蜂窝技术.ppt

蜂窝技术 一、蜂窝技术 （一）蜂窝网概念 蜂窝网的基本特点：将所要覆盖的地域划分为若干小区，小区半径为1—10Km左右，随地域内用户的密度而定。每个小区设一个基站台，见图一所示。每个基站台可使用若干条无线频分、时分或码分信道。信道数决定了本小区内可以同时使用的用户数。相邻小区使用不同频率的信道，以免互相干扰。但相隔较远的小区可重复使用相同的频率，称为“频率再用”。因此可以用有限个频率为多个小区服务，从而组成大容量大范围的移动通信系统。“频率再用”技术是“空分多址”的一种形式—－利用不同地域（空间）实现多址通信，它总是和其它多址方式综合使用。 大范围和大容量系统的组成由基站台、移动电话局和固定网构成庞大的地面网络。蜂窝网中基站台的作用――提供无线信道。各基站台通过光缆线路或微波线路与移动电话局相连，交换和控制功能由移动电话局完成。如有若干个移动局，还应该设立移动汇接局。通过移动电话局或汇接局与市话局和长话局相连。 移动用户通过移动局间的中继线至另一个移动局，实现不同交换局覆盖的用户间的通话。通过中继线连接至市话局，实现与固定用户通话，见图二。 蜂窝移动通信系统是由庞大的地面网络支撑的短距离或超短距离无线通信系统。 蜂窝通信是一种新型的通信体制，涉及的技术是多方面的，其中的关键技术作一简要介绍： 1. 接续技术： 基于移动用户位置的不确定性，移动交换局如何了解用户的需求、如何为用户提供信道、如何寻找被叫用户，接续方法和过程与固定电话不一样，其难度大大增加。正因为移动用户的移动性，在接续中还应具有下述功能： 越区切换――移动台从一小区进入另一个小区，则要接受另一个小区的服务，应从原小区基站台分配使用的信道，转而使用另一小区分配的信道，切换时不能影响正在进行的通话。这称之为越区切换（Handoff）功能。 漫游（Roaming）：当移动台从一个管理区，进入另一个管理区（从一个域市进入另一个城市，从一个国家进入另一个国家或地区），既要能“呼出”，也要能接受“呼入”，且保持移动台号码不变。这称之谓“漫游”（Roaming）功能。 2.多址技术： 基地台需要实现与多个用户的接续（通信），要有多元连接功能。经 济地利用频谱、有效地实现多元连接，关键是合理利用多址技术。 蜂窝系统中能用有限个频率组成大容量大范围的系统，因为相隔较远 的小区可以使用相同的频率，即“频率再用”，也就是利用地域的不同，实 “多址”。相隔多远才合适，才能避免相同频率信道的干扰？从另一角度讲， 相邻的，使用不同频率组的小区组多大才合适，即空分区域多大才合适？ 在小区采用何种多址方式更合适？小区内采用的多址方式与空分区域的关 系如何？这些都是“多址技术”要解决的问题。 3.传输技术： 蜂窝系统的传输条件比较恶劣，需要解决的问题――采用何种调制方 式能适应移动环境，获得较好的谱效率和较低的误码；采用何种抗干 扰编码技术可以克服恶劣的移动环境的影响；由于蜂窝系统信道带宽较 窄，低数码率、高语音质量、高抗干扰性能的语音压缩编码技术也是关键 之一。为适应数据业务发展的需要，要解决在移动条件下实现数据传输的 技术问题，要克服多径衰落，多普勒效应等影响，特别是越区切换对数据 通信的影响。 （二）蜂窝网的接续技术 在固定电话网中，用户与电话局是直接固定连接，用户向电话局直接发出摘机、挂机、拨号等信令，由电话局实施交换、控制等功能。在蜂窝制中，移动用户通过基站台与移动交换局相连，基站台只提供信道，包括移动用户与基站台间的无线信道和基站台与移动局间的中继线。由于用户的移动性，二者均是多用户共用方式，且据需要指配使用。指配、交换、控制等均由移动局完成。那么移动局如何知道用户的位置及其需要；如何根据移动用户的位置指配信道。其中，大量控制信息要在基站台与移动局间交换，还有移动台的身份识别、功率控制、越区切换、位置登记等指令，在话音信道建立之前，基地台与移动台之间的信息交换也必须另有传送控制信息的渠道，这是移动通信的特点。见图三，它的指令系统比固定电话复杂得多。不同体制的程序、控制方式、指令也不同，下面简单描述移动用户通话的接续过程，从而了解蜂窝移动通信的接续、控制以及信令系统的基本特点。 2.主叫过程： 1)主叫户拨号（存入存储器），按发送键发送。因主叫用户已 停留在所在小区 的控制信道上，如无碰撞，连移动台本身的 序号（识别码）和所拨号码一起通过反向控制信道送到基站 台，见图四。 2) 基站台收到后，通过与移动局间的数据链路