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1、引入引入 随随着着移移动动通通信信应应用用日日益益广广泛泛，有有限限的的无无线线电电频频率率要要提提供供给给越越来来越越多多的的用用户户共共同同使使用用，频频道道拥拥挤挤，相相互互干干扰扰也也成成为为阻阻碍碍移移动动通通信信发发展展的的首首要要问问题题，解解决决这这些些问问题题的的办办法法就就是是按按一一定定的的规规范范组组成成移移动动通通信信网网络络，保保障障网网内内的的用用户户有有次次序序地地通通信信。首首先先是是频频率率资资源源的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。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
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了解移动通信系统信令组成形式信令组成形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 要点内容要点内容频频率管理与有效利用技率管
3、理与有效利用技术术；区域覆盖与信道配置方法；区域覆盖与信道配置方法；移移动动通信系通信系统统的网的网络结络结构；构；多信道共用的概念和空多信道共用的概念和空闲闲信道的信道的选选取方法；取方法；数字信令和音数字信令和音频频信令；信令；移移动动通信的移通信的移动动性管理性管理引入引入 无无线线通通信信是是利利用用无无线线电电波波在在空空间间内内传传播播信信息息的的，很很多多个个用用户户共共用用一一个个空空间间，如如果果在在同同一一个个时时间间、同同一一地地点点、同同一一方方向向上上使使用用相相同同频频率率的的无无线线电电波波就就容容易易形形成成干干扰扰。移移动动通通信信的的突突出出问问题题就就是是
4、有有限限的的可可用用频频率率资资源源如如何何有有次次序序的的提提供供给给越越来来越越多多的的用用户户而而不不相相互互发发生生干干扰扰，这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 3.1.1 3.1.1 频率管理频率管理频率管理频率管理 3.1.2 无线信道无线信道 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。
5、3.1.1 3.1.1 频率管理频率管理频率管理频率管理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。3.1.1 3.1.1 频率管理频率管理频率管理频率管理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：3.1.1 3.1.1 频率管理频率管理频率管理频率管理名称名称符号符号频频率率波波长长波段波段传传播特性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
6、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 3.1.2 无线信道无线信道无线信道无线信道 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
7、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。3.1.2 3.1.2 无线信道无线信道无线信道无线信道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 3.1.3 3.1.3 频率的有效利用技术频率的有效利用技术频率的有效利用技术频率的有效利用技术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
8、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，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。频率的有效利用技术频率的有效利用技术频率的有效利用技术频率的有效利用技术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。频率域的有效利用
9、频率域的有效利用频率域的有效利用频率域的有效利用 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）。时间域的有效利用时间域的有效利用时间域的有效利用时间域的有效利用 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
10、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”。空间域的有效利用空间域的有效利用空间域的有效利用空间域的有效利用 频率利用率的最终评价准则频率利用率的最终评价准则频率利用率的最终评价准则频率利用率的最终评价准则“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。第三章组网技术第三章组网技术3.1 频率管理
11、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3.2 区域覆盖与信道配置区域覆盖与信道配置 3.2.1 3.2.1 区域覆盖区域覆盖区域覆盖区域覆盖 3.2.2 信道配置信道配置3.2.1 3.2.1 区域覆盖区域覆盖区域覆盖区域覆盖区区区区域域域域覆覆覆覆盖盖盖盖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面状服务区域区域三角形三角形正方形正方形六
12、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，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。每个基地台基本上是独立的个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
13、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
14、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。采采用用小小区区制制的的移移动动通通信信的的服服务务区区是是指指移移动动台台能能够够获获得得服服务务的的区区域域。通通常常服服务务区区根根据据不不同同的的业业务务要要求求、用用户户区区域域分分布布、地地形形以以及及不不产产生生相相互互干干扰扰等等因因素素可可分分为为带带状服务区和面状服务区状服务区和面状服务区。服务区域服务区域用用户户的的分分布布呈呈带带状状或或者者条条状状。例例如如铁铁路路的的列列车车无无线线电电话话、长长途途
15、汽汽车车无无线线电电话话、内内河河航航运运的的无无线线电电话话系系统统、沿沿海海岸岸线线的的移移动动通通信信系系统统等等都都是是带状服务区。带状服务区。带（条）状服务区带（条）状服务区服服务务区区更更多多的的是是呈呈广广阔阔的的面面状状,在在面面状状服服务务区区中中划划分分为为更更多多的的小小区区,组组成成移移动动通信网络通信网络。面状服务区面状服务区假假设设整整个个服服务务区区的的地地形形平平坦坦、地地物物相相同同，且且基基站站采采用用全全向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是一个圆形。为为了了不不留留空空隙隙的的覆覆盖盖整整个个平平面面服服务务区区，一一个个个个圆圆
16、形形的的辐辐射射小小区区之之间间会会有有大大量量的的重重叠叠区区域域。为为了了使使多多个个小小区区彼彼此此邻邻接接、无无空空隙隙、无无重重叠叠地地覆覆盖盖整整个个服服务务区区，常常用用圆圆的的内内接接正正多多边边形形来来近近似似圆圆，在在这这些些正正多多边边形形中中，能能够够全全面面无无空空隙隙、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
17、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：一一是是“盲盲点点”，由由于于电电波波在在传传播播过过程程中中遇遇到到障障碍碍物物而而造造成的阴影区域，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；二二是是“热热点点”，由由于于空空间间业业务务负负荷荷的的不不均均匀匀分分布布而而形形成成的业务繁忙区域。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。应用范围：应用范围：解解决决“盲盲点点”问问题题：提提高高覆覆盖盖率率，应应用用于于一一些些宏宏蜂蜂窝窝很很难覆盖
18、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；解解决决“热热点点”问问题题：提提高高容容量量，主主要要应应用用在在高高话话务务量量地地区，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 基基站站采采用用具具有有高高分分辨辨阵阵列列信信号号处处理理能能力力的的自自适适应应天天线线系系统统，智智能能地地监监测测移移动动台台所所处处的的位位置置，并并以以一一定定的的方方式将确定的信号功率传递给移动台的蜂窝小区。式将确定的信号功率传递给移动台的蜂窝小区。对对于于上上行行链链路路而而言言，采采用用自自适适应应天天线线阵阵接接收收技技术
19、术，可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；对对于于下下行行链链路路而而言言，则则可可以以将将信信号号的的有有效效区区域域控控制制在在移移动动台台附附近近半半径径为为100200 波波长长的的范范围围内内，使使同同道道干扰大小为减小。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：若若干干个个区区群群能能彼彼此此邻邻接接组组成成整整个个蜂蜂窝窝服服务务区区域域,且无空隙地覆盖整个面积。且无空隙地覆盖整个面积。相相邻邻区区群群中中，同同频频小小区区中中心心间间隔隔距距离离应应该该相相等等并且最大并且最大。区群
20、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
21、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寻找找A小小区区的的同同频频小小区区，自自A 小小区区出出发发，先先沿沿边边的的垂垂线线方方向向跨跨过过a个个小小区区，逆逆时时针针或或者者顺顺时时针针旋旋转转60度度，再再跨跨过过b个个小小区区，这这就就达达到到和和A小小区区使使用用相相同同信信道道组组的的A小小区区了了。A小小区和区和A小区不属一个区群。小区不属一个区群
22、。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=19N=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
23、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基站站架架设设在在每每个个正正六六边边形形的的三三个个顶顶点点上上，并并用用三三个个互互成成120度度的的扇扇形形张张角角覆覆盖盖的的定定向向天天线线，同同样样也也可可覆覆盖盖整整个个小小区区。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：三叶草型和120扇面。三叶草型120扇面顶点激励方式顶点激励方式三叶草型假假如如小小区区内内有有较较大大的的阻阻碍碍物物，如如孤孤立立的的山山岳岳或或高高大大的的建建筑筑物物，中
24、中心心激激励励方方式式难难免免有有电电磁磁辐辐射射的的阴阴影影，若若改改为为顶顶点点激激励励方方式式就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。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特点点：干干扰扰电电平平增增大大，需需要要建建造造新新的的基基站站，需需要要重重新新进进行行频频率率规规划划，增增
25、加加了了切切换换的的次次数数，而而且且随随着着小小区半径的减小，同频干扰的就越严重。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重新新划划分分小小区区：干干扰扰电电平平增增大大，需需要要建建造造新新的的基基站站
26、，需需要要重重新新进进行行频频率率规规划划，增增加加了了切切换换的的次次数数，而而且随着小区半径的减小，同频干扰的就越严重。且随着小区半径的减小，同频干扰的就越严重。小小区区扇扇形形化化：不不增增加加基基站站的的数数目目，增增大大C/I值值，改改善善通信质量。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小区制移动通信网服务区域的划分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
27、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）位置区划分示意图 PLMN区区.服务区服务区 PLMN区区MSC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.3.2 区域覆盖与信道配置区域覆盖与信道配置 3.2.1 区域覆盖区域覆盖 3.2.2 3.2.2 信道配置信道配置信道配置信道配置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
28、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原原则则：尽尽量量减减小小占占用用的的总总频频段段，以以提提高高频频段段利利用用率率；同同一一区区群群内内不不能能使使用用相相同同的的信信道道，以以避避免免同同频频道道干干扰扰；小小区区内内采采用用无无三三阶阶互互调调的的相相容容信信道道组组，以以避避免免互互调调干干扰。扰。l设设给给定定的的频频段段以以等等间间隔隔划划分分为为信信道道，按按顺顺序序分分别别标标明各信道的号码为：明各信道的号码为：1，2，3，。l例例：
29、若若每每个个区区群群有有7个个小小区区，每每个个小小区区需需要要6个个信信道道，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、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 每每一一组组信信道道分分配配给给区区群群内内的的一一个个小小区区。这这里里使使用用
30、42个个信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按按等等频频率率间间隔隔来来配配置置信信道道。只只要要频频距距选选得得足足够够大大，就就可可以以有有效效地地避避免免邻邻道道干干扰扰。这这样样的的频频率率配配置置正正好好满满足足产产生生互互调调的的频频率率关关系系，但但正正因因为为频频距距大大，干干扰扰易易于于被被接接收收机机输输入入滤滤波波器器滤滤除除而而不不易易作作用用到到非非线线性性器器件件，也也就就避避免免了了互调的产生。互调的产生。l配配置置时时可可根根据据区区群群内内的的小小区区数数N来来确确定定同同
31、一一信信道道组组内内各各信信道道之之间间的的频频率率间间隔隔。例例如如，第第一一组组用用（1，1+N，1+2N，1+3N，），第第二二组组用用（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、16、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、这这样样同同一一信信道道组组内内的的信信道道
32、最最小小频频率率间间隔隔为为7个个信信道道间间隔隔，若若信信道道间间隔隔为为25kHz,则则其其最最小小频频率率间间隔隔可可达达175kHz，这这样样，接接收收机机的的输输入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
33、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
34、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，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
35、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。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 3.3.1 基本网络结构基本网络结构基本网
36、络结构基本网络结构3.3.2 移动通信网结构移动通信网结构3.3.1 3.3.1 基本网络结构基本网络结构基本网络结构基本网络结构移动通信的基本网络结构移动通信的基本网络结构3.3.1 3.3.1 基本网络结构基本网络结构基本网络结构基本网络结构 移动通信网络中使用的交换机通常称为移动交换中心,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）。3.3.1 3.3.1 基本网络结构基本网络结构基本网络结构基本网络结构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
37、通信系统的网络结构3.3.1 基本网络结构基本网络结构3.3.2 3.3.2 移动通信网结构移动通信网结构移动通信网结构移动通信网结构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，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。移动电话本地网结构移动电话本地网结
38、构 移动电话局在长途网中的位置移动电话局在长途网中的位置 混合式区域联网的移动通信网结构混合式区域联网的移动通信网结构叠加式区域联网的大、中容量移动通信网络结构叠加式区域联网的大、中容量移动通信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
39、（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3.4.1 3.4.1 多信道共用的概念多信道共用的概念多信道共用的概念多信道共用的概念3.4.2 话务量、呼损率和信道利用率话务量、呼损率和信道利用率3.4.3 空闲信道的选取空闲信道的选取3.4.1 3.4.1 多信道共用的概念多信道共用的概念多信道共用的概念多信道共用的概
40、念 所谓多信道共用是指多个无线信道为许多移动台所所谓多信道共用是指多个无线信道为许多移动台所共用，或者说，网内大量用户共享若干无线信道。其目共用，或者说，网内大量用户共享若干无线信道。其目的也是为了提高信道利用率，所以与有线用户共享中继的也是为了提高信道利用率，所以与有线用户共享中继线的概念相似。多信道共用的信道指配方式按照用户工线的概念相似。多信道共用的信道指配方式按照用户工作时占用的方式分类，分为独立信道方式和多信道共用作时占用的方式分类，分为独立信道方式和多信道共用方式。方式。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3.4.2 3.4.2 话务量、
41、呼损率和信道利用率话务量、呼损率和信道利用率话务量、呼损率和信道利用率话务量、呼损率和信道利用率3.4.3 空闲信道的选取空闲信道的选取3.4.3 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话务量、呼损率和信道利用率话务量、呼损率和信道利用率 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话务量话务量话务量话务量：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流入话
42、务量流入话务量 流入话务量流入话务量：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，占用小时，占用1 1小时）小时）完成话务量完成话务量完成话务量完成话务量 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)呼损率呼损率呼损率呼损率 呼损率（呼损率（B B）：）：定义为
43、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，网内容纳的用户数减小 信道利用率信道利用率信道利用率信道利用率信道被占用时间的总和就是话务量。信道利信道被占用时间的总和就是话务量。信道利用率可用每个信道平均完成的话务量表示用率可用每个信道平均完成的话务量表示 越大表示每信道越忙，空闲的时间越短，越大表示每信道越忙，
44、空闲的时间越短，利用率越高。利用率越高。n n ：共用的信道数共用的信道数繁忙小时集中度繁忙小时集中度繁忙小时集中度繁忙小时集中度K K 繁忙小时集中度繁忙小时集中度K K K K一般选一般选8%8%14%14%。每用户忙时话务量每用户忙时话务量每用户忙时话务量每用户忙时话务量C C：用户每天平均呼叫的次数：用户每天平均呼叫的次数T T：每次呼叫平均占用信道的时间（秒：每次呼叫平均占用信道的时间（秒/次）次）K K：集中系数：集中系数 A Aa a为最忙时间的那个小时的话务量，它是为最忙时间的那个小时的话务量，它是统计平均值统计平均值每用户忙时话务量每用户忙时话务量每用户忙时话务量每用户忙时话
45、务量【例】：【例】：C=3C=3次次/天，天，T=120T=120秒秒/次，次，K=10%K=10%则则Aa=0.01Erl/Aa=0.01Erl/用户用户 移动电话网的统计数字表明移动电话网的统计数字表明 公网公网AaAa=0.01Erl=0.01Erl 专网专网AaAa=0.06Erl=0.06Erl每个信道所能容纳的用户数每个信道所能容纳的用户数每个信道所能容纳的用户数每个信道所能容纳的用户数 每用户忙时话务量确定后，每个信道所每用户忙时话务量确定后，每个信道所能容纳的用户数能容纳的用户数m m可由下式计算可由下式计算 n n个信道组成的系统所能容纳的用户总数个信道组成的系统所能容纳的用
46、户总数M M为为结结结结 论论论论 当当共共用用信信道道数数n n一一定定时时，呼呼损损率率B B越越大大，系系统统的的流流入入话话务务量量A A越越大大，信信道道利利用用率率越越高高，系系统统容容纳纳的的用用户户数数越越多多。但但服服务务质质量量越越低低。一一般般公公网网与与 其其它它系系统统B B选选 5%-5%-20%20%，专网可，专网可B B选选2%2%。结结结结 论论论论采采用用信信道道共共用用技技术术，可可提提高高信信道道利利用用率率，随随n n增增加加，增增加加，但但提提高高的的速速度度越越来来越越少少。如如：N30N30时时，提提高高不不明明显显。因因此此，共共用用信信道道数
47、数不宜太多。不宜太多。系统用户数系统用户数系统用户数系统用户数【例】某无线小区有【例】某无线小区有8 8个信道（个信道（1 1个控制信道，个控制信道，7 7个话音信个话音信道），每天每个用户平均呼叫道），每天每个用户平均呼叫1010次，每次占用信道平均时次，每次占用信道平均时间为间为8080秒，呼损率要求为秒，呼损率要求为0.10.1，忙时集中度为，忙时集中度为0.1250.125。问该。问该无线小区能容纳多少用户。无线小区能容纳多少用户。解：解：（1 1）求总话务量）求总话务量A A （2 2）求每用户的忙时话务量）求每用户的忙时话务量AaAa （3 3）求每个信道能容纳的用户数）求每个信道
48、能容纳的用户数m m （4 4）求系统所容纳的用户数）求系统所容纳的用户数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3.4.2 话务量、呼损率和信道利用率话务量、呼损率和信道利用率3.4.3 3.4.3 空闲信道的选取空闲信道的选取空闲信道的选取空闲信道的选取3.4.3 3.4.3 信道的自动选择方式信道的自动选择方式信道的自动选择方式信道的自动选择方式信道（信道）自动选择的四种方式信道（信道）自动选择的四种方式 专用呼叫信道方式专用呼叫信道方式 循环定位方式循环定位方式 循环不定位方式循环不定位方式 循环分散定位方式循环分散定位方式多信道技术的主要问题是
49、怎样自动选择信道。多信道技术的主要问题是怎样自动选择信道。专用呼叫信道方式专用呼叫信道方式专用呼叫信道方式专用呼叫信道方式 这这种种方方式式是是在在网网中中设设置置专专门门的的呼呼叫叫信信道道，专专用用于于处处理理用用户户的的呼呼叫叫。移移动动用用户户只只要要不不在在通通话话时时，就就停停在在这这呼呼叫叫信信道道上上守守候候。这这种种方方式式的的优优点点是是处处理理呼呼叫叫的的速速度度快快；但但是是，若若用用户户数数和和共共用用信信道道数数不不多多时时，专专用用呼呼叫叫信信道道处处理理呼呼叫叫并并不不繁繁忙忙，它它又又不不能能用用于于通通话话，利利用用率率不不高高。因因此此，这这种种方方式式适
50、适用用于于大大容容量量的的移移动动通通信信网网，是公用移动电话网所用的主要方式。是公用移动电话网所用的主要方式。循环定位方式循环定位方式循环定位方式循环定位方式 没有专用的呼叫信道，由没有专用的呼叫信道，由BS临时指定一个信道做呼叫临时指定一个信道做呼叫信道，并在该临时呼叫信道上发出空闲信号。平时所有未通信道，并在该临时呼叫信道上发出空闲信号。平时所有未通话的移动台都自动对全部信道进行扫描搜索，一旦在哪个信话的移动台都自动对全部信道进行扫描搜索，一旦在哪个信道上收到空闲信号，就停留在该信道上。因此在平时，所有道上收到空闲信号，就停留在该信道上。因此在平时，所有移动台都集中守侯在临时呼叫信道上移