❶ 在实际应用中,移动通信是如何使用三种技术来增大蜂窝系统容量
微蜂窝技术是一种提高蜂窝网络系统容量的快速有效方法,它作为一个现有蜂窝网络的延伸,在无线通信组网中扮演着重要的角色。灵活运行微蜂窝技术,建设一个高质的微蜂窝网络,无论是在提高系统利用率,还是在改善网络深度覆盖情况,都能取得很好的效果。
❷ 蜂窝通信系统采用了哪些技术它与无线寻呼,无绳电话,集群系统的主要差别是什么
采用的技术比较多,不能一一说。
就后半部分的问题来看,采用的技术主要是小区分裂 频率复用的技术
区别:
无线寻呼 单工模式
集群通信 半双工模式
蜂窝通信、无绳电话为双工通信
❸ 蜂窝网特点有哪些
蜂窝网的特的主要如下:
1,IP化:实现宽带、ALLIP基站及端到端ALLIP;
2,绿色网络:实现可持续发展,保护环境;
3. 频率复用。有限的频率资源可以在一定的范围内被重复使用。
4.小区分裂。当容量不够的时候,可以减小蜂窝的范围,划分出更多的蜂窝,进一步提高频率的利用效率。
❹ 求高手解答 移动通信 蜂窝组网技术之小区分裂技术
小区分裂就是把用全向天线覆盖的小区,用定向天线覆盖,形成扇区,一般都是120°定向天线。小区分裂后,内部的干扰就会变小,系统容量就大了。系统容量可以用 信道/小区这个单位表示。就是说哪个小区支持的信道数目越多,系统容量越大。基站增多,信道会增多,同时同频干扰,邻频干扰就会变大。如果还有什么不懂,可以探讨
❺ 移动通信中的跳频技术是怎么的
跳频技术引入的目的
随着数字移动通信网络的飞速发展,移动用户的急剧增加,那么网络中单位面积的话务量也在不断地增加。在某些大城市的市中心等繁华地段,在忙时甚至出现严重的话务拥塞情况,面对日益增长的话务需求,需要对网络进行扩容以满足容量和覆盖的要求。
在网络建设的初期,由于用户数量不多,因此网络规划中首先考虑的是覆盖问题,但是随着网络的不断扩容,覆盖的不断完善,我们发现容量问题成为制约网络进一步发展的瓶颈。对于我国现在采用的GSM网络由于受到频段的限制,在经过这么多年的快速扩容之后,容量上的限制表现得越来越明显。
对于网络扩容,通常我们可以采用以下几种方法:小区分裂,增加新的频段以及提高频率复用度来增加每个小区配置等方法。很显然在网络建设的初期通常采用小区分裂,通过不断增加新的基站(宏蜂窝和微蜂窝基站)来达到扩容的目的,但是随着站距的不断接近,我们发现网络的干扰也在不断的增加,因此当宏蜂窝基站的站距达到一定程度之后就很难在网络中增加新的基站。那么在这种情况下就出现了在GSM900网络的基础上引入GSM1800网络,通过引入这一新的频段来解决网络瓶紧问题,这也是我们现在所看到中国移动和联通公司在现网所采用的DCS双频网络。但是由于GSM900/GSM1800频段有限而且各个运行商所分配到的频率资源不同,而且考虑到引入双频网的成本很高,因此可以考虑通过在现有的GSM900单频网络或在引入GSM1800的双频网络中通过提高频率复用度,增加单位面积的容量配置来达到节省网络成本和提高容量的目的。通过引入跳频、功率控制、不连续发射等无线链路控制技术来达到扩容的目的。
跳频系统工作原理
我们大家都知道跳频技术是一种扩频通信技术,由于跳频技术具有通信的秘密和对抗干扰,因此它首先被应用于军事通信。但是随着移动通信的发展和数字化,跳频技术已在数字蜂窝系统中获得应用,我国所采用的GSM移动通信系统就采用了这种技术。
跳频是指载波频率在很宽频带范围内按某种图案(序列)进行跳变。信息数据D经信息调制成带宽为Bd的基带信号后,进入载波调制。载波频率受伪随机码发生器控制,在带宽Bss(Bss>>Bd)的频带内随机跳变,实现基带信号带宽Bd扩展到发射信号使用的带宽Bss的频普扩展。可变频率合成器受伪随机序列(跳频序列)控制,使载波频率随跳频序列的序列值改变而改变,因此载波调制又被称为扩频调制。
跳频系统的特点跳频系统具有以下特点:
* 跳频系统大大提高了通信系统抗干扰、抗衰落能力;
* 能多址工作而尽量不互相干扰;
* 不存在直接扩频通信系统的远近效应问题,即可以减少近端强信号干扰远端弱信号的问题;
* 跳频系统的抗干扰性严格说是"躲避"式的,外部干扰的频率改变跟不上跳频系统的频率改变;
*跳频序列的速率低,通常情况,码元速率小于或等于信息速率。在TDMA系统中,跳频速率往往等于每秒传输的帧数。GSM系统中每秒跳频为217次。
在GSM数字蜂窝系统中,跳频技术可以提高抗衰落、抗干扰能力。跳频技术对于静态或慢速移动的移动台具有很好的抗衰落效果,而对于快速移动的移动台由于同一信道的两个连接的突发脉冲序列其位置差已足以使它们与瑞利变化不相关,因此跳频增益很小,这就是跳频所具有的频率分集。由于跳频时频率在不停的变化,频率的干扰是瞬时的,因此跳频具有干扰分集。
❻ 什么是小区分裂
转过来了……小区分裂小区分裂的原因 使用蜂窝移动系统的目的在于提高频谱效率。19频率复用是一种概念,而小区分裂是另一种概念。当业务量密度开始增加时,每个小区Ci内的信道Fi已不能提供足够的移动台呼叫时,便可将最初的小区分裂成更小的小区。通常,分裂出的新小区半径只有原小区的一半(参见图2-18)。有两种分裂的方式。在图2-18(a)中不再使用原小区基站,而在图2-18(b)中使用。 498)this.style.width=498;" border=0 小区分裂技术是增加网络容量的理所当然的首选方案。 GSM建网初期,主要是解决覆盖问题。在频谱资源宽裕的地区/时期,随着用户的增加,可将原来的小区分裂成更多的覆盖面积较小的小区或者增加原有小区的载频数,从而达到扩容的目的。通过小区分裂或新增载频,全网基站数增加,全网载频数、信道数、话务量、用户数等均大幅度增加。小区分裂提高频谱利用率的关键在于减小了单位小区的面积。
❼ IUO是指什么
修订记录
1、
目 录
第1章 概 述 1
第2章 频率划分和载干比要求 2
2.1 频率划分 2
2.2 载干比 2
第3章 频率规划原则 5
第4章 常规频率复用技术 6
4.1 4×3复用的载干比 6
4.2 10MHz带宽4×3复用 7
4.3 19MHz带宽4×3复用 8
4.4 6MHz带宽4×3复用 9
4.5 4×3复用小结 10
第5章 紧密的频率复用技术 10
5.1 3×3频率复用模式 10
5.2 2×6频率复用模式 12
5.3 2×3频率复用方式 14
5.4 1×3频率复用方式 15
5.5 1×1频率复用方式 18
5.6 A+B频率复用方式 18
第6章 同心圆(Concentric Cell)技术 20
6.1 同心圆技术的概念 20
6.2 普通同心圆GUO(General Underlay Overlay) 21
6.3 智能同心圆IUO(Intelligent Underlay Overlay) 21
6.4 同心圆技术的特点 22
第7章 MRP (Multiple Reuse Pattern)技术 23
7.1 基本原理 23
7.2 连续的MRP分组 25
7.3 间隔的MRP分组 26
7.4 MRP技术的主要特点 28
7.5 与1X3复用方式的比较 28
第8章 各种频率复用方式容量比较 29
关键词:频率复用 载干比 紧密复用 同心圆 MRP 1×3 1×1
摘 要:频率规划是GSM为了规划和优化中最关键的技术之一。本文系统地总结了GSM常用的频率规划技术,各种频率规划技术的特点,具体使用情况介绍,及其容量对比。
缩略语清单:
第1章 概 述
对于移动通信,频率资源始终是一项珍贵资源,如何提高频谱资源的利用效率是运营商、设备商和众多专家学者关注和研究的重要课题,这些研究工作推动了通信技术的向前发展。移动通信到目前经历了三个阶段:模拟的TACS/AMPS、GSM/CDMA IS95、WCDMA/CDMA2000,每一次技术的飞跃都大大提高了频谱利用效率。
提高频谱资源利用效率就是在有限的频谱资源范围内,在保证网络质量可以被接受的前提下,提高网络容量。在不考虑增加频率资源的前提下,提高GSM的网络容量的途径主要有两个:一是小区分裂,通过增加基站密度,提高网络容量;二是频率复用技术。本文主要研究GSM的频率复用技术,即频率规划技术。
要提高网络容量,就必须对有限的频率资源进行重复使用;频率复用提高了网络容量,但又带来了新问题――通话质量的恶化;频率复用越紧密,带来的网络干扰也越大。如何取得网络容量和话音质量的平衡是频率规划必须解决的问题。也就是说,一个良好的频率规划可以在维持良好话音质量的基础上实现网络容量的提升。
目前,GSM常用的频率复用技术有:4×3、3×3、2×6、1×3、1×1、MRP、同心圆等,这些频率复用技术在实际的使用过程中各有优缺点。如4×3方式,其频率利用率较低,但网上通常能获得较高的载干比,能较轻松的获得良好的话音;1×3方式下,频率的利用率较高,但由于同频复用距离减小(与4×3相比),网上干扰增加,话音质量会变差,需要开启抗干扰措施,如跳频、DTX等。
对于GSM的网络规划和优化工程师,频率规划技术是一项十分关键的技术。频率规划质量的好坏对网络质量起决定性影响。
本文就频率复用的几种方式,根据系统要求和频率复用度进行论述,介绍频率复用规则,根据实例介绍各种复用方式下频率的分组,及其载干比和频率复用度。
对于有些规划工程师喜欢采用的没有任何规律的频率方法因无法归纳总结本文不予介绍。并且由于这种方法在优化时调整频点的困难和对网络干扰的难以预测,这种规划方法也越来越少地被采用。
第2章 频率划分和载干比要求
2.1 频率划分
蜂窝系统根据所用频段可以分为GSM900M和DCS1800M系统,载频间隔为200KHz。其上、下行频率划分如下:
表1. GSM频率划分
频段(MHz) 带宽(MHz) 频道号 载频数(对)
GSM900 上行890~915
下行935~960 25 1~124 124
DCS1800 上行1710~1785
下行1805~1880 75 512~885 374
注:上下行以基站为参照物,基站发——手机收为下行;手机发——基站收为上行。
GSM900:
共124个频点,绝对载频号(ARFCN)为1~124,在两端留有200KHz的保护带。按照中国无委规定:中国移动占用890~909/935~954MHz,对应的ARFCN为1~95(通常频点95保留不用);联通占用909~915/954~960MHz,对应的ARFCN为96~124。其它国家运营商获得的频率范围与国内不一定相同,但可以根据频率与ARFCN的关系计算:
基站收:f1(n)=890.2+(n-1)×0.2 MHz
基站发:f2(n)=f1(n)+45 MHz
DCS1800:
共374个频点,ARFCN为512~885。频率与载频号(n)的关系如下:
基站收:f1(n)=1710.2+(n-512)×0.2 MHz
基站发:f2(n)=f1(n)+95 MHz
移动占用1710MHz~1720MHz,对应ARFCN为512~561;联通占用1745 MHz~1755MHz,对应ARFCN为687~736。
2.2 载干比
在GSM系统中由于频率的重复使用造成相互之间的干扰,称之为同频干扰。不少人认为同频复用基站之间的距离越近,同频干扰越大。但实际上同频干扰不仅与复用距离有关,还与基站小区的覆盖半径有关。下面以全向站为例证明这一点。
假设所有基站的覆盖半径相同,小区覆盖半径为R,同频复用距离为D,f1为复用频率。图1全向基站同频复用示意图。
图1 全向基站同频复用示意图
复用距离D、小区半径R、每个频率复用簇的小区数N之间满足下列关系:
(1)
上式中 ,i和j为正整数,q为同频干扰衰减因子。对于定向小区,N的实际物理意义为频率复用簇中的基站数目。
如果同频小区与服务小区同时工作,则在中心服务小区内的手机既收到本小区基站发射的有用信号,又收到同频小区的干扰信号。那么小区的同频载干比(C/I)可表示为:
(2)
式中 为第k个干扰信号。上式也可表达为【1】:
(3)
式中 是第k个同频干扰小区的同频干扰衰减因子, 是实际地形环境确定的路径损耗斜率,移动环境中路径损耗斜率取值 =3~5,一般取4。
从图2可以看出,对于规则复用的全向基站,第一层同频干扰源为6个(下图中橙色所示6个同频复用小区);第二层有12个(黄色所示12个小区),但相对第一层的6个干扰源干扰较小,可以忽略不计。
图2 全向基站干扰示图
若6个同频复用小区到服务小区的无线传播环境相同,则:
(4)
(5)
(6)
根据式(1)得到,载干比C/I与复用簇中的基站数N的关系为:
(7)
当手机处于服务小区的边界时,通常手机接收到的服务小区信号最弱,而接收到的干扰信号最强,按最糟糕的情况,需要的载干比应该为【1】:
(8)
如果蜂窝布局不好,干扰源将会增多,载干比将会下降。从上式可以推论:每簇中小区数目越多,载干比C/I越大,网络质量越好,但频率利用率越低。另外GSM的干扰程度还与话务负荷有关,话务高峰时的同频干扰比其他时间大。
GSM的频率规划通常采用4×3复用方式。对于业务量较大的地区,还可以采用其它的复用方式,如3×3、1×3。无论采用哪种复用方式,必须满足干扰保护比的要求。
GSM系统中,对载干比的要求是:
同频载干比: C/I≥9dB;工程中加3dB余量,即C/I≥12dB
邻频载干比: C/I≥-9dB;工程中加3dB余量,即C/I≥-6dB
载波偏离400KHz时的载干比: C/I(载波/干扰)≥-41dB
第3章 频率规划原则
在进行频率规划时,一般采用地理分片的方式进行,但需要在分片交界处预留一定频点(频率足够使用时)或进行频段划分。交界处的选择尽量避开热点地区或组网复杂区,通常从基站最密集的地方开始规划,如首先从市区繁华地段开始规划,直到郊区载频配置较小的基站(通常选择O1/或S1/1/1为分界),当市区有江河或较大湖泊时也要特别关注,避免水面的强发射带来的干扰。由于实际基站分布的不规则性,难以保证同层载频的频率能完全按照4*3或3*3等常用模式进行规划,需要根据实际情况灵活调整。不管采用何种方式进行频率规划,必须遵循以下原则:
1) 同基站内不允许存在同频、邻频频点;
2) 同一小区内BCCH和TCH的频率间隔最好在400K以上;
3) 没有采用跳频时,同一小区的TCH间的频率间隔最好在400K以上;
4) 直接邻近的基站应避免同频(即使其天线主瓣方向不同,旁瓣及背瓣的影响也会带来较大的干扰);
5) 考虑到天线挂高和传播环境的复杂性,距离较近的基站应尽量避免同频、邻频相对(含斜对);
6) 通常情况下,1*3复用应保证参与跳频的频点应是参与跳频载频数的二倍以上;
7) 重点关注同频复用,避免在邻近区域存在同BCCH同BSIC的情况。
第4章 常规频率复用技术
4.1 4×3复用的载干比
频谱利用效率可以用频率复用度来表征,它反映了频率复用的紧密程度。频率复用度 可以表示如下:
(9)
其中,NARFCN——总的可用频点数;NTRX——小区配置的TRX
对于n×m频率复用方式:n表示复用簇中有n个基站,m表示每个基站有m个小区。那么,它的频率复用度为:
=n×m
但通常实际规划时所分配的频点数会大于n×m,因此实际的freuse往往大于上述值。显而易见,频率复用度越小,其频率复用越紧密,频率的利用率越高,但随着频率复用紧密程度的增加,带来网上的干扰增大,需要相关技术的支持,如DTX、功率控制等;频率复用度越大,其频谱利用率率小,但容易获得较高的网络话音质量。
❽ 与cdma相比,ofdm有哪些优势
OFDM —— OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)即正交频分复用技术,实际上OFDM是MCM Multi-CarrierMolation,多载波调制的一种。其主要思想是:将信道分成若干正交子信道,将高速数据信号转换成并行的低速子数据流,调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开,这样可以减少子信道之间的相互干扰 ICI 。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽,因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落,从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分,信道均衡变得相对容易。
CDMA与OFDM之技术比较
频谱利用率、支持高速率多媒体服务、系统容量、抗多径信道干扰等因素是目前大多数固定宽带无线接入设备商在选择CDMA(码分多址)或OFDM(正交频分复用)作为点到多点(PMP)的关键技术时的主要出发点。而这两种技术在这些方面都各有所长,因此设备商需要根据实际情况权衡利弊,进行综合分析,从而做出最佳选择。
CDMA技术是基于扩频通信理论的调制和多址连接技术。OFDM技术属于多载波调制技术,它的基本思想是将信道分成许多正交子信道,在每个子信道上使用一个子载波进行调制,并且各个子载波并行传输。OFDM和CDMA技术各有利弊。CDMA具有众所周知的优点,而采用多种新技术的OFDM也表现出了良好的网络结构可扩展性、更高的频谱利用率、更灵活的调制方式和抗多径干扰能力。下面主要从调制技术、峰均功率比、抗窄带干扰能力等角度分析这两种技术在性能上的具体差异。
——调制技术。一般来说,无线系统中频谱效率可以通过采用16QAM(正交幅度调制)、64QAM乃至更高阶的调制方式得到提高,而且一个好的通信系统应该在频谱效率和误码率之间获得最佳平衡。
在CDMA系统中,下行链路可支持多种调制,但每条链路的符号调制方式必须相同,而上行链路却不支持多种调制,这就使得CDMA系统丧失了一定的灵活性。并且,在这种非正交的链路中,采用高阶调制方式的用户必将会对采用低阶调制的用户产生很大的噪声干扰。
在OFDM系统中,每条链路都可以独立调制,因而该系统不论在上行还是在下行链路上都可以容易地同时容纳多种混合调制方式。这就可以引入“自适应调制”的概念。它增加了系统的灵活性,例如,在信道好的条件下终端可以采用较高阶的如64QAM调制以获得最大频谱效率,而在信道条件变差时可以选择QPSK(四相移相键控)调制等低阶调制来确保信噪比。这样,系统就可以在频谱利用率和误码率之间取得最佳平衡。此外,虽然信道间干扰限制了某条特定链路的调制方式,但这一点可以通过网络频率规划和无线资源管理等手段来解决。
——峰均功率比(PAPR)。这也是设备商们应该考虑的一个重要因素。因为PAPR过高会使得发送端对功率放大器的线性要求很高,这就意味着要提供额外功率、电池备份和扩大设备的尺寸,进而增加基站和用户设备的成本。
CDMA系统的PAPR一般在5~11dB,并会随着数据速率和使用码数的增加而增加。目前已有很多技术可以降低CDMA的PAPR。
在OFDM系统中,由于信号包络的不恒定性,使得该系统对非线性很敏感。如果没有改善非线性敏感性的措施,OFDM技术将不能用于使用电池的传输系统和手机等。目前有很多技术可以降低OFDM的PAPR。
——抗窄带干扰能力。CDMA的最大优势就表现在其抗窄带干扰能力方面。因为干扰只影响整个扩频信号的一小部分;而OFDM中窄带干扰也只影响其频段的一小部分,而且系统可以不使用受到干扰的部分频段,或者采用前向纠错和使用较低阶调制等手段来解决。
——抗多径干扰能力。在无线信道中,多径传播效应造成接收信号相互重叠,产生信号波形间的相互干扰,使接收端判断错误。这会严重地影响信号传输的质量。
为了抵消这种信号自干扰,CDMA接收机采用了RAKE分集接收技术来区分和绑定多路信号能量。为了减少干扰源,RAKE接收机提供一些分集增益。然而由于多路信号能量不相等,试验证明,如果路径数超过7或8条,这种信号能量的分散将使得信道估计精确度降低,RAKE的接收性能下降就会很快。
OFDM技术与RAKE接收的思路不同,它是将待发送的信息码元通过串并变换,降低速率,从而增大码元周期,以削弱多径干扰的影响。同时它使用循环前缀(CP)作为保护间隔,大大减少甚至消除了码间干扰,并且保证了各信道间的正交性,从而大大减少了信道间干扰。当然,这样做也付出了带宽的代价,并带来了能量损失:CP越长,能量损失就越大。
——功率控制技术。在CDMA系统中,功率控制技术是解决远近效应的重要方法,而且功率控制的有效性决定了网络的容量。相对来说功率控制不是OFDM系统的基本需求。OFDM系统引入功率控制的目的是最小化信道间干扰。
——网络规划。由于CDMA本身的技术特性,CDMA系统的频率规划问题不很突出,但却面临着码的设计规划问题。OFDM系统网络规划的最基本目的是减少信道间的干扰。由于这种规划是基于频率分配的,设计者只要预留些频段就可以解决小区分裂的问题。
——均衡技术。均衡技术可以补偿时分信道中由于多径效应而产生的ISI。在CDMA系统中,信道带宽远远大于信道的平坦衰落带宽。由于扩频码自身良好的自相关性,使得在无线信道传输中的时延扩展可以被看作只是被传信号的再次传送。如果这些多径信号相互间的延时超过一个码片的长度,就可被RAKE接收端视为非相关的噪声,而不再需要均衡。
对OFDM系统,在一般的衰落环境下,均衡不是改善系统性能的有效方法,因为均衡的实质是补偿多径信道特性。而OFDM技术本身已经利用了多径信道的分集特性,因此该系统一般不必再作均衡
❾ 小区分裂的分裂技术
小区分裂有两种分裂技术:
1.固定分裂
必须在建立每个新的分裂小区之前做出计划,考虑信道数、发射功率、频率配置、小区基站位置的选择及业务负荷等问题,所有这些都必须加以考虑。当准备完毕后,服务割接应选在业务量最低点,通常是周末的午夜。系统停机最好在2小时以内,这样在割接中将只会有极少的呼叫中断。
2.动态分裂
这种方法是建立在实时利用频谱效率分配之上的。由于业务高峰期间不会有一个完整的小区处于空闲状态,故此时动态分裂小区基站的算法是极为繁琐的。