第5章组网技术分解.ppt

第5章 组网技术 5.1 概述 5.2 多址技术 5.3 区域覆盖和信道配置 5.4 网络结构 5.5 信令 5.6 越区切换和位置管理 思考题与习题 5.1 概 述 在前面几章的讨论中， 我们主要解决了在移动环境下， 点对点的传输问题。 本章将试图解决以下几个方面的问题： (1) 对于给定的频率资源， 大家如何来共享? 即采用什么样的多址技术， 使得有限的资源能传输更大容量的信息? (2) 由于传播损耗的存在， 基站和移动台之间的通信距离总是有限的。 (3) 如何将服务区内的各个基站互连起来， 并且要与固定网络(如PSTN、 ISDN、 BISDN等)互连， 从而实现移动用户与固定用户、 移动用户与移动用户之间的互连互通? 也就是说， 移动通信应采用什么样的网络结构? (4) 移动通信的基本特点是用户在网络覆盖的范围内可任意移动。 这就要解决下面两个问题： 一是当移动用户从一个基站的覆盖区移动到另一个基站的覆盖区时， 如何保证用户通信过程的连续性， 即如何实现有效的越区切换? 二是用户在移动网络中任意移动， 网络如何管理这些用户， 使网络在任何时刻都知道， 该用户当前在哪一个地区的哪一个基站覆盖的范围内， 即如何解决移动性管理的问题? (5) 如何在用户和移动网络之间， 移动网络和固定网络之间交换控制信息， 从而对呼叫过程、 移动性管理过程和网络互连过程进行控制， 以保证网络有序运行， 即在移动通信网中应采用什么样的信令系统? 移动通信系统发展经历了第一代模拟移动通信系统、 第二代数字移动通信系统和第三代移动通信系统(IMT-2000)。 第一代移动通信系统包括AMPS、 TACS和NMT等体制。 第二代数字移动通信系统包括GSM、 IS-136(DAMPS)、 PDC、 IS-95等体制。 一个典型的数字蜂窝移动通信系统由下列主要功能实体组成(如图 1 - 16 所示)： 移动台(MS)、 基站分系统(BSS)(包括基站收发信机(BTS)和基站控制器(BSC))、 移动交换中心(MSC)、 原籍(归属)位置寄存器(HLR)、 访问位置寄存器(VLR)、 设备标识寄存器(EIR)、 认证中心(AUC)和操作维护中心(OMC)。 为了能够明确表示控制和信令的有关概念， 这里简要阐述一下分层协议模型的概念。移动通信的空中接口(或称无线接入部分)的协议和信令是按照分层的概念来设计的。 空中接口包括无线物理层、 链路层和网络层， 链路层还进一步分为介质接入控制层和数据链路层， 物理层是最低层， 参见图 1 - 18。 物理层(PHL)确定无线电参数， 如： 频率、 定时、 功率、 码片、 比特或时隙同步、 调制解调、 收发信机性能等。 物理层将无线电频谱分成若干个物理信道， 划分的方法可以按频率、 时隙或码字或它们的组合进行， 如频分多址(FDMA)、 时分多址(TDMA)、 码分多址(CDMA)等。 物理层在介质接入控制层(MAC)的控制下， 负责数据或数据分组的收发。 5.2 多址技术 5.2.1 频分多址(FDMA) 频分多址是指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。在模拟移动通信系统中， 信道带宽通常等于传输一路模拟话音所需的带宽， 如25 kHz 或30 kHz。 在单纯的FDMA系统中， 通常采用频分双工(FDD)的方式来实现双工通信， 即接收频率f和发送频率F是不同的。 为了使得同一部电台的收发之间不产生干扰， 收发频率间隔|f-F|必须大于一定的数值。 例如， 在800 MHz频段， 收发频率间隔通常为45 MHz。 一个典型的FDMA频道划分方法如图 5 - 1 所示。 图 5 - 1 FDMA的频道划分方法 在FDMA系统中， 收发的频段是分开的， 由于所有移动台均使用相同的接收和发送频段， 因而移动台到移动台之间不能直接通信， 而必须经过基站中转。 移动通信的频率资源十分紧缺， 不可能为每一个移动台预留一个信道， 只可能为每个基站配置好一组信道， 供该基站所覆盖的区域(称为小区)内的所有移动台共用。 这就是多信道共用问题。 1. 话务量与呼损率的定义 在话音通信中， 业务量的大小用话务量来量度。 话务量又分为流入话务量和完成话务量。 流入话务量的大小取决于单位时间(1