移动通信组网技术.pptx
《移动通信组网技术.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《移动通信组网技术.pptx(58页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第第4 4章章 移动通信系统的组网技术移动通信系统的组网技术 41 区域覆盖411区域覆盖的概念n服务区域覆盖方式的不同可将移动通信网划分为大区制和小区制。n大区制:指在一个服务区域(一个城市或一个地区)内只设置一个基站,由它负责移动通信的联络和控制。通常基站天线架设的比较高,发射机的输出功率也比较大25200W,覆盖区域半径一般为2550公里。n小区制:指将整个服务区划分为若干个无线小区(小块的区域),每个小区分别设置一个基站,由它负责移动通信的联络和控制。其基本思想是用许多的小功率发射机(小覆盖区域)来代替单个大功率发射机(大覆盖区域),相邻的基站则分配不同的频率(蜂窝的概念)。第1页/共
2、58页第第4 4章章 移动通信系统的组网技术移动通信系统的组网技术 图4.1大区覆盖与小区覆盖 (a)大区覆盖;(b)小区覆盖第2页/共58页第第4 4章章 移动通信系统的组网技术移动通信系统的组网技术 n可给每个小区分配不同的频率,但这样需要大量的频率资源,且频谱的利用率低,为了提高频谱的利用率,需将相同的频率在相隔一定距离的小区中重复使用,主要使用相同频率的小区(同频小区)之间的干扰足够小,这种技术称为同频复用。图4.2蜂窝系统的频率复用 第3页/共58页第第4 4章章 移动通信系统的组网技术移动通信系统的组网技术 n频率复用:移动通信系统解决用户增多而被有限频谱制约的有效手段。它能在有限
3、的频谱上提供非常大的容量,而不需要做技术上的重大修改。n小区分裂:当用户数增多并达到小区所能服务的最大限度时,如果把这些小区再分割成更小的蜂窝状区域,并相应减小新小区的发射功率和采用相同的频率复用模式,以适应业务增长的需求。第4页/共58页第第4 4章章 移动通信系统的组网技术移动通信系统的组网技术 图4.3 小区分裂示意图 图4.4 蜂窝移动通信系统的示意 第5页/共58页第第4 4章章 移动通信系统的组网技术移动通信系统的组网技术 移动通信与终端设备移动通信与终端设备n七个小区构成一个区群。小区编号代表不同的频率组。小区与移动电话交换局(MTSO)相连。nMTSO在网内负责控制和管理,对所
4、在地区已注册登记的用户实施频道分配、建立呼叫、频道切换、提供系统维护、性能测试和存储记费信息等。它既保证网中移动用户之间的通信,又保证了移动用户和有线用户之间的通信。n越区切换:当移动用户在蜂窝服务区内快速运动时,移动台会从一个小区进入另一个相邻的小区,这时其与基站所用的接续链路必须从它离开的小区转换到正在进入的小区。第6页/共58页第第4 4章章 移动通信系统的组网技术移动通信系统的组网技术 图4.5 越区切换示意图 根据服务对象、地形分布及干扰等因素的不同,可将小区制移动通信网划分为带状网和面状网。第7页/共58页第第4 4章章 移动通信系统的组网技术移动通信系统的组网技术 412带状网n
5、带状网:主要用于覆盖公路、铁路、海岸等,其服务区内的用户的分布呈带状分布。如图4.6所示。n带状网基站天线若为有向天线辐射,服务覆盖区为扁圆形的,如图4.6(a)所示。基站天线若为全向天线辐射,服务覆盖区为圆形的,如图4.6(b)所示。第8页/共58页第第4 4章章 移动通信系统的组网技术移动通信系统的组网技术 图4.6带状网 第9页/共58页第第4 4章章 移动通信系统的组网技术移动通信系统的组网技术 413面状网n面状网:指其服务区内的用户的分布呈带状分布。其服务区内小区的划分及组成,取决于电波传播的条件和天线的方向性。实际上一个小区的服务覆盖范围可以是一个不规则形状,但也需要有一个规则的
6、小区形状来用于系统的规划,以适应不断增长的业务需要。n当考虑要覆盖整个服务区域而没有重叠和间隙的几何形状时,只有三种可能的选择:正方形、等边三角形和正六边形。第10页/共58页第第4 4章章 移动通信系统的组网技术移动通信系统的组网技术 图4.7小区的形状第11页/共58页第第4 4章章 移动通信系统的组网技术移动通信系统的组网技术 表4.1三种形状小区的比较第12页/共58页第第4 4章章 移动通信系统的组网技术移动通信系统的组网技术 42 区群的构成与激励方式421区群的构成n蜂窝式移动通信网通常是先又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。n区群的组成应满足两
7、个条件:一是区群之间可以邻接,且无空隙无重叠地进行覆盖;二是邻接之后的区群应保证各个相邻同信道小区之间的距离相等。n满足上述条件的区群形状和区群内的小区数不是任意的。可以证明,区群内的小区数N应满足下式:式中 i,j正整数。由此可计算出N的取值表如表4.2所示。第13页/共58页第第4 4章章 移动通信系统的组网技术移动通信系统的组网技术 表4.2 群区小区数N的取值第14页/共58页第第4 4章章 移动通信系统的组网技术移动通信系统的组网技术 相应的区群形状如图4.8所示。图4.8 区群的组成 第15页/共58页第第4 4章章 移动通信系统的组网技术移动通信系统的组网技术 422同频(信道)
8、小区的距离 确定同信道小区的位置和距离可用下面的方法。图4.9 同信道小区的确定 第16页/共58页第第4 4章章 移动通信系统的组网技术移动通信系统的组网技术 n设小区的辐射半径(即正六边形外接圆的半径)为r,则从图4.9可以算出同信道小区中心之间的距离为n可见群内小区数N越大,同信道小区的距离就越远,抗同频干扰的性能也就越好。例如:N=3,D/r=3;N=7,D/r=4.6;N=19,D/r=7.55。第17页/共58页第第4 4章章 移动通信系统的组网技术移动通信系统的组网技术 423激励方式n中心激励:当用小区来覆盖范围时,基站发射机可设置在小区的中央,通常用全向天线形成圆形覆盖区。图
9、4.10两种激励方式示意图 (a)中心激励;(b)顶点激励第18页/共58页第第4 4章章 移动通信系统的组网技术移动通信系统的组网技术 43 信道(频率)配置n为了充分利用无线频谱,必须要有一个能实现既增加用户容量又减少干扰为目的的信道(频率)配置方案。信道(频率)配置主要是针对FDMA和TDMA系统;n信道(频率)配置方式就是指将可用频道分成若干组,若所有可用的信道N(如49)分成F组(如9组),则每组的信道数为NF(49/9 5.4,即有些组的信道数为5个,有些为6个;n总的信道数N是固定的,所以分组数F越少,则每组的信道数就越多;n实际应用中,常采用定向天线进行顶点激励的小区制,每个基
10、站应配置三组信道,向三个方向辐射,每7个小区(7个基站)形成一个区群,每个区群就需有73=21个信道组。第19页/共58页第第4 4章章 移动通信系统的组网技术移动通信系统的组网技术 图4.11基站信道组的分布 我国规定采用7个基站21个小区的模型,即图4.11所示的结构。第20页/共58页第第4 4章章 移动通信系统的组网技术移动通信系统的组网技术 44 移动通信的网络结构441基本网络结构n移动通信的基本网络结构。基站(BS)与移动交换中心(MSC)之间、移动交换中心(MSC)与市话网络(PSTN)之间可采用有线链路(如光纤、同轴电缆、双绞线等)也可以采用无线链路(如微波链路、毫米波链路等
11、)。其比特率2.048/8.448/34.368/139.264/565.148 Mb/s。n通常每个基站要同时支持50路话音呼叫,每个交换机可以支持近100个基站,交换机到固定网络之间至少需要5 000个话路的传输容量。第21页/共58页第第4 4章章 移动通信系统的组网技术移动通信系统的组网技术 图4.12 基本网络结构示意图第22页/共58页第第4 4章章 移动通信系统的组网技术移动通信系统的组网技术 n一个移动交换中心(MSC)可由一个或若干个位置区组成。位置区即移动台位置登记区,它是为了解决在呼叫移动台时,以便知道被呼移动台当时所在的位置而设置的。位置区由若干基站组成。n一个基站可由
12、一个或若干个无线小区组成。基站(BS)主要由射频部分(射频架和收、发天线)、数据架和维护测试架等几部分组成。基站(BS)提供无线信道,以建立在BS覆盖范围内与移动台(MS)的无线通道。n移动台(MS)主要包括车载台与手机两类。其主要差别功率大小不同。由一个或若干移动通信网所组成的区域称为业务区。一个业务区的范围可以是一个国家,或是一个国家的一部分,也可是若干个国家。第23页/共58页第第4 4章章 移动通信系统的组网技术移动通信系统的组网技术 典型的蜂窝式移动通信本地网结构 图4.13蜂窝式移动通信本地网结构图 第24页/共58页第第4 4章章 移动通信系统的组网技术移动通信系统的组网技术 4
13、42移动通信系统的主要功能n 移动通信系统应具有下列的主要功能:(1)具有与公用电话网进行自动交换的能力;(2)双工通信,话音质量接近市话网标准;(3)双向自动拨号,包括移动用户与市话用户间的直接拨号以及移动台之间的直接拨号;(4)用户容量大,一个系统一般能为几万个用户提供服务,还能适应业务增加需要,通过小区分裂以扩充容量;(5)采用小区制频率再用技术,当基站采用全向天线时,一个区群由 7 个小区组成,频率再用率为 1/7,以尺可能减少邻道干扰;(6)具有自动过境切换频道技术,切换时间小于 20 ms;(7)设备通用性较强,通常基站、移动台等设备在全国范围内可以通用;(8)各地之间可以联网,具
14、有自动漫游功能。第25页/共58页第第4 4章章 移动通信系统的组网技术移动通信系统的组网技术 443数字蜂窝移动网的网络结构n在蜂窝式移动通信网中,为了便于网络组织和管理,将一个移动通信网分为若干个移动服务区,每个移动服务区一般设一个移动电话局,根据规定,一个或若干个移动电话局作为移动汇接局。n移动汇接局一般设在省会城市。各移动汇接局之间通过中继线相连,以实现自动漫游和越区切换,保证移动用户在移动蜂窝网内正常的业务。一个蜂窝式移动通信网中移动服务区的多少,取决于移动通信网所覆盖地域的用户密度和地形地貌等。第26页/共58页第第4 4章章 移动通信系统的组网技术移动通信系统的组网技术 图4.1
15、4 900MHz蜂窝式移动通信网络结构示意图第27页/共58页第第4 4章章 移动通信系统的组网技术移动通信系统的组网技术 n通常,在一个大型蜂窝网移动电话系统中有若干个移动汇接局,也可称作移动交换中心(MSC);n移动交换中心(MSC):主要由原籍位置寄存器(HLR)、访问位置寄存器(VLR)、设备标志寄存器(EIR)、认证中心(AUC)和操作维护中心(OMC)以及接口等部分组成;n基站(BS):基站控制器(BSC)和基站收发信台(BTS)。第28页/共58页第第4 4章章 移动通信系统的组网技术移动通信系统的组网技术 图4.15 网络结构示意图第29页/共58页第第4 4章章 移动通信系统
16、的组网技术移动通信系统的组网技术 444移动通信空中接口协议模型n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;n空中接口:网络层链路层:分为介质接入控制层和数据链路层无线物理层第30页/共58页第第4 4章章 移动通信系统的组网技术移动通信系统的组网技术 图4.16 移动通信的空中接口协议模型网络层(NWK)数 据 链 路 控 制 层(DLC)介 质 接 入 控 制 层(MAC)物理层(PHL)第三层 第二层 第一层第31页/共58页第第4 4章章 移动通信系统的组网技术移动通信系统的组网技术 n物理层(PHL):确定无线电参数,如:频率、定时、功率、码片、比特或
17、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;n介质接入控制层(MAC):主要功能有介质访问管理和数据封装等。第一功能是选择物理信道,然后在这些信道上建立和释放连接;第二个功能是将控制信息、高层的信息和差错控制信息复接成适合物理信道传输的数据分组。介质接入控制层通过形成多种逻辑信道为高层提供不同的业务。第32页/共58页第第4 4章章 移动通信系统的组网技术移动通信系统的组网技术
18、n数据链路控制层(DLC):主要功能是为网络层提供非常可靠的数据链路。例如,在DECT中,将DLC层分为两个平面:控制平面和用户平面。控制平面为内部控制信令和有限数量的用户信息提供非常可靠的传输链路,采用标准的链路接入步骤(LAPC)来提供完全的差错控制。在用户平面,提供了一组可供选择的业务,如供语音传输的透明无差错保护的业务,具有不同差错保护的支持电路交换模式和分组交换模式数据传输的其它业务;n网络层(NWL)主要是信令层。它确定了用于链路控制、无线电资源管理、各种业务(呼叫控制、附加业务、面向连接的消息业务、无连接的消息业务)管理和移动性管理的各种功能。第33页/共58页第第4 4章章 移
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 移动 通信 组网 技术
限制150内