第二章移動通信_Part1

1、通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論授課講師：周曉天授課講師：周曉天山東大學 信息科學與工程學院2016年3月10日第二章：移動通信系統(tǒng)第二章：移動通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University 第二章的內(nèi)容第二章的內(nèi)容（Missions of the 2nd Chapter） 移動通信的概念 移動通信的方式（常見系統(tǒng)） 歷代蜂窩移動通信系統(tǒng)的演進2通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University 移動通信的概念

2、移動通信的概念-什么是移動通信？什么是移動通信？ 3移動通信：移動通信：通信雙方或一方在移動狀態(tài)下進行信通信雙方或一方在移動狀態(tài)下進行信息傳輸?shù)倪^程息傳輸?shù)倪^程問題：移動通信問題：移動通信=無線通信？無線通信？1. 移動通信是一種重要的無線通信方式移動通信是一種重要的無線通信方式2. 移動通信兼具移動通信兼具移動移動和和無線無線兩個特點，因此在兩個特點，因此在實現(xiàn)上挑戰(zhàn)性更大實現(xiàn)上挑戰(zhàn)性更大通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University4系統(tǒng)復(fù)雜頻譜短缺嚴重噪聲與干擾電波環(huán)境惡劣挑戰(zhàn)挑戰(zhàn)與與優(yōu)勢優(yōu)勢的的PK對話對話我可以我可以移動！移動！通信系統(tǒng)

3、概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University 移動通信的方式移動通信的方式 按照通信環(huán)境區(qū)分5通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University 移動通信的方式移動通信的方式 按照系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)：6l 無線電尋呼系統(tǒng)無線電尋呼系統(tǒng)l 集群移動通信系統(tǒng)集群移動通信系統(tǒng)l 衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)l 蜂窩移動通信系統(tǒng)（蜂窩移動通信系統(tǒng)（1G1G、2G2G、3G3G、4G4G、。）、。）通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University 移動通信的方式移動通信的方式

4、7無線無線尋呼通信尋呼通信BPBP機（機（BeeperBeeper），），不用語音不用語音的的單單向選擇向選擇呼叫系統(tǒng)呼叫系統(tǒng), ,通過顯示數(shù)碼通過顯示數(shù)碼或漢字，向用戶傳送信息?；驖h字，向用戶傳送信息。由由尋呼中心、基站和尋呼接收機尋呼中心、基站和尋呼接收機三部分三部分構(gòu)成。構(gòu)成。19481948年發(fā)明與年發(fā)明與Bell Lab.Bell Lab.，稱為，稱為Bell BoyBell Boy19901990年代開始風靡于我國：年代開始風靡于我國：“有事有事callcall我！我！”通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University 移動通信的方式移

5、動通信的方式8無線無線尋呼通信尋呼通信公共電話網(wǎng)PSTN自動尋呼終端尋呼數(shù)據(jù)處理中心發(fā)射塔通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University 移動通信的方式移動通信的方式9集群移動通信集群移動通信集群集群( (Trunk) )的概念是把的概念是把有限的無線信道動態(tài)、自動、最佳有限的無線信道動態(tài)、自動、最佳的分的分配給系統(tǒng)內(nèi)的所有用戶。配給系統(tǒng)內(nèi)的所有用戶。集群移動通信是集群移動通信是大量用戶自動分享數(shù)量相對較少的無線信道，并大量用戶自動分享數(shù)量相對較少的無線信道，并動態(tài)使用這些信道動態(tài)使用這些信道的移動通信系統(tǒng)。用戶可以是車載臺，也可以的移動通信系統(tǒng)

6、。用戶可以是車載臺，也可以是手持臺。是手持臺。集群移動通信模式適合為有特殊移動通信需求的集群移動通信模式適合為有特殊移動通信需求的專業(yè)部門搭建專專業(yè)部門搭建專用網(wǎng)絡(luò)。用網(wǎng)絡(luò)。如：部隊、公安、交通、消防、防汛、鐵道等。如：部隊、公安、交通、消防、防汛、鐵道等。通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University10中央控制器基地臺分調(diào)度臺移動臺總調(diào)度臺公共電話網(wǎng)PSTN集群移動通信集群移動通信通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University 移動通信的方式移動通信的方式11集群移動通信集群移動通信通信系統(tǒng)概論

7、通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University 移動通信的方式移動通信的方式12集群移動通信集群移動通信我國的我國的集群集群通信系統(tǒng)頻段：通信系統(tǒng)頻段：1.1. 在在800MHz800MHz的頻段分配為的頻段分配為806-821MHz806-821MHz和和851-866MHz851-866MHz, ,共有共有600600個個信道信道( (信道間隔為信道間隔為25kHz) 25kHz) ，2.2. 350MHz350MHz頻段專門頻段專門供公、檢、法、司法、安全、海關(guān)、軍隊和供公、檢、法、司法、安全、海關(guān)、軍隊和武警等八個部門使用，共有武警等八個部門使用，共

8、有560560對頻對頻點（信道間隔為點（信道間隔為2525、12.5kHz12.5kHz）。）。通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University 移動通信的方式移動通信的方式13衛(wèi)星移動通信衛(wèi)星移動通信利用利用衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)信號衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)信號也可實現(xiàn)移動通信，對于車載移動通也可實現(xiàn)移動通信，對于車載移動通信可采用赤道固定衛(wèi)星，而對手持終端，采用中低軌道信可采用赤道固定衛(wèi)星，而對手持終端，采用中低軌道的多顆星座衛(wèi)星較為有利的多顆星座衛(wèi)星較為有利。通信距離遠，具有通信距離遠，具有全球覆蓋的能力全球覆蓋的能力，實現(xiàn)真正的，實現(xiàn)真正的“全球全球通通”。常用場景：導(dǎo)

9、航定位、應(yīng)急通信、個人通信常用場景：導(dǎo)航定位、應(yīng)急通信、個人通信 通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University 移動通信的方式移動通信的方式14衛(wèi)星移動通信衛(wèi)星移動通信衛(wèi)星定位導(dǎo)航：衛(wèi)星定位導(dǎo)航：利用利用衛(wèi)星、地面控制和信號接收機衛(wèi)星、地面控制和信號接收機對對象進行對對象進行動態(tài)動態(tài)定位。定位。美國：全球定位系統(tǒng)（美國：全球定位系統(tǒng)（GPSGPS）前前蘇聯(lián)：全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（蘇聯(lián)：全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GLONASSGLONASS）歐盟：伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（歐盟：伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（GalileoGalileo）我國：北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（我國

10、：北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDSTARBDSTAR） 通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University 移動通信的方式移動通信的方式15衛(wèi)星移動通信衛(wèi)星移動通信個人衛(wèi)星通信個人衛(wèi)星通信利用利用低軌道衛(wèi)星低軌道衛(wèi)星向用戶提供無縫覆蓋的個人通信業(yè)務(wù)，向用戶提供無縫覆蓋的個人通信業(yè)務(wù)，實現(xiàn)實現(xiàn)“衛(wèi)星通信終端手持化，個人通信全球化衛(wèi)星通信終端手持化，個人通信全球化”銥星系統(tǒng)（已破產(chǎn)）：銥星系統(tǒng)（已破產(chǎn)）：MotorolaMotorola設(shè)計設(shè)計 1997-20001997-2000全球星系統(tǒng)：全球星系統(tǒng)：LoralLoral、QualcommQualcomm通信

11、系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University16 移動通信的方式移動通信的方式蜂窩蜂窩移動通信移動通信蜂窩移動通信，也稱蜂窩移動通信，也稱小區(qū)制移動通信小區(qū)制移動通信?；净緲?gòu)成：構(gòu)成：移動臺（移動臺（MSMS）、基站（）、基站（BSBS）、移動業(yè)務(wù)交換中心）、移動業(yè)務(wù)交換中心(MSC)(MSC)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)：組網(wǎng)結(jié)構(gòu)：把把整個大范圍的服務(wù)區(qū)劃分成許多小區(qū)整個大范圍的服務(wù)區(qū)劃分成許多小區(qū)，每個小區(qū)設(shè)每個小區(qū)設(shè)置一個基站置一個基站，負責本小區(qū)各個移動臺的聯(lián)絡(luò)與控制，各個基站通，負責本小區(qū)各個移動臺的聯(lián)絡(luò)與控制，各個基站通過過移動交換中心移動交換中心相互

12、聯(lián)系，并相互聯(lián)系，并與與骨干網(wǎng)骨干網(wǎng)連接。相鄰小區(qū)使用不同連接。相鄰小區(qū)使用不同頻段。頻段。通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University17一個大廳里面裝一個一個大廳里面裝一個200W200W的燈與裝的燈與裝8 8個個25W25W的燈，哪一個照的燈，哪一個照明效果好？明效果好？通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University18BSBSMSCPSTNMSCBS濟南浙江Internet遠距離遠距離通信的實現(xiàn)通信的實現(xiàn)通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong Univer

13、sity19 移動通信的方式移動通信的方式蜂窩蜂窩移動通信移動通信特點：特點：1.1.基站只覆蓋基站只覆蓋有限面積，有限面積，由天線高度和發(fā)送功率決定（由天線高度和發(fā)送功率決定（2-10 km2-10 km）2.2.基站只提供信道，交換、控制等都集中在基站只提供信道，交換、控制等都集中在移動業(yè)務(wù)交換中心移動業(yè)務(wù)交換中心進進 行行3.3.具有具有小區(qū)切換（小區(qū)切換（HandoffHandoff）功能）功能。移動臺在變換服務(wù)基站時，。移動臺在變換服務(wù)基站時，不能影響通信不能影響通信4.4.具有頻率再用功能。距離遠的小區(qū)可以重復(fù)使用同一段頻譜具有頻率再用功能。距離遠的小區(qū)可以重復(fù)使用同一段頻譜5.5

14、.具有具有漫游（漫游（RoamingRoaming）功能）功能。電話號碼不變。電話號碼不變。BASESTATIONMSCBase 1Base 2Base 3通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University 蜂窩移動通信的關(guān)鍵技術(shù)蜂窩移動通信的關(guān)鍵技術(shù) 組組網(wǎng)技術(shù)網(wǎng)技術(shù)u 蜂窩結(jié)構(gòu)與頻率復(fù)用蜂窩結(jié)構(gòu)與頻率復(fù)用 交換技術(shù)交換技術(shù)u移動用戶位置移動用戶位置登記與越區(qū)切換登記與越區(qū)切換 小區(qū)內(nèi)技術(shù)小區(qū)內(nèi)技術(shù)u 雙工技術(shù)雙工技術(shù)u 多址技術(shù)多址技術(shù)20通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University 組網(wǎng)技術(shù)組網(wǎng)

15、技術(shù)- - 蜂窩結(jié)構(gòu)蜂窩結(jié)構(gòu)及頻率復(fù)用及頻率復(fù)用 21引言：第一，蜂窩移動網(wǎng)絡(luò)屬于引言：第一，蜂窩移動網(wǎng)絡(luò)屬于小區(qū)制小區(qū)制的移動通信系統(tǒng)的移動通信系統(tǒng) 第二第二，按照電磁波傳播規(guī)律，按照電磁波傳播規(guī)律，基站天線輻射區(qū)域為基站天線輻射區(qū)域為 圓形圓形有盲區(qū)，不可取有盲區(qū)，不可取無盲區(qū)，但有重合處無盲區(qū)，但有重合處通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University 組網(wǎng)技術(shù)組網(wǎng)技術(shù)- - 蜂窩結(jié)構(gòu)蜂窩結(jié)構(gòu)及頻率復(fù)用及頻率復(fù)用22實際布網(wǎng)需要：1. 無縫隙：保證用戶“anywhere”的通信2. 無重疊：明確責任，重疊部分由哪個基站管，怎么區(qū)分。顯然，無縫

16、隙、無重疊覆蓋需要采用圓的內(nèi)切內(nèi)切多邊形多邊形實現(xiàn)，且相鄰多邊形采用不同頻不同頻段（頻道）段（頻道）問題：如何利用最少的基站（頻道）覆蓋相同的面積？通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University 組網(wǎng)技術(shù)組網(wǎng)技術(shù)- - 蜂窩結(jié)構(gòu)蜂窩結(jié)構(gòu)及頻率復(fù)用及頻率復(fù)用 23可供選擇的多邊形：三角形、四邊形、六邊形可供選擇的多邊形：三角形、四邊形、六邊形3個圓，個圓，4個三角形個三角形交交疊面積：疊面積：4個圓，個圓，4個矩形個矩形交疊交疊面積：面積：3個圓，個圓，3個矩形個矩形交疊交疊面積：面積：六邊形結(jié)構(gòu)覆蓋面積最大、重疊面積最小，六邊形結(jié)構(gòu)覆蓋面積最大、

17、重疊面積最小，即即對于同樣大小的服務(wù)區(qū)對于同樣大小的服務(wù)區(qū)域，域，采用六邊形所采用六邊形所需的小區(qū)數(shù)最少，因此所需的頻率組需的小區(qū)數(shù)最少，因此所需的頻率組數(shù)最少。數(shù)最少。通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University 組網(wǎng)技術(shù)組網(wǎng)技術(shù)- - 蜂窩結(jié)構(gòu)及蜂窩結(jié)構(gòu)及頻率頻率復(fù)用復(fù)用24問題回顧：1.無縫隙：保證用戶“anywhere”的通信 2.無重疊：明確責任，重疊部分由哪個基站管3.細分工：不同的小區(qū)如何進行區(qū)分？利用蜂窩結(jié)構(gòu)使整個服務(wù)區(qū)域無縫無重疊，且高效的“小區(qū)化”每個小區(qū)設(shè)置一個基站，負責向本小區(qū)各個移動臺提供無線覆蓋服務(wù)為避免各相鄰基站的

18、相互干擾，各相鄰基站必須使用不同的頻譜資源ADCEFGBADCEFGB通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University 組網(wǎng)技術(shù)組網(wǎng)技術(shù)- - 蜂窩結(jié)構(gòu)及蜂窩結(jié)構(gòu)及頻率復(fù)用頻率復(fù)用25已知已知：蜂窩系統(tǒng)采用鄰小區(qū)頻分信道避免小區(qū)間干擾：蜂窩系統(tǒng)采用鄰小區(qū)頻分信道避免小區(qū)間干擾問題：頻譜資源有限，當系統(tǒng)覆蓋面積擴大、小區(qū)數(shù)目增加時，問題：頻譜資源有限，當系統(tǒng)覆蓋面積擴大、小區(qū)數(shù)目增加時， 頻道資源還夠用嗎？頻道資源還夠用嗎？無線電磁波傳播的特性無線電磁波傳播的特性發(fā)送信號功率隨著傳播距離產(chǎn)發(fā)送信號功率隨著傳播距離產(chǎn)生衰減：生衰減：當兩個小區(qū)的物理空間

19、距離足夠遠時，當兩個小區(qū)的物理空間距離足夠遠時，可以可以重復(fù)利用同一段頻譜資源，重復(fù)利用同一段頻譜資源，而產(chǎn)而產(chǎn)生的同頻干擾可以忽略不計。這一技生的同頻干擾可以忽略不計。這一技術(shù)稱為術(shù)稱為頻率復(fù)用頻率復(fù)用(Frequency Reuse)通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University 組網(wǎng)技術(shù)組網(wǎng)技術(shù)- - 蜂窩結(jié)構(gòu)及蜂窩結(jié)構(gòu)及頻率復(fù)用頻率復(fù)用26因此，我們可以發(fā)現(xiàn)在蜂窩結(jié)構(gòu)中，頻譜資源利用因此，我們可以發(fā)現(xiàn)在蜂窩結(jié)構(gòu)中，頻譜資源利用的的兩個特點：兩個特點：相鄰小區(qū)采用不同不同頻譜資源區(qū)分，以避免區(qū)間干擾 (Inter-Cell Interfer

20、ence)相隔距離較遠的小區(qū)可以采用相同相同的頻道，以提高頻譜利用效率（Spectrum Efficiency）ADCEFGBADCEFGB這樣相鄰的、采用不同頻率的一組小區(qū)，組成了區(qū)群區(qū)群、或叫做簇、或叫做簇（Cluster）的結(jié)構(gòu)群區(qū)內(nèi)不同小區(qū)使用不同頻率，在一定空間距離外一定空間距離外，設(shè)置另一區(qū)群，對應(yīng)的小區(qū)可重復(fù)使用與當前區(qū)群相同的頻率當兩同頻小區(qū)間距離足夠大時，同同頻干擾將不影響正常頻干擾將不影響正常的通信質(zhì)量的通信質(zhì)量通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University 組網(wǎng)技術(shù)組網(wǎng)技術(shù)- - 蜂窩結(jié)構(gòu)及蜂窩結(jié)構(gòu)及頻率復(fù)用頻率復(fù)用27構(gòu)成

21、單元區(qū)群的基本條件：1.區(qū)群之間彼此鄰接且無空隙無重疊地覆蓋整個面積2.相鄰單元中，同頻道同頻道小區(qū)之間的距離保持相等距離保持相等，且為最大最大A2DCEFGBA1DCEFGBA3DCEFGB區(qū)群2區(qū)群1區(qū)群3以區(qū)群1中采用頻段A的小區(qū)為例：a.需要到達與其緊相鄰的所有區(qū)群中、采用A頻道小區(qū)的距離相等（”A1-A2”=“A1-A3”）b.A-A之間的距離應(yīng)與B-B、C-C。之間的距離相等；c.最后，還要保證上述距離在所有滿足條件的拓撲中是最大的通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University 組網(wǎng)技術(shù)組網(wǎng)技術(shù)- - 蜂窩結(jié)構(gòu)及蜂窩結(jié)構(gòu)及頻率復(fù)用頻率

22、復(fù)用28構(gòu)成單元區(qū)群的基本條件：1.區(qū)群之間彼此鄰接且無空隙無重疊地覆蓋整個面積2.相鄰單元中，同頻道同頻道小區(qū)之間的距離保持相等距離保持相等，且為最大最大滿足上述條件的區(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)小區(qū)數(shù)數(shù)與同頻小同頻小區(qū)間的二維距離區(qū)間的二維距離應(yīng)滿足下式：其中， 分別為（不同區(qū)群內(nèi)）相鄰?fù)l小區(qū)的二維距離二維距離，取值為0或正整數(shù)，但不能同時為0A2DCEFGBA1DCEFBA3DCFGB區(qū)群2區(qū)群1區(qū)群3ij通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University 組網(wǎng)技術(shù)組網(wǎng)技術(shù)- - 蜂窩結(jié)構(gòu)及蜂窩結(jié)構(gòu)及頻率復(fù)用頻率復(fù)

23、用29二維距離到實際距離：設(shè)一坐標系，則蜂窩小區(qū)擴展方向必然被固定在6個方向，如右圖，則按照這6個方向為基準去尋找第1步：沿6個方向任一跨過j個小區(qū)；第2步：逆時針方向旋轉(zhuǎn)60，跨過i個小區(qū)另外，若設(shè)小區(qū)輻射半徑為r,則實際距離（同頻復(fù)用）又可計算為：小區(qū)內(nèi)N越大，同頻小區(qū)越遠，抗同頻干擾越好。A2DCEFGBA1DCEFBA3DCFGB區(qū)群2區(qū)群1區(qū)群3ij通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University 組網(wǎng)技術(shù)組網(wǎng)技術(shù)- - 蜂窩結(jié)構(gòu)及蜂窩結(jié)構(gòu)及頻率復(fù)用頻率復(fù)用30同樣，利用這種二維距離方法，結(jié)合上述公式，也可以確定群區(qū)的小區(qū)數(shù)目N，以及具體

24、結(jié)構(gòu)通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University31通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University 組網(wǎng)技術(shù)組網(wǎng)技術(shù)- - 小區(qū)的分類小區(qū)的分類32根根據(jù)據(jù)覆覆蓋面積的差異，小區(qū)可分為蓋面積的差異，小區(qū)可分為宏蜂窩、微蜂窩、宏蜂窩、微蜂窩、微微蜂微微蜂窩窩、飛蜂窩飛蜂窩p 宏蜂窩小區(qū)（Macrocell）u 覆蓋半徑在1-30km，采用發(fā)射功率超過10W以上的基站，天線一般設(shè)置在較高的建筑物之上，以獲得較好的覆蓋視野；u 宏蜂窩常設(shè)立在郊區(qū)或高速公路等區(qū)域（Why？）p 微蜂窩小區(qū)（Microce

25、ll）u 覆蓋半徑小于2km，采用發(fā)射功率1W左右的基站，天線高度可在10m左右u 微蜂窩小區(qū)通常設(shè)立在商場、運動場、車站等流量密集小區(qū)，作為宏站的容量補充。由于天線高度與建筑物拓撲，通常會有視距和非視距兩類場景通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University 組網(wǎng)技術(shù)組網(wǎng)技術(shù)- - 小區(qū)的分類小區(qū)的分類33根根據(jù)據(jù)覆覆蓋面積的差異，小區(qū)可分為蓋面積的差異，小區(qū)可分為宏蜂窩、微蜂窩、宏蜂窩、微蜂窩、微微蜂微微蜂窩窩、飛蜂窩飛蜂窩p 微微蜂窩小區(qū)（Picocell）u 覆蓋半徑通常在200m以下，采用更低功率、更低成本的基站u 通常為辦公室、車站等超

26、密集環(huán)境提供服務(wù)，也有可能架設(shè)在宏區(qū)邊緣，擴展宏區(qū)的服務(wù)覆蓋范圍p 毫微微蜂窩小區(qū)（Femtocell）u 最初稱為接入點基站(Access Point BS)，或家庭基站（Home eNode B in LTE）。一般覆蓋半徑為12m左右，發(fā)射功率為10mW-100mW，主要為家庭、辦公室等室內(nèi)環(huán)境提供移動無線接入服務(wù)u 采用IP協(xié)議，利用光纖、DSL接入骨干網(wǎng)；在用戶端，可適配CDMA、LTE等多數(shù)移動通信空口制式u 在提供蜂窩移動通信服務(wù)的同時，也可集成提供Wi-Fi服務(wù)u 是下一代移動通信的熱點技術(shù)，但也有跨層干擾等問題通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shand

27、ong University 蜂窩移動通信的關(guān)鍵技術(shù)蜂窩移動通信的關(guān)鍵技術(shù) 組組網(wǎng)技術(shù)網(wǎng)技術(shù)u 蜂窩結(jié)構(gòu)與頻率復(fù)用蜂窩結(jié)構(gòu)與頻率復(fù)用 交換技術(shù)交換技術(shù)u移動用戶位置移動用戶位置登記與越區(qū)切換登記與越區(qū)切換 小區(qū)內(nèi)技術(shù)小區(qū)內(nèi)技術(shù)u 雙工技術(shù)雙工技術(shù)u 多址技術(shù)多址技術(shù)34通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University 交換交換技術(shù)技術(shù)- - 位置登記與越區(qū)切換位置登記與越區(qū)切換35一個呼叫建立的簡化過程：一個呼叫建立的簡化過程：主叫接入階段主叫用戶通過RACH發(fā)起通信請求移動業(yè)務(wù)交換中心（MSC）分配信道、標示主叫用戶并回復(fù)許可（ACK）呼叫建立階

28、段主叫用戶發(fā)送被叫用戶號碼等信息MSC識別被呼叫用戶身份、確定位置并鏈接被叫所在MSC被叫所在MSC確認被叫用戶狀態(tài)，反饋可否通信等信息若雙方科通信，則建立專用業(yè)務(wù)信道呼叫終止階段任一方發(fā)送結(jié)束通信消息，斷開鏈接MSC釋放信道通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University 交換技術(shù)交換技術(shù)- - 位置登記位置登記與越區(qū)切換與越區(qū)切換36l 位置登記是指移動臺向控制中心發(fā)送報文時，表明它本身工作位置登記是指移動臺向控制中心發(fā)送報文時，表明它本身工作時所處的位置信息，并被移動網(wǎng)登記存儲的時所處的位置信息，并被移動網(wǎng)登記存儲的過程過程l 在在構(gòu)造復(fù)雜的

29、小區(qū)制移動通信服務(wù)區(qū)內(nèi)，一般將一個構(gòu)造復(fù)雜的小區(qū)制移動通信服務(wù)區(qū)內(nèi)，一般將一個MSCMSC的控的控制區(qū)作為一個位置區(qū)或劃分成若干個位置區(qū)。移動臺將所處位制區(qū)作為一個位置區(qū)或劃分成若干個位置區(qū)。移動臺將所處位置的位置信息進行位置登記，可以提高尋呼一個移動臺的效率置的位置信息進行位置登記，可以提高尋呼一個移動臺的效率，移動臺的位置登記信息被存儲于，移動臺的位置登記信息被存儲于MSCMSC內(nèi)。不同的蜂窩移動通內(nèi)。不同的蜂窩移動通信系統(tǒng)可以使用不同的位置登記信系統(tǒng)可以使用不同的位置登記方式方式l 位置登記是為移動臺移動（漫游）所準備的位置登記是為移動臺移動（漫游）所準備的通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xi

30、aotian Zhou, Shandong University 交換技術(shù)交換技術(shù)- - 位置登記位置登記與越區(qū)切換與越區(qū)切換37l 位置登記的管理：l 歸屬位置寄存器（HLR）在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)注冊的所有用戶的信息及當前位置位于移動臺注冊的歸屬區(qū)移動業(yè)務(wù)交換中心l 拜訪位置寄存器（VLR）管理網(wǎng)絡(luò)中若干個位置區(qū)內(nèi)的移動用戶，為負責的MSC 提供移動用戶的位置數(shù)據(jù)信息位于移動臺漫游訪問的擺放區(qū)業(yè)務(wù)交換中心通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University 交換技術(shù)交換技術(shù)- - 位置登記位置登記與越區(qū)切換與越區(qū)切換38l 歸屬歸屬位置寄存器（位置寄存器（HLR

31、HLR） 國際國際移動臺標識移動臺標識(IMSI)(IMSI)；國際國際移動臺號移動臺號(MSISDN)(MSISDN)；移動臺移動臺漫游號漫游號(MSRN)(MSRN)；VLRVLR地址地址( (如果收到的話如果收到的話) )；移動臺移動臺狀態(tài)數(shù)據(jù)；狀態(tài)數(shù)據(jù)；其他其他需要的用戶需要的用戶數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)l 拜訪位置寄存器（拜訪位置寄存器（VLRVLR） 國際國際移動臺標識移動臺標識(IMSI)(IMSI)；國際移動臺號國際移動臺號(MSISDN)(MSISDN)；移動臺漫游號移動臺漫游號(MSRN)(MSRN)；臨時移動臺標識臨時移動臺標識(TMSI)(TMSI) 位置位置區(qū)識別區(qū)識別其他需要的用戶

32、數(shù)據(jù)其他需要的用戶數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University 交換技術(shù)交換技術(shù)- - 位置登記位置登記與越區(qū)切換與越區(qū)切換39通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University 交換技術(shù)交換技術(shù)- - 位置登記與位置登記與越區(qū)越區(qū)切換切換 定義：定義：越區(qū)越區(qū)切換（切換（HandoffHandoff）是）是指將當前正在進行的移動臺與基站之指將當前正在進行的移動臺與基站之間的通信鏈路從當前基站轉(zhuǎn)移到另一個基站的間的通信鏈路從當前基站轉(zhuǎn)移到另一個基站的過程。也稱為自過程。也稱為自動鏈路轉(zhuǎn)移（動鏈路轉(zhuǎn)

33、移（Automatic Link Transfer, ALTAutomatic Link Transfer, ALT） 目的目的：維持移動用戶通話的持續(xù)性維持移動用戶通話的持續(xù)性 分類：分類：u 越區(qū)切換（小區(qū)間）和漫游切換（業(yè)務(wù)轄區(qū)）越區(qū)切換（小區(qū)間）和漫游切換（業(yè)務(wù)轄區(qū)）u 軟切換和硬切換軟切換和硬切換40通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University 交換技術(shù)交換技術(shù)- - 位置登記與位置登記與越區(qū)越區(qū)切換切換41l 軟切換軟切換在越區(qū)過程中，移動臺既維持舊的連接，同時又建立與新基站的新連接，并利用新、舊鏈路的分集合并改善通信質(zhì)量，移動臺與

34、新的無線端口建立了可靠連接之后，再中斷舊的連接。軟切換在空中接口過程中是先通后先通后斷斷。軟切換過程中，移動臺可以同時和一個以上的無線端口通信l 硬硬切換切換越區(qū)過程中，移動臺的通信準備連到相鄰小區(qū)新基站的無線端口時，先中斷舊的連接，然后再進行新的連接，新的連接將具有不同的頻率分配或不同的空中接口特性，硬切換在空中接口過程中是先斷后通先斷后通，硬切換過程中，移動臺只能同一個無線端口通信通信系統(tǒng)概論通信系統(tǒng)概論 Xiaotian Zhou, Shandong University 交換技術(shù)交換技術(shù)- - 位置登記與位置登記與越區(qū)越區(qū)切換切換42越區(qū)切換的實現(xiàn)包括三個方面的問題：越區(qū)切換的實現(xiàn)包括三個方面的問題： 越區(qū)切換的準則（何時需要進行越