现代移动通信移动通信组网原理

现代移动通信 第 4章 移动通信组网原理 移动通信网络的构成 多址接入技术 多信道共用技术 移动通信中的信令 移动管理技术 移动通信网络的构成 大区制移动通信网 小区制蜂窝移动通信网络的构成 小区频率配置 基本网络结构 大区制移动通信网 所谓大区制就是在一个服务区内只有一个或几个基站 ， 由该基站负责整个移动通信网的联络与控制 ， 如 图 大区制的优点是系统组成简单 ， 投资少 ， 见效快 。 图 大区制移动通信示意图 - 1 大 区 制 移 动 通 信 示 意 小区制蜂窝移动通信网络的构成 1. 蜂窝网的由来 2. 区群的结构 图 正六边形区群的构成 3. 同频干扰保护与同频复用距离 4. 激励方式 5. 小区分裂 图 正六边形区群的构成 N =3a = 1 b =1N =4a = 2 b =0N =7a = 2 b =1N =9a = 3 b =0N = 1 2a = 2 b =2N = 1 3a = 3 b =1N = 1 6a = 4 b =0N = 1 9a = 3 b =2N = 2 1a = 4 b =小区频率配置 1. 固定频道分配 所谓固定频道分配就是给每个小区 (或每个基站 )分配一组预先确定好的话音频道，基站的频道是固定不变的。固定频道分配有分区分组分配法和等频距分配法两种。 图 7个基站 21个扇形小区为一个区群的频道分配 2. 动态频道分配 动态频道分配可以做到按业务量的大小，合理地在不同基站之间按需分配频道，避免了小区忙闲不均的情况。 图 7个基站 21个扇形小区为一个区群的频道分配 基本网络结构 移动通信的基本网络结构如 图 站通过传输链路与移动交换机相连，交换机再与固定电信网络或其他通信网相连，所以移动通信有以下两种通信链路：移动用户 基站 交换机 其他网络 其他用户； 移动用户 基站 交换机 基站 移动用户。 图 基本网络结构 M S C M S 多址接入技术 频分多址 ( 时分多址 ( 码分多址 ( 频分多址 ( 频分多址是将给定的频谱资源划分为若干个等间隔的频道 (或称信道 )供不同的用户使用 ， 如 图 移动台 、 、 、和接收频道 、 、 。 我们将基站向移动台方向的信道称为前向信道 ， 而将移动台向基站方向的信道称为反向信道 。 图 频分多址示意图 反向信道前向信道1f 1时分多址 ( 1. 时分多址的原理 图 图中只画出移动台到基站传输时信号占用时隙的情况 。 2. 时分多址通信系统的帧和时隙 3. 时分多址通信系统中的同步和定时 图 时分多址示意图 12 2 2k k 码分多址 ( 1. 码分多址的概念 图 码分多址示意图 2. 扩频码分多址原理 图 3. 直扩 (直接序列扩频 )码分多址系统的特点 (1) 具有扩频通信系统的所有优点 (2) 系统容量大 (3) 不需要复杂的频率分配和管理 (4) 软容量和小区呼吸功能 (5) 软切换 (6) 不要均衡器 (7) 设备简单 (8) 存在多址干扰和远近效应 图 码分多址示意图 反向信道 前向信道1C 1伪随机码扩频多址方式原理图 图 4 20 伪 随 机 码 扩 频 多 址 方 式 原 理 图 ( 加扩频调制模 2 加扩频解调a)点 点数字信号干扰数字信号干扰无用信号cRf(b)( 1. 模拟 系统容量 2. 数字 系统容量 3. 数字 系统容量 多信道共用技术 话务理论 空闲信道的选取 话务理论 1. 话务量与呼损率 呼损率 、 话务量 、 信道数 、 信道利用率之间的关系如表 2. 信道数与用户数的关系 表 呼损率、话务量、信道数、信道利用率之间的关系 B 1% 2% 5% 10% 20% 25% )A( % )A( % )A( % )A( % )A( % )1 0 . 0 1 0 1 1 . 0 0 . 0 2 0 2 . 0 0 . 0 5 3 5 . 0 0 . 1 1 1 1 0 . 0 0 . 2 5 2 0 . 0 0 . 3 3 2 5 . 02 0 . 1 5 3 6 7 . 6 0 . 2 2 4 1 1 . 0 0 . 3 8 1 8 . 1 0 . 5 9 5 2 6 . 8 1 . 0 0 4 0 . 0 1 . 2 2 4 7 . 7 53 0 . 4 5 6 1 5 . 0 0 . 6 0 2 1 9 . 7 0 . 8 9 9 2 8 . 5 1 . 2 7 1 3 8 . 1 1 . 9 3 0 5 1 . 4 7 2 . 2 7 5 6 . 7 54 0 . 8 6 9 2 1 . 5 1 . 9 0 2 2 6 . 7 1 . 5 2 5 3 6 . 2 2 . 0 4 5 4 6 . 0 2 . 9 4 5 5 3 . 9 3 . 4 8 6 5 . 2 55 1 . 3 6 0 2 6 . 9 1 . 6 5 7 3 2 . 5 2 . 2 1 9 4 2 . 2 2 . 8 8 1 5 1 . 9 4 . 0 1 0 6 4 . 1 6 4 . 5 8 6 8 . 7 06 1 . 9 0 9 3 1 . 5 2 . 3 2 6 3 8 . 3 2 . 9 6 0 4 6 . 9 3 . 7 5 8 5 6 . 4 5 . 1 0 9 6 8 . 1 2 5 . 7 9 7 2 . 3 87 2 . 5 0 0 3 5 . 4 2 . 9 5 0 4 1 . 3 3 . 7 3 8 5 0 . 7 4 . 6 6 6 6 0 . 0 6 . 2 3 0 7 1 . 2 7 . 0 2 7 5 . 2 18 3 . 1 2 8 3 8 . 7 3 . 6 4 9 4 4 . 7 4 . 5 3 4 5 3 . 9 5 . 5 9 7 6 3 . 0 7 . 3 6 9 7 3 . 6 9 8 . 2 9 7 7 . 7 29 3 . 7 8 3 4 1 . 6 4 . 4 5 4 4 8 . 5 5 . 3 7 0 5 6 . 7 6 . 5 4 6 6 5 . 5 8 . 5 2 2 7 5 . 7 5 9 . 5 2 7 9 . 3 210 4 . 4 6 1 4 4 . 2 5 . 0 9 2 4 9 . 9 6 . 2 1 6 5 9 . 1 7 . 5 1 1 6 7 . 6 9 . 6 8 5 7 7 . 4 8 1 0 . 7 8 8 0 . 8 511 5 . 1 6 0 4 6 . 4 5 . 8 2 5 5 1 . 9 7 . 0 7 6 6 1 . 1 8 . 4 8 7 6 9 . 4 1 0 . 8 5 7 8 . 9 6 1 2 . 0 5 8 2 . 1 612 5 . 8 7 6 4 8 . 5 6 . 5 8 7 5 3 . 8 7 . 9 5 0 6 2 . 9 9 . 4 7 4 7 1 . 1 1 2 . 0 3 6 8 0 . 2 4 1 3 . 3 3 8 3 . 3 113 6 . 6 0 7 5 0 . 3 7 . 4 0 1 5 5 . 8 8 . 8 3 5 6 4 . 4 1 0 . 4 7 0 7 2 . 5 1 3 . 2 2 2 8 1 . 3 7 1 4 . 6 2 8 4 . 3 514 7 . 3 5 2 5 2 . 0 8 . 2 0 0 5 7 . 4 9 . 7 3 0 6 6 . 0 1 1 . 4 7 4 7 3 . 8 1 4 . 4 1 3 8 2 . 3 6 1 5 . 9 1 8 5 . 3 515 8 . 1 0 8 5 3 . 5 9 . 0 0 1 5 8 . 9 1 0 . 6 2 3 6 7 . 2 1 2 . 4 8 4 7 4 . 9 1 5 . 6 0 8 8 3 . 2 4 1 7 . 2 0 8 6 . 0 016 8 . 8 7 5 5 4 . 9 9 . 8 2 8 6 0 . 1 1 1 . 5 4 4 6 8 . 5 1 3 . 5 0 0 7 5 . 9 1 6 . 8 0 7 8 4 . 0 3 1 8 . 4 9 8 6 . 6 717 9 . 6 5 2 5 6 . 2 1 0 . 6 5 6 6 1 . 4 1 2 . 4 6 1 6 9 . 6 1 4 . 4 2 2 7 6 . 9 1 8 . 0 1 0 8 4 . 7 5 1 9 . 7 9 8 7 . 3 118 1 0 . 4 3 7 7 5 . 4 1 1 . 4 9 1 6 2 . 6 1 3 . 3 8 5 7 0 . 6 1 5 . 5 4 8 7 7 . 7 1 9 . 2 1 6 8 5 . 4 0 2 1 . 2 0 8 8 . 3 319 1 1 . 2 3 0 5 8 . 9 1 2 . 3 3 3 6 3 . 6 1 4 . 3 1 5 7 1 . 5 1 6 . 5 7 9 7 8 . 5 2 0 . 4 2 4 8 6 . 0 0 2 2 . 4 0 8 8 . 4 220 1 2 . 0 3 1 5 9 . 5 1 3 . 1 8 1 6 4 . 6 1 5 . 2 4 9 7 2 . 4 1 7 . 1 6 3 7 9 . 3 2 1 . 6 3 5 8 6 . 5 4 2 3 . 7 1 8 8 . 9 空闲信道的选取 1. 专用呼叫信道方式 专用呼叫信道方式是在网中专门设置的呼叫信道 ， 专门用于处理用户的呼叫 。 专用呼叫信道的作用有两个：一是处理呼叫；二是指配话音信道 。 2. 标明空闲信道方式 标明空闲信道方式可分为 “ 循环定位 ” 、 “ 循环不定位 ” 、“ 循环分散定位 ” 等方式 。 小容量移动通信网比较适合采用这类方式 。 移动通信中的信令 数字信令的格式与传输 信令协议的分层结构 数字信令的格式与传输 1. 数字信令格式 在传输数字信令时 ， 为了便于收端解码 ， 通常要求数字信令按一定格式编排 。 信令的格式是多种多样的 ， 不同的通信系统的信令格式也各不相同 。 常用的数字信令格式有两种 ， 如 图 a)、(b)所示 。 2. 数字信令的传输 数字信令大体可分为低速和高速两类 。 图 数字信令格式 纠错码 a )位同步码 ( P ) 字同步码 ( S W ) 地址码或信息码 ( A 或 D )P 1 (D 1 ) (D 2 ) A 3 (D 3 ) b )信令协议的分层结构 在移动通信中 ， 空中接口的信令分为三层：物理层 、链路层 、 网络层 ， 如 图 为了实现呼叫管理 ( 移动性管理 (无线资源管理 ( 移动台和基站两侧的三层的对等层之间需要进行对话 ， 这种对话是以消息交换的方式来实现的 。 这些消息是通过装在链路层帧中的信息段进行传输的 。 图 空中接口协议模型 移动管理 ( 呼叫管理 ( 1. 所谓开放系统互连是指建网通信时所需的标准分层结构和分层协议。根据开放系统互连参考模型及协议规范，可以将各种不同的系统很容易地做到相互连接。即具有互连的开放性。 图 2. 关于 7号信令网络是与 供传送信令的数据链路构成的网络，叠加到信息网上。 图 信令网、信息网及其分层结构 图 7号信令系统的协议结构 表示层6应用层7T U D P T C A C 复下层不可恢复的差错提供端对端的逻辑信道处理报文分组、多路复用和分组交换提供一条无差错的数据链路规 定 接 口 的 物 理 电 气 特 性 ， 保 证 电 路两端能正确发送和接收O S I 层次 次会话层5传输层4链路层2物理层1网络层3图 信令网、信息网及其分层结构 T P H S T T P L S T P L S T T a ) 信令网及其分层结构 P S T PN o . 7 信令网b ) 移动管理技术 位置管理 越区 信道切换 位置管理 在数字移动通信系统中 ， 位置管理主要由两个位置管理数据库来完成 ， 即归属位置寄存器 (拜访位置寄存器 ( 通常一个用陆地称动通信网 )网络由一个 数据库中包含两类信息：用户信