📜  蜂窝网络

📅  最后修改于: 2022-05-13 01:57:03.137000             🧑  作者: Mango

蜂窝网络

蜂窝网络由一些小区组成,小区覆盖一个地理区域,有一个类似于 802.11 AP 的基站,可以帮助移动用户连接到网络,并且在移动设备和基站之间有一个物理和链路层协议的空中接口。所有这些基站都连接到移动交换中心,移动交换中心将小区连接到广域网,管理呼叫建立并处理移动性。

分配给基站和特定区域的某些无线电频谱现在需要共享。有两种共享移动到基站无线电频谱的技术是:

  1. 组合 FDMA/TDMA:
    它在频率信道中划分频谱并将每个信道划分为时隙。
  2. 码分多址 (CDMA):
    它允许在所有小区上重复使用相同的频谱。净容量提升。使用了两个频段,其中一个用于前向信道(小区站点到用户),一个用于反向信道(子到小区站点)。

细胞基础——
在实践中,单元格是任意形状(接近圆形),因为它在所有方面都具有相同的功率并且在所有方面都具有相同的灵敏度,但是将两个三个圆圈放在一起可能会导致交错的间隙或可能会相互交叉所以按顺序为了解决这个问题,我们可以使用等边三角形、正方形或正六边形,其中六边形单元接近用于系统设计的圆形。
同信道复用率由下式给出:

DL/RL = Square root of (3N)
Where, 
DL = Distance between co-channel cells
RL = Cell Radius
N = Cluster Size 

集群 N 中的小区数量决定了同信道干扰的数量以及每个小区可用的频道数量。

细胞分裂 -
当给定区域中的用户数量增加时,需要分配该频道覆盖的更多频道,这是通过小区拆分来完成的。在两个同信道小区之间引入了一个小小区。

需要蜂窝层次结构——
将覆盖范围扩大到大小区难以覆盖的区域。为用户密度较高的地区增加网络容量。越来越多的无线设备以及它们之间的通信。

蜂窝层次结构——

  1. 毫微微蜂窝:
    层次结构的最小单元,这些单元只需要覆盖几米,所有设备都在使用的物理范围内。
  2. 微微蜂窝:
    这些网络的规模在几十米的范围内,例如WLAN。
  3. 微电池:
    覆盖数百米的范围,例如在城市地区,以支持另一种移动技术 PCS。
  4. 宏细胞:
    覆盖数公里量级的区域,例如,覆盖大都市地区。
  5. 巨细胞:
    覆盖范围为数百公里的全国范围,例如使用卫星。

固定频道分配 –
对于特定频道,相关的频带是固定的。
通道总数由下式给出

Nc = W/B 
Where, 
W = Bandwidth of the available spectrum, 
B = Bandwidth needed by each channels per cell, 
Cc = Nc/N where N is the cluster size 

相邻的无线电频带被分配给不同的小区。在模拟中,每个频道对应一个用户,而在数字中,每个 RF 频道承载多个时隙或代码 (TDMA/CDMA)。易于实施,因为流量是统一的。

全球移动通信系统 (GSM) –
GSM 使用 124 个频道,每个频道使用 8 时隙时分复用 (TDM) 系统。有一个频带也是固定的。发送和接收不会发生在同一个时隙,因为 GSM 无线电不能同时发送和接收,并且从一个切换到另一个需要时间。一个数据帧在 547 微秒内传输,但一个发送器每 4.615 微秒只允许发送一个数据帧,因为它与其他七个站共享信道。每个频道的总速率为 270,833 bps 分配给八个用户,总速率为 33.854 kbps。

控制信道 (CC) –
除了用户通道之外,还有一些用于管理系统的控制通道。

  1. 广播控制信道(BCC):
    它是基站标识和信道状态的连续输出流。所有的移动台都会监控它们的信号强度,以查看它们何时进入新小区。
  2. 专用控制信道 (DCC):
    它用于位置更新、注册和呼叫建立。特别是,每个基站维护一个移动站数据库。维护该数据库所需的信息并在专用控制信道上发送。

公共控制通道 –
三个逻辑子信道:

  1. 是寻呼信道,基站用来通告来电。每个移动台持续监控它以观察它应该应答的呼叫。
  2. 是允许用户在专用控制信道上请求时隙的随机接入信道。如果两个请求发生冲突,它们就会出现乱码,必须稍后重试。
  3. 是宣布分配时隙的访问授权信道。