移动通信项目化教程.ppt

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1、2023-3-30项目三 移动通信系统组网移动通信的组网就是由若干个移动用户组成一个系统，系统内的用户可以在无线电覆盖的范围内任何地方，实现在移动过程中的相互通信。现代的公用移动通信网普遍要求能实现移动用户和其他网络（如有线电话网）用户之间相互通信，以实现其四通八达的通信功能。因此，移动通信的组网技术不仅要研究移动通信网络本身的最佳组建技术，还应探讨移动网和其他网络之间的最佳连接方式。2023-3-30情景一 移动通信的区制 移动通信网所覆盖的区域称为移动通信的服务区。根据服务区域覆盖方式的不同，可将移动通信网划分为大区制和小区制。2023-3-30一 大区制移动通信系统 一个服务区只用一个基

2、站（Base Station，简称BS）来覆盖全地区，由基站来负责该地区移动通信的联络和控制，这种组成方式称为大区制。相应的通信系统称为大区制移动通信系统。 2023-3-30二 小区制移动通信系统 小区制是将整个服务区划分为若干个无线小区。每个小区的半径约为210km，发射功率约为520w。每个小区设置一个基站（BS），由它负责本小区内移动用户的联络和控。同时设置一个移动业务交换中心（Mobile Services Switching Center简称MSC），统一控制本服务区内基站协调地工作，实现小区之间移动用户通信的转接，以及移动用户和市话用户之间的通信 2023-3-30图3-3 小区

3、制移动通信系统示意图2023-3-30情景三 服务区域的划分方法 根据移动通信网区域覆盖方式的不同，可将小区制移动通信网划分带状服务区和面状服务区。图3-4 带状服务区2023-3-30二 面状服务区 面状服务区是指服务区是一宽广的平面状区域。陆地公众移动通信网用户的分布大多是广大平面状的，这时，需要建立若干个彼此邻接的小区才能覆盖整个服务区。服务区内的小区的划分及组成，取决于电波传播条件和天线的方向性。2023-3-301无线小区的形状2023-3-30 区群形状 图3-5 区群形状示意图2023-3-30三 激励方式 激励方式是指基地台对本服务小区的辐射和覆盖方式。通常对正六边形小区的激励

4、方式有两种，即中心激励和顶点激励。 1中心激励 中心激励是将基站设在小区的中央，采用全向天线，用圆形辐射区覆盖整个小区，如图3-7a）所示。2023-3-302顶点激励 顶点激励是将基站设置于六边形的顶点处，采用定向天线来覆盖无线小区，如图3-7b）所示。 这种激励方式对消除小区内的障碍物阴影很有好处。常见的顶点激励方式有三种： （1）采用60定向天线，三角形小区（每基站由六个扇形小区组成）。 （2）采用120定向天线，菱形小区（每基站由三个扇形小区组成）。 （3）采用60定向天线，三叶草形（每基站由三个六角形小区组成）。2023-3-30顶点激励方式覆盖图 2023-3-30四 小区模型和小

5、区分裂 1小区模型 目前常用的单位无线区群的模型可归并为三种，即：12个基站构成的单位无线区群；7个基站构成的单位无线区群及4个基站构成的单位无线区群，如图3-9所示。2023-3-302小区分裂（Cell Splitting） 一般在移动通信网组网初期，用户不太多时，小区规划的比较大，并且采用全向天线来覆盖整个小区。但随着用户数和话务量的增长，配置在该小区内的频道数便不够使用，此时，必须采用小区分裂的方法来缩小无线小区，提高频率复用率，从而达到扩大容量的目的。2023-3-30中心激励方式单位区群中的每个全向基站分裂 2023-3-30 134蜂窝分裂综合结果 2023-3-303直放站 在

6、组网时，对于需要覆盖而建设基站又不经济的局部地区，会出现由于地形地物的影响而使无线电波覆盖不到的盲区或死区。这时可以在适当的地点建立直放站，以沟通这些地区内的移动台和基站之间的通信，实现整个服务区的覆盖。直放站实际上是一个同频放大的中继站，可以将基站和处于死区内的移动台的信号接收和转发，其增益约为80，覆盖距基站3050的地区。如图3-14所示，由于直放站具有经济，可靠，简单和易于安装的特点，已得到广泛的应用。2023-3-30情景三 移动通信网的类型 移动通信网是指与有线的公用固定电话（PSTN）相连通而构成的有线与无线相结合的电话通信系统，是一个交换式通信系统，并根据网络范围的大小及交换控

7、制功能的要求，可以形成不同的网络结构。2023-3-30一 网络结构 一个典型的移动通信网服务区的网络结构如图3-15所示。由图可见，一个完整的移动通信网从服务区范围的层次上可分为小区，基站区，位置区，MSC区和服务区。 小区是指一个基站或该基站的一个分系统（定向天线）所覆盖的区域。 基站区是指由一个基站提供服务的所有小区覆盖的区域。它通过无线信道与移动台连接，通过中继线路与移动业务交换中心（MSC）连接。2023-3-302023-3-30900MHz蜂窝式移动电话网区域网的结构 2023-3-30二 信道结构信道是信息传输的通道。在移动通信网中，进行一次正常的通话，除了传送语音信号外，还需

8、要传送许多控制信号，这就需要多种信道，包括有线信道和无线信道来传送相应的信号。这里主要介绍基站和移动台之间的无线信道。移动通信网中的信道可分为物理信道与逻辑信道两种。物理信道是实际的信道（如一段带宽或一个时隙），在基站中对应于信道单元，在设备上每个物理信道表现为一部发信机，一部收信机及相应的控制单元。逻辑信道是根据信道中传送信息的种类不同而划分的，在实际传送时必须要被置于某一个物理信道上才能实现。逻辑信道可以分为话音信道（VC）和控制信道（CC）两种。2023-3-301话音信道（VC）话音信道主要用于传递话音信号。通常，每个无线小区有若干条话音信道，它统一受移动业务交换中心（MSC）的控制与

9、管理。当一条话音信道被占用时，基站上与之对应的发射机打开，当占用结束（空闲状态）时，该发射机关闭。话音信道还传送以下一些信息：（1）检测音（SAT） 在模拟蜂窝系统（AMPS和TACS）中，检测音是在话音期间连续发送的带外单音，分别为5970、6000和6030三个单频信号。在一个区群的所有小区中只能使用三者之一，而相邻区群应使用不同的检测音。检测音由基站的话音信道发出经移动台环回。其作用是：对话音质量跟踪监测；作静噪控制信号，提高抗同频干扰的能力；作移动台走向的判别依据。（2）数据 在越区切换时，语音通常会被切断800左右，此时，语音信道被用来传送数据。语音信道上传送的是双向数据形式的必要指

10、令，以实现成功切换。（3）信号音（ST） 信号音是单音线路信号，一般在0300之间，类似于固定电话的回铃音，由移动台单方向发出。在呼叫及越区切换过程中，BS收到ST，表明移动台对已发生事件的确认。2023-3-302控制信道（CC）控制信道的类别很多，但主要用于移动的寻呼（Page）和接入（Access）。通常在一个无线小区中只有一条控制信道，因此，若移动网采用73单位区群组网，则每个单位区群内将有21条控制信道。平时，只要移动台开机，就会自动停靠在信号最强的一条控制信道上。当移动台主呼时，在控制信道上发出主呼信号，通过基站向移动业务交换中心发出入网信息，故控制信道又称接入信道（AC）。当移动

11、台被呼时，移动业务交换中心通过基站在控制信道上一齐发出呼叫移动台信号，所以控制信道又称为寻呼信道（PC）。在控制信道中，还传递大量其他数据，如系统报文，指定通话信道等信号。2023-3-303频率配置 频率在无线电通信中是一种十分宝贵而有限的资源，必须统一管理和分配。国际电信联盟（ITU）负责全世界范围内频率资源的分配与管理。我国的管理机构为国家无线电管理委员会。目前，我国国家无线电管理委员会分配给蜂窝移动通信系统的频率如表3-3所示。2023-3-302023-3-30GSM900系统的工作信道号与频率对照表 2023-3-302023-3-30 我国采用的73单位区群结构可按21个信道为一

12、组来配置 2023-3-30情景四 移动通信网接入市话网的方式 移动通信网进入市网的方式就是指移动电话接入市话网的方式，移动用户要与市话用户通话，就必须进入市话网，移动通信网进入市话网的方式因移动网的类型和容量不同而异，但双向接继必须是自动进行的。通常可归纳为以下三种类型。2023-3-30一 用户线接入方式 这种接入方式是直接把移动用户作为市话局的一个用户。如图3-19所示。系统常采用单个基站，利用无线用户集中器通过市话用户线接入市话网。集线器可根据实际情况设在基站内或市话局内，它的功能是在市话交换机的控制下对市话用户线与无线信道的接续进行控制，以解决市话线数（N）大于基站的无线信道数（M）

13、的矛盾。2023-3-30二 市话中继线接入方式通常在移动用户较多，基站也较多且其通信业务主要集中在系统内部，与市话网的话务量不大的移动通信系统中，可以采用移动电话小交换机经中继线接入市话网。这种接入方式中，移动通信网实际上相当于市话网一个分局。因此，移动网与市话网接续时，如同市话分局间相互接续，是在市话中继线上进行的，如图3-20所示。这种方式的特点是：（1）移动交换设备较简单，移动系统功能扩展方便；（2）对信令系统要求较高，要形成自动双向接续必须要有复杂的信令系统支持；（3）移动用户编号自成体系且用户之间相互呼叫无需经过市话网。这种方式适用于中小容量的移动通信系统。2023-3-30202

14、3-3-30三 移动电话汇接中心方式 将某个大地区或全国的各种移动电话网汇接起来，构成一个区域性的或全国性的移动电话汇接中心，然后与长途干线或国际干线接续，形成地区性的或全国性的甚至国际性的无线移动通信网。2023-3-30情景五 移动网络路由及接续技术 本情景将具体介绍移动通信网的路由选择及接续技术。 一 移动用户呼叫本地的固定用户 1移动用户呼叫本地的固定用户 移动用户呼叫本地固定用户时，先经基站接至移动电话局，再经当地市话汇接局（TM）接到市话端局（LE）接至固定用户，其路由如图3-22所示。2023-3-302移动用户呼叫外地的固定用户 移动用户呼叫外地的固定用时，先由移动电话局接至当

15、地长途局（TS），再在公众电话网（PSTN）中选择路由接地外地长途局，经外地长途局转接至当地市话汇接局后，接至固定用户，其路由如图3-23所示。2023-3-30二 固定用户呼叫移动用户 1固定用户呼叫本地移动用户 固定用户呼叫本地移动用户时，呼叫由市话端局经市话汇接局接入当地移动电话局，由其位置信息找到所要呼叫的移动用户。如图3-24所示。2023-3-302固定用户呼叫外地移动用户 固定用户呼叫外地移动用户时，分两种情况：在已联网区，呼叫通过当地长途局选择当地移动电话局作为入口局（GMSC），在移动网中寻找路由进行接续，如图3-25（a）所示；在未联网的地区，则先将呼叫接至本地长途局，在公

16、众网中选择路由，经外地长途局接到外地移动电话局，再在移动网中寻找路由进行接续，如图3-25（b）所示。2023-3-302023-3-30三 移动用户呼叫移动用户 1移动用户呼叫本地移动用户 移动用户呼叫移动用户时，在本地网中选择路由，如图3-26所示。2023-3-302移动用户呼叫外地移动用户 移动用户呼叫外地移动用户时，路由选择有两种：在未联网区域内，路由在长途网中选择。如图3-27 a）所示；在已联网区域内，路由在移动网中选择。如图3-27 b）所示。2023-3-302023-3-30四 切换及漫游在蜂窝移动通信系统中，还存在以下两种特有的现象：1切换切换包括越区切换和越局切换。（1）越区切换（Hand Off）一个移动台从一个小区进入另一个小区，就要改由另一个小区基站的控制。移动台经过小区边界时可能正在通话，这时需从原基站的信道切换到新基站的不同的信道上来，且不能影响正在进行的通话，这种现象称为越区切换（Hand Off），或简称越区。小区越小，通话中需要切换的次数越多，对系统的交换控制技术的要求也越高。越区切换过程示意图如图3-28所示。2023-3-30越区切换过程 2