移动通信：第六章-FDMA模拟蜂窝网

第6章频分多址(FDMA)模拟蜂窝网

6.1系统概述

6.2系统控制及其信令

6.3系统的工作过程2023/2/61信息与通信工程系6.1系统概述6.1.2系统结构6.1.1发展简况2023/2/62信息与通信工程系6.1.1发展简况AMPS

AdvancedMobilePhoneService

系统采用7小区复用模式采用扇区化和小区分裂来提高容量频段范围：基站发射870-890MHz

移动台发射825-845MHz

频率间隔：45MHz2023/2/63信息与通信工程系

TACS

TotalAccessCommunicationSystem

我国于1990年8月确定采用TACS制式系统频段为：890-915MHz

935-960MHz

频率间隔为:45MHz6.1.1发展简况2023/2/64信息与通信工程系6.1.1发展简况表8-1模拟蜂窝系统2023/2/65信息与通信工程系表8-1模拟蜂窝系统(续表)

由表可见，各种系统有很多相似之处，但也有很多差异互不兼容，显然移动用户无法在各种系统之间实现漫游。6.1.1发展简况2023/2/66信息与通信工程系6.1.2系统结构

通常，在一个大型蜂窝网移动电话系统中有若干个移动电话交换局MTSO，也称作移动交换中心MSC。图8-1蜂窝网移动电话系统结构2023/2/67信息与通信工程系模拟蜂窝网移动电话系统组成：

MTSO

网控制中心，是基站与市话网之间的接口，具有交换、控制功能及移动性管理功能(移动台识别和登记、频道指配、过境切换、漫游和呼叫处理等)。

BS

基站主要由基站控制器和多部信道机等组成，以FDMA/FDD方式工作。

MS

移动台可以是车载电话机，也可以是手持式电话机。6.1.2系统结构2023/2/68信息与通信工程系6.2系统控制及其信令6.2.1系统的控制结构6.2.2控制信号及其功能6.2.3数字信令2023/2/69信息与通信工程系6.2.1系统的控制结构信道类型无线信道有线信道话音信道（前向、反向）控制信道（前向、反向）2023/2/610信息与通信工程系控制信道（建立信道）：主要用于传送控制信令。6.2.1系统的控制结构话音信道(业务信道)：主要用于传送话音。但话音信道中还会传输一些必要的随路信令。如：监测信息、功率控制、越区切换等2023/2/611信息与通信工程系1、监测音SAT（

SupervisoryAudioTone

）

用于信道分配和对移动用户的通话质量进行监测。6.2.2控制信号及其功能话音信道中的随路信令当某一话音信道要分配给某一移动用户时，BS就在前向话音信道上发送SAT信号。移动台检测到SAT信号后，在反向话音信道上环回该SAT信号。BS在收到环回的SAT信号后，就确认双方话音信道已经接通。

SAT音的配置原则：每个区群使用其中的一个监测音，相邻区群分别使用另外两个监测音。监测音频率：5970Hz、6000Hz、6030Hz2023/2/612信息与通信工程系上节课主要内容信令

信令的基本功能信令的发展信令的分类位置管理越区切换分类(硬切换、软切换、更软切换)。切换准则；切换控制；切换时信道分配。为什么需要位置管理？位置管理任务（位置登记、呼叫传递）频分多址(FDMA)模拟蜂窝网系统结构系统控制及其信令信道类型管理位置数据库（HLR、VLR）2023/2/613信息与通信工程系监测音配置6.2.2控制信号及其功能2023/2/614信息与通信工程系2、信令音ST

（Signalling

Tone）

在移动台MS至BS的反向话音信道中传输的单音。6.2.2控制信号及其功能（1）MS收到BS发来的振铃信号时，MS在反向话音信道上向BS发送ST信号，表示振铃成功，一旦移动用户摘机通话，就停发ST信号；(2)移动台在越区切换前，在MTSO控制下，BS在原来的前向话音信道上发送一个新分配的话音信道的指令，MS收到该指令后，就发ST信号以表示确认。（3）移动台通话结束时，发ST信号。信令音频率：10kHzST音主要用途：2023/2/615信息与通信工程系

根据SAT和ST信号的有无，可以用来判断MS处于挂机等待状态还是还是摘机状态。收到未收到有移动台挂机移动台处于衰落环境中或移动台处于关机状态无移动台摘机SATST6.2.2控制信号及其功能2023/2/616信息与通信工程系

定位与越区切换

在移动台通话过程中，为其服务的BS定位接收机不断监测来自移动台的信号电平，当发现环回的SAT音电平低于指定值SSH(SignalStrengthforHandoffRequest)，立即告知MTSO。

MTSO当即命令邻近的BS同时监测该移动台的信号电平，并即把测量结果向MTSO报告。MTSO根据这些测量结果，就可判断移动台驶入了哪个小区。

上述过程称为定位。1.定位6.2.2控制信号及其功能2023/2/617信息与通信工程系移动台与BS1在xxx话音信道上通话，且驶离BS1。(2)

MTSO要求邻近小区的BS测试该移动台信号强度，并将测量结果报告给MTSO，MTSO

选择其中信号强度最强的BS2，并为BS2选择空闲信道yyy，开启BS2的yyy信道发射机，发送监测音SATY。(3)MTSO通过BS1向MS发送切换到新的话音信道yyy的指令，MS调谐到yyy信道，当收到SATY后立即环回SATY，BS2收到环回的SATY后，告知MTSO越区切换成功。(4)原BS1关闭xxx信道，转入空闲状态。2.越区切换6.2.2控制信号及其功能2023/2/618信息与通信工程系6.2.2控制信号及其功能越区切换过程2023/2/619信息与通信工程系

蜂窝移动电话系统由于容量大，所以都采用专用控制信道来传输数字信令。

传输信道分类：前向和反向控制信道；前向和反向语音信道；有线信道。6.2.2控制信号及其功能2023/2/620信息与通信工程系

寻呼与接入1.寻呼(前向控制信道)

当市话用户呼叫某一个移动用户时，MTSO通过某一个基站或位置区内多个基站甚至所有基站发出呼叫信号，包括被呼用户号码以及话音信道指配代号等。2.接入(反向控制信道)

移动台主呼时，要求入网。在反向控制信道上传送入网信息，如将自己的用户识别号告知基站，并在前向控制信道上等候指配话音信道。6.2.2控制信号及其功能2023/2/621信息与通信工程系

冲突退避

由于移动台的主呼是随机的，因此当一个无线区内有两个以上移动台同时发起主呼，就会因争用控制信道而发生冲突现象。解决的办法是建立一种退避原则。各种系统采用的办法不一样。在前向控制信道的信令中每隔10位发一个忙/闲标志位，当控制信道忙时，该比特位为0；当该信道闲时，该比特位为1。6.2.2控制信号及其功能解决办法：2023/2/622信息与通信工程系

移动台的功率等级信号1类和2类用于车载台、3类和4类用于手持机。6.2.2控制信号及其功能2023/2/623信息与通信工程系6.2.3数字信令

传输信道分类：前向和反向控制信道前向和反向语音信道数字信令传输及格式2023/2/624信息与通信工程系信息字A、B均系传输的数据信息，字A和字B交替传送目的是减小错误的相关性。

前向控制信道FOCC

(ForwardControlChannel)

信息内容：被呼叫移动台号码、语音信道指配代号、功率等级指令代码等。6.2.3数字信令2023/2/625信息与通信工程系由于移动台是随机接入的，为了保证收端可靠同步，因此位同步比前向控制信道要长。

反向控制信道RECC

(ReverseControlChannel)

信息内容：主呼时接入请求信息、被呼号码及移动台本身的识别号；被呼时对基站指令的响应。6.2.3数字信令2023/2/626信息与通信工程系

前向话音信道中的控制信令信息内容：通话间一些必要的信令传输，如越区切换时指定新的话音信道，对移动台的功率控制。6.2.3数字信令2023/2/627信息与通信工程系上节课主要内容位置管理越区切换分类(硬切换、软切换、更软切换)。切换准则；切换控制；切换时信道分配。为什么需要位置管理？位置管理任务（位置登记、呼叫传递）频分多址(FDMA)模拟蜂窝网系统结构系统控制及其信令信道类型管理位置数据库（HLR、VLR）数字信令传输及格式2023/2/628信息与通信工程系6.3

系统的工作过程系统工作过程

初始状态移动台被呼移动台主呼话终拆线2023/2/629信息与通信工程系6.3.1初始状态

移动台开机接通电源后，根据预先存储的程序对控制信道进行扫描搜索，并锁定在信号最强的信道上，然后移动台继续监视所选择的控制信道，等候被呼或发起主呼。

由于移动台在不断的移动，所以初始过程往往需要反复进行，亦即每隔一定时间或收到信号由强变弱到某个规定值时，就重新搜索控制信道，从而保证移动台不断地跟踪信号最强的基站。2023/2/630信息与通信工程系6.3.2移动台被呼市话用户主呼、移动台被呼工作过程：寻呼、寻呼响应、分配话音信道、振铃和通话等。

市话用户直接拨该移动用户电话号码，通过市话局接入移动交换中心(MSC)。MSC收到被呼的移动用户号码，将其转换成移动台的识别号码，并发出寻呼指令，让本服务区各基站通过前向控制信道选呼该移动用户。

1.寻呼2023/2/631信息与通信工程系被呼移动用户发现被呼信号，监测前向控制信道的忙/闲位。若是空闲标志，则移动台发射机的频率调到相应的反向控制信道上，并作出应答，即在反向控制信道上发送移动台本身的识别号码，表明已收到被呼信号。6.3.2移动台被呼

2.寻呼响应2023/2/632信息与通信工程系

MSC收到

MS的寻呼响应后，给正在服务的基站指配空闲话音频道，同时给基站配置相应的有线话音线路。基站通过前向控制信道通知移动台调到指配的话音频道，基站话音信道机开启，发送SAT信号，移动台在指配的话音频道上环回SAT信号。6.3.2移动台被呼3.指配话音信道2023/2/633信息与通信工程系基站在前向话音频道上发出振铃信号，移动台收到振铃信号后，一方面振铃，同时在反向话音信道上发送信令音ST，表示振铃成功。基站通过MSC向主呼市话用户发送回铃声。

移动台振铃，用户摘机，信令音ST停发，回铃音断，到此完成了市话用户主呼移动用户的接续过程。6.3.2移动台被呼

4.振铃2023/2/634信息与通信工程系

移动台被呼接续过程6.2.2移动台被呼SAT返回SAT2023/2/635信息与通信工程系

2.申请话音信道移动台按发送键后，即把所拨号码和