【移动通信】 02-蜂窝通信系统

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频率重用

1. 频率重用因子/小区组数

$N(Kf)=i^2+ij+j^2$ (N只可取：1，3，4，7，9，12……)

2. 同频小区距离

​ $D=\sqrt{3N}R$ (R为六边形中心点到某个角的长度)

3. 评价指标

​ 同频重用比 $Q=\frac{D}{R}=\sqrt{3N}$

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激励方式

1. 中心激励

   基站位于小区中心，采用全向天线

2. 顶点激励

   基站位于六边形三个分别不相邻的顶点，采用120°天线

   可避免阴影衰落；宏分集结构；利于MS软切换

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越区切换

1. 分类

   ① 按切换机理：硬切换、软切换、更软切换

   ② 按小区类型：水平切换、垂直切换

2. 策略

   基于相对信号强度

   –》① 具有门限的相对信号强度 ；② 具有迟滞余量的相对信号强度 ；③ 具有门限和迟滞余量的相对信号强度

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系统干扰

1. 同频干扰

   ​ $SN{R}_{min}=\frac{S}{\sum I_i}=\frac{(\sqrt{3N}{)}^n}{i_o}$

   N：频率重用因子

   n：与环境有关，取值在2~4，自由空间中取2，一般室外取4

   $i_o$：同频干扰元素

2. 邻频干扰

   ​ 远近效应，远处待接收的微小信号被近处巨大信号掩盖

3. 功率控制

   ​ ① 概念：使BS和MS功率进行自适应控制

   ​ ② 作用：解决远近效应

   ​ ③ 分类：开环控制，利用 “同频同扰” ，响应快，适合TDD；

   ​ 闭环控制：利用 “反馈比特” ，更精确，适合FDD

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信道分配策略

1. 新增呼叫 VS 切换呼叫

   ​ 一般优先为切换呼叫提供信道服务

2. 呼叫接纳控制CAC (Call Admission Control)

   ​ ① 静态GC（保护信道）：一定比例信道只用于 切换呼叫，其余 新增呼叫 和 切换呼叫 共用

   ​ ② 动态GC ：据流量分配保留给切换呼叫的信道比例；时间门限，将小于某一时间门限的呼叫视为优先切换

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蜂窝业务量分析

1. 话务理论

   ​ ① 话务量 $A=\sum n_i{h}_i$ (呼叫数*平均占用时间)

   ​ ② 话务流量 $Y_i={\lambda }_i{h}_i$ (单位用户单位时间呼叫数*平均占用时间)

2. Erlang呼损公式

   ​ ① 呼损 = 阻塞率 = 链路全部占用概率

   ​ ② $B=P_m=\frac{\frac{Y^m}{m!}}{{\sum }_{k=0}^m\frac{Y_k}{k!}}$

   ​ Y：小区忙时话务流量；m：小区能提供的最大无线链路数

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提高蜂窝系统容量

1. 增加频段

   ​ ① 双层覆盖：宏蜂窝和微蜂窝覆盖，两层系统采用不同频段

2. 技术改进

   ​ ① 小区分裂：缩小面积，提高频率重用数

   ​ ② 划分扇区：全向天线变定向天线，使得同小区同频干扰数目$i_o$减少，SNR增加