移動(dòng)通信第5章

1、第5章 組網(wǎng)技術(shù) 第5章 組網(wǎng)技術(shù) 5.1 5.1 概述概述 5.2 5.2 多址技術(shù)多址技術(shù) 5.3 5.3 區(qū)域覆蓋和信道配置區(qū)域覆蓋和信道配置 5.4 5.4 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)5.5 5.5 信令信令 5.6 5.6 越區(qū)切換和位置管理越區(qū)切換和位置管理 第5章 組網(wǎng)技術(shù) 25.1 概述概述無(wú)線(xiàn)物理層無(wú)線(xiàn)物理層確定無(wú)線(xiàn)電參數(shù)，如頻率、定時(shí)、功率、碼片、比特、同確定無(wú)線(xiàn)電參數(shù)，如頻率、定時(shí)、功率、碼片、比特、同步、調(diào)制解調(diào)、收發(fā)信技術(shù)等；步、調(diào)制解調(diào)、收發(fā)信技術(shù)等；將無(wú)線(xiàn)電頻譜劃分成若干個(gè)物理信道，劃分信道的方式即將無(wú)線(xiàn)電頻譜劃分成若干個(gè)物理信道，劃分信道的方式即多址方式；多址方式；在介質(zhì)

2、接入控制層（在介質(zhì)接入控制層（MACMAC）的控制下，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)分）的控制下，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)分組的收發(fā)。組的收發(fā)。介質(zhì)接入控制層（介質(zhì)接入控制層（MACMAC）：介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)管理和數(shù)據(jù)封裝。通過(guò)形：介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)管理和數(shù)據(jù)封裝。通過(guò)形成多種邏輯信道為高層提供不同的業(yè)務(wù)成多種邏輯信道為高層提供不同的業(yè)務(wù)選擇物理信道，在選擇的信道上建立、釋放連接；選擇物理信道，在選擇的信道上建立、釋放連接；將控制信息、高層信息、差錯(cuò)控制信息復(fù)接成適合物理信將控制信息、高層信息、差錯(cuò)控制信息復(fù)接成適合物理信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分組。道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分組。第5章 組網(wǎng)技術(shù) 3 數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路控制（控制（DLCDLC）層）層：為網(wǎng)絡(luò)層

3、提供可靠的數(shù)據(jù)鏈路：為網(wǎng)絡(luò)層提供可靠的數(shù)據(jù)鏈路 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層：信令層，主要功能是管理鏈路連接，控制呼叫過(guò)程，：信令層，主要功能是管理鏈路連接，控制呼叫過(guò)程，支持附加業(yè)務(wù)和短消息業(yè)務(wù)，以及進(jìn)行移動(dòng)管理和無(wú)線(xiàn)資源支持附加業(yè)務(wù)和短消息業(yè)務(wù)，以及進(jìn)行移動(dòng)管理和無(wú)線(xiàn)資源管理等。管理等。 n 在每一層中，完成一個(gè)特定功能的單元稱(chēng)為一個(gè)在每一層中，完成一個(gè)特定功能的單元稱(chēng)為一個(gè)功能實(shí)體功能實(shí)體。n 網(wǎng)絡(luò)分層協(xié)議結(jié)構(gòu)中，每一層利用低層提供的服務(wù)，通過(guò)適網(wǎng)絡(luò)分層協(xié)議結(jié)構(gòu)中，每一層利用低層提供的服務(wù)，通過(guò)適當(dāng)邏輯控制步驟為高層提供更完善的服務(wù)當(dāng)邏輯控制步驟為高層提供更完善的服務(wù)。第5章 組網(wǎng)技術(shù) 4 網(wǎng)絡(luò)分層協(xié)議

4、結(jié)構(gòu)中不同層之間的對(duì)話(huà)稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò)分層協(xié)議結(jié)構(gòu)中不同層之間的對(duì)話(huà)稱(chēng)為原語(yǔ)原語(yǔ)；不同層之間通過(guò)原語(yǔ)來(lái)實(shí)現(xiàn)信息交換。不同層之間通過(guò)原語(yǔ)來(lái)實(shí)現(xiàn)信息交換。 請(qǐng)求型原語(yǔ)：用于高層向低層請(qǐng)求某種業(yè)務(wù)請(qǐng)求型原語(yǔ)：用于高層向低層請(qǐng)求某種業(yè)務(wù) 指示型原語(yǔ)：用于提供業(yè)務(wù)的層向高層報(bào)告一個(gè)指示型原語(yǔ)：用于提供業(yè)務(wù)的層向高層報(bào)告一個(gè)與特定業(yè)務(wù)相關(guān)的動(dòng)作。與特定業(yè)務(wù)相關(guān)的動(dòng)作。 證實(shí)性原語(yǔ)：用于提供業(yè)務(wù)的層證實(shí)某個(gè)動(dòng)作已證實(shí)性原語(yǔ)：用于提供業(yè)務(wù)的層證實(shí)某個(gè)動(dòng)作已完成完成 響應(yīng)型原語(yǔ)：用于應(yīng)答，表示來(lái)自高層的指示原響應(yīng)型原語(yǔ)：用于應(yīng)答，表示來(lái)自高層的指示原語(yǔ)已收到。語(yǔ)已收到。第5章 組網(wǎng)技術(shù) 5話(huà)務(wù)量話(huà)務(wù)量是指單位時(shí)間（是指

5、單位時(shí)間（1小時(shí)）內(nèi)進(jìn)行的平均電話(huà)交換量。是小時(shí)）內(nèi)進(jìn)行的平均電話(huà)交換量。是度量通信系統(tǒng)通話(huà)業(yè)務(wù)量或繁忙程度的指標(biāo)。度量通信系統(tǒng)通話(huà)業(yè)務(wù)量或繁忙程度的指標(biāo)。流入話(huà)務(wù)量流入話(huà)務(wù)量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)平均發(fā)生的呼叫次數(shù)和每次呼叫平均占用信道的時(shí)間S的乘積。 如果在一個(gè)小時(shí)內(nèi)連續(xù)不斷地占用一個(gè)信道，則其呼如果在一個(gè)小時(shí)內(nèi)連續(xù)不斷地占用一個(gè)信道，則其呼叫話(huà)務(wù)量為叫話(huà)務(wù)量為1Erl(愛(ài)爾蘭愛(ài)爾蘭)完成話(huà)務(wù)量完成話(huà)務(wù)量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)全網(wǎng)成功呼叫次數(shù)0和每次呼叫平均占用信道的時(shí)間S的乘積。 SASA00第5章 組網(wǎng)技術(shù) 完成話(huà)務(wù)量的性質(zhì)與計(jì)算完成話(huà)務(wù)量的性質(zhì)與計(jì)算 設(shè)在觀察時(shí)間T小時(shí)內(nèi)，全網(wǎng)共完成C1次通話(huà)，則每小時(shí)

6、完成的呼叫次數(shù)為 TC10完成話(huà)務(wù)量即為 式中，C1S即為觀察時(shí)間T小時(shí)內(nèi)的實(shí)際通話(huà)時(shí)間。SCTSA1001第5章 組網(wǎng)技術(shù) SCtnttttinnii 13211321niiniiTtitiTSCTA111011若總的信道數(shù)為n，而在觀察時(shí)間T內(nèi)有i(in)個(gè)信道同時(shí)被占用的時(shí)間為ti(tiT)，那么可以算出實(shí)際通話(huà)時(shí)間為 當(dāng)觀察時(shí)間T足夠長(zhǎng)時(shí)，ti/T就表示在總的n個(gè)信道中，有i個(gè)信道同時(shí)被占用的概率，可用Pi表示，上式就可改寫(xiě)為iniPiA10第5章 組網(wǎng)技術(shù) 例如，例如，某通信網(wǎng)共有 8 個(gè)信道，從上午8時(shí)至10時(shí)共兩個(gè)小時(shí)的觀察時(shí)間內(nèi)，統(tǒng)計(jì)出i個(gè)信道同時(shí)被占用的時(shí)間(小時(shí)數(shù))如表 5

7、 - 1 所示。 表表 5 - 1 完成話(huà)務(wù)量為 5 . 3) 1 . 081 . 071 . 062 . 054 . 045 . 033 . 022 . 01 (210A(愛(ài)爾蘭)I012345678ti0.10.20.30.40.20.10.10.10.1第5章 組網(wǎng)技術(shù) 這說(shuō)明在總共8個(gè)信道中，在2小時(shí)的觀察時(shí)間內(nèi)平均有3.5個(gè)信道同時(shí)被占用。每信道每小時(shí)的平均被占用時(shí)間為3.5/8=0.4375小時(shí)。因?yàn)橐粋€(gè)信道的最大可容納的話(huà)務(wù)量是1愛(ài)爾蘭，因此它的平均信道利用率就是43.75%。 信道利用率信道利用率是指單位時(shí)間（是指單位時(shí)間（1小時(shí)）單位信道的完成話(huà)務(wù)量。小時(shí)）單位信道的完成話(huà)務(wù)

8、量。 其中其中n為共用信道數(shù)。為共用信道數(shù)。0A n第5章 組網(wǎng)技術(shù) 10 呼損：呼損：在信道共用的情況下，系統(tǒng)無(wú)法保證每個(gè)用在信道共用的情況下，系統(tǒng)無(wú)法保證每個(gè)用戶(hù)所有的呼叫都成功，少量的呼叫會(huì)失敗，稱(chēng)之為戶(hù)所有的呼叫都成功，少量的呼叫會(huì)失敗，稱(chēng)之為呼損。呼損。 呼損率：呼損率：在一個(gè)通信系統(tǒng)中，呼叫失敗的概率稱(chēng)為在一個(gè)通信系統(tǒng)中，呼叫失敗的概率稱(chēng)為呼叫損失概率呼叫損失概率，簡(jiǎn)稱(chēng)，簡(jiǎn)稱(chēng)呼損率呼損率, ,也稱(chēng)為系統(tǒng)的服務(wù)等也稱(chēng)為系統(tǒng)的服務(wù)等級(jí)級(jí)( (或業(yè)務(wù)等級(jí)或業(yè)務(wù)等級(jí)) ) 呼損率的計(jì)算方法呼損率的計(jì)算方法利用完成話(huà)務(wù)量利用完成話(huà)務(wù)量Erlang BErlang B公式（愛(ài)爾蘭呼損公式公式（

9、愛(ài)爾蘭呼損公式 ）第5章 組網(wǎng)技術(shù) 11 流入話(huà)務(wù)量流入話(huà)務(wù)量A與完成話(huà)務(wù)量與完成話(huà)務(wù)量A0之差即為損失話(huà)之差即為損失話(huà)務(wù)量，損失話(huà)務(wù)量與流入話(huà)務(wù)量的比值即為呼損務(wù)量，損失話(huà)務(wù)量與流入話(huà)務(wù)量的比值即為呼損率率 由由 和和 得得000At0100%AABA0At0iB第5章 組網(wǎng)技術(shù) 12 對(duì)于多信道共用的移動(dòng)通信網(wǎng)， 如果呼叫有以下性質(zhì)： （1）每次呼叫相互獨(dú)立，互不相關(guān)（呼叫具有隨機(jī)性）； （2）每次呼叫在時(shí)間上都有相同的概率；并假定移動(dòng)通信系統(tǒng)的共用信道數(shù)為n； 則呼損率可用愛(ài)爾蘭呼損公式計(jì)算1!nniiA nBA i第5章 組網(wǎng)技術(shù) 13 根據(jù)Erlang B公式，知道三個(gè)參數(shù)A、B和n

10、中的任何兩個(gè)，就可以從愛(ài)爾蘭呼損表查出需要的第三個(gè)參數(shù)。例如可以從下表中找到B，A，n三者。1!nniiA nBA i第5章 組網(wǎng)技術(shù) 14 有一個(gè)系統(tǒng)共用信道數(shù)n=10（條線(xiàn)），流入的業(yè)務(wù)強(qiáng)度A=6愛(ài)爾蘭，系統(tǒng)服務(wù)的用戶(hù)很多，可計(jì)算這個(gè)系統(tǒng)的呼損率為： 在不同呼損率B的條件下，信道利用率也是不同的101011!610!0.043142!6!nniiiiA nBA iin)B(AnA 10第5章 組網(wǎng)技術(shù) 15（1 1）定義繁忙小時(shí)集中系數(shù)（又稱(chēng)集中率）定義繁忙小時(shí)集中系數(shù)（又稱(chēng)集中率）K： （2 2）計(jì)算每個(gè)用戶(hù)最繁忙的那個(gè)小時(shí)的統(tǒng)計(jì)平均話(huà)務(wù)）計(jì)算每個(gè)用戶(hù)最繁忙的那個(gè)小時(shí)的統(tǒng)計(jì)平均話(huà)務(wù)量，即

11、每個(gè)用戶(hù)的忙時(shí)話(huà)務(wù)量量，即每個(gè)用戶(hù)的忙時(shí)話(huà)務(wù)量A： C C：每一用戶(hù)每天平均呼叫次數(shù)；：每一用戶(hù)每天平均呼叫次數(shù)； T T：每次呼叫平均占用信道的時(shí)間（單位為秒）：每次呼叫平均占用信道的時(shí)間（單位為秒）（3 3）根據(jù)給定的呼損率）根據(jù)給定的呼損率B B和信道數(shù)和信道數(shù)n，查表得系統(tǒng)可提，查表得系統(tǒng)可提供的流入話(huà)務(wù)量供的流入話(huà)務(wù)量A A（4 4）則可求得則可求得m：1K 最忙 小時(shí)內(nèi)的話(huà)務(wù)量全日話(huà)務(wù)量3600aACTK3600aaA AA nA nmnACTK第5章 組網(wǎng)技術(shù) 16例題例題 某移動(dòng)通信系統(tǒng)，每天每個(gè)用戶(hù)平均呼叫某移動(dòng)通信系統(tǒng)，每天每個(gè)用戶(hù)平均呼叫1010次，每次占用次，每次占用信

12、道平均時(shí)間信道平均時(shí)間8080秒，要求呼損率秒，要求呼損率10%10%，忙時(shí)集中率，忙時(shí)集中率K K=0.125=0.125，問(wèn)給定問(wèn)給定8 8個(gè)信道可容納多少用戶(hù)？個(gè)信道可容納多少用戶(hù)？ 解：解： 1 1利用愛(ài)爾蘭損失概率表，查表求得：利用愛(ài)爾蘭損失概率表，查表求得：A A=5.597Erl=5.597Erl 2 2求每個(gè)用戶(hù)忙時(shí)話(huà)務(wù)量求每個(gè)用戶(hù)忙時(shí)話(huà)務(wù)量A ： C=10,T=80C=10,T=80， 3 3每個(gè)信道能容納的用戶(hù)數(shù)每個(gè)信道能容納的用戶(hù)數(shù)m m 4 4系統(tǒng)所容納的用戶(hù)數(shù)：系統(tǒng)所容納的用戶(hù)數(shù)：/201.3/8aA Amn201.3201m n用戶(hù)10.0278Erl3600aAC

13、TK第5章 組網(wǎng)技術(shù) 5.2 多址技術(shù)多址技術(shù) 問(wèn)題描述：?jiǎn)栴}描述：移動(dòng)通信系統(tǒng)中基站的多路工作和移動(dòng)臺(tái)單路工作形成了移動(dòng)通信的一大特點(diǎn)?；疽栽鯓拥男盘?hào)傳輸方式發(fā)送信號(hào)，使各移動(dòng)臺(tái)能從中識(shí)別發(fā)送給本移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)？（下行）基站如何識(shí)別來(lái)自各個(gè)不同移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)？（上行）多址方式是移動(dòng)通信網(wǎng)體制范疇，關(guān)系到系統(tǒng)容量，小區(qū)構(gòu)成，頻譜和信道利用效率以及系統(tǒng)復(fù)雜性。第5章 組網(wǎng)技術(shù) n分類(lèi)分類(lèi)頻分多址（FDMA）時(shí)分多址（TDMA）碼分多址（CDMA）空分多址（SDMA）隨機(jī)多址n基本概念基本概念 實(shí)現(xiàn)不同地點(diǎn)、不同用戶(hù)接入網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)第5章 組網(wǎng)技術(shù) 19每個(gè)用戶(hù)分配一個(gè)信道，即一對(duì)頻譜每個(gè)用戶(hù)分配一個(gè)

14、信道，即一對(duì)頻譜較高的頻譜用作前向信道即基站向移動(dòng)臺(tái)方向的信道較低的頻譜用作反向信道即移動(dòng)臺(tái)向基站方向的信道設(shè)置頻道間隔，以免因系統(tǒng)的頻率漂移造成頻道間設(shè)置頻道間隔，以免因系統(tǒng)的頻率漂移造成頻道間重疊重疊前向信道與反向信道之間設(shè)有保護(hù)頻帶用戶(hù)頻道之間，設(shè)有保護(hù)頻隙 FDMA系統(tǒng)頻譜分割示意圖5.2.1 頻分多址頻分多址(Frequency Division MultipleAccess-FDMA) ：頻道劃分，頻帶獨(dú)享，時(shí)間共享：頻道劃分，頻帶獨(dú)享，時(shí)間共享思考：思考：在在FDMAFDMA中，兩個(gè)用戶(hù)之間要實(shí)現(xiàn)通話(huà)，需占用幾中，兩個(gè)用戶(hù)之間要實(shí)現(xiàn)通話(huà)，需占用幾個(gè)頻道？個(gè)頻道？BSBS1F1f2

15、F2fFDMAFDMA系統(tǒng)工作示意圖系統(tǒng)工作示意圖必須同時(shí)占用必須同時(shí)占用2 2個(gè)信道（個(gè)信道（2 2對(duì)頻譜）才能實(shí)現(xiàn)雙工對(duì)頻譜）才能實(shí)現(xiàn)雙工 通信通信基站必須同時(shí)發(fā)射和接收多個(gè)不同頻率的信號(hào)任意兩個(gè)移動(dòng)用戶(hù)之間進(jìn)行通信都必須經(jīng)過(guò)基站的中轉(zhuǎn)第5章 組網(wǎng)技術(shù) 21每信道占用一個(gè)載頻，信道的相對(duì)帶寬較窄，即通常應(yīng)用于窄帶系統(tǒng)應(yīng)用于窄帶系統(tǒng)；符號(hào)時(shí)間 平均延遲擴(kuò)展（Ts ），所以碼間干擾較少，無(wú)需自適應(yīng)均衡無(wú)需自適應(yīng)均衡；基站復(fù)雜龐大，需要多個(gè)收發(fā)信道設(shè)施頻率利用率低，容量小；越區(qū)切換復(fù)雜越區(qū)切換復(fù)雜，必須瞬時(shí)中斷傳輸，對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸將帶來(lái)數(shù)據(jù)的丟失。sTFDMA系統(tǒng)的特點(diǎn)系統(tǒng)的特點(diǎn) 第5章 組網(wǎng)技術(shù)

16、 空閑信道的選取空閑信道的選取 空閑信道的選取方式主要可以分為兩類(lèi)：一類(lèi)是專(zhuān)用呼叫信道方式(或稱(chēng)“共用信令信道”方式)；另一類(lèi)是標(biāo)明空閑信道方式。 (1) 專(zhuān)用呼叫信道方式。這種方式是在網(wǎng)中設(shè)置專(zhuān)門(mén)的呼叫信道，專(zhuān)用于處理用戶(hù)的呼叫。移動(dòng)用戶(hù)只要不在通話(huà)時(shí)就停在這呼叫信道上守候。 (2) 標(biāo)明空閑信道方式。標(biāo)明空閑信道方式可分為“循環(huán)定位”、 “循環(huán)不定位”. 第5章 組網(wǎng)技術(shù) 5.2.2 時(shí)分多址時(shí)分多址(Time Division Multiple Access -TDMA) ：時(shí)隙劃分，時(shí)隙獨(dú)享，頻率共享：時(shí)隙劃分，時(shí)隙獨(dú)享，頻率共享 TDMA示意圖 在一個(gè)寬帶的無(wú)線(xiàn)載波上，把時(shí)間分成周期

17、性的幀，每一幀再分割成若干時(shí)隙，無(wú)論幀或時(shí)隙都是互不重疊的。 每個(gè)時(shí)隙就是一個(gè)通信信道，分配給一個(gè)用戶(hù)。 基站按時(shí)隙排列順序發(fā)收信號(hào)，各移動(dòng)臺(tái)在指定的時(shí)隙內(nèi)收發(fā)信號(hào)。第5章 組網(wǎng)技術(shù) 在在TDMATDMA系統(tǒng)中，每幀中的時(shí)隙結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中，每幀中的時(shí)隙結(jié)構(gòu)( (或稱(chēng)為突發(fā)結(jié)構(gòu)或稱(chēng)為突發(fā)結(jié)構(gòu)) )的設(shè)的設(shè)計(jì)通常要考慮三個(gè)主要問(wèn)題：一是控制和信令信息的傳輸；計(jì)通常要考慮三個(gè)主要問(wèn)題：一是控制和信令信息的傳輸； 二是信道多徑的影響；三是系統(tǒng)的同步。二是信道多徑的影響；三是系統(tǒng)的同步。 第5章 組網(wǎng)技術(shù) 圖 5 3 典型的時(shí)隙結(jié)構(gòu) 時(shí)隙123N同步控制信息保護(hù)信息訓(xùn)練信息保護(hù)典型結(jié)構(gòu)1典型結(jié)構(gòu)2一幀第5章

18、 組網(wǎng)技術(shù) 26TDMATDMA系統(tǒng)必須有精確的定時(shí)和同步功能，保證各移動(dòng)系統(tǒng)必須有精確的定時(shí)和同步功能，保證各移動(dòng)臺(tái)發(fā)送的信號(hào)不會(huì)在基站發(fā)生重疊或混淆。臺(tái)發(fā)送的信號(hào)不會(huì)在基站發(fā)生重疊或混淆。發(fā)射信號(hào)速率隨時(shí)隙數(shù)的增大而提高，引起碼間串?dāng)_發(fā)射信號(hào)速率隨時(shí)隙數(shù)的增大而提高，引起碼間串?dāng)_加大，所以加大，所以必須采用自適應(yīng)均衡必須采用自適應(yīng)均衡?；净緩?fù)雜度低，互調(diào)干擾小。復(fù)雜度低，互調(diào)干擾小?？垢蓴_能力強(qiáng)，頻率利用率高，系統(tǒng)容量大。抗干擾能力強(qiáng)，頻率利用率高，系統(tǒng)容量大。越區(qū)切換簡(jiǎn)單越區(qū)切換簡(jiǎn)單，可在無(wú)信息傳輸時(shí)進(jìn)行，可在無(wú)信息傳輸時(shí)進(jìn)行，不會(huì)丟失數(shù)不會(huì)丟失數(shù)據(jù)。據(jù)。TDMA系統(tǒng)的特點(diǎn)系統(tǒng)的特點(diǎn)

19、 第5章 組網(wǎng)技術(shù) 5.2.3 碼分多址碼分多址(Code Division Multiple Access CDMA) ：碼型劃分，時(shí)隙、頻率共享：碼型劃分，時(shí)隙、頻率共享跳頻-碼分多址 FH-CDMA 直擴(kuò)碼分多址 DS-CDMA 第5章 組網(wǎng)技術(shù) 28 多用戶(hù)共享同一頻率多用戶(hù)共享同一頻率 通信容量大通信容量大 容量的軟特性容量的軟特性 多增加一個(gè)用戶(hù)只會(huì)使通信質(zhì)量略有下降，不會(huì)出現(xiàn)硬阻塞多增加一個(gè)用戶(hù)只會(huì)使通信質(zhì)量略有下降，不會(huì)出現(xiàn)硬阻塞現(xiàn)象現(xiàn)象 由于信號(hào)被擴(kuò)展在一較寬頻譜上，可以由于信號(hào)被擴(kuò)展在一較寬頻譜上，可以減小多徑衰落減小多徑衰落 信道數(shù)據(jù)速率很高，但信道數(shù)據(jù)速率很高，但無(wú)需自

20、適應(yīng)均衡無(wú)需自適應(yīng)均衡 平滑的軟切換和有效的宏分集平滑的軟切換和有效的宏分集，不會(huì)引起通信中斷不會(huì)引起通信中斷CDMA系統(tǒng)的特點(diǎn)系統(tǒng)的特點(diǎn) 第5章 組網(wǎng)技術(shù) 29CDMA系統(tǒng)存在的問(wèn)題系統(tǒng)存在的問(wèn)題多址干擾多址干擾原因原因 不同用戶(hù)的擴(kuò)頻序列不完全正交，擴(kuò)頻碼集的非零互相關(guān)系數(shù)會(huì)引起用戶(hù)間的相互干擾“遠(yuǎn)遠(yuǎn)- -近近”效應(yīng)效應(yīng)原因原因 移動(dòng)用戶(hù)所在的位置的變化以及深衰落的存在，會(huì)使基站接收到的各用戶(hù)信號(hào)功率相差很大，強(qiáng)信號(hào)對(duì)弱信號(hào)有著明顯的抑制作用解決方法：使用功率控制解決方法：使用功率控制第5章 組網(wǎng)技術(shù) 3. 混合碼分多址混合碼分多址 混合碼分多址的形式有多種多樣，如FDMA和DS-CDMA

21、混合，TDMA與DS-CDMA混合(TD/CDMA)，TDMA與跳頻混合(TDMA/FH), FHCD*2CDMA與DS-CDMA混合(DS/FH-CDMA)等等。 第5章 組網(wǎng)技術(shù) 5.2.4 空分多址空分多址(SDMA) 圖 5 6 空分多址示意圖 第5章 組網(wǎng)技術(shù) 5.2.5 隨機(jī)多址隨機(jī)多址 1. ALOHA協(xié)議和時(shí)隙協(xié)議和時(shí)隙ALOHA ALOHA協(xié)議協(xié)議ALOHA協(xié)議是一種最簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)分組傳輸協(xié)議。協(xié)議是一種最簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)分組傳輸協(xié)議。任何一個(gè)用戶(hù)可以隨時(shí)接入信道發(fā)送數(shù)據(jù)分組；任何一個(gè)用戶(hù)可以隨時(shí)接入信道發(fā)送數(shù)據(jù)分組；發(fā)送結(jié)束后，在相同的信道上或一個(gè)單獨(dú)的反饋信道發(fā)送結(jié)束后，在相同的

22、信道上或一個(gè)單獨(dú)的反饋信道上等待應(yīng)答；上等待應(yīng)答；若在給定的時(shí)間區(qū)間內(nèi)沒(méi)有收到認(rèn)可應(yīng)答，則重發(fā)數(shù)若在給定的時(shí)間區(qū)間內(nèi)沒(méi)有收到認(rèn)可應(yīng)答，則重發(fā)數(shù)據(jù)分組。據(jù)分組。 要使當(dāng)前分組傳輸成功，必須在當(dāng)前分組到達(dá)時(shí)刻的要使當(dāng)前分組傳輸成功，必須在當(dāng)前分組到達(dá)時(shí)刻的前后各一個(gè)分組長(zhǎng)度內(nèi)沒(méi)有其它用戶(hù)的分組到達(dá)，即易損前后各一個(gè)分組長(zhǎng)度內(nèi)沒(méi)有其它用戶(hù)的分組到達(dá)，即易損區(qū)間為區(qū)間為2倍的分組長(zhǎng)度。倍的分組長(zhǎng)度。第5章 組網(wǎng)技術(shù) 5.2.5 隨機(jī)多址隨機(jī)多址 1. ALOHA協(xié)議和時(shí)隙協(xié)議和時(shí)隙ALOHA ALOHA協(xié)議的性能指標(biāo)協(xié)議的性能指標(biāo)通過(guò)量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)平均成功傳輸?shù)姆纸M數(shù)；通過(guò)量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)平均成功傳輸?shù)?/p>

23、分組數(shù)；每個(gè)分組的平均時(shí)延。每個(gè)分組的平均時(shí)延。時(shí)隙時(shí)隙ALOHA 為了改進(jìn)為了改進(jìn)ALOHA的性能，將時(shí)間軸分成時(shí)隙，時(shí)隙大的性能，將時(shí)間軸分成時(shí)隙，時(shí)隙大小大于一個(gè)分組的長(zhǎng)度，所有用戶(hù)都同步在時(shí)隙開(kāi)始時(shí)刻小大于一個(gè)分組的長(zhǎng)度，所有用戶(hù)都同步在時(shí)隙開(kāi)始時(shí)刻發(fā)送，稱(chēng)之為時(shí)隙發(fā)送，稱(chēng)之為時(shí)隙ALOHA協(xié)議。協(xié)議。 時(shí)隙時(shí)隙ALOHA協(xié)議的易損區(qū)間減少為一個(gè)分組長(zhǎng)度協(xié)議的易損區(qū)間減少為一個(gè)分組長(zhǎng)度。第5章 組網(wǎng)技術(shù) A1B1B1A2碰撞用戶(hù)A：用戶(hù)B：(b)(a)tB1碰撞A2A1A2隨機(jī)重傳時(shí)延易損間隔用戶(hù)A：用戶(hù)B：圖圖 5 7 ALOHA和時(shí)隙和時(shí)隙ALOHA協(xié)議示意圖協(xié)議示意圖(a) AL

24、OHA協(xié)議；協(xié)議； (b) 時(shí)隙時(shí)隙ALOHA協(xié)議協(xié)議 第5章 組網(wǎng)技術(shù) 2. 載波偵聽(tīng)多址載波偵聽(tīng)多址(CSMA) CSMACSMA協(xié)議協(xié)議ALOHAALOHA協(xié)議中各節(jié)點(diǎn)的發(fā)射相互獨(dú)立；協(xié)議中各節(jié)點(diǎn)的發(fā)射相互獨(dú)立；CSMACSMA協(xié)議中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)在發(fā)送之前，先偵聽(tīng)協(xié)議中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)在發(fā)送之前，先偵聽(tīng)信道是否有分組在傳輸，若信道空閑，才進(jìn)行發(fā)信道是否有分組在傳輸，若信道空閑，才進(jìn)行發(fā)送；若信道忙，則按照設(shè)定的準(zhǔn)則推遲發(fā)送。送；若信道忙，則按照設(shè)定的準(zhǔn)則推遲發(fā)送。CSMACSMA協(xié)議的性能指標(biāo)協(xié)議的性能指標(biāo)檢測(cè)時(shí)延，指接收機(jī)判斷信道空閑與否所需檢測(cè)時(shí)延，指接收機(jī)判斷信道空閑與否所需時(shí)間時(shí)間; ;

25、傳播時(shí)延。傳播時(shí)延。第5章 組網(wǎng)技術(shù) 當(dāng)檢測(cè)到信道忙時(shí)，有幾種處理辦法：隨機(jī)時(shí)延一段時(shí)間， 然后重新檢測(cè)信道，直至檢測(cè)到空閑信道，該協(xié)議稱(chēng)為非堅(jiān)持CSMA；繼續(xù)檢測(cè)信道直至信道空閑，一旦信道空閑則以概率1發(fā)送分組， 該協(xié)議稱(chēng)為1-堅(jiān)持CSMA；繼續(xù)檢測(cè)信道直至信道空閑， 此時(shí)以概率p發(fā)送分組，以1-p推遲發(fā)送，該協(xié)議稱(chēng)為p-堅(jiān)持CSMA。 第5章 組網(wǎng)技術(shù) 3. 預(yù)約隨機(jī)多址預(yù)約隨機(jī)多址 預(yù)約隨機(jī)多址通?；跁r(shí)分復(fù)用：時(shí)間軸分為時(shí)間幀，時(shí)間幀分為若干時(shí)隙，當(dāng)用戶(hù)需發(fā)送分組時(shí)，可采用ALOHA的方式在空閑時(shí)隙上進(jìn)行預(yù)約。若預(yù)約成功，就將無(wú)碰撞地占用每幀所預(yù)約的時(shí)隙，直至所有分組傳輸完畢。分組預(yù)約

26、多址（分組預(yù)約多址（PRMA） 分組預(yù)約多址是對(duì)TDMA的改進(jìn)：在TDMA的幀結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，為每一個(gè)語(yǔ)音突發(fā)在TDMA幀中預(yù)約一個(gè)時(shí)隙（TDMA中一路話(huà)音固定占用一個(gè)時(shí)隙）。第5章 組網(wǎng)技術(shù) 38 目前應(yīng)用的目前應(yīng)用的多址方式多址方式 頻分多址頻分多址(FDMA)(FDMA)、時(shí)分多址、時(shí)分多址(TDMA)(TDMA)、碼分多址、碼分多址(CDMA)(CDMA)及其混合方式等及其混合方式等信道3信道1信道N信道2ftc多址接入方式多址接入方式建立多址接入時(shí)區(qū)分信道的依據(jù)建立多址接入時(shí)區(qū)分信道的依據(jù)頻分多址方式（頻分多址方式（FDMAFDMA）頻道劃分，頻帶獨(dú)享，時(shí)間共享頻道劃分，頻帶獨(dú)享，時(shí)間共

27、享時(shí)分多址方式（時(shí)分多址方式（TDMATDMA）時(shí)隙劃分時(shí)隙劃分 ，時(shí)隙獨(dú)占，頻率共享，時(shí)隙獨(dú)占，頻率共享碼分多址方式（碼分多址方式（CDMACDMA）碼型劃分，時(shí)隙、頻率共享碼型劃分，時(shí)隙、頻率共享信道1信道2信道3信道Nftcftc信道2信道1信道3信道 N FDMA、TDMA、CDMA的示意圖FDMATDMACDMA第5章 組網(wǎng)技術(shù) 5.3 區(qū)域覆蓋和信道配置區(qū)域覆蓋和信道配置 根據(jù)服務(wù)對(duì)象、地形的分布及干擾等因素，根據(jù)服務(wù)對(duì)象、地形的分布及干擾等因素，可以將小區(qū)制移動(dòng)通信網(wǎng)劃分為：可以將小區(qū)制移動(dòng)通信網(wǎng)劃分為：帶狀網(wǎng)帶狀網(wǎng)和和蜂窩網(wǎng)蜂窩網(wǎng)( (面狀網(wǎng)面狀網(wǎng)) )。第5章 組網(wǎng)技術(shù) 1

28、1、帶狀網(wǎng)、帶狀網(wǎng)帶狀網(wǎng)主要覆蓋公路、鐵路、海岸等，其服務(wù)區(qū)的用戶(hù)帶狀網(wǎng)主要覆蓋公路、鐵路、海岸等，其服務(wù)區(qū)的用戶(hù)分布呈帶狀。分布呈帶狀?；咎炀€(xiàn)若為定向基站天線(xiàn)若為定向( (有向有向) )天線(xiàn)輻射，服務(wù)覆蓋區(qū)為天線(xiàn)輻射，服務(wù)覆蓋區(qū)為扁圓形扁圓形?；咎炀€(xiàn)若為全向天線(xiàn)輻射，服務(wù)覆蓋區(qū)為基站天線(xiàn)若為全向天線(xiàn)輻射，服務(wù)覆蓋區(qū)為圓形。圓形。第5章 組網(wǎng)技術(shù) 帶狀網(wǎng)可進(jìn)行頻率復(fù)用。如果采用兩個(gè)小區(qū)組成一個(gè)區(qū)帶狀網(wǎng)可進(jìn)行頻率復(fù)用。如果采用兩個(gè)小區(qū)組成一個(gè)區(qū)群稱(chēng)為群稱(chēng)為雙頻制雙頻制，如果采用三個(gè)小區(qū)組成一個(gè)區(qū)群稱(chēng)為三，如果采用三個(gè)小區(qū)組成一個(gè)區(qū)群稱(chēng)為三頻制。頻制。從成本和資源利用率而言，雙頻群最好；但從抗

29、頻干擾從成本和資源利用率而言，雙頻群最好；但從抗頻干擾而言，雙頻群最差，還應(yīng)考慮多頻制。而言，雙頻群最差，還應(yīng)考慮多頻制。 BA A B雙頻制示意圖雙頻制示意圖第5章 組網(wǎng)技術(shù) 圖 5 10 帶狀網(wǎng)的同頻道干擾 第5章 組網(wǎng)技術(shù) 表表 5 4 帶狀網(wǎng)的同頻干擾帶狀網(wǎng)的同頻干擾 第5章 組網(wǎng)技術(shù) 2、 蜂窩網(wǎng)蜂窩網(wǎng) (1) 小區(qū)的形狀小區(qū)的形狀n 假設(shè)整個(gè)服務(wù)區(qū)的地形平坦、地物相同，且基站采用全假設(shè)整個(gè)服務(wù)區(qū)的地形平坦、地物相同，且基站采用全向天線(xiàn)使基站輻射區(qū)域大體是一個(gè)圓形。向天線(xiàn)使基站輻射區(qū)域大體是一個(gè)圓形。n 在這些正多邊形中，能夠全面無(wú)空隙、重疊的覆蓋整個(gè)在這些正多邊形中，能夠全面無(wú)空隙

30、、重疊的覆蓋整個(gè)區(qū)域的就只有：區(qū)域的就只有：第5章 組網(wǎng)技術(shù) 三種小區(qū)形狀的比較三種小區(qū)形狀的比較第5章 組網(wǎng)技術(shù) (2) 區(qū)群的組成。區(qū)群的組成。 蜂窩式移動(dòng)通信網(wǎng)通常是由若干鄰接的無(wú)線(xiàn)小區(qū)蜂窩式移動(dòng)通信網(wǎng)通常是由若干鄰接的無(wú)線(xiàn)小區(qū)組成一個(gè)無(wú)線(xiàn)區(qū)群，再由若干無(wú)線(xiàn)區(qū)群構(gòu)成整個(gè)組成一個(gè)無(wú)線(xiàn)區(qū)群，再由若干無(wú)線(xiàn)區(qū)群構(gòu)成整個(gè)服務(wù)區(qū)。服務(wù)區(qū)。 防止同頻干擾，同一區(qū)群的小區(qū)不得使用同一頻防止同頻干擾，同一區(qū)群的小區(qū)不得使用同一頻率。只有在不同的區(qū)群中，才可以使用相同的頻率。只有在不同的區(qū)群中，才可以使用相同的頻率。率。第5章 組網(wǎng)技術(shù) 構(gòu)成單元無(wú)線(xiàn)區(qū)群的構(gòu)成單元無(wú)線(xiàn)區(qū)群的基本條件基本條件是：是：區(qū)群之間彼

31、此鄰接，且無(wú)空隙無(wú)重疊地覆蓋；區(qū)群之間彼此鄰接，且無(wú)空隙無(wú)重疊地覆蓋；鄰接之后的區(qū)群應(yīng)保證各個(gè)相鄰?fù)诺佬^(qū)之間的距離鄰接之后的區(qū)群應(yīng)保證各個(gè)相鄰?fù)诺佬^(qū)之間的距離 相等，且為最大。相等，且為最大。區(qū)群內(nèi)的小區(qū)數(shù)區(qū)群內(nèi)的小區(qū)數(shù)N N應(yīng)滿(mǎn)足下式：應(yīng)滿(mǎn)足下式：N=i2+ij+j2 n 式中，式中，i, j為非負(fù)整數(shù)，（為非負(fù)整數(shù)，（i=0, j=0, i+j 0）。）。n N越大，則意味著同頻小區(qū)間距離越遠(yuǎn)越大，則意味著同頻小區(qū)間距離越遠(yuǎn)，同頻干擾越，同頻干擾越小。小。N越小，則意味著一個(gè)系統(tǒng)中可有更多的區(qū)群，頻越小，則意味著一個(gè)系統(tǒng)中可有更多的區(qū)群，頻譜利用率高，有更多的容量譜利用率高，有更多

32、的容量第5章 組網(wǎng)技術(shù) 表表 5 6 群區(qū)小區(qū)數(shù)群區(qū)小區(qū)數(shù)N的取值的取值 第5章 組網(wǎng)技術(shù) 正六邊形區(qū)群的構(gòu)成正六邊形區(qū)群的構(gòu)成 第5章 組網(wǎng)技術(shù) A(3) 同頻同頻(信道信道)小區(qū)的距離。小區(qū)的距離。 第5章 組網(wǎng)技術(shù) (4) 中心激勵(lì)與頂點(diǎn)激勵(lì)。 圖 5 14 兩種激勵(lì)方式 第5章 組網(wǎng)技術(shù) (5) 小區(qū)的分裂。 圖 5 15 用戶(hù)密度不等時(shí)的小區(qū)結(jié)構(gòu) 515255152525555151552515555515152555515155251555551515251010101010101010101010105555555555555555551010101010101010101010

33、1055555555第5章 組網(wǎng)技術(shù) 圖 5 16 小區(qū)分裂 原基站新基站第5章 組網(wǎng)技術(shù) 大區(qū)制大區(qū)制小區(qū)制小區(qū)制服務(wù)區(qū)域服務(wù)區(qū)域激勵(lì)方式激勵(lì)方式小區(qū)分裂小區(qū)分裂帶狀服務(wù)帶狀服務(wù)區(qū)域區(qū)域面狀服務(wù)面狀服務(wù)區(qū)域區(qū)域三角形三角形正方形正方形六邊形六邊形蜂窩小區(qū)蜂窩小區(qū) 小區(qū)形狀小區(qū)形狀區(qū)群構(gòu)成區(qū)群構(gòu)成宏蜂窩宏蜂窩微蜂窩微蜂窩 智能蜂窩智能蜂窩 中心激勵(lì)中心激勵(lì)頂點(diǎn)激勵(lì)頂點(diǎn)激勵(lì)重新劃分小區(qū)重新劃分小區(qū)小區(qū)扇形化小區(qū)扇形化三角形三角形正方形正方形六邊形六邊形蜂窩小區(qū)蜂窩小區(qū)宏蜂窩宏蜂窩微蜂窩微蜂窩 智能蜂窩智能蜂窩第5章 組網(wǎng)技術(shù) 5.3.2 信道信道(頻率頻率)配置配置 在在CDMACDMA系統(tǒng)中，

34、用戶(hù)使用相同的頻率因而無(wú)需進(jìn)行頻系統(tǒng)中，用戶(hù)使用相同的頻率因而無(wú)需進(jìn)行頻率配置。頻率配置主要針對(duì)的是率配置。頻率配置主要針對(duì)的是FDMAFDMA和和TDMATDMA系統(tǒng)。系統(tǒng)。 信道信道( (頻率頻率) )配置配置解決的是將給定的信道解決的是將給定的信道( (頻率頻率) )如何分如何分配給一個(gè)區(qū)群的各個(gè)小區(qū)。每個(gè)小區(qū)分配的幾個(gè)信道配給一個(gè)區(qū)群的各個(gè)小區(qū)。每個(gè)小區(qū)分配的幾個(gè)信道稱(chēng)為一個(gè)信道組。稱(chēng)為一個(gè)信道組。 信道信道( (頻率頻率) )配置配置方式有兩種：分區(qū)分組配置法和等頻方式有兩種：分區(qū)分組配置法和等頻距分配法。距分配法。第5章 組網(wǎng)技術(shù) 1. 分區(qū)分組配置法分區(qū)分組配置法分區(qū)分組配置法所

35、遵循的分區(qū)分組配置法所遵循的原則原則是：國(guó)家規(guī)定選擇雙工通是：國(guó)家規(guī)定選擇雙工通信方式，載頻、頻道間隔以及收發(fā)間隔要協(xié)調(diào)，盡量占信方式，載頻、頻道間隔以及收發(fā)間隔要協(xié)調(diào)，盡量占用較小帶寬，提高頻帶利用率；同一區(qū)群內(nèi)不能使用相用較小帶寬，提高頻帶利用率；同一區(qū)群內(nèi)不能使用相同的信道，以避免同頻干擾；小區(qū)內(nèi)采用無(wú)三階互調(diào)的同的信道，以避免同頻干擾；小區(qū)內(nèi)采用無(wú)三階互調(diào)的相容信道組，以避免互調(diào)干擾。相容信道組，以避免互調(diào)干擾。設(shè)給定的頻段以等間隔劃分為信道，按順序分別標(biāo)明各設(shè)給定的頻段以等間隔劃分為信道，按順序分別標(biāo)明各信道的號(hào)碼為：信道的號(hào)碼為：1 1， 2 2， 3 3，。下列哪一信道組屬于無(wú)三

36、階互調(diào)干擾組？（下列哪一信道組屬于無(wú)三階互調(diào)干擾組？（ ） A A、1 1，2 2，4 4，7 B7 B、1 1，4 4，6 6，12 12 C C、1 1，3 3，6 6，11 D11 D、1 1，2 2，7 7，1212補(bǔ)充：無(wú)三階互調(diào)干擾補(bǔ)充：無(wú)三階互調(diào)干擾三階互調(diào)是指當(dāng)兩個(gè)信號(hào)在一個(gè)線(xiàn)性系統(tǒng)中，由于非線(xiàn)三階互調(diào)是指當(dāng)兩個(gè)信號(hào)在一個(gè)線(xiàn)性系統(tǒng)中，由于非線(xiàn)性因素存在使一個(gè)信號(hào)的二次諧波與另一個(gè)信號(hào)的基波性因素存在使一個(gè)信號(hào)的二次諧波與另一個(gè)信號(hào)的基波產(chǎn)生差拍（混頻）后所產(chǎn)生的寄生信號(hào)。比如產(chǎn)生差拍（混頻）后所產(chǎn)生的寄生信號(hào)。比如F1F1的二次的二次諧波是諧波是2F12F1，他與，他與F2F2

37、產(chǎn)生了寄生信號(hào)產(chǎn)生了寄生信號(hào)2F1-F2=F32F1-F2=F3。即對(duì)。即對(duì)F3F3形成了干擾。形成了干擾。例子：例子：若每個(gè)區(qū)群有若每個(gè)區(qū)群有7 7個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)需個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)需6 6個(gè)信道，按個(gè)信道，按上述原則進(jìn)行分配，可得到：上述原則進(jìn)行分配，可得到：第一組 1、 5、 14、 20、 34、 36第二組 2、 9、 13、 18、 21、 31第三組 3、 8、 19、 25、 33、 40第四組 4、 12、 16、 22、 37、 39第五組 6、 10、 27、 30、 32、 41第六組 7、 11、 24、 26、 29、 35第七組 15、17、 23、 28、 38

38、、 42第5章 組網(wǎng)技術(shù) 2. 等頻距配置法等頻距配置法 等距離配置法等距離配置法是按等頻率間隔來(lái)配置信道的，只要頻率是按等頻率間隔來(lái)配置信道的，只要頻率選得足夠大，就可以有效的避免鄰道干擾。這樣的頻率配選得足夠大，就可以有效的避免鄰道干擾。這樣的頻率配置可能正好滿(mǎn)足產(chǎn)生互調(diào)的頻率關(guān)系，但正因?yàn)轭l距大，置可能正好滿(mǎn)足產(chǎn)生互調(diào)的頻率關(guān)系，但正因?yàn)轭l距大，干擾易于被接收機(jī)輸入濾波器濾除而不易作用到非線(xiàn)性器干擾易于被接收機(jī)輸入濾波器濾除而不易作用到非線(xiàn)性器件，這也就避免了互調(diào)的產(chǎn)生。件，這也就避免了互調(diào)的產(chǎn)生。 第5章 組網(wǎng)技術(shù) 例如，區(qū)群內(nèi)共有例如，區(qū)群內(nèi)共有N N個(gè)小區(qū)，可以把一個(gè)區(qū)群分成個(gè)小區(qū)

39、，可以把一個(gè)區(qū)群分成N N個(gè)組，個(gè)組，每組內(nèi)擁有的信道：每組內(nèi)擁有的信道：第一組用第一組用(1(1，1+N, 1+2N, 1+3N, )1+N, 1+2N, 1+3N, )，第二組用第二組用(2, 2+N, 2+2N, 2+3N, )(2, 2+N, 2+2N, 2+3N, )，.第第N N組用組用(N, N+N, N+2N, N+3N, ) (N, N+N, N+2N, N+3N, ) 。第5章 組網(wǎng)技術(shù) 例如例如N=7N=7，則信道的配置為：，則信道的配置為：第一組第一組 1 1、 8 8、 1515、 2222、 2929、 第二組第二組 2 2、 9 9、 1616、 2323、 30

40、30、 第三組第三組 3 3、 1010、 1717、 2424、 3131、 第四組第四組 4 4、 1111、 1818、 2525、 3232、 第五組第五組 5 5、 1212、 1919、 2626、 3333、 第六組第六組 6 6、 1313、 2020、 2727、 3434、 第七組第七組 7 7、 1414、 2121、 2828、 3535、 第5章 組網(wǎng)技術(shù) 這樣同一信道組內(nèi)的信道最小頻率間隔為7個(gè)信道間隔。 若信道間隔為25 kHz，則其最小頻率間隔可達(dá)175 kHz。 這樣接收機(jī)的輸入濾波器便可有效地抑制鄰道干擾和互調(diào)干擾。 第5章 組網(wǎng)技術(shù) 如果是定向天線(xiàn)進(jìn)行頂點(diǎn)

41、激勵(lì)的小區(qū)制，每個(gè)基站應(yīng)配置三組信道，向三個(gè)方向輻射。 例如N=7，每個(gè)區(qū)群就需有21個(gè)信道組。整個(gè)區(qū)群內(nèi)各基站信道組的分布如圖 5 - 17。 第5章 組網(wǎng)技術(shù) 圖 5 17 三頂點(diǎn)激勵(lì)的信道配置第5章 組網(wǎng)技術(shù) 為了進(jìn)一步提高頻譜利用率，使信道的配置能隨意動(dòng)通信業(yè)務(wù)量地理分布的變化而變化，通常采取兩種措施：n動(dòng)態(tài)配置法動(dòng)態(tài)配置法：隨業(yè)務(wù)量的變化重新配置全部信道。如果這種理想的方法能夠?qū)崿F(xiàn)，頻譜利用率可提高20%-50%，但要及時(shí)算出新的配置方案，且能避免各類(lèi)干擾，這是十分困難的。n柔性配置法柔性配置法：準(zhǔn)備若干個(gè)信道，需要時(shí)提供給某一個(gè)小區(qū)使用。這種控制較簡(jiǎn)單，只要預(yù)留若干個(gè)信道使各個(gè)基站

42、都能夠使用，可應(yīng)付局部業(yè)務(wù)量變化的情況，是一種較適用的方法。 第5章 組網(wǎng)技術(shù) 5.4 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) fAfAffAAtAlosDdDdDDddhdLlog4log20(4log20, 自自由由空空間間傳傳播播損損耗耗）空中網(wǎng)絡(luò) fAfAffAAtAlosDdDdDDddhdLlog4log20(4log20, 自自由由空空間間傳傳播播損損耗耗）基站與固定網(wǎng)絡(luò)服務(wù)區(qū)內(nèi)各基站的相互連接 多 址 接 入頻率配置和蜂窩小區(qū)地面網(wǎng)絡(luò)第5章 組網(wǎng)技術(shù) 移動(dòng)用戶(hù)基站交換機(jī)固定網(wǎng)絡(luò)固定用戶(hù)移動(dòng)用戶(hù)基站交換機(jī)基站移動(dòng)用戶(hù)5.4.1 基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 第5章 組網(wǎng)技術(shù) n基站與交換機(jī)之間、交換機(jī)與網(wǎng)

43、絡(luò)之間可采用有線(xiàn)鏈路（如基站與交換機(jī)之間、交換機(jī)與網(wǎng)絡(luò)之間可采用有線(xiàn)鏈路（如光纖、同軸電纜、雙絞線(xiàn)等），也可采用無(wú)線(xiàn)鏈路（如微波光纖、同軸電纜、雙絞線(xiàn)等），也可采用無(wú)線(xiàn)鏈路（如微波鏈路）。這些鏈路上傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)形式通常為鏈路）。這些鏈路上傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)形式通常為PCMPCM數(shù)字多路數(shù)字多路復(fù)用信號(hào)。復(fù)用信號(hào)。n通常每個(gè)基站要同時(shí)支持通常每個(gè)基站要同時(shí)支持5050路語(yǔ)音呼叫，每個(gè)交換機(jī)可以支路語(yǔ)音呼叫，每個(gè)交換機(jī)可以支持近持近100100個(gè)基站，交換機(jī)到固定網(wǎng)絡(luò)之間需要個(gè)基站，交換機(jī)到固定網(wǎng)絡(luò)之間需要50005000個(gè)話(huà)路的傳個(gè)話(huà)路的傳輸容量。輸容量。第5章 組網(wǎng)技術(shù) 交換機(jī)的組成和基本原理

44、(a) 交換機(jī)的組成； (b) 交換機(jī)的基本原理第5章 組網(wǎng)技術(shù) 多多個(gè)個(gè)服服務(wù)務(wù)區(qū)區(qū)的的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu) 第5章 組網(wǎng)技術(shù) MSCHLRVLRAUCOMCEIRBTS BSCMSCPDNPSTNISDN固定網(wǎng)BSSMSMS1. 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) OMC:操作和維護(hù)中心數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)第5章 組網(wǎng)技術(shù) MSC為移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心，它是無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)與公眾電話(huà)交換網(wǎng)之間的接口設(shè)備， 成全部必須的信令功能以建立與移動(dòng)臺(tái)的往來(lái)呼叫。其主要責(zé)任是： 路由選擇管理； 計(jì)費(fèi)和費(fèi)率管理； 業(yè)務(wù)量管理； 向原籍位置登記器(HLR)發(fā)送有關(guān)業(yè)務(wù)量信息和計(jì)費(fèi)信息。 第5章 組網(wǎng)技術(shù) HLR為原籍位置登記器，負(fù)

45、責(zé)移動(dòng)臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)管理。其主要責(zé)任是： 對(duì)在HLR中登記的移動(dòng)臺(tái)(MS)的所有用戶(hù)參數(shù)的管理、 修改等； 計(jì)費(fèi)管理； VLR的更新。第5章 組網(wǎng)技術(shù) VLR為訪(fǎng)問(wèn)者位置登記器， 是動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。 其主要責(zé)任是： 移動(dòng)臺(tái)漫游號(hào)管理； 臨時(shí)移動(dòng)臺(tái)標(biāo)識(shí)管理； 訪(fǎng)問(wèn)的移動(dòng)臺(tái)用戶(hù)管理； HLR的更新； 管理MSC區(qū)， 位置區(qū)及基臺(tái)區(qū)； 管理無(wú)線(xiàn)信道(如信道分配表、 動(dòng)態(tài)信道分配管理、 信道阻塞狀態(tài))。 第5章 組網(wǎng)技術(shù) 2. 網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)接口 MSBSMSCVLRMSCVLREIRHLRSmUmAbisABECFGD圖 1-17 蜂窩系統(tǒng)所用的接口 第5章 組網(wǎng)技術(shù) MSCHLRVLRAUCOMCEIRBTS

46、 BSCMSCPDNPSTNISDN固定網(wǎng)BSSMSMS信令的導(dǎo)出第5章 組網(wǎng)技術(shù) 信令到底是什么？你摘機(jī)之后，會(huì)聽(tīng)到你摘機(jī)之后，會(huì)聽(tīng)到“嘟嘟-”的聲音，這種聲音從的聲音，這種聲音從何而來(lái)？難道會(huì)是專(zhuān)門(mén)有人在那里發(fā)出這種聲音嗎？何而來(lái)？難道會(huì)是專(zhuān)門(mén)有人在那里發(fā)出這種聲音嗎？當(dāng)你撥號(hào)的時(shí)候，交換機(jī)內(nèi)部會(huì)發(fā)生什么事情？當(dāng)你撥號(hào)的時(shí)候，交換機(jī)內(nèi)部會(huì)發(fā)生什么事情？當(dāng)你掛掉電話(huà)的時(shí)候，你會(huì)不會(huì)認(rèn)為計(jì)費(fèi)系統(tǒng)依然還當(dāng)你掛掉電話(huà)的時(shí)候，你會(huì)不會(huì)認(rèn)為計(jì)費(fèi)系統(tǒng)依然還在給你計(jì)費(fèi)，你有過(guò)這種擔(dān)心嗎？在給你計(jì)費(fèi)，你有過(guò)這種擔(dān)心嗎？當(dāng)你對(duì)著電話(huà)按鍵亂按一氣的時(shí)候，你會(huì)聽(tīng)到什么聲當(dāng)你對(duì)著電話(huà)按鍵亂按一氣的時(shí)候，你會(huì)聽(tīng)到什么

47、聲音？這又是誰(shuí)在作怪？音？這又是誰(shuí)在作怪？第5章 組網(wǎng)技術(shù) 781 信令的作用和構(gòu)成信令的作用和構(gòu)成信令信令是與通信有關(guān)的一系列控制信號(hào)。作用作用 信令是用戶(hù)以及通信網(wǎng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)相互交換信息的共同語(yǔ)言，是整個(gè)通信網(wǎng)的神經(jīng)系統(tǒng)?；竟δ芑竟δ芙⒑艚斜O(jiān)控呼叫清除呼叫操作過(guò)程操作過(guò)程（右圖）構(gòu)成構(gòu)成 信令由一系列信令消息集組成消息類(lèi)型單元一些強(qiáng)制或可選擇的消息單元 信令的操作過(guò)程5.5 信信 令令 第5章 組網(wǎng)技術(shù) 792 信令的分類(lèi)信令的分類(lèi) （1）按發(fā)展過(guò)程分類(lèi)）按發(fā)展過(guò)程分類(lèi)隨路信令隨路信令（模擬電話(huà)網(wǎng)或早期的數(shù)字電話(huà)網(wǎng)中）（模擬電話(huà)網(wǎng)或早期的數(shù)字電話(huà)網(wǎng)中）信令與話(huà)音在同一鏈路內(nèi)傳送信令與

48、話(huà)音在同一鏈路內(nèi)傳送信令傳送速度低，信息容量及處理能力有限信令傳送速度低，信息容量及處理能力有限只適應(yīng)于基本的呼叫處理只適應(yīng)于基本的呼叫處理公共信道信令（公共信道信令（CCSCCS）信令與語(yǔ)音分離信令與語(yǔ)音分離鏈路的利用率高鏈路的利用率高實(shí)際速度低于理論速度實(shí)際速度低于理論速度 第5章 組網(wǎng)技術(shù) 80u按對(duì)象接入信令： 用戶(hù)到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的信令，在移動(dòng)通信中是指移動(dòng)臺(tái)到基站之間的信令；網(wǎng)絡(luò)信令： 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的信令，在移動(dòng)通信中網(wǎng)絡(luò)信令稱(chēng)7號(hào)信令(SS7)。u按信號(hào)形式 信令按信號(hào)形式可分為數(shù)字信令和音頻信令(模擬信令)。2 信令的分類(lèi)信令的分類(lèi) （2）按對(duì)象和信號(hào)形式分類(lèi)）按對(duì)象和信號(hào)形式分類(lèi)

49、第5章 組網(wǎng)技術(shù) 81PSWA或DSP典型的數(shù)字信令格式2 信令的分類(lèi)信令的分類(lèi) ：（：（3） 數(shù)字信令數(shù)字信令 P：前置碼，提供同步信息。 SW：字同步碼，提供位同步信息。 A或D：地址或數(shù)據(jù)碼，包括控制、選呼、撥號(hào)等信令 SP：糾錯(cuò)碼，又稱(chēng)監(jiān)督碼第5章 組網(wǎng)技術(shù) 82 音頻信令是由不同音頻信號(hào)組成的。分單音頻信令、雙音頻信令和多音頻信令。帶內(nèi)單音頻信令帶內(nèi)單音頻信令 帶內(nèi)單音頻信令：用0.33kHz范圍內(nèi)不同的單音作為信令。2 信令的分類(lèi)信令的分類(lèi) ：（：（4） 音頻信令音頻信令第5章 組網(wǎng)技術(shù) 83帶外亞音頻信令帶外亞音頻信令 采用低于0.3kHz的單音作為信令。撥號(hào)信令撥號(hào)信令 撥號(hào)信

50、令是移動(dòng)臺(tái)主叫時(shí)發(fā)往基站的信令。 單音頻脈沖方式：用撥號(hào)盤(pán)使2.3kHz的單音按脈沖方式發(fā)送。 雙音頻脈沖方式：采用兩個(gè)不同頻率范圍的單音頻脈沖組合。2 信令的分類(lèi)信令的分類(lèi) ：（：（4） 音頻信令音頻信令第5章 組網(wǎng)技術(shù) 84撥號(hào)信令撥號(hào)信令十取一十取一：用話(huà)帶內(nèi)的10個(gè)單音，每一個(gè)單一音代表一個(gè)十進(jìn)制的數(shù)。五取二五取二：用話(huà)帶內(nèi)的5個(gè)單音，每次同時(shí)選播兩個(gè)單音。共有C52=10種組合，每一組合代表一個(gè)十進(jìn)制數(shù)。4 3方式方式(雙音多頻雙音多頻DTMF方式方式)：用話(huà)帶內(nèi)的7個(gè)單音，把它們分為高音群和低音群，用高音群的一個(gè)單音和低音群的一個(gè)單音來(lái)代表一個(gè)十進(jìn)制數(shù)，進(jìn)行發(fā)送。2 信令的分類(lèi)信令

51、的分類(lèi) ：（：（4） 音頻信令音頻信令第5章 組網(wǎng)技術(shù) 表表 5 8 43方式的頻率組成方式的頻率組成 第5章 組網(wǎng)技術(shù) 86數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)鏈路層信息幀格式3 信令傳輸協(xié)議信令傳輸協(xié)議 ：（：（1） 幀格式幀格式第5章 組網(wǎng)技術(shù) 873 信令傳輸協(xié)議信令傳輸協(xié)議 ：（2） GSM鏈路層信息幀控制字段構(gòu)成鏈路層信息幀控制字段構(gòu)成第5章 組網(wǎng)技術(shù) 5.5.2 網(wǎng)絡(luò)信令網(wǎng)絡(luò)信令 圖圖 5 24 7號(hào)信令系統(tǒng)的協(xié)議結(jié)構(gòu)號(hào)信令系統(tǒng)的協(xié)議結(jié)構(gòu)第5章 組網(wǎng)技術(shù) 891.七號(hào)信令系統(tǒng)七號(hào)信令系統(tǒng)的協(xié)議結(jié)構(gòu)的協(xié)議結(jié)構(gòu)目前,七號(hào)信令按功能可劃分成六部分：MTP、SCCP、TCAP、OMAP、ISUP和MAP

52、。 MTP (Message Transfer Part) ：消息傳遞部分消息傳遞部分 第一層SDL的功能對(duì)應(yīng)于OSI模型的物理層。 第二級(jí)SLF的功能對(duì)應(yīng)于OSI模型的數(shù)據(jù)鏈路層, 它規(guī)定了信令數(shù)據(jù)鏈路上傳送信令消息的功能及相應(yīng)程序。 第三層SNF的主要功能是消息的識(shí)別和分配，消息的路由，信令網(wǎng)的業(yè)務(wù)量管理、路由管理以及鏈路管理。 第5章 組網(wǎng)技術(shù) 901.七號(hào)信令系統(tǒng)七號(hào)信令系統(tǒng)的協(xié)議結(jié)構(gòu)的協(xié)議結(jié)構(gòu) SCCP (Signaling Connection Control Part)：信令連接控信令連接控制部分制部分目的：實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)直接傳送控制消息，無(wú)需經(jīng)過(guò)呼叫鏈路SCCP的協(xié)議功能分為四等

53、：Class0、Class1、Class2、Class3。Class0和Class1執(zhí)行無(wú)連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，Class2和Class3執(zhí)行有連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。除連接控制外,SCCP還執(zhí)行全稱(chēng)地址的翻譯和端一端路由。 TCAP (Transaction Capabilities Application Part)：事務(wù)：事務(wù)處理能力應(yīng)用部分處理能力應(yīng)用部分 提供使與電路無(wú)關(guān)的信令應(yīng)用之間交換信息的能力。 它對(duì)應(yīng)于OSI模型的應(yīng)用層 。 第5章 組網(wǎng)技術(shù) 911.七號(hào)信令系統(tǒng)的協(xié)議結(jié)構(gòu)七號(hào)信令系統(tǒng)的協(xié)議結(jié)構(gòu)OMAP (Operation Maintenance and Administration P

54、art)：操作維護(hù)應(yīng)用部份 主要功能是網(wǎng)絡(luò)管理和維護(hù)。 MAP (Mobile Applecation Part)：移動(dòng)應(yīng)用部份 主要功能是應(yīng)用于移動(dòng)通信系統(tǒng)各接口的通信。其功能是：支持用戶(hù)的位置登記與刪除；用戶(hù)業(yè)務(wù)管理；用戶(hù)參數(shù)管理；漫游于越區(qū)切換；鑒權(quán)與保密數(shù)據(jù)傳輸?shù)取?ISUP(ISDN User Part)：ISDN用戶(hù)部分 是七號(hào)信令中最復(fù)雜的一部分，它的主要功能是在兩個(gè)程控交換機(jī)(ISDN交換機(jī))之間為主叫用戶(hù)和被叫用戶(hù)建立語(yǔ)音通路(呼叫建立)、話(huà)音通路的釋放(呼叫釋放)、線(xiàn)路監(jiān)視、補(bǔ)充業(yè)務(wù)處理等。第5章 組網(wǎng)技術(shù) 92NO.7信令系統(tǒng)被劃分為信令系統(tǒng)被劃分為一個(gè)一個(gè)公共的消息傳遞

55、部分公共的消息傳遞部分（Message Transfer Part MTP） 功能：負(fù)責(zé)消息的傳遞功能：負(fù)責(zé)消息的傳遞若干用戶(hù)部分若干用戶(hù)部分（User Part UP） 功能：負(fù)責(zé)信令消息的生成、分析和過(guò)程控制功能：負(fù)責(zé)信令消息的生成、分析和過(guò)程控制7號(hào)信令系統(tǒng)功能劃分原理 第5章 組網(wǎng)技術(shù) 93SCP:數(shù)據(jù)庫(kù)STP:電話(huà)交換機(jī)與SCP之間中轉(zhuǎn)SS7消息的交換機(jī)SSP(MSC):電話(huà)交換機(jī)2.七號(hào)信令系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)七號(hào)信令系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 第5章 組網(wǎng)技術(shù) 94 信令應(yīng)用舉例信令應(yīng)用舉例( 呼叫控制）呼叫控制）第5章 組網(wǎng)技術(shù) 95第5章 組網(wǎng)技術(shù) 5.6 越區(qū)切換和位置管理 5.6.1 越區(qū)

56、切換概念 越區(qū)(過(guò)區(qū))切換(Handover或Handoff)是指將當(dāng)前正在進(jìn)行的移動(dòng)臺(tái)與基站之間的通信鏈路從當(dāng)前基站轉(zhuǎn)移到另一個(gè)基過(guò)程，也稱(chēng)為自動(dòng)鏈路轉(zhuǎn)移。目的 實(shí)現(xiàn)蜂窩移動(dòng)通信的“無(wú)縫隙”覆蓋，即當(dāng)移動(dòng)臺(tái)從一個(gè)小區(qū)進(jìn)入另一個(gè)小區(qū)時(shí)，保證通信的連續(xù)性。第5章 組網(wǎng)技術(shù) 越區(qū)切換分為兩大類(lèi)： 一類(lèi)是硬切換。指在新的連接建立以前， 先中斷舊的連接。 另一類(lèi)是軟切換。指既維持舊的連接， 又同時(shí)建立新的連接， 并利用新舊鏈路的分集合并來(lái)改善通信質(zhì)量， 當(dāng)與新基站建立可靠連接之后再中斷舊鏈路。第5章 組網(wǎng)技術(shù) 越區(qū)切換包括三個(gè)方面的問(wèn)題： 越區(qū)切換的準(zhǔn)則，也就是何時(shí)需要進(jìn)行越區(qū)切換 越區(qū)切換如何控制； 越區(qū)切換時(shí)信道分配。第5章 組網(wǎng)技術(shù) 相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則準(zhǔn)則(準(zhǔn)則準(zhǔn)則1)： 具有門(mén)限規(guī)定的具有門(mén)