移动通信技术课件：组网技术.ppt

1、引入引入 随着移动通信应用日益广泛，有限的无线电频率要随着移动通信应用日益广泛，有限的无线电频率要提供给越来越多的用户共同使用，频道拥挤，相互提供给越来越多的用户共同使用，频道拥挤，相互干扰也成为阻碍移动通信发展的首要问题，解决这干扰也成为阻碍移动通信发展的首要问题，解决这些问题的办法就是按一定的规范组成移动通信网络，些问题的办法就是按一定的规范组成移动通信网络，保障网内的用户有次序地通信。首先是频率资源的保障网内的用户有次序地通信。首先是频率资源的管理与有效利用问题，其次是网络控制方面的问题。管理与有效利用问题，其次是网络控制方面的问题。组网技术组网技术3.1 频率管理与有效利用技术频率管理

2、与有效利用技术 3.2 区域覆盖与信道配置区域覆盖与信道配置3.3 移动通信系统的网络结构移动通信系统的网络结构3.4 多信道共用技术多信道共用技术3.5 信令信令3.6 移动通信的移动性管理移动通信的移动性管理学习目标学习目标了解移动通信系统的网络结构了解移动通信系统的网络结构了解移动通信系统信令组成式了解移动通信系统信令组成式正确理解频率管理与有效利用技术正确理解频率管理与有效利用技术正确理解区域覆盖与信道配置方法正确理解区域覆盖与信道配置方法正确理解多信道共用技术正确理解多信道共用技术正确理解移动通信的移动性管理正确理解移动通信的移动性管理学习完本课程，希望各位代家军可以达到以下目标学习

3、完本课程，希望各位代家军可以达到以下目标第三章组网技术第三章组网技术3.1 频率管理与有效利用技术频率管理与有效利用技术 3.2 区域覆盖与信道配置区域覆盖与信道配置3.3 移动通信系统的网络结构移动通信系统的网络结构3.4 多信道共用技术多信道共用技术3.5 信令信令3.6 移动通信的移动性管理移动通信的移动性管理课前预习检测课前预习检测1.按照国际频率分配表，频率使用范围全球划分为几个区域？2.UHF和VHF段的收发频差为多少？3.已调信号的占有频带是怎么定义的？ 4.频率域的有效利用可以从那几些方面着手？5.空间域的有效利用指的什么？ 6.频率有效利用的最终评价准则是什么？ 引入引入 无

4、线通信是利用无线电波在空间内传播信息的，很多无线通信是利用无线电波在空间内传播信息的，很多个用户共用一个空间，如果在同一个时间、同一地点、个用户共用一个空间，如果在同一个时间、同一地点、同一方向上使用相同频率的无线电波就容易形成干扰。同一方向上使用相同频率的无线电波就容易形成干扰。移动通信的突出问题就是有限的可用频率资源如何有移动通信的突出问题就是有限的可用频率资源如何有次序的提供给越来越多的用户而不相互发生干扰，这次序的提供给越来越多的用户而不相互发生干扰，这就涉及频率的管理与有效利用技术就涉及频率的管理与有效利用技术 。3.1 频率管理与有效利用技术频率管理与有效利用技术 3.1.2 无线

5、信道无线信道 3.1.3 频率的有效利用技术频率的有效利用技术国际上，由国际电信联盟（ITU）召开世界无线电管理大会，制定无线电使用规则。它包括各种无线电系统的定义、国际频率分配表和使用频率的原则、频率的分配和登记、抗干扰的措施、移动业务的工作条件以及无线电业务的分类等。 国际频率分配表按照大区域划分为：国际频率分配表按照大区域划分为：第一区：欧洲、非洲和原苏联及蒙古的部分亚洲地区；第二区：南北美洲（包括夏威夷）；第三区：亚洲（除原苏联和蒙古）和大洋州。 国际频率分配表按照业务种类划分为：国际频率分配表按照业务种类划分为：固定业务、移动业务（海、陆、空）、广播业务、卫星业务和遇险呼叫业务等。

6、中国无线电频率分配之频率划分：中国无线电频率分配之频率划分： 名称名称符号符号频率频率波长波长波段波段传播特性传播特性主要用途主要用途低频LF30-300K10KM-1KM长波地波为主越洋通信、中距离通信、地下岩层通信、远距离导航中频MF300K-3000KIKM-100M中波地波与天波为主航用通信、业余无线电通信、中距离导航高频HF3M-30M100M-10M短波地波与天波为主远距离短波通信、国际定点通信甚高频VHF30M-300M10M-1M米波空间波人造电离层通信、空间飞行体通信、移动通信特高频UHF300M-3000M1M-0.1M分米波空间波小容量微波中继通信国际上，由国际电信联盟（

7、ITU）召开世界无线电管理大会，制定无线电使用规则。它包括各种无线电系统的定义、国际频率分配表和使用频率的原则、频率的分配和登记、抗干扰的措施、移动业务的工作条件以及无线电业务的分类等 双工移动通信通信网，规定工作在双工移动通信通信网，规定工作在VHFVHF频段的收频段的收发频差为发频差为5.7MHz5.7MHz，UHF450 MHzUHF450 MHz频段的收发频差为频段的收发频差为10 10 MHzMHz，UHF900 MHzUHF900 MHz为为45MHz45MHz，并规定基地台对移动台，并规定基地台对移动台的下行链路的发射频率高于移动台对基地台的上行的下行链路的发射频率高于移动台对基

8、地台的上行链路的发射频率。链路的发射频率。 3.1 频率管理与有效利用技术频率管理与有效利用技术 3.1.1 频率管理频率管理 3.1.3 频率的有效利用技术频率的有效利用技术无线通信中划分信道的方法有很多,如频分多址、时分多址、码分多址。但最终承载信息的都是频率。移动台在指定的频率上工作的时候，信号不论采用何种调制技术，已调信号必然占有一定的带宽，即相邻信道之间必须有足够的间隔，它们的关系如图： 已调信号的占有频带已调信号的占有频带是指包含了信号90%功率的带宽,它是决定信道间隔的主要因素,无线信道保证了这一带宽即可保证本信道信息的有效传输.但是也不能忽略带宽之外的辐射功率对邻近信道的有害影

9、响,因此相邻信道之间还必须有一定的保护带. 一般而言,占有带宽大约为信道间隔的60%左右。我国规定的频道间隔为25KHZ，其占有带宽为16KHZ。 3.1 频率管理与有效利用技术频率管理与有效利用技术3.1.1 频率管理频率管理 3.1.2 无线信道无线信道 电波传播不分地区和国界，它具有时间、空间、和频率的三维性，可以从这三个方面对其实施有效利用，提高其利用率 。 1.频率域的有效利用 一种方法是信道的窄带化。窄带化的方法从基带方面考虑可采用频带压缩技术，如低速率的话音编码等；从射频调制方面考虑可采用各种窄带调制技术，如窄带和超窄带调频以及各种窄带数字调制技术。应用窄带化技术减小信道间隔后，

10、可以在有限的频段内设置更多的信道，从而提高频率的利用率。 1. 1. 信道的窄带化信道的窄带化 从基带方面考虑可采用频带压缩技术，如低速率的话音编码等； 从射频调制方面考虑可采用各种窄带调制技术，如窄带和超窄带调频以及各种窄带数字调制技术。2 2、多址技术、多址技术 例如FDMA即在频率上划分信道，每一个用户占用一定的频带，为进一步提高频率利用率，可采用更为合适的多址技术，如TDMA、CDMA以及它们的组合。 在某一地区，若某一用户固定占用某一信道，事实上它不可能占用全部时间，在该用户空闲的时间内，任何其他用户都无法再使用这个信道，只能让它空闲着，这是很大的浪费。 计算表明，若多个信道供大量的

11、用户共同使用，则频率资源的利用率还可以明显提高。 当然，在信道共用的情况下，当某一用户发出呼叫的时候，可能信道正被其他用户占用，因而呼叫不通，即发生“呼损”（如同有线电话的占线）。 在某一地区（空间）使用了某一频率之后，只要在某一地区（空间）使用了某一频率之后，只要能控制电波辐射的方向和功率，在相隔一定的距离之能控制电波辐射的方向和功率，在相隔一定的距离之后的另一个地区可以重复使用这一频率，这就是所谓后的另一个地区可以重复使用这一频率，这就是所谓的频率的频率“复用复用” ” 。 AWST“频谱空间”指的是由频宽、时间、实际物理空间所构成的三维空间，即 使用频谱空间的大小=W使用的频带宽S占有的

12、物理空间大小T使用时间。可见，为了提高频率利用率，应压缩信道间隔，减小电波辐射空间的大小，使信道经常处于使用状态。 通信业务量频率利用率=使用频谱空间的大小讨论讨论讨论怎么提高频率的有效利用率?总总 结结1.频率的管理制度2.频率的利用3.频率的有效率衡量第三章组网技术第三章组网技术3.1 频率管理与有效利用技术频率管理与有效利用技术 3.2 区域覆盖与信道配置区域覆盖与信道配置3.3 移动通信系统的网络结构移动通信系统的网络结构3.4 多信道共用技术多信道共用技术3.5 信令信令3.6 移动通信的移动性管理移动通信的移动性管理课前复习检测课前复习检测1.按照国际频率分配表，频率使用范围全球划

13、分为几个区域？2.UHF和VHF段的收发频差为多少？3.已调信号的占有频带是怎么定义的？ 4.频率域的有效利用可以从那几些方面着手？5.空间域的有效利用指的什么？ 6.频率有效利用的最终评价准则是什么？ 课前预习检测课前预习检测1.什么是大区制？2.什么是小区制？3.区群的构成要满足什么条件？4.怎么寻找同频小区？5.为什么选择正六边形做为小区的基本结构？6.提高系统容量所采取的措施？7.信道分配策略采取的两种方法. 3.2 区域覆盖与信道配置区域覆盖与信道配置 3.2.2 信道配置信道配置大区制大区制小区制小区制服务区域服务区域激励方式激励方式小区分裂小区分裂带状服务带状服务区域区域面状服务

14、面状服务区域区域三角形三角形正方形正方形六边形六边形蜂窝小区蜂窝小区 小区形状小区形状区群构成区群构成宏蜂窝宏蜂窝微蜂窝微蜂窝 智能蜂窝智能蜂窝 中心激励中心激励顶点激励顶点激励重新划分小区重新划分小区小区扇形化小区扇形化三角形三角形正方形正方形六边形六边形蜂窝小区蜂窝小区宏蜂窝宏蜂窝微蜂窝微蜂窝 智能蜂窝智能蜂窝小容量的大区制小容量的大区制大区制大区制“单一基地台大面积覆盖单一基地台大面积覆盖”方式方式小容量的大区制小容量的大区制大区制定义：大区制定义：指一个服务区域指一个服务区域(如如个城市内个城市内)，只有一个或，只有一个或者少数几个基地台负责移动电话通信的联络和控制。每个者少数几个基地

15、台负责移动电话通信的联络和控制。每个基地台基本上是独立的基地台基本上是独立的 。 大区制的特点是：大区制的特点是：基地台天线很高基地台天线很高 ，发射机输出功率也较大，发射机输出功率也较大 ；两个方向上的通信距离不一致两个方向上的通信距离不一致 ；由于电磁兼容的原因由于电磁兼容的原因 ，用户容量几十到数百个；，用户容量几十到数百个； 组网简单、投资少、见效快组网简单、投资少、见效快 。大容量的小区制大容量的小区制小区制小区制“集中控制的多基地台小区覆盖集中控制的多基地台小区覆盖”方式方式大容量的小区制大容量的小区制小区制的定义：小区制的定义：指将整个服务区划分成若干个半径为指将整个服务区划分成

16、若干个半径为220km的无线小区（的无线小区（cell），每个小区分别设置一个基地），每个小区分别设置一个基地站，由它负责本区移动通信的联络和控制。同时，在移动站，由它负责本区移动通信的联络和控制。同时，在移动业务交换中心业务交换中心(MSC)的统一控制下，实现小区之间移动用的统一控制下，实现小区之间移动用户通信的转接，以及移动用户和市话用户之间的通信户通信的转接，以及移动用户和市话用户之间的通信 。大容量的小区制大容量的小区制小区制的特点：小区制的特点： 小区半径小，基站发射功率较小；小区半径小，基站发射功率较小； 同频复用，提高了频率的利用率；同频复用，提高了频率的利用率； 移动台经常更换

17、工作频道移动台经常更换工作频道 ，控制交换技术的要求高；，控制交换技术的要求高； 建网的成本和复杂性亦有所提高建网的成本和复杂性亦有所提高用户通信的转接，以及用户通信的转接，以及 移动用户和市话用户之间的通信。移动用户和市话用户之间的通信。采用小区制的移动通信的服务区是指移动台能够获采用小区制的移动通信的服务区是指移动台能够获得服务的区域。通常服务区根据不同的业务要求、得服务的区域。通常服务区根据不同的业务要求、用户区域分布、地形以及不产生相互干扰等因素可用户区域分布、地形以及不产生相互干扰等因素可分为带状服务区和面状服务区分为带状服务区和面状服务区 。服务区域服务区域用户的分布呈带状或者用户

18、的分布呈带状或者条状。例如铁路的列车条状。例如铁路的列车无线电话、长途汽车无无线电话、长途汽车无线电话、内河航运的无线电话、内河航运的无线电话系统、沿海岸线线电话系统、沿海岸线的移动通信系统等都是的移动通信系统等都是带状服务区。带状服务区。带（条）状服务区带（条）状服务区服务区更多的是呈服务区更多的是呈广阔的面状广阔的面状,在面状在面状服务区中划分为更服务区中划分为更多的小区多的小区,组成移动组成移动通信网络通信网络 。面状服务区面状服务区假设整个服务区的地形平坦、地物相同，且基站采用全向假设整个服务区的地形平坦、地物相同，且基站采用全向天线使基站辐射区域大体是一个圆形。天线使基站辐射区域大体

19、是一个圆形。 为了不留空隙的覆盖整个平面服务区，一个个圆形的辐为了不留空隙的覆盖整个平面服务区，一个个圆形的辐射小区之间会有大量的重叠区域。为了使多个小区彼此邻射小区之间会有大量的重叠区域。为了使多个小区彼此邻接、无空隙、无重叠地覆盖整个服务区，常用圆的内接正接、无空隙、无重叠地覆盖整个服务区，常用圆的内接正多边形来近似圆，在这些正多边形中，能够全面无空隙、多边形来近似圆，在这些正多边形中，能够全面无空隙、重叠的覆盖整个区域的就只有：重叠的覆盖整个区域的就只有：小区的形状小区的形状三种小区形状的比较三种小区形状的比较正六边形相邻小区的中心间隔最大；正六边形相邻小区的中心间隔最大；小区的有效面积

20、最大；小区的有效面积最大；重叠区域宽度和面积最小；重叠区域宽度和面积最小；重叠区域宽度和面积最小。重叠区域宽度和面积最小。三种小区形状的比较三种小区形状的比较小区的覆盖半径大多为小区的覆盖半径大多为1km35km。存在问题：存在问题：一是一是“盲点盲点”，由于电波在传播过程中遇到障碍物而造，由于电波在传播过程中遇到障碍物而造成的阴影区域，该区域通信质量严重低劣；成的阴影区域，该区域通信质量严重低劣；二是二是“热点热点”，由于空间业务负荷的不均匀分布而形成，由于空间业务负荷的不均匀分布而形成的业务繁忙区域。的业务繁忙区域。宏蜂窝技术宏蜂窝技术小区的覆盖半径大多为小区的覆盖半径大多为30m300m

21、。应用范围：应用范围：解决解决“盲点盲点”问题问题：提高覆盖率，应用于一些宏蜂窝很：提高覆盖率，应用于一些宏蜂窝很难覆盖到的盲点地区，如地铁、地下室；难覆盖到的盲点地区，如地铁、地下室；解决解决“热点热点”问题：问题：提高容量，主要应用在高话务量地提高容量，主要应用在高话务量地区，如繁华的商业街、购物中心、体育场等。区，如繁华的商业街、购物中心、体育场等。微蜂窝技术微蜂窝技术 基站采用具有高分辨阵列信号处理能力的自适应天线基站采用具有高分辨阵列信号处理能力的自适应天线系统，智能地监测移动台所处的位置，并以一定的方系统，智能地监测移动台所处的位置，并以一定的方式将确定的信号功率传递给移动台的蜂窝

22、小区。式将确定的信号功率传递给移动台的蜂窝小区。 对于上行链路而言，采用自适应天线阵接收技术，可对于上行链路而言，采用自适应天线阵接收技术，可以极大地降低多址干扰，增加系统容量；以极大地降低多址干扰，增加系统容量； 对于下行链路而言，则可以将信号的有效区域控制在对于下行链路而言，则可以将信号的有效区域控制在移动台附近半径为移动台附近半径为100200 波长的范围内，使同道波长的范围内，使同道干扰大小为减小。干扰大小为减小。智能蜂窝技术智能蜂窝技术区群的构成应满足以下两个条件：区群的构成应满足以下两个条件： 若干个区群能彼此邻接组成整个蜂窝服务区域若干个区群能彼此邻接组成整个蜂窝服务区域,且无空

23、隙地覆盖整个面积。且无空隙地覆盖整个面积。 相邻区群中，同频小区中心间隔距离应该相等相邻区群中，同频小区中心间隔距离应该相等并且最大并且最大 。区群的构成区群的构成满足以上两个条件构成的区群的小区数目满足以上两个条件构成的区群的小区数目N是有限制的：是有限制的： Na2十十ab十十b2式中：式中：a、b分别为同频小区之间的二维距离。分别为同频小区之间的二维距离。a、b均为整数，均为整数，其中一个可以为其中一个可以为0，不能同时为，不能同时为0。 当当a=1，b=1的时候，的时候，N=3，这表示三个小区组成一个区，这表示三个小区组成一个区群；当群；当a=0，b=3的时候，的时候，N=9，这表示九

24、个小区组成一个区，这表示九个小区组成一个区群。不同的小区数目群。不同的小区数目N构成的服务区域图形是不一样的构成的服务区域图形是不一样的 。区群的构成区群的构成区群小区数区群小区数N N的取值的取值区群的构成区群的构成N=3 a=1，b=1N=4 a=0，b=2N=7 a=1，b=2图中dg表示相邻区群的同频小区的中心间距，称为同频小区的距离，即同频再用距离 区群的构成区群的构成N=12 a=2，b=2区群的构成区群的构成寻找寻找A小区的同频小区，小区的同频小区，自自A 小区出发，先沿边的小区出发，先沿边的垂线方向跨过垂线方向跨过a个小区，个小区，逆时针或者顺时针旋转逆时针或者顺时针旋转60度

25、，再跨过度，再跨过b个小区，个小区，这就达到和这就达到和A小区使用相小区使用相同信道组的同信道组的A小区了。小区了。A小区和小区和A小区不属一个区小区不属一个区群。群。 寻找一个小区的同频小区寻找一个小区的同频小区112111098765432112111098765432112111098765432112111098765432112111098765432112111098765432112111098765432112111098765432112111098765432112111098765432寻找一个小区的同频小区寻找一个小区的同频小区同信道小区的确定同信道小区的确定AN=19

26、N=19AAAAAA寻找一个小区的同频小区寻找一个小区的同频小区在每个小区中，基站可在每个小区中，基站可以架设在小区的中心，以架设在小区的中心，用全向天线形成用全向天线形成3600的的圆形覆盖区，这就是中圆形覆盖区，这就是中心激励方式心激励方式 。中心激励方式中心激励方式中心激励方式中心激励方式3.激励方式顶点激励方式顶点激励方式基站架设在每个正六边基站架设在每个正六边形的三个顶点上，并用形的三个顶点上，并用三个互成三个互成120度的扇形度的扇形张角覆盖的定向天线，张角覆盖的定向天线，同样也可覆盖整个小同样也可覆盖整个小区区 。顶点激励方式顶点激励方式在实际应用中，顶点激励有两种常见的形式：三

27、叶草型和1200扇面 三叶草型1200扇面顶点激励方式顶点激励方式假如小区内有较大的阻碍物，如孤立的山假如小区内有较大的阻碍物，如孤立的山岳或高大的建筑物，中心激励方式难免有岳或高大的建筑物，中心激励方式难免有电磁辐射的阴影，若改为顶点激励方式就电磁辐射的阴影，若改为顶点激励方式就可以避免阴影区域的出现。可以避免阴影区域的出现。 顶点激励与中心激励相比较顶点激励与中心激励相比较目的：提高系统的容量，目的：提高系统的容量，增加新的用户增加新的用户;方法：把每个小区都分裂方法：把每个小区都分裂成一定数目的半径更小的成一定数目的半径更小的小区小区;方式：重新划分小区、小方式：重新划分小区、小区扇形化

28、。区扇形化。小区分裂提高系统容量的措施小区分裂提高系统容量的措施特点：干扰电平增大，需要建造新的基站特点：干扰电平增大，需要建造新的基站 ，需要，需要重新进行频率规划，增加了切换的次数，而且随着重新进行频率规划，增加了切换的次数，而且随着小区半径的减小，同频干扰的就越严重。小区半径的减小，同频干扰的就越严重。重新划分小区重新划分小区原基站原基站新基站新基站小区分裂小区分裂重新划分小区重新划分小区把小区分成几个扇区，每个扇区使用一组不同的信道，并采用一副定向天线来覆盖每个扇区。每个扇区都可以看作一个新的小区，包括三个扇区或者六个扇区。在市区一般采用三个扇区，而在农村一般是全方向性的小区，在覆盖公

29、路的时候则采用两个扇区。基站可以位于小区中央，也可以位于小区的顶点。小区扇形化小区扇形化小区扇形化小区扇形化重新划分小区：重新划分小区：干扰电平增大，需要建造新的基站干扰电平增大，需要建造新的基站 ，需要重新进行频率规划，增加了切换的次数，而且需要重新进行频率规划，增加了切换的次数，而且随着小区半径的减小，同频干扰的就越严重。随着小区半径的减小，同频干扰的就越严重。小区扇形化：小区扇形化：不增加基站的数目，增大不增加基站的数目，增大C/I值，改善值，改善通信质量。通信质量。重新划分小区与小区扇形化相比较重新划分小区与小区扇形化相比较位置区划分示意图 PLMN区区.服务区服务区 PLMN区区MS

30、C区区.MSC区区.位置区位置区.位置区位置区.基站覆盖区基站覆盖区.基站覆盖区基站覆盖区.小区小区小区小区. 位置区划分示意图n一个一个HLR可以管理一个或多个可以管理一个或多个MSCn一个一个MSC对应一个对应一个VLRn一个一个MSC/VLR可可以管理多个位以管理多个位置区置区n一个位置区（一般由一个位置区（一般由BSC控制）可以管理多控制）可以管理多个基站小区（由个基站小区（由BTS控控制）制）讨论讨论1.讨论为什么选用正六边形作为小区的基本图形2.讨论大区制与小区制的区别总结总结1.大区制小区制2.服务区域3.蜂窝小区4.同频小区5.提高小区容量的措施3.2 区域覆盖与信道配置区域覆

31、盖与信道配置3.2.1 区域覆盖区域覆盖 3.2.2 信道配置信道配置l信道（频率）配置主要是解决将给定的信道（频率）如何分配给一个区群的各个小区。每个小区所分配的几个信道就称为一个信道组。在CDMA系统中，所有的用户使用相同的工作频率因而不需要进行频率配置。频率配置主要针对FDMA和TDMA系统。l信道分配（配置）的方式主要有两种：分区分组配置法和等频距配置法、分区分组配置法、分区分组配置法l原则：原则：尽量减小占用的总频段，以提高频段利用率；尽量减小占用的总频段，以提高频段利用率；同一区群内不能使用相同的信道，以避免同频道干同一区群内不能使用相同的信道，以避免同频道干扰；小区内采用无三阶互

32、调的相容信道组，以避免扰；小区内采用无三阶互调的相容信道组，以避免互调干扰。互调干扰。l设给定的频段以等间隔划分为信道，按顺序分别标设给定的频段以等间隔划分为信道，按顺序分别标明各信道的号码为：明各信道的号码为：1，2，3，。l例：例：若每个区群有若每个区群有7个小区，每个小区需要个小区，每个小区需要6个信道，个信道，按上述原则进行分配，可得到以下结果。按上述原则进行分配，可得到以下结果。 、分区分组配置法、分区分组配置法 第一组第一组 1、5、14、20、34、36 第二组第二组 2、9、13、18、21、31 第三组第三组 3、8、19、25、33、40 第四组第四组 4、12、16、22

33、、37、39 第五组第五组 6、10、27、30、32、41 第六组第六组 7、11、24、26、29、35 第七组第七组 15、17、23、28、38、42 每一组信道分配给区群内的一个小区。这里使用每一组信道分配给区群内的一个小区。这里使用42个信个信道只占用了道只占用了42个信道的频段，是最佳的分配方案。个信道的频段，是最佳的分配方案。2、等频距配置法、等频距配置法l按等频率间隔来配置信道。只要频距选得足够大，就可按等频率间隔来配置信道。只要频距选得足够大，就可以有效地避免邻道干扰。这样的频率配置正好满足产生以有效地避免邻道干扰。这样的频率配置正好满足产生互调的频率关系，但正因为频距大，

34、干扰易于被接收机互调的频率关系，但正因为频距大，干扰易于被接收机输入滤波器滤除而不易作用到非线性器件，也就避免了输入滤波器滤除而不易作用到非线性器件，也就避免了互调的产生。互调的产生。l配置时可根据区群内的小区数配置时可根据区群内的小区数N来确定同一信道组内各来确定同一信道组内各信道之间的频率间隔。例如，第一组用（信道之间的频率间隔。例如，第一组用（1，1+N，1+2N，1+3N，），第二组用（），第二组用（2，2+N，2+3N， ）等。等。l例如例如N=7时，信道的配置如下：时，信道的配置如下：2、等频距配置法、等频距配置法 第一组第一组 1、8、15、22、29、 第二组第二组 2、9、1

35、6、23、30、 第三组第三组 3、10、17、24、31、 第四组第四组 4、11、18、25、32、 第五组第五组 5、12、19、26、33、 第六组第六组 6、13、20、27、34、 第七组第七组 7、14、21、28、35、 这样同一信道组内的信道最小频率间隔为这样同一信道组内的信道最小频率间隔为7个信道间隔，若信道间个信道间隔，若信道间隔为隔为25kHz,则其最小频率间隔可达则其最小频率间隔可达175kHz，这样，接收机的输入，这样，接收机的输入滤波器便可有效地抑制邻道干扰和互调干扰。滤波器便可有效地抑制邻道干扰和互调干扰。2、等频距配置法、等频距配置法如果是顶点激励，每个基站应

36、配置三组信道，向三个方向辐射，例如如果是顶点激励，每个基站应配置三组信道，向三个方向辐射，例如N=7N=7，每个区群就需要有，每个区群就需要有2121个信道组。整个区群内各个基站信道组的分布个信道组。整个区群内各个基站信道组的分布如下图。如下图。 以上讨论是一种信道固定配置法，适合移动台以上讨论是一种信道固定配置法，适合移动台业务分布相对固定的情况。业务分布相对固定的情况。固定配置法缺陷固定配置法缺陷 ：频率的利用率不高。频率的利用率不高。实际上，移动台业务的地理分布是经常会发生变化的，如早实际上，移动台业务的地理分布是经常会发生变化的，如早上从住宅区向商业区移动，傍晚有反向移动，发生交通事故

37、上从住宅区向商业区移动，傍晚有反向移动，发生交通事故或集会时又向某处集中。此时，某一小区业务量增大，原来或集会时又向某处集中。此时，某一小区业务量增大，原来配置的信道可能不够用了，而相邻小区业务量小，原来配置配置的信道可能不够用了，而相邻小区业务量小，原来配置的信道可能有空闲，小区之间的信道又无法相互调剂。的信道可能有空闲，小区之间的信道又无法相互调剂。实际中采用的方法：动态配置法、柔性配置法实际中采用的方法：动态配置法、柔性配置法动态配置法动态配置法 随业务量的变化重新配置全部信道；随业务量的变化重新配置全部信道；柔性配置法柔性配置法 准备若干个信道，需要时提供给某个小区使用。准备若干个信道

38、，需要时提供给某个小区使用。前者如能理想地实现，频率利用率可提高前者如能理想地实现，频率利用率可提高20%50%，但要及时，但要及时算出新的配置方案，且能避免各类干扰，电台及天线共用器等算出新的配置方案，且能避免各类干扰，电台及天线共用器等装备也要能适应，这是十分困难的。后者控制比较简单，只要装备也要能适应，这是十分困难的。后者控制比较简单，只要预留部分信道使各基站都能共用，可应付局部业务量变化的情预留部分信道使各基站都能共用，可应付局部业务量变化的情况，是一种比较实用的方法。况，是一种比较实用的方法。课前预习检测课前预习检测1.多信道共用技术的含义2.什么是呼叫话务量？3.什么是完成话务量？

39、 4.呼损率的物理意义是什么？5.每个用户忙时话务量怎么确定？ 6. 什么是系统服务等级？ 第三章组网技术第三章组网技术3.1 频率管理与有效利用技术频率管理与有效利用技术 3.2 区域覆盖与信道配置区域覆盖与信道配置3.3 移动通信系统的网络结构移动通信系统的网络结构3.4 多信道共用技术多信道共用技术3.5 信令信令3.6 移动通信的移动性管理移动通信的移动性管理课前复习检测课前复习检测1.什么是大区制？2.什么是小区制？3.区群的构成要满足什么条件？4.怎么寻找同频小区？5.为什么选择正六边形做为小区的基本结构？6.提高系统容量所采取的措施？7.信道分配策略采取的两种方法. 课前预习检测

40、课前预习检测1.移动通信网络基本的网络结构是什么？2.交换中心在移动通信中称为什么？它的功能与一般交换中心有什么不同？3.单基站小容量网络结构的交换功能在什么地方完成？4.什么是移动通信网络的服务范围？5.叠加式区域联网的大、中容量移动通信网络结构的特点是什么？ 3.3 移动通信系统的网络结构移动通信系统的网络结构3.3.2 移动通信网结构移动通信网结构移动通信的基本网络结构移动通信的基本网络结构基站BTS移动交换机MSC基站控制器BSC数据库VLR/HLR网络管理公共电话网PSTN基站控制器BSC基站BTS基站BTS基站BTS手持机HSMS移动台MS移动台 移动通信网络中使用的交换机通常称为

41、移动交换中心,即MSC。 它与常规交换机的不同之处是: MSC除了要完成常规交换机的所有功能外,它还负责移动性管理和无线资源管理（包括越区切换、漫游、用户位置登记管理等）。移动通信的基本网络结构移动通信的基本网络结构3.3 移动通信系统的网络结构移动通信系统的网络结构3.3.1 基本网络结构基本网络结构1.单基站小容量移动通信网络结构单基站小容量移动通信网络结构N用户数量（市话用户数量） M无线信道数量1.单基站小容量移动通信网络结构单基站小容量移动通信网络结构 单基站小容量移动通信网络结构是由一个基站构成的移动通信网。移动用户通过市话用户进入公用电话网。 这种网络没有交换中心,适用于中小城市

42、，服务区域半径一般不超过30km，用户数量在500以下，其特点是结构简单、经济。移动用户之间的呼叫需要通过市话局交换机进行交换后再接回基站。典型的移动通信网的网络结构典型的移动通信网的网络结构一基站区由一个或若干个无线小区组成。一基站区由一个或若干个无线小区组成。位置区是指移动台在其中自由移动而无须位置区是指移动台在其中自由移动而无须更改位置信息的区域，由若干个基站组成。更改位置信息的区域，由若干个基站组成。移动业务交换中心区是指由一个移动业务移动业务交换中心区是指由一个移动业务交换中心所管辖的范围，它可由若干个位置交换中心所管辖的范围，它可由若干个位置区组成。区组成。一个或若干个移动业务交换

43、中心组成一个一个或若干个移动业务交换中心组成一个移动通信网，移动业务交换中心构成无线系移动通信网，移动业务交换中心构成无线系统与公用电话交换网（统与公用电话交换网（PSTN）之间的接口，）之间的接口，完成所有必须的信号传输功能，以建立与移完成所有必须的信号传输功能，以建立与移动台的往来呼叫。动台的往来呼叫。一个或若干移动通信网所组成的区域称为一个或若干移动通信网所组成的区域称为业务区。业务区。 我国我国GSM网络结构网络结构 为了实现移动用户之间以及移动用户和市话用户之间的通信，移动通信网应与市话有线网相连接，且具有交换控制功能，并根据组网范围的大小及交换控制功能的要求，形成不同的网络结构。

44、移动电话本地网结构移动电话本地网结构全国可划分为若干个移动业务本地网，划分的原则是长途区号为2位或3位的地区为一个移动业务本地网。每个移动业务本地网中应设立一个HLR和一个或若干个MSC，还可以几个移动业务本地网共用一个MSC。每个MSC与局所在地的长途局（LS）相连，并与局所在地的市话汇接局（TS）相连。在长途多局制地区，MSC应与该地区的高级长途局相连。当一个移动业务交换中心覆盖几个长途编号区时，该移动业务交换中心亦可和这几个长途编号区的市话汇接局和长途局相连。 移动电话本地网结构移动电话本地网结构 移动电话本地网结构移动电话本地网结构 省内省内GSM网络结构网络结构 省内GSM移动通信网

45、由省内的各移动业务本地网构成； 省内设若干个移动业务汇接中心（TMSC）（二级汇接中心），汇接中心之间为网状结构； 汇接中心与移动端局之间构成星状网； 根据业务量的大小，二级汇接中心可以是单独设置的汇接中心（不带客户，只有至基站的接口），也可兼作移动端局（与基站相连，可带客户）。 省内GSM移动通信网中一般设置了23个移动汇接局，最多不超过4个，每个移动端局至少应与省内2个二级汇接中心相连。 任意两个移动交换局之间若有较大业务量时可建立语音专线。 省内省内GSM网络结构网络结构省内省内GSM网络结构网络结构全国全国GSM网络结构网络结构全国GSM移动电话网按大区设立一级汇接中心，省内设立二级汇

46、接中心，移动业务本地网设立端局构成三级网络结构。它与公用电话交换网的连接关系，如图所示，三级网络结构组成了一个完全独立的数字移动通信网络。GSM数字移动通信网与公用电话交换网相重叠。当然，公用电话交换网还有它的国际出口局，而GSM数字移动通信网却无国际出口局，国际间的通信仍然还需借助于公用电话交换网的国际出口局。全国全国GSM网络结构网络结构第三章组网技术第三章组网技术3.1 频率管理与有效利用技术频率管理与有效利用技术 3.2 区域覆盖与信道配置区域覆盖与信道配置3.3 移动通信系统的网络结构移动通信系统的网络结构3.4 多信道共用技术多信道共用技术3.5 信令信令3.6 移动通信的移动性管

47、理移动通信的移动性管理3.4 多信道共用技术多信道共用技术 移动通信频率有效利用的三个基本方法移动通信频率有效利用的三个基本方法信道的地区复用（利用空间隔离实现有效利用）信道的地区复用（利用空间隔离实现有效利用）多信道共用（利用时间隔离实现有效利用）多信道共用（利用时间隔离实现有效利用） 频谱的有效利用频谱的有效利用 压缩信道间隔即信道窄带化压缩信道间隔即信道窄带化 采用宽带多址技术和数据传输技术采用宽带多址技术和数据传输技术3.4 多信道共用技术多信道共用技术3.4.2 空闲信道的选取空闲信道的选取3.4.3 话务量、呼损率和信道利用率话务量、呼损率和信道利用率 无线区内有若干个信道，按用户

48、工作时占无线区内有若干个信道，按用户工作时占用信道的方式可分为两类用信道的方式可分为两类 独立信道方式：独立信道方式： n n个信道，个信道，n n组用户，每组用组用户，每组用户在指定信道上工作。信道利用率不充分。户在指定信道上工作。信道利用率不充分。 多信道共用：任何一个小区内的移动用户可多信道共用：任何一个小区内的移动用户可选取小区内空闲信道，所有信道对用户共用，选取小区内空闲信道，所有信道对用户共用，多信道共用提高了小区内信道利用率。多信道共用提高了小区内信道利用率。3.4 多信道共用技术多信道共用技术3.4.1 多信道共用的概念多信道共用的概念3.4.3 空闲信道的选取空闲信道的选取

49、话务量话务量 呼损率呼损率 信道利用率信道利用率 系统用户数系统用户数话务量：在一特定时间内呼叫次数与每次话务量：在一特定时间内呼叫次数与每次呼叫平均占用时间的乘积。呼叫平均占用时间的乘积。 话务量分为两类话务量分为两类 流入话务量（流入话务量（A A） 完成话务量完成话务量(A(A0) ) 流入话务量流入话务量SA ：单位时间内发生的平均呼叫次数（一般单位时间内发生的平均呼叫次数（一般1 1小时）小时）S S：每次呼叫平均占用信道时间：每次呼叫平均占用信道时间( (小时小时/ /次次) ) 单位：单位：ErlangErlang（ErlErl）1Erl1Erl（1 1个呼叫个呼叫/ /小时，占

50、用小时，占用1 1小时）小时） 完成话务量完成话务量 A0= 0S 0 0 ：单位时间内呼叫成功的次数单位时间内呼叫成功的次数S S：每次呼叫平均占用信道时间：每次呼叫平均占用信道时间( (小时小时/ /次次) ) 呼损率（呼损率（B B）：定义为损失话务量与流入）：定义为损失话务量与流入话务量之比。用来说明呼叫损失的概率。话务量之比。用来说明呼叫损失的概率。 服务等级服务等级QoSQoS，用呼损率，用呼损率B B表示表示 B=0.05,B=0.05,则全部呼叫中未被接通的概率仅占则全部呼叫中未被接通的概率仅占5 5 B B降低，降低，A A随之降低，网内容纳的用户数减小随之降低，网内容纳的用