移动通信复习

移动通信及其特点：
移动通信是指移动用户之间，或移动用户与固定用户之间进行的通信。

特点：(1）电波传播条件恶劣。

(2) 具有多普勒效应。

（3) 干扰严重.
(4) 接收设备应具有很大的动态范围。

(5）需要采用位置登记、过境切换等移动性管理技术。

(6）综合了各种技术。

(7) 对设备要求苛刻。

CDMA系统的特点：
（1）系统容量大；
（2）软容量；
（3）通话质量更佳；
（4）移动台辅助软切换；
（5）频率规划简单；
（6）建网成本低；
（7）“绿色手机”;
（8）保密性强,通话不会被窃听；
（9）多种形式的分集;
（10）CDMA的功率控制;
（11）话音激活；
移动通信环境下的干扰：
同频道干扰：所有落在收信机同带内的与有用信号频率相同或相近的干扰信号称为同频道干扰。

邻频道干扰：工作在k频道的接收机受到工作于k±1频道的信号的干扰，即邻道(k±1频道）信号功率落入k频道的接收机通带内造成的干扰称为邻频道干扰。

解决邻频道干扰的措施包括：
（1）降低发射机落入相邻频道的干扰功率,即减小发射机带外辐射；（2）提高接收机的邻频道选择性；
（3）在网络设计中，避免相邻频道在同一小区或相邻小区内使用,以增加同频道防护比。

互调干扰:产生互调干扰的基本条件是：
（1）几个干扰信号（ωA、ωB、ωC）与受干扰信号的频率(ωS）之间满足2ωA-ωB =ωS或ωA+ωB-ωC =ωS 的条件；
(2）干扰信号的幅度足够大；
（3) 干扰(信号）站和受干扰的接收机都同时工作。

减少发射机互调干扰的措施有:
(1）加大发射机天线之间的距离；
(2）采用单向隔离器件和采用高Q谐振腔；
（3）提高发射机的互调转换衰耗。

减少接收机互调干扰的措施有：
(1）提高接收机前端电路的线性度;
（2) 在接收机前端插入滤波器，提高其选择性；
（3）选用无三阶互调的频道组工作。

阻塞干扰：当外界存在一个离接收机工作频率较远，但能进入接收机并作用于其前端电路的强干扰信号时，由于接收机前端电路的非线性而造成对有用信号增益降低或噪声增高,使接收机灵敏度下降的现象称为阻塞干扰。

这种干扰与干扰信号的幅度有关,幅度越大，干扰越严重。

当干扰电压幅度非常强时，可导致接收机收不到有用信号而使通信中断。

近端对远端的干扰:当基站同时接收从两个距离不同的移动台发来的信号时,
距基站近的移动台B（距离d2)到达基站的功率明显要大于距离基站远的移动台A（距离ｄ１，ｄ２〈〈ｄ1）的到达功率，若二者频率相近，则距基站近的移动台B就会造成对接收距离距基站远的移动台A的有用信号的干扰或仰制,甚至将移动台A的有用信号淹没。

这种现象称为近端对远端干扰。

克服近端对远端干扰的措施主要有两个：一是使两个移动台所用频道拉开必要间隔；二是移动台端加自动(发射）功率控制（APC），使所有工作的移动台到达基站功率基本一致。

英文简：
MSC:移动交换中心。

对位于服务区内的移动台进行交换和控制，同时提供移动网与固定公众电信网的接口.
HLR:归属位置寄存器。

用于移动用户管理的数据库。

VLR：访问者位置寄存器。

存储用户位置信息的动态数据库.
EIR：设备设别寄存器.
存储有关移动台设备参数的数据库.
AuC:鉴权中心。

认证移动用户身份以及产生相应认证参数的功能实体。

OMC:操作维护中心.
网络维护人员对全网进行监控和操作的功能实体.
软切换：在切换过程中，移动台开始与新的基站联系时，并不中断与原有的基站的通信。

软切换会带来更好的话音质量，实现无缝切换、减少掉话可能，且有利于增加反向容量。

CDMA软切换的优点：（1)无缝切换,可保持通话的连续性。

(2)减少掉话可能性.
（3)处于切换区域的移动台发射功率降低
CDMA系统特色-—小区呼吸
“小区呼吸”动态分配小区负荷，改善网络覆盖，
增加系统容量负载控制使用的主
要手段包括小区呼
吸和同覆盖异频小
区之间的切换。

当相邻小区的负荷不相同时，负荷重的小区降低发射功率，使本小区边缘的用户切换到临近小区，从而实现负载控制。

话音信道（VC):主要传递话音信号，占用和空闲受移动业务交换中心控制和管理。

当一个话音信道空闲时，基站话音信号单元发射机关闭；
当一个话音信道被占用时,发射机打开；
当信道空闲但存在干扰且超过一定的值,该信道不可用。

检测音(SAT ）：
话音频带为300~3400 Hz
话务量与呼损
话务量是度量通信系统业务量或繁忙程度的指标。

所谓呼叫话务量A ，是指单位时间内（1小时)进行的平均电话交换量。

它可用下面公式来表示：
C-—每小时平均呼叫次数（包括呼叫成功和呼叫失败的次数）； t0——每次呼叫平均占用信道的时间（包括接续时间和通话时间）.
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：
0Ct A =17060
22100Er A =⨯=
4。

每个用户忙时话务量(Aa ）
假设每一用户每天平均呼叫次数为C ，每次呼叫平均占用信道的时间为T （单位为秒），忙时集中率为K ，则每个用户忙时话务量为
Aa=CTK/3600
可以看出，Aa 为最忙时间的那个小时的话务量，它是统计平均值。

例如，每天平均呼叫3次，每次的呼叫平均占用时间为120秒， 忙时集中度为10%(K=0。

1)，则每个用户忙时话务量为0。

01 Erl/用户。

例：某移动通信系统一个无线小区有 8 个信道(1 个控制信道, 7个话音信道),每天每个用户平均呼叫10次，每次占用信道平均时间为80秒，呼损率要求10%，忙时集中率为0.125。

问该无线小区能容纳多少用户？
（1) 根据呼损的要求及信道数（n=7)，求总话务量A:
可以利用公式，也可查表。

求得A=4.666 Erl 。

(2) 求每个用户的忙时话务量Aa:
(3） 求每个信道能容纳的用户数m ：
(4) 系统所容纳的用户数
用户/10278.03600Er CTK A a ==24/≈=a A n A m 168
=mn
什么是软切换？
在CDMA系统中，由于所有小区（或扇区）都可以使用相同的频
率，小区（或扇区)之间是以码型的不同来区分的。

当移动用户从一小区（或扇区）移动到另一个小区（或扇区)时，不需要移动台的收、发频率的切换，只需要在码序列上作相应地调整，这种切换称之为软切换.
1、移动台被呼
①呼叫用户拨出移动用户号码（MSISDN)后，固定网络将此呼叫接续到最近的相
关移动交换中心（GSMC)，GSMC向归属位置寄存器(HLR）发出查询消息以获得路由信息。

固定网发出的初始地址（IAM0)就是移动用户号码。

HLR根据其保留的被叫用户数据,确定MS目前所在的VLR，并向该VLR发查询消息.VLR返回该MS 的移动台漫游号码（MSRN）,并由HLR返回给GMSC（第一部分查询HLR以前).根据这些消息，GMSC将呼叫接续到拜询MSC，即MS目前归属的MSC。

MSC向VLR
发送信息I/C，以获得呼叫信息
② MSC向相关的基站BS发出寻呼请求信息，以建立至MS的呼叫连接。

BSC确定被呼MS所归属位置区的BTS后，向其发送呼叫分组信息,BTS再通过寻呼信道（PCH）发出被叫MS的识别号和寻呼模式。

③当被呼MS接收到它的呼叫后，在MS中的RR子层启动随机接入进程（RAP），在随机接入信道（RACH）上发送信道请求信息给BS。

此请求给BS的 RR子层。

RR子层分配专用控制信道(DCCH），并在公共控制信道（CCCH）上发送立即指配消息给MS。

MS转换到相应的DCCH上，从而建立起主信令链路(MSL)。

然后，MS 向BS和MSC返回寻呼响应信息.
④接到MS的寻呼响应后，MSC向VLR发送过程接入请求。

然后，开始常规鉴权和密码参数传递过程.如果成功，VLR向MSC发送完成呼叫消息，启动MSC发送设置消息给MS.被呼MS收到此消息后进入呼叫存在状态,同时向BS返回呼叫证实消息，以说明MS已具备受话的条件。

⑤收到呼叫证实消息后，MSC为此次呼叫分配地面信道，并命令基地台分配无线业务信道TCH。

此过程与MS主呼中的相应过程一样。

若TCH连接成功，MSC
将收到的应答为指配完成信息。

⑥信道建立完成后，MSC将收到MS发来的回铃消息。

然后，MSC在FIN（连接证实）中发送连接证实消息给呼叫端，并在发送给固定网的ACM（地址完成）消息中指示被呼移动台已接通.被呼用户摘机后,MS发送连接消息给MSC。

MSC返回被呼MS应答并发回应消息（ANS）给主叫用户.至此,完成了移动台被呼的接续过程。

2.移动台主呼
①原先工作在广播控制信道(BCCH）上,后MS向BS发出申请信道的请求,收到BS发来的立即分配消息后,MS转到指定的专用信道（DCCH）上
②MS申请业务信道（由BS发给MSC）,MSC向VLR发送请求以获得移动台的参数，网络要求对MS进行鉴权，产生一128 bit的RAND传给MS，MS处理后发送鉴权响应给网络，VLR向MSC回送信息证实，由网络方面判断此用户的合法性。

通过鉴权，网络就保密方面考虑向MS发送置密码模式消息（加密模式管理是无线传输性之一，传输是否采用加密取决于MSC的选择，加密模式用于无线路径，管理主要涉及MS和BTS,MS提供加密参数(KC）到BTS，以决定是否选用加密模式）。

将有关用户数据加密的信息传给移动台，MS对此消息返回密码模式完成消息给MSC，（如果需要，VLR将重新分配一个TMSI给MS）.
对密码模式作出响应后,MS发送建立消息给MSC，MSC为此次呼叫分配一路地面信道,并要求BS分配无线业务信道TCH。

③移动网络的通信链路建立后，MSC向固定网络发送消息IAM（初始地址),
以便将呼叫接续到固定网络。

固定网络首先通过FIN（连接证实）消息将设备信息返回MSC。

被叫接通后，送回铃消息给MS.在被叫摘机后，固定网发给MSC 回应信息(ANS）.MSC发给MS 连接命令，MS发回响应并转入通话，至此，完成了MS 主呼进程。

3、越区切换
过程：
移动台需切换时，向周围小区广播询问突发，周围小区把接收到的询问突发的信号质量上报给基站控制器,由基站控制器把这些询问突发的信号质量排队，信号质量最好的询问突发对应的小区是移动台应切换到的目标小区,基站控制器通知目标小区准备接纳切换移动台,和目标小区协商好移动台切换过来后将使用的信道,接着，基站控制器通过源小区通知移动台开始切换到选定目标小区,移动台使用基站控制器和目标小区协商好的信道，在目标小区内进行业务传输。

采用本发明移动台切换方法，在基站控制器辅助下,移动台可更便捷、可靠地实行越区切换，有效解决切换时间过长的问题，降低切换中断率。

①切换的初始阶段移动台在通话过程中BS检测到话音信道里的SAT信噪比或RF接收电平低于门限值就向MSC发出越区切换请求，报告本信号的场强.
②新的连接产生阶段 MSC向其他附近的基地站发出命令。

SSR检测手机的信号强度,并发回检测报告。

MSC通过比较信号强度结果选择最佳的无线小区,命令新的BS启动语音启动信道yyy发射机,并发送SAT。

MSC同时要求原来的BS发送切换命令。

③新的数据流建立阶段新的BS向移动台发送SAT信号，原来的BS向移动台发送越区切换命令，通话开始中断。

移动台在yyy信道向新的BS建立连接，开始SAT环回.当MS与BS建立连接后，MS就在新的无线信道yyy上通话，BS 想向MSC发送建立成功信号。

MSC向原来的BS发送关闭xxx信道发射机。

BS会发送SAT给MS.MS发送ST表示MS认可,然后在新的信道上通话。