第5章组网技术AC0HHOmE第5章 组网技术5.1概述5.2多址技术5.3区域覆盖和信道配置5.4网络结构5.5信令5.6越区切换和位置管理思考题与习题
第5章 组网技术 5.1 概述 5.2 多址技术 5.3 区域覆盖和信道配置 5.4 网络结构 5.5 信令 5.6 越区切换和位置管理 思考题与习题 第5章 组网技术
第5章组网技术H5.1 概 述在前面几章的讨论中，我们主要解决了在移动环境下，点对点的传输问题。本章将试图解决以下几个方面的问题：(1）对于给定的频率资源，大家如何来共享？即采用什么样的多址技术，使得有限的资源能传输更大容量的信息？(2)由于传播损耗的存在，基站和移动台之间的通信距离总是有限的。(3）如何将服务区内的各个基站互连起来，并且要与固定网络(如PSTN、ISDN、BISDN等)互连，从而实现移动用户与固定用户、移动用户与移动用户之间的互连互通？也就是说，移动通信应采用什么样的网络结构？
第5章 组网技术 5.1 概 述 在前面几章的讨论中，我们主要解决了在移动环境下， 点对点的传输问题。 本章将试图解决以下几个方面的问题： (1) 对于给定的频率资源， 大家如何来共享? 即采用什么 样的多址技术， 使得有限的资源能传输更大容量的信息? (2) 由于传播损耗的存在， 基站和移动台之间的通信距 离总是有限的。 (3) 如何将服务区内的各个基站互连起来， 并且要与固 定网络(如PSTN、 ISDN、 BISDN等)互连， 从而实现移动用 户与固定用户、 移动用户与移动用户之间的互连互通? 也就 是说， 移动通信应采用什么样的网络结构?
第5章组网技术H(4）移动通信的基本特点是用户在网络覆盖的范围内可任意移动。这就要解决下面两个问题：一是当移动用户从一个基站的覆盖区移动到另一个基站的覆盖区时，如何保证用户通信过程的连续性，即如何实现有效的越区切换？二是用户在移动网络中任意移动，网络如何管理这些用户，使网络在任何时刻都知道，该用户当前在哪一个地区的哪一个基站覆盖的范围内，即如何解决移动性管理的问题？(5）如何在用户和移动网络之间，移动网络和固定网络之间交换控制信息，从而对呼叫过程、移动性管理过程和网络互连过程进行控制，以保证网络有序运行，即在移动通信网中应采用什么样的信令系统？
第5章 组网技术 (4) 移动通信的基本特点是用户在网络覆盖的范围内可 任意移动。这就要解决下面两个问题：一是当移动用户从 一个基站的覆盖区移动到另一个基站的覆盖区时，如何保 证用户通信过程的连续性，即如何实现有效的越区切换? 二 是用户在移动网络中任意移动，网络如何管理这些用户， 使网络在任何时刻都知道，该用户当前在哪一个地区的哪 一个基站覆盖的范围内，即如何解决移动性管理的问题? (5) 如何在用户和移动网络之间，移动网络和固定网络 之间交换控制信息，从而对呼叫过程、移动性管理过程和 网络互连过程进行控制， 以保证网络有序运行， 即在移动 通信网中应采用什么样的信令系统?
第5章组网技术COHHO移动通信系统发展经历了第一代模拟移动通信系统、第二代数字移动通信系统和第三代移动通信系统(IMT-2000)。第一代移动通信系统包括AMPS、TACS和NMT等体制。第二代数字移动通信系统包括GSM、IS-136(DAMPS)、PDC、IS-95等体制。一个典型的数字蜂窝移动通信系统由下列主要功能实体组成(如图1-16所示)：移动台(MS)、基站分系统(BSS)(包括基站收发信机(BTS)和基站控制器(BSC))、移动交换中心(MSC)、原籍(归属)位置寄存器(HLR)、访问位置寄存器(VLR)、设备标识寄存器(EIR)、认证中心(AUC)和操作维护中心(OMC)
第5章 组网技术 移动通信系统发展经历了第一代模拟移动通信系统、第 二代数字移动通信系统和第三代移动通信系统(IMT-2000)。 第一代移动通信系统包括AMPS、TACS和NMT等体制。第 二代数字移动通信系统包括GSM、IS-136(DAMPS)、PDC、 IS-95等体制。一个典型的数字蜂窝移动通信系统由下列主要 功能实体组成(如图 1 - 16 所示)： 移动台(MS)、 基站分系统 (BSS)(包括基站收发信机(BTS)和基站控制器(BSC))、移动交 换中心(MSC)、原籍(归属)位置寄存器(HLR)、访问位置寄存 器(VLR)、设备标识寄存器(EIR)、认证中心(AUC)和操作维 护中心(OMC)
第5章组网技术H为了能够明确表示控制和信令的有关概念，这里简要阐述一下分层协议模型的概念。移动通信的空中接口或称无线接入部分)的协议和信令是按照分层的概念来设计的。空中接口包括无线物理层、链路层和网络层，链路层还进一步分为介质接入控制层和数据链路层，物理层是最低层，参见图1-18
第5章 组网技术 为了能够明确表示控制和信令的有关概念， 这里简要阐 述一下分层协议模型的概念。移动通信的空中接口(或称无线 接入部分)的协议和信令是按照分层的概念来设计的。 空中接 口包括无线物理层、 链路层和网络层， 链路层还进一步分为 介质接入控制层和数据链路层， 物理层是最低层， 参见图 1 - 18
第5章组网技术Hm物理层(PHL)确定无线电参数，如：频率、定时、功率、码片、比特或时隙同步、调制解调、收发信机性能等。物理层将无线电频谱分成若于个物理信道，划分的方法可以按频率、时隙或码字或它们的组合进行，如频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、 码分多址(CDMA)等。物理层在介质接入控制层(MAC)的控制下，负责数据或数据分组的收发
第5章 组网技术 物理层(PHL)确定无线电参数，如：频率、定时、功率、 码片、比特或时隙同步、调制解调、收发信机性能等。 物 理层将无线电频谱分成若干个物理信道，划分的方法可以 按频率、时隙或码字或它们的组合进行， 如频分多址 (FDMA)、时分多址(TDMA)、 码分多址(CDMA)等。物理 层在介质接入控制层(MAC)的控制下， 负责数据或数据分 组的收发
第5章组网技术H5.2多址技术5.2.1频分多址(FDMA)频分多址是指将给定的频谱资源划分为若于个等间隔的频道(或称信道)供不同的用户使用。在模拟移动通信系统中，信道带宽通常等于传输一路模拟话音所需的带宽，如25kHz或30kHz。在单纯的FDMA系统中，通常采用频分双工(FDD)的方式来实现双工通信，即接收频率f和发送频率F是不同的。为了使得同一部电台的收发之间不产生于扰，收发频率间隔If-F必须大于一定的数值。例如，在800MHz频段，收发频率间隔通常为45MHz。一个典型的FDMA频道划分方法如图5－1所示
第5章 组网技术 5.2.1 频分多址(FDMA) 频分多址是指将给定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。在模拟移动通信系统中， 信道带宽通常等于传输一路模拟话音所需的带宽， 如25 kHz 或30 kHz。在单纯的FDMA系统中， 通常采用频分双工 (FDD)的方式来实现双工通信， 即接收频率f和发送频率F是 不同的。 为了使得同一部电台的收发之间不产生干扰， 收 发频率间隔|f-F|必须大于一定的数值。 例如， 在800 MHz频 段， 收发频率间隔通常为45 MHz。 一个典型的FDMA频道 划分方法如图 5 - 1 所示。 5.2 多址技术
第5章组网技术?C0HHOmE西功率科技大学实版社西安电子科技大学共服校信道带宽收发间隔西麦电子西西安信道信道信信道1信道道N2N移动台收移动台发时间（基站发）（基站收）图5-1FDMA的频道划分方法
第5章 组网技术 图 5 - 1 FDMA的频道划分方法
第5章组网技术HH在FDMA系统中，收发的频段是分开的，由于所有移动台均使用相同的接收和发送频段，因而移动台到移动台之间不能直接通信，而必须经过基站中转移动通信的频率资源十分紧缺，不可能为每一个移动台预留一个信道，只可能为每个基站配置好一组信道，供该基站所覆盖的区域(称为小区)内的所有移动台共用。这就是多信道共用问题
第5章 组网技术 在FDMA系统中， 收发的频段是分开的， 由于所有移 动台均使用相同的接收和发送频段， 因而移动台到移动台 之间不能直接通信， 而必须经过基站中转。 移动通信的频率资源十分紧缺， 不可能为每一个移 动台预留一个信道， 只可能为每个基站配置好一组信道， 供该基站所覆盖的区域(称为小区)内的所有移动台共用。 这 就是多信道共用问题
第5章组网技术m1.话务量与呼损率的定义在话音通信中，业务量的大小用话务量来量度。话务量又分为流入话务量和完成话务量流入话务量的大小取决于单位时间(1小时)内平均发生的呼叫次数入和每次呼叫平均占用信道时间(含通话时间)S。显然入和S的加大都会使业务量加大，因而可定义流入话务量A为A=S.^(5 - 1)式中：入的单位是(次/小时);两者相；S的单位是(小时/次);乘而得到A应是一个无量纲的量，专门命名它的单位为“爱尔兰”(Erlang)
第5章 组网技术 1. 话务量与呼损率的定义 在话音通信中，业务量的大小用话务量来量度。 话务量 又分为流入话务量和完成话务量。 流入话务量的大小取决于单位时间(1小时)内平均发生的 呼叫次数λ和每次呼叫平均占用信道时间(含通话时间)S。 显 然λ和S的加大都会使业务量加大， 因而可定义流入话务量A 为 A = S·λ (5 - 1) 式中： λ的单位是(次/小时)； S的单位是(小时/次)； 两者相 乘而得到A应是一个无量纲的量， 专门命名它的单位为“爱 尔兰”(Erlang)