中继站的协调.doc

中继站的协调摘要移动电话用户通常会因为距离太远,或障碍物的阻挡而导致无法正常接收微弱的信号,中继站能很好的解决这个问题。然而,中继站之间会互相影响,因此需要协调好中继站的设置。本文构建了蜂窝覆盖理论,较为合理地解决了中继站的协调问题。针对问题一,由于在线用户较少,我们优先考虑中继站的地域覆盖和用户覆盖,没有考虑亚音频的限制,因此直接将中继站覆盖半径调至 r=40mile ,通过计算中继站信道数的限制来计算需要最少的中继站个数为 L=9 个,小于亚音频的总个数,对于干扰问题,可以用“亚音”频率解决; 针对问题二,由于在线用户多,我们综合考虑了中继站的用户覆盖、地域覆盖和“亚音”频率的限制,我们用 matlab 模拟不同半径的六边形小区覆盖的情形, 并分别计算出对应的最少的中继站个数并列出表格,最后还考虑了小区重叠部分的干扰问题,综合上述几方面,得到最优解为:当小区半径 r=18mile 时,所需中继站最少为 L=101 个; 针对问题三,由于山区人口密度小,在线用户少,我们只考虑了中继站的地域覆盖,因此中继站覆盖半径取最大值时,中继站个数最少。而且可能存在较大的山将信号完全阻挡,且无用户,中继站不用覆盖,但山区周围需要覆盖。我们同样用 matlab 模拟了当中继站覆盖半径取最大值时,即 r=5 时,山区的覆盖情形,得到最少的中继站个数为 L=82 个。关键词:蜂窝网络,六边形小区,覆盖, matlab 模拟一、问题的提出甚高频( Very High Frequency )无线电频谱包含信号的发送和接受。这种限制可以被中继站所克服。中继站可以捕捉到微弱的信号,然后把它放大,再用不同的频率重新发送。这样,低功耗的用户,例如移动电话用户,在不能直接与其他用户联系的地方可以通过中继站来保持联系。然而, 中继站之间会互相影响, 除非彼此之间有足够远的距离或通过充分分离的频率来传送。除了地理的分离、“连续编码音调控制系统”(CTCSS), 有时被称为“私人专线”(PL) 、通过这项技术可以减轻干扰问题。该系统连接每个中继站,靠的是所有通过同一个中继站连接的用户发送的独立的亚音频音调来连接。中继站只回应接收到的具有特殊 PL 的语调的信号。通过这个系统,两个附近的中继站可以共享相同的频率对(包括接收和发送); 对于更多的中继站( 并且更多的用户) 可以提供在一个特定的区域。解决以下问题: (1)在一个半径 40 英里的圆形区域,请你设计一个方案,用最少量的中继站来容纳 1000 同时在线用户。(2)假设频谱范围是 145 到 148 兆赫,在中继站中的发射机的频率要么是 600 千赫以上,要么低于接收机频率 600 千赫、并且这里有 54 个不同的 PL 可用。如果这里有 10,000 个用户,如何改变你的解决方案。(3)在由于山区引起信号传播的阻碍的地区,讨论这样的情形。二、问题的分析受不同地形和地域的限制,在开阔地有效距离一、二十千米的电台,有时只能联络两三千米。这时无线电爱好者自然会想到中继通讯。其实何止城市移动通讯,为了沟通两个城市的 U/V 段业余网络,为了新手能用较简单的设备通联更多的电台,甚至为了方便爱好者在室内移动通讯,业余中继都可以发挥作用。中继站是一种自动接力设备,当它接收信号以后,便启动发射机,把信号转发出去。由于中继站具有很好的接收性能和比较大的发射强度,所以通过它的转发,通讯距离可以明显延长。由于中继站具有很好的接收性能和比较大的发射强度,所以通过它的转发,通讯距离可以明显延长。但是每个中继站能够容纳的同时通讯信号的数量是有限的,而且相邻的中继站之间也可能存在信号干扰。对于在一特定区域,由于中继站之间的频率重叠和共用,会造成对用户的干扰, 而 CTCSS (Continuous Tone Controlled Squelch System) ,连续语音控制静噪系统,俗称亚音频,是一种将低于音频频率的频率( 67Hz- ) 附加在音频信号中一起传输的技术。因其频率范围在标准音频以下,故称为亚音频。此时把低频的不可听到的亚音信号连续的叠加到频率上发射,对方只有接到这样的同样频率才接收该信号,用于抗干扰,或者不接收不是给自己的信号。再通俗地讲, CTCSS 就好像我们所使用的电台之间的暗号或口令,只有喊对了暗号或口令,你的语音呼叫才能被中继电台传播出去。这样就有效地消除了中继站之间的干扰和影响。若不考虑中继站信道数的限制,要保证 1000 名同时在线的用户,则该问题转化为经典的覆盖问题:用半径 R的小圆去覆盖半径 40英里的大圆,求使用的最少的小圆的数量。对于覆盖问题,参照有关通信网方面的知识,一般用正多边形可以实现一平面个区域的无缝隙,无重叠覆盖。而且可用的形状有三种:正三角形,正方形, 正六边形。图一这三