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发信人: kkk (不装饰你的梦), 信区: ECE
标  题: 关于移动通信系统中蜂窝的几个概念
发信站: 哈工大紫丁香 (2000年06月20日13:34:30 星期二), 站内信件

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宏蜂窝小区
　　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。由于覆盖半径较大，所以基站的发射功率较强，一般在10W以上，天线也做得较高
。图1是由宏蜂窝组成的移动通信系统示意图。如图所示，每个小区分别设有一个基站，
它与处于其服务区内的移动台建立无线通信链路。若干个小区组成一个区群(蜂窝)，区
群内各个小区的基站可通过电缆、光缆或微波链路与移动交换中心(MSC)相连。移动交换
中心通过PCM电路与市话交换局相连接。
　
图1　宏蜂窝移动通信系统示意图
　　在实际的宏蜂窝内，通常存在着两种特殊的微小区域。一是“盲点”，由于网络漏
覆盖或电波在传播过程中遇到障碍物而造成阴影区域等原因，使得该区域的信号强度极
弱，通信质量低劣；二是“热点”，由于客观存在商业中心或交通要道等业务繁忙区域
，造成空间业务负荷的不均匀分布。以上两“点”问题，往往通过设置直放站、分裂小
区等办法来加以解决。但从原理上讲，这两种办法也不能无限制地使用：直放站实质是
一个宽带放大器，设置不合理(包括选址及安装等)或设置得过多，都极易造成对周围信
号的干扰；小区分裂实质就是采用使宏基站变密的办法(即将覆盖面大的基站分裂成覆盖
面较小的基站)来增加系统的容量，但当基站小到一定程度时，由于干扰和基站接入等问
题，这种办法将难以再进行。特别是近几年来，随着移动通信的迅速发展和业务需求的
剧增，这些方法更是难奏其效，这样便产生了微蜂窝小区(microcell)技术。
微蜂窝小区
　　微蜂窝小区(microcell)是在宏蜂窝小区的基础上发展起来的一门技术。它的覆盖半
径大约为30m～300m；发射功率较小，一般在1W以下；基站天线置于相对低的地方，如屋
顶下方，高于地面5m～10m，传播主要沿着街道的视线进行，信号在楼顶的泄露小。因此
，微蜂窝最初被用来加大无线电覆盖，消除宏蜂窝中的“盲点”。同时由于低发射功率
的微蜂窝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，将它安置在宏蜂窝的“热点”上，可满足该微小区
域质量与容量两方面的要求。
　　在实际设计中，微蜂窝作为无线覆盖的补充，一般用于宏蜂窝覆盖不到又有较大话
务量的地点，如地下会议室、娱乐室、地铁、隧道等。作为热点应用的场合一般是话务
量比较集中的地区，如购物中心、娱乐中心、会议中心、商务楼、停车场等地。而在话
务量很高的商业街道等地则可采用多层网形式进行连续覆盖，即分级蜂窝结构：不同尺
寸的小区重叠起来，不同发射功率的基站紧密相邻并同时存在，使得整个通信网络呈现
出多层次的结构。相邻微蜂窝的切换都回到所在的宏蜂窝上，宏蜂窝的广域大功率覆盖
可看成是宏蜂窝上层网络，并作为移动用户在两个微蜂窝区间移动时的“安全网”，而
大量的微蜂窝则构成微蜂窝下层网络。
微微蜂窝小区
　　随着容量需求进一步增长，运营者可按同一规则安装第三或第四层网络，即微微蜂
窝小区(picocell)。微微蜂窝实质就是微蜂窝的一种，只是它的覆盖半径更小，一般只
有10m～30m；基站发射功率更小，大约在几十毫瓦左右；其天线一般装于建筑物内业务
集中地点。微微蜂窝也是作为网络覆盖的一种补充形式而存在的，它主要用来解决商业
中心、会议中心等室内“热点”的通信问题。
　　在目前的蜂窝式移动通信系统中，我们主要通过在宏蜂窝下引入微蜂窝和微微蜂窝
以提供更多的“内含”蜂窝，形成分级蜂窝结构，从而解决网络内的“盲点”和“热点
”，提高网络容量的。因此，一个多层次网络，往往是由一个上层宏蜂窝网络和数个下
层微蜂窝网络组成的多元蜂窝系统。如图2所示。
　
图2　三层分级蜂窝结构
　　图2为一个三层分级蜂窝结构示意图，它包括宏蜂窝、微蜂窝和微微蜂窝。每种蜂窝
执行早已定义好的不同功能，即：宏蜂窝用于处理快速移动车辆的业务；微蜂窝处理慢
速移动，集中于步行或交通阻塞车辆的业务；微微蜂窝用于覆盖商场和办公区等室内区
域。将负载按这种方式分层的原因与切换功能有关，因为车载电话在微蜂窝间快速移动
会产生频繁切换，加重网络的负担，从网络管理出发，将产生频繁切换的业务转移到较
小切换的宏蜂窝，将提高网络效率。慢速移动的车辆，由于它穿过蜂窝边界需花较长的
时间，产生切换的可能性较小，因此由微蜂窝来处理这类业务。
　　当用户接入时，系统根据所测得的信号强度和各蜂窝的容量为某一呼叫选择最恰当
的蜂窝(宏蜂窝、微蜂窝或微微蜂窝)，层间切换与普通的蜂窝切换一样，切换点由系统
决定，由GSM移动台自动辅助切换测量来完成，切换过程还取决于当时各级的容量，如果
微蜂窝和微微蜂窝已饱和，业务将切换至更高一级的蜂窝。
智能蜂窝
　　随着移动通信的不断发展，近年来又出现了一种新型的蜂窝形式：智能蜂窝。所谓
智能蜂窝，它是相对于智能天线而言的，是指基站采用具有高分辨阵列信号处理能力的
自适应天线系统，智能地监测移动台所处的位置，并以一定的方式将确定的信号功率传
递给移动台的蜂窝小区。智能天线利用数字信号处理技术，产生空间定向波束，使天线
主波束对准用户信号到达方向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到充分高效利用
移动用户信号并删除或抑制干扰信号的目的。因此，智能蜂窝小区的应用，必将极大地
改善系统性能。具体而言，智能蜂窝将在以下方面提高未来移动通信的系统性能：
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  　②提高频谱利用率，增加系统容量；
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  　④减少电磁环境污染；
  　⑤节省系统成本。
　　智能蜂窝既可以是宏蜂窝，也可以是微蜂窝和微微蜂窝。这项技术正在研制过程中
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     晚妆初了明肌雪，            临风谁更飘香屑，
     春殿嫔娥鱼贯列。            醉拍阑干情味切。
     凤箫吹断水云闲，            归时休放烛花红，
     重按霓裳歌遍彻。            待踏马蹄清夜月。

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