移動通信：第六章-FDMA模擬蜂窩網(wǎng)

第6章頻分多址(FDMA)模擬蜂窩網(wǎng)

6.1系統(tǒng)概述

6.2系統(tǒng)控制及其信令

6.3系統(tǒng)的工作過程2023/2/61信息與通信工程系6.1系統(tǒng)概述6.1.2系統(tǒng)結構6.1.1發(fā)展簡況2023/2/62信息與通信工程系6.1.1發(fā)展簡況AMPS

AdvancedMobilePhoneService

系統(tǒng)采用7小區(qū)復用模式采用扇區(qū)化和小區(qū)分裂來提高容量頻段范圍：基站發(fā)射870-890MHz

移動臺發(fā)射825-845MHz

頻率間隔：45MHz2023/2/63信息與通信工程系

TACS

TotalAccessCommunicationSystem

我國于1990年8月確定采用TACS制式系統(tǒng)頻段為：890-915MHz

935-960MHz

頻率間隔為:45MHz6.1.1發(fā)展簡況2023/2/64信息與通信工程系6.1.1發(fā)展簡況表8-1模擬蜂窩系統(tǒng)2023/2/65信息與通信工程系表8-1模擬蜂窩系統(tǒng)(續(xù)表)

由表可見，各種系統(tǒng)有很多相似之處，但也有很多差異互不兼容，顯然移動用戶無法在各種系統(tǒng)之間實現(xiàn)漫游。6.1.1發(fā)展簡況2023/2/66信息與通信工程系6.1.2系統(tǒng)結構

通常，在一個大型蜂窩網(wǎng)移動電話系統(tǒng)中有若干個移動電話交換局MTSO，也稱作移動交換中心MSC。圖8-1蜂窩網(wǎng)移動電話系統(tǒng)結構2023/2/67信息與通信工程系模擬蜂窩網(wǎng)移動電話系統(tǒng)組成：

MTSO

網(wǎng)控制中心，是基站與市話網(wǎng)之間的接口，具有交換、控制功能及移動性管理功能(移動臺識別和登記、頻道指配、過境切換、漫游和呼叫處理等)。

BS

基站主要由基站控制器和多部信道機等組成，以FDMA/FDD方式工作。

MS

移動臺可以是車載電話機，也可以是手持式電話機。6.1.2系統(tǒng)結構2023/2/68信息與通信工程系6.2系統(tǒng)控制及其信令6.2.1系統(tǒng)的控制結構6.2.2控制信號及其功能6.2.3數(shù)字信令2023/2/69信息與通信工程系6.2.1系統(tǒng)的控制結構信道類型無線信道有線信道話音信道（前向、反向）控制信道（前向、反向）2023/2/610信息與通信工程系控制信道（建立信道）：主要用于傳送控制信令。6.2.1系統(tǒng)的控制結構話音信道(業(yè)務信道)：主要用于傳送話音。但話音信道中還會傳輸一些必要的隨路信令。如：監(jiān)測信息、功率控制、越區(qū)切換等2023/2/611信息與通信工程系1、監(jiān)測音SAT（

SupervisoryAudioTone

）

用于信道分配和對移動用戶的通話質量進行監(jiān)測。6.2.2控制信號及其功能話音信道中的隨路信令當某一話音信道要分配給某一移動用戶時，BS就在前向話音信道上發(fā)送SAT信號。移動臺檢測到SAT信號后，在反向話音信道上環(huán)回該SAT信號。BS在收到環(huán)回的SAT信號后，就確認雙方話音信道已經(jīng)接通。

SAT音的配置原則：每個區(qū)群使用其中的一個監(jiān)測音，相鄰區(qū)群分別使用另外兩個監(jiān)測音。監(jiān)測音頻率：5970Hz、6000Hz、6030Hz2023/2/612信息與通信工程系上節(jié)課主要內容信令

信令的基本功能信令的發(fā)展信令的分類位置管理越區(qū)切換分類(硬切換、軟切換、更軟切換)。切換準則；切換控制；切換時信道分配。為什么需要位置管理？位置管理任務（位置登記、呼叫傳遞）頻分多址(FDMA)模擬蜂窩網(wǎng)系統(tǒng)結構系統(tǒng)控制及其信令信道類型管理位置數(shù)據(jù)庫（HLR、VLR）2023/2/613信息與通信工程系監(jiān)測音配置6.2.2控制信號及其功能2023/2/614信息與通信工程系2、信令音ST

（Signalling

Tone）

在移動臺MS至BS的反向話音信道中傳輸?shù)膯我簟?.2.2控制信號及其功能（1）MS收到BS發(fā)來的振鈴信號時，MS在反向話音信道上向BS發(fā)送ST信號，表示振鈴成功，一旦移動用戶摘機通話，就停發(fā)ST信號；(2)移動臺在越區(qū)切換前，在MTSO控制下，BS在原來的前向話音信道上發(fā)送一個新分配的話音信道的指令，MS收到該指令后，就發(fā)ST信號以表示確認。（3）移動臺通話結束時，發(fā)ST信號。信令音頻率：10kHzST音主要用途：2023/2/615信息與通信工程系

根據(jù)SAT和ST信號的有無，可以用來判斷MS處于掛機等待狀態(tài)還是還是摘機狀態(tài)。收到未收到有移動臺掛機移動臺處于衰落環(huán)境中或移動臺處于關機狀態(tài)無移動臺摘機SATST6.2.2控制信號及其功能2023/2/616信息與通信工程系

定位與越區(qū)切換

在移動臺通話過程中，為其服務的BS定位接收機不斷監(jiān)測來自移動臺的信號電平，當發(fā)現(xiàn)環(huán)回的SAT音電平低于指定值SSH(SignalStrengthforHandoffRequest)，立即告知MTSO。

MTSO當即命令鄰近的BS同時監(jiān)測該移動臺的信號電平，并即把測量結果向MTSO報告。MTSO根據(jù)這些測量結果，就可判斷移動臺駛入了哪個小區(qū)。

上述過程稱為定位。1.定位6.2.2控制信號及其功能2023/2/617信息與通信工程系移動臺與BS1在xxx話音信道上通話，且駛離BS1。(2)

MTSO要求鄰近小區(qū)的BS測試該移動臺信號強度，并將測量結果報告給MTSO，MTSO

選擇其中信號強度最強的BS2，并為BS2選擇空閑信道yyy，開啟BS2的yyy信道發(fā)射機，發(fā)送監(jiān)測音SATY。(3)MTSO通過BS1向MS發(fā)送切換到新的話音信道yyy的指令，MS調諧到y(tǒng)yy信道，當收到SATY后立即環(huán)回SATY，BS2收到環(huán)回的SATY后，告知MTSO越區(qū)切換成功。(4)原BS1關閉xxx信道，轉入空閑狀態(tài)。2.越區(qū)切換6.2.2控制信號及其功能2023/2/618信息與通信工程系6.2.2控制信號及其功能越區(qū)切換過程2023/2/619信息與通信工程系

蜂窩移動電話系統(tǒng)由于容量大，所以都采用專用控制信道來傳輸數(shù)字信令。

傳輸信道分類：前向和反向控制信道；前向和反向語音信道；有線信道。6.2.2控制信號及其功能2023/2/620信息與通信工程系

尋呼與接入1.尋呼(前向控制信道)

當市話用戶呼叫某一個移動用戶時，MTSO通過某一個基站或位置區(qū)內多個基站甚至所有基站發(fā)出呼叫信號，包括被呼用戶號碼以及話音信道指配代號等。2.接入(反向控制信道)

移動臺主呼時，要求入網(wǎng)。在反向控制信道上傳送入網(wǎng)信息，如將自己的用戶識別號告知基站，并在前向控制信道上等候指配話音信道。6.2.2控制信號及其功能2023/2/621信息與通信工程系

沖突退避

由于移動臺的主呼是隨機的，因此當一個無線區(qū)內有兩個以上移動臺同時發(fā)起主呼，就會因爭用控制信道而發(fā)生沖突現(xiàn)象。解決的辦法是建立一種退避原則。各種系統(tǒng)采用的辦法不一樣。在前向控制信道的信令中每隔10位發(fā)一個忙/閑標志位，當控制信道忙時，該比特位為0；當該信道閑時，該比特位為1。6.2.2控制信號及其功能解決辦法：2023/2/622信息與通信工程系

移動臺的功率等級信號1類和2類用于車載臺、3類和4類用于手持機。6.2.2控制信號及其功能2023/2/623信息與通信工程系6.2.3數(shù)字信令

傳輸信道分類：前向和反向控制信道前向和反向語音信道數(shù)字信令傳輸及格式2023/2/624信息與通信工程系信息字A、B均系傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息，字A和字B交替?zhèn)魉湍康氖菧p小錯誤的相關性。

前向控制信道FOCC

(ForwardControlChannel)

信息內容：被呼叫移動臺號碼、語音信道指配代號、功率等級指令代碼等。6.2.3數(shù)字信令2023/2/625信息與通信工程系由于移動臺是隨機接入的，為了保證收端可靠同步，因此位同步比前向控制信道要長。

反向控制信道RECC

(ReverseControlChannel)

信息內容：主呼時接入請求信息、被呼號碼及移動臺本身的識別號；被呼時對基站指令的響應。6.2.3數(shù)字信令2023/2/626信息與通信工程系

前向話音信道中的控制信令信息內容：通話間一些必要的信令傳輸，如越區(qū)切換時指定新的話音信道，對移動臺的功率控制。6.2.3數(shù)字信令2023/2/627信息與通信工程系上節(jié)課主要內容位置管理越區(qū)切換分類(硬切換、軟切換、更軟切換)。切換準則；切換控制；切換時信道分配。為什么需要位置管理？位置管理任務（位置登記、呼叫傳遞）頻分多址(FDMA)模擬蜂窩網(wǎng)系統(tǒng)結構系統(tǒng)控制及其信令信道類型管理位置數(shù)據(jù)庫（HLR、VLR）數(shù)字信令傳輸及格式2023/2/628信息與通信工程系6.3

系統(tǒng)的工作過程系統(tǒng)工作過程

初始狀態(tài)移動臺被呼移動臺主呼話終拆線2023/2/629信息與通信工程系6.3.1初始狀態(tài)

移動臺開機接通電源后，根據(jù)預先存儲的程序對控制信道進行掃描搜索，并鎖定在信號最強的信道上，然后移動臺繼續(xù)監(jiān)視所選擇的控制信道，等候被呼或發(fā)起主呼。

由于移動臺在不斷的移動，所以初始過程往往需要反復進行，亦即每隔一定時間或收到信號由強變弱到某個規(guī)定值時，就重新搜索控制信道，從而保證移動臺不斷地跟蹤信號最強的基站。2023/2/630信息與通信工程系6.3.2移動臺被呼市話用戶主呼、移動臺被呼工作過程：尋呼、尋呼響應、分配話音信道、振鈴和通話等。

市話用戶直接撥該移動用戶電話號碼，通過市話局接入移動交換中心(MSC)。MSC收到被呼的移動用戶號碼，將其轉換成移動臺的識別號碼，并發(fā)出尋呼指令，讓本服務區(qū)各基站通過前向控制信道選呼該移動用戶。

1.尋呼2023/2/631信息與通信工程系被呼移動用戶發(fā)現(xiàn)被呼信號，監(jiān)測前向控制信道的忙/閑位。若是空閑標志，則移動臺發(fā)射機的頻率調到相應的反向控制信道上，并作出應答，即在反向控制信道上發(fā)送移動臺本身的識別號碼，表明已收到被呼信號。6.3.2移動臺被呼

2.尋呼響應2023/2/632信息與通信工程系

MSC收到

MS的尋呼響應后，給正在服務的基站指配空閑話音頻道，同時給基站配置相應的有線話音線路?；就ㄟ^前向控制信道通知移動臺調到指配的話音頻道，基站話音信道機開啟，發(fā)送SAT信號，移動臺在指配的話音頻道上環(huán)回SAT信號。6.3.2移動臺被呼3.指配話音信道2023/2/633信息與通信工程系基站在前向話音頻道上發(fā)出振鈴信號，移動臺收到振鈴信號后，一方面振鈴，同時在反向話音信道上發(fā)送信令音ST，表示振鈴成功?；就ㄟ^MSC向主呼市話用戶發(fā)送回鈴聲。

移動臺振鈴，用戶摘機，信令音ST停發(fā)，回鈴音斷，到此完成了市話用戶主呼移動用戶的接續(xù)過程。6.3.2移動臺被呼

4.振鈴2023/2/634信息與通信工程系

移動臺被呼接續(xù)過程6.2.2移動臺被呼SAT返回SAT2023/2/635信息與通信工程系

2.申請話音信道移動臺按發(fā)送鍵后，即把所撥號碼和