移動通信——第二章.ppt

1、移動通信第二章,移 動 通 信 網,移動通信網的分類,公用移動電話網 ：直接向社會公眾提供移動通信業(yè)務，與公共交換電話網（PSTN）聯(lián)系密切，需經過專門的線路進入公共交換電話網的移動通信網。 專用的移動通信網 ：自己組成一個網后，不再進入電話網，或僅僅和電話網保持一定的關系。例如，工業(yè)企業(yè)中的無線電調度網、公安指揮、交通管理、海關緝私、醫(yī)療救護等部門使用的無線電話網。,移動通信體制,按移動通信網的服務區(qū)域覆蓋方式可分為： 大區(qū)制 小區(qū)制,大區(qū)制移動通信網,大區(qū)制就是在一個服務區(qū)域(如一個城市)內只有一個基站BS，并由它負責移動通信的聯(lián)絡和控制。為了解決兩個方向通信不一致的問題，可以在適當?shù)攸c設

2、立若干個分集接收站，以保證在服務區(qū)內的雙向通信質量。發(fā)射機輸出功率一般為200W左右。覆蓋半徑大約為3050km。,21 大區(qū)制示意圖,特點： 信號傳輸損耗，通信距離有限 覆蓋范圍3050km ，發(fā)射功率50200W ，天線很高(30m) 網絡結構簡單，頻道數(shù)目少，無需無線交換，直接與PSTN連。 局限性 覆蓋范圍有限 服務的用戶容量有限 服務性能較差 頻譜利用率低,小區(qū)制移動通信網,小區(qū)制就是把整個服務區(qū)域劃分為若干個無線小區(qū)，每個小區(qū)分別設置一個基站，負責本區(qū)移動通信的聯(lián)絡和控制。同時，又可在MSC的統(tǒng)一控制下，實現(xiàn)小區(qū)之間移動用戶通信的轉接，以及移動用戶與市話用戶的聯(lián)系?；景l(fā)射功率一般

3、為520W，每個小區(qū)半徑為220km（小的也有的為13km）,22 小區(qū)制示意圖,小區(qū)制的特點 ： 頻率的利用率高； 組網靈活； 能夠有效地解決頻道數(shù)量有限和用戶數(shù)增大的矛盾 無線小區(qū)的范圍不宜過小:在移動臺通話過程中，從一個小區(qū)轉入另一個小區(qū)時，移動臺需要經常地更換工作頻道。無線小區(qū)的范圍越小，通話中轉換頻道的次數(shù)就越多，這樣對控制交換功能的要求就提高了，再加上基站數(shù)量的增加，建網的成本就提高了。,蜂窩的概念,1974，Bell實驗室提出蜂窩概念 蜂窩系統(tǒng)-“小區(qū)制”系統(tǒng) 將所要覆蓋的地區(qū)劃分為若干個小區(qū)，每個小區(qū)的半徑可視用戶的分布密度在220km左右。在每個小區(qū)設立一個基站為本小區(qū)范圍內

4、的用戶服務。并可通過小區(qū)分裂進一步提高系統(tǒng)容量。 “頻率復用”的概念：同頻干擾的強弱與同頻復用小區(qū)間距和小區(qū)半徑的比值有關，信干比可控。 特點：用戶容量大，服務性能較好，頻譜利用率較高，用戶終端小巧且電池使用時間長，輻射小等。 新的問題：系統(tǒng)復雜、越區(qū)切換、漫游、位置登記、更新和管理、以及系統(tǒng)鑒權等。,蜂窩的分類,宏蜂窩(Macro-cell)：220km 微蜂窩(Micro-cell)：0.42km 皮蜂窩(Pico-cell)：400m 分層蜂窩(由多種蜂窩組成) 多維小區(qū),蜂窩小區(qū)的形狀,六邊形在三種幾何形狀當中具有最大的中心間隔和覆蓋面積，而重疊區(qū)域寬度和重疊區(qū)域的面積又最小。所以小區(qū)

5、都采用正六邊形小區(qū)結構，形成蜂窩狀分布。這意味著對于同樣大小的服務區(qū)域，采用正六邊形構成小區(qū)所需的小區(qū)數(shù)最少，所需頻率組數(shù)最少，各基站間的同頻干擾最小。 中心激勵方式：用正六邊形來模擬覆蓋范圍時，將基站發(fā)射機安置在小區(qū)的中心，采用全向天線。 頂點激勵方式：將基站發(fā)射機安置在六個小區(qū)頂點的三個點上，采用扇形天線。,頻率復用（頻率規(guī)劃）,概念：為整個系統(tǒng)中的所有基站選擇和分配信道組的設計過程。 思想：為每一個蜂窩基站分配一組無線信道，這組無線信道用于稱作小區(qū)的一個小地理范圍內，給相鄰小區(qū)的基站分配另一個信道組，基站天線要設計的能獲得某一特定小區(qū)內期望的覆蓋，這樣相同的信道組就可以覆蓋不同的小區(qū)，只

6、要這些小區(qū)兩兩之間相隔的距離足夠遠，就可以使相互間的干擾水平在可接受的界限之內。 簇（cluster）：共同使用全部可用頻率的K個小區(qū)叫做一簇。典型值為4，7或12。,圖23 蜂窩頻率復用思想的圖解，AG稱為一個小區(qū)簇。即簇的大小K為7，頻率復用因子為1/7，每個小區(qū)都有可用信道總數(shù)的1/7。,圖24 定位同頻小區(qū)的方法。圖中 K=19,i3，j2。,尋找同頻相鄰小區(qū)的步驟：沿著任何一條六邊形鏈移動i個小區(qū)；逆時針旋轉60度再移動j個小區(qū)。,小區(qū)圖案和頻率復用,實際增大蜂窩系統(tǒng)容量的方法,最常用的三種方法為：小區(qū)分裂，裂向和覆蓋區(qū)域逼近。另外還有一種新的微小區(qū)技術。 小區(qū)分裂：將擁塞的小區(qū)分成

7、更小的小區(qū)，每個小區(qū)都有自己的基站并相應的降低天線的高度和減小發(fā)射機功率。小區(qū)分裂能提高信道的復用次數(shù)，從而提高系統(tǒng)容量。 如圖24所示為每個小區(qū)按半徑的一半來分裂，小區(qū)數(shù)的增加將增加覆蓋區(qū)域內的簇數(shù)目，這樣就增加了覆蓋區(qū)域內的信道數(shù)量，從而增加容量，容量增長接近4倍。,圖2-5 按小區(qū)半徑的一半進行小區(qū)分裂示意圖,小區(qū)扇形化：依靠基站方向性天線來減少同頻干擾以提高系統(tǒng)容量。使用定向天線來減小同頻干擾，從而提高系統(tǒng)容量的技術也叫做裂向。通常將一個小區(qū)分成3個120度的扇區(qū)或是6個60度的扇區(qū)。 裂向使干擾減小，也可在設計時減小簇的大小K，但是由于每個基站的天線數(shù)目的增加，和由于基站的信道也要劃

8、分而使中繼效率降低。且裂向減小了每個信道組的覆蓋面積，也使切換次數(shù)增加。,小區(qū)分裂和扇區(qū)化,覆蓋區(qū)域逼近：通過合理的布設基站來增加覆蓋面積，相應地增加系統(tǒng)容量。,一種新的微小區(qū)的概念：每3個或更多的區(qū)域站點與一個基站相連，并共享同樣的無線設備。多個微小區(qū)和一個基站組成一個小區(qū)。當移動臺在小區(qū)內從一個微小區(qū)行駛到另一個微小區(qū)時，它使用同樣的信道，因此不需要MSC進行切換。且當移動臺在小區(qū)內行駛時，由信號最強的微小區(qū)來服務。一個小區(qū)內的信道根據(jù)時間和空間在多個微小區(qū)之間分配，也可以進行同頻復用。 微小區(qū)的技術的優(yōu)點在于小區(qū)可以保證覆蓋半徑，又可減小蜂窩系統(tǒng)的同頻干擾，因為一個大的中心基站已由多個在

9、小區(qū)邊緣的小功率發(fā)射機（微小區(qū)發(fā)射機）來代替。且微小區(qū)的使用不會使系統(tǒng)的中繼效率下降。,移動通信網的頻率配置,表21 我國無線電委員會分配給蜂窩移動通信系統(tǒng)的頻率,表22 蜂窩移動通信系統(tǒng)的收發(fā)頻差表,移動通信的信道結構,信道是通信網絡傳遞信息的通道。移動通信網的信道包括無線信道和移動通信網與市話網之間的有線信道。無線信道通常有兩種類型: 1 話音信道(VC) 2 控制信道(CC),話音信道,話音信道主要用于傳遞話音信號，它的占用和空閑是受移動業(yè)務交換中心(MSC)控制和管理的。其狀態(tài)包括:空、忙、阻塞等。 在話音信道中，平時除傳遞話音外，還傳遞一些其他信息，如檢測音(SAT)、數(shù)據(jù)、信號音(

10、ST)。,檢測音(SAT)：檢測音(SAT)是指在話音傳輸期間連續(xù)發(fā)送的帶外(話音頻帶為3003400Hz)單音(5970Hz、或6000Hz、6030Hz) 。反映話音信道的傳輸質量 。SAT由BS的話音信道單元發(fā)出，經移動臺MS環(huán)回。,數(shù)據(jù)：如，在越區(qū)切換時，通話將暫時中斷(模擬蜂窩系統(tǒng)中一般要求限定在800ms之內)，可利用這段時間在話音信道中，以數(shù)據(jù)形式傳遞必要的指令或交換數(shù)據(jù)。 信號音(ST)：信號音為線路信號。它是由移動臺發(fā)出的單向信號。它是帶內信號。一般在0300Hz之間。,BS,MS,ST,表示振鈴成功或切換認可,控制信道,控制信道(CC)：控制信道的下行信道用于尋呼，上行信道

11、用于接入，信道中只用來傳遞數(shù)據(jù)（包括尋呼和接入信號和大量其它數(shù)據(jù)，如系統(tǒng)的常用報文、指定通話信道、重試(重新試呼)等信號）。 在每一個無線小區(qū)內，通常只有一條控制信道。 尋呼：當移動用戶被呼時，就在控制信道的下行信道發(fā)起呼叫移動臺信號。 接入：當移動用戶主呼時， 就在控制信道的上行信道發(fā)起主呼信號 。,移動通信環(huán)境下的干擾,在移動通信的無線網設計中，解決無線覆蓋區(qū)和無線電干擾是兩大難題。對于微蜂窩結構的無線網來說，解決無線電干擾可能比解決覆蓋區(qū)設計更困難。 在移動通信網內，無線電干擾一般包括 1 同頻道干擾 2 鄰頻道干擾 3 互調干擾 4 阻塞干擾 5 近端對遠端的干擾等。,同頻道干擾,概念

12、：所有落在收信機通帶內的與有用信號頻率相同或相近的干擾信號（非有用信號）稱為同頻道干擾。 如果每個小區(qū)的大小都差不多，基站發(fā)射功率也相同，則同頻干擾比例與發(fā)射功率無關，是小區(qū)半徑（R）和相距最近的同頻小區(qū)的中心之間距離（D）的函數(shù)。Q叫做同頻復用比例，與簇的大小有關。對于六邊形：,Q越小，容量越大。Q越大，則傳播質量越好，因為同頻干擾小。,在設臺組網中，防止同頻道干擾的基本措施：是通過基站站址布局（即保持同頻復用距離）、合理的覆蓋區(qū)設計及頻道配置，使?jié)M足同頻道干擾保護比指標。,同頻道干擾保護比指標,概念：接收機輸出端有用信號達到規(guī)定質量的情況下，在接收機輸入端測得有用射頻信號與同頻無用射頻信號

13、之比的最小值 。, 靜態(tài)同頻道干擾保護比：對于模擬通信系統(tǒng)，為了維持3級話音質量下限，靜態(tài)同頻道干擾保護比要求8 dB。為了維持4級話音質量下限，靜態(tài)同頻道干擾保護比要求12 dB。GSM系統(tǒng)要求靜態(tài)同頻道干擾保護比要求9 dB。 同頻道干擾概率：規(guī)定為10%。 考慮衰落影響、干擾概率及靜態(tài)射頻保護比后的同頻道干擾保護比：在靜態(tài)同頻道干擾保護比（P）上加上同頻道干擾余量（ZP），即：P+ZP（dB）。,表2-2 干擾概率為10%時的P+ZP值,頻道復用保護距離系數(shù)D/r,由P+ZP = 40 log,可求出。,表2-3 同頻道復用保護距離系數(shù)D/r,圖2-7 同頻道復用保護距離系數(shù),鄰頻道干擾

14、,概念：工作在k頻道的接收機受到工作于k1頻道的信號的干擾，即鄰道（k1頻道）信號功率落入k頻道的接收機通帶內造成的干擾 。 解決鄰頻道干擾的措施 ： 降低發(fā)射機落入相鄰頻道的干擾功率，即減小發(fā)射機帶外輻射； 提高接收機的鄰頻道選擇性； 在網絡設計中，避免相鄰頻道在同一小區(qū)或相鄰小區(qū)內使用，增加同頻道防護比。,互調干擾,產生互調干擾的基本條件： 幾個干擾信號（A、B、C）與受干擾信號的頻率（S）之間滿足2 A B =S或A + B C =S條件； 干擾信號的幅度足夠大； 干擾（信號）站和受干擾的接收機都同時工作。,互調干擾分為發(fā)射機互調干擾和接收機互調干擾兩類, 發(fā)射機互調干擾 概念：一部發(fā)射

15、機發(fā)射的信號進入了另一部發(fā)射機，并在其末級功放的非線性作用下與輸出信號相互調制，產生不需要的組合干擾頻率，對接收信號頻率與這些組合頻率相同的接收機造成的干擾。 減少發(fā)射機互調干擾的措施 ： 加大發(fā)射機天線之間的距離； 采用單向隔離器件和采用高Q諧振腔； 提高發(fā)射機的互調轉換率耗。,2接收機互調干擾 概念：當多個強干擾信號進入接收機前端電路時，在其非線性作用下，干擾信號互相混頻后產生可落入接收機中頻頻帶內的互調產物而造成的干擾 。 減少接收機互調干擾的措施 ： 提高接收機前端電路的線性度； 在接收機前端插入濾波器，提高其選擇性； 選用無三階互調的頻道組工作。,三階互調：對于兩個（或以上）頻率的信

16、號，假設為F1和F2，經混頻后會產生一系列頻率的干擾信號，mF1nF2，當頻率為m+n=3時，干擾信號幅度比較大，這個干擾信號就是三階互調的信號。,在設臺組網中對抗互調干擾的措施： （1）蜂窩移動通信網 由于需要頻道多和采用空腔諧振式合成器，只有采用互調最小的等間隔頻道配置方式，并依靠設備優(yōu)良的互調抑制指標來解決互調干擾。 （2）專用的小容量移動通信網 主要采用不等間隔排列的無三階互調的頻道配置方法來避免發(fā)生互調干擾。,阻塞干擾,概念：當外界存在一個離接收機工作頻率較遠但能進入接收機作用于其前端電路的強干擾信號時，由于接收機前端電路的非線性而造成對有用信號增益降低或噪聲增高，使接收機靈敏度下降

17、的現(xiàn)象 。 干擾與干擾信號的幅度有關，幅度越大，干擾越嚴重 。,近端對遠端的干擾,概念：當基站同時接收從兩個距離不同的移動臺發(fā)來的信號時，距基站近的移動臺B（距離d2）到達基站的功率明顯要大于距離基站遠的移動臺A（距離，）的到達功率，若二者頻率相近，則距基站近的移動臺B就會造成對接收距離站遠的移動臺A的有用信號的干擾或仰制，甚至將移動臺A的有用信號淹沒。這種現(xiàn)象稱為近端對遠端干擾。,解決措施： 使兩個移動臺所用頻道拉開必要間隔； 移動臺端加自動（發(fā)射）功率控制（APC），使所有工作的移動臺到達基站功率基本一致。,蜂窩移動通信網絡的頻率規(guī)劃,一 等頻距分配法 原理：按頻率等間隔分配信道 。若需要

18、M個信道，將其分為N個信道組，則每個信道組中有M/N個信道，而N個信道組的信道序列可以由以下確定： K+jN， K=1，2，N；j=0，1，M/N-1 式中K為信道組的序列號，最大為K=N，j為信道序號的取值。 如果基站采用了無方向性激勵時，通常以12個無線小區(qū)（基地區(qū)）作為一個區(qū)群。如圖2-8所示。 如果采用扇形方向的天線激勵，通常采用4個基站、24個扇形無線小區(qū)為一個區(qū)群 。如圖2-9所示。,圖2-8 12個無線小區(qū)為一個簇的信道組配置,按K+jN的規(guī)律，可確定各信道組的信道序列如下：,第一信道組，K=1，j=012，故（1，13，25，） 第二信道組，K=2，j=012，故（2，14，2

19、6，） 第三信道組，K=3，j=012，故（3，15，27，） 第四信道組，K=4，j=012，故（4，16，28，） 第五信道組，K=5，j=012，故 (5， 17， 29，) 第六信道組， K=6，j=012，故（6，18，30，） 第七信道組， K=7，j=012， 故（7，19，31，） 第八信道組， K=8，j=012， 故 ( 8， 20， 32， ) 第九信道組， K=9，j=012， 故 (9， 21， 33， ) 第十信道組， K=10，j=012， 故 (10， 22， 34， ) 第十一信道組，K=11，j=012， 故 (11， 23， 35， ) 第十二信道組，K=

20、12，j=012， 故 (12， 24， 36， ),圖2-9 4個基站24個扇形無線小區(qū)為一個簇的信道組配置,圖2-6所示信道組配置的信道分配如下：,BS1選用的六個信道組為（1，25，49，73）；（5，29，53，77）；(21，45，69，93)； BS2選用的六個信道組為（2，26，50，74）；（6，30，54，78）；(22，46，70，94)； BS3選用的六個信道組為（3，27，51，75）；（7，31，55，79）；. .(23，47，71，95)； BS4選用的六個信道組為（4，28，52，76）；（8，32，56，80）；. .(24，48，72，96)。,信道分配策略

21、,信道分配策略可分為兩類：固定的信道分配策略和動態(tài)的信道分配策略。 固定信道分配法 ：將某一組信道固定分配給某一基站，即基站的頻點是固定不變的 。小區(qū)內的任何呼叫都只能使用該小區(qū)中的空閑信道，如果該小區(qū)的所有信道都已被占用，則呼叫阻塞，用戶得不到服務。其一變種為借用策略，如果它自己的所有信道都被占用，允許小區(qū)從它的相鄰小區(qū)中借用信道，由MSC來管理借用過程，但是要保證一個信道的借用，不會中斷或干擾借出小區(qū)的任何一個正在進行的呼叫。 特點：控制方便，投資少 ，但信道的利用率下降。,動態(tài)信道分配法：不是將信道固定地分配給某個基站，而是多個基站均可使用同一信道 ，每次呼叫請求來的時候，為它服務的基站

22、就向MSC請求一個信道。交換機就根據(jù)一種算法給發(fā)出請求的小區(qū)分配一個信道。此方法進一步提高頻譜的利用率，使信道的配置方法能夠隨移動通信系統(tǒng)的地理分布變化而變化 。 特點：頻譜的利用率大約可提高百分之二十 ；需智能控制 ，避免了忙閑不均的情況，可以減小阻塞的可能性，從而提高系統(tǒng)的中繼能力，但此時的鄰近的信道干擾比較突出，增加了系統(tǒng)的存儲和計算量，預測和控制系統(tǒng)均比較復雜。,多信道共用技術,在移動通信網的一個無線區(qū)內假設有n個信道，m個用戶，m個用戶對這n個信道的使用有兩種方式：獨立信道方式和多信道共用方式。 獨立信道方式：設一個無線區(qū)內有n個信道，對區(qū)域內的每個用戶分別指定一個信道，不同信道內的

23、用戶不能互換信道。,圖1 獨立信道方式示意圖,信道1,用戶2 3 4 5 6 7 8阻塞,信道2,用戶 9 10 11 12 13 14 15 16,. . .,. . .,信道n,用戶m-7 m-6 m-5 m-4 m-3 m-2 m-1 阻塞,用戶1接入,用戶m接入,無用戶接入,多信道共用方式：在一個無線小區(qū)內的n個信道，為該區(qū)內的m個用戶所共用，則當k（k n）個信道被占用時，其他需要通話的用戶可以選擇剩下的任一空閑信道通話。,圖2 共用信道方式示意圖,兩種方式的比較:,獨立信道方式在信道分配原則上簡單，但是信道不能充分利用，即信道利用率低； 多共用信道方式在相同多的用戶的信道的情況下，

24、會使用戶通話的阻塞概率明顯下降，即可明顯提高信道的利用率。多信道共用可使用戶數(shù)目明顯增加。但也不是無止境的，否則將使阻塞率增加而影響質量。,采用多信道共用方式，在保持一定通話質量的情況下，一個信道究竟平均分配多少用戶才合理？ 這就是我們要討論的話務量和呼損問題。,話務量與呼損, 呼叫話務量 概念：指單位時間內（1小時）進行的平均電話交換量。 公式表示： A=Ct0 C每小時平均呼叫次數(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間（包括接續(xù)時間和通話時間）。 如果t0以小時為單位，則話務量A的單位是愛爾蘭(Erl)。,例：設在100個信道上，平均每小時有2100次呼叫，平均

25、每次呼叫時間為2分鐘，求這些信道上的呼叫話務量。 解：A=21002/60=70 Erl, 呼損率 概念：當多個用戶共用時，會出現(xiàn)許多用戶雖然發(fā)出呼叫，但因無信道而不能通話 （即呼叫失敗 ）。在一個通信系統(tǒng)中，造成呼叫失敗的概率稱為呼叫失敗概率，簡稱為呼損率（B）。 公式表示： B=（A- A）/A=（C-Co）/C 其中A為呼叫成功而接通電話的話務量，簡稱為完成話務量。Co為一小時內呼叫成功而通話的次數(shù)，to為每次通話的平均占用信道時間。（A- A）為損失話務量 。 物理意義：損失話務量與呼叫話務量之比的百分數(shù)。,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)的服務等

26、級（或業(yè)務等級）。 呼損率和話務量是一對矛盾，即服務等級和信道利用率是矛盾的。,如果呼叫有以下性質： 每次呼叫相互獨立，互不相關（呼叫具有隨機性）； 每次呼叫在時間上都有相同的概率；并假定移動電話通信服務系統(tǒng)的信道數(shù)為n，則呼損率可計算如下：,上式為電話工程中的Erl公式。如已知呼損率B，則可根據(jù)上式計算出A和n的對應數(shù)量關系。詳見表2-5。, 繁忙小時集中度(K) K=忙時話務量/全日話務量 K一般為8%14% 每個用戶忙時話務量（Aa） 公式：Aa =CTK/3600 其中C為每一用戶每天平均呼叫次數(shù)，T為每次呼叫平均占用信道的時間（單位為秒），K為忙時集中度。 物理意義：Aa為最忙時間的

27、那個小時的話務量，是統(tǒng)計平均值。,每個信道能容納的用戶數(shù)（m）,當每個用戶忙時的話務量確定后，每個信道所能容納的用戶數(shù)m可由下式決定 ：,每個信道所能容納的用戶數(shù)m，是與在一定呼損條件下的信道平均話務量成正比，而與每個用戶忙時話務量成反比。,例：某移動通信系統(tǒng)，每天每個用戶平均呼叫10次，每次占用信道平均時間為80秒，呼損率要求10%，忙時集中率為0.125。問給定8個業(yè)務信道能容納多少用戶？ 解： 根據(jù)呼損的要求及信道數(shù)，求總話務量A； 可以利用公式，也可查表。已知n8， 求得A=5.597 Erl. 求每個用戶的忙時話務量Aa； Aa =CTK/3600=0.0278Erl/用戶 求每個信

28、道能容納的用戶數(shù)m: m = =205.8/8 系統(tǒng)所容納的用戶數(shù): mn = 205.8用戶206用戶,思 考,對于使用多信道共用方式的系統(tǒng)，每個無線小區(qū)內m個用戶共用n個信道，通常mn，那么對移動臺來說，也就存在著一個如何自動選擇信道的問題，也就是小區(qū)內的信道管理問題。,信道自動選擇方式,移動臺進行信道自動選擇共有四種方式： 專用呼叫信道方式 循環(huán)定位方式 循環(huán)不定位方式 循環(huán)分散定位方式, 專用呼叫信道方式,定義：在給定的多個信道中，選擇一個信道專門用作呼叫。 該信道有兩個作用：一是處理呼叫；二是指配話音信道。,專用信道,專用信道1,發(fā)空閑信號,MSC,BS,MS1,MS2,MSn,專用

29、信道1,發(fā)對MS1的尋呼信號,MSC,BS,MS1,MS2,MSn,專用信道1,尋呼成功，指定可用信道如信道3,MSC,BS,MS1,MS2,MSn,專用信道1,MSC,BS,MS1,MS2,MSn,信道3,發(fā)空閑信號,對于專用信道呼叫方式，為了減小同搶概率，要求專用呼叫信道處理一次呼叫過程所需的時間很短，一般為幾百毫秒甚至更短，這樣一個信道就可以處理成百上千個呼叫。 適用場合：采用數(shù)字信令的大容量通信系統(tǒng)。對于信道數(shù)目小于12的小容量移動通信系統(tǒng)不適合。目前的蜂窩電話系統(tǒng)就采用這種方式。, 循環(huán)定位方式,定義：系統(tǒng)中沒有專用的呼叫信道，而是由BS臨時指定一個信道做呼叫信道，并在這個信道上發(fā)空

30、閑信號，而所有空閑的移動臺通過信道掃描，停留在發(fā)空閑信號的信道上，一旦有尋呼成功，該信道就成為一個業(yè)務信道，基站再另選空閑信道作為臨時呼叫信道發(fā)空閑信號，空閑的移動臺自動轉到新的臨時信道上守侯（定位）。,BS,信道1,信道2,信道n,.,信道n-1,BS,信道1,信道2,信道n,.,信道n-1,發(fā)空閑信號,BS,信道1,信道2,信道n,.,信道n-1,發(fā)空閑信號,MS1,MS2,MSn,BS,信道1,信道2,信道n,.,信道n-1,發(fā)對MS2的 尋呼信號,MS1,MS2,MSn,BS,信道1,信道2,信道n,.,信道n-1,MS2接入該信道通話,MS1,MS2,MSn,發(fā)空閑信號,特點：呼叫信

31、道是臨時的，不斷變化的，呼叫信道一旦轉為通話信道，BS要重新確定某空閑信道為臨時呼叫信道，發(fā)空閑信號。而移動臺收不到空閑信道就不斷進行信道掃描。這種方式信道利用率高，接續(xù)快；但同搶概率大。 適用場合：小容量系統(tǒng)。, 循環(huán)不定位方式,定義：基站在所有空閑信道上都發(fā)空閑信號，網內未通話的移動臺自動掃描信道，隨機?？吭诰徒目臻e信道上（不定位）。當基站呼叫移動臺時，選擇一個空閑信道發(fā)時間足夠長的召集信號（其他空閑信道停發(fā)空閑信號），而后發(fā)選呼信號，網內移動臺收不到空閑信號就要重新進入掃描狀態(tài)，一旦掃到召集信號就在該信道上等候被呼，一旦呼叫成功，被呼移動臺就在該信道上接入服務，其他移動臺進入信道掃描狀

32、態(tài)。,BS,空閑信道1,信道2,信道n,空閑信道n-1,發(fā)空閑信號,發(fā)空閑信號,MS1,MS3,MSn-4,MSn,BS,空閑信道1,信道2,信道n,空閑信道n-1,發(fā)召集信號,停發(fā)空閑信號,MS1,MS3,MSn-4,MSn,BS,空閑信道1,信道2,信道n,空閑信道n-1,發(fā)召集信號 后發(fā)選呼信號 如對MS3,MS1,MS3,MSn-4,MSn,BS,信道1,信道2,信道n,空閑信道n-1,MS1,MS3,MSn-4,MSn,發(fā)空閑信號,特點：這種方式是在循環(huán)定位方式的基礎上為減小同搶概率而出現(xiàn)的一種改進方式，但移動臺被呼的接續(xù)時間比較長；另外，系統(tǒng)中的所有信道都處于工作狀態(tài)，這種多信道常

33、發(fā)狀態(tài)會引起嚴重的互調干擾。 適用場合：信道數(shù)目少的系統(tǒng)。, 循環(huán)分散定位方式,定義：基站在全部不通話的空閑信道上發(fā)空閑信號，網內移動臺分散?？吭诟鱾€空閑信道上。移動臺主呼是在各自停靠的空閑信道上進行；而基站呼叫移動臺時，其呼叫信號在所有的空閑信道上發(fā)出，并等待應答信號。,BS,空閑信道1,信道2,信道n,空閑信道n-1,發(fā)空閑信號,發(fā)空閑信號,MS1,MS3,MSn-4,MSn,BS,信道1,信道2,信道n,空閑信道n-1,接入此信道通話,發(fā)空閑信號,MS3,MSn-4,MSn,移動臺主呼的情況,BS,空閑信道1,信道2,信道n,空閑信道n-1,發(fā)對MS3的尋呼信號,MS1,MS3,MSn-

34、4,MSn,發(fā)對MS3的尋呼信號,移動臺被呼的情況,BS,信道1,信道2,信道n,空閑信道n-1,接入此信道通話,發(fā)空閑信號,MS3,MSn-4,MSn,特點：為克服循環(huán)不定位方式移動臺被呼時接續(xù)時間長而改進的一種方式。此方式接續(xù)快，效率高，同搶概率小。但當移動臺被呼時，基站在所有的空閑信道上都發(fā)送選呼信號，互調干擾嚴重。 適用場合：小容量系統(tǒng)。,移動通信的交換技術,1. 無線信道上的通話監(jiān)視 進行通話監(jiān)視的必要性：在移動臺通話期間，系統(tǒng)必須由基站或移動臺對無線傳輸質量進行在線跟蹤監(jiān)視。一旦發(fā)現(xiàn)無線信號或傳輸質量發(fā)生變化，就必須采用一些措施，如功率控制、越區(qū)切換及呼叫釋放等措施。 在模擬蜂窩電

35、話系統(tǒng)中設置檢測音（SAT）信雜比和無線頻率（RF）信號強度來反映通話質量。 在數(shù)字蜂窩GSM系統(tǒng)中，檢測的項目更多，并由基站和移動臺雙方同時進行?；就瓿僧斍胺諈^(qū)的下行信號質量和信號強度的檢測，而移動臺則進行上行信號質量和信號強度的檢測。, SAT信雜比 概念：SAT信雜比是指當基站開始工作時，由話音信道單元連續(xù)發(fā)送的SAT，經移動臺接收并環(huán)回到基站后，與無線信道上的雜音的對比。 如果信雜比低于SNH，就發(fā)出越區(qū)切換請求 。有時由于某些原因，沒有執(zhí)行越區(qū)切換，通話質量將持續(xù)惡化，結果遲早會達到呼叫釋放門限值SNR，呼叫就被釋放。,圖2-10 儲存在話音信道控制單元 中的信雜比門限值, 射頻

36、(RF)信號強度 每個話音信道接收機連續(xù)地對它自己接收機的無線頻率進行信號強度測試?？刂茊卧€將測量結果和圖2-8中所示的信號強度門限值進行比較。 如果信號強度測量的結果高于SSD時，BS的控制單元就自動命令移動臺（由話音信道單元命令）降低它的功率；如果信號強度低于SSI時，BS的控制單元接發(fā)出增加功率命令；當移動臺輸出功率已達到最高，測量結果仍低于SSH時，BS的控制單元就向MSC發(fā)出越區(qū)切換請求。 SSB只在話音信道空閑時使用。當所接收到的信號電平超過SSB時，該話音信道不可使用，應暫時作為阻塞。,圖2-11 儲存在話音信道控制單元中的信號強度門限值,位置登記與一齊呼叫,移動臺的家區(qū) ：盡

37、管移動用戶沒有固定的位置，但總可以按它經?；顒拥姆秶?，在某一個位置區(qū)域進行位置登記，該位置區(qū)域稱為這個移動臺的家區(qū)。 群呼 ：若位置信息表明移動用戶就在家區(qū)，但不知道具體位置時，則位置小區(qū)內的所有基站一起發(fā)出被呼用戶識別碼等。這種功能稱為群呼。,圖 MS的移動信息登記過程,位置登記提出的原因： 要尋呼某個移動臺，如果事先不知道它所處的位置，就得對所有的區(qū)域依次進行尋呼，或對所有區(qū)域進行一齊呼叫，這樣就有可能使得呼叫接續(xù)時間比通話時間還長。這樣時間和線路的使用效率都不高。,位置區(qū)域的劃分方法,1、通常以一個MSC服務小區(qū)為位置區(qū)，若干個MSC分為若干個位置區(qū)，如圖2-12所示。 2、在一個MSC系統(tǒng)中，當移動臺達到一定數(shù)量時，大約為40000到50000數(shù)量級時，為便于尋呼某一移動臺時，人為地把MSC所管轄的無線小區(qū)劃分為若干位置區(qū)域。如圖2-13所示。,圖2-12 一種位置登記示意圖,圖212 所示位置登記過程,圖2-13 另一種位置登記示意圖,MS由BSA6小區(qū)向BSA1小區(qū)的位置登記過程為：,MS通過BSA1向原籍MSCA報告（即進行位置登記）。 原籍MSCA中的原籍位置寄存器（HLR)存入變更后的新區(qū)域號，以備市話用戶尋呼時，好在位置區(qū)內一齊呼叫。 使MS