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目錄 10.1 蜂窩式網(wǎng)絡(luò)的原理 10.1.1 蜂窩網(wǎng) 10.1.2 蜂窩系統(tǒng)的運(yùn)行 10.1.3 移動(dòng)無線電的傳播效果 10.1.4 越區(qū)切換 10.1.5 功率控制 10.1.6 流量工程 10.1 蜂窩式網(wǎng)絡(luò)的原理 10.1.1 蜂窩網(wǎng) 技術(shù)浪潮：計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng) 近年來，通信方面的最為革命性的進(jìn)步。 第一代(1G)：模擬移動(dòng)電話——摩托羅拉； 第二代(2G) 、第三代(3G) ：數(shù)字，今天的主流； 第四代(4G) ：最新的發(fā)展。 蜂窩技術(shù)是許多技術(shù)的基礎(chǔ) 移動(dòng)電話，無線Web ，地理位置服務(wù)，移動(dòng)支付 10.1.1 蜂窩網(wǎng) 在蜂窩網(wǎng)之前 高功率無線電話，衛(wèi)星電話——容量低。 蜂窩技術(shù)，增加容量 區(qū)域分成多個(gè)蜂窩。 每個(gè)蜂窩分配不同頻段，以避免干擾或串音。 相互間距離足夠遠(yuǎn)的蜂窩，可以使用相同頻段。 缺點(diǎn)：需要基礎(chǔ)設(shè)施——基站。 偽裝的基站 蜂窩小區(qū)形狀 蜂窩小區(qū)形狀 頻率復(fù)用 蜂窩的頻率復(fù)用 增加容量：電波傳播損耗，產(chǎn)生自然隔離，頻率可以在相隔一定距離的另一小區(qū)重復(fù)使用。 如右圖所示 相同顏色(數(shù)字)小區(qū) 使用相同頻率 可以有多少顏色？ 頻率復(fù)用 頻率復(fù)用 增加容量 增加容量 3、分割蜂窩區(qū)：扇區(qū)化 把一個(gè)全向360°的六邊形小區(qū)分成 3個(gè)120°扇形 或 6個(gè)60 ° 扇形 每個(gè)扇區(qū)中的基站，使用定向天線發(fā)射。 實(shí)際扇區(qū)未必是標(biāo)準(zhǔn)的幾何形狀。 例10.1：蜂窩區(qū)的大小對(duì)信道數(shù)量的影響。 情況1：有32個(gè)半徑為1.6 km的蜂窩區(qū)，總帶寬336個(gè)信道，重用因子為N=7。 問：覆蓋形狀是什么樣的？每個(gè)蜂窩區(qū)有幾個(gè)信道？它能并發(fā)處理的呼叫數(shù)量是多少？ 答：32個(gè)半徑為1.6 km的蜂窩區(qū)，覆蓋213 km^2 每個(gè)蜂窩區(qū)信道數(shù) 336/7=48 總信道容量 擴(kuò)展倍數(shù) 情況1:重用因子N=7，總帶寬336，半徑1.6，32個(gè)蜂窩 情況2：分割為半徑0.8 km的128個(gè)蜂窩區(qū)又如何？ 答：128個(gè)半徑為0.8km的蜂窩區(qū)，覆蓋213km^2 每個(gè)蜂窩區(qū)信道：336/7=48 總信道容量為：48X128=6144 擴(kuò)展倍數(shù)：6144/336=18.3倍 目錄 10.1 蜂窩式網(wǎng)絡(luò)的原理 10.1.1 蜂窩網(wǎng) 10.1.2 蜂窩系統(tǒng)的運(yùn)行 10.1.3 移動(dòng)無線電的傳播效果 10.1.4 越區(qū)切換 10.1.5 功率控制 10.1.6 流量工程 10.1.2 蜂窩式系統(tǒng)的運(yùn)行 10.1.2 蜂窩系統(tǒng)的運(yùn)行 基站 (BS， Base station) 射頻模塊(RRU)。 基帶單元(BBU) 。 2013年，全球通信設(shè)備廠商排名 綜合排名，評(píng)判維度 無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品、有線接入網(wǎng)設(shè)備、核心網(wǎng)設(shè)備與軟件、傳輸網(wǎng)（光鏈路、路由、運(yùn)營(yíng)級(jí)以太網(wǎng)、微波）設(shè)備、安全設(shè)備與軟件、來自通信運(yùn)營(yíng)商的服務(wù)外包。 全球無線設(shè)備市場(chǎng)的份額 2015年4月15日，諾基亞以166億美元收購(gòu)阿爾卡特-朗訊，合并后份額35% 愛立信40% 華為20% 中興12.6%（此處是2009年數(shù)據(jù)） 10.1.2 蜂窩式系統(tǒng)的運(yùn)行 一次典型呼叫的六個(gè)步驟 1，信道設(shè)備初始化 2，移動(dòng)設(shè)備發(fā)起呼叫 3，尋呼：MTSO尋找被叫 4，接收呼叫 5，保持呼叫 6，越區(qū)切換 10.1.2 蜂窩式系統(tǒng)的運(yùn)行 1，移動(dòng)設(shè)備初始化 移動(dòng)設(shè)備開機(jī)。 掃描系統(tǒng)的控制信道。 選擇最強(qiáng)的信道，即”最近”的基站。 移動(dòng)設(shè)備通過基站和MTSO握手。 MTSO確認(rèn)用戶的位置(提供位置服務(wù))。 如果移動(dòng)設(shè)備進(jìn)入新蜂窩區(qū)，則連接新的基站。 10.1.2 蜂窩式系統(tǒng)的運(yùn)行 2，移動(dòng)設(shè)備發(fā)起呼叫 通過正向信道(基站用戶)的 校驗(yàn)信息，移動(dòng)設(shè)備先確認(rèn)數(shù)據(jù)信道是空閑的。 移動(dòng)設(shè)備發(fā)起呼叫。 在反向信道(用戶基站)上發(fā)射信號(hào)。 發(fā)送被叫設(shè)備的號(hào)碼至基站。 基站將請(qǐng)求送至MTSO。 10.1.2 蜂窩式系統(tǒng)的運(yùn)行 3，尋呼(廣播找人) MTSO根據(jù)被叫設(shè)備號(hào)碼， 將尋呼消息發(fā)送給某些基站。 這些基站在它的信道上發(fā)射尋呼信號(hào)。 尋找被叫設(shè)備。 10.1.2 蜂窩式系統(tǒng)的運(yùn)行 4，接收呼叫(建立連接) 被叫設(shè)備向基站做出響應(yīng)。 基站將響應(yīng)送往MTSO。 MTSO在主叫和被叫基站間建立一條鏈路。 兩個(gè)基站在蜂窩區(qū)分別選擇一個(gè)可用信道。 10.1.2 蜂窩式系統(tǒng)的運(yùn)行 5，保持呼叫 (通話) 兩個(gè)移動(dòng)設(shè)備通過各自的 基站，同MTSO交換話音或數(shù)字信號(hào)。 10.1.2 蜂窩式系統(tǒng)的運(yùn)行 6，越區(qū)切換 如果在連接過程中，移動(dòng) 設(shè)備越出蜂窩區(qū)，進(jìn)入另一個(gè)蜂窩區(qū)的范圍， 新基站分配一條信道給移動(dòng)設(shè)備。 系統(tǒng)自動(dòng)完成更改，不需切斷呼叫。 10.1.2 蜂窩式系統(tǒng)的運(yùn)行 蜂窩網(wǎng)的其他功能 呼叫阻塞 移動(dòng)設(shè)備呼叫階段，如果基站所有信道都忙，反復(fù)嘗試失敗后，將忙音返回用戶。 結(jié)束呼叫 用戶掛機(jī)時(shí)，MTSO 釋放兩基站的信道。 掉話 由于干擾或存在信號(hào)弱點(diǎn)，基站無法維持通話所需信號(hào)強(qiáng)度，通話關(guān)閉。 目錄 10.1 蜂窩式網(wǎng)絡(luò)的原理 10.1.1 蜂窩網(wǎng) 10.1.2 蜂窩系統(tǒng)的運(yùn)行 10.1.3 移動(dòng)無線電的傳播效果 10.1.4 越區(qū)切換 10.1.5 功率控制 10.1.6 流量工程 10.1.3 移動(dòng)無線電的傳播效果 影響通話質(zhì)量的因素 信號(hào)強(qiáng)度 手機(jī)與基站間距離的函數(shù)。 必須夠大，足以正確接收。 不能太大，產(chǎn)生同頻干擾。 噪聲：汽車點(diǎn)火、筆記本、各種電子設(shè)備。 衰退（5.4 節(jié)討論） 10.1.3 移動(dòng)無線電的傳播效果 設(shè)定蜂窩區(qū)大小的準(zhǔn)則——Hata模型 不同環(huán)境下，路徑損耗的經(jīng)驗(yàn)公式。 經(jīng)驗(yàn)公式：由大量實(shí)驗(yàn)得到，沒有完整的理論推導(dǎo)。 城市環(huán)境，路徑損耗為 fc ：載波頻率，單位為MHz，為150MHz-1500MHz。 ht：基站天線高度，單位為m，為30m-300m。 hr：移動(dòng)設(shè)備天線高度，單位為m，為1m-10m。 d：天線間距離，單位為km，為l km～20km 。 A(hr)：移動(dòng)天線高度的校正因子。 10.1.3 移動(dòng)無線電的傳播效果 Hata模型：在不同類型城市 中小城市，校正因子： 大城市，校正因子： 10.1.3 移動(dòng)無線電的傳播效果 例10.2：根據(jù)下面條件，計(jì)算中等城市損耗 設(shè)fc=900MHz，ht=40 m， hr=5m，且d=l0 km。 答：中等城市路徑損耗 A(hr)= (1.1*lg900-0.7)*5-(1.56*lg900-0.8)=8.95dB LdB = 69.55 + 26.16*lg 900-13.82*lg 40- 8.95+(44.9 - 6.55*lg 40)*lg 10=150.14(dB) 目錄 10.1 蜂窩式網(wǎng)絡(luò)的原理 10.1.1 蜂窩網(wǎng) 10.1.2 蜂窩系統(tǒng)的運(yùn)行 10.1.3 移動(dòng)無線電的傳播效果 10.1.4 越區(qū)切換 10.1.5 功率控制 10.1.6 流量工程 10.1.4 越區(qū)切換 越區(qū)切換： 當(dāng)移動(dòng)設(shè)備從一個(gè)蜂窩移到另一個(gè)時(shí)，從原基站分配給另一個(gè)基站。 何時(shí)越區(qū)切換？決策的主要參數(shù)： 移動(dòng)設(shè)備信號(hào)強(qiáng)度，一段時(shí)間的平均值/瞬時(shí)值？ 越區(qū)切換策略 1，相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度 當(dāng)B的信號(hào)強(qiáng)度第一次 超過A時(shí)，切換。L1點(diǎn) 可能帶來乒乓效應(yīng) 2，帶閾值的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度 切換條件：當(dāng)前基站信號(hào)低于閾值，并且另一個(gè)基站的信號(hào)是兩者中較強(qiáng)的時(shí)。 閾值Th1： 閾值Th2： 闕值Th3： 3，帶滯后的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度 切換條件：只有新基站B比當(dāng)前基站A的信號(hào)強(qiáng)， 且差值SB-SA>H時(shí)，即SB-H>SA ，才切換。 此時(shí)，切換發(fā)生在？ L3點(diǎn) 也消除乒乓效應(yīng) 4，帶閾值加滯后的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度： 切換條件： (I)當(dāng)前基站的信號(hào)低于閾值 (2)目的基站比當(dāng)前基站，信號(hào)強(qiáng)度差大于H 閾值是Th1 或Th2？ L3點(diǎn) 闕值是Th3 ？ L4點(diǎn) **********華麗的分割線********** **********華麗的分割線********** **********華麗的分割線********** **********華麗的分割線********** **********華麗的分割線********** 目錄 10.1 蜂窩式網(wǎng)絡(luò)的原理 10.1.1 蜂窩網(wǎng) 10.1.2 蜂窩系統(tǒng)的運(yùn)行 10.1.3 移動(dòng)無線電的傳播效果 10.1.4 越區(qū)切換 10.1.5 功率控制 10.1.6 流量工程 10.1.5 功率控制 基站和手機(jī)功率，大/小更好? 功率大： 保證接收信號(hào)質(zhì)量。 功率小： 減少同頻干擾 降低對(duì)身體輻射 節(jié)約電池能量 在電梯里功率級(jí)別？ 功率控制的兩種策略 開環(huán)功率控制(無反饋) 基站發(fā)送一個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)給接收機(jī)。 接收機(jī)決策，根據(jù)導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度，調(diào)節(jié)功率。 假定：正向和反向信道相關(guān)性強(qiáng)。 優(yōu)點(diǎn)：反應(yīng)速度快，如當(dāng)接收機(jī)從建筑物后面移出時(shí)，可以迅速降低功率。 閉環(huán)功率控制(有反饋) 移動(dòng)設(shè)備匯報(bào)信號(hào)質(zhì)量，基站決策。 基站命令：移動(dòng)設(shè)備和基站，調(diào)整發(fā)射功率。 目錄 10.1 蜂窩式網(wǎng)絡(luò)的原理 10.1.1 蜂窩網(wǎng) 10.1.2 蜂窩系統(tǒng)的運(yùn)行 10.1.3 移動(dòng)無線電的傳播效果 10.1.4 越區(qū)切換 10.1.5 功率控制 10.1.6 流量工程 10.1.6 流量工程 流量工程(QoS，服務(wù)質(zhì)量) 例：學(xué)校共3萬學(xué)生，隨時(shí)來機(jī)房上機(jī)都有位置，要多少臺(tái)電腦？如果電腦不夠多，沒位置的概率？ 理想利用率： 任意時(shí)刻：電腦數(shù)量=上機(jī)學(xué)生數(shù)，利用率100%。 實(shí)際不可行，也不必要，電腦數(shù)量無法動(dòng)態(tài)變化。 研究流量工程的意義： 根據(jù)需求計(jì)算供應(yīng)數(shù)量，服務(wù)質(zhì)量水平，調(diào)整服務(wù)協(xié)議。 10.1.6 流量工程 系統(tǒng)容量參數(shù) 系統(tǒng)容量N（最大同時(shí)處理用戶數(shù)） 潛在用戶數(shù)L 當(dāng)L < N ——非阻塞系統(tǒng) 當(dāng)L > N ——阻塞系統(tǒng) 流量工程解答以下問題 呼叫被阻塞的概率？ 為了達(dá)到略高于阻塞概率，需要多大容量？ 10.1.6 流量工程 系統(tǒng)負(fù)載量參數(shù) λ：呼叫速率，單位時(shí)間呼叫數(shù)量(10次/分鐘) h：每個(gè)成功呼叫，平均持續(xù)時(shí)間(2分鐘) A= λh：流量密度（20次） 含義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)，平均的呼叫數(shù)（單位，厄蘭） 用來衡量系統(tǒng)負(fù)載，估算所需信道數(shù)量。 10.1.6 流量工程 例10.3： 如果呼叫速率為20個(gè)/分鐘，并且平均持續(xù)時(shí)間為3分鐘，流量密度A=60厄蘭。 信道容量是以下情況時(shí)，估計(jì)結(jié)論： 120個(gè)信道，大約利用一半。 50個(gè)信道，容量不足。 60個(gè)信道，滿足平均需要，有時(shí)是不足的。 例10.4：蜂窩區(qū)運(yùn)行1小時(shí)，容量10個(gè)信道，呼叫速率λ=97/60=1.61次/分鐘，平均持續(xù)時(shí)間h=294/97=3.03分鐘。流量密度A=λh=294/60=4.9厄蘭。 平均需要5個(gè)信道，結(jié)論在非阻塞(Lbah紅軟基地

無線通信原理與應(yīng)用ppt：這是無線通信原理與應(yīng)用ppt，包括了移動(dòng)通信基本概念，移動(dòng)通信發(fā)展歷史，各類移動(dòng)通信系統(tǒng)，移動(dòng)通信的發(fā)展趨勢(shì)等內(nèi)容，歡迎點(diǎn)擊下載。

無線通信技術(shù)原理PPT課件：這是一個(gè)關(guān)于無線通信技術(shù)原理PPT課件，主要介紹了天線技術(shù)、調(diào)制技術(shù)、抗衰落及抗干擾技術(shù)、多址技術(shù)等內(nèi)容。24、對(duì)于慢跳頻系統(tǒng)，傳輸?shù)姆��?hào)速率大于跳頻速率，即在一跳駐留時(shí)間內(nèi)傳輸多個(gè)符號(hào)，因此慢跳頻不能起到對(duì)符號(hào)的頻率分集作用。五、簡(jiǎn)答題 1、簡(jiǎn)述無線通信信道的基本特征。2、簡(jiǎn)述調(diào)制原理。3、FDMA系統(tǒng)的特點(diǎn)。4、簡(jiǎn)述無線分集技術(shù)的含義。5、CDMA系統(tǒng)的特點(diǎn)。6、簡(jiǎn)述無線通信技術(shù)中，跳頻抗衰落的定義及其原理。7、簡(jiǎn)述無線通信中時(shí)分多址(TDMA)技術(shù)的原理。8、簡(jiǎn)述無線通信中空分多址(SDMA)技術(shù)的原理。9、簡(jiǎn)述無線通信采用信道編碼和交織技術(shù)的目的。六、綜合題 1、闡述無線通信技術(shù)中發(fā)射天線的基本功能及其天線方向性的分類。2、闡述無線通信技術(shù)中跳頻抗多徑的原理及對(duì)跳頻速率的要求，歡迎點(diǎn)擊下載無線通信技術(shù)原理PPT課件哦。

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