移动通信第2章要点

1、第二章移动通信网，2.1介绍2.2移动通信系统2.3移动通信的信道结构2.4移动通信网的频率配置2.5移动通信环境中的干扰2.6移动通信网的频率计划2.7多信道共享技术2.8移动通信的交换技术2.9信道自动选择方式，2.1介绍，移动通信网是负责移动通信业务的网络，主要完成移动用户之间、移动用户和固定用户之间的信息交换。在这里，“信息交换”不仅指双方的通话业务，还包括数据、传真、图像等通信业务。一些移动通信网直接向社会大众提供移动通信业务，与公共交换电话网(PSTN)紧密连接，通过专用线路进入公共交换电话网，我们称之为公用电话网。有些移动通信网络没有向公众公开，没有进入电话网络，或与PSTN的互

2、连较少的专用网络。例如，工业企业的无线调度网、公安指挥、交通管理、海关走私预防、医疗救护等使用的无线电话网通常称为专用移动通信网。2.2移动通信系统，2.2.1移动通信网络，图2-1移动通信设计图，分区制在服务区只有一个或多个基站，负责移动通信的连接和控制。为了扩大服务区域，基站的天线设置得很高，发射器的功率为200W，复盖了约3050公里。移动通信网的服务区域复盖范围可分为少量地方制及大容量住宅界。优点：配置简单，投资少，效果快，主要用于专用网络或用户少的地区。2.2.2芯(蜂窝)移动通信网络、图2-2芯(蜂窝)移动通信网络、小区系统将整个服务区域划分为多个无线区域，每个区域设置一个基站，负

3、责本区域的移动通信和控制，在MSC的控制下实现区域间移动用户通信传输，以及移动用户与市用户之间的联系。图2-3是根据住宅区、微区、皮科区等区域半径的一半划分的住宅区。使用中：使用分区(请参见图2-3)、区域风扇、coverage access等技术增加系统容量。优点：提高频谱利用率，减少干扰，灵活网络，有效解决有限频道数和不断增加的用户数之间的矛盾。不足：需要更换工作通道，交换要求高，网络建设成本高。2.3移动通信的通道结构，2.3.1语音通道(VC)，主要控制和管理语音信号传递、占用和闲置移动业务交换中心。语音通道空闲时，基站语音信号设备发射器关闭。当语音通道被占用时，发射器打开。如果通道闲

4、置，但存在干涉并且超出了特定值，则通道不可用。语音频道除了传递语音外，还传递一些其他信息，如感应音、数据、拨号音等。在移动通信系统中，无线信道通常包括业务(语音)信道和控制信道。在模拟蜂窝系统(AMPS和TACS)中，SAT表示在语音传输过程中连续传输的带外短音。MSC可以通过SAT测试了解语音通道的传输质量。当语音通道单元发射器启动时，在带外(语音频带3003400Hz)持续检测(5970Hz或6000Hz或6030Hz)。SAT由BS的语音通道设备发送，并通过移动站MS循环。1 .感应音(SAT)，2 .数据有时可以在语音通道中传递数据。例如，在交叉区域切换时，呼叫暂时中断(模拟蜂窝系统的

5、一般要求限制为800毫秒)，可以用于以数据形式在语音通道中传递所需的指令或交换数据。3.信号音(ST)信号音是线路信号。移动台发出的单向信号。例如，如果在BS调用MS过程中，BS从MS收到ST，则贝尔成功。转换过程中，如果原始BS收到MS发送的ST信号，则表示MS批准转换。ST是频带内信号，通常在0300Hz之间。2.3.2控制通道(CC)，常规控制通道的下行用于寻呼，上行链路用于访问。每个无线社区内通常只有一个控制通道。因此，具有一组控制信道设备的中央激励基站；具有三套控制通道设备的顶点激励基站。1 .寻呼机移动用户被调用时，从控制通道的下行信道启动呼叫移动站信号，因此该信道被称为呼叫通道(

6、PC)。2.访问移动用户主调用在控制通道的上行链路通道上启动主调用信号，因此该通道称为访问通道(AC)。控制通道不仅传送寻呼和访问信号，还传送系统的一般消息、呼叫通道分配、重试(重新测试)等许多其他数据。2.4移动通信网络的频率配置，表2-1我国无线委员会为蜂窝移动通信系统指定的频率，2.5移动通信环境下的干扰，移动通信的无线设计中无线覆盖设计和无线干扰解决是两大难题。对于微蜂窝结构的无线网络，解决无线电干扰可能比覆盖设计困难。在移动通信网络中，无线电干扰通常可以分为同频干扰、相邻信道干扰、互调制干扰、阻塞干扰和近距远程干扰。2.5.1等信道干扰、等于或类似于同一频带中所有有用信号频率的干扰信

7、号称为同一信道干扰。1.等信道干扰保护比指示器接收器输出端有用信号达到指定质量时，接收器输入部有用的无线信号与等频无无线信号的比率的测量最小值称为等信道干扰保护比。语音质量通过用户平均意见分数MOS进行评估。对于模拟蜂窝移动通信网络，相同信道干扰保护率为：(1)静态等通道干扰防护率。三阶段语音质量的最低信噪比为14dB。相应的有用信号与干扰信号的比率为8dB。因此，保持三级语音质量下限的静态等通道干扰保护比要求大于8dB。4阶段语音质量的最低信噪比约为25dB。为了保持四阶段语音质量下限，静态等通道干扰防护率要求大于12dB。(2)同通道干扰概率。相同信道干扰概率规定为10%。(3)考虑衰落影

8、响、干扰概率和静态RF保护率后的同通道干扰保护率。在具有快速淡入和缓慢淡出的情况下，通常建议在静态等通道干扰保护比(P)中添加等通道干扰裕量(ZP)，即P ZP(dB)。表2-2列出了当碰撞概率为10%时的P ZP值。表2-2干扰概率为10%时，P ZP，L表示根据位置的接收中值场强的标准偏差。对于数字蜂窝通信系统，可以相应地降低负载干燥比要求。2 .相同信道多路复用保护距离系数D/r、图2-4相同信道多路复用保护距离系数、蜂窝网络保持两个相同信道分区所需的距离是相同信道干扰保护率满足指标要求的主要方法。在全向基站中，同信道多路复用保护距离系数定义为右、式、D/r是同信道多路复用保护距离系数。

9、表2-3为了满足同通道多路复用保护距离系数D/r、表2-2中的同通道干扰保护率指标，要求系数定义如下表。计算结果见表2-3。2.5.2在相邻信道干扰k信道上操作的接收器受到在k1信道上操作的信号的干扰。也就是说，相邻信道(k1信道)信号功率在k信道的接收器通过频带内发生的干扰称为相邻信道干扰。要解决相邻通道碰撞，请执行以下操作：(1)降低发射机到达相邻信道的干扰功率。也就是说，减少发射机带外辐射。(2)提高接收机的相邻信道选择性。(3)在网络设计中，确保相邻通道不在同一社区或相邻区域内使用，从而提高相同通道保护率。2.5.3在互调制干扰专用和小容量网络中，互调制干扰可能是网络安装的更大关注点。

10、生成互调干扰的基本条件是(1)多个干扰信号(A、B、C)和干扰信号的频率(S)之间满足2A-B=S或A B-C=S的条件。(2)干扰信号的范围足够大。(3)干扰(信号)站和干扰接收器同时工作。互调干扰分为发射机互调干扰和接收机互调干扰两类。，1 .发送器相互调制将一个发送器发送的信号干扰到另一个发送器，在该最终级放大器的非线性作用下与输出信号相互调制，产生不需要的组合干扰频率，接收信号频率与这些组合频率相同的接收器中发生的干扰称为发送器相互调制干扰。减少发射机互调干扰的方法包括：(1)增加发射器天线之间的距离。(2)使用单向绝缘装置和高q谐振腔；(3)提高发射机的互调转换损耗。2 .接收机互调

11、干扰当多个强干扰信号进入接收机前端电路时，在设备的非线性作用中相互混合干扰信号后，接收机if波段内的互调结果可能产生的干扰称为接收机互调干扰。降低接收机互调干扰的方法包括：(1)提高接收机前端电路的线性度。(2)在接收机正面插入过滤器，提高选择性。(3)选择没有三次互换的通道组。3 .集合网络中相互调制干扰的对策(1)蜂窝移动通信网络。由于信道数量多，需要联合谐振合成器，因此，依赖于抑制互调干扰的设备的良好互调抑制指标的只有互调最小的等距信道配置。(2)专用小容量移动通信网。使用主要以不同间隔分布的三次互不调制通道配置方案，防止互不调制干扰。表2-4显示了没有第三次交换的通道序列号。如表2-4

12、所示，如果需要的通道数较多，通道利用率低，不适合蜂窝网络。表2-4在没有第三次相互调制干扰的信道组、与2.5.4阻塞干扰接收器的工作频率相距较远但进入接收器并作用于该前端电路的强干扰信号时，由于接收器前端电路的非线性，有用信号增益减少或噪声增加而降低接收器灵敏度的现象称为阻塞干扰。这种干扰与干扰信号的振幅有关，振幅越大，干扰越大。如果干扰电压振幅很高，接收器可能无法收到有用的信号，从而导致通信中断。2.5.5近距和远距干扰基站在两个不同的移动台上同时接收信号时，与基站接近的移动台b (D2)到达基站的功率比与基站距离较远的移动台a(距离，1)的到达功率大得多，如果两个频率相似，则与基站接近的移

13、动台b可能由于接收远离基站的移动台a的有用信号的干扰或正向而被移动台a的有用信号淹没。这种现象称为禁卫军远程干涉。克服近距和远距干扰有两个主要措施。一种是将两个移动台使用的通道按所需间隔放置。二是在移动台末端添加自动(发射)功率控制(APC)，使所有工作的移动台达到基站功率，这是基本。由于频率资源不足，几乎所有移动通信系统都在基站和移动终端上采用APC操作方式。2.6蜂窝移动通信网络的频率规划，2.6.1等距离分配方法，蜂窝移动通信网络的同信道干扰问题已在分割时考虑，确保适当的保护费，相邻信道干扰问题应在信道分配时考虑。各向同性分布方法以与频率相同的间隔分布通道，可以有效地避免相邻通道的干扰。

14、如果需要M通道划分为N通道组，则每个通道组中有M/N通道，N通道组中的通道序列为K jNK=1，2，3，N；对于J=0，1，2，(M/N)-1表达式，K是通道组的序列号，最大K=N，j是通道序列号的值。中国的GSM网络和TACS网络使用这种方法。如果基站使用无向激励，则通常使用12个无线社区(基本区域)作为群集(集群)，如图2-5所示。K jN中的规则确定每个通道组的通道序列，如下所示：第一个通道组，K=1，j=012，例如(1，13，25，)。第二个通道组，K=2，j=012，例如(2，14，26，)。第三个通道组，K=3，j=012，例如(3，15，27，)。第四个通道组，K=4，j=01

15、2，示例(4，16，28，)，第五个通道组，k J=012，因此(5，17，29，)。第六个通道组，K=6，j=012，因此在(6，18，30，)。第七个通道组，K=7，j=012，因此在(7，19，31，)。第八个通道组，K=8，j=012，因此在(8，20，32，)。第九个通道组，K=9，j=012，因此在(9，21，33，)。第十个通道组，K=10，j因此存在(10，22，34，)。第11个通道组，K=11，j=012，因此存在(11，23，35，)。第十二个通道组，K=12，j=012，因此(12，24，36，)图2-512无线社区由一个群集组成的通道组，图2-64个基站24个扇区由一

16、个群集组成的通道组，图2-77MSC仅分配与以下条件相对应的频率：此社区不使用此频率，为了避免相同的频率干扰，位于有限最小频率重用距离内的所有社区都不使用此频率。动态信道分配策略有助于提高信道利用率，降低系统调用阻塞率，但是MSC需要持续实时收集信道占用、流量分布、所有信道的无线信号强度指示等数据，从而增加系统的计算量和存储量。2.7多通道共享技术，多通道共享是指网络中多个用户共享多个无线通道，与独立通道方法不同，多通道共享可以显着提高通道利用率。对于相同的多用户和多通道，多通道共享的结果是用户呼叫阻塞的概率明显降低。那么，在保持一定质量的情况下使用多通道共享时，在一个通道上平均分配多少用户是

17、合理的吗？这就是我们要讨论的业务量和电话损失率问题。2.7.1流量和通话损失，1 .呼叫流量是衡量通信系统流量或使用量的指标。呼叫吞吐量a是指在单位时间内(1小时)执行的平均电话交换量。c使用每小时平均调用数(包括调用成功和调用失败数)等公式，可以表示：每个T0调用的平均通道占用时间，包括连接时间和呼叫时间。如果T0是时间单位，则流量a的单位为Erlan (Erlang，通话期间的时间，简单地说是erl)。如果在一小时内持续占用一个通道，则调用量为1Erl。文字道具中最大的工作量。例如，在100通道中设置的平均每小时2100次调用和平均调用时间为2分钟的情况下，这些通道的调用服务量：2。调用损

18、失率当多个用户共享时，用户数通常大于通道数。因此，会出现很多用户同时要求通话，频道数不能满足要求的情况。有些用户必须先通话，其他用户必须等待空闲通道。此后，部分用户打了电话，但没有频道就不能打电话，这被称为呼叫失败。在一个通信系统中，导致调用失败的概率称为调用失败概率，简单地说是调用丢失率(b)。为了通话成功，连接电话的流量，简单完成的流量；c是调用总数。C0 1小时内成功调用的呼叫数；t每个呼叫的平均占用通道时间，完成流量A，呼叫损失率b，格式(A-A)为损失流量。因此，调用丢失率的物理含义是丢失流量与调用流量的百分比。显然，调用率b越小，成功调用的概率越高，用户就越满意。因此，也称为系统服务级别thegrade ofservice(GOS)。例如，系统的调