第06讲 组网技术基础(二)

i 1 n
I 幂指数下降且路径衰减指数
i 1 i
Di
A
A
相同，
Ds n 则 S P0 ( ) d0
Di n I i P0 ( ) d0
Ds
同频干扰和系统容量的关系
(3)若仅仅考虑第一层同频干扰小区，则小 (4)若近似认为所有干扰基站到移动台之 区边界移动台接收信号的信干比为 间距离为D ，则


3.5.1 话务量与呼损

爱尔兰公式 若呼叫有以下性质： （1）每次呼叫相互独立，互不相关：泊松分布 （2）每次呼叫在时间上都有相同的概率；并假定移动电 话通信服务系统的信道数为n；则呼损率B可计算如下：
An Pr [阻塞] n n! i GOS A i! i 0
爱尔兰B表
3.5.1 话务量与呼损
小结
1、提高蜂窝系统容量的方法
同频干扰对系统容量的影响 小区分裂 小区扇区化 覆盖区域逼近方法
2、多信道共用技术
话务量与呼损 多信道共用的容量和信道利用率

2、呼损率
因无信道而不能通话称为呼叫失败。在一个通信系统中， 造成呼叫失败的概率称为呼叫失败概率，简称为呼损率(B)。
A A' C C0 B A C 呼损率的物理意义是损失话务量与呼叫话务量之比的百分数，也称为
系统的服务等级（GOS）。 呼损率越小，成功呼叫概率越大，用户越满意。要想提高服务等级， 一是提高系统容量，二是减少用户数（这不是希望的），三是采用合 理的多信道共用方法，呼损率和话务量是一对矛盾，服务等级和信道 利用率是矛盾。

每个信道所能容纳的用户数m 在一定呼损条件下，每个信道的m与信道平均话务量成正 比，而与每个用户忙时话务量成反比。 多信道共用时，信道利用率是指每个信道平均完成的话务 量，即 A' A （1- B）

n n
m

多信道共用和信道利用率

例2.1 某移动通信系统一个无线小区有8个信道（1个控制 信道，7个话音信道），每天每个用户平均呼叫10次，每次 占用信道平均时间为80秒，呼损率要求10％，忙时集中系 数为0.125。问该无线小区能容纳多少用户?


例如，每天平均呼叫3次，每次的呼叫平均占用时间为120 秒，忙时集中系数为10%（ k=0.1），则每个用户忙时话务 量为 0.01 Erl／用户。公网 0.01-0.03 专网0.03-0.06
3.5.2 多信道共用和信道利用率

系统所能容纳的用户数（M） M
A Aa
M A / n A / Aa n Aa n

例2.2 设每个用户的忙时话务量＝0.01Erl，呼损率B＝10
％，现有8个无线信道，采用两种不同技术，即多信道共用
和单信道共用组成的两个系统，试分别计算它们的容量和 利用率。
7. 三种系统容量比较 1)系统容量的定义：多指能容纳的用户总数、系统最大 容纳的信道数或系统输入话务量（爱尔兰）。 2）无线容量的m计算 B = 1.25MHz m = B / Nf
当系统满足要求的C/I 时，
m Max 1 1 C I (6 - 2)
将 C/I 代入式（6-1）可得：
Bw Bs Bw Rs m 1 1 Eb N 0 Eb N 0 (6 - 3)
当：BW = 1.25MHz , RS = 8kb/s , Eb/N0 = 7dB
m = 32.25 (信道/小区）
2 3 7 4 53 2 1 3 7 64 4 5 3 4
同频干扰和系统容量的关系

新小区的发射功率是通过令新旧小区边界接收到 的功率相等来得到。假定新小区的半径为原来小 区的一半，
Pr [在旧小区边界]
Pr [在新小区边界]
P1 r n t
n P（r / 2） t2
P2 t
P1 /16 t
同频干扰和系统容量的关系
在满足信干比要求的 前提下，如何通过系统 设计获得最大的系统容
数学模型
量
同频干扰和系统容量的关系
S I ?S
I
Q?
?C C M
L N
？
1 1 4 2 1 4 3 4
2 3 2 3
1、Q与N的关系 (1)假设每个小区的大小一样，且每个小区是正六边 形小区 Q D / R 3N 则
3.5 多信道共用技术

多信道共用（中继）是指在网内的大量用户共享相对较小数量的无线信 道，即从可用信道库中给每个用户按需分配信道，可以明显提高信道利
用率。

独立信道：N个信道

M个用户，N个信道

M＜＝N 不存在阻塞的 M＞N 存在阻塞 M与N怎样关系才合理？Fra bibliotek话务量与呼损问题
3.4.1 话务量与呼损
考虑实际影响因素后，容量计算要做相应修正： I）采用话音激活技术提高了系统容量
Bw Rs 1 m (1 ) Eb N 0 d
式中 d 为话音占空比，通常为0.35 II）利用扇形划分提高系统容量
Bw Rs G m (1 ) Eb N 0 d
式中G是扇形分区系数，通常为2.55 III）邻近蜂窝小区的干扰对系统容量的影响
3、每个用户忙时话务量（Aa）



一天24小时，每小时话务量是不一样的，因此要区分忙时 与非忙时。 忙时：一天中最忙的那个小时。 因此在考虑通信系统的用户数和信道数时，采用忙时平均 话务量。忙时信道够用，非忙时肯定不成问题。 集中系数（K）：忙时话务量与全日话务量之比，7%－15%
CTK Aa 3600

系统容量与用户需求之间的矛盾是推动移动通信 发展的主要动力之一

同频干扰是限制系统容量的主要因素之一 实际问题：在抑制同频干扰的基础上，如何通过 系统设计获得最大的系统容量

3.4.1同频干扰对系统容量的影响

同频干扰不能简单地通过增大发射机的发射功率来克服 为了解决这一问题，需要找到同频干扰和系统容量的关 系
S I
S Rn n i S 6R n ( Di ) I 6 I ( Di)n n i 1 L i(1Di ) i C Mk M N1 D Q S 3N / R) n Q n (D R 6 6 nI S Q I 6
同频干扰和系统容量的关系
S Qn D L Q 3N C M I 6 R N

保持Q值不变，小区半径的影响 小区分裂
2
1
7 6
3
4
2 1 1 7 6
5
5 6 1 6
1 6 3 4 2 7 5
2 3 72 4 5 2 1 7 7 6 5 3 1 45 6
1 6 3 4 2 7 5
0
Ds
n
A
A
D
R A
A
A
Di
A
A
A
同频干扰和系统容量的关系
S Qn D L Q 3N C Mk M I 6 R N
3. 影响系统容量的主要因素

系统要求的信干比S/I对系统容量的影响 AMPS系统，18dB，提供够好的话音质量 GSM系统，9dB
同频干扰和系统容量的关系

建立一个移 动通信网的 系统级概念
第3章 移动信道
本次课教学目的：


1、理解小区分裂、划分扇区和微小区的原理； 2、了解提高蜂窝系统容量的原因及因此而带 来的不利因素； 3、熟悉信道数、话务量和呼损率之间的定量 关系式，并熟练利用这些关系式进行计算。
3.4

提高蜂窝系统容量的方法
问题的引出

1、呼叫话务量 话务量是度量通信系统业务量或繁忙程度的指标。其性质 如同客流量，具有随机性，只能用统计方法获取。 流入话务量：呼叫请求速率乘以平均占用信道时间 完成话务量：呼叫成功速率乘以平均占用信道时间
A Ct0
A C0t0
其中，t0是每次通话的平均保持时间（小时/次），C单位 时间内每个用户的平均呼叫请求次数（次/小时）。两者相乘而 得到应是一个无量纲的量，专门命名它的单位为“爱尔兰” （Erlang）。
1 6 2 1 7 3 6 5 4
2 7 5 1 6
3 4 2 3 7 4 5
同频干扰和系统容量的关系
S I ? Q 3N C M L N
2、S/I与Q之间的关系 （2）假设每个基站的发射
S SDs S i0 功率相等，在整个覆盖区内 in I I ( Di ) 0 平均接收信号功率随距离的
3.5.1 话务量与呼损


如果一个小时内不断地占用一个信道， 则其呼叫话务量为1 Erl。这是一个信道所能完成的最 大话务量。 例如，设在100个信道上，平均每小时有2100次呼叫， 平均每次呼叫时间为2分钟，则这些信道上的呼叫话务 量：
2100 2 A 70Erl 60
3.5.1 话务量与呼损
Gp 扩频解调器输出端 S N o Eb N 0 Bw 扩频解调器输入端 S N i C I Bs
Bs ——扩频解调输出LPF的带宽 Bw ——系统扩频信号的发信带宽
C Eb N 0 I B B w s (6 - 1)
C 1 C 接收信号功率 I m 1C m 1 干扰
S Qn D L Q 3N C M I 6 R N

保持小区半径不变，Q值的影响裂向 保持小区半径不变，Q值的影响 S ( D / R) n Q n 新型微小区、智能天线
I 2 2
7 2 7 1 6 7 3
Tx/Rx
7
7Tx/Rx 4 5 7
7
Tx/Rx
第3章 组网技术基础