“蜂房”的作用
汽车移动电话和我们手中的“大哥大”,以及各种便携电话等,都在一个城市内使用,因此,这些移动电话的无线电波覆盖范围应该和这个城市的大小一致。要覆盖这么宽广的面积,采用什么形状的覆盖区好呢?
如果采用全向天线,小区采用圆形最为简单,但因小区彼此邻接,用圆形小区进行排列,必然会产生较大的空白或重叠。我们分别把正方形、菱形、三角形、正六边形等等,紧密地排列在平面上,使它们不产生空隙, 也没有重叠。你会发现,只有正六边形、正方形和三角形可以做到这点。但是,全向天线的覆盖区是个圆,如果小区选用三角形的话,相邻两区之间重叠部分太大,正方形会好一些,重叠最小的还是正六边形所以,服务小区都采用正六边形的形状,各基地台的位置已经在图上标出来了。这样, 只要对发射的无线电波的强度进行控制,使它限制在小区之内。同时,在相互眦邻的小区中,选用不同的频道进行通话,就可以避免干扰。不相邻的小区中可以使用相同的频率,所以频率可以重复使用,解决了频率资源不足的难题。
采用正六边形通信小区以后,整个服务区就像蜂窝一样,于是,蜂窝式无线电小区和蜂窝式移动电话由此得名随着汽车电话和大哥大数量的不断增加,蜂窝式移动电话的用户密度也在大幅度增长。但是,不同地区的用户密度是不一样的。城区的用户要比郊区多得多,所以城区的移动电话总是繁忙,频道不够用,也就是占“线”,而郊区的频道经常空闲。
怎样解决这种“苦乐不均”的现象呢?
可以改变“蜂房”的大小,也就是说,在用户密度高的地区,把每个正六边形蜂房,再划分成几个小区,这样增加了小区个数,不就可以增加用户数量了吗。
在城市中心,移动电话稠密的地区,缩小“蜂房”,分配较多的信道数,而在近郊区,用尺寸稍大的“蜂房”,远郊区的移动电话最少,可以用尺寸最大的“蜂房”,分配最少的信道数。这样既提高了频率的重复使用率,又不至于建立太多的基地台,造成浪费。这样,城市中心的服务小区小而密,郊区的小区大而疏。这种配置有一个好听的名字,叫做“梅花型小区”。读到这里,你也许会问,蜂窝式移动电话到底是怎样工作的? 看看下面这张图,你就会明白了。
这是一个蜂窝式移动电话系统。从图上我们知道,整个服务区由许多“蜂房”组成。在每个蜂房的中心都设置一个无线基地站,基地站与移动电话交换局之间通过中继线相连,交换局又通过中继线与有线电话局以及长途电话局连接。在移动电话交换局中,有一台计算机控制的交换机,它负责对全部无线基地站和移动电话进行监测和控制。当用户打开电话准备拨号时,移动电话局的程控交换机马上判定移动电话所在的地点,看它属于局内哪个“蜂房区”,然后,向移动电话分配一个所属区的空闲频率, 用户就可以拨号通话了。行驶中的汽车,从一个“蜂房”运动到另一个“蜂房”时,如果车上的乘客正在通话,移动电话交换机能够发现这种情况, 并能自动将他的电话转接到新的基地台所指定的空闲频率上。频率的转换是平滑的,用户不会感觉到这种变化。移动电话从一个小蜂房到另一个小蜂房的频道转换,叫做越区转换。由于蜂房区小,半径仅为几公里,这种
经常性的频道转换技术是蜂窝系统中特有的关键技术。
通话过程中,移动电话还可能从某个移动电话局所属的“蜂房”移动到另一个移动电话局所属的“蜂房”。甚至从一个城市移动到另一个城市。这种跨越电话局的移动通信方式,叫做无线漫游。
蜂窝式移动电话系统方便、可靠,得到了广泛的使用。我国的珠江三角洲和京、津、唐地区也引入了先进的蜂窝移动电话设备。可以说,蜂窝式移动电话是世界上拥有电话数量最多的移动通信系统。