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1、通信技术基础教案通信技术基础教案 ch7ch7本文由石成楠贡献ppt 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。笫七章7. 1移 动 通 信移 动通信概述7. 2 移 动 通 信 组 网 方 式 7. 3 移 动 通 信 网 的 交 换 接 续 技 术 7. 4 GSM 数 字 移 动 通 信 系 统 7. 5 CDMA 数 字 移 动 通 信 系 统 7. 6 IMT-2000 移 动 通 信 系 统7. 1 移 动 通 信 概 述1. 移动通信的特点通信双方至少有一方处于运动状态的通信称为 移动通信。移动通信只能是无线通信。 移动通信。移动通信只能
2、是无线通信。传播条件恶劣, 受地形、地物影响大, 传播条件恶劣 受地形、地物影响大 会出现多 阴影等效应。 径、阴影等效应。 会出现多普勒( 频移。 会出现多普勒 Doppler )频移。信号收发双方 频移 的相对运动会引起信号频率的变化, 称为 Doppler 频移。f = f01? v /c 1? v/c22f 因多普勒效应频移后的频率f 0 信号的原频率 c 光速 v 收发双方之间的相对速度多普勒频移会随相对速度的增大而增大。 多普勒频移会随相对速度的增大而增大。信 号原频率越高，频率的绝对偏移量也越大。 号原频率越高，频率的绝对偏移量也越大。干扰和噪声严重。同频干扰、邻道干扰、 干扰和
3、噪声严重。同频干扰、邻道干扰、互调干扰、人为干扰、大气干扰 调干扰、人为干扰、对移动台的要求苛刻。大的动态范围、 对移动台的要求苛刻。大的动态范围、小巧 轻便、功耗小、防震、防水、耐温、易操作 轻便、功耗小、防震、防水、耐温、 频谱拥挤 不断增长的用户数与有限的频谱资 频谱拥挤, 源矛盾突出。 源矛盾突出。建网复杂, 位置登记、跟踪交换、 建网复杂 必须配用位置登记、跟踪交换、 越区切换、异地漫游等多种技术。 等多种技术。 越区切换、2. 移 动 通 信 的 分 类 专用移动通信 公众移动通信 无线寻呼 无绳电话 集群通信 无中心移动通信3. 移 动 通 信 的 工 作 方 式单工制半双工制全
4、双工制4. 移 动 通 信 系 统 的 组 成MS5. 移 动 无 线 电 环 境 地形环境平坦准平坦 郊区起伏丘陵山区 大都会市区 传播环境开阔地区小城市区视距” 电磁波模式 : 超短波 (“视距”波) 多径衰落电波的多径传播是陆地移动通信的显著特征。 电波的多径传播是陆地移动通信的显著特征。最终的接收信号是多径传输信号的矢量和, 会 随移动台的运动产生既快且大的起伏变化, 称为 多径衰落或快衰落。因其信号幅度变化的概率 多径衰落或快衰落。 分布呈瑞利分布, 多径衰落又称瑞利衰落。 多径衰落又称瑞利衰落。 阴影效应因地形地物(例如建筑物、山丘、森林等)的遮挡, 例如建筑物、山丘、 接收的信号
5、强度会产生较慢的起伏，称为阴影衰 接收的信号强度会产生较慢的起伏， 落或慢衰落。 落或慢衰落。 噪声热噪声、散弹噪声。 内部噪声 : 热噪声、散弹噪声。1/f 噪声 大气噪声、太阳噪声、 外部噪声 : 大气噪声、太阳噪声、人为噪声 干扰 互调干扰 两个以上不同频率的信号作用于 互调干扰:同一非线性电路时, 会产生各种组合的和频及差 同一非线性电路时, 频。当这些组合频率落入工作信道带宽内时, 则 当这些组合频率落入工作信道带宽内时, 会对通信形成干扰。移动通信中的组合干扰可能 会对通信形成干扰。 由发射机或接收机中的电路非线性所引起。 由发射机或接收机中的电路非线性所引起。邻道干扰: 邻道干扰
6、 来自频率相邻或相近的信道的干扰。它可能是相邻信道的寄生边带、宽带噪声、 它可能是相邻信道的寄生边带、宽带噪声、 杂波辐射等。 杂波辐射等。同频干扰: 同频干扰 与有用信号频率相同或相近的无用信号形成的干扰。移动通信小区的复用频率设置 信号形成的干扰。 不当就可能引起同频干扰。 不当就可能引起同频干扰。 载干比 ( C/I ):模拟蜂窝系统: C/I 17 dB 模拟蜂窝系统: 数字蜂窝系统: C/I 12 dB 数字蜂窝系统:7.2 移 动 通 信 组 网 方 式1. 移 动 通 信 网 体 制 大区制30 覆盖半径 : 3050 km基站天线高度 : 几十米或更高50 基站发射功率 : 5
7、0200 W优点: 组网简单， 优点 组网简单，成本低 缺点: 容量小, 缺点 容量小, 上行信号可能很弱 小区制 覆盖半径 : 2 20 km 基站发射功率 : 5 20 W可同频复用(reuse), 增加频率利用率, 特点 : 可同频复用(reuse), 增加频率利用率, 增大用户密度和通信容量 组网灵活。小区可继续划分为宏区、微区、 组网灵活。小区可继续划分为宏区、微区、 毫区、扇区，以适应用户的增加 毫区、扇区， 组网复杂, 组网复杂, 成本高2. 服 务 区 分 布 方 式 条状服务区适于铁路、公路、河流、海岸、狭长市区等 适于铁路、公路、河流、海岸、 面状服务区正三角形、正方形、正
8、六角形 正三角形、正方形、3. 蜂 窝 小 区 ( Cellular System ) 蜂窝小区的构成蜂窝式移动电话网在理论上以正六角形 小区覆盖整个服务面积。均匀小区组网 较简单, 但因各小区用户密度可能不均匀 , 从而会使各小区呼损率不一为此又发 展了不均匀小区的覆盖形式。几个相邻 小区组成一簇(如图所示为 7 个小区组成 一簇)。每簇分配一组频率组, 簇内每个 小区都使用不同的频率, 以免互相干扰。 但不同的簇可以复用其它簇的频率组, 以 提高频率利用率, 以有限的频率资源满足 用户不断增多的需求。每个小区设有基站, 它把用户的需求汇接 到基站控制器, 进而汇接到移动交换中心 (MSC)
9、。 MSC 不但是移动通信系统的信 息交换中心, 对系统进行集中管理, 还要 与公众通信网相连, 使移动网与公众网融 为一体。在高密度用户区, 小区基站可由 全向覆盖改为定向覆盖, 以增加小区频道 数, 满足话务量增大的需要。例如可把小 区分成 3 个 1200 或 6 个 600 的扇区。4. 移 动 通 信 网 的 网 络 结 构 本地网每个本地网皆设有自己的 归属位置寄存器 ( HLR) 以记录归属该网所有用户的有关数据。 以记录归属该网所有用户的有关数据。 每个本地网均可设立 MSC 。每个 MSC 的辖区 可划分成若干蜂窝小区。MSC 与本地市话汇接 可划分成若干蜂窝小区。 局及长途
10、局相连。MSC 还需设置访客位置寄存 局及长途局相连。 还需设置访客位置寄存 器(VLR),以接待来客漫游。 (VLR),以接待来客漫游。 省内数字公用陆地蜂窝网 ( PLMN )省内设若干移动通信汇接中心(二级中心) , 以连 接各地的本地网。各二级中心之间成网状连接。 接各地的本地网。各二级中心之间成网状连接。 全国 PLMN各大区设立一级汇接中心, 以连接各省的二级中 心。各一级中心之间成网状连接。各地的 PLMN 各一级中心之间成网状连接。 均与 PSTN 网相连。 网相连。 信令网 PLMN 的信令网是我国 NO.7 信令网 的一部分。 的一部分。 每个 MSC/VLR、HLR/AU
11、C (认证中心) 均设置信 令点 (SP) 。7.3 移动通信网的交换接续技术1. 位 置 登 记 每个移动台都有自己的“家区”, 并记录在其 每个移动台都有自己的“家区” 归属地的 家区位置寄存器 (HLR)。 MSC 通过与移动台的联络可识别移动台的位置和状态。 的位置和状态。 家区”进入“客区“ 当移动台跨越 “家区”进入“客区“时, 客区的 MSC 会将其记录在访客位置寄存器 会将其记录在访客位置寄存器 (VLR) 中, 并与原 MSC 联系。 联系。一齐呼叫” “一齐呼叫”: 家区可能分为若干小区, 当不知 一齐呼叫 移动台的具体小区时, 可让各基站一齐呼叫。 可让各基站一齐呼叫。2
12、. 通 话 跟 踪 检 测 移动台通话期间，基站一直对通信质量作在线 移动台通话期间， 监测, 测试项目: 信噪比、信号强度、通信距离等。 信噪比、信号强度、通信距离等。 根据监测结果, 可能采取如下措施: 功率控制、 功率控制、 根据监测结果,越区切换、呼叫释放等。 越区切换、呼叫释放等。3. 越 区 切 换 ( Handoff )为了保证通信的连续性, 当正在通话的移动台从 为了保证通信的连续性 , 一个小区进入另一个小区时, MSC 须控制该移动台 一个小区进入另一个小区时, MSC 须控制该移动台 的工作频道切换到另一频道。 的工作频道切换到另一频道。 越区切换准则 依据接收信号载波电
13、平测量值进行判决。 依据接收信号载波电平测量值进行判决。 依据信号载干比 C / I 进行判决。 进行判决。 依据移动台与基站的距离进行判决。 依据移动台与基站的距离进行判决。 频带切换原因除越区须频道切换外, 尚可由如下原因进行 频道切换。 频道切换。信道管理。例如利用切换清空小区、 信道管理。例如利用切换清空小区、维护网络 缓解信道拥塞。 缓解信道拥塞。 特定切换请求。例如利用切换分流话务量。 特定切换请求。例如利用切换分流话务量。 内部业务控制。 内部业务控制。4. 漫 游 (Roaming )移动台从登记注册的” 家区” 到另一个移动通 移动台从登记注册的 ” 家区 ” 信区(被访区)入网使用的通信功能称为漫游。 信区(被访区)入网使用的通信功能称为漫游。实现漫游的条件: 覆盖频段相同、 实现漫游的条件 覆盖频段相同、无线接口标准相同、已完成漫游联网。 相同、已完成漫游联网。实现漫游的过程: 位置更新、呼叫转移、 实现漫游的过程 位置更新、呼叫转移、呼叫建立7.4 GSM 数字移动通信系统1
