移动通信网的服务区体制分为两大类,一类是小容量的大区制,另一类是大容量的小区制。
大区制是指用一个基站覆盖整个服务区,由基站负责移动台的控制和联络,
在大区制中,服务区范围的半径通常为20~50km。为了覆盖这样大的一个服务区,基站发射机的发射功率较大(100~200W),基站天线要架设得很高(几十米以上),以保证大区中的移动台能正常接收基站发出的信号。然而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。
在一个大区中,同一时间每一无线信道通常包括一对收、发频率,只能被一个移动台使用,否则将产生严重的同频干扰。因此大区制组网的频谱利用率低,能容纳的用户数量少。大区制的优点是组网简单,投资少,见效快,适用于用户较少的地区。
小区制是将整个移动通信服务区划分为许多个小区。在每一小区设置一个基站。负责与小区中的移动台的无线连接。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协调工作,并与有线网相连接,使移动用户进入有线网。移动用户只要在服务区内,不管处于哪个小区.都能正常通信。
在UHF和VHF频段,无线电波传播损耗随距离增大而增大,因此在小区制中可以应用频率复用技术.即在相邻小区中分配频率不同的信道,而在非相邻的相隔一定距离的小区中分配相同频率的信道。由于相距较远,同时使用相同频率的信道也不会产生明显的同频干扰。分配相同频率的小区之间的距离取决于具体移动通信系统采用的调制(编码)方式所允许的最低的信号功率同频干扰之比(信干比)。这个比值越低,允许的复用距离越短。每一小区中的用户数或移动通信业务量取决于分配给小区的信道数目.因此采用频率复用技术后.在相同的频段范围中将大大增加通信容量。小区分得越小,即小区数目越多,整个通信系统的通信容量越大。小区制组网灵活,例如可以对不同用户数的小区分配不同数目的信道;又如当原来的小区容量不够时,可以进行小区分裂,以满足更大的用户量需求。此外,由于小区半径小,移动台发射功率可减少,为移动台小型化创造了条件。
小区制组网比大区制组网复杂得多,移动交换中心要随时知道每个移动台正处于哪个小区中,才能进行通信联络,因此必须对每一移动台进行位置登记,移动台从一个小区运动进入另一小区要进行越区切换。移动交换中心要与服务区中每一小区的基站相连接,传送控制信号和通信业务。因此采用小区制,设备复杂、投资大。
小区范围也不宜过小,小区范围过小,一方面,基站数目太多,使建网成本增大;另一方面,移动台快速移动时,例如汽车中的移动台,要频繁进行越区切换,使由越区切换造成掉话的可能性增大,降低通信质量。模拟移动通信系统中,控制系统进行越区切换操作的速度较慢,小区半径一般限制在2km以上。数字移动通信系统中越区切换的速度较快,小区半径可减小到500m以下。[2]