帧Frame 4.615ms 帧1 f t1 t2 t5 t8 t1 t2
帧2
t5
t8 t1 t2
t5
t
577us 时隙577us Time slot
f1
MS1
f1 t1 t1 t1 t
f1
MS2 BS MS3
t2 f1 t5
t2
t2
t
t5
t5
t
下行(同一小区)
f2
t1
f2
t2 MS1 MS2 MS3
f1 送话器 发射机 f1 f2 双工器 接收机 受话器 基站 f2 f1 移动台 接收机 受话器 送话器 发射机
双工方式:通信双方可以同时进行收发,区分收 双工方式:通信双方可以同时进行收发, 发的方式称为双工方式. 发的方式称为双工方式. 双工方式包括: 双工方式包括: 频分双工FDD(Frequency Divided Duplex) 频分双工 ( ) 时分双工TDD (Time Divided Duplex) 时分双工 )
f2 f2 f1 f7 f3 f6 f4 f5 N=7 f5 f1 f7 f4 f3
Dg
N=3
f6
Dg
N=4
Dg
在系统中, 在系统中,若Dg大,则同频干扰小,通信质量 大 则同频干扰小, 但频率利用率就低. 好,但频率利用率就低. 通信质量和频率利用率是相互矛盾的. 通信质量和频率利用率是相互矛盾的. 实际中,在保证通信质量的前提下,使频率利 实际中,在保证通信质量的前提下, 用率最大,即选择最小的N 用率最大,即选择最小的
单位无线区群的构成满足: 单位无线区群的构成满足: (1)若干单位无线区群彼此邻接无缝覆盖整个 服务区 (2)相邻无线区群中的同频小区的中心间距相 等且最大. 等且最大.
满足以上条件的单位无线区群中的小区个数为: 满足以上条件的单位无线区群中的小区个数为: N=i2+ij+j2 N为小区的个数,i,j均为正整数,其中一个 为小区的个数, 均为正整数, 为小区的个数 , 均为正整数 可以为0 可以为
多址技术
BS如何识别用户 如何识别用户? 1. BS如何识别用户? 用户如何识别BS发给自己的信号? BS发给自己的信号 2. 用户如何识别BS发给自己的信号? 多个用户共 享信道, 享信道,区 分用户的方 式称为多址 技术
MS 1 MS 2 BS MS 3
解决办法——多址技术 解决办法——多址技术: 多址技术: 不同用户台要有各自的特征 基站发出的信号也要赋予不同的特征
比较五方面: 比较五方面: 相邻小区的中心间距d——基地站间干扰 相邻小区的中心间距 基地站间干扰 ——基地站数量 单位小区面积 基地站数量 ——跟踪 交叠区宽度 跟踪 ——同频干扰 交叠区面积 同频干扰 ——频率利用率 所需最少频率个数 频率利用率 正六边形小区中心间距最大, 正六边形小区中心间距最大,单位小区面积最 交叠区宽度最小,交叠区面积最小, 大,交叠区宽度最小,交叠区面积最小,所需 频率最少. 频率最少.
A
B
A
B
区域覆盖- 区域覆盖-面状服务区
面状服务区是指服务区内用户的分布呈一宽广 面状服务区 的平面.
为什么面状服务区的最佳组成形式是正 六边形?——蜂窝网 六边形?——蜂窝网
基站使用全向天线, 基站使用全向天线,覆盖范围是圆形 要无缝覆盖,则圆形有交叠, 要无缝覆盖,则圆形有交叠,则真正的覆盖区 域是圆内接正多边形
蜂窝式移动通信系统
既然有同频干扰, 既然有同频干扰,为什么还采用蜂窝式移动 通信呢? 通信呢? —频率资源有限情况下增加用户容量的需求
正六边形无线区群的构成
构成条件 激励方式 小区模型 直放站
正六边形无线区群的构成条件
蜂窝式移动通信网: 蜂窝式移动通信网: 由若干个邻接的正六边形小区构成一个无线区 即单位无线区群, 群,即单位无线区群,再由单位区群彼此邻接 形成整个服务区域. 形成整个服务区域. 单位无线区群中的小区使用不同频率,以防同 单位无线区群中的小区使用不同频率, 频干扰. 频干扰.
移动通信原理
PART II 移动通信组网技术
组网技术
工作方式 多址技术 区域覆盖 网络结构 信令 越区切换和位置管理
移动通信的工作方式
按通信状态和频率使用方法划分: 按通信状态和频率使用方法划分: 单工制 半双工制 双工制
单工制
指通信的双方同时只能有一方发送信号, 指通信的双方同时只能有一方发送信号,而另一 方接收信号, 方接收信号,即通信双方电台交替地进行收信和发 信. 常用于点到点通信. 常用于点到点通信. 分类:同频单工,双频单工. 分类:同频单工,双频单工. 特点: 特点:"按-讲"方式
正六边形无线区群的激励方式
中心激励方式: 中心激励方式: 基地站在小区中心 全向天线覆盖无线小区 顶点激励方式: 顶点激励方式: 正六边形不相邻的三个顶点上设立基地站 采用定向天线
小区
cell
扇区
sector
由于顶点激励 采用定向天线, 采用定向天线, 所以对同频干扰 有一定的抑制作 从而可以较 用,从而可以较 小距离进行同频 复用, 复用,提高了频 率利用率, 率利用率,对简 化设备, 化设备,降低成 本都有好处. 本都有好处.
半双工制
指通信的双方有一方在通信的过程中既能发射信 号也能接受信号,而另一方只能是单工工作. 号也能接受信号,而另一方只能是单工工作. A:以双工方式工作,既能发话也能收话, 以双工方式工作,既能发话也能收话, 以 以 发射, 接收. f1发射, f2 接收. 接收, f1接收, f2 发射 B: 采用"按-讲"的单工方式 采用"
单工制— 单工制—同频单工
定义:基地站和移动台使用相同工作频率 定义:
发射机
f1( f1 ) PTT f1( f2 ) PTT
f1( f2 )
发射机
接收机 送受话器 电台(甲)
接收机 f1( f1 ) 电台(乙) 送受话器
单工制— 单工制—双频单工 定义:通信双方使用两个频率,发射机与 定义:通信双方使用两个频率, 接收机仍然轮换工作, 接收机仍然轮换工作,仅仅是频率的异 同而已. 同而已. 发射, 接收; 例:A以 f1 发射,B以 f1 接收; B以 f2 发射,A以 f2 接收; 接收; 发射,
FDMA的频道划分 FDMA的频道划分: 的频道划分:
BS 上行信号 收发保护频段 下行信号 BS
MS
MS
B B
B B B
B B
B B B
f增大 增大
f1 f2 f3
fn
收发间隔
f1' f2' f3'
fn'
用户
时分多址(TDMA)——以时隙来区分用户 时分多址(TDMA)——以时隙来区分用户
TDMA是把一个频道按等时间分成周期性的帧, TDMA是把一个频道按等时间分成周期性的帧, 是把一个频道按等时间分成周期性的帧 每一帧再分割成若干个时隙, 每一帧再分割成若干个时隙,每一用户占用不 同的时隙进行通信. 同的时隙进行通信. GSM蜂窝移动通信中,即采用了TDMA的多址 GSM蜂窝移动通信中,即采用了TDMA的多址 蜂窝移动通信中 方式. 方式.
整 个 服 务 区 有 若 干 个 基 地 站
BS1 MS2 BS2 MS1 MSC MS4 BS3 MS3 BS4
区域覆盖和信道配置
区域覆盖 区域覆盖 根据服务对象,地形及干扰等因素: 根据服务对象,地形及干扰等因素: 带状服务区 面状服务区
区域覆盖- 区域覆盖-带状服务区
用户的分布呈带状,按纵向排列覆盖. 用户的分布呈带状,按纵向排列覆盖.
下行信号
下行频率高 上行频率低
上行信号
移动通信系统的频段使用
GSM频率配置 GSM频率配置 我国900MHz数字蜂窝移动通信GSM: 我国900MHz数字蜂窝移动通信GSM: 数字蜂窝移动通信 上行频率范围:890MHz— 上行频率范围:890MHz—915MHz 下行频率范围:935MHz— 下行频率范围:935MHz—960MHz GSM移动通信网相邻信道间隔 GSM移动通信网相邻信道间隔200KHz,共有 移动通信网相邻信道间隔200KHz, 频点125个 频点125个. 中国移动: 95频点 中国移动:1—95频点 中国联通:96—125频点 中国联通:96—125频点
频分多址(FDMA)——以频道来区分用户 频分多址(FDMA)——以频道来区分用户
FDMA就是将给定的频谱资源划分成若干等间 FDMA就是将给定的频谱资源划分成若干等间 隔的频道(信道),供不同用户使用, ),供不同用户使用 隔的频道(信道),供不同用户使用,每个用 户占用一个频道通话. 户占用一个频道通话. 在模拟蜂窝移动通信系统中,采用的多址方式 模拟蜂窝移动通信系统中, 蜂窝移动通信系统中 即FDMA 思考:在模拟蜂窝移动通信中, 思考:在模拟蜂窝移动通信中,一个小区的用户 可以用相同的频率么? 可以用相同的频率么?
信号的差异可以表现在某些参数上: 信号的差异可以表现在某些参数上: 如信号的工作频率,出现时间, 如信号的工作频率,出现时间,具有的特定码 序列 三种基本多址类型:频分多址(FDMA) 三种基本多址类型:频分多址(FDMA) 时分多址(TDMA) 时分多址(TDMA) 码分多址(CDMA) 码分多址(CDMA) 频率资源有限的情况下, 频率资源有限的情况下,提高通信系统的容量
采用FDMA方式的主要特点: 方式的主要特点: 采用 方式的主要特点 每个频道只能传一路业务信息 频率分配工作复杂, 频率分配工作复杂,基站重复设置收发信道设备 多频道信号互调干扰严重 频率利用率低, 频率利用率低,容量小
移动通信系统的频段使用
各双工方式的工作频段的收发频率间隔: 各双工方式的工作频段的收发频率间隔: