第2章移動(dòng)通信網(wǎng)

1、第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 2.1 引言引言 2.2 移動(dòng)通信體制移動(dòng)通信體制 2.3 移動(dòng)通信的信道結(jié)構(gòu)移動(dòng)通信的信道結(jié)構(gòu) 2.4 移動(dòng)通信網(wǎng)的頻率配置移動(dòng)通信網(wǎng)的頻率配置2.5 移動(dòng)通信環(huán)境下的干擾移動(dòng)通信環(huán)境下的干擾 2.6 蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的頻率規(guī)劃蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的頻率規(guī)劃 2.7 多信道共用技術(shù)多信道共用技術(shù) 2.8 移動(dòng)通信的交換技術(shù)移動(dòng)通信的交換技術(shù) 2.9 信道自動(dòng)選擇方式信道自動(dòng)選擇方式 第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 2.1 引引 言言 移動(dòng)通信網(wǎng)就是承接移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，主要完成移動(dòng)用戶之間、移動(dòng)用戶與固定用戶之間的信息交換。這里的“信息交換”

2、不僅僅指雙方的通話業(yè)務(wù)，還包括數(shù)據(jù)、傳真和圖像等通信業(yè)務(wù)。 一些移動(dòng)通信網(wǎng)，直接向社會(huì)公眾提供移動(dòng)通信業(yè)務(wù)， 與公共交換電話網(wǎng)（PSTN）聯(lián)系密切，并經(jīng)專門(mén)的線路進(jìn)入公共交換電話網(wǎng)，我們稱之為公用移動(dòng)電話網(wǎng)。 也有的移動(dòng)通信網(wǎng)是一些專用網(wǎng)，并不對(duì)公眾開(kāi)放，不進(jìn)入電話網(wǎng)，或與PSTN的互連較少。例如，工業(yè)企業(yè)中的無(wú)線電調(diào)度網(wǎng)、公安指揮、交通管理、海關(guān)緝私、醫(yī)療救護(hù)等部門(mén)使用的無(wú)線電話網(wǎng)，通常稱為專用的移動(dòng)通信網(wǎng)。 第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 2.2 移動(dòng)通信體制移動(dòng)通信體制2.2.1 大區(qū)制移動(dòng)通信網(wǎng)大區(qū)制移動(dòng)通信網(wǎng) 圖圖2-1 大區(qū)制移動(dòng)通信示意圖大區(qū)制移動(dòng)通信示意圖 BSRRRRMS1服 務(wù)

3、 區(qū) (無(wú) 線 區(qū) )f1f2MS2f4f3第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 2.2.2 小區(qū)制（蜂窩）移動(dòng)通信網(wǎng)小區(qū)制（蜂窩）移動(dòng)通信網(wǎng) 圖圖2-2 小區(qū)制小區(qū)制(蜂窩蜂窩)移動(dòng)通信網(wǎng)移動(dòng)通信網(wǎng) MSCPSTN第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 圖圖2-3 按小區(qū)半徑的一半進(jìn)行小區(qū)分裂示意圖按小區(qū)半徑的一半進(jìn)行小區(qū)分裂示意圖 DCEGFEBFGEGFDBACGFDBFEDC第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 2.3 移動(dòng)通信的信道結(jié)構(gòu)移動(dòng)通信的信道結(jié)構(gòu) 2.3.1 話音信道話音信道(VC) 1. 檢測(cè)音檢測(cè)音(SAT) 在模擬蜂窩系統(tǒng)(AMPS和TACS)中，檢測(cè)音(SAT)是指在話音傳輸期間連續(xù)發(fā)送的帶外單音。

4、MSC通過(guò)對(duì)SAT的檢測(cè)，可以了解話音信道的傳輸質(zhì)量。當(dāng)話音信道單元發(fā)射機(jī)啟動(dòng)后， 就會(huì)不斷在帶外(話音頻帶為3003400 Hz)發(fā)出檢測(cè)音(5970 Hz或6000 Hz或6030 Hz)。SAT由BS的話音信道單元發(fā)出，經(jīng)移動(dòng)臺(tái)MS環(huán)回。 第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 2. 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 在一定情況下，在話音信道上還可傳遞數(shù)據(jù)。 例如， 在越區(qū)切換時(shí)，通話將暫時(shí)中斷(模擬蜂窩系統(tǒng)中一般要求限定在800 ms之內(nèi))，可利用這段時(shí)間在話音信道中，以數(shù)據(jù)形式傳遞必要的指令或交換數(shù)據(jù)。 3. 信號(hào)音信號(hào)音(ST) 信號(hào)音為線路信號(hào)。它是由移動(dòng)臺(tái)發(fā)出的單向信號(hào)。例如，在BS尋呼MS過(guò)程中，如果BS收到M

5、S發(fā)來(lái)的ST，就表示振鈴成功。在切換過(guò)程中，原BS收到MS發(fā)來(lái)的ST信號(hào)，則表示MS對(duì)切換認(rèn)可。 ST是帶內(nèi)信號(hào)， 一般在0300 Hz之間。 第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 2.3.2 控制信道控制信道(CC) 1. 尋呼尋呼 當(dāng)移動(dòng)用戶被呼時(shí)，就在控制信道的下行信道發(fā)起呼叫移動(dòng)臺(tái)信號(hào)，所以將該信道稱為尋呼信道(PC)。 2. 接入接入 當(dāng)移動(dòng)用戶主呼時(shí)，就在控制信道的上行信道發(fā)起主呼信號(hào)， 所以將該信道稱為接入信道(AC)。 在控制信道中，不僅傳遞尋呼和接入信號(hào)，還傳遞大量的其他數(shù)據(jù)，如系統(tǒng)的常用報(bào)文、指定通話信道、重試(重新試呼)等信號(hào)。 第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 2.4 移動(dòng)通信網(wǎng)的頻率

6、配置移動(dòng)通信網(wǎng)的頻率配置 表表2-1 我國(guó)無(wú)線電委員會(huì)分配給蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻率我國(guó)無(wú)線電委員會(huì)分配給蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻率 系統(tǒng)或使用部門(mén)系統(tǒng)或使用部門(mén) 上行頻率上行頻率/MHz 下行頻率下行頻率/MHz 中國(guó)聯(lián)通CDMA 825835 870880 中國(guó)移動(dòng)GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)885890 930935 中國(guó)移動(dòng)GSM900 890909 935954 中國(guó)聯(lián)通GSM900909915 954960 中國(guó)移動(dòng)DCS1800 17101720 18051815 中國(guó)聯(lián)通DCS1800 17451755 18401850 第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 2.5 移動(dòng)通信環(huán)境下的干擾移動(dòng)通信環(huán)境下的

7、干擾 2.5.1 同頻道干擾同頻道干擾 1. 同頻道干擾保護(hù)比指標(biāo)同頻道干擾保護(hù)比指標(biāo) 接收機(jī)輸出端有用信號(hào)達(dá)到規(guī)定質(zhì)量的情況下，在接收機(jī)輸入端測(cè)得有用射頻信號(hào)與同頻無(wú)用射頻信號(hào)之比的最小值， 稱為同頻道干擾保護(hù)比。 對(duì)于模擬蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)， 其同頻道干擾保護(hù)比指標(biāo)規(guī)定如下： 第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) （1） 靜態(tài)同頻道干擾保護(hù)比。 對(duì)于三級(jí)話音質(zhì)量其下限信噪比為14 dB。 對(duì)應(yīng)的有用信號(hào)與干擾信號(hào)之比為8 dB。 所以，為了維持三級(jí)話音質(zhì)量下限， 靜態(tài)同頻道干擾保護(hù)比要求大于等于8 dB。 對(duì)于四級(jí)話音質(zhì)量其下限信噪比約為25 dB。為了維持四級(jí)話音質(zhì)量下限，靜態(tài)同頻道干擾保護(hù)比要求大于

8、等于12 dB。 （2） 同頻道干擾概率。 同頻道干擾概率規(guī)定為10%。 第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) （3）考慮衰落影響、 干擾概率和靜態(tài)射頻保護(hù)比后的同頻道干擾保護(hù)比。 當(dāng)有快衰落和慢衰落時(shí)，通常的做法是在靜態(tài)同頻道干擾保護(hù)比（P）上加上同頻道干擾余量（ZP），即P+ZP（dB）。 表2-2列出干擾概率為10%時(shí)的P+ZP值。 表表2-2 干擾概率為干擾概率為10%時(shí)的時(shí)的P+ZP話音等級(jí) P/dB ZP/dB P+ZP/dB L=6 dBL= 12dBL=6 dBL=12 dB三級(jí)話音質(zhì)量 814.522.822.530.8四級(jí)話音質(zhì)量 1214.522.826.534.8第2章 移 動(dòng)

9、通 信 網(wǎng) 2. 同頻道復(fù)用保護(hù)距離系數(shù)同頻道復(fù)用保護(hù)距離系數(shù)D/r 圖2-4 同頻道復(fù)用保護(hù)距離系數(shù) 受干擾站Ar受干擾嚴(yán)重點(diǎn)干擾站BrA站場(chǎng)強(qiáng)md1 md2B站場(chǎng)強(qiáng)D rDmd1有用信號(hào)的平均電平 / dBmd2無(wú)用信號(hào)的平均電平 / dB第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) rrDZPPlg40式中，D/r為同頻道復(fù)用保護(hù)距離系數(shù)。 表表2-3 同頻道復(fù)用保護(hù)距離系數(shù)同頻道復(fù)用保護(hù)距離系數(shù)D/rP+ZP/dB 22.530.826.534.8D/r4.77.35.68.9第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 2.5.2 鄰頻道干擾鄰頻道干擾 工作在k頻道的接收機(jī)受到工作于k1頻道的信號(hào)的干擾，即鄰道（k1頻

10、道）信號(hào)功率落入k頻道的接收機(jī)通帶內(nèi)造成的干擾稱為鄰頻道干擾。解決鄰頻道干擾的措施包括： （1） 降低發(fā)射機(jī)落入相鄰頻道的干擾功率，即減小發(fā)射機(jī)帶外輻射； （2） 提高接收機(jī)的鄰頻道選擇性； （3） 在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，避免相鄰頻道在同一小區(qū)或相鄰小區(qū)內(nèi)使用，以增加同頻道防護(hù)比。 第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 2.5.3 互調(diào)干擾互調(diào)干擾 在專用網(wǎng)和小容量網(wǎng)中，互調(diào)干擾可能成為設(shè)臺(tái)組網(wǎng)較關(guān)心的問(wèn)題。產(chǎn)生互調(diào)干擾的基本條件是： （1）幾個(gè)干擾信號(hào)（A、B、C）與受干擾信號(hào)的頻率（S）之間滿足2A-B =S或A+B-C =S 的條件； （2） 干擾信號(hào)的幅度足夠大； （3） 干擾（信號(hào)）站和受干擾的接收機(jī)

11、都同時(shí)工作。 互調(diào)干擾分為發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾和接收機(jī)互調(diào)干擾兩類。 第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 1. 發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾 一部發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號(hào)進(jìn)入了另一部發(fā)射機(jī)，并在其末級(jí)功放的非線性作用下與輸出信號(hào)相互調(diào)制，產(chǎn)生不需要的組合干擾頻率，對(duì)接收信號(hào)頻率與這些組合頻率相同的接收機(jī)造成的干擾，稱為發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾。 減少發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾的措施有： （1） 加大發(fā)射機(jī)天線之間的距離（2） 采用單向隔離器件和采用高Q諧振腔；（3） 提高發(fā)射機(jī)的互調(diào)轉(zhuǎn)換衰耗。 第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 2. 接收機(jī)互調(diào)干擾接收機(jī)互調(diào)干擾 當(dāng)多個(gè)強(qiáng)干擾信號(hào)進(jìn)入接收機(jī)前端電路時(shí)，在器件的非線性作用下，干擾信號(hào)互相混頻后產(chǎn)

12、生可落入接收機(jī)中頻頻帶內(nèi)的互調(diào)產(chǎn)物而造成的干擾稱為接收機(jī)互調(diào)干擾。 減少接收機(jī)互調(diào)干擾的措施有：（1） 提高接收機(jī)前端電路的線性度；（2） 在接收機(jī)前端插入濾波器， 提高其選擇性；（3） 選用無(wú)三階互調(diào)的頻道組工作。 第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 3. 在設(shè)臺(tái)組網(wǎng)中對(duì)抗互調(diào)干擾的措施在設(shè)臺(tái)組網(wǎng)中對(duì)抗互調(diào)干擾的措施 （1）蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)。 由于需要頻道多和采用空腔諧振式合成器，只有采用互調(diào)最小的等間隔頻道配置方式， 并依靠設(shè)備優(yōu)良的互調(diào)抑制指標(biāo)來(lái)抑制互調(diào)干擾。 （2） 專用的小容量移動(dòng)通信網(wǎng)。 主要采用不等間隔排列的無(wú)三階互調(diào)的頻道配置方法來(lái)避免發(fā)生互調(diào)干擾。表2-4列出無(wú)三階互調(diào)的頻道序號(hào)。由表

13、2-4可見(jiàn)，當(dāng)需要的頻道數(shù)較多時(shí)， 頻道利用率很低， 故不適用于蜂窩網(wǎng)。 第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 表表2-4 無(wú)三階互調(diào)干擾的信道組無(wú)三階互調(diào)干擾的信道組 第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 2.5.4 阻塞干擾阻塞干擾 當(dāng)外界存在一個(gè)離接收機(jī)工作頻率較遠(yuǎn), 但能進(jìn)入接收機(jī)并作用于其前端電路的強(qiáng)干擾信號(hào)時(shí)，由于接收機(jī)前端電路的非線性而造成對(duì)有用信號(hào)增益降低或噪聲增高，使接收機(jī)靈敏度下降的現(xiàn)象稱為阻塞干擾。這種干擾與干擾信號(hào)的幅度有關(guān)，幅度越大，干擾越嚴(yán)重。當(dāng)干擾電壓幅度非常強(qiáng)時(shí)，可導(dǎo)致接收機(jī)收不到有用信號(hào)而使通信中斷。 第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 2.5.5 近端對(duì)遠(yuǎn)端的干擾近端對(duì)遠(yuǎn)端的干擾 當(dāng)基

14、站同時(shí)接收從兩個(gè)距離不同的移動(dòng)臺(tái)發(fā)來(lái)的信號(hào)時(shí)， 距基站近的移動(dòng)臺(tái)B（距離d2）到達(dá)基站的功率明顯要大于距離基站遠(yuǎn)的移動(dòng)臺(tái)A（距離，1）的到達(dá)功率，若二者頻率相近，則距基站近的移動(dòng)臺(tái)B就會(huì)造成對(duì)接收距離距基站遠(yuǎn)的移動(dòng)臺(tái)A的有用信號(hào)的干擾或仰制，甚至將移動(dòng)臺(tái)A的有用信號(hào)淹沒(méi)。 這種現(xiàn)象稱為近端對(duì)遠(yuǎn)端干擾。 克服近端對(duì)遠(yuǎn)端干擾的措施主要有兩個(gè)：一是使兩個(gè)移動(dòng)臺(tái)所用頻道拉開(kāi)必要間隔； 二是移動(dòng)臺(tái)端加自動(dòng)（發(fā)射）功率控制（APC），使所有工作的移動(dòng)臺(tái)到達(dá)基站功率基本一致。由于頻率資源緊張，幾乎所有的移動(dòng)通信系統(tǒng)對(duì)基站和移動(dòng)終端都采用APC工作方式。 第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 2.6 蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的

15、頻率規(guī)劃蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的頻率規(guī)劃 2.6.1 等頻距分配法等頻距分配法 在蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，同信道干擾問(wèn)題已在分群時(shí)考慮， 保證有足夠的防護(hù)比，而鄰道干擾的問(wèn)題則在信道分配時(shí)應(yīng)加以考慮。 等頻距分配法按頻率等間隔分配信道，這樣可以有效地避免鄰道干擾。若需要M個(gè)信道，將其分為N個(gè)信道組，則每個(gè)信道組中有M/N個(gè)信道，而N個(gè)信道組的信道序列可以確定如下： K+jN K=1，2，3， ， N； J=0， 1， 2， ， (M/N)-1式中， K為信道組的序列號(hào)，最大為K=N，j為信道序號(hào)的取值。 第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 我國(guó)GSM網(wǎng)和TACS網(wǎng)均采用了這種方法。如果基站采用了無(wú)方向性激勵(lì)時(shí)，

16、通常以12個(gè)無(wú)線小區(qū)（基地區(qū)）作為一個(gè)簇（cluster）， 其信道組配置如圖2-5所示。按K+jN的規(guī)律，可以確定各信道組的信道序列如下：第一信道組， K=1， j=012， 故有（1，13，25， ）第二信道組， K=2， j=012， 故有（2，14，26， ）第三信道組， K=3， j=012，故有（3，15，27， ）第四信道組， K=4， j=012， 故有（4， 16， 28， ） 第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 第五信道組， K=5， j=012， 故有 (5，17， 29， )第六信道組， K=6， j=012， 故有（6，18，30， ）第七信道組， K=7， j=012， 故

17、有（7，19，31， ）第八信道組， K=8， j=012， 故有(8，20，32， )第九信道組， K=9， j=012， 故有(9，21，33， )第十信道組， K=10， j=012， 故有(10，22，34， )第十一信道組，K=11， j=012， 故有(11，23，35， )第十二信道組， K=12， j=012， 故有(12，24，36， )這樣同一信道內(nèi)的最小間隔為12， 保證了對(duì)鄰道干擾的抑制。 第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 圖2-5 12個(gè)無(wú)線小區(qū)為一個(gè)簇的信道組配置 811912710352411271081194163581191271035241重復(fù)使用頻道組序號(hào)第2章

18、 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 圖2-6 4個(gè)基站24個(gè)扇形無(wú)線小區(qū)為一個(gè)簇的信道組配置 113211759424208121621422186101132117593152319711頻 道 組 序 號(hào)重 復(fù) 使 用第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 圖2-7 7個(gè)基站、21個(gè)扇形無(wú)線小區(qū)為一個(gè)簇的信道組配置 3101741118714216132029163101771421512192916181541118613207142151219310176132029164111851219重 復(fù) 使 用頻 道 組 序 號(hào)第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 2.6.2 信道分配策略信道分配策略 信道分配策略可分為兩類：

19、 固定的信道分配策略和動(dòng)態(tài)的信道分配策略。 MSC只分配符合以下條件的某一頻率： 這個(gè)小區(qū)沒(méi)有使用該頻率，而且，任何為了避免同頻干擾而限定的最小頻率復(fù)用距離內(nèi)的小區(qū)也都沒(méi)有使用該頻率。動(dòng)態(tài)的信道分配策略有利于提高信道利用率，并可以減小系統(tǒng)呼叫阻塞率，但要求MSC連續(xù)實(shí)時(shí)地收集關(guān)于信道占用情況，話務(wù)量分布情況，所有信道的無(wú)線信號(hào)強(qiáng)度指示（RSSI）等數(shù)據(jù)，這增加了系統(tǒng)的計(jì)算量和存儲(chǔ)量。 第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 2.7 多信道共用技術(shù)多信道共用技術(shù) 2.7.1 話務(wù)量與呼損話務(wù)量與呼損 1. 呼叫話務(wù)量呼叫話務(wù)量 話務(wù)量是度量通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)量或繁忙程度的指標(biāo)。所謂呼叫話務(wù)量A，是指單位時(shí)間內(nèi)（1

20、小時(shí)）進(jìn)行的平均電話交換量。 它可用下面公式來(lái)表示： 0CtA第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 式中： C每小時(shí)平均呼叫次數(shù)（包括呼叫成功和呼叫失敗的次數(shù)）； t0每次呼叫平均占用信道的時(shí)間（包括接續(xù)時(shí)間和通話時(shí)間）。 如果t0以小時(shí)為單位，則話務(wù)量A的單位是厄蘭(Erlang，占線小時(shí)，簡(jiǎn)稱Erl)。如果在一個(gè)小時(shí)內(nèi)不斷地占用一個(gè)信道，則其呼叫話務(wù)量為1 Erl。 它是一個(gè)信道具有的最大話務(wù)量。 例如，設(shè)在100個(gè)信道上，平均每小時(shí)有2100次呼叫，平均每次呼叫時(shí)間為2分鐘，則這些信道上的呼叫話務(wù)量： 1706022100ErA第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 2. 呼損率呼損率 當(dāng)多個(gè)用戶共用時(shí)，通常

21、總是用戶數(shù)大于信道數(shù)。因此，會(huì)出現(xiàn)許多用戶同時(shí)要求通話而信道數(shù)不能滿足要求的情況。這時(shí)只能先讓一部分用戶通話， 而讓另一部分用戶等待，直到有空閑信道時(shí)再通話。這后一部分用戶雖然發(fā)出呼叫， 但因無(wú)信道而不能通話稱做呼叫失敗。在一個(gè)通信系統(tǒng)中，造成呼叫失敗的概率稱為呼叫失敗概率，簡(jiǎn)稱為呼損率（B）。 設(shè)A為呼叫成功而接通電話的話務(wù)量，簡(jiǎn)稱為完成話務(wù)量； C為總呼叫的次數(shù)；C0為一小時(shí)內(nèi)呼叫成功而通話的次數(shù); t 為每次通話的平均占用信道時(shí)間， 則 第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 完成話務(wù)量A為 00tCA呼損率B為 CCCAAAB0式中，（A-A）為損失話務(wù)量。 所以呼損率的物理意義是損失話務(wù)量與呼叫

22、話務(wù)量之比的百分?jǐn)?shù)。 第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 顯然，呼損率B愈小，成功呼叫的概率越大，用戶就越滿意。因此，呼損率也稱為系統(tǒng)的服務(wù)等級(jí)GOS（the Grade Of Service）。例如，某系統(tǒng)的呼損率為10%，即說(shuō)明該系統(tǒng)內(nèi)的用戶每呼叫100次，其中有10次因信道被占用而打不通電話， 其余90次則能找到空閑信道而實(shí)現(xiàn)通話。但是，對(duì)于一個(gè)通信網(wǎng)來(lái)說(shuō)，要想使呼損減少，只有讓呼叫流入的話務(wù)量減少，即容納的用戶數(shù)少一些，這是不希望的?？梢?jiàn)呼損率和話務(wù)量是一對(duì)矛盾，即服務(wù)等級(jí)和信道利用率是矛盾的。 第2章 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

23、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)電話通信服務(wù)系統(tǒng)的信道數(shù)為n；則呼損率B可計(jì)算如下： niinnniAnAnAAAAnAB032/!/) !/() ! 3/() ! 2/() ! 1/(1!/！第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 表表2-5 Erl損失概率表?yè)p失概率表 第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 表表2-5 Erl損失概率表?yè)p失概率表 第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 表表2-5 Erl損失概率表?yè)p失概率表 第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 表表2-5 Erl損失概率表?yè)p失概率表 第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 3. 繁忙小時(shí)集中度繁忙小時(shí)集中度(K) 全日話務(wù)量忙時(shí)話務(wù)量K繁忙小時(shí)集中

24、度繁忙小時(shí)集中度K一般為一般為8%14%。 第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 4. 每個(gè)用戶忙時(shí)話務(wù)量（每個(gè)用戶忙時(shí)話務(wù)量（Aa） 假設(shè)每一用戶每天平均呼叫次數(shù)為C，每次呼叫平均占用信道的時(shí)間為T(mén)（單位為秒），忙時(shí)集中率為K，則每個(gè)用戶忙時(shí)話務(wù)量為 可以看出，Aa為最忙時(shí)間的那個(gè)小時(shí)的話務(wù)量，它是統(tǒng)計(jì)平均值。例如，每天平均呼叫3次，每次的呼叫平均占用時(shí)間為120秒， 忙時(shí)集中度為10%(K=0.1)，則每個(gè)用戶忙時(shí)話務(wù)量為0.01 Erl/用戶。 一些移動(dòng)電話通信網(wǎng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)值表明，對(duì)于公用移動(dòng)通信網(wǎng)， 每個(gè)用戶忙時(shí)話務(wù)量可按0.01 Erl計(jì)算；對(duì)于專用移動(dòng)通信網(wǎng)， 由于業(yè)務(wù)的不同，每個(gè)用戶忙時(shí)話務(wù)

25、量也不一樣。一般可按0.06 Erl計(jì)算。 3600CTKAa第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 2.7.2 每個(gè)信道能容納的用戶數(shù)每個(gè)信道能容納的用戶數(shù) 當(dāng)每個(gè)用戶忙時(shí)的話務(wù)量確定后， 每個(gè)信道所能容納的用戶數(shù)m可由下式?jīng)Q定： nAAAnACTKnAmaa/36001/ 每個(gè)信道的m與在一定呼損條件下的信道平均話務(wù)量成正比，而與每個(gè)用戶忙時(shí)話務(wù)量成反比。 例如，某移動(dòng)通信系統(tǒng)一個(gè)無(wú)線小區(qū)有 8 個(gè)信道(1 個(gè)控制信道， 7個(gè)話音信道)，每天每個(gè)用戶平均呼叫10次，每次占用信道平均時(shí)間為80秒，呼損率要求10%，忙時(shí)集中率為0.125。 問(wèn)該無(wú)線小區(qū)能容納多少用戶？ 第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) (1)

26、 根據(jù)呼損的要求及信道數(shù)(n=7)，求總話務(wù)量A： 可以利用公式，也可查表。求得A=4.666 Erl。 (2) 求每個(gè)用戶的忙時(shí)話務(wù)量Aa： 用戶/10278. 03600ErCTKAa(3) 求每個(gè)信道能容納的用戶數(shù)m： 24/aAnAm(4) 系統(tǒng)所容納的用戶數(shù)： 168mn第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 2.8 移動(dòng)通信的交換技術(shù)移動(dòng)通信的交換技術(shù) 2.8.1 無(wú)線信道上的通話監(jiān)視無(wú)線信道上的通話監(jiān)視 在移動(dòng)臺(tái)通話期間，系統(tǒng)必須由基站或移動(dòng)臺(tái)對(duì)無(wú)線傳輸質(zhì)量進(jìn)行在線跟蹤監(jiān)視。一旦發(fā)現(xiàn)無(wú)線信號(hào)或傳輸質(zhì)量發(fā)生變化時(shí)， 就必須采取一些措施，如功率控制、越區(qū)切換和呼叫釋放等措施。在模擬蜂窩電話系統(tǒng)中

27、設(shè)置檢測(cè)音（SAT）信雜比和無(wú)線頻率（RF）信號(hào)強(qiáng)度來(lái)反映通話質(zhì)量。 在數(shù)字蜂窩GSM系統(tǒng)中，檢測(cè)的項(xiàng)目更多，并由基站和移動(dòng)臺(tái)雙方同時(shí)進(jìn)行?；就瓿僧?dāng)前服務(wù)區(qū)的上行信號(hào)質(zhì)量和信號(hào)強(qiáng)度的檢測(cè)，而移動(dòng)臺(tái)則進(jìn)行下行信號(hào)質(zhì)量和信號(hào)強(qiáng)度的檢測(cè)。 第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 圖2-8 儲(chǔ)存在話音信道控制單元中 的信雜比門(mén)限值 0102030405060SNR為呼叫釋放的信雜 比門(mén)限值SNH要求越區(qū)頻道轉(zhuǎn)換 的信雜比門(mén)限值dB第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 2. 射頻射頻(RF)信號(hào)強(qiáng)度信號(hào)強(qiáng)度 圖2-9 儲(chǔ)存在話音信道控制單元中 0102030405060SSB阻塞的信號(hào)強(qiáng)度值SSH請(qǐng)求越區(qū)頻道轉(zhuǎn)換 的信號(hào)強(qiáng)

28、度值SSI請(qǐng)求提高功率的信號(hào) 強(qiáng)度值SSD請(qǐng)求降低功率的信號(hào) 強(qiáng)度值dB第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 2.8.2 位置登記與一齊呼叫位置登記與一齊呼叫 圖2-10 一種位置登記示意圖 MSCAMSCB位置區(qū)3位置區(qū)1BSA6V位置區(qū)2BSA5BSA7BSA2BSA1BSA4BSA3MSBSC1BSC2BSB3BSB2BSB7BSB6BSB1BSB5BSB4第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 圖2-11 另一種位置登記示意圖 MSCA位置區(qū)3位置區(qū)2位置區(qū)1BSA4BSA3BSA2BSA7BSA6BSA5BSA1MSV第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 現(xiàn)舉例說(shuō)明位置登記的過(guò)程，如圖2-10所示。假定MS在BSB

29、4小區(qū)，這時(shí)的位置登記過(guò)程如下； (1) MS通過(guò)BSB4向MSCB報(bào)告（即進(jìn)行位置登記）。 (2) 被訪MSCB根據(jù)MS的原籍區(qū)號(hào)及用戶識(shí)別碼等， 通過(guò)數(shù)據(jù)線， 找到原籍MSCA的原籍位置寄存器進(jìn)行咨詢，查出該用戶識(shí)別碼， 并把給MS的新區(qū)位置號(hào)存入原籍位置寄存器（在原籍MSCA中）。 (3) 與此同時(shí)，位置信息也在被訪問(wèn)MSCB的被訪問(wèn)位置寄存器中存入，以備MS被呼時(shí)使用。 (4) 由于移動(dòng)臺(tái)中有動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，可存儲(chǔ)新接收的區(qū)域號(hào)（AID），即使移動(dòng)臺(tái)在一段時(shí)間內(nèi)關(guān)機(jī)（不得超過(guò)24個(gè)小時(shí)）， 存儲(chǔ)器也不會(huì)失去記憶：一旦移動(dòng)臺(tái)開(kāi)機(jī)時(shí)，將立即進(jìn)行區(qū)域位置登記。 第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 有時(shí)在

30、一個(gè)MSC系統(tǒng)中，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，大約為40 000到50 000數(shù)量級(jí)時(shí)，為便于尋呼某一移動(dòng)臺(tái)，人為地把MSC所管轄的無(wú)線小區(qū)劃分為若干位置區(qū)域，如圖2-11所示。在跨越位置區(qū)域時(shí)，也要重新進(jìn)行位置登記，以便在尋呼MS時(shí)好查找。例如，MS由BSA6小區(qū)向BSA1小區(qū)行進(jìn)時(shí)的位置登記過(guò)程如下： (1) MS通過(guò)BSA1向原籍MSCA報(bào)告（即進(jìn)行位置登記）。 (2) 原籍MSCA中的原籍位置寄存器存入變更后的新區(qū)域號(hào)， 以備市話用戶尋呼時(shí)，能在位置區(qū)內(nèi)一齊呼叫。 (3) 使MS的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器中區(qū)域號(hào)變?yōu)樾绿?hào)。 第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 2.8.3 呼叫過(guò)程呼叫過(guò)程1. 移動(dòng)臺(tái)被呼移動(dòng)臺(tái)被

31、呼圖2-12 移動(dòng)用戶被呼過(guò)程示意圖 尋呼(控制信道)8 kb /sMSBSMSC監(jiān)測(cè)通話尋呼響應(yīng)(控制信道)8 kb /s一齊呼叫識(shí)別碼460200ABCD尋呼響應(yīng)選擇空閑無(wú)線信道 來(lái)自市話局的呼叫900ABCD移動(dòng)臺(tái)調(diào)諧到指定信道xxx振鈴摘機(jī)講話指定話音信道xxx回鈴音回鈴音斷，計(jì)費(fèi)開(kāi)始送SAT(話音信道)指定話音信道(控制信道)8 kb /s啟動(dòng)基地站話音信道發(fā)射機(jī)如果MS調(diào)諧到xxx信道，并收聽(tīng)SAT正常時(shí)，就可環(huán)回SAT(話音信道)通知振鈴(話音信道)STSATST斷 SAT繼續(xù)BS收到ST，表示振鈴成功向MSC送回鈴音環(huán)回SAT(話音信道)第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 2. 移動(dòng)臺(tái)

32、主呼移動(dòng)臺(tái)主呼 圖2-13 移動(dòng)用戶主呼過(guò)程示意圖 發(fā)起呼叫(控制信道)8 kb /s轉(zhuǎn)送呼叫撥號(hào)：PQ(R)EFGH按下發(fā)送鍵驗(yàn)證：識(shí)別碼 460200ABCD 是否有權(quán)使用移動(dòng)通信系 統(tǒng)；系列號(hào)是否為禁用號(hào)選擇空閑無(wú)線信道分析被叫用戶電話號(hào)碼；被叫用戶摘機(jī)，計(jì)費(fèi)開(kāi)始回鈴音斷回鈴音(話音信道)通知無(wú)線信道準(zhǔn)備就緒 移動(dòng)臺(tái)調(diào)諧到指定信道xxxSAT環(huán)回指定話音信道xxx啟動(dòng)基地站話音信道發(fā)射機(jī)送SAT(話音信道)指定話音信道(控制信道)8 kb /sMSBSMSC監(jiān)測(cè)通話系列號(hào)識(shí)別碼被叫用戶號(hào)碼 選擇被叫用戶路由(當(dāng)用戶空閑時(shí)，發(fā)振鈴，并向MSC發(fā)回鈴音)第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 圖圖2-1

33、4 移動(dòng)用戶呼叫釋放過(guò)程示意圖移動(dòng)用戶呼叫釋放過(guò)程示意圖 關(guān)閉基地站話音信道, 發(fā)射機(jī)停止監(jiān)測(cè)SATBSMSMSCBS檢測(cè)到ST后 自動(dòng)關(guān)閉MS發(fā)射機(jī)移動(dòng)臺(tái)接收機(jī)回到控制信道守聽(tīng)拆線，計(jì)費(fèi)結(jié)束掛機(jī)信號(hào)送1.8秒ST(話音信道)按下掛機(jī)鍵監(jiān)測(cè)通話第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 2.8.4 定位和越區(qū)切換定位和越區(qū)切換 1. 定位定位 圖2-15 信號(hào)強(qiáng)度接收機(jī) CURxMSC數(shù)據(jù)接收信號(hào)第2章 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 2. 越區(qū)切換和越局切換越區(qū)切換和越局切換1) 越區(qū)切換 圖2-16 越區(qū)信道切換過(guò)程示意圖 MS在話音信道xxx上通話 SAT信噪比或RF接收電平低于門(mén)限值BS1監(jiān)測(cè)到發(fā)出越區(qū)切換請(qǐng)求！

34、本信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)是x單位信號(hào)強(qiáng)度接收機(jī)SSR測(cè) 信號(hào)強(qiáng)度至其他基地站自其他基地站SSR(鄰近小區(qū))信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量報(bào)告比較信號(hào)強(qiáng)度結(jié)果 選擇最佳的無(wú)線小區(qū)，如BS2和話音信道yyy在新的無(wú)線信道yyy上通話啟動(dòng)話音信道yyy發(fā)射機(jī)送SAT并送出SAT(話音信道)同時(shí)發(fā)出切換命令通話開(kāi)始中斷通話開(kāi)始恢復(fù)(要求在800 ms之內(nèi)) 在xxx信道，向MS送越區(qū)切換命令 移動(dòng)臺(tái)調(diào)諧到y(tǒng)yy信道，并收聽(tīng)SAT 如正常，則環(huán)回SAT(如不正常，則退回原信道通話)xxx信道空閑關(guān)閉xxx信道發(fā)射機(jī)送ST(原話音信道)ST(原話音信道)轉(zhuǎn)換成功，繼續(xù)通話 BS1收到ST表示MS認(rèn)可(然后轉(zhuǎn)入yyy并環(huán)回SAT)MSBS2MSCBS1SAT環(huán)回(新話音信道y