现代移动通信》第4章：移动通信组网原理
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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
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
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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
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。
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图4.13 频分多址示意图
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
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。
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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
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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
12
2 16 9
1 15 8
4 18 11
2 16
9来自百度文库3 17 10 7 21 14
6 20 13
5 19 12
8
6 20
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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
f0
(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
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
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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
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4.2.1 频分多址(FDMA)
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
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
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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
N=9 a=3 b=0
N=12 a=2 b=2
N=13 a=3 b=1
N=16 a=4 b=0
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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
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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
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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
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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
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。
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图4.13 频分多址示意图
Rd
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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
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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
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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。
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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
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Rd f1
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图4.20 伪随机码扩频多址方式原理图
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TDM
A 模2加
扩频调制
b(t)
PSK B
调制
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C 模2加
扩频解调
D
S (t)
PSK 解调
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C(t )
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A点
B点
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数字信号
Rs 0 Rs Rc
干扰
数字信号 无用信号 干扰
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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。
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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
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图4.15 时分多址示意图
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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
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(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
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前向信道
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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
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Rc Rc Rs f0 Rs
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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
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反向信道 f1
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前向信道
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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
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图4.11 基本网络结构
其他公众网
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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
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4.2.1 频分多址(FDMA)
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