第3章組網技術基礎現代移動通信BTS總體方案設計報告AbisA接口MSBSSOMC-R操作維護中心BSC基站控制器MSC移動交換中心BTS基站收發信機BTS基站收發信機BTS基站收發信機MSMSUm通過本章學習，著重解決以下問題：干擾如何影響系統性能如何進行區域覆蓋如何提高蜂窩系統容量如何解決多信道共用如何構造蜂窩網絡結構如何進行移動管理第3章組網技術基礎建立一個移動通信網的系統級概念本次課教學目的：1、理解小區分裂、劃分扇區和微小區的原理；2、了解提高蜂窩系統容量的原因及因此而帶來的不利因素；3、熟悉信道數、話務量和呼損率之間的定量關系式，并熟練利用這些關系式進行計算。第3章移動信道3.4提高蜂窩系統容量的方法問題的引出系統容量與用戶需求之間的矛盾是推動移動通信發展的主要動力之一同頻干擾是限制系統容量的主要因素之一實際問題：在抑制同頻干擾的基礎上，如何通過系統設計獲得最大的系統容量3.4.1同頻干擾對系統容量的影響同頻干擾不能簡單地通過增大發射機的發射功率來克服為了解決這一問題，需要找到同頻干擾和系統容量的關系同頻干擾和系統容量的關系在滿足信干比要求的前提下，如何通過系統設計獲得最大的系統容量數學模型同頻干擾和系統容量的關系1、Q與N的關系(1)假設每個小區的大小一樣，且每個小區是正六邊形小區則675432167543216754321？432141232431同頻干擾和系統容量的關系2、S/I與Q之間的關系AADs（2）假設每個基站的發射功率相等，在整個覆蓋區內平均接收信號功率隨距離的冪指數下降且路徑衰減指數相同，則Di同頻干擾和系統容量的關系(3)若僅僅考慮第一層同頻干擾小區，則小區邊界移動臺接收信號的信干比為AAAAAAARDiAD(4)若近似認為所有干擾基站到移動臺之間距離為D，則同頻干擾和系統容量的關系3.影響系統容量的主要因素系統要求的信干比S/I對系統容量的影響

AMPS系統，18dB，提供夠好的話音質量

GSM系統，9dB同頻干擾和系統容量的關系保持小區半徑不變，Q值的影響裂向7777777561423保持小區半徑不變，Q值的影響新型微小區、智能天線同頻干擾和系統容量的關系保持Q值不變，小區半徑的影響小區分裂675432167543216754321675432167543216754321675432167543216754321同頻干擾和系統容量的關系新小區的發射功率是通過令新舊小區邊界接收到的功率相等來得到。假定新小區的半徑為原來小區的一半，解決實際問題的思路數學建模實際問題抽象、假設、簡化建立數學模型解決問題在滿足信干比要求的前提下，如何通過系統設計獲得最大的系統容量四個假設簡化分析實際問題在新街口地區，基站天線架設位置選擇：A、金陵飯店樓頂（約100m高）B、華聯樓頂（約30m高）驗證多信道共用（中繼）是指在網內的大量用戶共享相對較小數量的無線信道，即從可用信道庫中給每個用戶按需分配信道，可以明顯提高信道利用率。獨立信道：N個信道M個用戶，N個信道M＜＝N不存在阻塞的M＞N存在阻塞M與N怎樣關系才合理？話務量與呼損問題3.5多信道共用技術3.4.1話務量與呼損1、呼叫話務量 話務量是度量通信系統業務量或繁忙程度的指標。其性質如同客流量，具有隨機性，只能用統計方法獲取。流入話務量：呼叫請求速率乘以平均占用信道時間完成話務量：呼叫成功速率乘以平均占用信道時間

其中，t0是每次通話的平均保持時間（小時/次），C單位時間內每個用戶的平均呼叫請求次數（次/小時）。兩者相乘而得到應是一個無量綱的量，專門命名它的單位為“愛爾蘭”（Erlang）。3.5.1話務量與呼損如果一個小時內不斷地占用一個信道，則其呼叫話務量為1Erl。這是一個信道所能完成的最大話務量。例如，設在100個信道上，平均每小時有2100次呼叫，平均每次呼叫時間為2分鐘，則這些信道上的呼叫話務量：3.5.1話務量與呼損2、呼損率 因無信道而不能通話稱為呼叫失敗。在一個通信系統中，造成呼叫失敗的概率稱為呼叫失敗概率，簡稱為呼損率(B)。呼損率的物理意義是損失話務量與呼叫話務量之比的百分數，也稱為系統的服務等級（GOS）。呼損率越小，成功呼叫概率越大，用戶越滿意。要想提高服務等級，一是提高系統容量，二是減少用戶數（這不是希望的），三是采用合理的多信道共用方法，呼損率和話務量是一對矛盾，服務等級和信道利用率是矛盾。3.5.1話務量與呼損愛爾蘭公式 若呼叫有以下性質：（1）每次呼叫相互獨立，互不相關：泊松分布（2）每次呼叫在時間上都有相同的概率；并假定移動電話通信服務系統的信道數為n；則呼損率B可計算如下：愛爾蘭B表3、每個用戶忙時話務量（Aa）一天24小時，每小時話務量是不一樣的，因此要區分忙時與非忙時。忙時：一天中最忙的那個小時。因此在考慮通信系統的用戶數和信道數時，采用忙時平均話務量。忙時信道夠用，非忙時肯定不成問題。集中系數（K）：忙時話務量與全日話務量之比，7%－15%例如，每天平均呼叫3次，每次的呼叫平均占用時間為120秒，忙時集中系數為10%（k=0.1），則每個用戶忙時話務量為0.01Erl／用戶。公網0.01-0.03專網0.03-0.063.5.1話務量與呼損3.5.2多信道共用和信道利用率系統所能容納的用戶數（M）每個信道所能容納的用戶數m在一定呼損條件下，每個信道的m與信道平均話務量成正比，而與每個用戶忙時話務量成反比。多信道共用時，信道利用率是指每個信道平均完成的話務量，即多信道共用和信道利用率例2.1

某移動通信系統一個無線小區有8個信道（1個控制信道，7個話音信道），每天每個用戶平均呼叫10次，每次占用信道平均時間為80秒，呼損率要求10％，忙時集中系數為0.125。問該無線小區能容納多少用戶?例2.2

設每個用戶的忙時話務量＝0.01Erl，呼損率B＝10％，現有8個無線信道，采用兩種不同技術，即多信道共用和單信道共用組成的兩個系統，試分別計算它們的容量和利用率。7.三種系統容量比較1)系統容量的定義：多指能容納的用戶總數、系統最大容納的信道數或系統輸入話務量（愛爾蘭）。2）無線容量的m計算

B=1.25MHzm=B/Nfa）模擬TACS系統（FDMA）

信道間隔25KHz

信道總數1.25MHz/25KHz=50

簇內小區數N=7

系統容量mFDMA=50/7=7.1（信道/小區）b）數字GSM系統，采用TDMA方式信道間隔200kHz

每載頻時隙數8

信道總數（1.25MHz/200KHz）8=50

簇內小區數N=4

系統容量mTDMA=50/4=12.5（信道/小區）c）數字CDMA系統，采用CDMA方式

Bs——擴頻解調輸出LPF的帶寬

Bw——系統擴頻信號的發信帶寬當系統滿足要求的C/I時，將C/I代入式（6-1）可得：當：BW=1.25MHz,RS=8kb/s,Eb/N0=7dBm=32.25(信道/小區）考慮實際影響因素后，容量計算要做相應修正：I）采用話音激活技術提高了系統容量式中d為話音占空比，通常為0.35II）利用扇形劃分提高系統容量式中G是扇形分區系數，通常為2.55III）鄰近蜂窩小區的干擾對系統容量的影響式中F為信道復用效率，通常為0.6蜂窩系統容量比較說明：1）m涉及因素較多，主要與信道間隔f和頻率復用系數N

密切相關。信道間隔與發送帶寬、抗干擾能力有關，而復用系數與抗同頻干擾能力有關，而抗干擾能力最終可歸結為與話音編碼、信道編碼、交織和調制相關。2）移動通信中，C/I是最主要的矛盾，為了提高C/I可以不