一、蜂窩的概念

1、系統級的概念：用許多小功率的發射機（小覆蓋區）來代替單個的大功率發射機（大覆蓋區），每個小覆蓋區只提供服務范圍內的一小部分覆蓋。
2、不需要做技術上的重大修改，沒有增加額外的頻率，實現了用固定數目的信道來為任意多的用戶服務。


舉例：30個雙向信道
1、大區制時，只能有30個用戶同時通信。
2、小區制時，若分為30個小區，相鄰3個小區采用不同的頻道，每個小區有10個雙向頻道，則相同的服務區可以同時為300個用戶提供服務。
3、蜂窩小區的形狀：在服務區面積一定的情況下，正六邊形的覆蓋需要最少的小區數目，即最少的基站，費用也是最少的。
4、蜂窩小區的分類
（1）宏蜂窩：每個小區覆蓋半徑1-20km，存在“盲點”和“熱點”。
（2）微蜂窩：覆蓋半徑0.1-1km，基站天線置于相對低的地方，如屋頂下方，覆蓋盲點和熱點。
（3）微微蜂窩：覆蓋半徑幾十米，是一種網絡覆蓋的一種補充形式。

二、頻率復用

2、基站發射機安置及天線

（1）全向小區：中心激勵， 使用全向天線，適用于話務量不高的小區。
（2）3扇區或6扇區：頂點激勵，使用的是定向天線。
（3）頂點激勵：可減少系統的同頻干擾，消除小區障礙物的陰影區。

3、簇：共同使用全部可用頻率的N個小區

（1）信道總數S=kN
S為可用的雙向信道總數。每個小區分配k個各不相同、各自獨立的信道（k<S），每個信道組有相同的信道數目。共同使用全部可用頻率的N個小區叫做一簇。N叫做簇的大小，典型值有3、4、7、9、12。
（2）容量C=MkN=MS
C為蜂窩系統的信道總數。M為簇在系統中復制的次數。一個大簇意味著小區半徑與同頻小區間的距離的比例更大。一個小簇意味著同頻小區間相距的更近。
（3）頻率復用因子：1/N

如何獲得更大的容量C？

C=MkN=MS
信道總數S不變，要想C增大，M就要增大,也就是簇在系統中復制的次數變多。
怎樣實現M變大？需要減小N的取值。
比如面積是6*7個正六邊形，如果N=7，則M=6;如果N=6，則M=7。
那么，N是否可以無限減小嗎？

例題：

三、切換

3、切換速度取決于短期信號衰減數值

在決定切換時，要保證所檢測到的信號電平的下降不是因為瞬間的衰減，而是由于移動臺正在離開當前服務的基站。基站在準備切換之前先對信號監視一段時間。
如果在某一固定時間間隔內接收到的短期的平均信號強度的坡度很陡，則要進行快遞切換。

4、越區切換的控制策略：

移動臺控制：移動連續監測當前基站和候選基站的信號強度和質量。當滿足切換要求時，選擇最佳候選基站，并發送切換請求。
MSC控制：基站監測來自移動臺的信號強度和質量，當信號低于某一個門限時，MSC安排向另一個基站切換。周圍基站都要監測該移動臺的信號。
移動臺輔助切換（MAHO）：移動臺檢測從周圍基站接收到的信號能量，并把這些檢測數據回送給當前為它服務的基站。在切換頻繁的微蜂窩環境下特別適用。

5、不同MSC之間的切換

在一個呼叫過程中，移動臺從一個MSC移動到另一個MSC，則需要進行系統間的切換。
當某個小區中的移動臺的信號減弱，而MSC又在它自己的系統中找不到一個小區來轉移正在進行的通話，則該MSC要做系統間的切換。
當移動臺離開本地系統而變成相鄰系統中的漫游者，一個本地電話就變成了長途電話。

6、優先切換—信道監視方法

在分配話音信道的時候。切換請求優于呼叫初始請求。保留小區中所有可用信道的一小部分，專門為那些可能要切換的通話所發出的切換請求服務。
動態信道分配：固定信道分配中，每個小區分配一組話音信道，小區中的呼叫都只能使用這些空閑信道。而動態信道分配中，話音信道不是固定分配給各個小區的。每次呼叫請求來的時候，為它服務的基站就向MSC請求一個信道。可以提高系統的中繼能力。

7、實際切換中出現的問題

問題一：移動速度變化范圍太大，高速用戶在小區之間的穿行會使MSC不堪重負。
問題二：小區拖尾。一般微小區系統中，由對基站發射強信號的步行用戶所產生。在市區內，當用戶和 基站之間存在一個視距無線路徑時，由于用戶以非常慢的速度離開基站，平均信號強度衰減不快，即使用戶遠離了小區的預定范圍，基站接收到的信號仍可能高于切換門限，因此不做切換，直至用戶深入到相鄰小區中，從而產生潛在的干擾和話務量管理問題。

解決辦法：仔細調整切換門限和無線覆蓋參數。

8、硬切換和軟切換

軟切換的無線鏈路是先連后斷，而硬切換是先斷后連；
WCDMA系統：軟切換，更軟切換，硬切換；TD-SCDMA系統：接力切換，硬切換；GSM系統：硬切換。
軟切換： 占用更多系統資源，軟切換小區功率不平衡時產生問題。硬切換： 掉話比例相對較高。
簡言之：軟切換通過犧牲一定的系統資源獲得最佳的系統性能。
接力切換與軟切換相比，不同之處在于接力切換不需要檢測周圍所有基站的信號；與硬切換相比，接力切換斷開原基站并與目標基站建立通信鏈路幾乎是同時進行的。因此，接力切換的突出優點是軟切換的切換高成功率和硬切換的信道高利用率。

四、干擾和系統容量

干擾是蜂窩無線系統性能的主要限制因素。干擾是增加容量的一個重要瓶頸。干擾來源包括：
同小區中的另一個移動臺
相鄰小區中正在進行的通話
使用相同頻率的其他基站
無意中滲入蜂窩系統頻帶范圍的任何非蜂窩系統

1、同頻干擾

頻率復用形成了若干同頻小區。這些小區之間的信號干擾叫做同頻干擾。
同頻干擾不能簡單的通過增大發射機的發射功率來克服。這是因為增大發射功率會增大對相鄰同頻小區的干擾。
解決方法：在物理上隔開一個最小距離，為傳播提供充分的隔離。

2、系統容量

例題：

3、鄰頻干擾

來自所使用信號頻率的相鄰頻率的信號干擾。
由于接收濾波器不理想，使得相鄰頻率的信號泄露到了傳輸帶寬內而引起的。
由于頻率規劃原因造成鄰近小區中存在與本小區工作信道或由于某種原因致使基站小區的覆蓋范圍比設計要求范圍大而引起的。

例：當手機在通話狀態下占用A頻點，而同時在主用小區可以收到與A頻點相鄰的B頻點（200kHz），且B頻點電平值高過A頻點9dB時，即是所謂的鄰頻干擾。
頻率規劃就是使用戶所在小區不會收到與該小區所配置頻點相同或相鄰頻點的信號。
如何解決鄰頻干擾？
精確濾波：提高接收濾波器的濾波精度。
信道分配：使小區中的信道間隔盡可能大。不是分配頻譜上的連續信道，而是使在給定小區內分配的信道有最大的頻率間隔。

五、中繼和服務等級

1、中繼理論

中繼的概念：允許大量的用戶在一個小區內共享相對較小數量的信道，即從可用信道庫中給每個用戶按需分配信道。
在中繼的無線系統中，每個用戶只有在有呼叫時才給分配一個信道，一旦通話結束，原先占用的信道就立即回到可用信道庫中。
中繼理論在可用的電話線路數目與在呼叫高峰時沒有線路可用的可能性之間有一個折衷。

2、服務等級（GOS）

服務等級是用來測量在系統最忙的時間用戶進入系統的能力。
估算符合GOS所需的最大通信容量和分配適當數目的信道是無線設計者的工作。
GOS通常定義為呼叫阻塞的概率，或是呼叫延遲時間大于特定排隊時間的概率。
中繼理論中用到的基本術語定義

ErlangB系統容量

中繼效率用來度量某一GOS下和某一固定信道配置所能提供的用戶數。
GOS為0.01的10個中繼信道能支持4.46Erlang的話務量，而兩個各有5個中繼信道的信道組能支持2.72Erlang的話務量。
很明顯，在某一特定的GOS上，10個信道中繼在一起所能支持的話務量比兩組5個信道中繼在一起所能支持的多60%。
中繼無線系統中的信道分配對整個系統的容量有重大的影響。

六、提高蜂窩系統容量

1、小區分裂

小區分裂的概念：將擁塞的小區分成更小小區的方法，每個小區都有自己的基站并相應的降低天線高度和減小發射機功率。
通過設定比原小區半徑更小的新小區和在原有小區間安置這些小區，使得單位面積的信道數目增加，從而增加系統容量。
簇的大小是不變的，也就是同頻復用因子是不變的。

2、劃分扇區
容量的提高是通過減小簇中的小區數量，從而提高頻率復用來實現。但需要在不降低發射功率的前提下減小相互干擾。
同頻干擾能通過用定向天線來代替基站中單獨的一根全向天線來減小，其中每個定向天線輻射某一特定的扇區。
使用定向天線來減小同頻干擾，從而提高系統容量的技術叫裂向。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的移动通信考前预习_第2章_蜂窝技术的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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