移动通信技术电子教案1、移动系统由移动台 （MS ）、基地站（BS ）、移动业务交换中心（MSC ）及与帀话网相连的中继线。

2、 基站的作用是为移动台提供一个双向的无线链路 。

3、 无限小区的大小由基地站天线的高度和发射功率决定 。

4、 移动业务交换中心主要用来处理信息的交换和整个系统的集中控制管1.4移动通信的工作万式1.4.1单工制单工方式：同时只能单方向工作，发信时需 按-讲”操作同频单工 异频单工Mm711 1Il 1 ---- ——'k/基站PSTNMSC21.4.2半双工制半双工方式：只有一方可收发同时进行；另一方同时只能单方向工作 143双工制双工方式：通信双方均可同时收发工作1.5移动通信系统的频段使用1、 GSM900 :890〜915MHZ 上行频率 935〜960MHZ 下行频率双工间隔为45MHZ ,工作带宽为25MHZ ,载频间隔200KHZ 2、 GSM (DCS ) 1800 :准双工方式：移动台仅在发信时开启发射机送受话器电台甲受话器 基站7：，而接收机常频分MSIMS2移动交换中心MSCMSnFDMA系统的工作原理2、时分多址时分多址技术（TDMA ）:是把一个频道按等时间分成周期性的帧，每一帧再分割成若干时隙，一个时隙就是一个信道。

3、码分多址码分多址技术（CDMA ）是通过不同的地址码来区分用户的 个/ %/厂T i T i T iI 丨 IT5 移动台MST 5I ■「1111 n 11T 2 T 2rr“「(a)<4 --------- M T 1T 2 T 5 <—> T 1T 2 T 5 4 ----------- ► T 1T 2 T 57,/<7夕1，系统为每帧 帧 帧J 时隙T 1T 2T 5 T 1T 2T 5 T 1T 2T 5帧帧帧时分多址通信系统的工作示意图用户分配了各自特定的地址码。

码分多址方式示意图1.6.2调制技术1、调制：是为了使信号特性与信道特性相匹配。

2、数字调制：是用基带数字信号改变高频载波信号的某一参数来传递数字信号的过程。

3、在数字蜂窝系统中，多采用线性调制和恒定包络调制163分集接收技术分集技术：就是研究如何利用多径信号来改善系统的性能。

利用多条具有近似平等的平均信号强度和相互独立衰落特性的信号路径来传输相同的信息，并在接收端对这些信号进行适当的合并以便大大降低多径衰落的影响，从而改善传输的可靠性。

1、分集技术（1）空间分集4、大区制的特点：大区制虽然有组网简单、投资少、见效快的优势，但由于一个地区只有一个基站，服务范围有限，服务区内所有信道不能重复使用。

一因此大区制通信容量较小，一般只能容纳数百至数千个用户。

大区制移动通信示意图2.1.2小区制1、小区制是指将整个服务区划分成若干个小区，每个小区分别设置一个基站，由它负责本区移动通信的联络和控制。

同时又可在移动业务交换中心（MSC）的统一控制下，实现小区间移动通信的转接及以及移动用户与市话用户的联系。

2、每个基站的服务区称为一个无线小区。

3、移动台和基站的发射功率减小，同时也减小了相互干扰；服务区内所有频率能重复利用，即同频复用，提高了频率利用率，增大了通信容量，有效地解决有限的频率资源和日益增长的通信用户数的矛盾；组网灵活，小区范围可根据用户数灵活确定 ，当小区内用户数增加到一定程 度，可进行小区分裂”。

f i 基站BS1 基站BS3 MS4 小区制移动通信示意图 2.2服务区域的划分方法 2.2.1带状服务区 带状服务区：服务区是一狭长的区域，女口，铁路、公路、海岸等，无线 小区需采用定向天线，按狭长的区域形成带状网络，相邻小区可进行频 率再用。

无线小区 MS1 基站BS2 f 6 基站BS5 MS5 基站BS4 f 2 MS3222面状服务区1、面状服务区：服务区的地形是一宽广的平面2、假设无线小区半径都是r，将这三种圆内接正多边形的邻区中心间距、小区面积、重叠区面积三种参数。

比较后发现：正六边形小区的邻区中心间距最大、小区面积最大也最接近理想的圆形、重叠区面积却最小。

这意味着对于同样面积的服务区域，采用正六边形构成小区所需的小区数最少、基站数最少也最经济、所需信道数最少，频率利用率较2.3正六边形无线区群的构成2.3.1构成条件1、单位无线区群：若干个彼此相邻的正六边形无线小区组成无线区群2、若干个无线区群彼此邻接形成整个覆盖区。

3、构成条件： (1) 无线区群能彼此邻接，且无缝隙、无重叠地覆盖整个服务区。

(2) 相邻单位无线区群中各使用相同频率的无线小区的中心间距一定相4、满足上述条件的单位无线区群内的无线小区个数为 ： N=a 2+ab+b 2 区群示意图5、设r 是无线小区的半径(即正六边形外接圆的半径),Dg 是邻接的无线 区群中同频无线小区的中心间隔距离 ，可见无线区群中的小区数 N 越 大，Dg 越大；r 越大时，Dg 也越大。

Dg 越大同频干扰就越小。

例如： N=3，Dg /r=3 ; N=7，Dg/r=4.6 ; N=9，Dg/r=5.2，在实际应用中， 只要同频干扰在允许范围内，N 取值越小，频率复用率就越咼。

2.3.2激励方式 1、中心激励方式:式中，a 、b 为三0的整数，但不能同时为0, N 为无线区群中的小区"■人 B -I + b 町 dg/r -3无线小区中的基站如果设在小区的中心位置，采用圆形辐射的全向天线覆盖无线小区，这就是所谓的中心激励”方式2、顶点激励：如果基站设在每个正六边形小区的三个顶点上，并且每个基站采用三副辐射角是120。

的扇形定向天线，分别覆盖三个相邻无线小区的各三分之一区域，每个三分之一区域称作扇区，既一个无线小区分为三个扇区，这就是顶点激励”方式，由于采用了定向天线，天线发射功率小，对同频干扰有一定的抑制作用，且同频复用距离小，频率复用率较高，但是由于每个基站覆盖面积减小，使频率切换次数增加。

顶点激励方式也可以用六副辐射角是60。

的扇形定向天线。

中心激励顶点激励233小区模式1、无线小区模型2、小区的裂变(1)小区分裂就是一种将拥塞的小区分成更小的小区的方法，分裂后的每个小区都有自己的基站并相应地降低天线高度和减小发射机功率。

(2)小区分裂能提高信道的复用次数，从而提高系统容量。

常用的方式有1：(3)如果整个服务区的地理环境一致，用户密度分布均匀，则所采用的无线小区大小相同。

而实际上在整个服务区内，建筑物分布复杂，用户密度也是不均匀的，例如，在城市中心，用户密度高，话务量大，而城市郊区的用户密度相对较低，所以小区的划分应随外界环境而灵活变化，例如，在用户密度高的市中心，可使无线小区的面积小一些。

在用户密度低的城市郊区可使无线小区的面积大一些。

234直放站 1、盲区：服务区的地形起伏变化复杂，加之移动通信的阴影效应，这两 个原因都会使得服务区存在信号很弱或基站覆盖范围达不到的地方 ，这 些地方称之为盲区 2、为了使信号有效地到达盲区，最大限度地满足用户对于通话服务的要 求，通常在适当的地方建立直放站，用来对移动通信基站起延伸距离范 围和覆盖重要盲区的作用。

直放站是具有小型基站功能的设备，它的成本低、架设简单，第二代移动通信系统 移动台的基本原理及信号流程 3.1 GSM 数字蜂窝移动通信系统 3.1.1 GSM 系统结构 GSM 系统王要由四个子系统组成：移动台子系统(MS )、基站子系统 1、移动台MS 移动台是GSM 移动通信网中用户使用的设备，它是通过无线接口接 入GSM 系统的，所以移动台是用户能够直接接触的整个 GSM 系统中的 唯一设备,它分为车载型、便携型和手持型三种类型。

为了用户的使用，移动台必须提供话筒、扬声器、显示屏和按键等 与用户之间的接口 ，或者提供与传真机和计算机等其它一些终端设备 (TE )之间的接口。

移动台的另外一个重要组成部分是用户识别卡 (SIM )，SIM 卡本章要点： (BSS)网络子系统(NSS)和操作支持系统(OSS ) PSTN ISDN PLMN PSPDN网信息存储在HLR中，如用户的识别号码、保密参数和注册的有关业务信息等静态数据，HLR还存储着有关移动用户漫游时的动态信息数据，如移动台漫游号码等。

（3）访问位置寄存器VLR访问位置寄存器VLR是GSM网络的动态用户数据库，存储着进入其控制区域内已登记的来访移动用户的相关信息数据。

当移动用户离开其注册登记的原籍地区漫游到其它地区时，被访地区的VLR从该移动用户的归属位置寄存器HLR处获取并暂时存储必要的数据，一旦移动用户离开该VLR的控制区域，则VLR将取消这些暂时存储的该移动用户数据。

一个VLR可以负责一个或若干个MSC区域。

（4）鉴权中心AUC鉴权和加密是解决移动通信系统信息安全的主要手段，鉴权中心AUC存储着用于系统安全的鉴权信息和加密密钥，用来对移动用户鉴权认证，防止无权用户接入系统和对无线接口上的话音、数据和信号信息进行保密。

（5）设备识别寄存器EIR移动设备管理是由EIR完成的，在EIR中存储了移动设备的设备识别码（IMEI），通过使用EIR中的三种设备清单：白色清单（准许使用的移动设备的识别号）、黑色清单（禁止使用的移动设备的识别号）和灰色清单（由于技术故障或误操作不能使用的移动设备的识别号），使得运营部门对移动设备进行正确识别，以确保网络内所使用的移动设备的唯一性和安全性。

何时需要设备识别取决于网络运营者。

目前我国大部分省市的GSM网络均未配置此设备（EIF）,所以此保护措施也未采用。

3•基站子系统BSS基站子系统在整个GSM系统中担任无线发送接收和无线资源管理的任务。

它通过无线接口直接与移动台MS相连，并与网网络子系统NSS 中的移动业务交换中心MSC相连，由MSC控制，实现移动用户之间或移动用户与固定网路用户之间的通信连接。

基站子系统是由基站控制器BSC和基站收发信台BTS这两部分功能实体构成。

BTS和BSC的连接可以是直接连接方式，也可以通过基站接口设备采用远端控制的连接方式。

（1）基站控制器BSC基站控制器（BSC）是基站子系统（BSS）的控制部分，分别与BTS MSC和操作维护中心相接，起着无线网络资源的管理、无线参数管理及各种接口的管理控制作用。

一个基站控制器根据话务量的需要可以控制一个BTS 也可以控制多个BTS（2）基站收发信台BTS基站收发信台BTS是基站子系统的无线接口设备，由基站控制器BSC 控制，通常设置在小区中心，完成无线与有线的转换，实现BTS与移动台MS操作支持系统OSS为运营部门提供一种手段来控制和维护MS、BSS和NSS这些实际运行部分，其任务是移动用户管理、移动设备管理以及网路操作和维护。