第1章 移动通信

1、第第1 1章章 概述概述 课程准备： 你对你对移动通信移动通信了解多少？了解多少？ 你希望从这门课中学到什么？你希望从这门课中学到什么？ 最希望了解的知识点什么？最希望了解的知识点什么？ 第第1 1章章 概述概述 第第1 1章章 概述概述 第第1章章 概述概述 1.1 移动通信及其特点移动通信及其特点 1.2 移动通信的工作方式移动通信的工作方式 1.3 移动通信系统的组成移动通信系统的组成 1.4 移动通信系统的频段使用移动通信系统的频段使用 1.5 移动通信的多址方式移动通信的多址方式 1.6 移动通信系统的发展史移动通信系统的发展史 1.7 我国移动通信发展现状我国移动通信发展现状 1.

2、8 移动通信发展的主要技术问题及发展方向移动通信发展的主要技术问题及发展方向 1.9常用移动通信系统常用移动通信系统 第第1 1章章 概述概述 1.1 移动通信及其特点移动通信及其特点 移动通信是指移动用户之间，移动通信是指移动用户之间， 或移动用户与固定用户之间或移动用户与固定用户之间 进行的通信。进行的通信。（有广义及狭义之分）（有广义及狭义之分） 第第1 1章章 概述概述 与其他通信方式相比，与其他通信方式相比， 移动通信具有以下基移动通信具有以下基 本特点：本特点： (1) 电波传播条件恶劣。电波传播条件恶劣。 (其接收信号是直射其接收信号是直射 波和各种反射波多径叠加而成。造成瑞利衰

3、落，波和各种反射波多径叠加而成。造成瑞利衰落， 30db) (2) 具有多普勒效应。具有多普勒效应。 由于移动台在运动中，所以产生多普勒频移由于移动台在运动中，所以产生多普勒频移 效应，频移值效应，频移值fd与移动台运动速度与移动台运动速度v、工作频率、工作频率f （或波长（或波长）及电波到达角）及电波到达角有关，即有关，即 cos d f 第第1 1章章 概述概述 多普勒频移导致附加调频噪声。在多普勒频移导致附加调频噪声。在cos=1时，最大多普勒时，最大多普勒 频移频移fD=v/。 (3) 干扰严重。干扰严重。 （由于移动台是多电台，多波道系统）（由于移动台是多电台，多波道系统） 第第1

4、1章章 概述概述 (4) 接收设备应具有很大的动态范围。接收设备应具有很大的动态范围。 (5) 需要采用位置登记、需要采用位置登记、 过境切换等移动性管理技术。过境切换等移动性管理技术。 (6) 综合了各种技术。（无线、交换、计算机、传输）综合了各种技术。（无线、交换、计算机、传输） (7) 对设备要求苛刻。对设备要求苛刻。 第第1 1章章 概述概述 移动通信的分类 第第1 1章章 概述概述 常见的移动通信系统 第第1 1章章 概述概述 图 1-1 单工通信方式 送 话 器 T 发 射 机 A R 接 收 机 受 话 器 T B R f1 f1(f2) f1(f2) f1 1.2 移动通信的工

5、作方式移动通信的工作方式 移动通信按照用户的通话状态和频率使用方法分为：移动通信按照用户的通话状态和频率使用方法分为： 单工制；半双工制；双工制。单工制；半双工制；双工制。 第第1 1章章 概述概述 同频单工。同频单工。 同频是指通信的双方，同频是指通信的双方， 使用相同工作频率使用相同工作频率 （f1）；）； 单工是指通信的双方的操作采用单工是指通信的双方的操作采用“按按讲讲”（push to talk， PTT）方式。平时，双方的）方式。平时，双方的接收机接收机均处于守听状态。均处于守听状态。 如果如果A方需要发话，可按下方需要发话，可按下PTT开关，发射机工作，并使开关，发射机工作，并使

6、A方方 接收机关闭。接收机关闭。 这时，由于这时，由于B方接收机处于守听状态，即可实方接收机处于守听状态，即可实 现由现由A至至B的通话；同理，也可实现的通话；同理，也可实现B至至A的通话。在该方式的通话。在该方式 中，电台的收发信机是交替工作的，故收发信机不需要使用中，电台的收发信机是交替工作的，故收发信机不需要使用 天线共用器，天线共用器， 而是使用同一副天线。而是使用同一副天线。 第第1 1章章 概述概述 同频单工的优点是：同频单工的优点是： 设备简单；设备简单； 移动台之间可直移动台之间可直 接通话，不需基站转接；接通话，不需基站转接； 不按键时发射机不工作，因此功不按键时发射机不工作

7、，因此功 耗小。它的缺点是耗小。它的缺点是: 只适用于组建简单和甚小容量的通信只适用于组建简单和甚小容量的通信 网；网； 当有两个以上移动台同时发射时就会出现同频干扰；当有两个以上移动台同时发射时就会出现同频干扰； 当附近有邻近频率的电台发射时，容易造成强干扰。为了当附近有邻近频率的电台发射时，容易造成强干扰。为了 避免干扰，要求相邻频率的间隔大于避免干扰，要求相邻频率的间隔大于4 MHz， 因而频谱利用因而频谱利用 率低；率低； 按键发话，松键受话，使用者不很习惯。按键发话，松键受话，使用者不很习惯。 第第1 1章章 概述概述 双工制。双工制如图双工制。双工制如图1 - 2所示，是指通信的双

8、方，收发信所示，是指通信的双方，收发信 机均同时工作，即任一方在发话的同时，也能收听到对方的话机均同时工作，即任一方在发话的同时，也能收听到对方的话 音，音， 无需按无需按PTT开关，开关， 类同于平时打市话，使用自然，操作方类同于平时打市话，使用自然，操作方 便。双工制也可分为同频双工和异频双工。异频双工制的优点便。双工制也可分为同频双工和异频双工。异频双工制的优点 是：是： 收发频率分开可大大减小干扰；收发频率分开可大大减小干扰； 用户使用方便。缺用户使用方便。缺 点是：点是： 移动台在通话过程中总是处于发射状态，因此功耗大；移动台在通话过程中总是处于发射状态，因此功耗大； 移动台之间通话

9、需占用两个频道；移动台之间通话需占用两个频道； 设备较复杂，设备较复杂， 价格较价格较 贵。在无中心台转发的情况下，贵。在无中心台转发的情况下， 异频双工电台需配对使用，异频双工电台需配对使用， 否否 则通信双方无法通话。则通信双方无法通话。 同频双工采用时分双工同频双工采用时分双工(TDD)技术，技术， 是近年来发展起来的是近年来发展起来的 新技术。新技术。 第第1 1章章 概述概述 图图 1-2 双工通信方式双工通信方式 T A R T B R f1 f2 f2 f1 天线共用器 送话器 受话器 发射机 接收机 第第1 1章章 概述概述 为了解决双工通信耗电大的问题，使用半双工制。如图为了

10、解决双工通信耗电大的问题，使用半双工制。如图1 - 3所示，所示， 中心转信台（中心转信台（A）使用一组频率，双工工作方式，）使用一组频率，双工工作方式， 而移动台（而移动台（B）采用单工制，主要用于有中心转信台的无线调）采用单工制，主要用于有中心转信台的无线调 度系统。度系统。 半双工制的优点是：半双工制的优点是： 移动台设备简单，价格低，移动台设备简单，价格低， 耗电少；耗电少； 收发采用不同频率，提高了频谱利用率；收发采用不同频率，提高了频谱利用率； 移动移动 台受邻近电台干扰小。它的缺点是移动台仍需按键发话，台受邻近电台干扰小。它的缺点是移动台仍需按键发话， 松松 键受话，键受话， 使

11、用不方便。使用不方便。 由于收发使用不同的频率，同一部电台的收发信机可以交由于收发使用不同的频率，同一部电台的收发信机可以交 替工作，也可以收常开，只控制发，即按下替工作，也可以收常开，只控制发，即按下PTT发射。在中心发射。在中心 台转发的系统中，台转发的系统中， 移动台必须使用该方式。移动台必须使用该方式。 汽车调度主要应汽车调度主要应 用。用。 第第1 1章章 概述概述 图图 1-3 半双工通信方式半双工通信方式 T A R T B R f1 f2 f2 f1 天 线 共 用 器 送 话 器 受 话 器 发 射 机 接 收 机 第第1 1章章 概述概述 1.3 移动通信系统的组成移动通信

12、系统的组成 图图1 - 4 蜂窝移动通信系统的基本结构蜂窝移动通信系统的基本结构 第第1 1章章 概述概述 MSC：对服务区内的：对服务区内的MS进行交换和控制；提供移动进行交换和控制；提供移动 网与网与PSTN的接口。的接口。 HLR：归属位置寄存器，存储用户信息分为两类：归属位置寄存器，存储用户信息分为两类：（1） 用户参数信息：包括用户类别，用户业务，用户各种号码，用户参数信息：包括用户类别，用户业务，用户各种号码， 识别码，保密参数等；（识别码，保密参数等；（2）用户当前的位置信息：包括移）用户当前的位置信息：包括移 动台漫游号码，动台漫游号码，VLR地址等，用于建立移动台的呼叫路由。

13、地址等，用于建立移动台的呼叫路由。 VLR：访问者位置寄存器。当漫游用户进入某个：访问者位置寄存器。当漫游用户进入某个MSC时，时， 必须向该地必须向该地VLR登记，建立相关信息：移动用户识别码登记，建立相关信息：移动用户识别码 （MSI），移动用户漫游号（），移动用户漫游号（MSRN），所在位置区信息），所在位置区信息 等。等。 第第1 1章章 概述概述 第第1 1章章 概述概述 1.4 移动通信系统的频段使用移动通信系统的频段使用 早期的移动通信主要使用早期的移动通信主要使用VHF和和UHF频段，频段， 其主要原因有其主要原因有 以下三点以下三点: (1) VHF/UHF频段较适合移动通信

14、。频段较适合移动通信。 （几十公里的视距通信）（几十公里的视距通信） (2) 天线较短，天线较短， 便于携带和移动。便于携带和移动。 (3) 抗干扰能力强。抗干扰能力强。 目前，大容量移动通信系统均使用目前，大容量移动通信系统均使用800 MHz频段频段(CDMA)， 900 MHz频段频段(AMPS、TACS、GSM)，并开始使用，并开始使用1800 MHz频频 段段(GSM1800/DCS1800)， 该频段用于微蜂窝该频段用于微蜂窝(Microcell)系统。系统。 第第1 1章章 概述概述 1.5 多多 址址 方方 式式 1.5.1 移动通信系统中的多址方式移动通信系统中的多址方式 （

15、1） FDMA。应用这种多址方式的主要蜂窝系统有北美。应用这种多址方式的主要蜂窝系统有北美 的的AMPS和英国的和英国的TACS。在我国。在我国AMPS和和TACS这两种制式都这两种制式都 有应用，但有应用，但TACS占绝大多数。所谓占绝大多数。所谓FDMA，就是在频域中一，就是在频域中一 个相对窄带信道里，信号功率被集中起来传输，不同信号被分个相对窄带信道里，信号功率被集中起来传输，不同信号被分 配到不同频率的信道里发送，来自邻近信道的干扰用带通滤波配到不同频率的信道里发送，来自邻近信道的干扰用带通滤波 器限制，这样在规定的窄带里只能通过有用信号的能量，而任器限制，这样在规定的窄带里只能通过

16、有用信号的能量，而任 何其他频率的信号被排斥在外。模拟的何其他频率的信号被排斥在外。模拟的FM蜂窝系统都采用了蜂窝系统都采用了 FDMA。 多址问题可以被称为滤波问题，许多用户可以共用同一个频多址问题可以被称为滤波问题，许多用户可以共用同一个频 谱，然后采用不同的滤波器，互不干扰的分别接收和解调。谱，然后采用不同的滤波器，互不干扰的分别接收和解调。 第第1 1章章 概述概述 （2） TDMA。 当前应用这种多址方式的主要蜂窝系统有当前应用这种多址方式的主要蜂窝系统有 北美的北美的DAMPS和欧洲的和欧洲的GSM，在我国这两种制式也都有应用，在我国这两种制式也都有应用， 但但GSM占绝大多数。所

17、谓占绝大多数。所谓TDMA，就是一个信道由一连串周，就是一个信道由一连串周 期性的时隙构成。不同信号的能量被分配到不同的时隙里，利期性的时隙构成。不同信号的能量被分配到不同的时隙里，利 用定时选通来限制邻近信道的干扰，从而只让在规定时隙中有用定时选通来限制邻近信道的干扰，从而只让在规定时隙中有 用的信号能量通过。实际上，用的信号能量通过。实际上，现在使用的现在使用的TDMA蜂窝系统都是蜂窝系统都是 FDMA和和TDMA的组合的组合，如美国，如美国TIA建议的建议的DAMPS数字蜂窝数字蜂窝 系统就是先使用了系统就是先使用了30 kHz的频分信道，再把它分成的频分信道，再把它分成6个时隙进个时隙

18、进 行行TDMA传输。传输。 第第1 1章章 概述概述 （3） CDMA。 当前应用这种多址方式的主要蜂当前应用这种多址方式的主要蜂 窝系统有北美的窝系统有北美的IS-95 CDMA系统。所谓系统。所谓CDMA，就，就 是每一个信号被分配一个伪随机二进制序列进行扩是每一个信号被分配一个伪随机二进制序列进行扩 频，不同信号的能量被分配到不同的伪随机序列里。频，不同信号的能量被分配到不同的伪随机序列里。 在接收机里，信号用在接收机里，信号用相关相关器加以分离，器加以分离， 这种相关器这种相关器 只接收选定的二进制序列并压缩其频谱，凡不符合只接收选定的二进制序列并压缩其频谱，凡不符合 该用户二进制序

19、列的信号，其带宽就不被压缩。结该用户二进制序列的信号，其带宽就不被压缩。结 果只有有用信号的信息才被识别和提取出来。果只有有用信号的信息才被识别和提取出来。 第第1 1章章 概述概述 1.5.2 移动通信系统中不同多址方式的频谱效率移动通信系统中不同多址方式的频谱效率 在在FDMA蜂窝系统中，蜂窝系统中，频谱效率取决于每赫兹带频谱效率取决于每赫兹带 宽信息比特率和频率复用系数。宽信息比特率和频率复用系数。美国模拟蜂窝系统美国模拟蜂窝系统 AMPS将频谱分成将频谱分成30 kHz带宽的许多信道，并使用窄带宽的许多信道，并使用窄 带带FM调制，调制效率为每调制，调制效率为每30 kHz一条话路。一

20、条话路。由于干扰，由于干扰， 同一频率不能在每一小区中重复作用。同一频率不能在每一小区中重复作用。为提供可靠的为提供可靠的 通话质量，载干比（通话质量，载干比（C/I）需要）需要18dB或更高。或更高。 根据推算和经验表明，在大多数情况下，这个根据推算和经验表明，在大多数情况下，这个C/I 值需要在频率复用系数为值需要在频率复用系数为7时才能达到。时才能达到。频率复用系数频率复用系数 是表示相同频率是如何被复用的数目。是表示相同频率是如何被复用的数目。 第第1 1章章 概述概述 F E 小区1 D G B D E C A G B F A G B 小区8 七小区群 再用距 离 相同字母小区使用

21、相同频率组 第第1 1章章 概述概述 因此因此, 得到的结论是：每个小区中必得到的结论是：每个小区中必 须占用须占用210 kHz的频谱才有一条话路。的频谱才有一条话路。 通过减小小区面积增加小区数，虽然从通过减小小区面积增加小区数，虽然从 理论上能取得任意高的话路容量，但需理论上能取得任意高的话路容量，但需 要增加设备费用。要增加设备费用。 此外，由于小区覆盖范围减小，也此外，由于小区覆盖范围减小，也 增加了基站间的切换次数。切换次数的增加了基站间的切换次数。切换次数的 增加将导致两个坏处：一是容易掉话；增加将导致两个坏处：一是容易掉话； 二是加重了交换机的负担。二是加重了交换机的负担。 第

22、第1 1章章 概述概述 TDMA频谱效率的计算基本上和频谱效率的计算基本上和FDMA相同。相同。 由于目前被认可的频率复用准则和模拟系统相似，由于目前被认可的频率复用准则和模拟系统相似， 我们可以算出对于我们可以算出对于DAMPS， 每个小区必须占用每个小区必须占用70 kHz的频谱才有一条话路。换句话说，的频谱才有一条话路。换句话说，它的容量是它的容量是 模拟模拟AMPS的三倍的三倍。 同样可以算出，同样可以算出，GSM的系统的系统 容量约是模拟容量约是模拟TACS的两倍。的两倍。 第第1 1章章 概述概述 CDMA频谱效率的算法和上面两种制式不大相同，频谱效率的算法和上面两种制式不大相同，

23、 因为因为 上面两种制式每条话路占用的频谱宽度是一定的，只要频率复上面两种制式每条话路占用的频谱宽度是一定的，只要频率复 用系数一定，用系数一定， 每个小区的话路容量就确定下来。每个小区的话路容量就确定下来。 而而CDMA 是是 通过不同的地址码来区分用户的，所有用户都共用一个频率。通过不同的地址码来区分用户的，所有用户都共用一个频率。 决定决定CDMA系统容量的主要参数有系统容量的主要参数有处理增益、所需的处理增益、所需的Eb/N0值、值、 话音激活系数、频率复用效率和扇区数目等话音激活系数、频率复用效率和扇区数目等。而且即使上述参。而且即使上述参 数都确定，容量还要受具体的地理环境、背景噪

24、声和外部干扰数都确定，容量还要受具体的地理环境、背景噪声和外部干扰 等条件的影响。所以，在等条件的影响。所以，在CDMA中，每条话路所需占用的频中，每条话路所需占用的频 谱宽度是不确定的。通过试验和理论计算，谱宽度是不确定的。通过试验和理论计算，IS-95CDMA的容的容 量可达到量可达到AMPS的的8至至10倍，倍，即每个小区中只占用即每个小区中只占用20kHz的频的频 谱就可有一条话路。谱就可有一条话路。 第第1 1章章 概述概述 目前的目前的CDMA蜂窝系统实际上也都是蜂窝系统实际上也都是FDMA 和和CDMA的组合。的组合。 因为处在同一载频的因为处在同一载频的CDMA 用户共用同一频

25、率，所以它的频率复用系数可以用户共用同一频率，所以它的频率复用系数可以 被看作是被看作是1，但由于受邻近小区中用户的干扰的，但由于受邻近小区中用户的干扰的 影响，影响，CDMA实际的频率复用系数应为实际的频率复用系数应为2/3。 CDMA系统的高容量很大一部分因素是由于它系统的高容量很大一部分因素是由于它 的频率复用系数远远超过其他制式的蜂窝系统，的频率复用系数远远超过其他制式的蜂窝系统， 第第1 1章章 概述概述 1.6 移动通信系统的发展史移动通信系统的发展史 移动通信的发展大致经历了以下几个发展阶段：移动通信的发展大致经历了以下几个发展阶段： 20世纪世纪2030年代：警车无线电调度电话

26、（年代：警车无线电调度电话（AM调幅），调幅）， 使用频率为使用频率为2 MHz。 20世纪世纪4050年代：人工接续的移动电话（年代：人工接续的移动电话（FM调频），调频）， 单工工作方式，单工工作方式， 使用频段为使用频段为150 MHz及及450 MHz。 特别值得特别值得 一提的是一提的是1947年年Bell实验室提出了蜂窝的概念。实验室提出了蜂窝的概念。 20世纪世纪60年代：自动拨号移动电话，全双工工作方式，年代：自动拨号移动电话，全双工工作方式， 使用频段为使用频段为150 MHz及及450 MHz。1964年美国开始研究更先年美国开始研究更先 进的移动电话系统（进的移动电话系统

27、（IMTS）。）。 第第1 1章章 概述概述 20世纪世纪7080年代：年代：AMPS、TACS分别在美国、英国分别在美国、英国 投入使用。投入使用。 使用频段为使用频段为800/900 MHz（早期曾使用（早期曾使用450 MHz），全自动拨号，全双工工作，具有越区频道转换，自），全自动拨号，全双工工作，具有越区频道转换，自 动漫游通信功能。频谱利用率、系统容量和话音质量都有明动漫游通信功能。频谱利用率、系统容量和话音质量都有明 显的提高。显的提高。 20世纪世纪90年代：年代：GSM数字移动通信系统和窄带数字移动通信系统和窄带CDMA （IS-95A）数字移动通信系统及卫星移动通信投入使用

28、。）数字移动通信系统及卫星移动通信投入使用。 第第1 1章章 概述概述 21世纪初：基于窄带世纪初：基于窄带IS-95 CDMA技术的宽带技术的宽带CDMA技术技术 cdma2000、基于日本无线工业广播协会（、基于日本无线工业广播协会（ARIB）支持的纯）支持的纯W- CDMA和欧洲电信标准协会（和欧洲电信标准协会（ETSI）制定的）制定的UTRA 两个独立两个独立 建议的建议的W-CDMA、由我国提出的时分同步、由我国提出的时分同步CDMA（TD- SCDMA）等第三代（）等第三代（3G）系统（）系统（IMT-2000）陆续开始投入使）陆续开始投入使 用或建立试验网。其中，第三代（用或建立

29、试验网。其中，第三代（3G）系统使用频段为）系统使用频段为 18852025 MHz， 21102200 MHz，全球统一标准。，全球统一标准。 在使用的在使用的150 MHz、450 MHz、900 MHz三个频段的具体三个频段的具体 收发频率间隔分别为收发频率间隔分别为: 150 MHz的收发频率间隔为的收发频率间隔为5.7 MHz； 450 MHz 的收发频率间隔为的收发频率间隔为10 MHz；900 MHz的收发频率间的收发频率间 隔为隔为45 MHz。 第第1 1章章 概述概述 20世纪世纪80年代发展起来的模拟蜂窝移动电话系统，人们把年代发展起来的模拟蜂窝移动电话系统，人们把 它称

30、为第一代移动通信系统。它称为第一代移动通信系统。其主要技术是模拟调频、频分多其主要技术是模拟调频、频分多 址，址， 主要业务是电话主要业务是电话。 代表这一系统的有美国的代表这一系统的有美国的AMPS，英国，英国 的的TACS，北欧的，北欧的NMT-900及日本及日本HCNTS等。等。 模拟系统的主要模拟系统的主要 缺点是缺点是：频谱利用率低，不能与：频谱利用率低，不能与ISDN兼容，保密性差，以及移兼容，保密性差，以及移 动终端要进一步实现小型化、低功耗、低价格的难度都较大。动终端要进一步实现小型化、低功耗、低价格的难度都较大。 第第1 1章章 概述概述 第第1 1章章 概述概述 蜂窝移动通

31、信的演进过程 第第1 1章章 概述概述 第一代移动通信系统第一代移动通信系统 第第1 1章章 概述概述 第一代移动通信系统的特点第一代移动通信系统的特点 第第1 1章章 概述概述 第二代移动通信系统第二代移动通信系统 第第1 1章章 概述概述 第二代移动通信系统的特点第二代移动通信系统的特点 第第1 1章章 概述概述 第第1 1章章 概述概述 第三代移动通信系统的特点第三代移动通信系统的特点 第第1 1章章 概述概述 1.7 我国移动通信发展现状我国移动通信发展现状 为了改变我国以往在制订技术标准方面跟着国外标准跑的为了改变我国以往在制订技术标准方面跟着国外标准跑的 局面，我国政府主管部门高度

32、重视第三代局面，我国政府主管部门高度重视第三代(3G)移动通信的发展，移动通信的发展， 积极制定具有我国自己知识产权的积极制定具有我国自己知识产权的3G标准。在标准。在1998年年6月月30日，日， 国际电信联盟国际电信联盟(ITU)规定的提交无线传输技术规定的提交无线传输技术(RTT)建议的最后建议的最后 期限里，期限里， 共有共有10个组织向个组织向ITU提交了候选提交了候选RTT方案，信息产业方案，信息产业 部电信科学技术研究院部电信科学技术研究院(CATT)代表中国也提交了自己的候选代表中国也提交了自己的候选 方案方案(TD-SCDMA)。1999年年11月在芬兰召开的月在芬兰召开的I

33、TU第第18次会议次会议 上，上， TD-SCDMA技术正式作为技术正式作为IMT-2000的三种主流标准之一。的三种主流标准之一。 我国将迎来移动通信发展的新高潮。我国将迎来移动通信发展的新高潮。 第第1 1章章 概述概述 1.8 移动通信发展的主要技术问题及发展方向移动通信发展的主要技术问题及发展方向 第第1 1章章 概述概述 第第1 1章章 概述概述 B3G的挑战 第第1 1章章 概述概述 B3G无线传输的关键技术 第第1 1章章 概述概述 第第1 1章章 概述概述 1.9常用移动通信系统常用移动通信系统 1.9.1 无线电寻呼系统无线电寻呼系统 发射台 无线电寻呼 控制中心及 主发射台

34、 发射台 公用 电话网 用户回路 第第1 1章章 概述概述 1.9.2 蜂窝移动通信系统蜂窝移动通信系统 (a) 大区覆盖；大区覆盖； (b) 小区覆盖小区覆盖 第第1 1章章 概述概述 图图 1-7 蜂窝移动通信系统的示意图蜂窝移动通信系统的示意图 MS BS BS MS BS BS MSC MSC 移动交换中移动交换中 心或心或 移动电话交移动电话交 换局换局MTSO 基站基站移动台移动台 移动通信网移动通信网 MS MS 公众通信网公众通信网 第第1 1章章 概述概述 移动交 换中心 蜂窝A 时间3 时间2时间1 蜂窝B 当移动单元从蜂窝B越区到蜂窝A时， 切换在移动交换中心的控制下进行

35、 图图 1-8 越区切换示意图越区切换示意图 第第1 1章章 概述概述 1.9.3 无绳电话系统无绳电话系统 第第1 1章章 概述概述 表表 1-2 几种无绳电话系统的主要参数几种无绳电话系统的主要参数 第第1 1章章 概述概述 1.9.4 集群移动通信系统集群移动通信系统 1. 集群的概念集群的概念 把一些由各部门分散建立的专用通信网集把一些由各部门分散建立的专用通信网集 中起来，统一建网和管理，并动态地利用分配给中起来，统一建网和管理，并动态地利用分配给 它们的有限个频道，以容纳数目更多的用户；它们的有限个频道，以容纳数目更多的用户； 改进频道共用的方式，即移动用户在通信改进频道共用的方式

36、，即移动用户在通信 的过程中，不是固定地占用某一个频道，而是在的过程中，不是固定地占用某一个频道，而是在 按下其按下其“按讲开关按讲开关”(PTT)时，才能占用一个频时，才能占用一个频 道；一旦松开道；一旦松开PTT，频道将被释放，频道将被释放， 变成空闲频变成空闲频 道，并允许其它用户占用该频道。道，并允许其它用户占用该频道。 第第1 1章章 概述概述 集群移动通信系统集群移动通信系统 传输方式：以单向传输为主。传输方式：以单向传输为主。 基本技术：频率共用技术。基本技术：频率共用技术。 适用范围：调度系统的专用通信网。适用范围：调度系统的专用通信网。 所谓集群通信系统，即系统所具有的可用信

37、道可为系所谓集群通信系统，即系统所具有的可用信道可为系 统的全体用户共用，具有自动选择信道功能，它是共统的全体用户共用，具有自动选择信道功能，它是共 享资源、分担费用、共用信道设备及服务的多用途、享资源、分担费用、共用信道设备及服务的多用途、 高效能的高效能的无线调度通信系统无线调度通信系统。 第第1 1章章 概述概述 假设基站共有假设基站共有5个频道，分别用个频道，分别用A、 B、 C、D和和E 表示。假若各个频道的平均忙闲的时间都是各占表示。假若各个频道的平均忙闲的时间都是各占50%， 因而当某一用户要单独占用其中任一个频道时，发生因而当某一用户要单独占用其中任一个频道时，发生 阻塞的概率

38、也是阻塞的概率也是50%。倘若这个用户能利用这。倘若这个用户能利用这5个频道个频道 的空闲时间传输其信息，则只有当的空闲时间传输其信息，则只有当5个频道一起处于全个频道一起处于全 忙状态时，才会出现呼叫阻塞。显然，这时的阻塞概忙状态时，才会出现呼叫阻塞。显然，这时的阻塞概 率会显著减小。设单独占用各个频道的阻塞概率分别率会显著减小。设单独占用各个频道的阻塞概率分别 为为P(A)=P(B)=P(C)=P(D)=P(E)=50%，则采用上述办，则采用上述办 法后的阻塞概率为法后的阻塞概率为 =P(A)P(B)P(C)P(D)P(E)=3.125%。 第第1 1章章 概述概述 2. 集群系统的用途和

39、特点集群系统的用途和特点 集群通信系统属于专用移动通信网，适用于在各集群通信系统属于专用移动通信网，适用于在各 个行业个行业(或几个行业合用或几个行业合用)中间进行调度和指挥，对网中中间进行调度和指挥，对网中 的不同用户常常赋予不同的优先等级。蜂窝通信系统属的不同用户常常赋予不同的优先等级。蜂窝通信系统属 于公众移动通信网，适用于各阶层和各行业中个人之间于公众移动通信网，适用于各阶层和各行业中个人之间 通信，通信， 一般不分优先等级。一般不分优先等级。 集群通信系统根据调度业务的特征，通常具有一集群通信系统根据调度业务的特征，通常具有一 定的限时功能，一次通话的限定时间大约为定的限时功能，一次

40、通话的限定时间大约为1560秒秒(可可 根据业务情况调整根据业务情况调整)。 蜂窝通信系统对通信时间一般不蜂窝通信系统对通信时间一般不 进行限制。进行限制。 第第1 1章章 概述概述 集群通信系统的主要服务业务是无线用户和无线集群通信系统的主要服务业务是无线用户和无线 用户之间的通信。蜂窝通信系统却有大量的无线用户与用户之间的通信。蜂窝通信系统却有大量的无线用户与 有线用户之间的通话业务。在集群通信系统中也允许有有线用户之间的通话业务。在集群通信系统中也允许有 一定的无线用户与有线用户之间的通话业务，但一般只一定的无线用户与有线用户之间的通话业务，但一般只 允许这种话务量占总业务量的允许这种话

41、务量占总业务量的5%10%。 集群通信系统一般采用半双工集群通信系统一般采用半双工(现在已有全双工现在已有全双工 产品产品)工作方式，因而，一对移动用户之间进行通信只工作方式，因而，一对移动用户之间进行通信只 需占用一对频道。蜂窝通信系统都采用全双工工作方式，需占用一对频道。蜂窝通信系统都采用全双工工作方式， 因而，一对移动用户之间进行通信，因而，一对移动用户之间进行通信， 必须占用两对频道。必须占用两对频道。 第第1 1章章 概述概述 3. 集群系统的组成集群系统的组成 集群系统均以基本系统为模块，并用这些模块扩展集群系统均以基本系统为模块，并用这些模块扩展 为区域网。根据覆盖的范围及地形条件，基本系统可由为区域网。根据覆盖的范围及地形条件，基本系统可由 单基站或多基站组成。集群系统的控制方式有两种：即单基站或多基站组成。集群系统的控制方式有两种：即 专用控制信道的集中控制方式和随路信令的分布控制方专用控制信道的集中控制方式和随路信令的分布控制方 式，分别如图式，分别如图 1-10(a)和和(b)所示。所示。 第第1 1章章 概述概述 系 统 管 理 终 端 系统控制中心 （SCC）