文档介绍：移动通信 原理与工程
薛鸿忠
fzxuehz@
上节课的主要内容回顾
关键技术
调制技术
RAKE技术
分集技术
多用户检测技术
无线网组成与功能
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第二章移动通信基本原理
. 噪声干扰
. 关键技术
. 无线网的组网
蜂窝系统---“小区制”系统
- 将所要覆盖的地区划分为若干个小区,每个小区的半径可视用户的分布密度在1-10km左右,在每个小区设立一个基站为本小区范围内的用户服务。
蜂窝分类
- 宏蜂窝(Macro-cell) 2-20km
- 微蜂窝(Micro-cell) -2 km
- 微微蜂窝(Pico-cell) <400m
- 分层蜂窝(由多种蜂窝组成)
1、宏蜂窝小区
传统的蜂窝式网络由宏蜂窝小区构成,每小区的覆盖半径大多为1-25km。由于覆盖半径较大,所以基站的发射功率较强,一般在10W以上,天线也做得较高。
在实际的宏蜂窝内,通常存在着两种特殊的微小区域。一是“盲点”。由于网络漏覆盖或电波在传播过程中遇到障碍物而造成阴影区域等原因,使得该区域的信号强度极弱,通信质量严重低劣;二是“热点”。由于客观存在商业中心或交通要道等业务繁忙区域,造成空间业务负荷的不均匀分布。以上两“点”问题,往往通过设置直放站、分裂小区等办法来加以解决。小区分裂实质就是采用使宏基站变密的办法(即将覆盖面大的基站分裂成覆盖面较小的基站)来增加系统的容量,但当基站小到一定程度时,由于干扰和基站投入等问题,这种办法将难以再进行。
2、微蜂窝小区(microcell)
微蜂窝字面上的意思是更小的小区, 微蜂窝技术是指采用小功率基站在小范围内解决网络容量、盲区覆盖等问题,微蜂窝小区是在宏蜂窝小区的基础上发展起来的一门技术。它的覆盖半径大约为30- 300m;发射功率较小,一般在1w以下, 基站天线置于相对低的地方,如图2-15所示微蜂窝的天线要低于屋顶,如屋顶下方,高于地面 5-10m,传播主要沿着街道的视线进行,这样使得微蜂窝的无线电波能覆盖到街道,信号在楼顶的泄漏小。因此,微蜂窝最初被用来加大无线电覆盖,消除宏蜂窝中的“盲点”。同时由于低发射功率的微蜂窝基站允许较小的频率复用距离,每个单元区域的信道数量较多,因此业务密度得到了巨大的增长,且射频干扰很低,将它安置在宏蜂窝的“热点”上,可满足该微小区域质量与容量两方面的要求。微蜂窝作为无线覆盖的补充,一般用于宏蜂窝覆盖不到又有较大话务量的地点,如地下会议室、娱乐室、地铁、隧道等。作为热点应用的场合一般是话务量比较集中的地区,如购物中心、娱乐中心、会议中心、商务楼、停车场等地。
微蜂窝的特点:
提高容量,改善覆盖
微蜂窝可在传统宏蜂窝覆盖不到的地方(盲点)提供更好的覆盖
用于覆盖街道的小区有时能比宏蜂窝提供更好的建筑物穿透—和站点位置等有关
可采用室内蜂窝
微蜂窝可用于增加话务量快速增长区域的信道容量
提高频谱效率
分级蜂窝结构
而在话务重很高的商业街道等地则可采用多层网形式进行连续覆盖,即分级蜂窝结构:不同尺寸的小区重叠起来,不同发射功率的基站紧密相邻并同时存在,使得整个通信网络呈现出多层次的结构。相邻微蜂窝的切换部回到所在的宏蜂窝上,宏蜂窝的广域大功率覆盖可看成是宏蜂窝上层网络,而大量的微蜂窝则构成微蜂窝下层网络。
3、微微蜂窝小区
随着容量需求的进一步增长,运营者可按同一规则安装第3或第4层网络,即微微蜂窝小区,也称为皮蜂窝(Picocell)。微微蜂窝实质就是微蜂窝的一种,只是它的覆盖半径更小,一般只有10-30m;基站发射功率更小,大约为几十毫瓦;其无线一般装于建筑物内业务集中地点。微微蜂窝也是作为网络覆盖的一种补充形式而存在的,它主要用来解决商业中心、会议中心等室内“热点”的通信问题。在目前的蜂窝式移动通信系统中,主要通过在宏蜂窝下引入微蜂窝和微微蜂窝以提供更多的“内含”蜂窝,形成分级蜂窝结构,从而解决网络内的“盲点”和“热点”,提高网络的容量。
室内蜂窝覆盖,如图所示,可由微微蜂窝来实现室内覆盖,使每层楼都有自己的小区,使得移动台在楼层间移动时不会掉话。在网络已经用到微蜂窝来提高街道覆盖及容量的情况下,还可以进一步用皮蜂窝来提高容量,覆盖以及服务质量。
4、智能蜂窝
智能蜂窝,它是相对于智能天线而言的,是指基站采用具有高分辨阵列信号处理能力的自适应天线系统,智能地监测移动合所处的位置,并以一定的方式将确定的信号功率传递给移动台的蜂窝小区。智能大线利用数字信号处理技术,产生空间定向波束,使天线主波束对准用户信号到达方向,旁瓣或零限对准干扰信号到达方向,达到充分高效利用移动用户信号并抑制干扰信号的目的。同此,智能蜂窝小区的应用,必将极大地改善系统性能。
智能蜂窝将在