第3章 蜂窝移动通信系统及设备
CDMA概述及原理
Ａ。采用ＩＳ－９５规范的ＣＤＭＡ系统统称为ＣＤＭＡＯｎｅ。对 应ＣＤＭＡ２０００技术的演进过程，ＣＤＭＡ各阶段系统的描述如 表３－１－２所示。
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３.１ 移动通信发展史及ＣＤＭＡ标准
• ５.为什么需要３Ｇ • 随着时代的进步，人们对移动通信提出了更高的要求。 • ２Ｇ系统虽然可以比较好地提供移动语音通信，但是对于用户不断增
室，即著名的先进移动电话系统ＡＭＰＳ。其后，北欧（丹麦、挪威 、瑞典、芬兰）和英国相继研制和开发了类似的ＮＭＴＳ（Ｎｏｒｄ ｉｃＭｏｂｉｌｅＴｅｌｅｐｈｏｎｅＳｙｓｔｅｍ）和ＴＡＣＳ（ ＴｏｔａｌＡｃｃｅｓｓＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ ）移动通信系统。中国在１９８７年开始使用模拟制式蜂窝电话通信 。１９８７年１１月，第一个移动电话局在广州开通。 • 仅仅几年后，采用模拟制式的第一代蜂窝移动通信系统就暴露出了容 量不足、业务形式单一及语音质量不高等严重弊端，这就促使了对第 二代蜂窝移动通信系统的研发。
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３.２ ＣＤＭＡ的基本原理
• ２.扩频与解扩频过程 • 扩频通信技术是一种信息传输方式：在发送端采用扩频码调制，使信
GSM蜂窝移动通信系统
GSM蜂窝移动通信系统第一讲GSM的发展历史1.1 GSM系统历史背景GSM数字移动通信系统是由欧洲主要电信运营者和制造厂家组成的标准化委员会设计出来的，它是在蜂窝系统的基础上发展而成。
蜂窝系统的概念和理论二十世纪六十年代就由美国贝尔实验室等单位提了出来，但其复杂的控制系统，尤其是实现移动台的控制直到七十年代随着半导体技术的成熟，大规模集成电路器件和微处理器技术的发展以及表面贴装工艺的广泛应用，才为蜂窝移动通信的实现提供了技术基础。
直到1979年美国在芝加哥开通了第一个AMPS(先进的移动电话业务)模拟蜂窝系统，而北欧也于1981年9月在瑞典开通了NMT(Nordic 移动电话)系统，接着欧洲先后在英国开通TACS系统，德国开通C－450系统等。
见表1-1。
表1-1 1991年欧洲主要蜂窝系统蜂窝移动通信的出现可以说是移动通信的一次革命。
其频率复用大大提高了频率利用率并增大系统容量，网络的智能化实现了越区转接和漫游功能，扩大了客户的服务范围，但上述模拟系统有四大缺点：1.各系统间没有公共接口；2.很难开展数据承载业务；3.频谱利用率低无法适应大容量的需求；4.安全保密性差，易被窃听，易做“假机”。
尤其是在欧洲系统间没有公共接口相互之间不能漫游，对客户之间造成很大的不便。
GSM数字移动通信系统史源于欧洲。
早在1982年，欧洲已有几大模拟蜂窝移动系统在运营，例如北欧多国的NMT（北欧移动电话）和英国的TACS（全接入通信系统），西欧其它各国也提供移动业务。
当时这些系统是国内系统，不可能在国外使用。
为了方便全欧洲统一使用移动电话，需要一种公共的系统，1982年北欧国家向CEPT（欧洲邮电行政大）提交了一份建议书，要求制定900MHz频段的公共欧洲电信业务规范。
在这次大会上就成立了一个在欧洲电信标准学会（ETSI）技术委员会下的“移动特别小组＼Group SpecialMobile）简称“GSM”，来制定有关的标准和建议书。
蜂窝移动通信
蜂窝移动通信是采用蜂窝无线组网方式，在终端和网络设备之间通过无线通道连接起来，进而实现用户在活动中可相互通信。
其主要特征是终端的移动性，并具有越区切换和跨本地网自动漫游功能。
蜂窝移动通信业务是指经过由基站子系统和移动交换子系统等设备组成蜂窝移动通信网提供的话音、数据、视频图像等业务。
目录1概念▪概念的提出▪蜂窝移动系统的改进▪分类2历史▪第一代蜂窝移动通信系统▪第二代蜂窝移动通信系统▪ 900/1800MHz GSM移动通信▪ 800MHz CDMA移动通信▪第三代蜂窝移动通信系统3市场▪ GSM：全球应用最广▪ UMTS：市场发展的核心趋动力▪ CDMA：成熟并极具潜力▪供应商比较4未来▪设备模块化和平台化：迈向SDR▪链接：蜂窝市场增长的驱动力1概念编辑概念的提出移动通信的发展历史可以追溯到19 世纪。
1864 年麦克斯韦从理论上证明了电磁波的存在；1876 年赫兹用实验证实了电磁波的存在；1900 年马可尼等人利用电磁波进行远距离无线电通信取得了成功，从此世界进入了无线电通信的新时代。
现代意义上的移动通信开始于20 世纪20 年代初期。
1928 年，美国Purdue 大学学生发明了工作于2MHz 的超外差式无线电接收机，并很快在底特律的警察局投入使用，这是世界上第一种可以有效工作的移动通信系统；20 世纪30 年代初，第一部调幅制式的双向移动通信系统在美国新泽西的警察局投入使用；20 世纪30 年代末，第一部调频制式的移动通信系统诞生，试验表明调频制式的移动通信系统比调幅制式的移动通信系统更加有效。
在20 世纪40 年代，调频制式的移动通信系统逐渐占据主流地位，这个时期主要完成通信实验和电磁波传输的实验工作，在短波波段上实现了小容量专用移动通信系统。
这种移动通信系统的工作频率较低、话音质量差、自动化程度低，难以与公众网络互通。
在第二次世界大战期间，军事上的需求促使技术快速进步，同时导致移动通信的巨大发展。
蜂窝移动通信系统课件
03 蜂窝移动通信系统网络
网络架构与组成
网络架构
蜂窝移动通信系统通常由多个基站组成，每个基站覆盖一个蜂窝小区，小区之 间通过交换机和传输网络连接，形成一个完整的网络架构。
组成元素
蜂窝移动通信系统主要由移动终端、基站、交换机、传输网络等组成，各部分 协同工作，实现无线通信。
网络规划与优化
网络规划
工作原理
蜂窝移动通信系统通过将覆盖范围划分为多个小区，每个小 区由一个基站负责信号覆盖，实现用户之间的通信。
工作流程
蜂窝移动通信系统的工作流程包括用户注册、位置更新、呼 叫建立和释放等过程，涉及多个网元之间的交互和协同工作 。
02 蜂窝移动通信系统技术
多址接入技术
A
频分多址（FDMA）
将频带分成若干个小的频带，每个用户占用一 个小的频带，通过频带进行通信。
详细描述
随着技术的发展，蜂窝移动通信系统还提供 了多媒体业务，包括音频和视频内容的传输。 用户可以通过移动终端设备欣赏音乐、观看 视频、进行视频通话等，享受更加丰富的多 媒体体验。
物联网应用
要点一
总结词
支持物联网设备的接入和数据传输，实现智能化管理和控 制。
要点二
详细描述
蜂窝移动通信系统还广泛应用于物联网领域，支持各种物 联网设备的接入和数据传输。通过蜂窝网络，物联网设备 可以实现远程监控、数据采集、智能控制等功能，为智能 家居、智慧城市等领域提供强大的技术支持。
05 蜂窝移动通信系统发展与趋势
5G技术发展与趋势
5G技术发展
5G技术是蜂窝移动通信系统的最新一代，具有高速率、低时延、大连接等优势，能够 满足未来各种应用场景的需求。
5G发展趋势
随着5G技术的不断演进和应用，未来将会有更多的智能化、自动化和高效化的应用出 现，推动社会的数字化转型。
《蜂窝移动通信概论》课件
B
C
用户设备（UE）
包括手机、平板电脑等终端设备，用于实现 用户与网络的通信连接。
运营支撑系统（OSS）
包括计费、管理、维护等系统，用于保障网 络的正常运行和服务质量。
D
02 蜂窝移动通信技术基础
无线电波传播
无线电波传播特性
无线电波在传播过程中会受到多 种因素的影响，如大气、地形、 建筑物等，这些因素会影响无线 电波的传播路径和衰减程度。
无线电波频段
蜂窝移动通信系统通常工作在低 频和高频频段，不同的频段具有 不同的传播特性和穿透能力。
无线电波传播模型
为了更好地理解和预测无线电波 的传播特性，需要建立无线电波 传播模型，这些模型可以用来估 算信号的覆盖范围和强度。
无线信道与多径衰落
01
无线信道特性
无线信道不同于有线信道，其传播特性更加复杂和不可预测。无线信道
未来展望
随着5G技术的普及，语音业务将进一 步升级，实现更高质量的语音通话和 多媒体交互。
数据业务
概述
数据业务是蜂窝移动通信中最 为重要的业务之一，提供互联
网接入和数据传输服务。
技术特点
采用分组交换技术，支持高速 数据传输和移动互联网应用。
发展历程
从2G时代的文本传输到4G时代 的视频流媒体，数据业务经历 了爆炸式增长。
《蜂窝移动通信概论 》ppt课件
目录
• 蜂窝移动通信概述 • 蜂窝移动通信技术基础 • 蜂窝移动通信网络架构 • 蜂窝移动通信关键技术 • 蜂窝移动通信业务与应用 • 蜂窝移动通信发展趋势与挑战
01 蜂窝移动通信概述
蜂窝移动通信定义
01
蜂窝移动通信是一种无线通信技 术，通过无线电波在移动用户之 间或移动用户与固定网络之间建 立通信连接。
15121-第3章 蜂窝移动通信的组网
3．呼损率
呼损率为 B =
A A A C C0 C Ci C
3．呼损率
呼损率的物理意义是损失话务量与呼叫话 务量之比的百分数。 呼损率在数值上等于呼叫失败次数与总呼 叫次数之比的百分数。 呼损率B称为系统的服务等级（或业务等 级），记为GOS。 GOS是系统的一个重要质量指标。 呼损率与话务量是一对矛盾，即服务等级 与信道利用率是矛盾的。
3.2.1 蜂窝小区的概念 3.2.2 大区制小容量 3.2.3 频率复用和小区制移动通信系统
3.2.1 蜂窝小区的概念
蜂窝的概念是一个系统级的概念，其思想 是用许多小功率的发射机来代替单个的大 功率发射机，每一个小的覆盖区只提供服 务范围内的一小部分覆盖。 移动通信网的区域覆盖方式分为两类：一
n!
i0
n
A
i
i!
这就是电话工程中的第一爱尔兰公式，也 称爱尔兰B公式。
4．信道利用率
多信道共用时，信道利用率是指每个信道 平均完成的话务量。因此
η A n A (1 B ) n
如果已知B、n，根据表3-1可算出A值，然 后由上式求出。
3.2 蜂窝小区的概念和区域覆盖
1．小区分裂
图3-4 小区分裂的图例
2．扇区的概念
可以通过使用定向天线代替基站中单独的一根全 向天线来减小蜂窝系统中的同频干扰，其中每个 定向天线辐射某一特定的扇区。 由于使用了定向天线，小区将只接收同频小区中 一部分小区的干扰。 这种使用定向天线来减小同频干扰，从而提高系 统容量的技术叫做裂向（即扇区化）。 同频干扰减小的因素决定于使用扇区的数目。
3.1.1 频率资源的管理
移动电话使用频段主要在150MHz、450MHz和 900MHz、1800MHz、1900MHz频段。 双工移动通信网规定工作在各频段的收、发频差 分别为：VHF频段为5.7MHz，UHF 450MHz频段 为10MHz；UHF 900MHz频段为45MHz。同时规 定基站对移动台（下行链路）为发射频率高，接 收频率低；反之，移动台对基站（上行链路）为 发射频率低，接收频率高。
数字蜂窝移动通信系统的基本组成及各部分的作用
数字蜂窝移动通信系统的基本组成及各部分的作用数字蜂窝移动通信系统的基本组成及各部分的作用随着移动通信技术的飞速发展，数字蜂窝移动通信系统已经成为了我们生活中不可或缺的一部分。
这一系统以其高效率、便捷性和广泛的覆盖范围，为人们提供了无线通信和数据传输的便利。
但是，对于普通用户来说，对数字蜂窝移动通信系统的基本组成以及各部分的作用，往往显得有些陌生。
本文将通过深度和广度兼具的方式，全面评估数字蜂窝移动通信系统的基本组成及各部分的作用，帮助读者更好地了解这一重要的通信系统。
一、数字蜂窝移动通信系统的基本组成数字蜂窝移动通信系统是由多个基本部分组成的复杂系统，其中包括基站系统、核心网和移动终端三个部分。
1. 基站系统基站系统是数字蜂窝移动通信系统中最为重要的组成部分之一，其主要包括基站、无线传输子系统和控制器等多个子系统。
基站是通信系统中的一个核心设备，用于对移动终端进行信号的发送和接收。
无线传输子系统则负责信号的传输和解调工作，保障了通信的稳定性和可靠性。
控制器则起到了对基站和移动终端的控制和管理作用，确保通信系统的正常运行。
2. 核心网核心网是数字蜂窝移动通信系统的另一个重要组成部分，其主要功能是对移动通信数据进行传输和交换。
它由移动交换中心、业务支撑系统和数据传输网等多个子系统构成。
移动交换中心是数字蜂窝移动通信系统中的核心设备，用于对移动通信数据进行交换和路由。
业务支撑系统则用于提供各种业务支持和管理服务，保障了通信系统的正常运行。
数据传输网则负责对移动通信数据进行传输和交换，确保了通信数据的安全性和稳定性。
3. 移动终端移动终端是数字蜂窝移动通信系统中的另一重要组成部分，其主要包括手机、数据卡和调频器等设备。
手机是人们日常生活中最为常见的移动终端设备，用于进行语音通话、发送和数据传输等多种通信功能。
数据卡则是用于将移动通信数据传输到移动终端设备中的重要设备，它能够确保移动终端设备能够正常、稳定地进行通信。
移动通信原理复习大纲
《移动通信原理》复习大纲第1 章1、蜂窝移动通信系统经历了几代移动通信系统（包括研发系统）？每一代移动通信系统的多址方式是什么？其主要的技术特征是什么？答案参见教材P2答：第一代（1G）：模拟频分多址(FDMA),模拟系统第二代(2G/B2G)：使用电路交换的数字时分多址(TDMA)或码分多址(CDMA)系统，数字语音系统（2G），数字语音/数据系统(B2G)第三代(3G)：使用分组/电路交换的CDMA系统，宽带数字系统第四代(B3G/4G)：使用了不同的高级接入技术并采用全IP网络结构的系统，极高速数据速率系统。
2、我国移动通信发展经历了哪4个发展阶段？P3答：我国移动通信发展经历了引进、吸收、改造、创新4个阶段。
3、蜂窝小区的几何形状要符合哪两个条件？符合这种条件的有正方形、三角形和六边形，该选用哪一种形状？为什么？P6答：两条件：a.能在整个覆盖区域内完成无缝连接而没有重叠；b.每个小区能进行分裂，以扩展系统容量。
六边形最接近小区基站通常的辐射模式——圆形，并且其小区覆盖面积最大。
4、数字时分GSM系统，采用TDMA方式，设分配给系统的总频宽1.25MHz；载频间隔200kHz；每载频时隙为8；频率重用的小区数为4，则系统容量为多少？(200)如果AMPS系统采用FDMA方式，载频间隔为25 kHz，不分时隙，其他参数相同，系统容量为多少？(200)5、最简单的蜂窝系统由哪3部分组成？其中，MSC和普通交换相比，除完成交换功能之外，还要完成什么功能？P7答：一个最简单的蜂窝系统由移动台(MS)、基站(BS)、移动交换中心(MSC)3部分组成。
MSC负责在蜂窝系统中将所有用户连接到公用电话交换网(PSTN)上。
和公众网中的普通交换机相比，MSC除了要完成交换功能外，还要增加移动性管理和无线资源管理的功能。
6、增加蜂窝小区容量的主要方式有哪3种？P7答：通常采用小区分裂、裂向（扇区化）和覆盖区分域（区分微小区化）的方法来增大蜂窝系统的容量。
第3章 蜂窝移动通信系统及设备
HLR号码是在No.7信令消息中使用的代表HLR的号码，“中国电
信”GSM PLMN网中的HLR号码结构是用户号码为全0的MSISDN号码。
11) HLR号码
切换号码 (HON)是指当进行移动交换局间越局切换时，为选择路由，
由目标MSC(即要求切换到的MSC)临时给移动用户分配的一个号码。
3.1.3 GSM网络接口 5）MSC之间的接口(E接口)：E接口定义为控制相邻区域
的不同移动业务交换中心(MSC)之间的接口，主要用于交 换移动用户在MSC之间进行越局切换时的有关信息。
6）MSC与EIR之间的接口(F接口) ：F接口用于MSC和
设备识别寄存器(EIR)之间的信令交换，用于交换相关的国
☆移动台技术性能
☆移动台的输出功率及功率控制
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3.1 GSM数字蜂窝移动通信系统
3.1.5 GSM移动台： 2）用户识别卡（SIM）
☆SIM卡的结构 ☆SIM卡的使用 ☆ SIM卡的功能
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3.1 GSM数字蜂窝移动通信系统
3.1.5 GSM移动台：
3）移动台的组成和工作原理
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突 发 脉 冲 序 列 示 意 图
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3.1 GSM数字蜂窝移动通信系统
3.1.4 GSM数字蜂窝移动通信系统 6）帧结构 ： GSM时帧结构有超高帧、超帧、复帧、TDMA帧和时隙5个层次。
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3.1.4 GSM数字蜂窝移动通信系统
6）帧结构
7）话音的间断传输（DTX）
话音的间断传输（DTX）方式是指在话音间 隙的大部分时间关闭发射机，仅在包含有用信 息帧时打开发射机的一种操作模式。采用话音 的间断传输方式有两个目的，一是节省移动台 电源，延长电池使用时间；二是降低空中总的 干扰电平，提高频谱利用率。
蜂窝移动通信系统的组成
蜂窝移动通信系统的组成蜂窝移动通信系统的组成概述蜂窝移动通信系统是一种基于无线电技术的通信系统，它由多个小区组成，每个小区都有一个基站来提供无线电信号覆盖。
在这种系统中，用户可以通过移动设备进行通信，包括语音、短信、数据传输等。
蜂窝移动通信系统的组成主要包括以下几个方面：1. 基站子系统基站子系统是整个蜂窝移动通信系统最核心的部分。
它由基站控制器（BSC）、基站传输子系统（BTS）和天线子系统（AS）三部分组成。
BSC是整个基站子系统的核心控制单元，它负责对所有的BTS进行管理和控制。
通过BSC，可以实现对小区内所有终端设备的呼叫控制、资源分配、话务管理等功能。
BTS是指基站传输子系统，它是连接用户终端设备和网络之间的桥梁。
每个BTS都包含多个射频单元（TRX），每个TRX都可以支持多个频道。
通过BTS，可以实现对用户终端设备的接入、呼叫处理等功能。
AS是指天线子系统，它主要用于向用户终端设备提供无线电信号覆盖。
每个小区都会有一个AS，它可以包含多个天线。
2. 移动交换中心移动交换中心（MSC）是整个蜂窝移动通信系统的核心控制单元，它负责对所有的基站进行管理和控制。
通过MSC，可以实现对整个网络的呼叫控制、资源分配、话务管理等功能。
在蜂窝移动通信系统中，MSC也扮演着一个重要的角色。
它不仅负责对用户终端设备进行管理和控制，还负责与其他网络进行互联互通。
3. 鉴权中心鉴权中心（AUC）是用于保证用户身份安全的关键单元。
在蜂窝移动通信系统中，每个用户终端设备都有一个唯一的标识码（IMSI），这个标识码与用户的身份信息相关联。
当用户终端设备接入网络时，AUC会对其进行身份验证，并将验证结果传递给MSC。
通过这种方式，可以保证只有合法用户才能够接入网络。
4. 认证中心认证中心（HLR）是用于存储和管理用户信息的关键单元。
在蜂窝移动通信系统中，每个用户都会有一个对应的HLR记录其身份信息、服务状态、位置等信息。
手机基本原理与电路结构
功率放大器通常用PA来表示。
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G、功率控制器
作用：对功率大器的功率放大等级进行调节控制， 从而保证发射电路的正常工作。
一、手机电路的读图技巧
1. 首先应熟练掌握前面几章讲的电路结构与基本原理知识； 2. 判断所读电路是属于哪种类型的电路结构；（宏观指导）
3. 画出所确定后的电路结构的组成框图。如，判断出它的 接收电路是属于超外差一次接收机的话，则画出其电路 结构框图；（画结构框图）
4. 按照组成框图，对所读电路图和主板上的组成元件进行 分块。如划分出天线电路模块、低噪声放大模块、功率 放大模块、功控放大模块。（逐级划分）
6、功率控制参考电平：
该信号到发射机功率控制电路的电压比较器，与功 率控制电路中的取样电压进行比较，以输出功率控制信 号控制发射功率的大小。
31
7、接收、发射启动控制信号：
控制接收、发射电路的启动。接收的英文标识为 RXEN、RXON，发射的则为TXEN、TXON。
接收启动控制信号，手机一开机，接收电路开始工 作（开机找网）。若RXEN信号不正常，则接收机肯定 不能正常工作。
1. 手机的开机原理框图； 2. 手机开机的条件； 3. 讲解一般手机的开机流程。（结合原理框图）
28
第二节、手机中一些常见控制信号的介绍。
一、手机中一些常见控制信号的介绍。
1. 充电控制信号； 2. 开机维持信号； 3. AFC（自动频率控制信号） 4. 频率合成控制信号 5. 频段切换控制信号 6. 功率控制参考电平 7. 接收、发射启动信号 8. 各种电源的启动控制信号 9. 存储器的片选信号
现代无线通信技术 第3章 蜂窝结构系统
?解?如果n4时??4137351876cindb???43241386cndbi???例系统总的可用信道数s280相同区域内用n7的区群需要复制4次而用n4的区群需要复制7次求二者能提供的信道总数?6?n7时?每个小区的可用信道数?则总的可用信道数?同频复用比q?n4时?每个小区的可用信道数?则总的可用信道数?同频复用比q4740???2840?1120cmnk???280740ksn??????280470?kmnk?sn???747028701960c??3458qn??3346qn???413187cindb??431386cndbi??为什么可用信道数不同?结论
解：
13dBC101130 19.95 I
同时N应满足区群构成条件，即N可为4, 7, 9……，所 以区群大小N至少为4时，才能满足系统的载干比要求
n
C
3N
( 3N)4
19.95
N3.65
Im
6
例：蜂窝小区N=7的模式，设n=4，问其载干比?
解
1
4
C/I 3N73.518.7dB
6
如果，N=4时，
越区切换分类：分硬切换和软切换两类。
越区切换准则 ➢ 相对信号强度准则；
3.2.3 越区切换
蜂窝移动通信系统组成
蜂窝移动通信系统组成蜂窝移动通信系统是一种广泛应用于现代通信领域的无线通信技术。
它由多个组成部分构成，包括基站子系统、核心网子系统以及移动终端设备。
本文将对蜂窝移动通信系统的组成进行详细介绍。
一、基站子系统基站子系统是蜂窝移动通信系统的核心组成部分，负责无线信号的传输和接收。
它包括以下几个主要组件：⑴基站基站是蜂窝移动通信系统中的无线发射和接收设备，负责与移动终端进行信号的传输和接收。
它通常由天线、射频（Radio Frequency）模块、数字信号处理器等组件构成。
⑵基站控制器（BSC）基站控制器负责控制基站的运行和管理。
它与基站之间通过无线或有线连接进行通信，可以同时控制多个基站。
基站控制器的主要功能包括呼叫控制、信道分配、功率控制等。
⑶传输网（Transit Network）传输网是蜂窝移动通信系统中用于传输数据和信号的网络。
它由多种传输介质组成，如光纤、微波等。
传输网负责将来自基站的信号传输至核心网子系统。
二、核心网子系统核心网子系统是蜂窝移动通信系统中的中心部分，负责处理和管理移动通信的核心功能。
它由以下几个主要组件组成：⑴移动交换中心（MSC）移动交换中心是核心网子系统中的一个重要组成部分，负责呼叫控制、信令传输等功能。
它与基站控制器相互连接，管理呼叫的接入和传输。
⑵主数据管理（Home Location Register，HLR）主数据管理是核心网子系统中的一个数据库，用于存储和管理移动用户的基本信息，如用户号码、位置信息等。
⑶位置注册（Visitor Location Register，VLR）位置注册是核心网子系统中的一个数据库，用于存储和管理目前正在访问某一地区的移动用户信息。
⑷计费中心（Billing Center）计费中心负责统计和计费移动通信服务的使用情况。
它与移动交换中心、主数据管理等组件进行数据交换，相应的通信费用信息。
三、移动终端设备移动终端设备是蜂窝移动通信系统的用户侧，用于与基站进行通信和连接。
蜂窝移动通信系统原理
蜂窝移动通信系统原理
蜂窝移动通信系统是一种无线通信系统，它利用基站和移动设备之间的连接来传输语音、数据和视频等信息。
其原理基于分布式网络架构和频率复用技术。
首先，蜂窝移动通信系统将特定区域划分为许多小区，每个小区由一个基站负责覆盖。
每个基站包括天线、收发设备和控制单元等组件，用于接收和发送信号。
其次，蜂窝移动通信系统使用频率复用技术。
每个小区被分配一定数量的频率资源，这些频率资源被分割成时间或空间上的不重叠频带。
这种频率复用使得多个用户可以同时使用同一频率，提高了系统的容量和效率。
当移动设备进入某个小区时，它会与该小区的基站建立通信连接。
移动设备通过无线信号将语音、数据和视频等信息发送给基站，基站会将这些信息转发到目标设备或其他网络中。
同时，基站还会接收其他设备发送的信息，并将其转发给目标设备。
在整个通信过程中，蜂窝移动通信系统通过动态分配频率、为移动设备提供接入控制和漫游等功能，确保了通信质量和系统的稳定性。
此外，系统还采用了加密和认证等安全措施，保障用户通信的隐私和安全。
总的来说，蜂窝移动通信系统通过利用分布式网络架构和频率复用技术，实现了大规模的无线通信。
它为用户提供了高质量
的语音通话、快速的数据传输和丰富的多媒体体验，成为现代社会不可或缺的通信手段之一。
蜂窝移动通信
蜂窝移动通信系统的特点
（5）网络复杂 ） 在地理覆盖范围广阔、 在地理覆盖范围广阔、容量无限的 移动通信系统中实现频率复用、 移动通信系统中实现频率复用、越区切 位置登记、 换、位置登记、信道动态分配和小区分 裂等运作和管理， 裂等运作和管理，需要强大的网络硬件 基础、先进的网络技术和科学的管理， 基础、先进的网络技术和科学的管理， 这些因素综合起来使得移动通信网络变 得异常复杂。 得异常复杂。
2. 小区制
小区制是将整个服务区划分为若干个小无线 个小无线区设置一个基站， 区, 每个小无线区设置一个基站，形成一个无线小 区，这些小区组合在一起构成一个覆盖整个服务区的 网络，小区制基站的覆盖半径一般为一百米到三千米。 基站的覆盖半径一般为一百米到三千米 网络，小区制基站的覆盖半径一般为一百米到三千米。
• 数字蜂窝移动通信系统有效地改善了模拟 蜂窝移动通信系统的不足, 蜂窝移动通信系统的不足 具有以下主要 优点： 优点： • （1）通信容量大； ）通信容量大； • （2）抗干扰能力强 语音质量高； ）抗干扰能力强, 语音质量高； • （3）便于加密，通信安全性好； ）便于加密，通信安全性好； • （4）除语音外支持低、中和高速数据传输 ）除语音外支持低、 业务, 可与综合业务数字网连接。 业务 可与综合业务数字网连接。
蜂窝移动通信系统的特点
（4）容量大 ） 由于蜂窝移动通信系统可以在地理 上不受限制地不断添加蜂窝小区， 上不受限制地不断添加蜂窝小区，以及 分配给蜂窝小区的无线频道可以无限地 被复用，因此， 被复用，因此，系统的地理覆盖范围和 容量可以是无限的， 容量可以是无限的，可以为无限多的用 户提供服务。 户提供服务。
小区制示意图
• 小区制的优点: 小区制的优点: 组网灵活, 1. 组网灵活,适合组建大规模大容量的移动通 信系统。 信系统。 基站覆盖范围 覆盖范围小 2. 基站覆盖范围小, 基站和移动台的发射功率 都可以降低。有利于减小基站之间 减小基站之间无线电信 都可以降低。有利于减小基站之间无线电信 的相互干扰, 号的相互干扰,有利于减少移动台电池的电能 消耗，增加手机待机时间。 消耗，增加手机待机时间。 • 小区制的缺点: 小区制的缺点 缺点: 用户移动时将频繁地 时将频繁地从 1. 当用户移动时将频繁地从一个小区转入另一 个小区, 移动台也需要频繁地自动 频繁地自动更换工作 个小区, 移动台也需要频繁地自动更换工作 频道，带来了复杂的控制和交换等等问题。 频道，带来了复杂的控制和交换等等问题。 由于基站数量多，控制技术复杂， 2. 由于基站数量多，控制技术复杂，小区制移 动通信网络的建设、 动通信网络的建设、运行和维护成本较 高。
现代移动通信 第5版教学课件第03章 组网技术基础-3
三、多信道共用的容量和信道利用率
2、多信道共用的容量计算
步骤1：由呼损率B和信道数 l ，确定系统可支持的 总呼叫话务量A
步骤2：确定每个用户的忙时话务量Aa
步骤3：计算系统所能容纳的用户数M
二、话务量与呼损
2、呼损率
数学表达式
✓ 令 A为呼叫成功的话务量
A C0t0
✓ 则呼损率为：
B A A' C C0
A
C
二、话务量与呼损
3、服务等级（GoS） 呼损率也称为服务等级（Grade of Service） 服务等级与用户满意度 ✓ 呼损率越小，成功呼叫概率越大，用户越满意。 主要可考用虑来两衡个量问最题忙：情况下用户进入系统的能力 ✓确定用户在忙时接入系统被阻塞的概率。 ✓确定符合GoS所需要的通信容量。
3 0.455 0. 602 0.725 0.899 1.057 1.271 1.980
4 0.869 1. 902 1.219 1.525 1.748 2.045 2.945
5 1.361 1. 657 1.875 2.218 2.054 2.881 4.010
6 1.909 2. 276 2.543 2.960 3.305 3.758 5.109
五、位置更新
不同MSC/VLR不同位置区的位置更新
小区1
小区3
(1)
(4) MSC
BSC
VLR
位置区1
小区2
位置区2
BSC
小区4
(2) (3)
MSC
HLR
(5)
VLR
《5G移动通信系统及关键技术》第03章 5G无线技术3.2-3.3
3.2.1 灵活双工技术
载波聚合（Carrier Aggregation，CA）——将多个不同频率（或者相同） 的载波聚合成一个更宽的频谱，同时也可以把一些不连续的 频谱碎片聚合到一起，从而达到提高带宽的效果 载波聚合、非载波聚合都可以采用灵活双工技术。 载波聚合应用场景中，网络可将原用于上行传输的频带用于 下行传输，并将该频带配置成辅载波辅小区； 非载波聚合应用场景中，网络可将原用于上行传输的频带用 于下行传输，并将该频带和上行频带配置成配对的频带。
1-17
3.2.2 同频同时双工
双工干扰分两类：
➢ 发射天线到接收天线的直达波 ➢ 经过多物体反射的多径到达波
全双工技术包括两方面：
➢ 全双工系统的自干扰抑制技术 ➢ 组网技术
双工干扰消除越多，系统频谱效率增益越大， 双工干扰被完全消除，则系统容量提升1倍。
1-18
3.2.2 同频同时双工
3、同时同频全双工中的干扰消除技术
简单，用户间干扰较小，但是受传输中信道衰落的影响比较 大。 – 间隔扩展子载波（Comb Spread Subcarriers），其特点是 通过频域扩展，增加频率分集，从而减少了信道衰落的影响。
多载波技术
(a) 分组子载波方式 (b) 间隔扩展thogonal Frequency Division Multiplexing）技 术是主流无线通信所采用的信号形式
Duplex，CCFD ——通信双方能够使用相同的时间、相同的频 率，同时发射和接收无线信号，从而将频谱效 率翻倍。 同频同时全双工的关键在于干扰的有效消除。
1-16
3.2.2 同频同时双工
2、同频同时全双工节点
节点基带信号经射频调制，从发射天线发出，而接收天线正在 接收来自期望信源的通信信号。
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3.1 GSM数字蜂窝移动通信系统
3.1.3 GSM网络接口
移动通信网（PLMN）接口如下图
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3.1 GSM数字蜂窝移动通信系统
3.1.3 GSM网络接口
1）MSC与BSS之间的接口(A接口)：A接口定义为移动
业务交换中心(MSC)与基站子系统(BSS)之间的通信接口。
☆移动台的组成
移动台的电原理图
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3.1 GSM数字蜂窝移动通信系统
3.1.5 GSM移动台：
3）移动台的组成和工作原理
发射过程 ☆移动台工作原理
接收过程
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3.1 GSM数字蜂窝移动通信系统
3.1.5 GSM移动台： 4）GSM手机接收机电路结构及工作原理
GSM手机接收机电路通常采用超外差接收机。 手机接收机有三种基本的框架结构： 一是超外差一次变频接收电路； 二是超外差二次变频接收电路； 三是直接变频式线性接收电路。
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3.1.5 GSM移动台： 4）GSM手机接收机电路结构及工作原理
☆超外差一次变频接收电路
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3.1.5 GSM移动台： 4）GSM手机接收机电路结构及工作原理
☆超外差二次变频接收电路
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3.1.5 GSM移动台： 4）GSM手机接收机电路结构及工作原理
移动通信技术
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第3章 蜂窝移动通信系统及设备 本章要点
蜂窝移动通信系统结构及其相关知识 通用分组无线业务接入技术 第三代移动通信系统 移动台的基本原理及信号流程
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第3章 蜂窝移动通信系统及设备
3.1 GSM数字蜂窝移动通信系统
3.2 CDMA数字蜂窝移动通信
3.3 通用分组无线业务接入技术
4)移动用户漫游号码 (MSRN)
当移动用户漫游到一个新的业务区后，为使GSM移动通信 网路能再进行路由选择，而给该用户分配一个临时性的移
动用户漫游号码(MSRN)
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3.1 GSM数字蜂窝移动通信系统
3.1.2 编号
5) 国际移动台设备识别码（IMEI）
IMEI唯一地识别一个移动台设备，用于监控被窃或无 效的移动设备，为一个15位的十进制数字。
3.4 第三代移动通信系统
3.5 实 训
3.6 习 题
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3
3.1 GSM数字蜂窝移动通信系统
3.1.1 GSM系统结构 GSM系统主要由移动台(MS)、移动网子系统(NSS)和基站子系
统(BSS)和操作支持子系统（OSS）四部分组成,看下图:
GSM系统结构
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3.1 GSM数字蜂窝移动通信系统
移动网号 （MNC）
移动用户识别码 （MSIN）
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3.1 GSM数字蜂窝移动通信系统
3.1.2 编号
3) 临时移动用户识别码 (TMSI)
为了对移动用户识别码保密， MSC/VLR可给每个来访的移 动用户分配一个临时移动用户识别码（TMSI）（仅限在本 MSC/VLR业务区内使用），每个移动用户的IMSI和TMSI可 按一定算法转换。
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3.1 GSM数字蜂窝移动通信系统
3.1.2 编号
1) 移动台国际ISDN号码 (MSISDN)
MSISDN号码是指主叫用户为呼叫公用数字蜂窝移动
通信网GSM系统中一个移动用户所需拨的号码。一个移
动台可分配一个或多个MSISDN号码，一个MSISDN号码
总长不超过15位数字 。其号码组成如下
MCCMNCLAC NhomakorabeaCI
8) 位置基地站识别码 (BSIC)
NCC（3bit） BCC（3bit）
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3.1 GSM数字蜂窝移动通信系统
3.1.2 编号
9) MSC/VLR号码
是在No.7信令消息中使用的代表MSC的号码，“中国电信”GSM PLMN
网中的MSC/VLR号码结构为用户号码为全0的MSRN号码。
2）MSC与VLR之间的接口(B接口)：B接口定义为MSC
与访问位置寄存器（VLR）之间的接口
3）MSC与HLR之间的接口(C接口) ：用于传递路由选
择和管理信息。
4）HLR与VLR之间的接口(D接口) ：用于交换有关移动
用户的位置数据和管理用户数据
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3.1 GSM数字蜂窝移动通信系统
(空中接口)定义为移动台与基站子系统（BSS）之间的 接口，实际上是MS与基站收发信台(BTS)之间的通信接 口，用于移动台与GSM系统的固定部分之间的互通，其
物理链接通过无线链路实现。
9）用户与网络之间的接口(Sm接口) ：Sm接口是人
机接口，它是移动用户与移动网络间的接口。
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※另外，GSM蜂窝系统规定上行传输（MS到BTS）所用的帧号和下行传输
（BTS到MS）所用的帧号相同，但上行帧(相同号码)比下行帧，在时间上推后3 个时隙，如图所示。这样规定的目的是允许移动台在这3个时隙的时间内，进行 帧调整和对收发信机的调谐和转换。
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3.1.4 GSM数字蜂窝移动通信系统
10) HLR号码
HLR号码是在No.7信令消息中使用的代表HLR的号码，“中国电
信”GSM PLMN网中的HLR号码结构是用户号码为全0的MSISDN号码。
11) HLR号码
切换号码 (HON)是指当进行移动交换局间越局切换时，为选择路由，
由目标MSC(即要求切换到的MSC)临时给移动用户分配的一个号码。
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越区切换流程图
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3.1 GSM数字蜂窝移动通信系统
3.1.5 GSM移动台：
移动台（MS）是GSM系统必不可少的一个组成部分， 它具有多样的、并不断增加的服务功能，特别是与公 用陆地移动网（PLMN）、综合业务数字网（ISDN）终 端设备相连，提供各种电信业务。
1）移动台技术特性
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5
3.1 GSM数字蜂窝移动通信系统
3.1.1 GSM系统结构 3) 基站子系统(BSS)
是在一定的无线覆盖区域中由MSC控制并与 MS进行通信的系统设备。它主要负责无线发送、 接收和无线资源管理等功能。
基站子系统是由基站控制器(BSC)和基站收发 信台(BTS)这两部分的功能实体构成。
3.1.1 GSM系统结构 1)移动台(MS): 移动台是公用GSM移动通信网中移动用户使
用的设备，也是用户能够直接接触的整个GSM系统中的唯一设 备,它可以为车载型、便携型和手持型。
2)移动网子系统（NSS）: 移动网子系统又称交换子系
统，主要完成GSM系统的交换功能和用户数据与移动性管理、 安全性管理所需的数据库功能，它对GSM移动用户之间通信和 GSM移动用户与其它通信网用户之间通信起着管理作用
3.1.3 GSM网络接口 5）MSC之间的接口(E接口)：E接口定义为控制相邻区域
的不同移动业务交换中心(MSC)之间的接口，主要用于交 换移动用户在MSC之间进行越局切换时的有关信息。
6）MSC与EIR之间的接口(F接口) ：F接口用于MSC和
设备识别寄存器(EIR)之间的信令交换，用于交换相关的国
3.1.2 编号
2)国际移动用户识别码(IMSI)
为了在整个GSM移动通信网中正确识别某个移动用户， 就必须给移动用户分配一个特定的识别码，这个识别码称 为国际移动用户识别码(IMSI)，也称为国际移动用户身份 码（它不是呼叫号码），存储在用户识别卡(SIM)、HLR、
VLR中。
移动用户国家码 （MCC）
☆移动台技术性能
☆移动台的输出功率及功率控制
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3.1 GSM数字蜂窝移动通信系统
3.1.5 GSM移动台： 2）用户识别卡（SIM）
☆SIM卡的结构 ☆SIM卡的使用 ☆ SIM卡的功能
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3.1 GSM数字蜂窝移动通信系统
3.1.5 GSM移动台：
3）移动台的组成和工作原理
3.1 GSM数字蜂窝移动通信系统
3.1.4 GSM数字蜂窝移动通信系统 1）频率配置：
☆工作频带和载频间隔
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3.1 GSM数字蜂窝移动通信系统
3.1.4 GSM数字蜂窝移动通信系统
1）频率配置：
☆频道编号 fL（n）= 890MHz + 0.2n MHz （下频段） fH（n）= fL（n）+ 45MHz （上频段）
国家码 （CC）
国内目的地码 （NDC）
CC即移动台注册登记的国家码，中国为86。
用户号码 （SN）
NDC和SN两部分构成移动台国内有效ISDN号码，用11位数字的等长号码表示。
NDC包括数字蜂窝移动业务接入号和HLR识别号（H0H1 H2 H3 ）。
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3.1 GSM数字蜂窝移动通信系统
☆话音业务
☆数据业务：可提供2.4、4.8和9.6kbit/s的透明数据
2020/4/14 业务。还可提供12.0kbit/s的非透明数据业务。 21
3.1 GSM数字蜂窝移动通信系统
3.1.4 GSM数字蜂窝移动通信系统 4）信道类型：
GSM系统物理信道
中信道
业务信道(TCH)
逻辑信道
广播信道（BCH）