移动通信网络位置跟踪技术的模拟(2)
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优尔边形的小区正优尔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，采用正优尔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。正优尔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。