蜂窝系统工作原理.pptVIP

2.4 蜂窝系统工作原理 什么是蜂窝 频率复用 多址方式 分裂小区 在整个服务区中每个区的大小可以是相同的，但这只能适应用户密度均匀的情况。事实上服务区内的用户密度是不均匀的，例如城市中心商业区的用户密度最高，居民区的用户密度也高，而市郊区的用户密度较低。因此，在用户密度高的市中心区可使小区的面积小一些，在用户密度低的市郊区可使小区的面积大一些，如下图2-28所示。 （5）蜂窝的种类 宏蜂窝小区 微蜂窝小区 其它蜂窝小区 小区按照半径大小一般分为卫星小区、宏小区、微小区、微微小区等几类，具体见下表2-5。 表2-5 小区的分类 频分复用（FDM）又称频分多址，是发送端对所发信号的频率参量进行正交分割，形成许多互不重叠的频带，即将载波带宽划分为多个不同频带的子信道，在接收端利用频率的正交性，通过频率选择(滤波)，从混合信号中选出相应的信号，这样每个子信道可以单独并行地传送一路信号。在单纯的FDMA系统中，通常采用频分双工（FDD）的方式来实现双工通信，即接收频率F和发送频率f是不同的。所以，为了使得同一部电台的收发之间不产生干扰，收发频率间隔│f-F│必须大于一定的数值，因此在FDMA系统中，收发频段是分开的。另外，在移动通信系统中，移动台与移动台之间是不能直接通信的，而必须经过基站中转，如下图2-30所示。再有，所有信道都可以作为单信号被扩大、控制，并转换为频带传送至目的地，所以FDMA技术主要优点在于经济实用。 从图2-30中还可以看出，两个移动台间通信通过基站的中转，需占两个上行子频段和两个下行子频段，加上收发间的保护频带，因此FDMA系统的频率资源利用率低；还有FDMA的基站必须要设置N套调制解调器，设备比较复杂；且FDMA信道大于通常需要的特定数字压缩信道，对于通信过程FDMA信道也是浪费的。 尽管存在着一些缺陷，但在整个通信领域，FDMA还是最经典的多址技术，已应用于许多通信系统中。另外，目前TDMA和CDMA都可以结合FDMA共同作用，也就是说，特定频带可以独立用于其它频带的TDMA或CDMA信号。 以上所述的三种多址方式，可比较如下图2-34所示。由图2-34可见： FDMA多址方式是一种基本的多址方式，它靠不同的子频带来区分用户，其技术成熟、应用广泛。但是，单纯的FDMA方式存在频率利用率低、基站收发信机数量大、互调干扰严重等问题。 TDMA多址方式靠不同的子时隙来区分用户，它将时间划分成周期性的帧，每一帧分成若干时隙，这样一个载频就含有多个信道，从而一个载频可供多个用户工作，基站的收发设备数量减少，其互调干扰也就大大减小。 CDMA多址方式靠不同的正交码型来区分用户，它是在同频、同时条件下，各个接收机根据信号码型之间的差异分离出需要的信号。 因此，与FDMA和TDMA相比，CDMA具有许多独特的优点，含有频域、时域和码域三维信号处理的一种协作，因此它具有抗干扰性好，抗多径衰落，必威体育官网网址安全性高，同频率可在多个小区内重复使用，所要求的载干比(C／I)小于1，容量和质量之间可做权衡取舍等属性。这些属性使CDMA比其它系统有非常重要的优势：系统容量大、系统容量配置灵活、通话质量好等。 正是由于CDMA技术的多种优势，CDMA成了实现第三代移动通信的关键。目前该技术发展成为多个标准，我国也有WCDMA、CDMA 2000和TD-SCDMA三大阵营，互不相让，竞争激烈。 若移动台在某个接收点收到来自基站的有用信号包络S1，又收到另一基站的不需要信号（干扰信号）的包络S2，则同频干扰概率定义为 （式2-53） 式中r为射频率保护比， r = [接收的有用信号/接收的干扰信号]最小 （4）考虑通信概率的频率复用距离计算 根据同频干扰容限的条件下，去找出最小所需的D／R比的计算方法如下： 假定90％的覆盖区有75%的边缘覆盖率，并假定载频信号和一个干扰信号都服从对数正态衰落，并且不相关。它们的标淮偏差都为6dB，则合成偏差为×6＝8.4dB。为了保证载干比大于18dB（D／I＞18dB），且在边缘地区通信概率大于75％，相应的衰落储备应大于0.6×8.4dB＝5dB。考虑到干扰源可能会多于一个，需再增加4dB的储备。在最坏的条件 下，所需的D／R比应能保证C／I的比值大于27dB。由于传播特性与距离的4次方成正比，假定是光滑地球平面，则路径传播衰减为： （式2-54） 式中，Ll-干扰的传播衰减；Lc-信号的传播衰减。 （式2-55） 则 （式2-56） （式2-57） 由此可见满足同频干扰比27dB条件下，选N=12即可满足要求。