移动性(Mobility)是指移动目标(用户或终端)在网络覆盖范围内的移动过程中,移动通信网络能够持续提供通信服务能力,即指用户的通信和对业务的访问可以不受移动目标位置变化的影响,不受接入技术变化的影响,也即独立于网络接入点的变化。移动性管理技术最初源于蜂窝移动通信网络。随着通信技术、计算机技术和集成电路(IC)技术的发展与进步,以及人们对信息通信需求的扩张,用户对移动性的要求也越来越高。在未来的信息社会中,移动通信的目标就是要实现“5W”通信,即任何人可在任何时候、任何地点、与任何人,以及相关的物体进行任何形式的信息通信,以实现移动信息社会[1]。
1.2蜂窝技术
移动通信系统在采用蜂窝结构之前,主要是采用大区制的组网方式。这里所说的大区制就是在一个服务区内只有一个基站,由该基站负责整个移动通信网的联络与控制。大区制的信道交换、控制等功能都集中在基站完成。基站发射功率较大(100W~200W),基站天线要架设得很高。移动台的发射功率较小,通常在一个大区中需要在不同地点设立若干个接收机,接收附近的移动台发射的信号,再通过有线或微波接力将信号传输至基站。由于大区制区域覆盖只设有一个基站,其信道数量有限,因此容量较小,随着移动通信的发展已经不能满足系统容量的需求[2]。
随着个人移动电话应用需求的增长,人们认识到应该更有效地利用无线频谱资源。于是,蜂窝系统的概念被引入了移动通信领域。相对于大区制,蜂窝通信系统也被称作小区制,如图1.2。蜂窝系统采用了与大区制相反的方法,小区制是将整个移动通信业务区(服务区)划分为若干小区,在小区中分别设置基站,负责本小区移动通信的联络控制。各基站统一接到一个移动交换中心,由移动交换中心统一控制各基站,并与有线网相连接。
图1.2蜂窝小区
理想状态下,一个具有全方向天线的基站可以覆盖一个圆形的区域,一个大的地理区域可以分成多个相互交叠的圆形区域。但是,在实际的无线传播环境中,由于地形和建筑物的影响,基站的覆盖区域并不非常规则。为了理论分析和系统规划的方便,可以将蜂窝小区的形状近似为正751边形的小区正751边形小区的中心间隔最大,各基站间的干扰最小;交叠区面积最小,同频干扰最小;交叠距离最小,便于实现跟踪交换;覆盖面积最大,对于同样大小的服务区域,采用正751边形构成小区制所需的小区数最少,即所需基站数少,也最经济;所需的频率个数最少,频率利用率高。正751边形组成的面状服务区的形状与蜂窝相似,又称为蜂窝式小区。
蜂窝小区大小各不相同,这主要取决于人口密度及分布、人流活动路线和场所。通常,根据蜂窝小区的大小,将蜂窝划分为4类:巨蜂窝、宏蜂窝(Macrocell)、微蜂窝(Microcell)和微微蜂窝(Picocell)。而每个蜂窝小区里设置一个基站,该基站与周围的一些基站通过传输线路与移动交换中心连接,再进入市话网或核心网。当移动用户从一个小区向另一个相邻小区移动时,基站的控制中心给出越区切换指令,使移动用户进入新的小区以后仍能保持通信的连续性。目前,实际使用的蜂窝移动通信系统是一个多层网络覆盖,多是宏蜂窝和微蜂窝结合的分级蜂窝系统,解决了网络内的“盲点”区域和“热点”区域“问题,提高了网络的容量和覆盖能力[3]。
1.3蜂窝小区频率复用
在频分多址和时分多址的系统中,由于同频干扰,相邻小区应该使用不同频率,间隔若干小区则可使用相同频率。相邻的使用不同频率的若干个小区组成一个区群,在不同区群中则可以使用相同的频率。但为了提高频率利用率,采用空间划分的方法,在不同的空间可以进行频率复用。由若干个小区组成一个区群(Cluster,也称“簇”),区群内的每个小区占用不同的频率,另一区群中可以重复使用相同的频带。不同区群中的相同频率会产生同频干扰,也称做共道干扰。 移动通信网络位置跟踪技术的模拟(2):http://www.751com.cn/jisuanji/lunwen_8909.html