移动通信原理
PART II 移动通信组网技术
组网技术
➢工作方式 ➢多址技术 ➢区域覆盖 ➢网络结构 ➢信令 ➢越区切换和位置管理
•移动通信的工作方式
按通信状态和频率使用方法划分: 单工制 半双工制 双工制
单工制
指通信的双方同时只能有一方发送信号，而另一 方接收信号，即通信双方电台交替地进行收信和发 信。
B: 采用“按-讲”的单工方式
以 f1接收、 f2 发射
目前的集群移动通信系统大多采用此种方式。
双工制
指通信的任一方在发话的同时也能收听到对方 讲话，不需采用“按-讲”方式。
采用两个频率，每个频率形成一个方向的通信。 由于发射机总是工作的，故电能消耗大 模拟与数字蜂窝移动电话系统均采用双工工作方式。
GSM蜂窝移动通信中，即采用了TDMA的多址 方式。
帧Frame 4.615ms
帧1
帧2
f
t1 t2 t5 t8 t1 t2 t5
时隙577us Time slot
t8 t1 t2 t5 t
f1
f1
MS1
t1
t1
t1 t
f1
MS2
t2
t2
t2 t
BS
f1
MS3
t5
t5
t5 t
下行（同一小区）
f2
•区域覆盖 根据服务对象、地形及干扰等因素：
带状服务区 面状服务区
区域覆盖－带状服务区
用户的分布呈带状，按纵向排列覆盖。
A
B
A
B
区域覆盖－面状服务区
面状服务区是指服务区内用户的分布呈一宽广 的平面。
常用于点到点通信。
分类：同频单工、双频单工。 特点：“按-讲”方式
单工制—同频单工
定义：基地站和移动台使用相同工作频率
发射 机 f1( f1 )
接收 机 送受 话器
P TT f1( f2 )
电台 （甲）
f1( f2 )
发射 机
P TT
f1( f1 )
接收 机
送受 话器
电台 （乙）
单工制—双频单工
•多址技术
1. BS如何识别用户？ 2. 用户如何识别BS发给自己的信号？
多个用户共
MS 享信道，区
1
分用户的方
式称为多址
MS 技术
2
BS
MS
3
解决办法——多址技术： 不同用户台要有各自的特征 基站发出的信号也要赋予不同的特征
信号的差异可以表现在某些参数上： 如信号的工作频率、出现时间、具有的特定码
思考：在模拟蜂窝移动通信中，一个小区的用户 可以用相同的频率么？
FDMA系统的工作示意图：
f1
f1’
MS
f2
1
B
f2’
MS
S
2
* 基站能同时收发多个频率的信号
* 两MS间通信必须经基站中转，需4个频道实现双工
* 频道是动态地分配的
采用FDMA方式的主要特点： 每个频道只能传一路业务信息 频率分配工作复杂，基站重复设置收发信道设备 多频道信号互调干扰严重 频率利用率低，容量小
f1
送话器 发射机
f1
接收机
受话器
f2
基站
f2 双工器
f1
发射机 接收机 移动台
送话器 受话器
双工方式：通信双方可以同时进行收发，区分收 发的方式称为双工方式。
双工方式包括： 频分双工FDD（Frequency Divided Duplex） 时分双工TDD （Time Divided Duplex）
序列 三种基本多址类型：频分多址（FDMA）
时分多址（TDMA） 码分多址（CDMA）
频率资源有限的情况下，提高通信系统的容量
频分多址（FDMA）——以频道来区分用户
FDMA就是将给定的频谱资源划分成若干等间 隔的频道（信道），供不同用户使用，每个用 户占用一个频道通话。
在模拟蜂窝移动通信系统中，采用的多址方式 即FDMA
t1
f2
t2
MS1
f2
t5
MS2
BS
MS3
帧1 f2
t1 t2 t5
帧2 t1 t2 t5
t1 t2 t5 t
上行（同一小区）
思考一下：
1. 用户通话时是否会感到断续？
2. 同一小区的两个用户通话，需要 多少个频点？
时分多址的特点：
基站可只用一部发射机，避免互调干扰 容易进行时隙的动态分配 必须有精确的同步和定时
中国移动：1—95频点 中国联通：96—125频点
FDMA的频道划分：
BS
上行信号
MS
收发保护频段
BS
下行信号
MS
BBB
BB
f1 f2 f3
fn
收发间隔
BBB
B B f增大
f1’ f2’ f3’ fn’
用户
时分多址（TDMA）——以时隙来区分用户
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个时隙，每一用户占用不 同的时隙进行通信。
移动通信系统的频段使用
各双工方式的工作频段的收发频率间隔：
下行信号 上行信号
下行频率高 上行频率低
移动通信系统的频段使用
GSM频率配置
我国900MHz数字蜂窝移动通信GSM： 上行频率范围：890MHz—915MHz 下行频率范围：935MHz—960MHz
GSM移动通信网相邻信道间隔200KHz，共有 频点125个。
定义：通信双方使用两个频率，发射机与 接收机仍然轮换工作，仅仅是频率的异 同而已。
例：A以 f1 发射，B以 f1 接收； B以 f2 发射，A以 f2 接收；
半双工制
指通信的双方有一方在通信的过程中既能发射信 号也能接受信号，而另一方只能是单工工作。
A：以双工方式工作，既能发话也能收话，
以 f1发射、 f2 接收。
C2

t
f2
MS2 f1(f2)
C3
t
BS
MS3
f1(f2)
t
其他使用不同码型的信号不能被解调 多址干扰
码分多址的特点： 系统容量大 抗干扰和纠错能力强，话音质量好 无需保护间隔
能软切换，无需频率分配和管理，保密性强， 低功耗
•区域覆盖与信道配置
移动通信的体制根据服务区覆盖方式的 不同可分为： ❖大区制 ❖小区制
码分多址（CDMA）——以正交码来区分用户
CDMA通信系统中，为每一用户的信号采用不同 的正交码来区分，接收时用相关器对特定码型解 码。
在美国CDMA蜂窝系统中采用，在第三代移动通 信（3G）中也采用CDMA的多址方式
码
code
频率
时间
所有用户可以在同一时刻，
占用相同频段，进行通信。
f1
C1
MS1 f1(f2)
移动通信网的体制－大区制
➢ 一个服务区内 只设置一个基 地站，由它负 责移动通信的 联络和控制
R
f1 f2 MS1 R
R
f3 BS
f4 MS2
R
移动通信网的体制－小区制
➢整 个 服 务 区 有 若 干 个 基 地 站
MS1 BS3
BS1 MS2
MSC
BS2 MS4
MS3 BS4
•区域覆盖和信道配置