术30DCBAEFGDDDDDDDDDDDDDD图图5.6 120 定向小区的同

26、频干扰定向小区的同频干扰DDDDDD在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确结论结论nN越大，越大，则意味着同意味着同频小区小区间距离越距离越远，同，同频干干扰越小。越小。nN越小，越小，则意味着一个系意味着一个系统中可有更多的区群，中可有更多的区群，频谱利用率高，有更多的容量。利用率高，有更多的容量。n从提高从提高频谱利用率的角度，在保持利用率的角度，在保持满意的通信意的通信质量的前提下，量的前提下，N应取最小取最小值最好。最好。N:区群大小区群大小R:小区半径小区半径L:主要同频小区个数主要同频小区个数N347912D3R

27、3.5R4.6R5.2R6.0RQ33.54.65.26.031在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确举例举例例例5.3 某蜂某蜂窝移移动通信系通信系统小区小区为全向天全向天线，若使，若使载干比干比C/I大于大于13dB（假（假设路径路径传输损耗因子耗因子n为4，并且只考并且只考虑第一第一层同同频干干扰，设各同各同频小区到接收小区到接收台距离相等台距离相等为D），），请问区群大小区群大小N最小最小应为多少。多少。解：根据解：根据题意要求：意要求：因因为：n=4，全向小区，全向小区L=6，同同时N应满足区群构成条件（足区群构成

28、条件（），即），即N 可可为4,7,9,12,，所以区群大小，所以区群大小N至少至少为4时，才能，才能满足足系系统的的载干比要求。干比要求。32在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确举例举例例例5.4 全向天全向天线的蜂的蜂窝小区小区N=7的模式，的模式，设路径路径损耗指数耗指数n=4，求其，求其载干比，干比，N=4时呢呢?解：解：N=7时：N=4时：十二月十二月 22第五章第五章 蜂蜂窝组网技网技术33在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确第五章内容第五

29、章内容5.1 移移动通信网的基本概念通信网的基本概念5.2 频率复用和蜂率复用和蜂窝小区小区5.2.1 蜂窝的概念蜂窝的概念5.2.2 簇（区群）簇（区群）5.2.3 同频复用距离与同频干扰同频复用距离与同频干扰5.2.4 信道分配信道分配5.3 多址接入技多址接入技术5.4 蜂蜂窝移移动通信系通信系统的容量分析的容量分析第五章第五章 蜂蜂窝组网技网技术34十二月十二月 22在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.2.4 信道分配信道分配十二月十二月 22第五章第五章 蜂蜂窝组网技网技术35图图5.7 蜂窝网络规划的一般原

30、理蜂窝网络规划的一般原理工程工程规划：基站位置、划：基站位置、小区小区结构（复用模式、构（复用模式、小区半径）的确定小区半径）的确定信道分配信道分配固定网固定网络的的规划划分配信道，使小分配信道，使小分配信道，使小分配信道，使小区区区区间间的干的干的干的干扰扰最小最小最小最小在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确信道分配信道分配(以以FDMA/FDD系统为例系统为例)频率率上行链路工作频段上行链路工作频段下行链路工作频段下行链路工作频段fifpfjfq按按频道道间隔隔进行行信道划分信道划分1 2 3 4 S下行链路工作频段下

31、行链路工作频段N个个频率率组分分给一个区群，一个区群，相相邻区群区群重复使用重复使用ACBACBN=3根据区群大小根据区群大小进行行信道分信道分组，小，小区内的信道固定或区内的信道固定或动态分配分配1 4 频率率组A2 5 频率率组B3 7 频率率组C图图5.8 信道分配步骤信道分配步骤36在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确第五章内容第五章内容5.1 移移动通信网的基本概念通信网的基本概念5.2 频率复用和蜂率复用和蜂窝小区小区5.3 多址接入技多址接入技术5.4 蜂蜂窝移移动通信系通信系统的容量分析的容量分析第五章第五

32、章 蜂蜂窝组网技网技术37十二月十二月 22在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.3 多址接入技术多址接入技术移移动通信系通信系统是多用是多用户同同时工作工作的系的系统。n下行下行链路（基站路（基站移移动台）台）n各移动台如何能识别发送给本各移动台如何能识别发送给本移动台的信号？移动台的信号？n上行上行链路（移路（移动台台基站）基站）n基站如何识别来自各个不同移基站如何识别来自各个不同移动台的信号？动台的信号？n解决解决办法：法：对不同用不同用户的信号的信号赋予不同的特征予不同的特征多址接入多址接入技技术(Multipl

33、e Access)十二月十二月 22第五章第五章 蜂蜂窝组网技网技术38在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确多址接入技术多址接入技术n将正交的信号将正交的信号维度（度（时域、域、频域等）划域等）划分分为不同的信道后分配不同的信道后分配给用用户，以支持，以支持多用多用户通信。通信。n尽量保尽量保证不同用不同用户发射的信号相互正交射的信号相互正交nFDMAnTDMAnCDMA十二月十二月 22第五章第五章 蜂蜂窝组网技网技术39在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题

34、也很明确复用复用(Multiplexing)和多址和多址(Multiple Access)n共同点共同点n为了充分利用信道资源，提高传输的有效性，为了充分利用信道资源，提高传输的有效性，数学基础都是信号正交分割理论数学基础都是信号正交分割理论n不同点不同点n信号复用信号复用n区分多路。区分多路。n点对点传输。点对点传输。n多址接入多址接入n区分多个区分多个动态动态地址。地址。n点对多点通信。点对多点通信。十二月十二月 22第五章第五章 蜂蜂窝组网技网技术40在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.3.1 FDMA(Freq

35、uency Division Multiple Access)n频分多址分多址n以频率来区分信道以频率来区分信道，沿频率轴将信号维度沿频率轴将信号维度划分为不同的频道，划分为不同的频道，频带独享频带独享，时间共享，时间共享。n每个用户占用一个频每个用户占用一个频道，在呼叫的整个过道，在呼叫的整个过程中，其他用户不能程中，其他用户不能共享这一频段。共享这一频段。n物理信道：频道物理信道：频道n用户地址：频道号用户地址：频道号十二月十二月 22第五章第五章 蜂蜂窝组网技网技术41图图5.9 FDMA在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题

36、也很明确FDMA的频谱管理的频谱管理(1)n分配分配给每个用每个用户一一对频谱，分，分别用于下行和上行用于下行和上行n用用户与用与用户之之间，上下行之，上下行之间必必须有足有足够的保的保护间隔隔n信道之信道之间的保的保护频隙的作用：隙的作用：补偿滤波特性不理波特性不理想、想、邻道干道干扰和多普勒和多普勒扩展展十二月十二月 22第五章第五章 蜂蜂窝组网技网技术42.上行信道上行信道 保保护频带 下行信道下行信道(MSBS)(BSMS)f1 f2 fN F1 F2 FN 保保护频隙隙图图5.10 FDMA/FDD系统的信道结构系统的信道结构在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的

37、设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确FDMA的频谱管理的频谱管理(2)n两个移两个移动用用户之之间的通信必的通信必须通通过基站基站转发，同同时占用占用2对频谱实现双工通信。双工通信。图图5.11 FDMA/FDD系统的工作示意图系统的工作示意图43在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确FDMA系统内的主要干扰系统内的主要干扰n互互调干干扰n器件的非线性效应器件的非线性效应线性度线性度n通过频率规划抑制通过频率规划抑制n邻道干道干扰n邻道信号的寄生辐射邻道信号的寄生辐射频道间隔频道间隔n同同频道干道干扰n同频小区

38、同频小区蜂窝组网规划蜂窝组网规划十二月十二月 22第五章第五章 蜂蜂窝组网技网技术44在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确FDMA系统的特点系统的特点n每信道占用一个每信道占用一个载频n每个频道只传送一路业务信息。每个频道只传送一路业务信息。n载波间隔必须满足业务信息传输带宽的要求。载波间隔必须满足业务信息传输带宽的要求。n往往是窄带往往是窄带n移移动台台实现简单n如果频带较窄，无需自适应均衡。如果频带较窄，无需自适应均衡。n基站复基站复杂庞大大n多部收发信机以支持多用户多部收发信机以支持多用户 n带通滤波器组带通滤波器组

39、n需要周密的需要周密的频率率规划划n限制邻道干扰和同频道干扰限制邻道干扰和同频道干扰n越区切越区切换复复杂n切换的瞬时信息可能丢失切换的瞬时信息可能丢失 45在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.3.2 TDMA(Time Division Multiple Access)n时分多址分多址n时隙划分，时隙独时隙划分，时隙独享，享，频率共享。频率共享。n沿时间轴划分信号沿时间轴划分信号维度，分配给用户维度，分配给用户的是互不重叠并周的是互不重叠并周期重复的时隙期重复的时隙(Time Slot，TS)n物理信道：时隙物理信道

40、：时隙n用户地址：时隙号用户地址：时隙号十二月十二月 22第五章第五章 蜂蜂窝组网技网技术46图图5.12 TDMA在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确TDMA的时隙管理的时隙管理n将将时间分割成周期性的分割成周期性的帧，每，每帧再分割成若干再分割成若干个个时隙，每个用隙，每个用户只能按指定只能按指定时隙收隙收发信号。信号。发射数据采用的是射数据采用的是“缓存存突突发”法，法，对每个每个用用户而言，而言，发射不射不连续。十二月十二月 22第五章第五章 蜂蜂窝组网技网技术47用用户1用用户2用用户3图图5.13 TDMA系统

41、的时隙结构系统的时隙结构t用用户1用用户NTS1TS2TS1TSN帧帧在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确TDMA系统的工作过程系统的工作过程十二月十二月 22第五章第五章 蜂蜂窝组网技网技术48图图5.14 TDMA系统的工作过程系统的工作过程在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确TDMA系统的同步和定时系统的同步和定时图图5.15 反向信道突发到达的时间关系反向信道突发到达的时间关系MS1突发突发MS2突发突发 MS1 1时隙时隙1MS2 2时隙时隙

42、2n同步和定同步和定时是是TDMA系系统正常工作的前提。正常工作的前提。n位位/时隙时隙/帧帧/复帧同步复帧同步n不同不同MS到到BS的距离差异，的距离差异，导致不同的信号延致不同的信号延迟。会。会使得使得BS接收到的信号相互交叠。接收到的信号相互交叠。TGT接收突发重叠接收突发重叠n解决解决办法：法：n设定好保护设定好保护时间时间TGT，令，令TGT n用户提前发用户提前发送送GT：Guard Time49在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确TDMA系统的特点系统的特点n突发传输速率高突发传输速率高语音编码速率；语音编码

43、速率；n基站设备成本低，多个用户共用一个载波，占基站设备成本低，多个用户共用一个载波，占据相同带宽，只需一部收发信机；据相同带宽，只需一部收发信机；n便于控制与时隙管理；便于控制与时隙管理；n通常为宽带高速通常为宽带高速均衡要求较高；均衡要求较高；n传输开销大：需要保护时间等；传输开销大：需要保护时间等；n要求有精确的同步与定时。要求有精确的同步与定时。十二月十二月 22第五章第五章 蜂蜂窝组网技网技术50在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.3.3 CDMA(Code Division Multiple Access)

44、n码分多址：分多址：n码型划分，时隙、码型划分，时隙、频率共享频率共享n物理信道：地址码物理信道：地址码n用户地址：码号用户地址：码号n技技术基基础n扩频技术扩频技术图图5.16 CDMA51在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确CDMA系统工作原理系统工作原理nCDMA系系统为每个用每个用户分配各自特定的地址分配各自特定的地址码（扩频码），各地址），各地址码之之间具有具有准正交准正交性。性。图图5.17 CDMA系统工作示意图系统工作示意图不同的地址不同的地址码之之间因因为不是完全正交不是完全正交会引入会引入多址干多址干扰

45、52在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确CDMA的地址码的地址码nCDMA的理想地址的理想地址码特性特性n尖锐的自相关特性尖锐的自相关特性n处处为零的互相关特处处为零的互相关特性（正交性）性（正交性）n有足够多的地址码码有足够多的地址码码组组n尽可能大的复杂度尽可能大的复杂度n具有近似噪声的频谱具有近似噪声的频谱1)伪随机序列随机序列2)自相关性自相关性较好好3)部分部分m序列之序列之间互相互相 关性关性较好好(准正交准正交)4)码不不够多多5)复复杂度低度低6)频谱类似噪声似噪声1)伪随机序列随机序列2)自相关性自相关性

46、较好好3)相关性相关性较好好(准正交准正交)4)码多多5)复复杂度度较低低6)频谱类似噪声似噪声1)不是不是伪随机序列随机序列2)自相关性很差自相关性很差3)同步同步时的互相关性很好的互相关性很好(正交正交)，非同步非同步时互相关性很差互相关性很差4)码多多5)复复杂度低度低图图5.18 常见的地址码序列常见的地址码序列53在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确CDMA系统中的主要问题系统中的主要问题n主要主要问题n多址干扰：地址码的非完美相关性（同步时的多址干扰：地址码的非完美相关性（同步时的准正交性、不同步时的不正交性）

47、准正交性、不同步时的不正交性）n远近效应：强用户信号对弱用户信号的明显抑远近效应：强用户信号对弱用户信号的明显抑制作用。制作用。n解决方法解决方法n功率控制功率控制/分布式天线系统分布式天线系统图图3-10 远近效应远近效应d2MS2d1MS1BSP2 P154在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确CDMA系统的特点系统的特点n各用户地址码的准正交性会带来多址干扰，不各用户地址码的准正交性会带来多址干扰，不严格同步也会带来多址干扰。严格同步也会带来多址干扰。n多用户可共享频率；多用户可共享频率；n容量的软特性容量的软特性，用

48、户的增加相当于噪声增加，用户的增加相当于噪声增加n容量相对较大；容量相对较大；n采用扩频和采用扩频和Rake接收，减小多径衰落的影响接收，减小多径衰落的影响n单频组网，相邻小区频率相同，平滑的软切换；单频组网，相邻小区频率相同，平滑的软切换；n低信号功率谱密度，抗干扰能力强低信号功率谱密度，抗干扰能力强十二月十二月 22第五章第五章 蜂蜂窝组网技网技术55在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确典型无线通信系统的多址接入方式典型无线通信系统的多址接入方式n2G：GSM:nTDMA/FDDn2G：IS-95:nCDMA/FDDn

49、3G：WCDMA、cdma2000:nCDMA/FDDnCDMA/TDDnE3G：LTE:n下行：下行：OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)n上行：上行：SC-FDMA(Signal Carrier-FDMA)十二月十二月 22第五章第五章 蜂蜂窝组网技网技术56在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确第五章内容第五章内容5.1 移移动通信网的基本概念通信网的基本概念5.2 频率复用和蜂率复用和蜂窝小区小区5.3 多址接入技多址接入技术5.4 蜂蜂窝移移动通信

50、系通信系统的容量分析的容量分析第五章第五章 蜂蜂窝组网技网技术57十二月十二月 22在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.4 蜂窝移动通信系统的容量分析蜂窝移动通信系统的容量分析n蜂蜂窝系系统的通信容量的常用定的通信容量的常用定义n定义定义1：每个小区的可用信道数，即每小区允许同时：每个小区的可用信道数，即每小区允许同时工作的用户数。工作的用户数。n定义定义2：单位面积内可允许同时工作的用户数。：单位面积内可允许同时工作的用户数。n通信容量通信容量m（定（定义1）取决于取决于载波干波干扰功率比功率比C/I和和用用户等效信