蜂窝无线网络

蜂窝(cell)

Area divided into cells
- 约 6.5km - 13km
- 每个蜂窝有自己的天线
  - 低功率发送器：~100W
- 每个蜂窝分配一个频带
  - 相邻蜂窝指派频率不同以防止干扰
- 每个蜂窝分配一个基站提供服务
  - 传输功率控制：既可以使通信使用给定的频率，又要限制该功率逃逸到邻近蜂窝
六边形
- Distance from center to vertex equals to length
- $d=\sqrt{3}R$
- $R$ 为其外接圆半径
频率重用
- 频率总数为 $K$（通常指派10-50个频率）
  - 每个蜂窝有$\frac{K}{N}$个频率
- 重用系数 $N$：重复模式中的蜂窝数
  - 六边形中，$N=I^2+J^2+IJ,I,J\in\mathbb{N}$
- $D$: 使用相同频率的蜂窝（即同波道）中心间最小距离
  - $\frac{D}{d}=\sqrt{N}$
增大容量
- 添加新信道
- 频率借用
- 蜂窝分裂
  - 最小一般 1.5km
  - 导致切换(handoff)增加
- 蜂窝扇区化
- 微蜂窝

功能	描述
移动单元初始化	定期扫描, 选择使用最强的基站建立控制信道, 并与控制该蜂窝的MTSO握手, 之后监听是否有寻呼
移动台发起的呼叫	移动单元通过在已选的建立信道上, 若信道空闲, 发送被叫单元的号码来发起呼叫
寻呼	MTSO根据被叫号码, 向某些基站发送寻呼信息
呼叫接收	被叫单元识别寻呼, 向基站发通知 -> 基站向MTSO发通知 -> MTSO建立电路, 选两个业务信道, 通知两个基站 -> 基站通知单元
呼叫进行中	话音或数据信号: 单元 <-> 基站 <-> MTSO <-> 基站 <-> 单元
切换	移动单元跨蜂窝移动, 业务信道切换到指派给新蜂窝的业务信道, 不警告用户
呼叫终止	用户挂机, MTSO得到通知, 释放业务信道
呼叫阻塞	没有空闲业务信道, 将重试数次, 耗尽次数返回忙音
呼叫掉线	信号强度低于最小信号强度, MTSO将得到通知, 释放信道
连接固定用户	MTSO与公用电话交换网络连接
连接远程用户	MTSO通过电话网或专用线路, 与远程MTSO连接, 并为二者用户建立连接

类型
快衰弱	振幅的变化高达20一30dB这种类型的迅速衰落变化
慢衰弱	接收功率除了出现快速波动之外, 接收到的平均功率水平也会变化
平坦衰弱	接收信号的所有频率成分的波动是同时的且成相同比例的
选择性衰弱	对一个无线电信号的不同頻谱成分的影响是不同的

Hata模型：$L_{dB}=69.55+26.16\log f_c-13.82\log h_t-A(h_r)+(44.9-6.55\log h_t)\log d$

技术	1G	2G	2.5G	3G(IMT-2000)	3.9G	4G(IMT-Advanced)	5G(IMT-2020)
设计时间	1970	1980	1985	1985		2000
应用时间	1984	1991	2012	1999	2008	2012
服务	Voice	SMS	Inernet	大容量分组数据化(Video)		完全基于IP
调制频率	150MHz+	800-1900MHz		1900-2200MHz
(静态)数据率	1.9kbps	14.4kbps	144kbps	384kbps (3.1Mbps)		200Mbps
复用技术	FDMA	TDMA,CDMA		CDMA,TDMA	OFDMA,SC-FDMA
核心网络	PSTN	PSTN		PSTN, 分组网络	IP 干线网	IP 干线网
技术规格	AMPS(AT&T)	GSM(3GGP)	GPRS(114kps)	WCDMA(IMT-DS,联通,欧洲)	LTE(3GPP, 299.6Mbps)	LTE-A(3GPP)
	NMT(北欧)	PCS(IS-95,2.5G)	EDGE(2.75G, 268kbps)	CDMA2000(IMT-MC,电信,美国)	LTE-TDD(TD-LTE,中国)	WirelessMAN-Advanced(IEEE 802.16)
				TD-SCDMA(IMT-TC,移动，中国)	WiMAX(IEEE 802.16)
				HSPA(3.5G, 14Mbps) HSPA+(3.75G, 168Mbps)
优点		数字业务,加密		带宽限制在5MHz内
		差错检验与纠正(交织)		码片速率3Mcps,多速率		MIMO天线	MIMO天线

源数据划分为 n 个子流对应 n 个发送天线