現(xiàn)代移動通信移動通信組網(wǎng)原理

現(xiàn)代移動通信 第 4章 移動通信組網(wǎng)原理 移動通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成 多址接入技術(shù) 多信道共用技術(shù) 移動通信中的信令 移動管理技術(shù) 移動通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成 大區(qū)制移動通信網(wǎng) 小區(qū)制蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成 小區(qū)頻率配置 基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 大區(qū)制移動通信網(wǎng) 所謂大區(qū)制就是在一個服務(wù)區(qū)內(nèi)只有一個或幾個基站 ， 由該基站負責(zé)整個移動通信網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)與控制 ， 如 圖 大區(qū)制的優(yōu)點是系統(tǒng)組成簡單 ， 投資少 ， 見效快 。 圖 大區(qū)制移動通信示意圖 - 1 大 區(qū) 制 移 動 通 信 示 意 小區(qū)制蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成 1. 蜂窩網(wǎng)的由來 2. 區(qū)群的結(jié)構(gòu) 圖 正六邊形區(qū)群的構(gòu)成 3. 同頻干擾保護與同頻復(fù)用距離 4. 激勵方式 5. 小區(qū)分裂 圖 正六邊形區(qū)群的構(gòu)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 =小區(qū)頻率配置 1. 固定頻道分配 所謂固定頻道分配就是給每個小區(qū) (或每個基站 )分配一組預(yù)先確定好的話音頻道，基站的頻道是固定不變的。固定頻道分配有分區(qū)分組分配法和等頻距分配法兩種。 圖 7個基站 21個扇形小區(qū)為一個區(qū)群的頻道分配 2. 動態(tài)頻道分配 動態(tài)頻道分配可以做到按業(yè)務(wù)量的大小，合理地在不同基站之間按需分配頻道，避免了小區(qū)忙閑不均的情況。 圖 7個基站 21個扇形小區(qū)為一個區(qū)群的頻道分配 基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 移動通信的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如 圖 站通過傳輸鏈路與移動交換機相連，交換機再與固定電信網(wǎng)絡(luò)或其他通信網(wǎng)相連，所以移動通信有以下兩種通信鏈路：移動用戶 基站 交換機 其他網(wǎng)絡(luò) 其他用戶； 移動用戶 基站 交換機 基站 移動用戶。 圖 基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) M S C M S 多址接入技術(shù) 頻分多址 ( 時分多址 ( 碼分多址 ( 頻分多址 ( 頻分多址是將給定的頻譜資源劃分為若干個等間隔的頻道 (或稱信道 )供不同的用戶使用 ， 如 圖 移動臺 、 、 、和接收頻道 、 、 。 我們將基站向移動臺方向的信道稱為前向信道 ， 而將移動臺向基站方向的信道稱為反向信道 。 圖 頻分多址示意圖 反向信道前向信道1f 1時分多址 ( 1. 時分多址的原理 圖 圖中只畫出移動臺到基站傳輸時信號占用時隙的情況 。 2. 時分多址通信系統(tǒng)的幀和時隙 3. 時分多址通信系統(tǒng)中的同步和定時 圖 時分多址示意圖 12 2 2k k 碼分多址 ( 1. 碼分多址的概念 圖 碼分多址示意圖 2. 擴頻碼分多址原理 圖 3. 直擴 (直接序列擴頻 )碼分多址系統(tǒng)的特點 (1) 具有擴頻通信系統(tǒng)的所有優(yōu)點 (2) 系統(tǒng)容量大 (3) 不需要復(fù)雜的頻率分配和管理 (4) 軟容量和小區(qū)呼吸功能 (5) 軟切換 (6) 不要均衡器 (7) 設(shè)備簡單 (8) 存在多址干擾和遠近效應(yīng) 圖 碼分多址示意圖 反向信道 前向信道1C 1偽隨機碼擴頻多址方式原理圖 圖 4 20 偽 隨 機 碼 擴 頻 多 址 方 式 原 理 圖 ( 加擴頻調(diào)制模 2 加擴頻解調(diào)a)點 點數(shù)字信號干擾數(shù)字信號干擾無用信號cRf(b)( 1. 模擬 系統(tǒng)容量 2. 數(shù)字 系統(tǒng)容量 3. 數(shù)字 系統(tǒng)容量 多信道共用技術(shù) 話務(wù)理論 空閑信道的選取 話務(wù)理論 1. 話務(wù)量與呼損率 呼損率 、 話務(wù)量 、 信道數(shù) 、 信道利用率之間的關(guān)系如表 2. 信道數(shù)與用戶數(shù)的關(guān)系 表 呼損率、話務(wù)量、信道數(shù)、信道利用率之間的關(guān)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 空閑信道的選取 1. 專用呼叫信道方式 專用呼叫信道方式是在網(wǎng)中專門設(shè)置的呼叫信道 ， 專門用于處理用戶的呼叫 。 專用呼叫信道的作用有兩個：一是處理呼叫；二是指配話音信道 。 2. 標明空閑信道方式 標明空閑信道方式可分為 “ 循環(huán)定位 ” 、 “ 循環(huán)不定位 ” 、“ 循環(huán)分散定位 ” 等方式 。 小容量移動通信網(wǎng)比較適合采用這類方式 。 移動通信中的信令 數(shù)字信令的格式與傳輸 信令協(xié)議的分層結(jié)構(gòu) 數(shù)字信令的格式與傳輸 1. 數(shù)字信令格式 在傳輸數(shù)字信令時 ， 為了便于收端解碼 ， 通常要求數(shù)字信令按一定格式編排 。 信令的格式是多種多樣的 ， 不同的通信系統(tǒng)的信令格式也各不相同 。 常用的數(shù)字信令格式有兩種 ， 如 圖 a)、(b)所示 。 2. 數(shù)字信令的傳輸 數(shù)字信令大體可分為低速和高速兩類 。 圖 數(shù)字信令格式 糾錯碼 a )位同步碼 ( P ) 字同步碼 ( S W ) 地址碼或信息碼 ( A 或 D )P 1 (D 1 ) (D 2 ) A 3 (D 3 ) b )信令協(xié)議的分層結(jié)構(gòu) 在移動通信中 ， 空中接口的信令分為三層：物理層 、鏈路層 、 網(wǎng)絡(luò)層 ， 如 圖 為了實現(xiàn)呼叫管理 ( 移動性管理 (無線資源管理 ( 移動臺和基站兩側(cè)的三層的對等層之間需要進行對話 ， 這種對話是以消息交換的方式來實現(xiàn)的 。 這些消息是通過裝在鏈路層幀中的信息段進行傳輸?shù)?。 圖 空中接口協(xié)議模型 移動管理 ( 呼叫管理 ( 1. 所謂開放系統(tǒng)互連是指建網(wǎng)通信時所需的標準分層結(jié)構(gòu)和分層協(xié)議。根據(jù)開放系統(tǒng)互連參考模型及協(xié)議規(guī)范，可以將各種不同的系統(tǒng)很容易地做到相互連接。即具有互連的開放性。 圖 2. 關(guān)于 7號信令網(wǎng)絡(luò)是與 供傳送信令的數(shù)據(jù)鏈路構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，疊加到信息網(wǎng)上。 圖 信令網(wǎng)、信息網(wǎng)及其分層結(jié)構(gòu) 圖 7號信令系統(tǒng)的協(xié)議結(jié)構(gòu) 表示層6應(yīng)用層7T U D P T C A C 復(fù)下層不可恢復(fù)的差錯提供端對端的邏輯信道處理報文分組、多路復(fù)用和分組交換提供一條無差錯的數(shù)據(jù)鏈路規(guī) 定 接 口 的 物 理 電 氣 特 性 ， 保 證 電 路兩端能正確發(fā)送和接收O S I 層次 次會話層5傳輸層4鏈路層2物理層1網(wǎng)絡(luò)層3圖 信令網(wǎng)、信息網(wǎng)及其分層結(jié)構(gòu) T P H S T T P L S T P L S T T a ) 信令網(wǎng)及其分層結(jié)構(gòu) P S T PN o . 7 信令網(wǎng)b ) 移動管理技術(shù) 位置管理 越區(qū) 信道切換 位置管理 在數(shù)字移動通信系統(tǒng)中 ， 位置管理主要由兩個位置管理數(shù)據(jù)庫來完成 ， 即歸屬位置寄存器 (拜訪位置寄存器 ( 通常一個用陸地稱動通信網(wǎng) )網(wǎng)絡(luò)由一個 數(shù)據(jù)庫中包含兩類信息：用戶信