移动通信蜂窝原理例题整理

目的很功利：会做题。
So~~上题！！！

1、求波长和天线长度。

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不接地天线长度是半波长整数倍，接地是1/4波长整数倍（地面镜像效应）。

2、大区制小区制概念理解

举例：30个双向信道
1、大区制时，只能有30个用户同时通信。
2、小区制时，若分为30个小区，相邻3个小区采用不同的频道，每个小区有10个双向频道，则相同的服务区可以同时为300个用户提供服务。

大区制覆盖范围大，容量小。小区制通过频率复用或蜂窝增大容量。

3、蜂窝小区的形状为什么要选正六边形

在服务区面积一定的情况下，正六边形的覆盖需要最少的小区数目，即最少的基站，费用也是最少的。

4、定位同频小区的方法

标有相同字母的小区使用相同的频率。A-G为一个簇，簇的大小为7。
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图中，i=3、j=2（N=19）
区群内的小区数应满足： $N=i^2+ij+j^2$

式中，i，j为相邻同频道小区间的间隔小区数，为正整数。
为了找到某一特定小区的相距最近的同频相邻小区，必须按以下步骤进行：
（1）沿着任何一条六边形链移动i个小区
（2）逆时针旋转60°再移动j个小区

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5、可用无线信道总数

题5-1
系统总的可用信道数S=280，相同区域内，用N=7的区群（7小区复用）需要复制4次，而用N=4的区群（4小区复用）需要复制7次，求两种情况下信道总数和每个小区的可用信道数。
解：N=7时
每个小区可用信道数：K=S/N=280/7=40
信道总数：C=MS=4x280=1120
N=4时
每个小区可用信道数：K=S/N=280/4=70
信道总数：C=MS=7x280=1960

题5-2
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图中，N=3,K=S/N，M=3,C=MS

•可用无线信道总数
共有S个可用信道，分给一个簇（簇的大小为N），簇中每个小区分配K（K< S）个信道，各个小区分配不相同的，可用无线信道的总数S为：S = KN
• 簇（Cluster，区群）
共同使用全部可用频率的N个小区叫做一簇。若达到单位面积的覆盖需要复制M个簇，C = MKN = MS
N越小，单位面积所需复制的区群越多，系统容量越大，频率利用率越高。

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如何获得更大的容量C？
C=MkN=MS
信道总数S不变，要想C增大，M就要增大,也就是簇在系统中复制的次数变多。
怎样实现M变大？需要减小N的取值。
比如面积是6*7个正六边形，如果N=7，则M=6;如果N=6，则M=7。
那么，N是否可以无限减小吗？

6、硬切换和软切换

7、同频干扰

例题：
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例2：如果保证蜂窝系统的前向信道具有良好性能要求的信干比15dB，求当路径衰减指数（a）n=4，（b）n=3时，要获得最大的容量需要多大的频率复用因子和簇大小？假设在一个层中有六个同频小区，并且它们与移动台之间的距离都相等。
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知识点：
1、

Q为同频复用比例，与簇的大小有关。R为小区半径；D为相距最近的同频小区中心之间距离。
增加D/R的值–>同频小区间的空间隔离增加–>同频小区射频能量减小–>干扰减小
Q的值越小，容量越大；但Q值大可以提高传播质量。

2、系统容量
若 $i_0$ 为同频干扰小区数，移动台的S/I近似表示为
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条件：n为路径衰减指数。仅仅考虑第一层干扰小区，且所有干扰基站与预设基站间是等距的。小区中心间的距离都为D。
S/I与簇大小N联系起来了，而N决定了系统的总体容量。

8、邻频干扰

9、中继和服务等级

例题1 已知阻塞概率、中继信道数、每个用户的话务量，求支持的用户数

解法：根据阻塞概率和中继信道数查表，得到总的话务量，再除以每个用户的话务量得到用户数。

例题2 求系统支持用户数和系统市场占有百分比

已知用户总数、不同系统信道数及支持小区数、用户打电话频率和时长，求系统所能支持的用户数、系统市场占有百分比。

解法：
蜂窝—>阻塞概率2%
用户打电话频率和时长—>每个用户话务量强度
根据阻塞概率和中继信道数查表，得到总的话务量，再除以每个用户的话务量得到每个小区支持的用户数。
最后，将求得的用户数乘该系统支持小区数，得该系统支持的总用户数。

知识点
1、
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2、

例题3

已知城市面积、小区半径；总频谱、带宽；阻塞概率、每个用户话务量，求服务区内小区数、每个小区信道数、每个小区话务量强度、所承载的最大话务量、所能服务的用户总数、每个信道的移动台数、理论上一次能服务的最大用户数
解法：
由小区半径得小区面积（六边形），城市面积除以小区面积得小区总数；
频谱、带宽得每个小区信道总数=总频带宽/(信道带宽x频率复用因子)
阻塞概率+每个小区信道总数，查表—>每个小区话务量强度
所承载的最大话务量=小区数x每小区话务量强度
总用户数=总话务量/每个用户话务量
每个信道移动台数=用户数/信道数
理论上，所能服务的最大移动台数=可用信道数（所有信道都被占用）（每个小区信道数x小区数）