移动通信第三章，组网技术基础

移动通信第三章，组网技术基础

3.1移动通信网的基本概念
3.1.1移动通信系统是为多用户提供服务的网络系统，不同于点对点的通信。它是承载移动通信业务的网络，主要完成移动用户之间、移动用户与固定用户之间的信息交换。主要由空中网络（无线）和地面网络（有线）两部分组成。

3.1.2空中网络需要解决的几大问题：
多址接入——基站如何区分手机（能同时接入多少手机受限于采取何种多址方式）
频率复用——频谱资源有限
区域覆盖（蜂窝结构）——广覆盖
移动性管理——基站如何找手机？动中通？

3.1.3地面网络：包括基站与基站互连及基站与pstn、数据网等相连。

3.1.4网络协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。

3.1.5 OSI七层模型：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。

3.1.6 GSM空中接口UM三层模型：物理层、数据链路层、网络层。可通过跨层设计改进。
3.2 移动通信环境下的干扰
在移动通信网中，无线电干扰一般分为：
同频干扰、邻道干扰、互调干扰、阻塞干扰
近端对远端的干扰

3.2.1同频干扰：同频干扰是指所有落在接收机通带内的与有用信号频率相同的无用信号的干扰，亦称同信道干扰（又称为同道干扰或共道干扰）。
产生原因：同频复用：在移动通信系统中，为了提高频率利用率，在相隔一定距离以外，可以使用相同的频率。因此，为了避免要控制同频复用的使用间距来减小同频干扰。

3.2.2邻道干扰：由于接收/发射滤波器不理想，使得相邻频率的信号泄漏到了传输带宽内而引起相邻信道或邻近信道的信号相互干扰。
解决措施：降低发射机落入相邻频道的干扰功率，即减小发射机带外辐射；
提高接收机的邻频道选择性；
在网络设计中，避免相邻频道在同一小区或相邻小区内使用。
可以通过精确的滤波和信道分配而减小到最小。

3.2.3互调干扰：由传输设备中的非线性电路产生，分为发射机/接收机互调干扰。

3.2.4近端对远端的干扰：当基站同时接收从两个距离不同的移动台发来的信号时，距基站近的移动台B到达基站的功率明显要大于距离基站远的移动台A的到达功率，若二者频率相近，则距基站近的移动台B就会造成对接收距离距基站远的移动台A的有用信号的干扰或抑制，甚至将移动台A的有用信号淹没。
可通过拉开频率间隔或基站控制接收到的信号功率来解决。
3.3区域覆盖
3.3.1大区制：使用安装在高塔上的单个大功率发射机而获得一个大面积覆盖。
特点：天线架设高、基站大功率，使用小容量移动网。
网络结构简单、成本低；容量小、区域覆盖受限制。
解决方法：同频转发器，扫除盲区；设置分集接收台；提高基站接收机灵敏度。

3.3.2小区制：蜂窝技术：应用了空域的同信道（频率）再用技术，解决了信道数少和用户数多之间的矛盾。基本思想：
1）用多个小功率发射机代替单个大功率发射机，用多个小覆盖区代替一个大覆盖区；
2）将整个系统的信道分成若干个信道组，每个基站分配整个系统可用信道中的一部分，并且给相邻的基站分配不同的信道组。
3）通过系统地分隔整个系统的基站及它们的信道组，可用信道便可以在整个系统的覆盖区域内复用。
使用正六边形：比较接近圆形，需要基站数最少。

3.3.3区群：指共同使用全部可用频率的N个小区（一个区群内可用不同频率）。
特点：1）区群之间可以邻接，且无缝隙无重叠地覆盖。
2）邻接后的区群应保证各个相邻同信道小区的距离相等。
如何控制同频干扰与系统容量（一定频段内提供的信道数量）的平衡：

L：无线信道总数
n：路径衰减指数
S/I：系统要求的最低信干比
k：第一层干扰小区的数目
Ns：系统中小区的总数

3.4.2小区分裂：按比例缩小簇的几何形状，不改变原小区的信道分配策略。

3.4.3小区扇区化(裂向)：使用定向天线来减小同频干扰。减小干扰，减小区群的大小N，提高系统容量；提高了信道分配的自由度。
缺点：天线增多，基站信道也要划分。
中继效率降低 －> 每个扇区的可用信道减小。
切换次数增多 －> 允许MS在一个小区内切换，不需MSC干预。

3.4.4覆盖区域逼近方法：多个微小区和一个基站组成小区。
特点：移动用户在微小区之间移动，不需要信道切换，不会降低中继效率。保证覆盖半径，减小蜂窝系统的同频干扰，克服了裂向带来的中继效率的下降。