无线通信 - 蜂窝无线网络

蜂窝网络是移动电话、个人通信系统、无线网络等的基础技术。该技术是为移动无线电话开发的，用于取代高功率发射机/接收机系统。蜂窝网络使用较低的功率、较短的距离和更多的发射器进行数据传输。

蜂窝系统的特点

无线蜂窝系统解决了频谱拥塞问题并增加了用户容量。蜂窝系统的特点如下 −

• 在有限的频谱中提供非常高的容量。

• 在不同小区中重复使用无线电信道。

• 通过在整个覆盖区域内重复使用信道，使固定数量的信道能够为任意数量的用户提供服务。

• 通信始终在移动设备和基站之间进行(而不是直接在移动设备之间进行)。

• 每个蜂窝基站在一个称为小区的小地理区域内分配一组无线电信道。

• 相邻小区分配不同的信道组。

• 通过将覆盖范围限制在小区边界内，可以重复使用信道组来覆盖不同的小区。

• 将干扰水平保持在可容忍的范围内限制。

• 频率重用或频率规划。

• 无线蜂窝网络的组织。

蜂窝网络被组织成多个低功率发射器，每个发射器的功率为 100w 或更低。

蜂窝形状

蜂窝网络的覆盖范围被划分为蜂窝，每个蜂窝都有自己的天线来传输信号。每个蜂窝都有自己的频率。蜂窝网络中的数据通信由基站发射器、接收器及其控制单元提供服务。

蜂窝形状可以是正方形或六边形 −

正方形

正方形蜂窝有四个距离为 d 的邻居，还有四个距离为 Root 2 d 的邻居>

• 如果所有相邻天线等距则更好
• 简化选择和切换到新天线的过程

六边形

强烈推荐六边形蜂窝形状，因为它易于覆盖和计算。它具有以下优势 −

• 提供等距天线
• 从中心到顶点的距离等于边长

频率重用

频率重用是指在给定区域内使用相同的无线电频率，这些无线电频率相隔相当远，干扰最小，以建立通信。

频率重用具有以下优势 −

• 允许在给定频率上进行小区内通信
• 限制向相邻小区泄漏的功率
• 允许在附近小区中重复使用频率
• 使用相同频率进行多次通话
• 每个小区 10 到 50 个频率

例如，当 N 个小区使用相同数量的频率且 K 为系统中使用的频率总数时。然后使用公式 K/N 计算每个 小区频率。

在高级移动电话服务 (AMPS) 中，当 K = 395 且 N = 7 时，则平均每个小区的频率为 395/7 = 56。此处，小区频率为 56。