移动通信概论
一、位置更新
怎样划分“新地方”？ 位置区的概念
位置区是随着蜂窝通信的发展而产生的，在模拟
通信时代是没什么位置区的概念的，一个MSC包打天
下。如果要寻找一台“大哥大”，那么就在该MSC下
所有的基站下发寻呼消息来找该手机。 问题：系统负荷大 解决：划分位置区，分片寻呼
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一、位置更新
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数字蜂窝移动通信网的网络结构
基本网络结构
固定网络
交换机
交换机
基站
基站
基站
基站
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数字蜂窝移动通信网的网络结构
2G 网络结构
G VLR B Sm MS Um BS Abis A MSC E MSC F EIR D C HLR VLR
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数字蜂窝移动通信网的网络结构
3G 网络结构
思考：M与n是怎样的关系才合理呢？
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3.5 多信道共用技术
基本思路：根据用户的统计特性来设计系统容量 使用固定数量的信道为大量的、随机数量的用户 提供服务。 在信道数量和呼叫阻塞概率之间进行折衷。
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3.5.1 话务量与呼损
一、话务量的定义 度量话音通信中业务量的大小 单位时间内的电话交换量 单位小时的呼叫小时或单位分钟的呼叫分钟
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二、呼损率
呼损率（ B ）：由于无信道可用而造成呼叫失败 的概率 A 为呼叫成功的话务量， C0 功的通话次数 为一个小时内呼叫成 呼损率反映了什么？
A C0t0
A A' C C0 B A C
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二、呼损率
服务等级（GoS）
主要考虑两个问题：
M A Aa
每个信道所能容纳的用户数 m
m M A / n A / Aa n Aa n
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3.5.2 多信道共用的容量和信道利用率
信道利用率：每个信道平均完成的话务量
A' A （1- B） n n
思考：
不同的信道分配方式，对信道利
用率有何影响？
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数字蜂窝移动通信网的网络结构
移动交换中心（MSC）
完成话音接续功能，包括被叫用户所在地查询与寻呼、 信道的分配、话务量控制以及计费等功能 作为网络核心，配合HLR/AUC完成移动用户位置登记、
自动漫游、合法性检查
配合BSC完成跨BSC的切换，以及通过信令来指示无线 信道的建立和释放 提供面向固定网的接口功能
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不同MSC/VLR不同位置区的位置更新
小区1
小区3
VLR
(1)
(4)
MSC
BSC
位置区1 位置区2
小区2
小区4
(2)
HLR
(3)
(5)
VLR BSC MSC
(4) MSC 对 VLR 中该客户的 IMSI 作标记，并向 MS回送“位置更新证实” (1) MS 向回送“位置更新接受” MSC 发送“位置更新请求” (2) MSC 向客户的 HLR 发送“位置更新请求” (5) HLR 通知原来的 MSC 删除 VLR中有关该 MS的客户数据 (3) HLR
呼损率越小，成功呼叫概率越大，用户越满意。 呼损率也称为服务等级。 可用来衡量最忙情况下用户进入系统的能力。
确定用户在忙时接入系统被阻塞的概率。
确定符合GoS所需要的最大话务量。
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二、呼损率
爱尔兰公式
假设呼叫具有以下性质： （1）每次呼叫相互独立，互不相关，且达 到时间服从泊松分布； （2）呼叫请求的达到无记忆性；用户占用 信道的时间服从指数分布；可用信道数为n。
通话结束，拆除连接
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3.8 系统的移动性管理
– 在移动通信网中，建立一个呼叫连接需要解决 三个问题
用户所在的位置 用户识别
用户所需提供的服务
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3.8 系统的移动性管理
基站如何找手机？ “动中通”？
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一、位置更新
位置更新与“打电话报平安”
你在外面晃悠， 家里希望有事的时候 能够找到你，所以你 问题：怎么划分“新地方”？ 最好到了一个新的地 方就给家里打电话， 怎么知道到了“新地方”？ 同样，手机到了一个 新地方也要报告给基 站，这就是“正常位 置更新”。
系数为10%（k=0.1），则每个用户忙时话务量为
0.01 Erl／用户。公网 0.01-0.03 专网0.03-0.06

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问题——系统到底能容纳多少用户数 • 还记得系统容量的定义吗？
– 一定频段内所能提供的信道数或用户的最大数 目或系统输入话务总量。 – 上次课用一定频段内所能提供的信道数来表示 系统容量，用符号C来表示。 – 这次课用系统所能够用户的最大数目或系统输 入话务总量
3.5.2 多信道共用的容量和信道利用率
举例：当呼损率为1%时，10个信道所支持的话务量与2组5 个信道以及10组单个信道支持的话务量一样吗？（查Erl表）
10个信道所支持的话务量为4.46 Erlangs
2组5个信道可支持的话务量为21.36 = 2.72 Erlangs 10组单个信道可支持的100.01＝ 0.1 Erlangs
共用的基本概念 ― 按需分配
（ 1）当用户提出服务要求时，系统为其分配信 19 世纪末由丹麦数学家爱尔兰提出 道 现在用他的名字作为话务量强度的单位 （2）当用户不需要服务时，信道被释放
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3.5 多信道共用技术
问题的提出：M个用户，n个信道 若无空闲信道，则新用户被阻塞或需要排队等 待服务 M≤n M＞n 不存在阻塞 存在阻塞
信道分组方式影响系统能支持的用户数量 动态信道分配和信道借用策略能提高系统容量的原因
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3.5.2 多信道共用的容量和信道利用率
• 举例：某移动通信系统一个无线小区有8个信道（1个控制 信道，7个话音信道），每天每个用户平均呼叫10次，每 次占用信道平均时间为80秒，呼损率要求10％，忙时集 中系数为0.125。问该无线小区能容纳多少用户? • （1）查表，N=8,B=10% A＝5.597 Erl • （2）每个用户的忙时话务量 Aa=(10*80*0.125)*1/3600=0.0272Erl/用户 • （3）每个信道能容纳的用户数m,N个信道能容纳的用户 数为 m*N=A/Aa=5.597/0.0272=205.8用户
位置区下面管理多少个小区（基站）？
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一、位置更新
两个位置寄存器 ------原籍位置寄存器（HLR）
访问位置寄存器（VLR） 原籍位置寄存器（HLR）：负责移动台数据库 管理 用户参数信息：向用户提供的服务，用户的 各种号码，识别码，用户的保密参数；
用户位置信息：移动漫游号码，VLR地址，
本节课的问题
• 问题： • 多用户信道共用？ • 系统的移动性管理？
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思考
奥运鸟巢最多可以容纳10万人，这时
网络所能提供的可用信道数远远小于
用户数，这些用户要如何共用有限的
信道资源呢？
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3.5 多信道共用技术
多信道共用（中继）：由网内的大量用户共享相 对较小数量的无线信道
集中系数（K）
忙时话务量与全日话务量之比
一般取7%－15%
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三、每个用户忙时话务量（Aa）
忙时话务量
CTK Aa 3600
C：每一用户每天平均呼叫次数
T：每次呼叫平均占用信道时间（单位为s）
K：忙时集中系数
例:每天平均呼叫3次，每次的呼叫平均占用时间为120秒，忙时集中
A Ct0
请求速率（C）：单位时间内的平均呼叫次数
保持时间（t0） ：每次呼叫平均占用信道的时间
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一、话务量的定义
举例：设在100个信道上，平均每小时有2100次呼 叫，平均每次呼叫时间为2分钟，则这些信道上的 呼叫话务量为
2100 2 A 70Erl 60
思考：
一个信道所能完成的最大话务量是多少？
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3G移动通信概论
朱广强 zgq@
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第3章 组网技术基础
讲述内容
3.1 移动通信网的基本概念 3.2 移动通信环境下的干扰 3.3 区域覆盖和信道配置 3.4 提高蜂窝系统容量的方法 3.5 多信道共用技术 3.6 网络结构 3.7 信令 3.8 系统的移动性管理
呼叫路由。
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一、位置更新 访问位置寄存器（VLR）：存储用户位置信息 的动态数据库，往往和MSC合并在一个设备 实体中
漫游用户必须向与漫游地点MSC相关的VLR登记。
向漫游用户分配移动用户漫游号码，并通知该
用户的HLR。
已经有了HLR还要VLR干什么呢？
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一、位置更新
周期性更新（图示为30分钟后）
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一、位置更新
新问题：手机关机问题？
“周期性汇报”无法有效解决手机关机问题！ 解决思路：开关机的时候都通知网络一声。
思考：手机已关机和用户不在服务区 关机时，用户向网络发送“分离处理请求”，这一信息
存在VLR上（不发送给HLR）。
开机时，如果通过接收系统消息发现开机时的位置区标 识已经发生了改变，那么就执行正常的位置更新，如果 位置区没有发生改变，就向网络发送一个“附着”消息， 告诉网络我又回来了，可以呼我了。
• 移动通信网 ― 若干服务区 ― 若干MSC区 ― 若干位置区 ― 若干基站小区
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一、位置更新 位置更新与“打电话报平安”