频分多址(FDMA) 第6章 频分多址(FDMA) 模拟蜂窝网
为了提高监测音的可靠性， 避免与话音信号相互 间干扰，AMPS系统和TACS系统均采用话音频带外的 5970、 6000 和 6030 Hz三个单音作为监测音。 每个区 群使用其中一个监测音， 相邻区群分别使用另外两个 监测音。 例如，由 7 个小区组成的区群， 其监测音的 分配如图 6 - 4 所示。
频分多址(FDMA) 第6章 频分多址(FDMA) 模拟蜂窝网
频分多址(FDMA) 第6章 频分多址(FDMA) 模拟蜂窝网
6.1 概述 6.2 系统控制及其信令 思考题与习题
频分多址(FDMA) 第6章 频分多址(FDMA) 模拟蜂窝网
6.1 概 述
6.1.1 发展简况 模拟蜂窝网是在20世纪 80 年代迅速发展并得到广泛应用 的一种移动通信系统。 其代表性的系统如表 6 - 1 所示。
频分多址(FDMA) 第6章 频分多址(FDMA) 模拟蜂窝网
根据上述SAT和ST信号的有无， 可以判断MS处于摘机 还是挂机状态， 如表 6 - 2 所示。 例如， 当基站收到移动台 环回的SAT信号时， 同时又收到ST， 则表示移动台处于挂 机状态； 若只收到环回的SAT信号， 而未收到ST， 则表明 此时移动台已摘机。
频分多址(FDMA) 第6章 频分多址(FDMA) 模拟蜂窝网
4. 某手机的灵敏度为 -110 dBm, 若接收机输入阻 抗为 50 ， 试求出相应的以电压表示的灵敏度。 5. 蜂窝系统中有哪些信道类型， 各有何特点? 在 话音信道中传输哪些控制信令? 6. 过境切换的含义是什么? 试简述过境切换的工 作过程。 7. SAT信号有何作用? 为何选用 5970、 6000和 6030 Hz三种类型的监测音?
频分多址(FDMA) 第6章 频分多址(FDMA) 模拟蜂窝网
图 6 - 1 蜂窝网移动电话系统结构
频分多址(FDMA) 第6章 频分多址(FDMA) 模拟蜂窝网
由图 6 - 1 可见， 蜂窝网移动电话系统本身由三大 部分组成， 即移动电话交换局(MTSO)、 基站(BS)和 移动台(MS)。 其中， MTSO(或MSC)是基站与市话网 之间的接口， 是蜂窝网控制中心， 它不仅具有一般程 控交换机所具有的交换、 控制功能， 还具有适应移动 通信特点的移动性管理功能， 以完成移动用户主呼或 被呼所必需的控制。
频分多址(FDMA) 第6章 频分多址(FDMA) 模拟蜂窝网
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 12 个小区组成， 频率再用率为 1/12， 其频道分 配方法是等频距法， 以尽可能减少邻道干扰。 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、 移动台等设备在网络覆 盖范围内可以通用。 ⑧ 各地之间可以连网， 具有自动漫游功能。
频分多址(FDMA) 第6章 频分多址(FDMA) 模拟蜂窝网
表 6 - 1 模拟蜂窝系统一览表
频分多址(FDMA) 第6章 频分多址(FDMA) 模拟蜂窝网
6.1.2 系统结构 通常， 在一个大型蜂窝网移动电话系统中有若干个移动电 话交换局(MTSO)， 也称作移动交换中心(MSC)。 图 6 - 1 示出 由两个移动电话交换局构成的蜂窝网移动电话系统结构。 这种 类型的网络系统常称作公共陆地移动网(PLMN)。 每一个MTSO 均与公用电话交换网(PSTN)和所属基站(BS)连接， 其连接方式 通常有电缆、 光纤或数字微波线路等， 它们之间都有相应的接 口标准。 每个移动用户在其常驻地的MTSO经过登记注册即可入网， 此移动电话交换局称作归属(或原籍)移动电话交换局(如MTSOA)， 经它所登记的移动用户称为本地用户。 当移动台进入另一个移 动电话交换局所管辖区时， 该移动电话交换局(如MTSOB)称为 被访问移动电话交换局， 来访的移动用户称为漫游用户。
频分多址(FDMA) 第6章 频分多址(FDMA) 模拟蜂窝网
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
图 6 - 3 蜂窝系统的信道类型
频分多址(FDMA) 第6章 频分多址(FDMA) 模拟蜂窝网
6.2.2 控制信号及其功能 1. 监测音 监测音SAT(Supervisory Audio Tone) 监测音用于信道分配和对移动用户的通话质量进行监测。 当某一话音信道要分配给某一移动用户时， BS就在前向话音 信道上发送SAT信号。 移动台检测到SAT信号后， 就在反向 话音信道上环回该SAT信号。 BS收到返回的SAT信号后， 就 确认此双向话音信道已经接通， 即可通话。
频分多址(FDMA) 第6章 频分多址(FDMA) 模拟蜂窝网
表 6 - 1 模拟蜂窝系统一览表
频分多址(FDMA) 第6章 频分多址(FDMA) 模拟蜂窝网
6.1.2 系统结构 通常， 在一个大型蜂窝网移动电话系统中有若干个移动电 话交换局(MTSO)， 也称作移动交换中心(MSC)。 图 6 - 1 示出 由两个移动电话交换局构成的蜂窝网移动电话系统结构。 这种 类型的网络系统常称作公共陆地移动网(PLMN)。 每一个MTSO 均与公用电话交换网(PSTN)和所属基站(BS)连接， 其连接方式 通常有电缆、 光纤或数字微波线路等， 它们之间都有相应的接 口标准。 每个移动用户在其常驻地的MTSO经过登记注册即可入网， 此移动电话交换局称作归属(或原籍)移动电话交换局(如MTSOA)， 经它所登记的移动用户称为本地用户。 当移动台进入另一个移 动电话交换局所管辖区时， 该移动电话交换局(如MTSOB)称为 被访问移动电话交换局， 来访的移动用户称为漫游用户。
频分多址(FDMA) 第6章 频分多址(FDMA) 模拟蜂窝网
每个基站主要由基站控制器和多部信道机等组成， 信道机的数量取决于基站同时与移动台通话的数目， 它们以频分多址方式工作， 对每个用户使用一对不同 的双工频率进行发射和接收信号。 基站信道机主要由 发射机、 接收机组成， 控制器用于与移动电话局、 移 动台进行信令交换和控制。 每个基站还配有定位接收 机， 监测移动台位置， 以便为越区切换服务。
频分多址(FDMA) 第6章 频分多址(FDMA) 模拟蜂窝网
6.2 系统控制及其信令
6.2.1 系统的控制结构 无论是AMPS系统还是TACS系统， 其系统控制都涉及公 用市话网、 移动电话局、 基站和移动台之间的话音和信令的 传输与交换。 蜂窝系统的控制结构如图 6 - 2 所示。
频分多址(FDMA) 第6章 频分多址(FDMA) 模拟蜂窝网
频分多址(FDMA) 第6章 频分多址(FDMA) 模拟蜂窝网
思考题与习题
1. 表 6 - 1 所列的各种模拟蜂窝系统的主要区别有 哪些? 各种系统之间能否实现漫游? 2. TACS系统中话音频偏为 9.5 kHz， 能否采用 AMPS系统的 12 kHz话音频偏? 试定量分析其原因。 3. 蜂窝网移动通信系统有哪些主要功能? 其中的预 拨号方式(或称呼前拨号)有何优越性?
频分多址(FDMA) 第6章 频分多址(FDMA) 模拟蜂窝网
图 6 - 1 蜂窝网移动电话系统结构
频分多址(FDMA) 第6章 频分多址(FDMA) 模拟蜂窝网
由图 6 - 1 可见， 蜂窝网移动电话系统本身由三大 部分组成， 即移动电话交换局(MTSO)、 基站(BS)和 移动台(MS)。 其中， MTSO(或MSC)是基站与市话网 之间的接口， 是蜂窝网控制中心， 它不仅具有一般程 控交换机所具有的交换、 控制功能， 还具有适应移动 通信特点的移动性管理功能， 以完成移动用户主呼或 被呼所必需的控制。
频分多址(FDMA) 第6章 频分多址(FDMA) 模拟蜂窝网
图 6 - 5 过境切换过程
频分多址(FDMA) 第6章 频分多址(FDMA) 模拟蜂窝网
4. 寻呼与接入 所谓“寻呼”， 是指当市话用户呼叫某一个移动用户时， MTSO通过某一个基站或位置区内的多个基站甚至所有基站 发出呼叫信号， 包括被呼用户号码以及话音信道指配代号等。 这些寻呼信号是在前向控制信道上发送的。
频分多址(FDMA) 第6章 频分多址(FDMA) 模拟蜂窝网
5. 冲突退避 由于移动台的主呼是随机的， 因此若一个无线区内有两 个以上移动台同时发起主呼， 就会因争用控制信道而发生冲 突现象。 为此， 系统需要为减少冲突而建立一种退避规则。 AMPS和TACS系统采用的办法是： 在前向控制信道的信令中 每隔 10 位发一个忙/闲标志位。 当控制信道“忙”时， 该比 特位为“0”； 当控制信道“闲”时， 该比特位为“1”。 移 0 1 动台在反向控制信道中发出预告信息， 表示要占用控制信道 后， 继续观察前向控制信道的忙/闲位。 如果基站同意它占用， 就将忙/闲位从“闲”改置为“忙”， 同时也告诉了其它移动 台此控制信道已被占用。
频分多址(FDMA) 第6章 频分多址(FDMA) 模拟蜂窝网
图 6 - 4 监测音的配置
频分多址(FDMA) 第6章 频分多址(FDMA) 模拟蜂窝网
2. 信令音 信令音ST(Signalling Tone) 信令音在移动台至基站的反向话音信道中传输，它是 10 kHz的音频信号。 信令音的主要用途如下：第一， 当MS收到 BS发来的振铃信号时，MS在反向话音信道上向BS发送ST信 号， 表示振铃成功，一旦移动用户摘机通话， 就停发ST信 号； 第二， 移动台在过境切换频道前， 在MTSO控制下， BS在原来的前向话音信道上发送一个新分配的话音信道的指 令，MS收到该指令后， 就发送ST信号以表示确认。
频分多址(FDMA) 第6章 频分多址(FDMA) 模拟蜂窝网
6.1.3 主要功能 表 6 - 1 所列的各种蜂窝网移动通信系统均具有下列主要 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。