移动通信多址技术.doc

目录1 多址技术-3 1.1定义-3 1.2多址技术的出现-3 1.3多址技术的分类-32 网络结构-5 2.1总线型-5 2.2环型-5 2.3树型-5 2.4星型-6 2.5网型-63 信令-6 3.1信令的定义-6 3.2信令的用途-7 3.3信令的分类-74 越区和切换-8 4.1越区切换的定义-8 4.2越区切换的分类-8 4.3位置管理-81 多址技术1.1 定义多址技术是指把处于不同地点的多个用户接入一个公共传输媒质，实现各用户之间通信的技术。多址技术多用于无线通信。多址技术又称为“多址连接”技术。1.2 多址技术的出现在移动通信中两个最核心的问题是如何克服信道与用户带来的两重动态特性。多址接入技术重点解决用户动态性及其带来的一系列问题。移动通信与固定式有线通信的最大差异在于固定通信是静态的，而移动通信是动态的。为了满足多个移动用户同时进行通信，必须解决以下两个问题，首先是动态寻址，其次是对多个地址的动态划分与识别。这就是所谓多址技术。1.3多址技术的分类多址技术分为频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）、空分多址(SDMA)。频分多址是以不同的频率信道实现通信。时分多址是以不同时隙实现通信。码分多址是以不同的代码序列来实现通信的。空分多址是以不同方位信息实现多址通信的。目前，人们对正交变扩频因子码（OVSF）进行了广泛研究，希望彻底解决其生成方法、可用数目和复用等问题；同时对CDMA/PRMA多址协议也给予了极大关注被视作传统分组预约多址（PRMA）初议的扩展。3G系统中多址技术包括CDMA系统中地址码和各种多址协议两方面研究，对扩频码的选择也就变得很重要。频分多址（FDMA）技术是让不同的地球通信站占用不同频率的信道进行通信。因为各个用户使用着不同频率的信道，所以相互没有干扰。早期的移动通信就是采用这个技术。时分多址（TDMA）技术这种多址技术是让若干个地球站共同使用一个信道。但是占用的时间不同，所以相互之间不会干扰。显然，在相同信道数的情况下，采用时分多址要比频分多址能容纳更多的用户。现在的移动通信系统多数用这种多址技术。码分多址（CDMA）技术这种多址技术也是多个地球站共同使用一个信道。但是每个地球站都被分配有一个独特的“码序列”，与所有别的“码序列”都不相同，所以各个用户相互之间也没有干扰。因为是靠不同的“码序列”来区分不同的地球站，所以叫做“码分多址”。采用CDMA技术可以比时分多址方式容纳更多的用户。这种技术比较复杂，但现在已经为不少移动通信系统所采用。在第三代移动通信系统中，也采用宽带码分多址技术。空分多址（SDMA）技术是利用空间分割来构成不同信道的技术。举例来说，在一个卫星上使用多个天线，各个天线的波束分别射向地球表面的不同区域。这样，地面上不同区域的地球站即使在同一时间使用相同的频率进行通信，也不会彼此形成干扰。2 网络结构1、总线型 这种就是最常见的总线型结构。总线型拓扑结构是指采用单根传输线作为总线，所有工作站都共用一条总线。在任何时候只允许一个站点发送数据。 总线型拓扑结构具有如下特点： (1) 结构简单、灵活，易于扩展；共享能力强，便于广播式传输。 (2) 网络响应速度快，但负荷重时性能迅速下降；局部站点故障不影响整体，可靠性较高。但是，总线出现故障，则将影响整个网络。 (3) 易于安装，费用低。2、环型 环型目前已经应用得相当少了，因为我们可以看出它其中最大的缺点是：只要有任何一个节点出现问题，整个网络就会全部瘫痪。相当不科学。不过它的好处是如果你要新增电脑进入环网的话，还是相当容易的。3、树型 据我所知，以前的DNS（域名解析系统）用的应该就是这种模式，现在的不知道是不是，它的特点在于： (1) 易于扩展，故障易隔离，可靠性高；电缆成本高。 (2) 对根结点的依赖性大，一旦根结点出现故障，将导致全网不能工作。4、 星型 这是我们实验室目前最常用的网络方式了，一个路由器或者交换机充当中心的结点，其它电脑连接在上面，而且以后家里有多台电脑，要组建家里的局域网的时候也可以采用这种方式。这种方式对中心结点的依赖性最大，接入的电脑越多，中间的设备要求越高。 不过记住，这种是我们组建小型的局域网，目前最常见的技术了。5、网型 从字面也可以理解得出样子，它就像网一样四通八达，没有任何一个结点会成为中心关键点，这样可以最大化的保障网络的正常运行，不过它的代价比任何一种拓扑方式都大。 目前我们世界上的网就用的这样的模式，它保证了互联网不会因某个结点的错误，导致其它地方不能上网。3 信令1. 信令的定义 信令是这样一个系统，它允许程控交换、网络数据库、网络中其它“智能”节点交换下列有关信息：呼叫建立、监控（Supervision）、拆除（Teardown）、分布式应用进程所需的信息（进程之间的询问/响应或用户到用户的数据）、网络管理信息。信令是在无线通信系统中，除了传输用户信息之外，为使全网有轶序地工作，用来保证正常通信所需要的控制信号。2. 信令的用途 信令不同于用户信息，用户信息是直接通过通信网络由发信者传输到收信者，而信令通常需要在通信网络的不同环节(基站、移动台和移动控制交换中心等)之间传输，各环节进行分析处理并通过交互作用而形成一系列的操作和控制，其作用是保证用户信息的有效且可靠的传输，因此，信令可看作是整个通信网络的控制系统，其性能在很大程度上决定了一个通信网络为用户提供服务的能力和质量。3.信令的分类 在通信网中，信令可以采用共路信令，也可以采用随路信令。所谓共路信令是指信令在传输时，设有专用的信令传输的传输信道；而随路信令则是信令与信号在同一个信道上传输的方式。 按信令信号的形式来分，信令也可以分为数字信令和音频信令两种。由于数据信令具有速度快、容量大、可靠性高等一系列明显的优点，它已成为目前公用移动通信网中采用的主要形式。 按其用途分为用户信令和局间信令两类。用户信令作用于用户终端设备(如电话机)和电话局的交换机之间,后者作用于两个用中继线连接的交换机之间。局间信令分类主要有随路信令和共路信令，随路信令就是说信令网就附在计算机网络或是电话网络上，不需要重新建一个网络，而共路信令则是需要重新建设一个信令网（主要是在局端之间），例如打电话：当我们开始打电话的时候，拿起电话机时就有信号传到当地的电信局端，一系列交换后，本局端就先在网络上发送信令，等对端收到信回应一个信令同意通话，此时网络上传输信令功能就算完成了，开始传输语音信号，就可以通话了。等电话结束的时候，同样需要通过信令来控制电路拆除。4 越区切换1. 越区切换的定义 指将当前正在进行的移动台与基站之间的通信链路从当前基站转移到另一个基站的过程。该过程也称自动链路转移ALT(Automatic Link Transfer)。2.越区切换分类: 硬切换、软切换、更软切换。 硬切换 在新的连接建立以前,先中断旧的连接。 软切换 既维持旧的连接,又同时建立新的连接,并利用新旧链路的分集合并来 改善通信质量，当与新基站建立可靠连接之后再中断旧链路。（CDMA可实现BTS之间、BSC 之间和MSC之间的软切换。） 更软切换 同一基站不同扇区之间的软切换称为更软切换。3. 位置管理 为什么需要位置管理？移动系统中，用户在系统覆盖范围内任意移动。为能把一个呼叫传送给移动的用户，必须有一个高效的位置管理系统来跟踪用户的位置变化。现有的第二代移动系统中，位置管理采用两层数据库，即原籍位置寄存器（HLR）和访问位置寄存器（VLR）。通常一个PLMN网络由一个HLR（它存储在其网络注册的所有用户信息，包括用户预定业务、记帐信息、位置信息等）和若干个VLR（一个位置区由一定数量的蜂窝小区组成，VLR管理该网络中若干位置区内的移动用户）组成。 位置管理任务： 位置登记步骤：在移动台实时位置信息已知情况下，更新位置数据库（HLR和VLR）和认证移动台。 呼叫传递步骤：在有呼叫给移动台情况下，根据HLR和VLR中可用位置信息来定位移动台。 与上述两个问题紧密相关两个问题是：位置更新（Location Update）和寻呼(Paging)。当用户进入一个新的RA，将进行位置更新，位置更新解决的问题是移动台如何发现位置变化及何时报告它的当前位置。当有呼叫要到达该用户时，将在该RA内进行寻呼，以确定出移动用户在哪一个小区内。实际系统中，位置登记区越大，位置更新的频率越低，每次呼叫寻呼的基站数目就越多，用于寻呼的开销就非常大。反之，如果移动台每进入一个小区就发送一次位置更新信息，则这时用户位置更新的开销非常大，但寻呼的开销就很小 。 位置更新策略基于时