移动通信-移动通信系统简介优秀PPT.ppt
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1、7.1 集群移动通信系统集群移动通信系统 n传统的专用业务通信系统频率利用率低,而导致通信质传统的专用业务通信系统频率利用率低,而导致通信质量降低。针对上述专用业务移动通信系统中存在的缺点,量降低。针对上述专用业务移动通信系统中存在的缺点,产生了高层次的专用业务移动通信形式,即集群通信系产生了高层次的专用业务移动通信形式,即集群通信系统。统。n集群通信系统是集群通信系统是指系统所具有的可用信道可为系统的全指系统所具有的可用信道可为系统的全体用户公用,具有自动选择信道功能。体用户公用,具有自动选择信道功能。它是共享资源、它是共享资源、分担费用、公用信道设备及服务的多用途、高效能的分担费用、公用信
2、道设备及服务的多用途、高效能的无无线调度通信系统。线调度通信系统。1n集群系统示意如图集群系统示意如图 2一一.集群移动通信系统网络结构集群移动通信系统网络结构n依据集群用户业务须要,集群移动通信系统从组网规模依据集群用户业务须要,集群移动通信系统从组网规模上看,可分为单区系统和多区系统。上看,可分为单区系统和多区系统。n 单区系统适用于容量小、覆盖面积小的业务组网,单区系统适用于容量小、覆盖面积小的业务组网,该系统设备组成简洁,即由一个基本型的系统设备组成。该系统设备组成简洁,即由一个基本型的系统设备组成。n 多区系统适用于容量大、覆盖面大的业务组网,多区系统适用于容量大、覆盖面大的业务组网
3、,其系统设备组成困难,它由多个单区系统加上连接设备其系统设备组成困难,它由多个单区系统加上连接设备(有线或无线及专用接口设备)组合而成。(有线或无线及专用接口设备)组合而成。3n依据覆盖区半径的大小,分成大区网、中区网、小区网;依据覆盖区半径的大小,分成大区网、中区网、小区网;n依据服务区的几何形态,分成格状网、带状网、蜂房状网依据服务区的几何形态,分成格状网、带状网、蜂房状网等。等。n集群通信系统的网络结构有下列集群通信系统的网络结构有下列4种方式:种方式:n单区、单点、单中心网络;单区、单点、单中心网络;n单区、多点、单中心网络;单区、多点、单中心网络;n多区、多中心网络;多区、多中心网络
4、;n多区、多层次、多中心网络。多区、多层次、多中心网络。41单区、多点、单中心网络单区、多点、单中心网络n结构如图结构如图 由一个限制中心、多由一个限制中心、多个基站、调度台及网中若干个基站、调度台及网中若干移动台组成。多个基站区组移动台组成。多个基站区组合形成整个服务区。合形成整个服务区。当上述网络中基站只有一个时,网络就简化成单区、单中心网络。基当上述网络中基站只有一个时,网络就简化成单区、单中心网络。基站和限制中心可设在同一地点,也可分别设在不同地点,两者之站和限制中心可设在同一地点,也可分别设在不同地点,两者之间同样可通过无线或有线传输电路连接。间同样可通过无线或有线传输电路连接。52
5、 2多区、多中心、多层次网络多区、多中心、多层次网络 n多区、多中心网络的结构多区、多中心网络的结构 6n多区、多中心、多层次网络的结构多区、多中心、多层次网络的结构 由区域限制中心、多由区域限制中心、多个限制中心、多基站组个限制中心、多基站组成而形成整个服务区。成而形成整个服务区。各限制中心将受到上各限制中心将受到上一级的区域限制中心限制一级的区域限制中心限制及管理。及管理。依据业务须要,可以设立高级的依据业务须要,可以设立高级的 管理中心,将其与区域中心相连接,也可以通过有线或无线传输通管理中心,将其与区域中心相连接,也可以通过有线或无线传输通道,处理各个下区域间用户登记、呼叫建立及限制管
6、理,从而对区道,处理各个下区域间用户登记、呼叫建立及限制管理,从而对区域限制中心进行限制、管理及监控。域限制中心进行限制、管理及监控。7n集群通信系统除完成移动用户之间的通信外,还应能进集群通信系统除完成移动用户之间的通信外,还应能进行市内用户与移动用户间的通话。行市内用户与移动用户间的通话。为达到这种通信目的,将中心基地站和用户终端结合为达到这种通信目的,将中心基地站和用户终端结合在一起,再加上连接它们的有线通道和无线通道,就组在一起,再加上连接它们的有线通道和无线通道,就组成了一个移动通信网。成了一个移动通信网。8二、集群移动通信系统分类二、集群移动通信系统分类n集群通信系统通常有以下几种
7、分类方式:集群通信系统通常有以下几种分类方式:n(1 1)按信令方式分:有共路信令方式和随路信令方式。)按信令方式分:有共路信令方式和随路信令方式。n(2 2)按信令占有信道方式分:有固定式和搜寻式。)按信令占有信道方式分:有固定式和搜寻式。n(3 3)按通话占用信道分:有信息集群(亦称消息集群)按通话占用信道分:有信息集群(亦称消息集群)和传输集群。和传输集群。n(4 4)按限制方式分:有集中限制方式和分散限制方式。)按限制方式分:有集中限制方式和分散限制方式。n(5 5)按呼叫处理方式分:有损失制和等待制系统。)按呼叫处理方式分:有损失制和等待制系统。9三、集群通信的工作过程和方式三、集群
8、通信的工作过程和方式 n无线集群通信接续移动台至移动台、移动台至有线电话、无线集群通信接续移动台至移动台、移动台至有线电话、有线电话至移动台的几种过程。有线电话至移动台的几种过程。n以图中表示的系统为例以图中表示的系统为例 10n将移动台至移动将移动台至移动台的接续工作过台的接续工作过程系统流程图方程系统流程图方式如图式如图 11n在一个多信道调度无线系统中,在一个多信道调度无线系统中,“集群集群”是指向正在申请服务的用户是指向正在申请服务的用户自动安排信道。自动安排信道。n调度无线信道的集群基本技术方法有以下几种:调度无线信道的集群基本技术方法有以下几种:n1信息集群信息集群 n2传输集群传
9、输集群 n3准传输集群准传输集群 n集群移动通信系统的信道限制方式有两种:专用信道限制方式和非集群移动通信系统的信道限制方式有两种:专用信道限制方式和非专用信道的分布限制方式,前者亦称为集中限制方式,后者亦称为专用信道的分布限制方式,前者亦称为集中限制方式,后者亦称为分散限制方式。分散限制方式。n 两种不同限制方式的信令也是不同的。集中限制方式系统称两种不同限制方式的信令也是不同的。集中限制方式系统称为专用限制信令系统,分布限制方式系统称为随路限制信令,亦称为专用限制信令系统,分布限制方式系统称为随路限制信令,亦称为亚音频限制信令系统。为亚音频限制信令系统。13n专用限制信令系统适用于较大的集
10、群通信系统,这是因为较大的系专用限制信令系统适用于较大的集群通信系统,这是因为较大的系统信令联络时间特别重要,把一个信道专用于限制信令信道。统信令联络时间特别重要,把一个信道专用于限制信令信道。n随路限制信令系统适用于比较小的集群通信系统,把全部的信道同随路限制信令系统适用于比较小的集群通信系统,把全部的信道同时用于语音信道和信令信道,若把两个信道用于限制信道用会使整时用于语音信道和信令信道,若把两个信道用于限制信道用会使整个系统的信道利用率降低。个系统的信道利用率降低。n(1)专用限制信道方式)专用限制信道方式 n专用限制信道方式接受一条信道用于信令信道,并且,必需由系统专用限制信道方式接受
11、一条信道用于信令信道,并且,必需由系统限制中心集中限制和管理,处理呼叫恳求和安排空闲信道。限制中心集中限制和管理,处理呼叫恳求和安排空闲信道。n用户的入网和接续通过专用限制信道来完成,两个或两个以上移动用户的入网和接续通过专用限制信道来完成,两个或两个以上移动台在同一瞬间内发送信令将引起碰接的问题。解决这种碰撞问题的台在同一瞬间内发送信令将引起碰接的问题。解决这种碰撞问题的方法有两种:方法有两种:n(a)接受)接受“定时询问定时询问”方法方法n(b)接受)接受ALOHA方式或时隙方式或时隙ALOHA入网限制技术入网限制技术 14n(2)非专用信道的分布限制方式)非专用信道的分布限制方式 n每个
12、信道既要用于语音传输,又要传输信令。每个信道既要用于语音传输,又要传输信令。n在此系统中,由于移动台可预先获得可用信道而无需扫在此系统中,由于移动台可预先获得可用信道而无需扫描,因而接入时间短。描,因而接入时间短。n由于每个信道独立完成信令交换,可在任何空闲信道上由于每个信道独立完成信令交换,可在任何空闲信道上实现接入系统的操作。削减系统的交换负荷,提高牢靠实现接入系统的操作。削减系统的交换负荷,提高牢靠性。这种方式堵塞率低,等待时间短。性。这种方式堵塞率低,等待时间短。15n接受数字技术的好处:接受数字技术的好处:n1频谱利用率高频谱利用率高 n2信号抗信道衰落的实力提高信号抗信道衰落的实力
13、提高n3保密性好保密性好 n4多种业务服务多种业务服务 n5网络管理和限制更加有效和敏捷网络管理和限制更加有效和敏捷 四、数字集群移动通信系统四、数字集群移动通信系统 17n一般的数字集群通一般的数字集群通信系统可分为三个信系统可分为三个主要部分:主要部分:无线子无线子系统(系统(RFSS)、调)、调度子系统(度子系统(DSS)和互联子系统和互联子系统(ISS)。)。18n(1)无线子系统)无线子系统n移动台(移动台(MS)/移动用户移动用户n增加型基地收发系统(增加型基地收发系统(EBTS)n(2)调度子系统)调度子系统 n数字交换系统(数字交换系统(DACS)n网内分组交换(网内分组交换(
14、MPS)n调度应用处理机(调度应用处理机(DAP)n操作维护中心(操作维护中心(OMC)n(3)互联子系统)互联子系统n基站限制器基站限制器BSCn语音编码转换器语音编码转换器XCDR n移动交换中心移动交换中心MSC n访问位置寄存器访问位置寄存器VLR n归属位置寄存器归属位置寄存器HLR nSMS-SC短信息业务中心短信息业务中心 197.2 数字无绳电话系统数字无绳电话系统n早期的无绳电话是把一个电话单机分成一个座机和一个早期的无绳电话是把一个电话单机分成一个座机和一个手机,二者之间用无线电连接,通常用手机,二者之间用无线电连接,通常用FM调制、传输调制、传输模拟语音。模拟语音。n无绳
15、电话逐步向网络化和数字化方向发展,并从室内应无绳电话逐步向网络化和数字化方向发展,并从室内应用扩展到室外应用,从专用系统扩展到公用系统,形成用扩展到室外应用,从专用系统扩展到公用系统,形成了以公共交换电话网(了以公共交换电话网(PSTN)为依托的多种网络结构。)为依托的多种网络结构。n把模拟无绳电话称为第一代无绳电话,而把数字无绳电把模拟无绳电话称为第一代无绳电话,而把数字无绳电话称为其次代无绳电话。话称为其次代无绳电话。20n无绳电话和低功率系统的主要参数无绳电话和低功率系统的主要参数 21一、一、CT-2CT-2数字无绳电话系统数字无绳电话系统n数字无绳电话基本组成部分是基站(最简洁的只是
16、一部数字无绳电话基本组成部分是基站(最简洁的只是一部座机)和手机。座机)和手机。n在公用无绳电话系统中,还须要设置特地的网络管理中在公用无绳电话系统中,还须要设置特地的网络管理中心、计费中心或其他设施。心、计费中心或其他设施。nCT-2可以组成专用系统和公用系统。专用系统适用于家可以组成专用系统和公用系统。专用系统适用于家庭、部门或团体的内部通信。公用系统适用于城市中某庭、部门或团体的内部通信。公用系统适用于城市中某些地区或整个范围内的通信。些地区或整个范围内的通信。22n专用系统依据网专用系统依据网络的覆盖范围或络的覆盖范围或用户数量的不同,用户数量的不同,可以设置一个或可以设置一个或多个基
17、站。多个基站。23n公用无绳电公用无绳电话系统示意话系统示意图图 24nCT-2无绳电话保持了和模拟无绳电话相同的优点,即设无绳电话保持了和模拟无绳电话相同的优点,即设备简洁、技术成熟和价格低廉,是一种以市话网为基础备简洁、技术成熟和价格低廉,是一种以市话网为基础的低功率小范围传输系统。的低功率小范围传输系统。nCT-2无绳电话作为公用通信系统来应用,存在的主要缺无绳电话作为公用通信系统来应用,存在的主要缺陷是只能实现单方向呼叫,即携带手机的用户可以通过陷是只能实现单方向呼叫,即携带手机的用户可以通过公用基站呼叫固定的有线用户,而反方向则不行。公用基站呼叫固定的有线用户,而反方向则不行。须要须
18、要特殊的改进。特殊的改进。25nCT-2公共空中接口共分五个部分:公共空中接口共分五个部分:n 无线电接口规定了无线电接口规定了CT-2的工作频段、频道带宽、放射机参数、接收机的工作频段、频道带宽、放射机参数、接收机参数、调制方式刚好分双工的速率等。参数、调制方式刚好分双工的速率等。n 信令层信令层1规定了建立双向无线电数字链路的方法及有关传输信道的组规定了建立双向无线电数字链路的方法及有关传输信道的组合方式。合方式。n 信令层信令层2规定了有关检错、信息确认、链路保持和链路两端的识别等规定了有关检错、信息确认、链路保持和链路两端的识别等规约,并且处理信令层规约,并且处理信令层2到信令层到信令
19、层3的转换。的转换。n 信令层信令层3定义了各种消息的具体内容,如拨号、振铃、警示、显示、定义了各种消息的具体内容,如拨号、振铃、警示、显示、注册、鉴权、功能和服务等级的选择等消息的具体内容。这些消息要注册、鉴权、功能和服务等级的选择等消息的具体内容。这些消息要经过信令层经过信令层2无差错地传送到无线链路的另一端。无差错地传送到无线链路的另一端。n 传输和语音编码方案,为了实现不同厂家生产的设备可以通用,规定传输和语音编码方案,为了实现不同厂家生产的设备可以通用,规定了手机音频接口与模拟电话线路的全部特性和符合欧洲数字网互连技了手机音频接口与模拟电话线路的全部特性和符合欧洲数字网互连技术标准的
20、数字接口要求。语音编码规定用术标准的数字接口要求。语音编码规定用CCITT建议建议G721举荐的自适举荐的自适应差分脉码调制(应差分脉码调制(ADPCM)。)。261无线电接口无线电接口(1)工作频段为)工作频段为864868 MHz,共分,共分40个频道,频道间隔为个频道,频道间隔为100 kHz。(2)放射功率不大于)放射功率不大于10 mW。为了避开手机紧靠基站形成对基站接收机的堵塞。为了避开手机紧靠基站形成对基站接收机的堵塞干扰,手机的放射功率可由基站限制,比正常值减小干扰,手机的放射功率可由基站限制,比正常值减小1220 dB。(3)接收机灵敏度:当误比特率小于)接收机灵敏度:当误比
21、特率小于10-3时,接收机的灵敏度优于时,接收机的灵敏度优于45 dBV/m。n(4)调制方式:接受高斯滤波器整形的频移键控()调制方式:接受高斯滤波器整形的频移键控(GFSK)。)。CT-2的传的传输速率为输速率为72 Kb/s,因而这里的调制指数可以在,因而这里的调制指数可以在 0.4到到 0.7的范围内选择。的范围内选择。n(5)时分双工的帧长为)时分双工的帧长为2 ms,分两个时隙,每个时隙长为,分两个时隙,每个时隙长为1 ms。其中,。其中,一个时隙用于基站向手机的传输,另一个时隙用于手机向基站的传输。一个时隙用于基站向手机的传输,另一个时隙用于手机向基站的传输。因此,基站和手机的放
22、射机和接收机都是在每秒中各轮番工作因此,基站和手机的放射机和接收机都是在每秒中各轮番工作500次。每次。每个时隙中包含个时隙中包含72 bit(或者说,每帧中包含(或者说,每帧中包含144 bit),因而),因而CT-2的信道传的信道传输速率为输速率为72 Kb/s。27nCT-2的帧格式的帧格式282信道组成及复接方式信道组成及复接方式CT-2 CAI共共分分三三种种信信道道(逻逻辑辑信信道道),即即用用于于传传送送语语音音或或数数据据的的B信信道道;用用于于传传送送限限制制信信令令的的D信信道道;用用于于传传送送位位同同步步和和时时隙同步信息的隙同步信息的SYN信道。信道。把把D信信道道、
23、B信信道道和和SYN信信道道进进行行不不同同的的复复接接,可可得得三三种种复复接接方方式。式。29n 复接方式复接方式1的的帧格式帧格式 30n复接方式复接方式2的帧格式的帧格式 31n复接方式复接方式3的帧格式的帧格式 32二、二、DECT系统系统n数字欧洲无绳通信数字欧洲无绳通信DECT系统是为了解决高用户密度环境系统是为了解决高用户密度环境中无绳电话通信问题而开发的。中无绳电话通信问题而开发的。nDECT适用于微小区系统,可以在数百米的范围内供应移适用于微小区系统,可以在数百米的范围内供应移动台和基站之间的低功率无线接入。动台和基站之间的低功率无线接入。nDECT系统的基本技术特征如下:
24、频带系统的基本技术特征如下:频带18801900 MHz;载波数载波数10;载波间隔;载波间隔1.728 MHz;峰值发送功率;峰值发送功率250 mW;多址方式多址方式TDMA,每帧,每帧24时隙;帧长时隙;帧长10 ms;双工方式;双工方式TDD;信道速率;信道速率1152 Kb/s。33nDECT系统的功能结构系统的功能结构 34nDECT系统由五部分组成:便携式手机(系统由五部分组成:便携式手机(PH),无线固定),无线固定部分(部分(RFP),无绳限制器(),无绳限制器(CC)、附加业务部分和网)、附加业务部分和网络接口单元。络接口单元。nDECT标准化的部分仅包括标准化的部分仅包括
25、PH、RFP、CC和附加业务部和附加业务部分,而网络接口单元可以接受现行的有关标准(如分,而网络接口单元可以接受现行的有关标准(如CCITT建议的基于建议的基于ISDN的的G732接口标准)。接口标准)。nPH是一个移动手机或终端,主要供应语音业务(接受是一个移动手机或终端,主要供应语音业务(接受32 Kb/s ADPCM编解码器)。编解码器)。35nRFP供应供应DECT公共空中接口的物理层功能。公共空中接口的物理层功能。RFP和和PH之间接受多个载频(频道),每个载频上接受之间接受多个载频(频道),每个载频上接受TDMA多多址技术和时分双工工作方式。每个址技术和时分双工工作方式。每个RFP
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