GSMR原理PPT課件

1、1 一、面狀覆蓋； 二、線狀覆蓋； 三、蜂窩系統(tǒng)的主要評價指標(biāo)； 四、無線信道的特性； 五、傳輸技術(shù)； 六、信息處理技術(shù)； 七、無線工程設(shè)計。第1頁/共43頁2一、面狀覆蓋1. 小區(qū)形狀；2. 頻率復(fù)用；3. 干擾限制和防護(hù)；4. 信道分配策略；5. 話務(wù)量和呼損率；6. 提高系統(tǒng)容量的方法；7. 位置理論。第2頁/共43頁31、小區(qū)形狀123456RRR第3頁/共43頁42、頻率復(fù)用AAAAAAA22jijiN第4頁/共43頁5B4A4B3C4B2B1A2C2C3A1C1A1A34*3 = 12小區(qū)復(fù)用模型 頻率復(fù)用距離三扇區(qū)基站 A1C1B1A3A2C2B2C3B3A4A1C4B4C1B1

2、A2B2C2A3A3C2B2C1B1A2C3B3A4C4B4C3B3A4B4C4A4B4A2B2A4B4A2B2C3C1C3C1小區(qū)半徑R/小區(qū)簇小區(qū)簇內(nèi)的小區(qū)數(shù)N同頻復(fù)用距離D同頻復(fù)用比Q第5頁/共43頁6頻率組A1頻率組A1其他頻率其他頻率復(fù)用距離 DR有用信號干擾信號RRND3NRDQ3第6頁/共43頁7第7頁/共43頁83、干擾限制和防護(hù)第8頁/共43頁9干擾信號有用信號功率功率頻率頻率合成信號功率頻率f1f1f1兩個信號疊加第9頁/共43頁10同頻干擾的計算01iiiISICnrddPP)(0001iininDRIC003iNiRDICnn第10頁/共43頁11C (0 dB)Ic

3、(-9 dB)Ia1 (+9 dB)Ia2 (+41dB)F1+ 200 kHz + 400 kHz第11頁/共43頁124、信道分配策略第12頁/共43頁1330405060708090100120140160180 200240300 MHz34567891012141618202430 GHz0.30.40.50.60.70.80.91.01.21.41.61.82.02.4AM Marine Short Wave - International Broadcast - Amateur34567891012141618202430 MHzCB2628VHF LOW BandFMVHFVH

4、F TV 7-130.30.40.50.60.70.80.91.01.21.41.61.82.02.43.0 GHzUHF UHF TV 14-69GPSCellularGSM1800, GSM1900廣播陸地移動航空移動通信陸地微波衛(wèi)星第13頁/共43頁14800MHz頻段的分配狀態(tài) l798-806MHz，800MHz接力通信 l806-821MHz/851-866MHz，集群移動通信 l821-825MHz/866-870MHz，無線數(shù)據(jù)通信 l825-835MHz/870-880MHz，聯(lián)通CDMA l835-839MHz/880-884MHz，軍隊(AMPS) l839-843MHz

5、，無繩電話 l843-851MHz，800MHz接力通信第14頁/共43頁15900MHz頻段的分配狀態(tài) 880-884MHz/925-929MHz，中國聯(lián)通GSM 885-889MHz/930-934MHz，GSM-R 889-909MHz/934-954MHz，中國移動GSM 909-915MHz/954-960MHz，中國聯(lián)通GSM 915-917MHz，無中心通信 917-925MHz，廣播立體聲(98年公布)第15頁/共43頁16信道分配方法 固定信道分配：每個小區(qū)分給一組信道，該小區(qū)的用戶只能使用這一組信道，如果出現(xiàn)信道全部被占用情況，新的呼叫就會被拒絕，只有存在空閑信道時，才能再

6、發(fā)起呼叫。 動態(tài)信道分配：每個小區(qū)不是固定使用一定的信道，而是多個小區(qū)可以使用相同的信道，每個小區(qū)的信道數(shù)是不固定的。當(dāng)業(yè)務(wù)量大時，分配給該小區(qū)的信道數(shù)就多，業(yè)務(wù)量減小時還可以再把這些信道分配給其他小區(qū)使用。小區(qū)的信道分配由移動交換中心來管理和執(zhí)行分配。第16頁/共43頁17 愛爾蘭B： 式中A為系統(tǒng)提供的總話務(wù)量，C為系統(tǒng)的總信道數(shù)，Pr為呼叫損失的概率 愛爾蘭C：5、話務(wù)量和呼損率CkkcrkACAP0!10!1!0ckkccrkACACAAtPHtACtPttPrr00exp0第17頁/共43頁186、提高系統(tǒng)容量的方法第18頁/共43頁19小區(qū)分裂 1276543276345第19頁/

7、共43頁20劃分扇區(qū) 55552376145第20頁/共43頁217、位置理論 MSC/VLR BSS BSS 小區(qū) 小區(qū) 小區(qū) 小區(qū) 小區(qū) 小區(qū) 小區(qū) 小區(qū) 小區(qū) 小區(qū) 小區(qū) 小區(qū) 位置區(qū) 位置區(qū) 位置區(qū) 通過信令點代碼尋址 通過信令點代碼尋址 小區(qū)：一個BTS所覆蓋的全部或部分區(qū)域（扇區(qū)），是最小的可尋址無線區(qū)域。位置區(qū)：移動臺可以任意移動但不需要進(jìn)行位置更新的區(qū)域，一個位置區(qū)由一個或多 個 小 區(qū) 組 成 。 當(dāng)MSC尋找移動臺時，只需在移動臺所屬的位置區(qū)進(jìn)行呼叫，而不需要在整個MSC區(qū)內(nèi)呼叫移動臺。M S C 區(qū) ： 一 個MSC管轄下的所有覆蓋區(qū)域，一個MSC區(qū)由一個或若干個位置區(qū)組

8、成。服務(wù)區(qū)：移動用戶可以獲得服務(wù)的所有區(qū)域。 第21頁/共43頁22二、線狀覆蓋 第22頁/共43頁23線狀覆蓋的頻率復(fù)用 f1f2fnf1f2fn第23頁/共43頁24線狀覆蓋的同頻干擾 PANCBaDf1f2f3fn3R-2adBnaRnRIC12log40第24頁/共43頁25 對干擾高靈敏度 需要 “安全的” 頻率復(fù)用模型 高的干擾隔離度 少量頻率就可以實現(xiàn)密集頻率復(fù)用宏 - 小區(qū): 天線安裝于房頂上 - 寬覆蓋 ( 35 km)微-小區(qū): 天線安裝低于房頂- 小覆蓋微微-小區(qū): 天線安裝建筑物內(nèi)部- 很小范圍覆蓋擴展- 小區(qū): 宏小區(qū),系統(tǒng)覆蓋擴展到 120 km, 用于沿海地區(qū).同

9、心圓 - 小區(qū): 一個宏小區(qū)覆蓋限定在另外一個宏小區(qū)的內(nèi)部第25頁/共43頁26宏小區(qū)天線微小區(qū)天線傘狀小區(qū)宏小區(qū)微小區(qū)快速車輛車輛改變方向以后,慢速行使步行 cell 2 cell 12 層模型第26頁/共43頁27三、蜂窩系統(tǒng)的評價指標(biāo) 頻率，每兆赫的信道數(shù) 地理，每平方公里的信道數(shù) 綜合，每平方公里每兆赫的話務(wù)量強度（Erlang/km2/MHz）兆赫信道數(shù)/21 RABC平方公里兆赫信道數(shù)/2SNCBTA平方公里兆赫/2ErlangSNCBTAAC每載波的信道數(shù)，B信道帶寬，RA為避免鄰道干擾必須跳過的信道數(shù)，分母除以2表示雙工收發(fā)，N為每簇中的小區(qū)數(shù)，S為覆蓋面積，TA為分配給蜂窩系

10、統(tǒng)的總帶寬，A為每個信道的話務(wù)量。 第27頁/共43頁28四、無線信道 無線電波傳播第28頁/共43頁29五、傳輸技術(shù)第29頁/共43頁30調(diào)制與解調(diào)高斯低通濾波器頻率調(diào)制器數(shù)據(jù)序列GMSK已調(diào)信號 0 100 200 300 400 500 -100 -200 -300 -400 -500 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 dB kHz 600 第30頁/共43頁31GSM 1800強場變化舉例-100-90-80-70-60-50-40-30-20-100500100015002000250030003500400045005000距離 (m)強場 (dBm)測量

11、自由空間短期衰落長期衰落 2 m /2第31頁/共43頁32分集接收G1G2Gm切換邏輯或解調(diào)器12m天線可變增益第32頁/共43頁33信道均衡 W0k W1k W2k WNk yk+1 Z-1 Z-1 Z-1 ? ? 自適應(yīng)算法 yk yk+2 yk+N ek dk xk 檢測器 dk 第33頁/共43頁34六、信息處理技術(shù) 語音編譯碼技術(shù)，20ms一幀，規(guī)則脈沖激勵長期預(yù)測(RPE-LTP)編碼，13kbps； 加密/解密技術(shù)，采用A5算法； 信道編譯碼技術(shù)，采用分組編碼、卷積編碼； TDMA時分多址技術(shù)； 等等。第34頁/共43頁35第35頁/共43頁36業(yè)務(wù)限定區(qū)域(10000 用戶/ km2)覆蓋限定區(qū)域(小區(qū)邊緣-75 dBm)覆蓋限定區(qū)域(小區(qū)邊緣-70 dBm)第36頁/共43頁37三扇區(qū)單扇區(qū)雙扇區(qū)第37頁/共43頁38第38頁/共43頁39第39頁/共43頁40第40頁/共43頁41P12P第41頁/共43頁42參數(shù)頻率 基站高度移動臺高度環(huán)境1800 MHz40.0 m1,5 m城市RXTX移動臺天線增益-2 dB 電纜損耗 0 dB輸出功率靈敏度 -100 dBm30 dBm天線增益 (65