移动通信原理与应用大作业答案

⼀.（30分）当⽆线蜂窝⼩区容量达到饱和时，有哪些增加⽆线容量的⽅法，其原理是什么？答：1.增加现有基站容量在不加基站的情况下，系统通过增加现有基站容量来实现扩容，这⼀⽅法通常在容量增加幅度不⼤的情况下采⽤，因为容量略有增加，采⽤加站的⽅法既复杂，成本⼜⾼。（1）增加功率

如果在前向信道上基站设备耗尽了发射功率，增加基站发射功率，可以在反向容量没有过载的情况下，缓解前向容量不够的问题。但如果反向容量过载了，这种⽅法并不适⽤，反⽽浪费投资。增加基站发射功率可以通过两种⽅式:换⼀个更⼤功率的功率放⼤器或者使⽤更多的功率放⼤器。对于覆盖范围不⼤的基站，⼀般使⽤功率较⼩的功率放⼤器，以便减少对其他⼩区的⼲扰。这样对于多个载波的基站，多个载波可以共⽤⼀个功率放⼤器，从⽽节省投资。当容量需要增加时，可以为这些载波换⼀个⼤功率的功率放⼤器，仍然共⽤，或者为不同载波分⽤不同的功率放⼤器，从⽽达到增加功率的⽬的。对于单载波基站，可以换成⼤功率放⼤器来增加发射功率。（2）槽加截波

当⼀个CDMA系统投⼈运营后，许多扇区并没有安装多个载波，这样可以节省成本。如果需要增加多个载波，那么就应当增加扇区已有的载波，这样可以保证某个载波的连续覆盖，避免覆盖空洞和多个载波孤岛。新增的载波平⾯覆盖区应呈凸状，避免凹状覆盖带来的倒频污染问题。（3）增加扇区

⼀个CDMA扇区是⼀个独⽴的服务设施，有独⽴的基站天线。当⼩区容量⽤完之后，⽤增加扇区的⽅法可以增加更多的服务设施，从⽽带来容量的增加。这种⽅法⽐增加⼩区⽅法更吸引⼊，因为它的成本较⼩。在部署扇区时，应尽量使扇区的边界远离多个⼩区交汇处，这样可以减少该交汇处已存在的导频污染现象。通常⼩区的边界与地形、建筑物等环境因素有关，⽽同⼀个基站的扇区边界通常呈清晰的线状，这与天线⽅向⾓有关。2.增加基站实现扩容

增加基站的⽅法⼀般⽤在需要⼤幅度增加⽹络容量的情况下。如果规划得好，增加基站的时机应选择在⽤户对阻塞和信号差等问题产⽣抱怨之前，并确实需要增加基站来缓解容量不⾜带来的压⼒，但千万不要为了增加基站⽽增加，因为基站的投⼊成本很⾼，过早增加基站会减少⽹络运营的纯收⼊，还可能因缺少合理规划⽽带来⽹络混乱。（1）⼩区含裂

⽤⼩区分裂的⽅法实现扩容⽐较简单。新⼩区建在原有⼩区中间合适的位置，同时减⼩原有⼩区覆盖范围，从⽽减⼩了原⼩区承载的业务量，剩余的业务量由新建⼩区来承载。由于原有⼩区实际承载业务量少，系统的阻塞也随之恢复到可以接受的⽔平。 （2）调整天钱下做⾓

⼀般来说，架设基站早期的⽬的是为了⼤⾯积覆盖，因此早期基站的设计⽅法都是让链路增益尽量⾼，满⾜覆盖最⼤化。当系统⽤户迅速增长时，原先为⼤⾯积覆盖⽽建的基站对新建的相邻基站就是⼀个强⼲扰。在两个基站覆盖重叠区⼆者互为⼲扰，并且在前向信道上由于切换会消耗很多⽆线资源，因此必须减⼩原有基站的覆盖范围，从⽽减⼩多个基站覆盖重叠区域。理想条件下，基站在其覆盖范围内链路增益⾼，⽽在覆盖范围外，链路增益迅速下降。调整基站天线的下倾⾓是实现这种理想条件的⼀个⼿段。增⼤基站天线下倾⾓，⼀⽅⾯增加了本地覆盖区域的链路增益，另⼀⽅⾯减少了远处区域的链路增益，从⽽减少了对其他⼩区的⼲扰，有效的缩⼩了基站的覆盖范围，减⼩了⼩区的覆盖半径。 （3）烤加蜂窝⼩区

有时系统容量的增长只是发⽣在⼀些局部区域，这些区域⾯积不是很⼤。对这种情况如果采⽤宏蜂窝⼩区模型会对相邻⼩区产⽣强⼲扰，同时成本⼜⾼;如果采⽤微蜂窝⼩区，效果会⽐宏蜂窝⼩区要好得多。

⼆．（30分）某城市建800MHz 移动通信⽹，基站天线⾼度为36m ，基站发射机最⼤发射功率10W ，基站天线增益15dB ，发射机和天线之间使⽤合路器，插⼊损耗为6dB ，馈线长50m ，馈线损耗为4dBm/100m ；移动台天线⾼度h m =1.5m ，增益为0dB ，若在室外环境下要求移动台最⼩接收电平Pmrmin=-102dBm 。⼀般城市环境，选⽤Okumura-Hata 传播模型。求 ①允许的最⼤传播损耗。②覆盖半径。 附: Okumura-Hata 模型为

LA=69.55+26.16lg fc -13.82lghb- α(hm)+(44.9-6.55lghb)lgd 式中，α(1.5)=0dB

发射机2发射机1合路器

基站移动台

答：(1) 允许的最⼤传播损耗计算

LA=69.55+26.16lg fc -13.82lghb- α(hm)+(44.9-6.55lghb)lgd =69.55+26.16lg10-13.82lg36-0+(44.9-6.55lg36)lg50=69.55+26.16-21.51+58.61 =132.81 (2)覆盖半径计算

PPTS 由128chips 的上⾏同步码和32chips 的保护间隔，如果调整基站参数，使移动台在t2时刻接收上⾏同步码， 则可以得到更⼤的GP ，此时GP 为96+32=128chips (对应100us)，则移动台所⽀持的最⼤覆盖半径为 (100/2 us)*(3*10^8 m/s)=15km.三．（40分）某地区的中GSM 组⽹，采⽤4?3复⽤⽅式的区群结构，每个基站区采⽤三个120度扇形天线覆盖，图中标明了BS1 ～BS4 的位置。按频率规划采⽤等频距配置法，计划将第97～124号载频配置在此区群⾥。 回答：1、图上虚线处标出同频⼩区。

2、将第97～124号载频配置在 各基站区，则各基站区每个扇区载

频配置为3/2/2个，既每个扇区业务信道数n 分别22/14/14个，若⽤户每天平均呼叫次数为3次，⽤户平均呼叫时长为2分钟，忙时集中系数为0.1， 采⽤多信道共⽤⽅式，要求呼损率为B=5%，计算BS1所容纳的⽤户数。 附爱尔兰呼损表

答（1）

12 43

（2）要计算计算BS1所容纳的⽤户数，⾸先必须明⽩⼀个基站⼏个⼩区，每个⼩区⼏个载频。⼀个⼩区⾄少要配置⼀个

BCCH和⼀个SDCCH。如果⼀个⼩区⼀个载频情况：就是6个TCH,1个BCCH+1个SDCCH，就是6个。每个载频8个时隙也就是8个信道，也就是8个⽤户可以同时接⼊通话，BCCH载频要扣除1个BCCH和⼀个SDCCH时就6个信道（即6个⽤户同时通话）。

根据该基站载频配置，得出每⼩区总信道数均为8×4=32个，⼜根据2个载频配1个控制信道，则8 ×载频-载频÷2=业务信道，可得该⼩区有30个业务信道；

（2）能⽀持的同时通话⽤户数为：30×3=90户；

（3）根据呼损率2%及每个⼩区30个业务信道，查爱尔兰B表，得到每⼩区可承载话务量为21.9Erl;（4）每⼩区可容纳⽤户为：21.9÷0.025=876户；（5）该基站可容纳⽤户为：876×3=2628户。

该基站能⽀持的同时通话⽤户数为90户，最⼤可容纳2628个⽤户。