现代移动通信》第4章：移动通信组网原理
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移动通信基础课件-第4章 扩频通信技术
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图4-5 15位码序列T = 4Tc时的自相关系数
图4-6 15位码序列T = 0时的自相关系数
图4-7 n=4, P=15 m序列的自相关系数曲线
扩频通信系统有以下两个特点。
（1）传输信号的带宽远大于被传输的原始信 号的带宽。
（2）传输信号的带宽主要由扩频函数决定， 此扩频函数通常为伪随机编码信号。
2．扩频通信技术的发展简史
3．典型扩频通信系统框图
图4-1是一个典型的扩频通信系统框 图。
由发送端、接收端和无线信道3部分 组成。
图4-1 典型的扩频通信系统框图
（2）不同代的但没有直系关系的OVSF码也 相互正交，如C2,0和C4,2。
（3）不同代而有直系关系的OVSF码不互相 正交，如C2,1和C4,2。
（4）OVSF码的正交特性（同长度的OVSF 码序列）。
① OVSF码的自相关特性：自相关系数 为1。
② OVSF码的互相关特性：正交的。
现代移动通信蔡跃明第三版思考题与习题参考答案chapter_4
I (+1* +1)(+—1)第四章思考题与习题1. 移动通信对调制技术的要求有哪些？在移动通信中，由于信号传播的条件恶劣和快衰落的影响， 接收信号的幅度会发生急剧 的变化。
因此，在移动通信中必须采用一些抗干扰性能强、误码性能好、频谱利用率高的调 制技术，尽可能地提高单位频带内传输数据的比特速率以适用于移动通信的要求。
具体要求：① 抗干扰性能要强，如采用恒包络角调制方式以抗严重的多径衰落影响；② 要尽可能地提高频谱利用率；③ 占用频带要窄，带外辐射要小；④ 在占用频带宽的情况下，单位频谱所容纳的用户数要尽可能多；⑤ 同频复用的距离小；⑥ 具有良好的误码性能；⑦ 能提供较高的传输速率，使用方便，成本低。
2. 已调信号的带宽是如何定义的？信号带宽的定义通常都是基于信号功率谱密度 (PSD)的某种度量，对于已调(带通)信 号，它的功率谱密度与基带信号的功率谱密度有关。
假设一个基带信号：s(t) =Re{g(t)exp(j2二仁切其中的g(t)是基带信号，设g(t)的功率谱密度为P g (f)，则带通信号的功率谱密度如下：P s (f )二1 P g (f - f c ) P g (-f - f c )l 4信号的绝对带宽定义为信号的非零值功率谱在频率上占据的范围； 最为简单和广泛使用的带宽度量是零点-零点带宽；半功率带宽定义为功率谱密度下降到一半时或者比峰值低 3dB 时的频率范围；联邦通信委员会 (FCC)采纳的定义为占用频带内有信号功率的99%。
3. QPS K 、OQPSK 的星座图和相位转移图有何差异？如图所示QPSK相位星座图OPSK相位星座图QPSK信号的相位有90°突变和180°突变。
OQPSK信号的相位只有90°跳变，而没有180°的相位跳变。
4. QPSK和OQPSK的最大相位变化量分别为多少？各自有哪些优缺点？OPSK的最大相位变化量为1800, OPSK最大相位变化量为900。
现代移动通信-蔡跃明-第三版-习题参考答案
第一章思考题与习题1. 何为移动通信？移动通信有哪些特点？答：移动通信是指通信的双方至少有一方在移动中（或者停留在某一非预定的位置上）进行信息传输和交换，这包括移动体（车辆、船舶、飞机和行人）和移动体之间的通信，移动体和固定点（固定无线电台和有线用户）之间的通信。
移动通信的特点：（1）无线电波传播复杂（2）移动台受到的干扰严重（3）无线电频谱资源有限（4）对移动设备的要求高（5）系统复杂2. 单工通信与双工通信有何特点？各有何优缺点？答：单工通信的特点：收发信机轮流工作、设备简单、省电、只允许一方发送时另一方进行接收；优点：设备简单、省电。
缺点：通信的时间长、使用不方便。
双工通信的特点：收发信机可以同时工作、使用方便，电源的消耗大；优点：使用方便、收发信机可以同时工作。
缺点：发射机总是工作的，电源消耗大。
第二章 思考题与习题1 蜂窝移动通信中的典型电波传播方式有哪些？答：典型的电波传播方式有直射、反射、折射、绕射、散射等。
当电波的直射路径上无障碍物时，电波直接到达接收天线；当电波的直射路径上存在障碍物时，电波会绕过障碍物遮挡向前传播形成绕射波；当电波在平坦地面上传播时，因大地和大气是不同的介质而使入射波在界面上产生反射波；当电波入射到粗糙表面时，反射能量由于散射而散布于所有方向，形成散射波。
2 设工作频率分别为900MHz 和2200MHz ，移动台行驶速度分别为30m/s 和80m/s ，求最大多普勒频移各是多少？试比较这些结果。
解：当工作频率为900MHz ，行驶速度为30m/s 和80m/s 时的最大多普勒频移为：当工作频率为2200MHz ，行驶速度为30m/s 和80m/s 时的最大多普勒频移为：由以上的计算结果可以知道，最大多普勒频移与移动台的速度和工作频率有关，速度越大；最大多普勒频移越大，频率越大，最大多普勒频移。
3 如果某种特殊调制在/0.1s T ∆≤时能提供合适的误比特率(BER)，试确定下图（图P14）所示的无均衡器的最小符号周期(由此可得最大符号率)。
(完整版)移动通信原理
第 1 章 移动通信概述 .................................................................................................1 1.1 移动通信系统的构成.......................................................................................1 1.2 移动通信的主要特点......................................................................................1 1.3 移动通信系统的分类......................................................................................3 1.4 移动通信系统的运行状态..............................................................................3 1.5 蜂窝移动通信系统 1.6 移动通信中采用的技术...................................................................................4 1.7 我国移动通信系统的频率...............................................................................7 1.8 移动通信的标准化........................................................................................7
《现代移动通信》第4章移动通信组网原理(精)
2. 关于SS7信令网
7号信令网络是与PSTN平行的一个独立的网络， 是供传送信令的数据链路构成的网络，叠加到信息 网上。图4.25 信令网、信息网及其分层结构
图4.24 7号信令系统的协议结构
OSI 层次 应用层 直接为用户提供所需服务 7 表示层 为用户提供统一的数据表示方式 SS7 层次
MAP
TUP
6
ISDN
-UP
验证身份，恢复下层不可恢复的差错 提供端对端的逻辑信道 处理报文分组、多路复用和分组交换 提供一条无差错的数据链路 规定接口的物理电气特性，保证电路 两端能正确发送和接收
会话层
DUP
TCAP SCCP
5
传输层
4
网络层
3
链路层
2
物理层
MTP
1
图4.25 信令网、信息网及其分层结构
4 18 11
3 17 10
6 20 13
5 19 12
4.1.4 基本网络结构
移动通信的基本网络结构如 图4.11所示。 基站通过传输链路与移动交换机相连，交换机 再与固定电信网络或其他通信网相连，所以移 动通信有以下两种通信链路：①移动用户←→ 基站←→交换机←→其他网络←→其他用户； ②移动用户←→基站←→交换机←→基站←→ 移动用户。
图4.11 基本网络结构
其他公众网
M SC
M SC
4.2 多址接入技术
4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 频分多址(FDMA) 时分多址(TDMA) 码分多址(CDMA) FDMA、TDMA与CDMA系统容量比较
4.2.1 频分多址(FDMA)
频分多址是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， 如图4.13所示。移动台MS1、MS2、…、MSk分 别分配有发射频道、、…、和接收频 道、、…、。我们将基站向移动台方向的信道 称为前向信道，而将移动台向基站方向的信道 称为反向信道。
移动通信
2．集群移动通信系统 ．
集群移动通信系统属于调度性专业网， 集群移动通信系统属于调度性专业网，将各种业务部门所需 调度性专业网 的基站及控制设备集中建站、统一管理、统一使用， 的基站及控制设备集中建站、统一管理、统一使用，每个部门只 需建立各自的调度中心台，做到共享频率资源、共享通信设施、 需建立各自的调度中心台，做到共享频率资源、共享通信设施 、 共享通信业务、共同分担费用， 共享通信业务、共同分担费用，是一种高效而又廉价的移动通信 系统。 系统。
3．无中心选址个人通信系统 ．
无中心选址个人通信系统的体制与蜂窝网和集群网的体制不 将中心集中控制转为电台分散控制， 同，它将中心集中控制转为电台分散控制，通话所需的信道由主 呼台选择，经被呼台确认后双方在该信道上进行通话， 呼台选择，经被呼台确认后双方在该信道上进行通话，这样频率 利用率高。 利用率高。
第1章 概论
我国移动通信发展
1、1980年在上海建立并试用了公用移动通信系统。 、 年在上海建立并试用了公用移动通信系统。 年在上海建立并试用了公用移动通信系统 2、1987年在广州、上海率先开通了模拟蜂窝移动电话业 、 年在广州、 年在广州 采用900MHZ，TACS标准。 标准。 务。采用 ， 标准 3、1993年在浙江嘉兴地区引入第二代数字移动蜂窝网 、 年在浙江嘉兴地区引入第二代数字移动蜂窝网 GSM系统，开始试运转。94年建网，95年推广到 个省， 系统， 年建网， 年推广到 个省， 年推广到15个省 系统 开始试运转。 年建网 96年扩展到全国。 年扩展到全国。 年扩展到全国 4、2000年模拟蜂窝网封网，将频段让给数字网。 、 年模拟蜂窝网封网， 年模拟蜂窝网封网 将频段让给数字网。 5、2002年中国移动在全国正式投入 、 年中国移动在全国正式投入GPRS（通用分组无 年中国移动在全国正式投入 （ 线业务）。 线业务）。
移动通信技术ch移动通信组网原理
（dS /dI）-n
基站A
基站K
J
*
当移动台处于覆盖区边缘点时，受到的同频干扰最严重 二频组（A与C同频）： 三频组（A与D同频）： n频组（A与n+1同频）： 重叠区宽度a可根据C/I设计要求，由上式计算出来 在C/I符合要求，即大于同频干扰防卫度的前提下，为了 使频率利用最经济，希望同频复用距离D越小越好。
*
二、小区制的特点 可以提高频率利用率，增加用户容量：因为同一组信道频率可以多次重复使用 小区制中因为采用了频率复用技术，因此带来同频道干扰问题 网路构成复杂：需要越区切换、漫游、位置登记、更新等
*
2.2.2 条（带）状服务区 一、定义 条状服务区是指用户的分布呈条状，例如铁路、公路、狭长城市、沿海水域、内河等
*
2.3.1 固定信道分配 概念：将频道固定分配给某个小区使用，蜂窝系统采用此法 1、分区分组法遵循的准则 所需波道尽量占用最小的频段，即尽量提高频段利用率 为避免同道干扰，在单位无线区群内不能使用相同波道 为避免三阶互调干扰，在每个无线小区内应采用无三阶互调波道组。
*
判别是否存在三阶互调干扰？ 设信道频率和信道序号之间的关系为： 当n个信道序号按照上升顺序排成信号序列时，任意两个 信道间的差值为： 结论：判别某个预选的信道组之间是否存在三阶互调干 扰，只要确定信道序号差值序列中有无相等的差 值即可。
*
2.4.3 移动台的功率控制 2.4.4 蜂窝系统容量的改善 2.4.3 面状服务区 2.5 多信道共用技术 2.5.1 话务量、呼损率和系统用户数 2.5.2 信道的自动选择方式 2.6 越区切换 2.6.1 切换门限值、切换过程和信道分配 2.6.2 实际切换中需要注意的问题
移动通信技术——第4章 移动通信系统组网
4.3 多信道共用
4.3.1 多信道共用的意义
在双工移动通信系统中，移动用户 在通话时要占用一条信道。 由于频谱资源的限制，用户数总是 大于信道数。 蜂窝移动通信系统使用多信道共用 技术缓解频谱资源有限和用户数多的矛 盾。
多信道共用是指系统允许大量的用 户在一个小区内共享少量的信道。 每个用户只在呼叫时才分配一个信 道，一旦通话终止，用户占用的信道马 上释放供其他用户使用。
令F为邻近蜂窝干扰因子，则CDMA 系统容量，即式（4-31）变为
(W / Rb )GF N （信道/小区） ( Eb / N 0 )d
4.5 蜂窝系统的移动性管理
4.5.1 蜂窝系统服务区域划分
1．服务区域的划分
一般的第二代蜂窝移动系统服务区域划分 如图4-22所示。 图中只画出一个移动运营网络，即一个公 共陆地移动网络（Public Land Mobile Network， PLMN），多个PLMN服务区可以重叠。
如果单位区群在系统中复制了M次，则双 向信道的总数C可以作为容量的一个度量，即 C = MS =MkN
3．区群结构的实现
单位区群内小区数N越大，同信道小区的 距离D就越远，抗同频干扰的性能就越好。 但是相应地，单位区群内小区数N越大， 需要的信道组越多，频谱利用率下降。 所以单位区群内小区数N与同信道小区的 距离D为互为矛盾的指标，须折中考虑。
（2）扇区划分技术
蜂窝移动通信系统中的同频干扰可以通 过使用定向天线代替基站中单独的一根全向 天线来减小，其中每个定向天线辐射某一个 特定的扇区。 这种使用定向天线来减少同频干扰，从 而提高系统容量的技术叫做扇区划分技术。
扇区划分技术与小区分裂不同，它 可以保持小区半径不变，容量的提高是 通过减少同频干扰以达到提高频率利用 率来实现的。
移动通信组网技术
在实际的蜂窝系统中，需要对这两个目标进行协调和折衷。
推导载干比与小区簇的关系
C---移动台接收的载波功率
I---移动台接收的同频干扰功率。
若设有K个同频干扰小区，则移动台接收的载干比可表示为
C C
I
k
Ik
i1
问题：
满足同频载干比最低门限 少多大？
时 CI ， s 要求的小区簇数目N至
推导载干比与小区簇的关系
11
移动通信的工作方式
➢ 单工通信
是指通信双方设备交替地进行收信和发信。根据通信方 是否使用相同的频率，单工制又分为同频单工和双频单工
常用的对讲机就采用这种通信方式
发射机 f1( f1)
f1( f2) 发射机
接收机
PTT
f1( f2 )
送受话器
PTT f1( f1 )
接收机 送受话器
电台（甲）
电台（乙）
蜂窝概念
➢ 蜂窝概念
整个无线覆盖区采用正六边形无线小区彼此邻接构成，把这
种六边形形状基站的覆盖范围称之为蜂窝网。
移动通信系统是采用一个叫基站的设备来提供无线服务范围 的。基站的覆盖范围有大有小，我们把基站的覆盖范围称之 为蜂窝。
许多小功率的发射机(小覆盖区)来代替单个的大功率发射机 (大覆盖区)，每一个小覆盖区只提供服务范围内的一小部分 覆盖。每个基站分配整个系统可用信道中的一部分，相邻基 站则分配另外一些不同的信道，这样部分可用信道就分配给 了相邻的基站。给相邻的基站分配不同的信道组，则基站之 间(以及在它们控制下的移动用户之间)的干扰就最小。
2024/6/23
7
铁塔天馈系统
什么是天线？ 基站天线是基站与手机之间的接口。它可以同时发射 和接收无线电波；发射时，天线将高频电流转换为电
现代移动通信蔡跃明题参考答案欧阳歌谷创编
第一章思考题与习题1.欧阳歌谷（2021.02.01）2.何为移动通信？移动通信有哪些特点？答：移动通信是指通信的双方至少有一方在移动中（或者停留在某一非预定的位置上）进行信息传输和交换，这包括移动体（车辆、船舶、飞机和行人）和移动体之间的通信，移动体和固定点（固定无线电台和有线用户）之间的通信。
移动通信的特点：（1）无线电波传播复杂（2）移动台受到的干扰严重（3）无线电频谱资源有限（4）对移动设备的要求高（5）系统复杂3.单工通信与双工通信有何特点？各有何优缺点？答：单工通信的特点：收发信机轮流工作、设备简单、省电、只允许一方发送时另一方进行接收；优点：设备简单、省电。
缺点：通信的时间长、使用不方便。
双工通信的特点：收发信机可以同时工作、使用方便，电源的消耗大；优点：使用方便、收发信机可以同时工作。
缺点：发射机总是工作的，电源消耗大。
4.常用的移动通信系统包括哪几种类型？答：蜂窝移动通信系统，无绳电话系统，集群移动通信系统，卫星移动通信系统，无线LAN等5.移动通信系统由哪些功能实体组成？答：移动通信系统包括移动交换子系统（SS）、操作管理子系统（OMS）和基站子系统（BSS）（通常包括移动台（MS）），是一个完整的信息传输实体。
无线接口的主要功能如下：（1）用户与移动网之间的接口（Sm接口），即人机接口。
（2）移动台与基站之间的接口（Um接口）。
（3）基站与移动交换中心之间的接口（A接口）。
（4）基站控制器（BSC）与基站收发信机（BTS）之间的接口（Abis接口）。
（5）移动交换中心(MSC)与访问位置寄存器（VLR）之间的接口 (B接口)。
（6）移动交换中心(MSC)与原籍位置寄存器(HLR)之间的接口 (C接口)。
（7）原籍位置寄存器（HLR）与访问位置寄存器（VLR）之间的接口 (D接口)。
（8）移动交换中心之间的接口(E接口)。
（9）移动交换中心（MSC）与设备标志寄存器（EIR）之间的接口（F接口）。
移动通信-第3章-移动通信组网原理
03
移动通信网络规划与设计
网络规划的目标和原则
目标
确保移动通信网络的覆盖范围、容量 和质量满足用户需求，同时实现高效 和经济性的运营。
用户需求导向
始终以满足用户需求为首要目标。
技术先进性
采用先进的通信技术，确保网络性能 和未来扩展性。
经济合理性
在满足需求的同时，合理控制投资成 本，实现经济效益最大化。
数学模型
利用数学模型对网络性能进行预测和分析。
实际测量
通过实际测量和数据分析，了解网络运行状 况和用户需求。
网络设计的流程和要点
1. 需求分析
深入了解用户需求和市场环境，明确 网络设计目标。
2. 方案设计
根据需求分析结果，制定网络设计方 案。
网络设计的流程和要点
3. 实施与测试
按照设计方案进行网络建设与测试。
4. 优化调整
根据测试结果和实际运行情况，对网络进行优化和调整。
网络设计的流程和要点
灵活性
设计方案应具有一定的灵活性，以适应未来技术和业务发展的变 化。
可扩展性
确保网络结构易于扩展，满足未来用户和业务增长的需求。
可靠性
采取多种措施提高网络的可靠性和稳定性，降低故障风险。
04
移动通信网络安全与管理
终端设备
手机、平板电脑、笔记本电脑 等移动终端。
基站
负责与终端设备进行无线信号 的收发和交换。
网络控制器
管理和控制基站之间的通信， 实现网络资源的调度和分配。
核心网络
负责数据的路由、交换和计费 等功能。
移动通信网络的工作原理
无线信号传输
通过无线电波在基站和终端设备之间传输信 号。
调制解调
国网系统招聘 通信专业课程讲解 第4章移动通信系统
5．软件无线电技术 6．多用户检测技术
4.2 GSM数字蜂窝移动通信系 统
4.2.1 系统组成
• GSM数字蜂窝通信系统的主要组成部分可分为移动台（MS）、基站子
系统（BSS）和网络子系统（NSS），
图4-8 GSM蜂窝移动电话系统结构示意图
1．网络子系统
• 网络子系统（NSS）主要提供交换功能以及用于进行用户数据与移动管
4．系统接口
• GSM系统在制定技术规范时对其子系统之间及各功能实体之间的接口
和协议作了比较具体的定义，使不同的设备供应商提供的GSM系统基础设 备能够符合统一的GSM技术规范而达到互通、组网的目的。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
图4-9 GSM系统接口示意图
（1）Um接口 （2）Abis接口 （3）A接口 （4）子系统内部接口 （5）MSC/VLR、HLR、AUC、BSC与OMC之间的接口
图4-15 GPRS的特点
⑥ 高效地利用网络资源，降低通信成本。
⑦ 利用现有的无线网络覆盖，提高网络建设速度，降低建设成本。
⑧ GPRS的核心网络顺应通信网络的发展趋势，为GSM网向第三代演进打 下基础。
4.2.4 EDGE
1．EDGE的概念与特点
• 与以前的系统相比，EDGE有以下几方面的优点。
第4章 移动通信系统
• 随着社会经济的发展，人们的社会活动、信息交流日益频繁，人类社
会已进入信息时代。
• 在这样一个时代，人们对信息获取、交换手段和方式的要求越来越高，
人们一直有这样一种美好的愿望，即能实现任何人（Whoever）在任何 时候（Whenever）、任何地方（Wherever）以任何方式（Whatever） 与任何人（Whomever）进行通信，即通信的“5W”，这便是通信的最高 目标。
第4章 移动通信网络技术-1
最合适
最大 最小
基站辐射半径r相同
19
第4章 移动通信网络技术
蜂窝小区的覆盖半径主要取决于人口密度及分布、人 流活动路线和场所。
小区覆盖半径越小，小区数目越多，
容量越大，但基站数也在增多 农村地区：蜂窝小区覆盖半径较大； 城市中心地区：蜂窝小区半径很小。 根据蜂窝小区覆盖半径的不同，蜂窝可分为三类：宏蜂窝、
微蜂窝和微微蜂窝。
20
第4章 移动通信网络技术
各类蜂窝小区的特点： ① 宏蜂窝。早期蜂窝小区由宏蜂窝构成。 小区覆盖半径：2～20 km。基站的发射功率：l00 W左右。 天线架设位置比较高。 在实际的宏蜂窝内通常存在着两种特殊的微小区域： 一是“盲点”区域 —— 由于无线电波遇到障碍物而造成的 阴影区域，使得该区域的信号强度减弱，通信质量下降； 二是“热点”区域 —— 在商业中心或交通要道等业务繁忙 区域，空间业务负荷分布不均匀。 为了解决“盲点”区域和“热点”区域问题，于是产生 了微蜂窝小区技术。
11
第4章 移动通信网络技术
4.2 频率复用技术和系统容量
因频率资源有限，为增加用户容量，需采用小区制（蜂 窝网），可以实现频率再利用（频率复用） 考虑以下问题： 1、频率复用的原则（需满足什么条件） 2、小区形状、大小如何确定（基站覆盖半径） 3、哪些小区可以实现频率复用 4、频率复用对系统容量及性能的影响
9
第4章 移动通信网络技术
AUC：鉴权中心。完成对移动用户的鉴权，存储移动用户的 鉴权参数，并能根据MSC/VLR的请求产生、传送相应的鉴权
参数。
EIR：存储移动台设备参数的数据库。存储着移动设备的国 际移动设备识别码(IMEI/电子串号)；分别列出了准许使用的、
出现故障需监视的、失窃不准使用的移动设备的IMEI识别码，
最大 最小
基站辐射半径r相同
19
第4章 移动通信网络技术
蜂窝小区的覆盖半径主要取决于人口密度及分布、人 流活动路线和场所。
小区覆盖半径越小，小区数目越多，
容量越大，但基站数也在增多 农村地区：蜂窝小区覆盖半径较大； 城市中心地区：蜂窝小区半径很小。 根据蜂窝小区覆盖半径的不同，蜂窝可分为三类：宏蜂窝、
微蜂窝和微微蜂窝。
20
第4章 移动通信网络技术
各类蜂窝小区的特点： ① 宏蜂窝。早期蜂窝小区由宏蜂窝构成。 小区覆盖半径：2～20 km。基站的发射功率：l00 W左右。 天线架设位置比较高。 在实际的宏蜂窝内通常存在着两种特殊的微小区域： 一是“盲点”区域 —— 由于无线电波遇到障碍物而造成的 阴影区域，使得该区域的信号强度减弱，通信质量下降； 二是“热点”区域 —— 在商业中心或交通要道等业务繁忙 区域，空间业务负荷分布不均匀。 为了解决“盲点”区域和“热点”区域问题，于是产生 了微蜂窝小区技术。
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第4章 移动通信网络技术
4.2 频率复用技术和系统容量
因频率资源有限，为增加用户容量，需采用小区制（蜂 窝网），可以实现频率再利用（频率复用） 考虑以下问题： 1、频率复用的原则（需满足什么条件） 2、小区形状、大小如何确定（基站覆盖半径） 3、哪些小区可以实现频率复用 4、频率复用对系统容量及性能的影响
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第4章 移动通信网络技术
AUC：鉴权中心。完成对移动用户的鉴权，存储移动用户的 鉴权参数，并能根据MSC/VLR的请求产生、传送相应的鉴权
参数。
EIR：存储移动台设备参数的数据库。存储着移动设备的国 际移动设备识别码(IMEI/电子串号)；分别列出了准许使用的、
出现故障需监视的、失窃不准使用的移动设备的IMEI识别码，
移动通信-第4章抗衰落
M
∑
∑
k=1
rk
图 3 – 40 等增益合并
第4章 噪声与干扰
4.1.2 分集合并性能的分析与比较
在通信系统中，信噪比是一项十分重要的性能指标， 它决定了系统的话音质量（模拟）和误码率（数字）。分 集合并的性能是指合并前后信噪比的改善程度。为了比较 三种合并方式，作如下假设：
•每支路噪声均为加性噪声且与信号不相关，噪声均值 为零，具有恒定的均方根值； •信号幅度的衰落速率远低于信号的最低调制频率； •各支路信号的衰落互不相关，彼此独立；
M
r(t) a1r1(t) a2r2 (t) aM rM (t) akrk (t)
k 1
式中，ak为第k个信号的加权系数。
第4章 噪声与干扰
(1)选择式合并：选择式合并是检测所有分集支路的 信号，以选择其中信噪比最高的那一个支路的信号作为合 并器的输出。由上式可见，在选择式合并器中，加权系数 只有一项为1，其余均为0。
(5)角度分集：角度分集的作法是使电波通过几个 不同路径，并以不同角度到达接收端，而接收端利用多 个方向性尖锐的接收天线能分离出不同方向来的信号分 量；由于这些分量具有互相独立的衰落特性，因而可以 实现角度分集并获得抗衰落的效果。
角度分集在较高频率时容易实现。
第4章 噪声与干扰
(6)时间分集：快衰落除了具有空间和频率独立性 之外，还具有时间上的独立性。同一信号在不同的时 间多次重发，只要各次发送的时间间隔足够大，那么 各次发送信号所出现的衰落将是彼此独立的，接收机 将重复收到的同一信号进行合并，就能减小衰落的影 响。
第4章 噪声与干扰
原理图中各条路径加权系数为1，属于等增益合并方式， 实际中应该采用最大比值合并，利用多个并行相关器，获得 各多径信号能量，即RAKE接收机利用多径信号，提高了通信 质量；
移动通信移动通信组网原理
•
缺陷：由于出发点是避免三阶互调干扰， 没考虑同一信道组的频率间隔，可能会 出现较大的邻道干扰。
2. 等频距配置法 等频距配置法：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 避免道干扰和互调干扰（虽然这样的频率 配置可能正好满足产生互调的频率关系 di,x=dk,j，但频距大，接收机滤波器可以滤 除干扰）。
设在100个信道上，平均每小时有2100次呼 叫，平均每次呼叫时间为2分钟，则这些 信道上的呼叫话务量为
60 A 70 Erl 2100 2
2. 呼损率 设完成话务量用A0表示，则 A0=0S (2-89) 0：单位时间内呼叫成功的次数。
则呼损率B为
A A0 0 B A
3.3.2
小区制
• 小区：把整个服务区域划分为若干个无 线小区（cell)，每个小区分别设置一个基 站。半径2至20km，小的1至3km、500m. • 功率：5至20W. • 基站作用：负责本区移动通信的联络和 控制，又可在移动业务交换中心（ＭＳ Ｃ）的统一控制下，实现小区之间移动 用户通信的转接，以及移动用户与市话 用户的联系。
B
A / n!
i A / i! i 1 n
n
(2 91)
该式就是电话工程中的爱尔兰公式。
• 信道的利用率：每小时每信道的完成话 务量。
A0 A(1 B) n n
(2 92)
• 利用率提高可以使呼损率B加大，利用 率的提高要与呼损率综合考虑。
• 呼损率和话务量与信道数及信道利用率 的关系如书 P128表5-2， 由表可见，B一 定的条件下，随n的增大，A不断增加。 • 随n 的加大而增长； • n<3时，A随n接近指数规律增长； • n>6时， A随n接近线性规律增长； • n>8之后，增长很慢； 因此同一基站的共用信道数不宜过多。
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M S1 M S2
反向信道 f1
f2
前向信道
f1 f2
… …
…
M Sk
13
fk
fk
BS
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4.2.2 时分多址(TDMA)
1. 时分多址的原理 图4.15是TDMA通信系统的工作示意图，图
中只画出移动台到基站传输时信号占用时隙的 情况。 2. 时分多址通信系统的帧和时隙 3. 时分多址通信系统中的同步和定时
2. 动态频道分配
动态频道分配可以做到按业务量的大小，合理地在
不同基站之间按需分配频道，避免了小区忙闲不均的
情况。
7
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图4.10 7个基站21个扇形小区为一个 区群的频道分配
3
17 10
4 18 11
5 19
12
2
7
4
16 9
21 14
18 11
3 17 10
7 21
14
6 20 13
5 19
第4章 移动通信组网原 理
4.1 移动通信网络的构成 4.2 多址接入技术 4.3 多信道共用技术 4.4 移动通信中的信令 4.5 移动管理技术
1
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4.1 移动通信网络的构成
4.1.1 大区制移动通信网 4.1.2 小区制蜂窝移动通信网络的构成 4.1.3 小区频率配置 4.1.4 基本网络结构
22
B
1%
n
A
(% )
1 0.0101 1.0 2 0.1536 7.6 3 0.456 15.0 4 0.869 21.5 5 1.360 26.9 6 1.909 31.5 7 2.500 35.4 8 3.128 38.7 9 3.783 41.6 10 4.461 44.2 11 5.160 46.4 12 5.876 48.5 13 6.607 50.3 14 7.352 52.0 15 8.108 53.5 16 8.875 54.9 17 9.652 56.2 18 10.437 75.4 19 11.230 58.9 20 12.031 59.5
频分多址是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， 如图4.13所示。移动台MS1、MS2、…、MSk分 别分配有发射频道、、…、和接收频 道、、…、。我们将基站向移动台方向的信道 称为前向信道，而将移动台向基站方向的信道 称为反向信道。
12
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图4.13 频分多址示意图
9
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图4.11 基本网络结构
其他公众网
MSC
MSC
10
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4.2 多址接入技术
4.2.1 频分多址(FDMA) 4.2.2 时分多址(TDMA) 4.2.3 码分多址(CDMA) 4.2.4 FDMA、TDMA与CDMA系统容量比较
11
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4.2.1 频分多址(FDMA)
Rd
Rd
4
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4.1.2 小区制蜂窝移动通信网络的构成
1. 蜂窝网的由来 2. 区群的结构 图4.4 正六边形区群的构成 3. 同频干扰保护与同频复用距离 4. 激励方式 5. 小区分裂
5
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图4.4 正六边形区群的构成
N=3 a=1 b=1
N=4 a=2 b=0
N=7 a=2 b=1
2
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4.1.1 大区制移动通信网
所谓大区制就是在一个服务区内只有一个 或几个基站，由该基站负责整个移动通信网的 联络与控制，如图4.1所示。
大区制的优点是系统组成简单，投资少， 见效快。
3
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图4.1 大区制移动通信示意图
同频转发器 及覆盖范围
f1 f2
Rd f1
f2
Rd
f3
f4
Ck
BS
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图4.20 伪随机码扩频多址方式原理图
18
… …
1 N
TDM
A 模2加
扩频调制
b(t)
PSK B
调制
…
C 模2加
扩频解调
D
S (t)
PSK 解调
TDM
Zt (t)
1 N
C(t )
PN
f0
PN
f0
(a)
A点
B点
C点
D点
数字信号
Rs 0 Rs Rc
干扰
数字信号 无用信号 干扰
0
14
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图4.15 时分多址示意图
1
1
1
t
2
2
2
M S1
t
M S2
…k
…k
…k
t
…
M Sk
时隙 帧
15
BS
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4.2.3 码分多址(CDMA)
1. 码分多址的概念 图4.19 码分多址示意图
2. 扩频码分多址原理 图4.20示出了伪随机码扩频多址方 式的原理框图
3. 直扩(直接序列扩频)码分多址系统的特点
(1)
具有扩频通信系统的所有优点
(2)
系统容量大
(3)
不需要复杂的频率分配和管理
(4)
软容量和小区呼吸功能
(5)
软切换
(6)
不要均衡器
(7)
设备简单
16
(8)
存在多址干扰和远近效应
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图4.19 码分多址示意图
M S1 M S2
反向信道 C1
C2
前向信道
C1 C2
… … …
M Sk
17
Ck
N=9 a=3 b=0
N=12 a=2 b=2
N=13 a=3 b=1
N=16 a=4 b=0
6
N=19 a=3 b=2
N=21 a=4 b=1
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4.1.3 小区频率配置
1. 固定频道分配
所谓固定频道分配就是给每个小区(或每个基站) 分配一组预先确定好的话音频道，基站的频道是固定 不变的。固定频道分配有分区分组分配法和等频距分 配法两种。图4.10 7个基站21个扇形小区为一个区群 的频道分配
19
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4.3 多信道共用技术
4.3.1 话务理论 4.3.2 空闲信道的选取
20
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4.3.1 话务理论
1. 话务量与呼损率 呼损率、话务量、信道数、信道利用率之
间的关系如表4.1所示。 2. 信道数与用户数的关系
21
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表4.1 呼损率、话务量、信道数、信 道利用率之间的关系
12
2 16 9
1 15 8
4 18 11
2 16
9 3 17 10 7 21 14
6 20 13
5 19 12
8
6 20
13
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4.1.4 基本网络结构
移动通信的基本网络结构如 图4.11所示。 基站通过传输链路与移动交换机相连，交换机 再与固定电信网络或其他通信网相连，所以移 动通信有以下两种通信链路：①移动用户←→ 基站←→交换机←→其他网络←→其他用户； ②移动用户←→基站←→交换机←→基站←→ 移动用户。
Rc Rc
(b)
Rc Rc Rs f0 Rs
Rc
图4－20 伪随机码扩频多址方式原理图 可编辑ppt
4.2.4 FDMA、TDMA与CDMA系统容 量比较
1. 模拟TACS系统(FDMA)的系统容量 2. 数字GSM系统(TDMA)的系统容量 3. 数字CDMA系统(CDMA)的系统容量