第5章 移动通信网络技术基础
移动台发射功率的大小是决定大区制系统覆盖区大小的 重要因素，但移动台功率不可能很大，上行传输距离很有限。 上、下行增益差可达6～12dB或更大，使平坦地区上、下行 传输距离差大于1倍，从而限制了基站（BS）与移动台 （MS）的互通距离，即所谓的上、下行传输不平衡问题。 要解决这一问题，应采取相应的技术措施，主要的措施有以 下几种：
（1）设置分集接收台。在业务区内的适当地点设立 分集接收台（Rd），如图5-1所示。位于远端移动台的发送 信号可以由就近的Rd分集接收，放大后由有线或无线链路传 至基站。
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（2）基站采用全向天线发射和定向天线接收，可以获 得8～10dB的接收增益。
（3）基站采用分集接收的天线配置方案。 （4）提高基站接收机的灵敏度。 （5）在大的覆盖区内，用同频转发器扫描盲区，整个 系统都能使用相同的频道，盲区中的移动台也不必转换频道， 工作简单。
第5章 移动通信网络技术基础
第5章 移动通信网络技术基础
5.1 移动通信网络的构成 5.2 多址接入技术 5.3 多信道共用技术 5.4 移动通信中的信令 5.5 移动管理技术
第5章 移动通信网络技术基础
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
第5章 移动通信网络技术基础
5.1 移动通信网络的构成
5.1.1 大区制移动通信网 所谓大区制,就是在一个服务区内只有一个或几个基站，
由该基站负责整个移动通信网的联络与控制，如图5-1所示。 为了增大覆盖区半径，基站天线架设得很高，可达几十米至 几百米；发射功率很大，一般为50～200W，实际覆盖半径 为30～50km。
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构成单元无线区群的基本条件是：①区群之间彼此邻接 且无空隙无重叠地覆盖整个面积；②相邻单元中，同频道小 区之间的距离保持相等，且为最大。满足上述条件的区群形 状和区群内的小区数不是任意的。可以证明，区群内的小区 数N应满足下式：
N=a2+ab+b2 （5.1）
式中：a和b分别是相邻同频小区之间的二维距离（相隔的小 区数），如图5-3所示。a和b为不能同时取0的正整数。由式 （5.1)的计算可得到N为不同值时的正六边形蜂窝的区群结 构,如图5-4所示。
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5.1.2 小区制蜂窝移动通信网络的构成 1.蜂窝网的由来 当用户数很多时，话务量相应增大，需要提供很多频道
才能满足通话需要。为了增大服务面积，将一个移动通信服 务区划分成许多小区(Cell)，每个小区设立基站，与用户移 动台之间建立通信，小区的覆盖半径较小，可从几百米至几 十千米。如果基站采用全向天线，覆盖区实际上是一个圆， 但从理论上说，圆形小区邻接会出现多重覆盖或无覆盖。在 进行服务区设计时，能有效覆盖整个平面区域的实际上是圆 的内接规则多边形，这样的规则多边形有正三角形、正方形、 正六边形三种，如图5-2所示。
第5章 移动通信网络技术基础 图5- Nhomakorabea 正六边形区群的构成
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确定相邻区群同频小区的方法是：自某一小区A出发， 先沿边的垂线方向跨越a个小区，再按逆时针方向转60°，然 后再跨越b个小区，这样就可找出同频小区A′。在正六边形 的六个方向上，可以找到6个相邻的同频小区，如图5-3所示。 区群间同频复用距离可由下式计算：
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图5-2 小区的形状 (a)正三角形；(b)正方形；(c)正六边形
第5章 移动通信网络技术基础 图5-3 蜂窝小区覆盖
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2.区群的结构 在频分信道的蜂窝系统中，每个小区占有一定的频道，而 且各个小区占用的频道是不相同的。假设每个小区分配一组载 波频率，为避免相邻小区间产生干扰，各小区的载波频率不应 相同。但因为频率资源有限，当小区覆盖不断扩大而且小区数 目不断增加时，将出现频率资源不足的问题。因此，为了提高 频率资源的利用率，用空间划分的方法，在不同的空间进行频 率复用，即将若干个小区组成一个区群或簇(Cluster)，区群内 不同的小区使用不同的频率，另一区群对应的小区可重复使用 相同的频率。不同区群中的相同频率的小区之间将产生同频干 扰，但当两同频小区间距足够大时，同频干扰将不影响正常的 通信质量。
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大区制的优点是系统组成简单，投资少，见效快。大区 制的设计和组网代表移动通信的一个发展阶段，容量小、用 户密度低的宏小区，以及大范围覆盖的专用集群移动通信系 统等，都具有大区制移动通信网的技术特点。例如20世纪40 年代美国出现的公用汽车电话系统IMTS，就是一种大区制 系统。另外，目前的区域寻呼系统以及集群移动通信系统等 也大多采用大区制的组网方式。
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图5-1 大区制移动通信示意图
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大区制的优点是网络结构简单、成本低，一般将基站的 收发信设备与市话交换局连接起来，借助于很高的天线，为 一个较大的服务区提供移动通信业务。
一个大区制系统的基站频道数是有限的，容量不大，不 能满足用户数目日益增加的需要，一般用户数只能达到几十 到几百个。大区制覆盖的移动通信方式只适用于中、小城市 等业务量不大的地区或专用移动通信业务。
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（5.2）
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对这三种图形进行比较可知，正六边形小区的中心距离最大， 覆盖面积也最大，重叠区面积最小，即对于同样大小的服务 区域，采用正六边形构成小区所需的小区数最少，因此所需 的频率组数也最少，所以用正六边形组网是最经济的方式。 应该说明，这种规则的小区图形仅仅具有理论分析和设计意 义，实际中的基站天线覆盖区不可能是规则正六边形。我们 把许多正六边形小区作为几何图形覆盖整个服务区所构成的 形状类似蜂窝的移动通信网称为小区制蜂窝移动通信网或蜂 窝网，图5-3给出了一个蜂窝网的全展开图形。