作者：彭利标
出版社：电子工业出版社
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移动通信设备(第3版)试读：
中等职业教育国家规划教材（通信技术专业）全国中等职业教育教材审定委员会审定移动通信设备（第3版）彭利标 主 编陈子聪 副主编内容简介本书内容主要包括移动通信概述（特点、分类、频段使用及工作方式）、数字蜂窝移动通信系统、数字手机的组成及工作原理、数字手机的基本维修方法、其他移动通信系统（无绳电话系统、集群移动通信系统、全球定位系统、蓝牙通信系统、个人通信网等）、移动通信的信道传输特性，最后在数字手机维修实践与训练章节中，对数字手机的各种常见设备故障和维修技巧做出了详细说明。本书旨在将学生培养成能够在通信设备的生产管理、技术服务等岗位工作的高素质劳动者。本书内容新颖，实践性强，密切结合当前移动通信设备的市场和学生的现状，注重加强对学生动手能力的培养。
本书可作为中等职业学校电子技术应用、通信技术、电子与信息技术等专业的教材和从事电子技术行业的工程技术人员的参考用书。本书还配有电子教学参考资料包，包括教学指南、电子教案及习题答案，详见前言。未经许可，不得以任何方式复制或抄袭本书之部分或全部内容。版权所有，侵权必究。图书在版编目（CIP）数据移动通信设备 / 彭利标主编.—3版.—北京：电子工业出版社，2014.4中等职业教育国家规划教材.通信技术专业ISBN 978-7-121-22770-7Ⅰ.①移… Ⅱ.①彭… Ⅲ.①移动通信—通信设备—中等专业学校—教材 Ⅳ.①TN929.5中国版本图书馆CIP数据核字（2014）第060634号策划编辑：杨宏利 投稿邮箱：yhl@phei.com.cn责任编辑：杨宏利 特约编辑：王 纲印 刷：北京季蜂印刷有限公司装 订：三河市鹏成印业有限公司出版发行：电子工业出版社 北京市海淀区万寿路173信箱 邮编 100036开 本：787×1 092 1/16 印张：15 字数：387千字印 次：2014年4月第1次印刷印 数：3 000册 定价：30.00元
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本教材（第3版）是根据教育部颁发的中等职业学校《移动通信设备》教学大纲的指导思想和具体要求编写的。
根据教学经验和通信技术的发展实际情况，为使本教材结构更合理，更具有实用性和先进性，在第2版的基础上又对该教材进行了修编。在第1章中为了便于加深理解移动通信的基本概念和便于使用移动通信设备，增加了移动通信技术的关键词和移动通信的主要业务介绍；在第2章中增加了移动通信的数字调制与解调技术，增加了信息处理的内容；将第5章其他移动通信系统中无线寻呼系统和小灵通电话系统删除，原因是目前已不再使用。为不失教材的完整性，也为了跟随移动通信技术的迅速发展，在第5章增补了GPS（全球定位系统）和蓝牙通信的有关内容。为了反映新技术的应用，在第6章中加了一节介绍抗信道衰落技术的内容；在第3版中对实践性环节进行了一定的调整，将寻呼机实训内容删除，重点介绍了移动通信接收机实践与训练的具体方案、数字手机的具体维修方法以及维修仪及维修软件的使用等。每章后都附有习题，以巩固所学内容。书中加*的部分为选学内容，各学校可根据自己的实际情况灵活掌握。本教材针对当前职业教育的生源特点和培养目标，遵循因材施教的原则，主要考虑学生的基础和兴趣，突出职业的需求。注重理论与技能的有机结合，注重实训环节。其特色可以归结为：针对手机这种最常见的移动通信设备，一是列出大量主要元器件的外形并讲解其特点和检测方法；二是设计大量紧贴实际的实训，如典型手机整机拆装、手机主要元器件识别、手机电路元器件拆焊、手机电路的信号测试、手机指令秘诀的使用和手机故障检修仪的使用等；三是在实训的设计上为指导教师留下较大的空间，教师可根据本校实际情况灵活安排。这些特色能极大地调动学生的学习积极性，使教与学不再枯燥。本教材中的部分资料已在教学活动中多次使用，易学易懂，效果良好。本教材由天津理工大学中环信息学院彭利标任主编，河南信息工程学校陈子聪任副主编。参加编写的还有天津理工大学中环信息学院的王奉良和李冰玉老师。在本教材的编写过程中，参考了其他作者的资料和移动通信设备生产厂家的资料，在此一并表示感谢。由于电子信息技术发展迅速，产品更新快，加之编者水平有限，难免存在不当之处，请读者批评指正。
为了方便教师教学，本书还配有教学指南、电子教案及习题答案（电子版），请有此需要的教师登录华信教育资源网（http://www.hxedu.com.cn）下载或与电子工业出版社联系，我们将免费提供。E-mail:yhl@phei.com.cn。编 者2014年3月第1章 移动通信概述
用任何方法，以任何传输媒质将信息从一地传输到另一地，均可称为通信，即通信就是信息的传递和交换。传递信息是人类生活的重要内容之一，信息传递的手段很多，从古代的烽火、信鸽，到近代的电报、无线信号传输等，其中利用无线电进行信息传输占有极为重要的地位。人们之间的通信内容不仅指双方的语言通话，还包括数据、传真、图像、控制信号等各种信息传递业务。
自19世纪末无线电发明以来，无线通信作为一种新兴的通信技术得到了迅速发展，因为这种通信方式很适合人们在移动过程中进行通信。特别是上世纪70年代末，移动通信网建立以后，移动通信已经成为人类日常生活中不可缺少的重要组成部分。移动通信是指通信者双方至少有一方处在移动状态下（或暂时静止）而实现的通信，它是利用无线电波的辐射与传播，经过空间电磁场来传递信息的通信方式。
移动体（行人、车辆、船舶、飞机）与固定体之间，移动体与移动体之间的通信分别构成了陆地移动通信、海上移动通信和航空移动通信，图1.1为移动通信系统的组成示意图。当前世界移动通信技术已经进入了3G的全面运营阶段，移动通信已经成为通信领域中最具有活力、最具有发展前途的一种通信方式，是当今信息社会中最具个性化特征的通信手段，它的发展与普及改变了社会，改变了人类的生活方式。图1.1 移动通信系统的组成示意图
在未来，移动个人通信将会得到更加快速的发展。为让读者对移动通信有初步了解，本章首先给出与移动通信有关的一些概念，对典型的移动通信系统、移动通信的发展、应用以及主要涉及的业务范围做简要介绍。移动通信通常包括陆地蜂窝移动通信、卫星移动通信、无线寻呼、无绳电话和手持对讲机等。1.1 移动通信的发展概况
根据信息的传输媒质不同，通信方式可分为有线通信（信息通过电缆、光缆等有线通信网络进行传输）和无线通信（信息经空间电磁波传输）。为了方便移动体之间的通信联系，只能通过无线电波来实现，即移动通信应属于无线通信的范畴。但多数移动通信网又依赖于公用交换电话网（PSTN，Public Switched Telephone Network）、公用数据网（PDN，Public Data Network）、综合业务数字网（ISDN，Integrated Service Digital Network）等有线通信网络技术。
现代移动通信技术是一门复杂的高科技新技术，不仅集中了无线通信和有线通信的最新技术成就，而且还集中了网络技术和计算机技术许多成果。它由发射系统、中继设备、接收设备等系统构成了庞大的移动通信网络设备。目前，移动通信已从模拟移动通信发展到了数字移动通信阶段，并且正朝着个人通信这一更高阶段发展。未来移动通信的目标是，能在任何时间、任何地点向任何个人提供快速可靠的通信服务。1.1.1 移动通信的几个发展阶段
从20世纪的20年代至40年代为移动通信技术的早期发展阶段，在此期间，移动通信主要用于船舶、航空、警车等专用无线通信及军事通信。其使用频率在短波频段，其典型代表是美国底特律市警察使用的车载无线电系统。该系统工作频率为2MHz，到40年代提高到40MHz左右。
从20世纪40年代中期至60年代初，公用移动通信业务问世，为第二个发展阶段，移动通信所使用的频率开始向更高的频段发展。1946年，美国在圣路易斯城建立起世界上第一个“公用汽车电话网城市系统”。而后，德国、法国、英国等一些国家也相继组建了公用汽车电话系统，开通了汽车电话业务。在此期间，通信设备之间的通信接续工作为人工操作，而且网络结构大都属于二级结构，这时的移动通信主要使用甚高频（VHF，Very high frequency）150MHz和特高频（UHF，Ultra High Frequency）450MHz频段，东欧的一些国家采用330MHz频段，信道间隔为50kHz～120kHz，通信方式为单工方式。此阶段可用的信道数很少，因而通信网的容量也非常小。
第三个阶段是从20世纪60年代中期至70年代中期，推出了自动交换式的三级结构网。工作频率为150MHz和450MHz，信道间隔已缩小到20kHz～30kHz，信道数目大大增加，实现了无线频道自动选择，并能自动接续到公用电话网。其典型代表是美国推出的改进型移动电话系统（IMTS，Improved Mobile Telephone Service）。在这一时期，德国也推出了具有相同技术水平的B网。因此，该阶段是移动通信系统改进与完善的阶段。
第四阶段是从20世纪70年代中期至80年代，是移动通信技术蓬勃发展的阶段。进入70年代以后，经济较发达的国家对移动电话的需求量迅速增加，同时由于微电子技术和计算机技术的迅速发展，以及人们对超高频收信机、发信机、滤波技术、小型天线等设备的研制有了新的突破，加之新理论、新体制也在不断发展和完善，为模拟蜂窝移动通信系统的诞生奠定了坚实的基础。1974年美国联邦通信委员会（FCC，Federal Communications Commission）在800MHz频段上为蜂窝移动通信分配了40MHz的带宽。同时，北欧也推出了北欧移动电话系统（NMT），在1978年的年底，美国贝尔实验室成功研制了高级模拟移动电话系统（AMPS），建成了蜂窝状移动通信网，大大提高了系统容量。1983年，AMPS首次在芝加哥投入使用，之后，服务区域在美国逐渐扩大，并且发展到太平洋的许多国家。1979年日本推出了日本自动移动电话系统（NAMTS），而英国在1985年也推出了全址通信系统（TACS，Total Access Communications System）。这些系统均采用频分多址（FDMA）方式。早期的蜂窝移动通信系统主要工作在150MHz和450MHz频段上，后来为了有效利用频率资源，增加移动通信系统的信道容量，大多数移动通信系统均采用800MHz和900MHz的工作频段，信道间隔为12.5kHz～30kHz。
第五阶段是从20世纪80年代中期开始，该阶段是数字蜂窝移动通信系统发展和成熟时期。模拟蜂窝移动通信系统自80年代推出以来，发展非常迅速，其中以AMPS和TACS系统为代表的模拟蜂窝网取得了很大成功。但是，模拟蜂窝移动通信系统暴露出频谱利用率低、不能提供数据服务、保密性差等弱点，其主要原因还是在于其信道容量已不能满足日益增长的移动用户的需求，所以到了80年代中期，欧、美、日等国家都开始开发数字蜂窝移动通信系统。
为了建立一个全欧洲统一的数字蜂窝移动通信系统，欧洲邮电主管部门会议于1982年成立了移动通信特别小组（GSM，Groupe Spécial Mobile），1988年推出了欧洲移动通信系统标准，于1992年投入运营时分多址（TDMA）方式的GSM标准数字蜂窝移动通信系统。GSM标准的工作频段最初设定在900MHz，称为GSM900。目前由于通信容量的需要，已将GSM标准推广到新的1800MHz频段和1900MHz频段，基本结构不变，分别称为DCS1800和PCS1900。
由于美国的模拟蜂窝移动通信系统（AMPS）十分发达，这就要求新的数字蜂窝移动通信系统可与模拟蜂窝移动通信系统兼容，不仅能提供好的服务质量，而且能扩大系统容量，所以美国推出的数字蜂窝移动通信标准均是数字模拟兼容的双模体制。美国电信工业协会于1989年制定了模拟数字兼容的数字蜂窝移动通信标准IS—54。DAMPS是美国数字蜂窝移动通信系统（TDMA方式）体制，它是在AMPS系统上发展而来的。DAMPS系统是AMPS系统频谱利用率的4.24倍，信道数是AMPS的3.75倍。
PDC是日本数字蜂窝移动通信系统的标准，与美国的DAMPS系统体制基本相同。
1993年7月16日美国电信工业协会正式通过了美国QUALCOMM公司提出的世界上第一个码分多址（CDMA）方式的蜂窝移动通信标准IS—95。1995年11月1日，香港和记黄埔公司采用摩托罗拉公司的CDMA系统正式开通了全球第一个CDMA商用网。韩国三星电子公司于1996年4月1日也正式开通了CDMA系统。2002年中国联通在我国大规模推广CDMA系统，并且很快使之得到普及。
目前，移动通信技术的发展非常迅速，从第一代模拟移动通信系统应用，到第二代数字移动通信系统的普及。而今，第三代移动通信系统已经全面运营，它主要有WCDMA，CDMA2000，TD—SCDMA三种移动通信的无线传输技术。第三代数字手机款式的主要特点是具有超大显示屏、触摸式键盘，具有摄像头、微机接口等。总之，第三代数字手机集通信、笔记本电脑、商务通三者的功能优势于一体。2001年10月1日，日本NTT下属的DoCoMo公司在世界同行的瞩目下正式推出全球第一个基于WCDMA标准的3G商用服务；日本KDDI公司于2002年4月1日正式推出基于CDMA 2000 1X的3G服务与DoCoMo公司竞争，使日本的3G通信被推向了一个小小的高潮。在移动互联服务基础较好的韩国，SK电信和韩国电信公司的3G商用服务也已经出炉。此外，美国Sprint PCS移动通信公司也已将自己设在全国的移动通信网络升级为以CDMA 2000 1X为标准的第三代网络。这被认为是美国无线互联网产业的一个里程碑。欧洲近期推出UMTS的第三代数字手机，这种数字手机将能使用户得到更好的互联网服务，数字手机屏幕将能接收到更好的图像。目前第三代移动通信（3G）已经步入市场，这又是移动通信进程中的重要一步，第四代移动通信已为时不远了。1.1.2 我国移动通信的发展
我国民用移动通信起步较晚，直到1987年才采用了全址通信系统（TACS）体制900MHz频段，作为我国蜂窝移动通信系统标准。1987年年底在广州开通了第一个模拟蜂窝移动通信系统，之后其发展速度非常快。但由于模拟移动网通信存在容量小、业务类型少、信号质量不好、防盗打性能差等问题，在2001年12月31日，模拟蜂窝移动通信系统被淘汰出局，第一代移动通信设备在全国范围内停止使用。
第二代移动通信泛指数字蜂窝移动通信系统，我国目前主要采用GSM制和CDMA制，分别采用时分多址（TDMA，Time Division Multiple Access）方式和码分多址（CDMA，Code Division Multiple Access）方式。GSM系统由中国移动通信公司和中国联通公司运营，CDMA系统由中国联通公司运营。1994年广州、深圳、珠海、惠州四个城市相继引入GSM系统，至今我国GSM系统已运营近三十年。2002年中国联通公司大规模推广CDMA系统，并且很快使之普及。现在我国几乎没人都持有一部手机，除非经济特别不发达地区。
在未来的发展中，中国移动与中国联通，一个主攻GSM，一个主攻CDMA，市场竞争将依然激烈。中国移动将着重发展以GSM—GPRS—UMTS为路径的演进之路，中国联通虽仍将努力耕耘GSM网络，但其投资重心和业务重心都将转移至CDMA。由于CDMA 2000 1X在数据业务上的一定优势，所以中国联通将CDMA 2000 1X看做是今后在移动互联领域发展的首选。
2000年5月，我国提交的TD—SCDMA第三代移动通信标准被国际电信联盟正式采纳，成为第三代移动通信无线接口技术规范之一。这是我国电信历史上的第一次，也为扭转民族移动通信产业被动局面，为我国移动通信的迅速发展提供了难得机遇。目前，中国正在加紧研究、完善TD—SCDMA第三代移动通信标准，并推进其应用。
在我国范围内，移动通信已从当初固定通信的一种补充和延伸手段，发展成为一个独立承载通信功能的主要网络。1.1.3 3G、4G移动通信系统
自2000年开始，伴随着第三代移动通信系统（3G）的大量论述，以及2.5G产品GPRS系统的过渡，3G走上了移动通信舞台的前沿，于21世纪初期投入商用。当前，移动通信技术的发展呈现加快趋势，当第三代移动通信系统方兴未艾之时，第四代移动通信系统（4G）的讨论已经如火如荼的展开，国际上通信技术发达的国家已着手制定4G的标准和产品，部分国家的标准已提交国际电信联盟（ITU，International Telecommunications Union），目前正在标准化。从技术上看，4G系统在3G业务多媒体化的基础上，以无缝灵活支持高速宽带无线互联网业务为主要目标，打破蜂窝网结构，引入网络动态特性，并能做到在任何地方宽带接入互联网，实现多网融合。1.1.4 移动通信的发展趋势
目前移动通信设备正朝着数字化、宽带化、小型化、可视化的方向发展。未来移动通信网也会向综合化、智能化、全球化、个人化的方向发展。蜂窝、无绳、寻呼和集群等各种移动通信系统将在第三代通信网中，以全球通用、系统综合为基本出发点逐步融合，力图建立一个全球性的移动综合业务数字网。借助各种高、中、低轨道卫星移动通信系统，解决全球覆盖，满足三维空间的个人移动性。移动通信网作为一种理想的智能接入网，将来必然要与固定通信网综合成全球一体网，实现人类通信的最高境界——个人通信。1.2 移动通信的特点及分类
基于人们对移动通信设备的要求，移动通信与固定通信不同，它是通信环境比较差的一种通信方式。1.2.1 移动通信的特点
因为移动台所处的位置和周围地理环境不断变化，使通信设备极易受外界环境因素的影响，所以移动通信具有与其他通信方式相比所独有的特点。
1.移动通信必须利用无线电波进行信息传输
移动通信中的移动终端到基站之间必须靠电磁波，通过无线信道来传送信息，电磁波这种传播媒介允许通信中的用户在一定范围内自由活动，其位置不固定。但电磁波的传播特性受到诸多因素的影响。
在移动通信系统中，移动台不断运动，移动通信的运行环境复杂多变，随着传播距离的增加，电磁波会发生弥散损耗。城市地形起伏，高层建筑林立且形状各异，电磁波传播条件恶劣，会受到地形、地物、地貌的遮蔽而发生“阴影效应”。到达接收点的信号由直射波和各个方向的反射波叠加而成，是电波的多径传播，如图1.2所示。这些电磁波都是从同一天线发射出来的，但到达接收点的途径不同，而且移动台处于运动状态中，因此移动台接收的信号电平起伏不定，相位不断变化，其合成信号的强度不同，最大可相差30dB以上，即产生所谓的衰落现象，严重影响通信质量。因此，只有充分研究电波传播的规律，才能进行合理的系统设计。解决方法是在移动通信设备中采用自动功率控制（APC）电路。图1.2 电波的多径传播示意图
2.强干扰环境下工作
移动通信的信号质量不仅取决于设备本身的性能，还与外界噪声干扰有关。处于运动状态的移动台设备，外界环境变化很大，移动台很有可能进入强干扰区进行通信。处于移动台接收机附近的发射设备、汽车的点火系统、工厂的高频热合机、高频炉等电磁设备，对移动通信的信号影响也很严重。最常见的干扰有互调干扰、邻频道干扰及同频干扰等。因此，在系统设计时，应根据不同的外界环境和不同的干扰形式，采取不同的抗干扰措施。解决方法是在移动通信设备中采用各种变频电路和滤波器等技术。
3.多普勒效应
移动台的载体运动达到一定速度时，如高速行驶的汽车、火车、超音速飞机、卫星等，接收到的信号载波频率将随着载体的运动速度而改变，产生不同的频移，通常把这种现象称为多普勒效应，它将产生随机调频，其示意图如图1.3所示。移动设备产生的多普勒频移为图1.3 多普勒效应示意图式中，v为移动台载体的运动速度，λ为工作波长，θ为电波入射角。此式表明，移动速度越快，入射角θ越小，则多普勒效应就越严重，从而使到达接收机的电波载频发生变化越明显，严重影响通信质量。因此只有采用锁相技术，才能接收到信号，所以移动通信设备都毫无例外采用了锁相技术。【例1-1】 在图1.3中，车载移动设备运动速度为120km/s，运动方向如图中所示，通信发射机发射的信号频率为900MHz，电波入射角为60°，多普勒效应产生的频率偏移为多少？其接收频率变高了还是变低了？
解：因多普勒效应产生的频率偏移为368f= v/λ×cosθ= 120m/s×10×900×10/（3×10）×0.5 = 180kHzd
因车载设备背向波源运动，所以产生的频偏为负值，接收频率会变低。
4.跟踪交换技术
由于移动台经常处于运动状态，可能移动的范围很大，超出本地的服务区域，而且移动台处在不同区域时，随时可能开、关机。因此，为了实现实时可靠的通信，移动通信必须有自己的跟踪交换技术，如位置登记、越区切换及漫游访问等跟踪交换技术。
5.可用频谱资源非常有限，通信业务需求量与日俱增
移动通信可以利用的频谱资源非常有限，不断提高移动通信系统的通信容量，始终是移动通信技术发展中的热点。要解决这一难题，一方面要开辟和启动新的频段；另一方面要研究和发展各种新技术，采取新措施，提高频带利用率。因此，对有限频谱的合理分配和严格管理是有效利用频谱资源的前提，这是国际组织和各国频谱管理机构的重要职责。
6.系统网络结构多种多样，网络管理和控制必须有效
移动通信网络可以根据不同通信地区的需要配置成带状（如铁路、公路等服务区）、面状（一个城市或地区服务区）或立体状（地面通信设施、低轨道卫星通信网络）等。移动通信网络既可单网运行，也可多网并行实现互连互通。为此，移动通信网络必须具备很强的管理和控制功能，如用户的登记和定位，通信链路的建立和拆除，信道的分配和管理，通信的计费、鉴权、安全和保密管理，越区切换和漫游控制等。
7.对移动台的要求
由于移动台长期处于运动状态中，经常会遇到碰撞、灰尘、日晒、雨淋等情况，故要求移动设备应具有较强的抗冲击、防尘、防水防潮等能力，才能适应室外环境的变化，保持设备性能稳定可靠。由于移动台在基站覆盖区域内可以全方位运动，故移动台的天线在水平方向应无方向选择性。另外，为便于携带，移动台应具有体积小、重量轻、省电和操作简便等特点。1.2.2 移动通信的分类
按使用环境不同，移动通信的形式主要有陆地移动通信、海上移动通信和航空移动通信三大主要类型，特殊的使用环境还有地下（如隧道、矿井、地铁等）、水下（如潜艇）和深空（如航天）；按其服务对象，可分为军事移动通信设备、专业移动通信设备和公众移动通信设备；按交通工具来分，有汽车、坦克、火车、船舶、飞机和航天飞行器等的移动通信设备，还有个人便携移动通信设备等；按工作方式可分为单工、半双工和全双工；按组网方式及业务性质，又分为公用蜂窝移动电话系统、无线寻呼系统、集群移动通信系统、无绳电话系统、卫星移动通信系统等。1.3 移动通信的工作方式
按通信状态和频率使用方法不同，无线通信的传输方式分为单向广播式传输和双向应答式传输。无线寻呼系统属于单向传输，而双向传输有单工、双工和半双工三种基本工作方式。1.3.1 单工制
所谓单工制通信，是指通信的双方电台在同一时间只能有一方发送信号，而另一方接收信号的收信和发信方式。通信者双方发送信息时不接收，接收信息时不发送，通信双方电台交替进行收信和发信。平时通信双方的接收机均处于守候状态，天线接到接收机等待被呼。单工制又分为同频单工和双频单工（异频单工）两种。
同频单工制是指基站和移动台均使用相同的工作频率，如图1.4（a）所示。图中通信A、B双方的收、发信机，其工作频率均为f。1通常通信双方的接收机均处在“守听状态”。当某方需要发话时，按下发话按钮，关掉自己的接收机，接通发射机，从而使自己的发射机工作。此时由于对方的接收机仍处在守听状态，故可实现通信。如果要听到对方的回话，必须松开发话按钮，使自己的移动设备处于接听状态，而对方要按下发话按钮进行发话。另外，通信双方的任何一方发话完毕，必须立刻松开发话按钮，否则会接收不到对方发来的信号。这种操作通常称为“按讲”工作方式。
双频单工制是指通信双方使用两个频率，例如，A方以f发射，B1方以f接收；而B方以f发射，A方以f接收，如图1.4（b）所示。同样122使用“按讲”方式工作，双频单工与同频单工的差异仅仅在于收发频率的异同。单工通信常用于点到点通信，例如，人们通常使用的手持对讲机就是以单工制方式工作的。图1.4 单工通信方式示意图1.3.2 半双工制
半双工制是指通信的双方有一方（如基站）在通信的过程中，既能发射信号，也能接收信号，以双工制方式工作，而另一方（如移动台）只能是以单工制方式工作，如图1.5所示。图中A方使用天线共用器，以双工制方式工作，收发信机交替工作，既能发话，也能收话，例如，以f发射，以f接收；而B方采用“按讲”方式工作，例如，以12f接收，以f发射。目前的集群移动通信系统大多采用半双工制方式12工作。半双工通信方式的优点是设备简单、功耗小、克服了单工通话断断续续的现象，但操作仍不太方便，所以半双工制主要用于专业移动通信系统中，如汽车调度等。图1.5 半双工通信方式示意图1.3.3 双工制
双工制通信的任一方电台在发话的同时也能收听对方讲话，双方均使用天线共用器而不采用“按讲”方式工作。这当然也需要采用两个频率（一个频率对），每个频率形成一个方向的通信，如图1.6所示。双工制通信的特点是不管是否发话，发射机总是在工作，故电能消耗大，对以电池为电源的移动台不利。因此，在一些移动通信系统中，移动台只在工作时才打开发射机，而接收机总是工作的，通常称这种工作方式为准双工制方式。目前数字蜂窝移动电话系统采用准双工制工作方式。图1.6 双工通信方式示意图
另外，在数字化通信设备中，常常采用时分双工制（TDD），其工作原理为一个时隙T由A发B收，另一个时隙T由B发A收；由于S1S2采用了数字技术，收、发切换速度极快，人们感觉不到在切换，因此虽然其本质是单工制，但在感觉上达到了和双工制一样的效果。1.4 移动通信技术中的关键词
在移动通信系统中，人们经常会提到的关键词有信号、噪声、系统、频谱、信噪比、场强等。1.4.1 系统与信号
通常认为，系统是指由若干相互关联、相互作用的事物，按一定规律组合而成的具有特定功能的整体。通信系统的任务是传输信息（语言、文字、图像、数据等），为了便于传输，先将信息按一定规律由转换设备变换成相对应的信号（扬声器将语言转换成电信号，光端机将电信号转换成光信号等）。
信号（Signal）是消息（Message）的载体，一般表现为随时间变化的某种物理量，而消息是信号的具体内容。在消息中包含一定数量的信息（Information），所以信号是信息的一种表示方法，通过信号传递信息。但信息的传送一般都不是直接的，它必须借助于一定形式的信号（电信号、光信号、电磁波信号等）才能传输和进行处理。在移动通信技术中，我们主要关心的是用做信息传输手段的电磁波信号。
电磁波信号的特性可以从时间特性（时域）和频率特性（频域）两个方面描述。在时域中，信号可表示为时间函数的数学表达式，即电磁波信号是时间t的函数，它具有一定的波形，有一定的时间特性，如出现时间的先后、持续时间的长短、重复周期的大小、随时间变化的快慢等。同时，信号在一定的条件下可以分解为许多不同频率的正弦分量，即信号具有一定的频率成分，表现为一定的频率特性。因此，用于无线通信的电磁波信号既是一个时间的函数，也可表示为一个频率的函数。
在无线通信中传输的语音、数据和图像的电磁波信号，其形式可以多种多样，也存在多种分类方式，如确定性信号与随机信号、连续信号与离散信号、模拟信号与数字信号、周期信号与非周期信号、能量信号与功率信号等。
模拟信号与数字信号是依据信号的幅度的属性认定的，如果一个信号的幅度在某一时间范围内能取任意值，这个信号就是模拟信号；如果一个信号的幅度仅能取得有限个值，这个信号就是数字信号。1.4.2 信号强度
移动通信是无线通信，它是利用电磁波的辐射与传播，经过空间来传送信息的通信方式。在讨论信号的电波传播时，必须定量表示信号的强弱，因此有必要了解信号强度（Signal Intensity，SI）的概念。当信号沿着传输媒介传播时，其强度会有损耗或衰减，为了补偿这些损耗，可以在不同的地点加入一些放大器，以获得一定的增益。
信号强度最简单的表示方法是用功率来表示，工程上常用分贝（dB）来表示信号强度，即式中，P是信号的功率，P是固定参考信号的功率，通常P取2111mW。信号的功率越大，其信号强度就越高。【例1-2】 某通信发射机发射的信号功率为1W，其信号强度为多少？当发射功率增大为原来的2倍时，则信号强度增加了多少？
解：当信号功率为1W时，信号强度为SI = 10lg（P/P）= 10lg（1W/1mW）= 30dB21
当发射功率增大为原来的2倍（2P）时，则信号强度为2即信号强度相应增加了3dB。1.4.3 噪声与信噪比
在通信系统中，信号不可避免地要受到噪声的干扰，噪声可分为乘性噪声和加性噪声。乘性噪声与信号密切相关，可通过选择元器件、正确设计工作点和减小信号电平等措施得到克服；而加性噪声独立于携带消息的信号，它始终干扰有用信号。在通信系统中，加性噪声分为内部噪声和外部噪声。外部噪声主要包括无线电噪声（如其他的无线电设备及收发信机等）、工业噪声（如电力线、电焊机、汽车点火等）和天电噪声（闪电、宇宙射线等）；内部噪声是由组成通信系统的各部件所产生的，如热噪声、散弹噪声等。
噪声对信号的干扰程度用信号与噪声的功率比表示，即信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR），用S/N或SNR来表示，单位为分贝（dB）。系统要求接收到的S/N值必须大于一定数值，这样接收端才能滤掉噪声，分辨出信号。一般来说，S/N越高，信号质量越好。信噪比的计算公式为式中，S是信号的功率，N表示噪声的平均功率。按照上述公式，当S=2N时，SNR=3dB。
无线通信系统发射端的功率要受到各种因素的制约，不能任意提高发射功率，否则不仅会造成不必要的能源浪费，而且会对其他信号造成干扰。1.4.4 频谱
实际上，一个电磁波信号是由多种频率分量叠加形成的，由傅里叶变换分析可知，电磁波信号可分解为不同频率的分量，而每一个频率分量都是正弦波。
一个信号的频谱（Frequency Spectrum）是指它所包含的频率范围。一个信号的绝对带宽是指它的频谱宽度。对于许多信号而言，其绝对带宽是无限的，但是一个信号的绝大部分能量都集中在相当窄的频带内，这个频带称为有效带宽。1.4.5 有效性和可靠性
人们对通信系统的要求是多方面的，如信息传输的有效性、可靠性、适应性、标准性、经济性等，其中有效性和可靠性起主导和决定性作用。有效性是通信系统传输信息速度的表征，如数字通信系统的传输速率（传码率、波形速率、码元速率等）；而可靠性是对通信系统传输信息质量上的要求，如数字通信系统的误码率、误信率、误字率、误句率等。
人们总希望通信系统传输信息既快又准确，即具有高的有效性和高的可靠性。然而有效性和可靠性是一对矛盾，在具体的通信系统的应用中，只能依据实际需要取得相对统一。例如，在满足可靠性一定的性能指标下，尽量提高传输速率；或者在维持一定有效性的前提下，尽量提高信息的传输质量。设计通信系统时，系统的可靠性和有效性应统筹兼顾。1.5 移动通信系统的频段使用
频率作为一种资源并非取之不尽，用之不竭。在同一时间、同一场所、同一方向不能使用相同的频率，否则将形成“同频”干扰，无法进行通信。因而频率的利用必须按一定的规则有序地进行，这个规则就是国际电信联盟（ITU）召开的世界无线电管理大会上制定的国际频率分配表。国际频率分配表按照大区域和业务种类，共将全球划分为三大区域，大致如下：第一区域是欧洲、非洲、原苏联及蒙古和部分亚洲地区；第二区域是南美洲和北美洲；第三区域是亚洲和大洋洲地区。业务类型划分为固定业务、移动业务、广播业务、卫星业务及遇险呼叫等。各国可根据具体国情适当调整。
目前移动通信主要使用甚高频（VHF）的130～300MHz频段，以及特高频（UHF）的450 MHz、800 MHz、900 MHz和1800 MHz频段。其主要原因首先是这些频段电波的传输特性在视距范围内，一般为几十千米，而大部分车辆等移动体的日常运动半径也在这个范围内，因此这些频段适合于移动通信。其次由于天线长度决定于电波的波长，而移动台中使用最多的是四分之一波长的鞭状天线，故在这些频段，移动台的天线很短，便于携带。再者这些频段可以用较小的发射功率，获得较好的信噪比，抗干扰能力强。不同业务的移动通信系统所使用的频段如下所列。
①无线寻呼系统。常用的频段是130～300MHz，频率间隔为25kHz。
②数字蜂窝移动电话系统。我国采用GSM制式，其工作频率范围如下：移动台（MS）→基站（BS）之上行频率为890～915MHz，基站（BS）→移动台（MS）下行频率为935～960MHz，信道间隔为200kHz。
双频GSM制式蜂窝移动电话系统在1800MHz频段使用的频率如下：上行频率为1710～1785MHz，下行频率为1805～1880MHz。
采用CDMA制式的数字蜂窝移动电话系统使用的频率如下：中国联通公司的上行频率为825～839MHz，下行频率为870～884MHz。
第三代蜂窝移动电话系统（IMT-2000）使用的频率为2GHz左右，即在1700～2300MHz的范围内。
③无绳电话系统。第一代无绳电话系统（CT1）的工作频段为45/48MHz，信道间隔为25kHz。第二代无绳电话系统（CT2）的工作频段为时分复用（TDM）：1900～1920MHz；频分复用（FDM）：1880～1900MHz和1960～1980MHz。
④集群移动通信系统。常使用的频段为380MHz、450MHz和800MHz左右。
⑤无中心多信道选址系统。我国规定该系统使用915～917MHz频段。1.6 移动通信的主要业务
移动通信的业务是指移动通信系统为了满足用户的通信需求而提供的服务。随着移动通信的不断发展，移动通信的业务种类更加丰富多样，而且不同的系统其业务类型有所不同。但其基本业务包括：语音通话业务、短消息业务、语音信箱服务和传真、数据通信业务、人工查询业务、来电显示、呼叫限制等。1.6.1 移动通信的主要业务
下面以2G系统为例，简单介绍移动通信的主要业务。
1.语音通话业务
语音通话业务是移动通信系统的最基本业务。系统为移动用户间或移动用户与固定用户之间提供实时的双向通话。紧急呼叫业务是提供在紧急情况下的一种简单拨号方式，接至最近紧急服务中心的特殊服务业务，如119、120等。
2.短消息业务
点对点短消息业务利用呼叫状态或空闲状态，由控制信道传送信息，信息量一般较小。它可分为移动台（MS）发送的短消息业务和移动台（MS）接收的短消息业务，还包括小区广播式的短消息业务，即网络在某一特定区域，以一定间隙向移动用户广播通用消息，如天气预报、会议通知、信息提示等，也是利用控制信道进行传送。
3.人工查询业务
用户可以拨打系统的免费查询电话，如中国移动的10086、中国联通的10010，进行查询服务，例如，话费查询、业务查询、办理或取消业务、紧急停机等。
4.语音信箱业务
语音信箱是存储声音信息的设备，按语音信息归属的用户进行存储，用户可根据需要随时提取。在其他用户呼叫某用户而不能接通时，可将声音存入此用户的语音信箱，或直接拨打该用户的语音信箱留言。
5.其他业务
其他业务有来电显示、呼叫转移、呼叫等待、呼叫限制等。因业务种类很多，这里就不一一述说了。1.6.2 3G移动通信的主要业务
当前我国的3G系统已经投入商用，3G系统的用户数量快速增加，在此对3G的业务市场特点进行简单介绍。
1.语音通信业务仍占主流，数据业务份额不断上升
尽管3G移动通信系统的最大特点是更高的数据通信业务能力，但目前对3G运营商来说，语音通信业务仍是他们的主要收入来源，但数据业务收入比重不断上升的趋势还是非常明显的。
2.新业务层出不穷
随着3G网络运营经验的增加，其在业务创新方面的能力逐渐发挥出来。例如，移动3D音乐下载业务，该项业务已经在日韩、欧美等市场获得用户认可，业务量迅速增加，给运营商带来了直接的经济效益；移动P2P应用业务，通过P2P业务共享软件、图片、文件、视频等；流媒体业务，流媒体业务是指把连续的影像和声音信息经过压缩处理后放到网络服务器上，使移动终端可以边下载边播放；交互性，点播、直播、触发式监控；实时性，可边下载边播放；暂时性，客户端可接收、处理和回放流内容，处理和播放完随即被清除。3G系统的视频/流媒体业务如表1.1所示。表1.1 3G系统的视频/流媒体业务续表
3G业务的花样翻新表现了运营商正在努力创造更多、更丰富的业务，以期待将更多的用户吸引至3G网络，而随着新的运营商不断采用3G网络，更多更好的3G新业务还会被开发出来。从全球3G发展的态势来看，运营商的数量和用户的数量明显增加，但由于3G用户的需求差异性非常大，因此并不存在“杀手级业务”，要想在3G市场的激烈竞争中取得成功，必须积极掌握新技术，寻找创新的商业模式，建立牢固的产业链。习题1
1.填空题（1）移动通信是指通信双方至少有_________处在移动状态下（或暂时静止）而实现的通信，它是利用_________的辐射与传播，经过空间来_________的通信方式。（2）单工通信是指通信双方电台_________的进行收信和发信的方式；双工通信是指通信双方的任一方电台可在_________的通信方式，双方均使用天线共用器而不采用“按讲”方式工作。（3）按使用环境，移动通信的形式主要有_________移动通信、_________移动通信和_________移动通信三大类。（4）移动台的载体运动达到一定速度时，如高速行驶的汽车、火车、超音速飞机、卫星等，接收到的信号载波________将随着载体的运动________而改变，产生不同的________，通常把这种现象称为多_________普勒效应。（5）当移动台在运动中通信时，接收信号的频率会发生变化，这称为_________。由于移动而引起的接收信号的附加频移称为 _________。（6）一个信号的频谱是指它所包含的_________范围。（7）对于许多信号而言，其绝对带宽是无限的，但是一个信号的绝大部分能量都集中在相当窄的频带内，这个频带称为_________。（8）在无线通信系统中，噪声对信号的干扰程度用_________表示，即信噪比，用S/N或SNR来表示，单位为分贝（dB）。（9）移动通信的业务是指_________而提供的服务。
2.是非判断题（正确画√，错误画×）（1）移动通信系统是指所有的通信设备组成部分，在通信过程中都是处于移动状态的。（ ）（2）3G、4G移动通信系统仅仅是指系统的载波频率为3GHz、4GHz。（ ）（3）人们总希望通信系统传输信息既快又准确，即满足有效性和可靠性，在具体应用中，完全可以同时满足这两个要求。（ ）（4）不论是2G、3G、4G移动通信系统，其基本业务都包括语音通话业务、短消息业务、语音信箱服务和传真、数据通信业务、人工查询业务、来电显示、呼叫限制等。（ ）
3.选择题（将正确答案的序号填入括号内）（1）在移动通信系统中，信道内传输的是（ ）。
A.电磁波信号
B.光信号
C.声音信号
D.图像信号（2）移动通信系统的工作频段为（ ）。
A.音频频段
B.视频频段
C.高频微波频段
D.光频频段（3）WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA是（ ）的三大主流标准。
A.2G系统
B.3G系统
C.光纤系统
D.电视广播系统
4.简答题（1）移动通信有何特点？（2）移动通信设备的工作方式有哪几种？它们的主要区别在哪里？（3）现行蜂窝移动电话系统分几代？主要制式分别是什么？复用方式分别是什么？我国主要采用什么制式？分别由哪几家运营公司经营？
5.画图题（1）查阅有关参考书，画出双工通信系统的工作示意图，并简述其工作过程。（2）画出多普勒效应示意图，并说明什么场合接收频率变高，什么场合接收频率变低。
6.计算题（1）在图1.3中，车载移动设备运动速度为150km/s，运动方向如图中所示，通信发射机发射的信号频率为1900MHz，电波入射角为60°，车载接收机接收到的频率为多少？如果车载移动设备运动方向与图中相反，接收机接收到的频率又为多少？（2）某发射机发射的信号功率为10W，其信号强度为多少？当发射功率增大为原来的4倍时，则信号强度增加了多少？第2章 数字蜂窝移动通信系统
数字蜂窝移动通信系统由移动台（MS）、基站（BS）、移动业务交换中心（MSC）及与市话网（Public Switch Telephone Network，PSTN）相连的中继线等组成。通过基站和移动业务交换中心，可以实现在整个服务区内任意两个移动用户之间的通信。也可以经过中继线与市话网连接，实现移动用户与市话用户之间的通信，从而构成了一个有线、无线相结合的移动通信网络。
蜂窝技术是现代移动通信网的基础，是解决频率资源限制和用户容量问题的重大突破。该技术是由美国贝尔实验室最早提出的。它巧妙地利用了频率复用技术，在有限的频谱上提供非常大的容量，却不需要在技术上做出重大的改变。2.1 移动通信系统服务区域的组成形式
移动通信网的网络布局结构直接影响通信系统的容量、频率资源的利用率和通信质量等技术指标。根据移动通信系统服务区域覆盖方式和范围的不同，可将移动通信网范围划分为小容量的大区制和大容量的小区制。2.1.1 大区制与小区制
早期的移动通信系统，在其覆盖区域中心设置大功率发射机，采用高架天线把信号发送到半径可达几十公里的整个区域（大区制）。
1.大区制
大区制就是一个服务区域（如一个城市）内只有一个基站（BS），负责移动通信的联络和控制，如图2.1所示。这种系统致命的弱点是只能同时提供极为有限的信道给用户。大区制早已不能满足全球移动通信用户数量的爆炸式增长。例如，20世纪70年代在美国开通的IMTS（Improved Mobile Telephone Service）系统，仅能提供12对信道，也就是说只能允许12对用户同时通话，如果第13对用户要求通话，就会发生堵塞。
在大区制服务区中，为了扩大服务区域的范围，通常基站发射机的输出功率比较大（一般在200W左右），其覆盖半径大约为30～50km。对移动台来讲，因为电池容量有限，通常移动台发射机的输出功率都较小，故移动台距基站较远时，移动台可以收到基站发来的下行信号，但基站却收不到移动台发出的上行信号。为了解决两个方向通信信号强弱不一致的问题，可以在适当地点设立若干个分集接收站（R），如图2.1中虚线所示，以保证服务区内双向通信的质量。图2.1 大区制移动通信服务区示意图
在大区制中，为了避免相互间的干扰，在服务区内的所有频道（一个频道包含收、发一对频率）的频率都不能重复使用。例如，图2.1中所示的移动台MS使用了频率f和f，而另一个移动台MS就不能1122再使用这对频率了，只能使用频率f和f 进行通信，否则将产生严重34的同频干扰。因而这种大区制体制的频率利用率很低，通信容量受到了限制，满足不了用户数量急剧增长的需要。换言之，大区制只能适用于业务量不大的城市，或者作为向小区制过渡的一种形式。
2.小区制
为了提高移动通信系统容量，把整个服务区域划分为若干个小区，每个小区分别设置一个基站，负责本小区移动通信设备的联络和控制，这种制式称为小区制。在移动业务交换中心（MSC）的统一控制下，实现小区之间移动用户通信的转接，以及移动用户与市话用户的联系。小区制示意图如图2.2所示（图中假设为5个小区）。每个小区各设一个小功率基站（BS～BS），每个基站的发射功率一般为5～1510W，足以满足各无线小区移动通信的需要。如果每个小区都分配不同的频谱，那么将需要大量频谱，对于宝贵的频谱资源是一种浪费。为了提高频谱的利用率，需要将相同的频谱在相隔一定距离的小区中重复使用，只要保证使用相同频率的小区之间干扰足够小即可。例如在图2.2中，移动台MS在1小区使用频率对f和f通信时，在3小区的112另一个移动台MS也可使用相同的频率对（f和f）进行通信。这是由312于1小区与3小区相距较远，且隔着2、4、5小区，各基站发射功率又不大，所以使用相同频率也不会形成同频干扰。故对图2.2的情况，只需3对频率（3个频道），就可与5个移动台通话。如果采用大区制，要与5个移动台通话，必须使用5对频率。很明显，小区制提高了频率的利用率，而且由于基站功率减小，也使它们相互间的干扰减少了。
小区制虽然提高了频率的利用率，但是在某移动台通话过程中，从一个小区转入另一个小区的概率增加了，移动台需要经常更换工作频道。无线小区的范围越小，通话过程中转换频道的次数就越多，因此也就提高了对控制交换功能的要求，从而使设备复杂化。再加上基站数量的增加，使得建网成本增高，因此无线小区的范围也不宜过小。在实际工程中，应权衡利弊，综合考虑选取无线小区的半径（小区的覆盖半径一般在2～10km），无线小区的范围还可根据实际用户数量的多少灵活确定。图2.2 小区制移动通信服务区示意图2.1.2 服务区覆盖方式
小区制移动通信系统的频率复用和覆盖方式有两种：一种是带状服务覆盖区，另一种是面状服务覆盖区。
1.带状服务覆盖区
带状网络服务区主要用于覆盖如公路、铁路、海岸等带状服务场合，为了克服同频干扰，通常采用图2.3（a）所示的双频率组配置和图2.3（b）所示的三频率组配置。如果基站天线采用定向辐射，则覆盖区是图2.3（a）所示的扁圆形结构；如果采用全向天线，则覆盖区是图2.3（b）所示的圆形结构。在带状小区中，小区呈线性排列，区群的组成和同频道小区距离的计算都比较方便。图2.3 带状服务区示意图
2.面状服务覆盖区
陆地移动通信的大部分服务区是宽广的面状区域，要将此面状服务区域划分为多个无线小区，与无线小区的形状有关。图2.4示出了几种形状的小区结构，从图中可以看出，在单位无线小区覆盖半径相同的条件下，覆盖同样面积的面状服务区时，正六边形相邻小区中心间距最大，这样各小区之间频率干扰最小；单位小区的有效面积最大，整个服务区所需要的小区个数最少；各小区之间交叠区域面积和交叠距离最小，这有利于通信设备的越区频率切换。另外，在构成一个面状服务区时，为了防止同频干扰，邻接的无线小区不能使用相同的频率（或频率组）。正六边形能确保邻接小区不出现相同频率所需的最少频率数目，如图2.4所示。图中序号表示不同的频率组或频道组，也称信道组。可以看出，图2.4（a）最少需要6个信道组，图2.4（b）最少需要4个信道组，而图2.4（c）仅需3个信道组就可以做到整个服务区中邻接小区不使用相同频率。图2.4 面状小区构成的几何图形
因此，面状服务区以正六边形小区组成服务区为最好。由于服务区中各小区结构形状类似蜂窝，因此把这种小区称为蜂窝网结构。通常所讲的蜂窝移动通信就是指小区形状是正六边形的蜂窝网。现代蜂窝移动电话网，就是在理论上以正六边形小区覆盖整个服务面积为基础进行研究的。蜂窝小区的概念实质上就是频率的地域复用。蜂窝移动通信正是由于采用了频率的地域复用技术，才较好地解决了有限的频谱和不断增长的移动用户数量之间的矛盾。
整个蜂窝频谱被划分为若干个频率组，每个频率组一般有十个到数十个频率对（发射、接收频率对），每一个基站区使用一套频率组。各基站区即各蜂窝小区，使用分配给该小区的频率组来向本蜂窝区内的移动台发射信号或接收移动台信号。相邻的蜂窝小区不能使用同一频率组以避免同频干扰，但相隔一定距离的蜂窝小区可以彼此重复使用相同的频率组，其条件是相互间的同频干扰已减小到不影响信号的正常接收，这种方法称为不同地域的频率重复使用。用这种方法意味着同一频率组可以在不同地域内重复使用，使得在整个移动服务区及整个网络管理区域内，可以有许多对通信者在同一频率对上进行通信，从而大大提高了频率资源的使用效率。2.1.3 小区的激励方式与小区分裂
区群内小区数越多，同信道小区距离就越远，抗同频干扰性能就越好。用六边形覆盖服务区时，基站发射机或安放在小区中心（中心激励），或安放在六边形六个顶点中的三个上（顶点激励）。
1.小区激励方式
上述分析都假定基站位于小区的中心，其实根据基站在小区所设置的位置不同，目前多采用以下两种激励方式。
①中心激励方式。基站位于无线覆盖小区的中心，采用全向天线实现全小区覆盖，如图2.5（a）所示。
②顶点激励方式。在每个正六边形不相邻的三个顶点上设置基站，并采用定向天线实现扇形小区覆盖。常见的顶点激励方式有三种：三叶草形、120°扇面形和60°扇面形。定向天线采用120°，小区形状采用正六边形的三叶草形结构，如图2.5（b）所示；定向天线采用120°，小区形状采用扇形的结构，如图2.5（c）所示；定向天线采用60°，小区形状采用扇形的结构，如图2.5（d）所示。图2.5 无线小区的激励方式
由于顶点激励方式采用的是定向天线，所以对来自定向天线之外的同频干扰信号，有一定的抑制作用，从而降低了干扰。该方式允许以较小距离进行频率复用，提高了频率利用率，对简化设备和降低成本都有好处。
2.小区分裂
在整个服务区内，每个小区的大小可以是相同的，这只能适应用户密度均匀的情况。而实际上用户的分布是不均匀的，如城市中心区的用户密度高，郊区的用户密度低。为了适应这种情况，在用户密度高的地方用面积小的小区，在用户稀疏的地方用面积大的小区。另外，随着城市建设的发展，原先人口稀疏的地方有可能会变成高密度的用户区，蜂窝移动通信系统小区内的通信业务量增多，移动用户数量增加，信道资源紧张，这就需要添加基站，将小区面积划小，这种解决通信业务量的方法叫做小区分裂，如图2.6所示。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]