第1章移动通信概述

1、内容：q移动通信的概念、特点和工冷料q移动通信的组网制式、区域结构、多信道共 用概念、信道自动选择方式、频率利用q移动交换机的特殊功能和特有的跟踪交换技重点：q移动通信的概念、特点5多信道共用概念难点：q正六边形区群结构q话务理论q移动通信的交换及控制技术目的和要求：q掌握移动通信概念、特点q了解移动通信系统的组网制式、无线区群结 构、信道选择方法q掌握多信道共用、频率复用概念Wq理解移动通信中的位置登记、越区切换、漫 游等基本控制技术什么是移动通信q移动通信是指通信双方至少有一方在移动中 进行信息交换的通信方式。至少有-方能移动； 一种有线和无线相结合的通信方式；区域内可随时随地进行；I W

2、a为个人通信（5W通信）打下基础；A移动通信可以是双向的，也可以是单向的。、专用、公用；模拟、数字；W单工、半双工、双工制； 单区制、多区制、蜂窝制;FDMA、TDMA、CDMA移动通信的类型q按使用对象分：军用、民用；q按用途和区域分：陆上、海上、空氓;q按经营方式分q按信号性质分q按工作方式分q按网络形式分q按多址方式分1.1移动通信的基本概念移动通信的特点5移动通信是有线、无线相结合的扁債方式。q电波传播条件恶劣，存在严重的多径衰落。原因：接收信号由直射波和反射波叠加而成,各信号到达 接收点时幅度和相位都不一样，使接收信号电平起伏不定。要求：在进行移动通信系统的设计时，必须具有定的抗 衰

3、落的能力和储备。 , 咯士 mm： 士 卫：f.:aq强干扰条件下工作。通信质量的好坏不仅取于设备性能，逐和外部噪声与干扰 有关。A主要噪声：人为噪声，如汽车点火噪声 要求：选择抗干扰性强的调制方式；设备具有足够的抗 人为噪声能力。主要干扰：/互调干扰，设备中器件的非线性引起，要求设备必须具有良 好的选择性； /邻道干扰，离基站近的移动台的强信号干扰离基站远的邻道 上的移动台的弱信号，要求移动台采用自动功率控制电路。/同频干扰是相同载频电台间的干扰，主要由同频复用引起绳 要求系统在组网时，给予充分的重视。q具有多卜勒效应。、多卜勒效应：相对速度引起频移。频移与速度和入射波方 向有关。要求：采用

4、锁相技术（频率跟踪和低门限性能）q存在阴影区（盲区）。盲区：某些特定区域中，电波被吸收或被反射而使移动台 接收不到信息要求：在网络规划、设置基站时必须予以充分的考虑、I 用户经常移动，与基站间无固定联系。要求采用跟踪交换技术：如位置登记、越区切换、漫游移动通信的发展ylG （模拟系统）代表：美国的AMPS、英国的TACS等、w2G （数字系统）代表：泛欧的GSM、美国的DAMPS IS-95CDMA等u3G 、 、标准：基于GSM的WCDMA、基于IS-95CDMA的 cdma2000、TD-SCDMA等u4G、5G为使2G系统能平滑过渡到3G,采用2.5G技术 代表：GPRS （GSM向WC

5、DMA过渡）q我国移动通信的发展 1989年,模拟TACS； 1994年，GSM系统； 2001年，模拟网关闭，IS-95CDMA启用GPRS 开通；目前，正向3G的商用发展，I移动通信的工作方式单工方式：同时只能单方向工作，发信时需“按-讲” 操作同频单工异频单工G半双工方式：只有一方可收发同时进行；另一方同 时只能单方向工作3双工方式：通信双方均可同时收发工作I准双工方式：移动台仅在发信时开启发射机，而接收机常 开O移动通信系统的组成q组成：移动台MS、基站BS、移动业易交换中心MSC及与市话网PSTN相连接的中继线等市话网PSTN移动网PUMNMS IZ/MS无缆小区组网制式Og大区制-

6、小容量A概念：在一个服务区内只有一个基站负责移动通於d信的联络和控制A基站天线架设咼，发射功率大上行采用分集接收区域内所有频率不能重复小区制-大容量A概念：将整个服务区划分为若干个小无线区，每个小无线区分别设置一个基站负责本区的移动通信的联络和控制， 同时又可在MSC的 统一控制下，实现 小区间移动通信的 转接及与公众电话 网的联系。A优点：/同频复用距离减小，提高了频率利用率；/移动台和基站的发射功率减小，同时也减小了相互干 扰;/小区范围可根据用户数灵活确定，容量增大/当小区内用户数增加到一定程度，可进行“小区分裂”A缺点：/移动台切换概率增加，控制交换功能复杂，要求提高;/基站数增加，建

7、网成本提高I小区形状的选择A采用全向天线对平面服务区作尢缝覆盖，常用圆 内接正多边形代替圆表示无线小区形状。A能彼此邻接构成平面的圆内接正多边形有正毡形、正方形和正六边形。A比较三种圆内接正多边形：正六边形小区的中心 间隔最大，各基站间的干扰最小；交叠区面积最 小，同频干扰最小；交叠距离最小，便于实现跟 踪交换；覆盖面积最大，对于同样大小的服务区 域，采用正六边形构成小区制所需的小区数最少, 即所需基站数少，最经济；所需的频率个数最少, 频率利用率高。 一般采用正六边形小区形状。正六边形无线区群的构成5正六边形小区f单位无线区群f平面服务区q单位无线区群的构成构成条件：若干个无线区群能彼此邻接

8、；相恕单位无线区 群中的同频小区中心间隔距离相等。构成条件可表示为：N=a2+ab+b2。N为无线区群中的小区数；Ia、b为0或正整数，但不能同时为0不同的N值得到各不相同的无线区群形状。q单位无线区群的选择A考虑通信质量，不能产生严重的同频干扰；考虑 频率利用率，即同频复用距离。A频率分配时，每个无线小区一个信道组；每个无 线区群一组信道组，不同无线区群可采用相同信 道组。/同频无线小区中心间隔距离如大于或等于同频复用徐|/ N为无线区群中的小区数，I为小区半径/在满足所需同频复用距离前提下，N取最小值，使频 率利用率最高。/例：三频制、四频制、七频制无线区群4频制方式，dg=3.46r3频

9、制方式 dg=3r7频制方式，dg=4.58r(a)三叶草形(b) 120 扇面(c) 60扇面Q无线小区的划分A服务区内用户密度均匀，采用的森小区大小相 同，每个小区分配的信道数相同；A实际通信网络中，用户密度分布不均/高用户密度区域，无线小区应小些或分配的信道数多 些；/低用户密度区域，无线小区可大些或分配的信道数少 些；/当原小区用户密度增至一定程度，可实现小区分裂。、.A小区分裂/增大系统容量、降低用户密度，适应用户增 长/一分三方式、一分四方式无线区域的划分和组成，应根据地形地物情况、 容量密度、通信容量、频谱利用率等因素综合考 虑；A例：容量密度不等时的区域划分移动通信网络结构q大

10、容量小区制的区域结构组成：无线小区 -基站区一位置区一MSC区一业务区一PLM卜5移动通信网络结构:A二级网络、三级网络、四级网络I、集中交换方式、分散交换方式A常用三级集中交换式网络结构移动通信系统的信道结构Q信道A概念：通信网络中一条双向的信息传输通道； 类型：/话音信道、控制信道；/有线信道、无线信道A无线信道/移动台与基站间的一条双向传输通道，使用两个分扌 的无线频率，上下行信道间的载频间隔为双工间隔。/上行信道：由移动台发射，基站接收/下行信道：由基站发射，移动台接收A不同系统中信道的含义:/模拟系统中：信道二频道/GSM系统中：信道二某载频上的一个时隙/CDMA系统中：信道二一个正

11、交的地址码1.2移动通信的组网技术多信道共用提高频率利用率的方法同频复用：间隔一定距离的两个无线小区使用相同频道组多信道共用：网内大量用户共同享有若干个无线铲q用户占用信道方式独立信道方式多信道共用方式他个用户 厂伽个用户n个信道(a)独立信道方式(b)多信道共用方式q话务理论A呼叫话务量A/度量通信系统通话业务量或繁忙程度的指标/单位时间（1小时）内呼叫次数与每次呼叫的 平均占用信道时间之积，即A二ext/单位：爱尔兰（Erl）lErl表示一个小时内不断占用一个信道的话 夂务里/完成话务量A0：呼叫成功接通的话务量 /损失话务量Al呼损率B/呼损：由于用户数大于信道数，当多个用户 同时要求服

12、务而信道数不够时，有部分用户 因无空闲信道而不能通话，即为呼叫失败/呼损率B：通信系统中，造成呼叫失诫的概率/呼损率的物理意义：损失话务量与呼叫话务量之比的百分数(也可用呼叫次数表示)B 二(Al/A) X100% 二(CL/C) X100%/呼损率越小，成功呼叫的概率越大，用户就 越满意。因此呼损率也称为系统的服务等级。/呼损率与话务量是一对矛盾，服务等级与信 道利用率也是矛盾的，必须选择一个合适的 值/利用爱尔兰公式计算出的呼损率列表为爱尔 兰呼损表，反映话务量、呼损率和共用信道 数间的关系/工程上，常用查表的方式计算话务量A繁忙小时集中率K/忙时、非忙时/考虑用户数与信道数时应用采用忙时

13、话务量/忙时话务量：最繁忙的一小时的话务量/繁忙小时集中率：忙时话务量与全日（24小 时）话务量的比值K二忙时话务量/全日话务量1.2移动通信的组网技术每用户忙时话务量A用户/ A用户二CTK/3600 (Erl/用户)C为每天平均呼叫次数；T为每次呼叫平均占用时间(s)；K为繁忙小时集中率 I/ A用户是一个统计平均值/对专用移动通信系统，用户忙时的话务量可按0.06EH/ 用户计算；/对于公用移动通信系统，用户忙时的话务量按O.OlErl/ 用户来计算a每信道容纳的用户数m/ m=(A/n)/ A用户、A/n为每信道平均话务量，A可由爱尔兰呼损一1_d t _ A I_/每个信道所容纳的用

14、户数与在一定呼损条件 下系统所能负载的话务量成正比，与每用户 忙时话务量成反比。彳列：某移动通信系统，每天每个用户平均呼叫10次，每 次平均占用信道时间为80s,呼损率要求为10%,忙时 集中率K二0.125，问给定8个信道能容纳多少用户？角军：根据呼损率要求及信道数，查表得总话务量A=5.579Erl 每个用户忙时话务量A用户=CTK/3600=0.027（Erl/用户） 每个信道容纳的用户数m=（A/n）/A用户=257 （用户/信道）系统所容纳的用户数mXn=257X8205 （用户）当无线区共用信道数一定时，呼损率B越大，话务量A越 大,信道利用率n越高，服务质量越低多信道共用时，信道

15、利用率提高，但接续速率下降，设备 复杂，互调产物增多用户数不仅与话务量有关，而且与通话占用信道时间有关在系统设计时，既要保持一定的服务质量，又要尽量提高 信道的利用率，而且要求在经济技术上合理在系统设计时，必须选择合理的呼损率，正确确定每甬户 忙时话务量，采用多信道共用方式工作，根据用户数计算 信道数，或者给定信道数计算能容纳用户数q信道的自动选择方式A移动台需占用信道进行通话时，大多采用自动选 择空闲信道方式自动选择空闲信道方式：/专用呼叫信道方式/循环定位方式/循环不定位方式/循环分散定位方式A专用呼叫信道方式/在给定的多个信道中，选择一个信道专门用作呼叫/专用呼叫信道作用：处理呼叫（包括

16、MS生叫或被叫）； 指定话音信道频率利用q移动通信工作频段频段：超短波、微波A传播特点：直线视距传播；绕射能力弱，反射能 力强eg频率资源资源特点：/同一地区同时，频率数量有限，不能无限使用，尤其 不能重复使用，不能储藏/不同地区或不同时刻，频率可重复使用/频率是永不枯竭的有限资源，具有时间、空间、频率 的三维特性A使用:/各地区间应注意协调，不使用或使用不当均为浪费/频率易被污染1/频率资源严重短缺，在技术上要提高频率利用率；在 行政上要科学管理。频谱管理国际上A国内日常管理频谱分配的基本原则频道间隔A公共边界的频率协调多频道共用A频率复用A必须共同遵守的规则A频率利用率的评价q影响频率选择

17、的因素A传播环境的影响有关组网因素的影响A多频道共用的影响A互调的影响Q频道的分配方式A分区分组方式（无三阶互调）小型专用网等频距分配方式大型公用网移动交换系统I移动交换设备功能：完成无线用户之间、无线用户与市話用户之间建立 通话时的接续和交换移动交换设备多为程控电话交换机。移动交换设备与程控电话交换机相比需要有一些辖殊功能。 因为移动用户可在一定区域内任意移动，完成移动用户间 或移动用户与固定用户间的一个接续，须经固定的地而网 和不固定的无线信道的链接，而且移动台位置的变动使整 个服务区内话务分布状态随时发生剧烈的变化。IQ移动交换系统的特殊要求:A用户数据的存储；用户位置的登记；寻呼用户的

18、信令系统识别及处理;越区频道转换的处理；过荷控制；远距离档案存取;路由的控制移动通信中的控制技术q位置登记A概念：移动台向基站发送报文，表明自己所处的 位置的过程。弋A几个相关名词：位置区、家区、被访区归属位 置寄存器、访问位置寄存器A位置更新置区4MSCB位置区3位置区1MSCA位置区2A位置区的划分Q齐呼叫A概念：位置信息表明被呼移动用户在某个位置区, 但不知其所处的具体小区，因此位置区内所有基 站一齐发出被呼移动用户识别码，被叫移动用户 应答后，即由应答小区提供接续服务q越区切换A概念：为了保证通信的连续性，正在通话的移动 台从一个小区进入相邻的另一小区时,工作频道 从一个无线频道上转换到另一个无线频道上，而 通话不中断A按切换小区的控制区域分类：/在同一基站控制