移動(dòng)通信：第5章-組網(wǎng)技術(shù)

第五章組網(wǎng)技術(shù)5.1概述5.2多址技術(shù)5.3區(qū)域覆蓋和信道配置5.4網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)5.5信令

5.6越區(qū)切換和位置管理2/6/20231信息與通信工程系5.1概述本章解決的問(wèn)題1.給定頻率資源，如何共享？采用什么多址技術(shù)，使得有限的資源能傳輸更大容量的信息？——多址技術(shù)2/6/20232信息與通信工程系5.1概述2.由于傳播損耗的存在，基站和移動(dòng)臺(tái)之間的通信距離總是有限的。為使用戶在某服務(wù)區(qū)內(nèi)的任一點(diǎn)都能接入網(wǎng)絡(luò)，需在該服務(wù)區(qū)內(nèi)設(shè)多少基站？對(duì)給定的頻率資源，如何在這些基站之間進(jìn)行分配以滿足用戶容量的要求？

——區(qū)域覆蓋和信道配置2/6/20233信息與通信工程系3.如何將服務(wù)區(qū)內(nèi)的各個(gè)基站互連起來(lái)，并且要與固定網(wǎng)絡(luò)互連，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)用戶與固定用戶、移動(dòng)用戶與移動(dòng)用戶的互連互通。移動(dòng)通信采用什么網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)？

——網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)5.1概述2/6/20234信息與通信工程系基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：基站通過(guò)傳輸鏈路和交換機(jī)相連，交換機(jī)再通過(guò)傳輸鏈路與固定的電話網(wǎng)絡(luò)相連。5.1概述2/6/20235信息與通信工程系GSM數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)5.1概述2/6/20236信息與通信工程系4.移動(dòng)用戶從一個(gè)小區(qū)移到另一個(gè)小區(qū)，如何保證用戶通信過(guò)程的連續(xù)性，即如何實(shí)現(xiàn)有效的越區(qū)切換？用戶在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中任意移動(dòng)，網(wǎng)絡(luò)如何管理用戶，使網(wǎng)絡(luò)在任何時(shí)刻都知道，該用戶當(dāng)前在哪個(gè)地區(qū)的哪個(gè)基站覆蓋范圍內(nèi)，即如何解決移動(dòng)性管理的問(wèn)題？

——越區(qū)切換和位置管理5.1概述2/6/20237信息與通信工程系5.如何在用戶和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)之間，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和固定網(wǎng)絡(luò)之間交換控制信息，從而對(duì)呼叫過(guò)程、移動(dòng)性管理過(guò)程和網(wǎng)絡(luò)互連過(guò)程進(jìn)行控制，以保證網(wǎng)絡(luò)有序的運(yùn)行,即在移動(dòng)通信網(wǎng)中應(yīng)采用什么樣的信令系統(tǒng)？

——信令5.1概述2/6/20238信息與通信工程系區(qū)分與識(shí)別動(dòng)態(tài)移動(dòng)用戶地址的技術(shù)。主要解決眾多用戶如何高效共享給定頻譜資源的問(wèn)題。它從空間、時(shí)間、頻間等多個(gè)方向?qū)︻l率資源進(jìn)行有效利用。

5.2多址技術(shù)多址技術(shù)2/6/20239信息與通信工程系多址技術(shù)的種類頻分多址FDMA

FrequencyDivisionMultipleAccess時(shí)分多址TDMA

TimeDivisionMultipleAccess碼分多址CDMA

CodeDivisionMultipleAccess空分多址SDMA

SpaceDivisionMultipleAccess隨機(jī)多址等5.2多址技術(shù)2/6/202310信息與通信工程系5.2多址技術(shù)2/6/202311信息與通信工程系FDMA（FrequencyDivisionMultipleAccess）5.2多址技術(shù)2/6/202312信息與通信工程系TDMA（TimeDivisionMultipleAccess）5.2多址技術(shù)2/6/202313信息與通信工程系CDMA（CodeDivisionMultipleAccess）5.2多址技術(shù)2/6/202314信息與通信工程系總頻段劃分為若干占用較小帶寬的頻道，這些頻道在頻域上互不重疊，每個(gè)頻道就是一個(gè)通信信道,分配給一個(gè)移動(dòng)用戶。移動(dòng)臺(tái)占用的頻道不是固定的，是由系統(tǒng)臨時(shí)分配的，通信結(jié)束后，移動(dòng)臺(tái)將退出它占用的頻道。系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要周密的頻率規(guī)劃,基站需要多部不同載波頻率發(fā)射機(jī)同時(shí)工作，設(shè)備多且容易產(chǎn)生信道間的互調(diào)干擾。

5.2.1頻分多址（FDMA）2/6/202315信息與通信工程系

FDD/FDMA的頻道劃分方法移動(dòng)臺(tái)發(fā)（基站收）移動(dòng)臺(tái)收（基站發(fā)）f頻道帶寬收發(fā)間隔信道1…信道N信道1…信道N功率t5.2.1頻分多址（FDMA）思考題：TDD/FDMA的頻道劃分方法？2/6/202316信息與通信工程系移動(dòng)通信頻率資源十分緊缺，不可能為每個(gè)移動(dòng)臺(tái)預(yù)留一個(gè)信道，只能為每個(gè)基站配置好一組信道，供該基站所覆蓋的區(qū)域內(nèi)所有移動(dòng)臺(tái)共用。

5.2.1頻分多址（FDMA）多信道共用2/6/202317信息與通信工程系在多信道共用的情況下，一個(gè)基站若有n個(gè)信道同時(shí)為小區(qū)內(nèi)的全部移動(dòng)用戶所共用。當(dāng)其中k(k<n)個(gè)信道被占用之后，其它要求通信的用戶可以按照呼叫的先后次序占用(n-k)個(gè)空閑信道的任何一個(gè)來(lái)通信?；咀疃嗫梢酝瑫r(shí)保障n

個(gè)用戶進(jìn)行通信。5.2.1頻分多址（FDMA）2/6/202318信息與通信工程系5.2.1頻分多址（FDMA）1.究竟n

個(gè)信道能為多少用戶提供服務(wù)？2.共用信道之后必然會(huì)遇到所有信道被占用，而新的呼叫不能接通的情況，發(fā)生這種情況的概率有多大呢？多信道共用中的問(wèn)題2/6/202319信息與通信工程系話務(wù)量：在話音通信中，業(yè)務(wù)量大小的量度。分為流入話務(wù)量和完成話務(wù)量。流入話務(wù)量：?jiǎn)挝粫r(shí)間（１小時(shí)）內(nèi)平均發(fā)生的呼叫次數(shù)λ和每次呼叫平均占用信道時(shí)間（含通話時(shí)間）Ｓ的乘積。流入話務(wù)量Ａ為

話務(wù)量與呼損率5.2.1頻分多址（FDMA）式中，λ的單位是（次／小時(shí)）Ｓ的單位是（小時(shí)／次）Ａ是一個(gè)無(wú)量綱的量。它的單位為“愛(ài)爾蘭”（Erlang）。Ａ＝Ｓ?λ

2/6/202320信息與通信工程系[例]

設(shè)1個(gè)信道內(nèi)平均1小時(shí)發(fā)生的呼叫次數(shù)λ為

20(次／小時(shí)）,每次呼叫平均占用時(shí)間Ｓ為

3分鐘(1/20小時(shí)／次)。流入話務(wù)量Ａ為

5.2.1頻分多址（FDMA）Ａ＝Ｓ?λ=1(Erlang)結(jié)論:1個(gè)信道提供的話務(wù)量最大為1個(gè)愛(ài)爾蘭。2/6/202321信息與通信工程系

在信道共用的情況下，通信網(wǎng)無(wú)法保證每個(gè)用戶的所有呼叫都能成功，必然有少量的呼叫會(huì)失敗，即發(fā)生“呼損”。完成話務(wù)量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)平均的成功呼叫次數(shù)λ0(λ>λ0)和每次呼叫平均占用信道時(shí)間Ｓ的乘積

A0=λ0?S

損失話務(wù)量：流入話務(wù)量與完成話務(wù)量之差。呼損率：損失話務(wù)量占流入話務(wù)量的比率，用符號(hào)B表示。

5.2.1頻分多址（FDMA）lll00AAAB-=-=lll00AAAB-=-=A-A02/6/202322信息與通信工程系

顯然，呼損率B越小，成功呼叫的概率就越大，用戶就越滿意。因此，呼損率B也稱為通信網(wǎng)的服務(wù)等級(jí)（或業(yè)務(wù)等級(jí)）。[例如]某通信網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)等級(jí)為0.05(即B

＝0.05），表示在全部呼叫中未被接通的概率為５％。但是，對(duì)于一個(gè)通信網(wǎng)來(lái)說(shuō)，要想使呼叫損失小，只有讓流入話務(wù)量小，即容納的用戶少些，這又是所不希望的．可見(jiàn)呼損率與流入話務(wù)量是一對(duì)矛盾，要折中處理。5.2.1頻分多址（FDMA）2/6/202323信息與通信工程系愛(ài)爾蘭呼損公式

對(duì)于多信道共用的移動(dòng)通信網(wǎng)，根據(jù)話務(wù)量理論，呼損率B、共用信道數(shù)n和流入話務(wù)量A的定量關(guān)系可用愛(ài)爾蘭呼損公式表示。

5.2.1頻分多址（FDMA）?==niiniAnAB1!!?==niiniAnAB1!!2/6/202324信息與通信工程系信道利用率的計(jì)算

信道的利用率η可以用每小時(shí)每信道完成的話務(wù)量來(lái)計(jì)算。呼損率不同，信道利用率也不同。5.2.1頻分多址（FDMA）2/6/202325信息與通信工程系88.9123.7186.5421.63579.317.16372.415.24964.613.18159.512.0312088.4222.4086.0020.42478.516.57971.514.31563.612.33358.911.2301988.3321.2085.4012.21677.715.54870.613.38562.611.49175.410.4371887.3119.7984.7518.01076.914.42269.612.46161.410.65656.29.6521786.6718.4984.0316.80775.913.50068.511.54460.19.82854.98.8751686.0017.2083.2415.60874.912.48467.210.62358.99.000953.58.1081585.3515.9182.3614.41373.811.47466.09.73057.48.20052.07.3521484.3614.6281.3713.22272.510.47064.48.83555.87.40150.36.6071383.3113.3380.2412.03671.19.47462.97.95053.86.58748.55.8761282.1612.0578.9610.8569.48.48761.17.07651.95.82546.45.1601180.8510.7877.489.68567.67.51159.16.21649.95.09244.24.4611079.329.5275.758.52265.56.54656.75.37048.54.45441.63.783977.728.2973.697.36963.05.59753.94.53444.73.64938.73.128875.217.0271.26.23060.04.66650.73.73841.32.95035.42.500772.385.7968.125.10956.43.75846.92.96038.32.32631.51.909668.704.5864.164.01051.92.88142.22.21932.51.63726.91.360565.253.4853.92.94546.02.04536.21.52526.71.09221.50.869456.752.2751.471.93038.11.27128.50.89919.70.60215.00.456347.751.2240.01.0026.80.59518.10.3811.00.2247.60.1536225.00.3320.00.2510.00.1115.00.0352.00.0201.00.01011?(%)A?(%)A?(%)A?(%)A?(%)A?(%)An25%20%10%5%2%1%B88.9123.7186.5421.63579.317.16372.415.24964.613.18159.512.0312088.4222.4086.0020.42478.516.57971.514.31563.612.33358.911.2301988.3321.2085.4012.21677.715.54870.613.38562.611.49175.410.4371887.3119.7984.7518.01076.914.42269.612.46161.410.65656.29.6521786.6718.4984.0316.80775.913.50068.511.54460.19.82854.98.8751686.0017.2083.2415.60874.912.48467.210.62358.99.000953.58.1081585.3515.9182.3614.41373.811.47466.09.73057.48.20052.07.3521484.3614.6281.3713.22272.510.47064.48.83555.87.40150.36.6071383.3113.3380.2412.03671.19.47462.97.95053.86.58748.55.8761282.1612.0578.9610.8569.48.48761.17.07651.95.82546.45.1601180.8510.7877.489.68567.67.51159.16.21649.95.09244.24.4611079.329.5275.758.52265.56.54656.75.37048.54.45441.63.783977.728.2973.697.36963.05.59753.94.53444.73.64938.73.128875.217.0271.26.23060.04.66650.73.73841.32.95035.42.500772.385.7968.125.10956.43.75846.92.96038.32.32631.51.909668.704.5864.164.01051.92.88142.22.21932.51.63726.91.360565.253.4853.92.94546.02.04536.21.52526.71.09221.50.869456.752.2751.471.93038.11.27128.50.89919.70.60215.00.456347.751.2240.01.0026.80.59518.10.3811.00.2247.60.1536225.00.3320.00.2510.00.1115.00.0352.00.0201.00.01011?(%)A?(%)A?(%)A?(%)A?(%)A?(%)An25%20%10%5%2%1%B5.2.1頻分多址（FDMA）表5－22/6/202326信息與通信工程系B一定的條件下，隨著n的加大，A不斷增長(zhǎng)。n<3時(shí)，A隨n

的增長(zhǎng)接近指數(shù)規(guī)律，n>6時(shí)，成線性關(guān)系。B一定時(shí)，η隨著n的加大而增長(zhǎng)，但當(dāng)n>8之后增長(zhǎng)已很慢。因此，同一基站的共用信道數(shù)不宜過(guò)多。

5.2.1頻分多址（FDMA）B、n、A和η的關(guān)系2/6/202327信息與通信工程系

每個(gè)用戶在24小時(shí)內(nèi)的話務(wù)量分布是不均勻的，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)應(yīng)按最忙時(shí)的話務(wù)量來(lái)進(jìn)行計(jì)算。集中系數(shù)

最忙1小時(shí)內(nèi)的話務(wù)量與全天話務(wù)量之比，用k表示，一般k

=10%~15%。忙時(shí)話務(wù)量與用戶數(shù)（一）式中：C（次/天）每天平均呼叫次數(shù)；T（秒/次）每次呼叫平均占用信道時(shí)間；k

為集中系數(shù)。5.2.1頻分多址（FDMA）忙時(shí)話務(wù)量為2/6/202328信息與通信工程系用戶忙時(shí)的話務(wù)量與用戶數(shù)（二）例如，C=3（次/天），T=120（秒/天），k=10%，則用上式可算得a＝0.01（愛(ài)爾蘭/用戶）。

國(guó)外資料表明，公用移動(dòng)通信網(wǎng)可按a＝0.01設(shè)計(jì)，專業(yè)移動(dòng)通信網(wǎng)可按a

＝0.05設(shè)計(jì)。由于電話使用的習(xí)慣不同，國(guó)內(nèi)的用戶忙時(shí)話務(wù)量一般會(huì)超過(guò)上述數(shù)據(jù)不少，建議公用移動(dòng)通信網(wǎng)按a＝0.02~0.03設(shè)計(jì)，專業(yè)移動(dòng)通信網(wǎng)按a＝0.08設(shè)計(jì)。5.2.1頻分多址（FDMA）2/6/202329信息與通信工程系

在用戶的忙時(shí)話務(wù)量a確定之后，每個(gè)信道所能容納的用戶數(shù)m

就不難計(jì)算：全網(wǎng)的用戶數(shù)為：m×n個(gè)。以a

＝0.01（愛(ài)爾蘭/用戶）計(jì)算出每信道的用戶數(shù)如表5－3所示（在a值不同時(shí)，則需另行計(jì)算）。

用戶忙時(shí)的話務(wù)量與用戶數(shù)（三）5.2.1頻分多址（FDMA）2/6/202330信息與通信工程系表5－3用戶數(shù)的計(jì)算（a＝0.01）5.2.1頻分多址（FDMA）用戶忙時(shí)的話務(wù)量與用戶數(shù)（四）2/6/202331信息與通信工程系上節(jié)課主要內(nèi)容多址技術(shù)的種類頻分多址FDMA、時(shí)分多址TDMA、碼分多址CDMA、空分多址SDMA、隨機(jī)多址呼損率多信道共用流入話務(wù)量

（Ａ＝Ｓ?λ）

（A0=λ0?S）、完成話務(wù)量

愛(ài)爾蘭呼損公式忙時(shí)話務(wù)量（B、n、A和η的關(guān)系）空閑信道的選取方式專用呼叫信道（共用信令信道）、標(biāo)明空閑信道方式2/6/202332信息與通信工程系空閑信道選取概念基站控制的小區(qū)內(nèi)有n個(gè)無(wú)線信道提供給n×m

個(gè)移動(dòng)用戶共同使用。當(dāng)某一用戶需要通信而發(fā)出呼叫時(shí)，怎樣從這n個(gè)信道中選取一個(gè)空閑信道。選取方式：專用呼叫信道方式（共用信令信道）標(biāo)明空閑信道方式空閑信道的選取5.2.1頻分多址（FDMA）2/6/202333信息與通信工程系專用呼叫信道方式設(shè)置專門的呼叫信道，用于處理用戶的呼叫。特點(diǎn)處理呼叫的速度快;

信道利用率不高。該方式適用于大容量的移動(dòng)通信網(wǎng)，是公用移動(dòng)話網(wǎng)采用的主要方式。我國(guó)規(guī)定900MHz蜂窩移動(dòng)電話網(wǎng)就采用這種方式。5.2.1頻分多址（FDMA）2/6/202334信息與通信工程系標(biāo)明空閑信道方式不設(shè)置專門的呼叫信道，所有信道都可用來(lái)處理用戶的呼叫，但須有空閑標(biāo)明。適用于小容量的通信網(wǎng)?！裱h(huán)定位

●循環(huán)不定位●循環(huán)分散定位●標(biāo)明多個(gè)空閑信道的循環(huán)不定位5.2.1頻分多址（FDMA）2/6/202335信息與通信工程系循環(huán)定位基站在某一空閑信道上發(fā)空閑信號(hào),所有未通話移動(dòng)臺(tái)自動(dòng)對(duì)所有信道進(jìn)行循環(huán)掃描，并定位在該信道上守候。所有呼叫都在該標(biāo)定的空閑信道上進(jìn)行。當(dāng)該信道被某一移動(dòng)臺(tái)占用之后，基站就轉(zhuǎn)往另一空閑信道發(fā)空閑信號(hào)。特點(diǎn)信道的利用率高；處理呼叫速度快；同搶（兩個(gè)以上用戶同時(shí)發(fā)起呼叫）概率大。

5.2.1頻分多址（FDMA）2/6/202336信息與通信工程系循環(huán)不定位方式

基站在所有的空閑信道上都發(fā)空閑標(biāo)志信號(hào)，不通話的移動(dòng)臺(tái)始終處于循環(huán)掃描狀態(tài)。移動(dòng)臺(tái)主呼:

首先遇到任何一個(gè)空閑信道就立即占用。移動(dòng)臺(tái)被呼:

基站先在某一空閑信道發(fā)保持信號(hào)，指令所有循環(huán)掃描中的移動(dòng)臺(tái)都自動(dòng)地對(duì)這個(gè)標(biāo)有保持信號(hào)的空閑信道鎖定。保持信號(hào)持續(xù)一段時(shí)間，等所有空閑移動(dòng)臺(tái)都對(duì)它鎖定后，改發(fā)選呼信號(hào)。5.2.1頻分多址（FDMA）特點(diǎn)同搶概率??；建立呼叫速度慢。2/6/202337信息與通信工程系基站在所有空閑信道上都發(fā)空閑標(biāo)志信號(hào)，不通話的移動(dòng)臺(tái)循環(huán)掃描并停留在最先搜索到的空閑信道上。由于各移動(dòng)臺(tái)掃描狀態(tài)不同，故移動(dòng)臺(tái)會(huì)分散停留在各空閑信道上。

特點(diǎn)同搶概率?。唤⒑艚兴俣瓤?。5.2.1頻分多址（FDMA）循環(huán)分散定位方式2/6/202338信息與通信工程系

時(shí)分多址是把時(shí)間分割成周期性的幀，每一幀再分割成若干個(gè)時(shí)隙。TDMA示意圖5.2.2時(shí)分多址（TDMA）頻分雙工（FDD）中,上下行幀在不同的頻率上；時(shí)分雙工（TDD）中,上下行幀在相同的頻率上。2/6/202339信息與通信工程系5.2.2時(shí)分多址（TDMA）TDD/TDMA的頻道劃分示意圖思考題：FDD/TDMA的頻道劃分示意圖？2/6/202340信息與通信工程系上行幀:

各移動(dòng)臺(tái)在上行幀內(nèi)只能按指定時(shí)隙向基站發(fā)送信號(hào)。5.2.2時(shí)分多址（TDMA）

為保證在不同傳播時(shí)延情況下，各移動(dòng)臺(tái)到達(dá)基站處的信號(hào)不重疊，通常上行時(shí)隙內(nèi)必須有保護(hù)間隔，在該間隔內(nèi)不傳送信號(hào)。2/6/202341信息與通信工程系下行幀:

基站按順序安排在預(yù)定的時(shí)隙中向各移動(dòng)臺(tái)發(fā)送信息。5.2.2時(shí)分多址（TDMA）2/6/202342信息與通信工程系

不同通信系統(tǒng)的TDMA的幀長(zhǎng)度和幀結(jié)構(gòu)是不一樣的。典型的幀長(zhǎng)在幾毫秒到幾十毫秒之間。例如：GSM系統(tǒng)的幀長(zhǎng)為4.615ms（每幀8個(gè)時(shí)隙）；DECT系統(tǒng)的幀長(zhǎng)為10ms（每幀24個(gè)時(shí)隙）；PACS系統(tǒng)的幀長(zhǎng)為2.5ms（每幀8個(gè)時(shí)隙）。5.2.2時(shí)分多址（TDMA）2/6/202343信息與通信工程系

TDMA系統(tǒng)每幀中的時(shí)隙結(jié)構(gòu)（或稱為突發(fā)結(jié)構(gòu)）設(shè)計(jì)通常要考慮三個(gè)主要問(wèn)題：控制和信令信息的傳輸；信道多徑的影響；系統(tǒng)的同步。

5.2.2時(shí)分多址（TDMA）2/6/202344信息與通信工程系每個(gè)時(shí)隙中，專門劃出部分比特用于控制和信令信息的傳輸。在時(shí)隙中插入自適應(yīng)均衡器所需要的訓(xùn)練序列。在上行鏈路的每個(gè)時(shí)隙中流出一定的保護(hù)間隔。在每個(gè)時(shí)隙中還要傳輸同步序列。同步序列和訓(xùn)練序列可以分開(kāi)傳輸，也可以合二為一。

5.2.2時(shí)分多址（TDMA）采取的主要措施2/6/202345信息與通信工程系兩種典型的時(shí)隙結(jié)構(gòu)5.2.2時(shí)分多址（TDMA）2/6/202346信息與通信工程系

TDMA中的空閑信道選取是選擇某個(gè)載頻上的某個(gè)空閑的時(shí)隙。5.2.2時(shí)分多址（TDMA）

TDMA系統(tǒng)的呼損性能可以完全采用FDMA

中的分析方法和結(jié)論。

TDMA中的信道數(shù)為每個(gè)基站使用的載波數(shù)乘以每載波的時(shí)隙數(shù)。2/6/202347信息與通信工程系

傳輸信號(hào)的帶寬遠(yuǎn)大于原信號(hào)本身帶寬的一種通信方式。

擴(kuò)頻通信技術(shù)是在香農(nóng)（Shannon）的信道容量公式的指導(dǎo)下產(chǎn)生的。擴(kuò)頻技術(shù):

碼分多址以擴(kuò)頻技術(shù)為基礎(chǔ),利用不同碼型實(shí)現(xiàn)不同用戶的信息傳輸。5.2.3碼分多址（CDMA）2/6/202348信息與通信工程系（1）直接序列擴(kuò)頻（DSSS---DirectSequenceSpreadSpectrum）系統(tǒng)；（2）頻率跳變擴(kuò)頻(FHSS---FrequencyHoppingSpreadSpectrum)系統(tǒng)或稱為跳頻擴(kuò)頻系統(tǒng)。擴(kuò)頻因數(shù)：傳輸信號(hào)帶寬與原信號(hào)帶寬的比值,用Be表示。Be通常取值在100~1000之間。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)種類：5.2.3碼分多址（CDMA）2/6/202349信息與通信工程系CDMA原理圖積分判決發(fā)端收端輸出Ci(t)Cj(t)5.2.3碼分多址（CDMA）2/6/202350信息與通信工程系

0

1

0

0

1

1

1

0

+

-

+

+

-

-

-

+半加器和乘法器乘法器半加器負(fù)邏輯0---+11----1結(jié)果相同5.2.3碼分多址（CDMA）2/6/202351信息與通信工程系直接序列擴(kuò)頻原理圖及頻譜5.2.3碼分多址（CDMA）2/6/202352信息與通信工程系5.2.3碼分多址（CDMA）2/6/202353信息與通信工程系跳頻擴(kuò)頻系統(tǒng)（FHSS）原理圖

5.2.3碼分多址（CDMA）2/6/202354信息與通信工程系

典型的擴(kuò)頻碼：

m序列信號(hào)單元

循環(huán)周期最長(zhǎng)的線性反饋移位寄存器序列或SR序列。1955~1956年由D.A.Huffman等人提出，是一種優(yōu)選周期序列信號(hào)單元。5.2.3碼分多址（CDMA）2/6/202355信息與通信工程系

5.2.3碼分多址（CDMA）2/6/202356信息與通信工程系

5.2.3碼分多址（CDMA）2/6/202357信息與通信工程系FH-CDMA

FH-CDMA中,各用戶根據(jù)各自的偽隨機(jī)(PN)序列,動(dòng)態(tài)改變其已調(diào)信號(hào)的中心頻率。各用戶中心頻率可在給定的系統(tǒng)帶寬內(nèi)隨機(jī)改變。

FH－CDMA類似于FDMA，但使用的頻道是動(dòng)態(tài)變化的。

FH－CDMA中各用戶使用的頻率序列要求相互正交（或準(zhǔn)正交），即在一個(gè)PN序列周期對(duì)應(yīng)的時(shí)間區(qū)間內(nèi)，各用戶使用的頻率，在任一時(shí)刻都不相同（或相同的概率非常小）。5.2.3碼分多址（CDMA）2/6/202358信息與通信工程系5.2.3碼分多址（CDMA）2/6/202359信息與通信工程系DS-CDMADS-CDMA系統(tǒng)中,所有用戶工作在相同的中心頻率上,輸入數(shù)據(jù)序列與PN序列相乘得到寬帶信號(hào)。不同用戶使用不同的PN序列。而這些序列相互正交,從而可像FDMA和TDMA系統(tǒng)中利用頻率和時(shí)隙區(qū)分不同用戶一樣，利用PN序列（或碼字）來(lái)區(qū)分不同的用戶。

5.2.3碼分多址（CDMA）2/6/202360信息與通信工程系圖5－4(b)DS－CDMA示意圖信道N?-?-?-信道２信道１時(shí)間頻率碼字信道N?-?-?-信道２信道１信道N?--?-信道２信道１時(shí)間頻率碼字圖5－DS－CDMA5.2.3碼分多址（CDMA）2/6/202361信息與通信工程系

DS－CDMA系統(tǒng)特點(diǎn)(一)1.存在自身的多址干擾多址干擾的存在是因?yàn)樗杏脩舳脊ぷ髟谙嗤念l率上，進(jìn)入接收機(jī)的信號(hào)除了所希望的有用信號(hào)外，還疊加有其它用戶的信號(hào)（稱為多址干擾MAI）。多址干擾的大小取決于在該頻率上工作的用戶數(shù)及各用戶的功率大小。

5.2.3碼分多址（CDMA）2/6/202362信息與通信工程系2.須采用功率控制克服遠(yuǎn)近效應(yīng)遠(yuǎn)近效應(yīng)

近處的強(qiáng)信號(hào)抑制遠(yuǎn)處弱信號(hào)的接收克服方法功率控制調(diào)整各用戶的發(fā)射功率，使得所有用戶信號(hào)到達(dá)基站的電平都相等。該電平的大小只要?jiǎng)偤眠_(dá)到滿足信號(hào)干擾比要求的門限電平即可。

3.軟特性（軟容量、軟切換）5.2.3碼分多址（CDMA）DS－CDMA系統(tǒng)特點(diǎn)(二)2/6/202363信息與通信工程系FDMA和DS-CDMA混合TDMA和DS-CDMA混合（TD/CDMA）TDMA與跳頻混合（TDMA/FH）FH-CDMA與DS-CDMA混合（DS/FH-CDMA）

FDMA和DS-CDMA混合系統(tǒng)：將一個(gè)寬帶CDMA信道劃分為若干個(gè)窄帶的DS-CDMA信道。5.2.3碼分多址（CDMA）混合碼分多址TD/CDMA系統(tǒng)：在TDMA的每個(gè)時(shí)隙內(nèi)，再引入DS-CDMA。2/6/202364信息與通信工程系TDMA/FH系統(tǒng)：每個(gè)TDMA時(shí)隙的載頻隨機(jī)跳變。每一幀改變一次工作頻率。該技術(shù)已應(yīng)用于GSM系統(tǒng)。它可以有效地克服同道干擾和多徑衰落。5.2.3碼分多址（CDMA）2/6/202365信息與通信工程系5.2.3碼分多址（CDMA）2/6/202366信息與通信工程系空分多址：

是通過(guò)空間的分割來(lái)區(qū)別不同的用戶?；炯夹g(shù)：

自適應(yīng)陣列天線。5.2.4空分多址（SDMA）自適應(yīng)陣列天線在不同用戶方向上形成不同波束。2/6/202367信息與通信工程系5.2.4空分多址（SDMA）2/6/202368信息與通信工程系隨機(jī)多址采用的方式有:ALOHA協(xié)議和時(shí)隙ALOHA載波偵聽(tīng)多址(CSMA)預(yù)約隨機(jī)多址5.2.5隨機(jī)多址2/6/202369信息與通信工程系5.2.5隨機(jī)多址2/6/202370信息與通信工程系5.2.5隨機(jī)多址2/6/202371信息與通信工程系通過(guò)量（S）：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)平均成功傳輸?shù)姆纸M數(shù)每個(gè)分組的平均時(shí)延（D）

5.2.5隨機(jī)多址隨機(jī)多址協(xié)議主要性能指標(biāo)2/6/202372信息與通信工程系

為了改進(jìn)ALOHA的性能，將時(shí)間軸分成時(shí)隙，時(shí)隙大小大于等于一個(gè)分組的長(zhǎng)度。5.2.5隨機(jī)多址所有用戶都同步在時(shí)隙開(kāi)始時(shí)刻進(jìn)行發(fā)送。該協(xié)議就稱為時(shí)隙ALOHA協(xié)議。2/6/202373信息與通信工程系

時(shí)隙ALOHA與ALOHA協(xié)議相比，將易損區(qū)從2倍的分組長(zhǎng)度減少到一個(gè)時(shí)隙，從而提高了系統(tǒng)的通過(guò)量。A1A1A1A1碰撞用戶A:用戶B:圖５－７(b)時(shí)隙ALOHA協(xié)議示意圖A1A1A1A1碰撞用戶A:用戶B:A1A1A1A1碰撞用戶A:用戶B:圖５－７(b)時(shí)隙5.2.5隨機(jī)多址2/6/202374信息與通信工程系

CSMA協(xié)議中，每個(gè)結(jié)點(diǎn)在發(fā)送前，首先要偵聽(tīng)信道是否有分組在傳輸。

5.2.5隨機(jī)多址載波偵聽(tīng)多址（CSMA--CarrierSenseMultipleAccess）信道空閑（沒(méi)有檢測(cè)到載波）：可以發(fā)送；信道忙：按照設(shè)定的準(zhǔn)則推遲發(fā)送。2/6/202375信息與通信工程系5.2.5隨機(jī)多址

用戶有分組要發(fā)送時(shí),采用ALOHA方式在空閑時(shí)隙上預(yù)約，如果成功，它將占用每幀所預(yù)約時(shí)隙，直至所有分組傳輸完畢。預(yù)約隨機(jī)多址2/6/202376信息與通信工程系時(shí)分多址TDMA（TimeDivisionMultipleAccess）碼分多址CDMA（CodeDivisionMultipleAccess）混合多址上節(jié)課主要內(nèi)容空閑信道的選取

多信道共用選取方式：專用呼叫信道方式（共用信令信道）；標(biāo)明空閑信道方式（循環(huán)定位、循環(huán)不定位、循環(huán)分散定位）

空分多址（SDMA）FDMA和DS-CDMA混合(中國(guó)電信C網(wǎng))TDMA和DS-CDMA混合（TD/CDMA）TDMA與跳頻混合（TDMA/FH）(中國(guó)移動(dòng)、聯(lián)通GSM系統(tǒng))FH-CDMA與DS-CDMA混合（DS/FH-CDMA）隨機(jī)多址2/6/202377信息與通信工程系5.3區(qū)域覆蓋和信道配置5.3.1區(qū)域覆蓋5.3.2信道(頻率)配置

2/6/202378信息與通信工程系

為使服務(wù)區(qū)達(dá)到無(wú)縫覆蓋，提高系統(tǒng)的容量，需采用多個(gè)基站來(lái)覆蓋給定的服務(wù)區(qū)。（每個(gè)基站的覆蓋區(qū)稱為一個(gè)小區(qū)。）。故需考慮以下問(wèn)題：5.3.1區(qū)域覆蓋

基站設(shè)置(位置、數(shù)量、覆蓋半徑)；頻率規(guī)劃。2/6/202379信息與通信工程系1.帶狀網(wǎng)

帶狀網(wǎng)主要用于覆蓋公路、鐵路、海岸等，如圖示。5.3.1區(qū)域覆蓋服務(wù)區(qū)形狀：帶狀網(wǎng)、面狀網(wǎng)、立體網(wǎng)有向天線覆蓋全向天線覆蓋2/6/202380信息與通信工程系5.3.1區(qū)域覆蓋雙頻制三頻制復(fù)用方式（區(qū)群結(jié)構(gòu)）：雙頻制、三頻制2/6/202381信息與通信工程系5.3.1區(qū)域覆蓋

f1

f2

f1

f2

f1

f2

f1

f1

f2

f3

f1

f2

f3

f1

雙頻組頻率配置三頻組頻率配置2/6/202382信息與通信工程系

n

頻制帶狀網(wǎng)如圖所示。小區(qū)半徑為r，相鄰小區(qū)交疊寬度為a，第n+1小區(qū)與第1小區(qū)為同頻道小區(qū)。由圖可算出信號(hào)傳輸距離DS

和同頻道干擾傳輸距離DI之比。5.3.1區(qū)域覆蓋2/6/202383信息與通信工程系5.3.1區(qū)域覆蓋2/6/202384信息與通信工程系2.面狀網(wǎng)----蜂窩網(wǎng)在平面區(qū)域內(nèi)劃分小區(qū)，通常組成蜂窩式網(wǎng)絡(luò)。(1)小區(qū)形狀全向天線的覆蓋區(qū)是圓形。為不留空隙地覆蓋整個(gè)服務(wù)區(qū)，各覆蓋區(qū)之間一定要交疊?？紤]交疊后，實(shí)際上每個(gè)覆蓋區(qū)的有效覆蓋區(qū)是一個(gè)多邊形。

5.3.1區(qū)域覆蓋2/6/202385信息與通信工程系5.3.1區(qū)域覆蓋小區(qū)相間120°，有效覆蓋區(qū)為正三角形。小區(qū)相間90°，有效覆蓋區(qū)為正方形。小區(qū)相間60°，有效覆蓋區(qū)為正六邊形。2/6/202386信息與通信工程系

可以證明，用正多邊形無(wú)空隙、無(wú)重疊地覆蓋一個(gè)平面的區(qū)域，可取的形狀只有這三種。5.3.1區(qū)域覆蓋問(wèn)題：這三種形狀中哪種最好呢？2/6/202387信息與通信工程系表5－5三種形狀小區(qū)的比較5.3.1區(qū)域覆蓋2/6/202388信息與通信工程系5.3.1區(qū)域覆蓋小區(qū)形狀（b)理想形狀(c)實(shí)際形狀（a）理論形狀2/6/202389信息與通信工程系

小區(qū)形狀---蜂窩網(wǎng)5.3.1區(qū)域覆蓋2/6/202390信息與通信工程系

相鄰小區(qū)顯然不能用相同的信道。這些不同信道的小區(qū)組成一個(gè)區(qū)群，只有不同區(qū)群的小區(qū)才能進(jìn)行信道再用。區(qū)群組成應(yīng)滿足兩個(gè)條件：一是區(qū)群之間可以鄰接，且無(wú)空隙無(wú)重疊地進(jìn)行覆蓋；二是鄰接之后的區(qū)群應(yīng)保證各個(gè)相鄰?fù)诺佬^(qū)之間的距離相等。滿足上述條件的區(qū)群形狀和區(qū)群內(nèi)的小區(qū)數(shù)不是任意的。可以證明，區(qū)群內(nèi)的小區(qū)數(shù)應(yīng)滿足下式：式（5－13）5.3.1區(qū)域覆蓋（2）區(qū)群的組成2/6/202391信息與通信工程系表5－6區(qū)群小區(qū)數(shù)N的取值5.3.1區(qū)域覆蓋2/6/202392信息與通信工程系圖5－12區(qū)群的組成5.3.1區(qū)域覆蓋2/6/202393信息與通信工程系

自某一小區(qū)Ａ出發(fā)，先沿邊的垂線方向跨j

個(gè)小區(qū)，再向左（或右）轉(zhuǎn)60°,再跨i

個(gè)小區(qū)，就到達(dá)同信道小區(qū)A。同信道小區(qū)中心之間的距離為例如，N=3,D/r=3;N=7,D/r=4.6;N=19,D/r=7.55。5.3.1區(qū)域覆蓋（3）同頻（信道）小區(qū)的距離2/6/202394信息與通信工程系圖5－13同信道小區(qū)的確定AN=19N=19AAAAAA5.3.1區(qū)域覆蓋2/6/202395信息與通信工程系中心激勵(lì)：基站設(shè)在小區(qū)的中央，用全向天線形成圓形覆蓋區(qū)。頂點(diǎn)激勵(lì)：基站設(shè)在每個(gè)小區(qū)六邊形的三個(gè)頂點(diǎn)上，每個(gè)基站采用三副120度扇形輻射的定向天線，分別覆蓋三個(gè)相鄰小區(qū)的各三分之一區(qū)域。5.3.1區(qū)域覆蓋（4）激勵(lì)方式：中心激勵(lì)與頂點(diǎn)激勵(lì)2/6/202396信息與通信工程系

服務(wù)區(qū)中每個(gè)小區(qū)的大小可以相同（用戶密度均勻時(shí)），也可以不同（用戶密度不均勻時(shí)），用戶密度高的市中心區(qū)可使小區(qū)的面積小一些，用戶密度低的市郊區(qū)可使小區(qū)的面積大些。另，對(duì)已設(shè)置好的蜂窩通信網(wǎng)，隨著城市建設(shè)的發(fā)展，原來(lái)的低用戶密度區(qū)可能變成了高密度用戶區(qū)，這時(shí)相應(yīng)地在該地區(qū)設(shè)置新的基站，將小區(qū)面積劃小。解決以上問(wèn)題可用小區(qū)分裂的方法。

5.3.1區(qū)域覆蓋（5）小區(qū)分裂2/6/202397信息與通信工程系5.3.1區(qū)域覆蓋2/6/202398信息與通信工程系原基站新基站小區(qū)分裂5.3.1區(qū)域覆蓋2/6/202399信息與通信工程系信道配置方式：分區(qū)分組配置法；等頻距配置法。

5.3.2信道(頻率)配置

將給定的信道（頻率）分配給一個(gè)區(qū)群內(nèi)的各個(gè)小區(qū)。信道（頻率）配置

CDMA系統(tǒng)中，所有用戶使用相同的工作頻率，因而無(wú)需進(jìn)行頻率配置。頻率配置主要針對(duì)FDMA和TDMA系統(tǒng)。2/6/2023100信息與通信工程系原則：盡量減小占用的總頻段，以提高頻段利用率；同一區(qū)群內(nèi)不能使用相同的信道，以避免同頻道干擾；小區(qū)內(nèi)采用無(wú)三階互調(diào)的相容信道組，以避免互調(diào)干擾。5.3.2信道(頻率)配置

例：若每個(gè)區(qū)群有7個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)需要6個(gè)信道，按上述原則進(jìn)行分配，可得到以下結(jié)果。

1.分區(qū)分組配置法2/6/2023101信息與通信工程系

第一組1、5、14、20、34、36

第二組2、9、13、18、21、31

第三組3、8、19、25、33、40

第四組4、12、16、22、37、39

第五組6、10、27、30、32、41

第六組7、11、24、26、29、35

第七組15、17、23、28、38、42

每一組信道分配給區(qū)群內(nèi)的一個(gè)小區(qū)。這里使用42個(gè)信道只占用了42個(gè)信道的頻段，是最佳的分配方案。5.3.2信道(頻率)配置

2/6/2023102信息與通信工程系2．等頻距配置法

按等頻率間隔來(lái)配置信道。只要頻距選得足夠大，就可以有效地避免鄰道干擾。這樣的頻率配置正好滿足產(chǎn)生互調(diào)的頻率關(guān)系，但正因?yàn)轭l距大，干擾易于被接收機(jī)輸入濾波器濾除而不易作用到非線性器件，也就避免了互調(diào)的產(chǎn)生。配置時(shí)可根據(jù)區(qū)群內(nèi)的小區(qū)數(shù)N來(lái)確定同一信道組內(nèi)各信道之間的頻率間隔。例如，第一組用（1，1+N，1+2N，1+3N，…），第二組用（2，2+N，2+3N，…）等。例如,N=7時(shí)，信道的配置如下：5.3.2信道(頻率)配置

2/6/2023103信息與通信工程系5.3.2信道(頻率)配置

第一組1、8、15、22、29、…第二組2、9、16、23、30、…第三組3、10、17、24、31、…第四組4、11、18、25、32、…第五組5、12、19、26、33、…第六組6、13、20、27、34、…第七組7、14、21、28、35、…

這樣同一信道組內(nèi)的信道最小頻率間隔為7個(gè)信道間隔，若信道間隔為25kHz,則其最小頻率間隔可達(dá)175kHz，這樣，接收機(jī)的輸入濾波器便可有效地抑制鄰道干擾和互調(diào)干擾。2/6/2023104信息與通信工程系

如果是頂點(diǎn)激勵(lì)，每個(gè)基站應(yīng)配置三組信道，例如N=7，每個(gè)區(qū)群就需要有21個(gè)信道組。整個(gè)區(qū)群內(nèi)各個(gè)基站信道組的分布如下圖。5.3.2信道(頻率)配置

2/6/2023105信息與通信工程系

以上討論是一種信道固定配置法，適合移動(dòng)臺(tái)業(yè)務(wù)分布相對(duì)固定的情況。固定配置法缺陷：頻率的利用率不高。實(shí)際上，移動(dòng)臺(tái)業(yè)務(wù)的地理分布是經(jīng)常會(huì)發(fā)生變化的。如：早上住宅區(qū)向商業(yè)區(qū)移動(dòng)；傍晚商業(yè)區(qū)向住宅區(qū)移動(dòng)平時(shí)向發(fā)生交通事故或集會(huì)的某處集中。此時(shí)，某一小區(qū)業(yè)務(wù)量增大，原來(lái)配置的信道可能不夠用了，而相鄰小區(qū)業(yè)務(wù)量小，原來(lái)配置的信道可能有空閑，小區(qū)之間的信道又無(wú)法相互調(diào)劑。5.3.2信道(頻率)配置

2/6/2023106信息與通信工程系實(shí)際中采用的方法：動(dòng)態(tài)配置法、柔性配置法動(dòng)態(tài)配置法

隨業(yè)務(wù)量的變化重新配置全部信道；柔性配置法

準(zhǔn)備若干個(gè)信道，需要時(shí)提供給某個(gè)小區(qū)使用。動(dòng)態(tài)配置法特點(diǎn)：頻率利用率可提高20%~50%、需及時(shí)算出新的配置方案、能避免各類干擾、電臺(tái)及天線共用器等裝備也要能適應(yīng)、難以實(shí)現(xiàn)。柔性配置法特點(diǎn)：控制比較簡(jiǎn)單、只要預(yù)留部分信道使各基站都能共用，即可應(yīng)付局部業(yè)務(wù)量變化的情況，是一種比較實(shí)用的方法。5.3.2信道(頻率)配置

2/6/2023107信息與通信工程系5.3.2信道(頻率)配置

2/6/2023108信息與通信工程系5.4網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)5.4.1基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)5.4.2數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2/6/2023109信息與通信工程系移動(dòng)通信的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖5-18所示固定網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)交換機(jī)5.4.１基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2/6/2023110信息與通信工程系基站與交換機(jī)之間、交換機(jī)與固定網(wǎng)絡(luò)之間可采用有線鏈路（如光纖、同軸電纜、雙絞線等）也可以采用無(wú)線鏈路（如微波鏈路、毫米波鏈路等）。數(shù)字信號(hào)（DS）標(biāo)準(zhǔn)（1）北美和日本標(biāo)準(zhǔn)：T-1/T-1C/T-2/T-3/T-4

支持24/48/96/672/4032路數(shù)字話音（每路64kb/s)傳輸比特率為1.544/3.152/6.312/44.736/274176Mb/s（2）歐洲標(biāo)準(zhǔn)E-1/E-1C/E-2/E-3/E-4，支持30/120/480/1920/7680路數(shù)字話音的傳輸比特率為2.048/8.448/34.368/139.264/565.148Mb/s5.4.１基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2/6/2023111信息與通信工程系交換機(jī)組成

：交換機(jī)功能：完成信號(hào)由設(shè)備入口到出口的轉(zhuǎn)發(fā)，為任意兩端口間的通信提供通路。5.4.１基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2/6/2023112信息與通信工程系(#1入線接記發(fā)器）1-5’w:(#1入線與#2入線經(jīng)繩路互通）1-2yz:(#3入線接#1’中繼線)3-1’x：交換機(jī)原理5.4.１基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2/6/2023113信息與通信工程系

移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中使用的交換機(jī)通常稱為移動(dòng)交換中心,即MSC。

MSC功能：常規(guī)交換機(jī)的所有功能；移動(dòng)性管理；無(wú)線資源管理（包括越區(qū)切換、漫游、用戶位置登記管理等）。

5.4.１基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2/6/2023114信息與通信工程系

在蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中，為便于網(wǎng)絡(luò)組織，將一個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)分為若干個(gè)服務(wù)區(qū)，每個(gè)服務(wù)區(qū)又分為若干個(gè)MSC區(qū)，每個(gè)MSC區(qū)又分為若干個(gè)位置區(qū)，每個(gè)位置區(qū)由若干個(gè)基站小區(qū)組成。5.4.１基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2/6/2023115信息與通信工程系5.4.１基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)服務(wù)區(qū)MSC區(qū)位置區(qū)基站區(qū)MSC區(qū)…位置區(qū)基站區(qū)……2/6/2023116信息與通信工程系數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)5.4.２

數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2/6/2023117信息與通信工程系

模擬系統(tǒng)中,移動(dòng)性管理和用戶鑒權(quán)及認(rèn)證都在MSC中。數(shù)字系統(tǒng)中,將移動(dòng)性管理、用戶鑒權(quán)及認(rèn)證從MSC中分離出來(lái),設(shè)置原籍位置寄存器(HLR)和訪問(wèn)位置寄存器(VLR)來(lái)進(jìn)行移動(dòng)性管理。HLR（HomeLocationRegister原籍位置寄存器）中信息：

用戶的參數(shù)信息，

用戶當(dāng)前位置信息VLR（VisitorLocationRegister訪問(wèn)位置寄存器）中信息：

用戶動(dòng)態(tài)位置信息AUC

(AuthenticationCentre鑒權(quán)中心)

：

進(jìn)行用戶鑒權(quán)和認(rèn)證。是認(rèn)證移動(dòng)用戶身份及產(chǎn)生相應(yīng)認(rèn)證參數(shù)的功能實(shí)體。5.4.２

數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2/6/2023118信息與通信工程系HLR主要責(zé)任對(duì)在HLR中登記的MS的所有用戶參數(shù)的管理和修改等;計(jì)費(fèi)管理;VLR的更新。VLR主要責(zé)任移動(dòng)臺(tái)漫游號(hào)管理;臨時(shí)移動(dòng)臺(tái)標(biāo)識(shí)管理;訪問(wèn)的移動(dòng)臺(tái)用戶管理;HLR的更新;管理MSC區(qū),位置區(qū)和基站區(qū);管理無(wú)線信道（如信道分配表、動(dòng)態(tài)信息分配管理、信道阻塞狀態(tài)）。5.4.２

數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2/6/2023119信息與通信工程系MSC功能路由選擇管理;計(jì)費(fèi)和費(fèi)率管理;業(yè)務(wù)量管理;向原籍位置登記器（HLR）發(fā)送有關(guān)業(yè)務(wù)量信息和計(jì)費(fèi)信息。5.4.２

數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2/6/2023120信息與通信工程系信令

通信網(wǎng)中，除了用戶信息之外,為使全網(wǎng)有秩序地工作，還必須在正常通話的前后和通話過(guò)程中傳輸其他的控制信號(hào)。5.5信令有線電話網(wǎng)中的信令：撥號(hào)音

持續(xù)450Hz正弦波忙音

450Hz正弦波，0.35秒通、0.35秒斷回鈴音

450Hz正弦波，1秒通、4秒斷振鈴音25Hz正弦波，1秒通、4秒斷2/6/2023121信息與通信工程系5.5信令建立呼叫；監(jiān)控呼叫；清除呼叫。信令的基本功能：2/6/2023122信息與通信工程系隨路信令：信令和話音在同一條電路上傳送，模擬電話網(wǎng)及早期數(shù)字中采用。缺點(diǎn)：信令傳送速度低；容量及處理能力有限；很難擴(kuò)展到其他業(yè)務(wù)。5.5信令信令的發(fā)展：隨路信令No.7信令2/6/2023123信息與通信工程系No.7信令：公共信道信令系統(tǒng)。

信令通路與話音通路分開(kāi)，將若干條電路的信令集中在一條專門用于傳送信令的通道上傳送。特點(diǎn)：信令傳送速度快；信令容量大；具有提供大量信令能力及增加信令的靈活性；可靠性高、適應(yīng)性強(qiáng)。5.5信令2/6/2023124信息與通信工程系接入信令：用戶到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間（移動(dòng)臺(tái)至基站）的信令。5.5信令信令分類：網(wǎng)絡(luò)信令：網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的信令（7號(hào)信令）。（MSC與MSC、MSC與HLR/VLR/AUC）接入信令、網(wǎng)絡(luò)信令2/6/2023125信息與通信工程系

數(shù)字信令已經(jīng)廣泛應(yīng)用于大容量的移動(dòng)通信網(wǎng)中,典型的格式如圖所示。其中P為前置碼，提供位同步信息。

SW為字同步碼，用于確定信息的開(kāi)始位,也叫幀同步。

A或D為地址或數(shù)據(jù)碼，通常包括控制、選呼、撥號(hào)等信令。

SP為糾錯(cuò)碼，也叫監(jiān)督碼,用于檢錯(cuò)和糾錯(cuò)。

SPA或DSWP典型的數(shù)字信令格式5.5.１接入信令一.數(shù)字信令2/6/2023126信息與通信工程系

TACS系統(tǒng)反向信道信令格式……第二個(gè)字重復(fù)5次第一個(gè)字重復(fù)5次數(shù)字色碼字同步比特同步比特?cái)?shù)：30117240240……

……第二個(gè)字重復(fù)5次第一個(gè)字重復(fù)5次數(shù)字色碼字同步比特同步比特?cái)?shù)：30117240240…………第二個(gè)字重復(fù)5次第一個(gè)字重復(fù)5次數(shù)字色碼字同步比特同步比特?cái)?shù)：30117240240……5.5.１接入信令數(shù)字信令舉例2/6/2023127信息與通信工程系帶內(nèi)單音頻信令：0.3--3kHz范圍內(nèi)不同的單音。用途：選呼、信道狀態(tài)(忙/閑)5.5.１接入信令帶外亞音頻信令：低于300Hz的單音。用途：選呼、群呼、音鎖系統(tǒng)二.音頻信令撥號(hào)信令：移動(dòng)臺(tái)主叫時(shí)發(fā)往基站的信號(hào)。種類：?jiǎn)我纛l脈沖、雙音頻脈沖、4×3雙音多頻2/6/2023128信息與通信工程系網(wǎng)絡(luò)信令交換機(jī)與數(shù)據(jù)庫(kù)之間交換的信息。

常用的網(wǎng)絡(luò)信令就是７號(hào)信令，協(xié)議結(jié)構(gòu)如圖所示。

7號(hào)信令系統(tǒng)的協(xié)議結(jié)構(gòu)5.5.2網(wǎng)絡(luò)信令MTP消息傳輸部分SCCP信令連接控制部分TCAP事務(wù)處理能力應(yīng)用部分MAP移動(dòng)應(yīng)用部分OMAP操作維護(hù)管理部分ISDN-UPISDN用戶部分2/6/2023129信息與通信工程系CCSS7：CommonChannelSignalingSystemNo.7MTP:MessageTransferPartSCCP:SignalingConnectionControlPartTCAP:TransactionCapabilitiesApplicationPartMAP:MobileApplicationPart5.5.2網(wǎng)絡(luò)信令2/6/2023130信息與通信工程系

7號(hào)信令網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)。

組成：信令點(diǎn)（SP--SignalingPoint)；

信令鏈路（Link）；

信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)（STP--SignalingTransferPoint)。5.5.2網(wǎng)絡(luò)信令信令點(diǎn)

：發(fā)出信令和接收信令的設(shè)備,它包括業(yè)務(wù)交換點(diǎn)（SSP：MSC)和業(yè)務(wù)控制點(diǎn)（SCP：HLR/VLR)。

采用分級(jí)結(jié)構(gòu)，STP分為HSTP和LSTP。2/6/2023131信息與通信工程系上節(jié)課主要內(nèi)容隨機(jī)多址ALOHA協(xié)議

信道(頻率)配置

區(qū)域覆蓋服務(wù)區(qū)形狀：帶狀網(wǎng)、面狀網(wǎng)區(qū)群的組成同頻（信道）小區(qū)的距離激勵(lì)方式（中心激勵(lì)與頂點(diǎn)激勵(lì)）小區(qū)分裂小區(qū)形狀分區(qū)分組配置法時(shí)隙ALOHA預(yù)約隨機(jī)多址

載波偵聽(tīng)多址(CSMA)等頻距配置法

基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

信令的基本功能、信令分類