–信道分配和小区分裂。
• 移动网由于其本身的特点，话务分配极不平衡。因而小 区的半径、每个小区分配到的信道是不相同的。随着话 务量的增加，可以将原有的小区进一步分裂成更小的新 小区。
无线网络的核心问题
• 频率资源紧缺 • 无线传播环境复杂 • 用户大范围移动
无线传播环境
• 复杂、恶劣的传播条件是移动信道的 特性，主要表现为各种形式的衰落。
无线网络的核心问题
• 频率资源紧缺 • 无线传播环境复杂 • 用户大范围移动
移动性
• 移动台的两种状态
–空闲模式：移动台在侦听广播信道，此时它不占用 任一信道
–专用模式：一条双向信道分配给需要通信的移动台
• 用户的移动性
– 移动用户呼叫或被呼叫时，需要知道移动用户所在 小区
–当移动用户在通话中越区时，必须自动进行越区切 换，而不能丢失信息或中断通话。
• 数字移动通信系统的特点：
– 频谱效率高 – 容量大 – 话音质量高 – 开放的接口 – 安全性 – 与ISDN，PSTN等的互连。
数字通信系统
• 信源编码：去除信源信息的冗余，进行压缩编 码
• 信道编码：为了减少信息经信道传输后产生的 差错，增加了一些冗余
无线网络的核心问题
• 频率资源紧缺 • 无线传播环境复杂 • 用户大范围移动
• 认识无线传播环境的意义，在于针对移 动信道的特点，采取抗衰落措施实现优 质可靠的无线通讯。
移动通信信道特点
• 三类损耗
– 路径传播损耗：指电波在空间传播所产生的耗损 – 慢衰落损耗：由阴影效应而产生的损耗 – 快衰落损耗：由于多径传播而产生的损耗
• 三种效应
– 阴影效应：由大型建筑物和其他物体的阻挡而形成 在传播接收区域上的半盲区
• 编码的一般顺序
–循环码 • 在信息比特后面附加上校验位，用于检错和纠正 短的突发错，或只用于检错。
–卷积码和Turbo码 • 用于纠正随机的错误比特。
–交织 • 将接收信号中的连续的比特差错转化为随机的比 特差错。
数字信号解调
• 具有优良的抗干扰、抗衰落特性 • 采用均衡技术 • 采用多径分集技术
分集技术
• 分集技术利用多条传输相同信息，且具有近 似相等的平均信号强度和相互独立衰落特性 的信号路径，在接收端进行适当合并，以降 低多径衰落的影响，改善传输的可靠性。
• 分集的实现方法
– 空间分集 – 极化分集 – 频率分集 – 发射分集
信道编码
• 目的：信号遇到干扰时提高传输质量。
• 手段：增加冗余的比特。
• 针对措施
–位置管理 –越区切换
位置管理
• 无处不在的寻呼：当一个呼叫到来时，向网络 中的所有小区发寻呼信息，免除了移动台向网 络报告它当前位置的要求。
• 小区级的系统位置更新：移动台将所在小区变 化的消息通知网络，系统将每个用户当前所在 小区信息保存在数据库中，当呼叫到来时，访 问数据库，然后在移动用户所在的小区内发寻 呼信息。
移动通信系统基础知识
2020年6月5日星期五
目录
•一、无线通讯基础知识 二、GSM
三、CDMA
通信系统的一般模型
• 信息源和收信者：模拟信源和离散信源 • 发送设备：将信源和传输媒介匹配起来 • 传输媒介：无线或有线 • 接收设备：从带有干扰的信号中正确恢复出
原始消息
模拟移动通信
• 第一代模拟移动通信系统： AMPS（美国），TACS（ 英国等），NMT450/900（荷兰，芬兰等等）
• 模拟移动通信的局限性： – 各系统间没有公共接口 – 无法与固定网迅速向数字化推进相适应，数字承载 业务很难开展 – 频率利用率低，无法适应大容量的要求 –安全.利用率低，易于被窃听，易做“假机”
数字移动通信系统
• 第二代数字移动通信系统
–欧洲GSM –美国CDMA(IS-95) –日本的PDC、PHS
互连 • 在SIM卡的基础上实现漫游
GSM移动通信网结构
GSM移动通信网组成
• 基站收发信台（BTS） • 基站控制器（BSC） • 移动业务交换中心（MSC） • 归属位置寄存器（HLR） • 拜访位置寄存器（VLR） • 鉴权中心（AUC） • 操作与维护中心（OMC）
CDMA系统特点
• 频谱利用率高，频率复用系数为1 • 通信容量大，是FDMA的10倍，TDMA的4倍 • 覆盖范围大，网络建设成本低 • 蜂窝呼吸技术，具有软容量特性 • 话音品质好 • 平滑的软切换技术，掉话率低 • 信道数据速率很高,可提供数据业务 • 保密性能强，易于实现精确定时与测距 • 手机符合环保的要求，被誉为“绿色手机”
蜂窝系统接入方法
FDMA:频分多址
TDMA：时分多址
CDMA：码分多址
蜂窝小区系统
• 频率复用：蜂窝小区
蜂窝小区系统的特点
• 蜂窝小区系统有以下主要特点：
– 无线频率资源复用。 – 增大话务量，减少发射功率。 – 越区自动切换。
• 当一个移动用户从某小区移动到另一个小区时，为使通 话不被中断需要自动切换信道，用户不会察觉到这个过 程。
–软切换：切换时同时保持目标小区和源小区的连 接，切换成功率高。
目录
•GSM
GSM的多址方案
• FDMA与TDMA的混合方式 • 每个载波带宽为200kHz，含8个物理信道。Fra bibliotekSM的主要特点
• 频谱效率高 • 容量较高 • 话音质量较好 • 接口开放 • 安全性 • 利用现有的标准接口与ISDN、PSTN等
– 远近效应：移动用户与基站间距离随机地变化而引 起
– 多普勒效应：用户的高速运动而引起传播频率的扩 散而导致的，其扩散程度与用户运动速度成正比
慢衰落和快衰落
多径传播
• 移动信道的主要特性：多径传播
•多条路径的反射波的迭加。路径的距离不同，反射波到 达的时间和相位就不同。同相迭加则增强，反相迭加则减 弱，引起接收信号幅度的急剧变化。
• 位置区（Location Area）：一个位置区包含一 组小区，每个小区只属于一个位置区，每个位 置区都有一个识别码。
越区切换
• 当一个通话中的用户从一个小区移到另一个 小区时，网络能够自动地转换处理而不造成 明显的影响。
• 切换的方法：
–硬切换：切换时先断开源小区的连接，再和目标 小区连接。 • 同步切换：目标小区和源小区同步，切换速度 快 • 异步切换：目标小区和源小区不同步，切换速 度较慢