第8章 GSM网络-微蜂窝介绍

在蜂窝式移动电话的建网初期，蜂窝小区的覆盖半径较大，一般在1~2.5千米左右，有的甚至达到20千米以上，因此被称作“宏蜂窝”小区。

宏蜂窝小区的基站的天线尽可能做得很高，基站之间的间距也很大。

因为小区的覆盖面积较大，所以在覆盖区域内往往存在两种特殊的微小区域：盲区电波在传播过程中遇到障碍物而引起的阴影区域，叫做“盲区”。

忙区/热点由于小区内话务分布不均匀，从而形成若干业务特别繁忙的地区，叫做“忙区”或者“热点”。

微蜂窝和微微蜂窝技术为了解决盲区和忙区的问题，就出现了微蜂窝(Microcell)和微微蜂窝( picocell)的技术。

与宏蜂窝相比，微蜂窝主要特征为：1．覆盖范围小，一般100m～1km2．传输功率低，一般10mW～100mW3．一般安装在建筑物上，无线传播受环境影响大。

4．体积小、安装方便灵活。

由于具备上述特点，微蜂窝可以作为宏蜂窝的补充和延伸，微蜂窝的应用主要有两方面：一是提高覆盖率，应用于一些宏蜂窝很难覆盖到的盲点地区，如地铁、地下室；二是提高容量，主要应用在高话务量地区，如繁华的商业街、购物中心、体育场等。

微蜂窝在作为提高网络容量的应用时一般与宏蜂窝构成多层网。

宏蜂窝进行大面积的覆盖，作为多层网的底层，微蜂窝则小面积连续覆盖叠加在宏蜂窝上，构成多层网的上层，微蜂窝和宏蜂窝在系统配置上是不同的小区，有独立的广播信道。

飞蜂窝使用IP协议，通过用户已有的ADSL、LAN等宽带电路连接，远端由专用网关实现从IP网到移动网的联通。

它的大小与ADSL调制解调器相似，具有安装方便、自动配置、自动网规、即插即用的特点。

飞蜂窝有适用于CDMA、GSM、UMTS等各种标准和支持2G、2.5G、3G的产品，与运营商的其它移动基站同制式、同频段，因此手机等移动终端可以通用。

它具有1个载波，发射功率为10~100毫瓦（与WiFi的AP差不多），覆盖半径为50~200米，支持4～6个活动用户，允许的最大用户运动速度为10公里/小时。

什么是宏蜂窝什么是微蜂窝2010-01-24 22:00:28| 分类：通信知识| 标签：|字号大中小订阅在小区制移动通信网络中，通常采用正六边形无线小区邻接构成面状服务区。

由于服务区的形状很像蜂窝，这种网络便被称为蜂窝式网络。

宏蜂窝(macrocell), 传统的蜂窝式网络由宏蜂窝小区（macrocell）构成，每小区的覆盖半径大多为1km～25km，基站天线尽可能做得很高。

在实际的macrocell内，通常存在着两种特殊的微小区域。

一是“盲点”，由于电波在传播过程中遇到障碍物而造成的阴影区域，该区域通信质量严重低劣；二是“热点”，由于空间业务负荷的不均匀分布而形成的业务繁忙区域，它支持macrocell中的大部分业务。

以上两“点”问题的解决，往往依靠设置直放站、分裂小区等办法。

除了经济方面的原因外，从原理上讲，这两种方法也不能无限制地使用，因为扩大了系统覆盖，通信质量要下降；提高了通信质量，往往又要牺牲容量。

近年来，随着业务需求的剧增，这些方法更显捉襟见时，这样便产生了微蜂窝技术。

微蜂窝小区(microcell)的覆盖半径为30m～300m，基站天线低于屋顶高度，传播主要沿着街道的视线进行，信号在楼顶的泄露小。

因此，microcell最初被用来加大无线电覆盖，消除macrocell中的“盲点”。

由于低发射功率的microcell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RF干扰很低，将它安置在macrocell的“热点”上，可满足该微小区域质量与容量两方面的要求。

实际上，microcell主要安置在macrocell内的“热点”地区。

不同尽寸的小区重叠起来，不同发射功率的基站紧邻并同时存在，使得整个通信网络呈现出多层次的结构。

相邻microcell的切换都回到所在的macrocell上，macrocell的广域大功率覆盖可看成是宏蜂窝上层网络，并作为移动用户在两个microcell区间移动时的“安全网”，而大量的microcell则构成微蜂窝下层网络。

微蜂窝（Microcell）发射功率小（一般最大2兆/载波）天线位置底（解决微小区，微微小区的覆盖）安装简便（室内室外壁挂式安装）易于频率规划（微小区不易产生频率干扰）它是解决移动通信在高话务量区的最佳选择，广泛用于机场，车站。

交易会，宾馆，地下商场的覆盖。

技术指标：频率上行890-915Mhz下行935-960Mhz载波带宽200K hz信道数8个全速率信道/载波调制方式GMSK最小频率间隔400 K hz最大发射功率33dbm/载波接收灵敏度-107 dbm室内覆盖应考虑的因素：隔墙的阻挡（5-20db）楼房的阻挡（20db以上）家具等其他障碍物的阻挡（2-15db）多路径衰减高层建筑物（20）或以上“孤岛效应”—无信号覆盖“乒乓效应”—信号强度理想，通话困难。

解决室内覆盖的基本方法：通过天馈系统的分布，将信号送达建筑物内部的各个区域，以得到尽善尽美的信号覆盖效果。

天馈分布系统：采用8D-SFAE软馈线，便于室内布线。

专为室内覆盖设计的吸顶式和壁挂式天线。

配以功分/合路器，将微蜂窝的信号均匀的分布到各楼层。

天馈分布系统的相关材料：日本关西8D—SFAE软馈线，900MHZ频段衰减11.3DB/100米二功分/合路器衰减3.5 DB三功分/合路器衰减5 DB四功分/合路器衰减7 DB壁挂式和吸顶式增益2—4 DB天馈延伸系统；天线分布适合于一个微蜂窝覆盖8层楼左右，建筑面积约5000平方米。

若更大的建筑，一般无源天馈系统很难满足覆盖需要。

对于较大型的建筑覆盖，需增加放大器，以补偿信号在传输过程中的衰耗。

延伸放大系统.延伸放大器：增益10—20db可调输出功率：18dbm具有ALC（自动电平控制）采用DC15V芯线馈电供电器：将AC220交流电变换成15V直流电，经馈线送至延伸放大器。

光纤信号分布系统：同轴电缆——布线困难，损耗小，不适于长距离传输信号。

对于大型写字楼，高层酒店，地下隧道的覆盖需使用布线方便损耗小的传输方式——光纤传输距离远，(>3公里)，使用非金属光纤，布线方便。

第八章微蜂窝介绍概述什么是微蜂窝？微蜂窝（microcell）字面上的意思是更小的小区。

微蜂窝确实是更小的小区，一般微蜂窝的天线要低于屋顶，这样使得微蜂窝的无线电波能覆盖到街道。

为什么使用微蜂窝？因为目前世界上80～90％的GSM移动用户都使用手持式设备（Class4移动台），一般处在慢速移动或静止状态。

微蜂窝的概念微蜂窝已经用于:---GSM,DCS,PCS---城市地区---市内系统微蜂窝提供独立的:---频率(使用现有网络的ARFCN)---技术基础(也就是任何现有的或将来的硬件)---产品(例如,Motorola的微蜂窝可能处在另一厂商生产的宏蜂窝下)微蜂窝的布置将天线装得低于屋顶，可以限制无线电波的传播，这样可以使微蜂窝覆盖范围内的频率复用更紧凑，也意味着有更高的频谱利用率。

微蜂窝也可布置在已存在的网络覆盖下，这样就引入了层次结构。

已存在的网络覆盖可称为“宏蜂窝”。

这样在宏蜂窝和微蜂窝共同的覆盖范围内可以提供更高的容量。

所以我们可以说微蜂窝带来了更高的网络容量和更高的频谱利用率。

另外系统中任何覆盖不好或没有无线覆盖的地方也可用微蜂窝来解决，所以说微蜂窝能提供更好的：容量覆盖范围频谱利用率或爱尔兰（Erlangs）km2MHz注：一条业务信道被永久占用时，其话务量是1爱尔兰（Erlang）。

层次结构宏蜂窝俯视图微蜂窝B微蜂窝A宏蜂窝微蜂窝A侧视图微蜂窝B室外小区的无线电波穿透进入建筑物部对于天线装在室外的小区，由于路径衰耗限制了其覆盖范围，包括建筑物穿透衰耗和街道路径衰耗。

一般离天线越远，无线电波对建筑物的穿透深度会越小。

但有时候建筑物离天线较远，但室内仍有较好的覆盖，这是因为天线投射角设置得无线电波易于穿透进室内。

建筑物的穿透程度取决于多种因素：建筑物材料建筑物的窗户数天线投射角建筑物内部结构尽管微蜂窝常常为了覆盖一条街道而安装在室外，但通常都会改善室内的覆盖，这有助于为用户提供更好的覆盖。

GSM发展史全球移动通信系统（G lobal S ystem for M obile Communications），即GSM，是当前应用最为广泛的移动电话标准。

全球超过200个国家和地区超过10亿人正在使用GSM电话。

GSM 标准的广泛使用使得在移动电话运营商之间签署“漫游协定”后用户的国际漫游变得很平常。

GSM 较之它以前的标准最大的不同是他的信令和语音信道都是数位的，因此GSM被看作是第二代（2G）移动电话系统。

GSM标准当前由3GPP组织负责制定和维护。

从用户观点出发， GSM的主要优势在于提供更高的数位语音质量和替代呼叫的低成本的新选择（比如短信）。

从网络运营商角度看来，其优势是能够部署来自不同厂商的设备，因为GSM作为开放标准提供了更容易的互操作性。

而且，标准就允许网络运营商提供漫游服务，用户就可以在全球使用他们的移动电话了。

GSM标准在发展的同时（例如包数据能力在Release '97版本的标准中通过GPRS被加入进来），保持与原始的GSM电话向后兼容。

更高速度的数据传输是用EDGE在Release '99版标准中引入的。

历史1980年代初，第一代移动电话技术开始应用，当时存在众多互不兼容的标准。

仅在欧洲，就有北欧的NMT，英国的TACS，西德等国使用的C-450, 法国的Radiocom 2000和意大利RTMI等。

用户的手机无法在其他标准的网络上使用，造成很大的不便。

由于这个原因，西欧国家开始考虑制定一个统一的下一代移动电话标准，以便能够提供更多样的功能和使用户漫游更加容易。

最开始标准起草和制定的准备工作由欧洲邮电行政大会〔CEPT〕负责管理。

具体工作由1982年起成立的一系列“移动专家组”负责。

GSM的名字即是移动专家组(法语：Groupe Spécial Mobile)的缩写。

后来这一缩写的含义被改变为“全球移动通讯系统”，以方便GSM向全世界的推广。

GSM⽹络技术简介GSM⽹络技术简介⼀、前⾔1、GSM系统是指全球移动通信系统。

即：Global System for Mobile Communications。

2、GSM移动通信系统的基本组成分为三⼤部分：⽹络管理系统（NMS）、⽹络交换系统（NSS）、基站系统（BSS）。

3、GSM系统构成简图：4、交换系统组成及功能主要组成：MSC——移动业务交换中⼼HLR——归属位置寄存器VLR——拜访位置寄存器SMS——短信息服务器AC——鉴权中⼼EIR——设备信息寄存器主要功能：移动业务的交换；提供⽤户与⽬的地间的话⾳、数据等业务的交换；对⽤户位置进⾏管理；对⽤户的移动特性进⾏管理；记录通话过程并计费。

5、基站系统组成：BTS（基站）、BSC（基站控制器）、TC（编码/解码器）功能：提供⽆线覆盖，为移动台提供所需信号；提供并管理业务信道，完成对⽤户移动特性的管理。

6、⽹络管理系统⽹络监控、操作；收集⽹络告警和个单元⼯作状态，即时反映⽹络运⾏状况，对⽹络指标进⾏分析并提供各种报告，对⽹络进⾏远端操作。

7、移动台与基站连接所⽤的⽆线电波通道被成为⽆线信道。

不同的⽆线信道以频率、时隙的不同来区分。

GSM900频段是指890MHz~915MHz（上⾏）频带；下⾏频带指的是935~960MHz。

8、⽆线信道分为公共信道（信令信道）和业务信道两⼤类。

公共信道向移动台提供系统基本信息，提供移动台与⽹络的信令交换通道并完成对业务信息的分配；业务信道提供移动台与基站间传送话⾳或数据业务。

⼆、位置管理作为移动通信的⽹络，必须保证对⽤户移动特性的管理。

GSM移动通信⽹络对⽤户位置的管理主要由HLR、VLR和SIM间⽤户数据的相互交换来完成。

三、建⽴通话当⽤户需要通话或传送数据业务时，移动台通过公共信道向⽹络发送申请信息，⽹络将对其进⾏鉴权过程，之后检查其业务是否合法（业务范围是否合法；拨叫号码是否合法等），检查⽆误后为⽤户分配⼀业务信道并完成其交换过程，移动台将根据⽹络指令锁定所分配的业务信道。