现代移动通信移动通信组网原理学习教案.pptx

现代移动通信现代移动通信(tng xn)移动通信移动通信(tng xn)组网原理组网原理第一页，共33页。4.1.1 大区(d q)制移动通信网 所谓大区制就是在一个服务区内只有一个或几个基站，由该基站负责(fz)整个移动通信网的联络与控制，如图4.1所示。大区制的优点是系统组成简单，投资少，见效快。第1页/共33页第二页，共33页。图4.1 大区(d q)制移动通信示意图第2页/共33页第三页，共33页。4.1.2 小区制蜂窝(fngw)移动通信网络的构成1.蜂窝网的由来2.区群的结构 图4.4 正六边形区群的构成3.同频干扰保护与同频复用距离(jl)4.激励方式5.小区分裂第3页/共33页第四页，共33页。图4.4 正六边形区群的构成(guchng)第4页/共33页第五页，共33页。4.1.3 小区频率(pnl)配置1.固定频道分配 所谓固定频道分配就是给每个小区(或每个基站)分配一组预先确定好的话音频道，基站的频道是固定不变的。固定频道分配有分区分组分配法和等频距分配法两种。图4.10 7个基站21个扇形小区为一个区群的频道分配2.动态频道分配 动态频道分配可以做到按业务量的大小，合理地在不同基站之间按需分配频道，避免了小区忙闲不均(b jn)的情况。第5页/共33页第六页，共33页。图4.10 7个基站21个扇形小区为一个区群的频道(pndo)分配第6页/共33页第七页，共33页。4.1.4 基本(jbn)网络结构 移动通信(tng xn)的基本网络结构如 图4.11所示。基站通过传输链路与移动交换机相连，交换机再与固定电信网络或其他通信(tng xn)网相连，所以移动通信(tng xn)有以下两种通信(tng xn)链路：移动用户基站交换机其他网络其他用户；移动用户基站交换机基站移动用户。第7页/共33页第八页，共33页。图4.11 基本(jbn)网络结构第8页/共33页第九页，共33页。4.2 多址接入技术(jsh)4.2.1 频分多址(FDMA)4.2.2 时分多址(TDMA)4.2.3 码分多址(CDMA)4.2.4 FDMA、TDMA与CDMA系统容量(rngling)比较第9页/共33页第十页，共33页。4.2.1 频分多址(FDMA)频分多址是将给定(i dn)的频谱资源划分为若干个等间隔的频道(或称信道)供不同的用户使用，如图4.13所示。移动台MS1、MS2、MSk分别分配有发射频道、和接收频道、。我们将基站向移动台方向的信道称为前向信道，而将移动台向基站方向的信道称为反向信道。第10页/共33页第十一页，共33页。图4.13 频分多址示意图第11页/共33页第十二页，共33页。4.2.2 时分多址(TDMA)1.时分多址的原理 图4.15是TDMA通信系统的工作示意图，图中只画出移动台到基站传输时信号占用时隙的情况(qngkung)。2.时分多址通信系统的帧和时隙3.时分多址通信系统中的同步和定时第12页/共33页第十三页，共33页。图4.15 时分多址示意图第13页/共33页第十四页，共33页。4.2.3 码分多址(CDMA)1.1.码分多址的概念码分多址的概念 图图4.19 4.19 码分多址示意图码分多址示意图2.2.扩频码分多址原理扩频码分多址原理 图图4.204.20示出了伪随机码扩频多址方式的原理框图示出了伪随机码扩频多址方式的原理框图3.3.直扩直扩(直接序列扩频直接序列扩频)码分多址系统的特点码分多址系统的特点(1)(1)具有扩频通信系统的所有优点具有扩频通信系统的所有优点 (2)(2)系统容量大系统容量大(3)(3)不需要复杂的频率分配和管理不需要复杂的频率分配和管理(gunl)(gunl)(4)(4)软容量和小区呼吸功能软容量和小区呼吸功能(5)(5)软切换软切换(6)(6)不要均衡器不要均衡器(7)(7)设备简单设备简单(8)(8)存在多址干扰和远近效应存在多址干扰和远近效应第14页/共33页第十五页，共33页。图图4.19 4.19 码分多址示意图码分多址示意图第15页/共33页第十六页，共33页。图4.20 伪随机码扩频多址方式(fngsh)原理图第16页/共33页第十七页，共33页。4.2.4 FDMA、TDMA与CDMA系统(xtng)容量比较1.模拟TACS系统(FDMA)的系统容量(rngling)2.数字GSM系统(TDMA)的系统容量(rngling)3.数字CDMA系统(CDMA)的系统容量(rngling)第17页/共33页第十八页，共33页。4.3 多信道共用(n yn)技术4.3.1 话务理论4.3.2 空闲(kngxin)信道的选取第18页/共33页第十九页，共33页。4.3.1 话务理论(lln)1.话务量与呼损率 呼损率、话务量、信道(xn do)数、信道(xn do)利用率之间的关系如表4.1所示。2.信道(xn do)数与用户数的关系第19页/共33页第二十页，共33页。表4.1 呼损率、话务量、信道(xn do)数、信道(xn do)利用率之间的关系第20页/共33页第二十一页，共33页。4.3.2 空闲信道(xn do)的选取1.专用呼叫信道方式 专用呼叫信道方式是在网中专门设置的呼叫信道，专门用于处理(chl)用户的呼叫。专用呼叫信道的作用有两个：一是处理(chl)呼叫；二是指配话音信道。2.标明空闲信道方式 标明空闲信道方式可分为“循环定位”、“循环不定位”、“循环分散定位”等方式。小容量移动通信网比较适合采用这类方式。第21页/共33页第二十二页，共33页。4.4 移动(ydng)通信中的信令4.4.1 数字信令的格式与传输4.4.2 信令协议(xiy)的分层结构4.4.3 SS7信令第22页/共33页第二十三页，共33页。4.4.1 数字(shz)信令的格式与传输1.数字信令格式 在传输数字信令时，为了便于收端解码，通常要求数字信令按一定格式编排。信令的格式是多种多样的，不同的通信系统的信令格式也各不相同。常用的数字信令格式有两种，如图4.22(a)、(b)所示。2.数字信令的传输 数字信令大体可分为(fn wi)低速和高速两类。第23页/共33页第二十四页，共33页。图4.22 数字(shz)信令格式第24页/共33页第二十五页，共33页。4.4.2 信令协议(xiy)的分层结构 在移动通信中，空中接口的信令分为三层：物理层、链路层、网络层，如图4.23所示。为了实现呼叫管理(CM)、移动性管理(MM)和无线资源管理(RRM)，移动台和基站两侧的三层的对等层之间需要进行对话，这种对话是以消息交换的方式来实现的。这些(zhxi)消息是通过装在链路层帧中的信息段进行传输的。第25页/共33页第二十六页，共33页。图4.23 空中(kngzhng)接口协议模型第26页/共33页第二十七页，共33页。4.4.3 SS7信令1.SS7信令系统的基本功能结构 所谓开放系统互连是指建网通信时所需的标准分层结构和分层协议。根据开放系统互连参考模型及协议规范，可以将各种(zhn)不同的系统很容易地做到相互连接。即具有互连的开放性。OSI采用7层结构，如 图4.24所示。2.关于SS7信令网 7号信令网络是与PSTN平行的一个独立的网络，是供传送信令的数据链路构成的网络，叠加到信息网上。图4.25 信令网、信息网及其分层结构第27页/共33页第二十八页，共33页。图4.24 7号信令系统(xtng)的协议结构第28页/共33页第二十九页，共33页。图4.25 信令网、信息网及其分层结构(jigu)第29页/共33页第三十页，共33页。4.5 移动(ydng)管理技术4.5.1 位置(wi zhi)管理4.5.2 越区信道切换第30页/共33页第三十一页，共33页。4.5.1 位置(wi zhi)管理 在在数数字字移移动动通通信信系系统统中中，位位置置管管理理主主要要由由两两个个位位置置管管理理数数据据库库来来完完成成(wn(wn chng)chng)，即即归归属属位位置置寄寄存存器器(HLR)(HLR)和和拜拜访访位位置置寄寄存存器器(VLR)(VLR)。通通常常一一个个PLMN(PLMN(公公用用陆陆地地称称动动通通信信网网)网网络络由由一一个个HLRHLR和和VLRVLR组组成成。HLRHLR的的作作用用是是存存储储在在其其网网络络内内注注册册的的所所有有用用户户的的信信息息，数数据据库库中中包包含含两两类类信信息息：用用户户信信息息与与用用户户当当前前的的位位置置信信息息；VLRVLR的的作作用用是是管管理理该该网网络络中中若若干干位位置置区区(一一个个位位置置区区由由一一定定数数量量的的蜂蜂窝窝小小区区组组成成)内内的的移移动动用用户户，为为移移动动交交换换中中心心(MSC)(MSC)处处理理呼呼叫叫提提供供移动用户的位置数据信息。移动用户的位置数据信息。位置管理包括位置登记、位置更新、呼叫传递和寻呼几个过程。位置管理包括位置登记、位置更新、呼叫传递和寻呼几个过程。第31页/共33页第三十二页，共33页。4.5.2 越区信道(xn do)切换 越区(过区)切换(Handoff)是指将当前正在进行的移动台与基站之间的通信链路从当前基站转移到另一个基站的过程，或者说，当正在通话的移动台从一个小区(扇区)进入相邻的小区(扇区)时，MSC控制使一个信道上的通话切换到另一个信道上的过程。越区切换的目的(md)是维持通话的连续性。1.越区切换的准则2.越区切换控制策略3.越区切换时频道分配第32页/共33页第三十三页，共33页。