第3章移动通信网络结构.ppt

第3章 移动通信的网络结构 【本章内容简介】本章详细介绍了移动通信网的网络结构、区域覆盖方式和服务区的形状，对信令的类型和数字信令以及信令的应用作了仔细说明，同时还介绍了越区切换和位置管理等实际应用的情况。 【学习重点与要求】本章重点掌握移动通信网的网络结构和频率复用的概念，了解越区切换、位置管理及漫游的接续过程。 3.1 网 络 结 构 移动通信的最大特点就是移动台（MS）在服务区内任意地点移动时都能进行收发信。为了实现移动用户和移动用户之间或移动用户和市话用户之间的通信，移动通信网必需具有交换控制功能。通信网络结构的不同，所需的交换控制功能及交换控制区域组成也不一样。在大区制中，移动用户只要在服务区内，无论移动到何处，信息的交换和控制都是通过一个基地站进行的，所以比较简单。而在小区制中，基地站很多，移动台又没有固定的位置。为了便于控制和交换，通常采用图3-1的移动通信网结构。图3-1 移动通信网的结构 3.1.1 基本结构 移动通信电话网通常是先由若干邻接的无线小区组成一个无线区群，再由若干无线区群构成整个服务区，如上图所示。从地理位置范围来看，GSM系统分为GSM服务区、公用陆地移动网（PLMN）业务区、移动交换控制区（MSC）、位置区（LA）、基站区和小区。 （1）GSM服务区GSM服务区由联网的GSM全部成员国组成，移动用户只要在服务区内，就能得到系统的各种服务，包括完成国际漫游。 （2）PLMN业务区业务区是由一个或若干个移动通信网（PLMN）组成的。图中所示的业务区由一个PLMN组成。一个业务区可以是一个国家，或是一个国家的一部分，也可以是若干个国家。PLMN业务区可以与公共交换电话网（PSTN）、综合业务数字网（ISDN）和公用数据网（PDN）互联，在该区域内，有共同的编号方法及路由规划。一个PLMN业务区包括多个MSC业务区，甚至可扩展全国。 3.1.1 基本结构 （3）MSC业务区由一个移动交换中心控制的区域称为MSC业务区。一个移动通信网可以由一个或若干个移动业务交换中心（MSC）组成。MSC构成无线系统与市话网（PSTN）之间的接口，完成所有必需的信号功能，以建立与移动台的往来呼叫。一个MSC区可以由一个或多个位置区组成。在该区域内，有共同的编号方法及路由规划。 （4）位置区一个移动业务交换中心可以由一个或若干个位置区（LA）组成。位置区就是移动台位置登记区，它是为了解决在呼叫移动台时，以便知道被呼叫移动台当时所在位置而设置的。位置区由若干基站区组成，它与一个或若干个基站控制器（BSC）有关。手机在位置区内移动时，不需要作位置更新。当寻呼移动用户时，位置区内全部基站可以同时发寻呼信号。系统中位置区域的区分采用位置区识别码（LAI）。 3.1.1 基本结构 （5）基站区一个基站可以由一个或若干个无线小区组成。基地站（BS）提供无线信道，以建立在BS覆盖范围内与移动台（MS）的无线通信。一个基站控制器（BSC）所控制的若干个小区的区域称为基站区。 （6）小区小区也叫蜂窝区，理想形状是正六边形。一个小区包含一个基站，每个基站包含若干套收、发信机，其有效覆盖范围决定于发射功率、天线高度等因素，一般为几公里。基站可于正六边形中心，采用全向天线，称为中心激励；也可位于正六边形顶点（相隔设置），采用120°或60°定向天线，称为顶点激励。 由于顶点激励方式采用定向天线，对来自120°主瓣之外的同频干扰信号，天线方向性能提供一定的隔离度，从而降低了干扰，所以允许以较小的同频复用距离工作，构成单位无线区群的无线小区个数也可以降低。 3.1.1 基本结构 若小区内业务激增时，小区可以缩小（一分为四），称为小区分裂。 在组网布局时，出于经费及地形、地物等方面的考虑，会出现覆盖不到的区域，通常称为盲区或死角。为了让死角或盲区变活，通常在适当的地方建立直放站，以沟通盲区移动台与基地站的通信。直放站实际上就是一个同频放大的中继站，通过它把基地站部分信号引过来，以实现接收和转发来自基地和移动台的信号。由于直放站具有简单、可靠、易于安装等特点，所以目前已得到广泛应用。 3.1.2 区域覆盖方式 在移动通信系统中，用户终端（移动电话）是移动的。移动通信的最大特点就是，移动台（MS）在服务区内任意位置都能进行收发信。为了使服务区达到无缝覆盖，提高系统的容量和通信质量，就需要采用多个基站来覆盖给定的服务区。基站的最简单形式是具有一个发射机和一个接收机，移动通信就是在移动台和基站之间进行的。基站发射电波的覆盖范围称为无线小区，按照服务区域覆盖方式的不同，可以将移动通信网划分为大区制和小区制。 3.1.2 区域覆盖方式 大区制采用单无线小区结构，即采用一个基站覆盖某一范围的用户服务区，由它负责区内移