频分多址FDMA模拟蜂窝网PPT课件

第二级,第三级,第四级,第五级,第,6,章,频分多址,(FDMA),模拟蜂窝网,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,思索题与习题,第1页,6.1 概 述,6.1.1 发展简况,模拟蜂窝网是在20世纪 80 年代快速发展并得到广泛应用一个移动通信系统。其代表性系统如表 6-1 所表示。,第2页,表 6-1 模拟蜂窝系统一览表,第3页,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组成蜂窝网移动电话系统结构。这种类型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，它们之间都有对应接口标准。,第4页,每个移动用户在其常驻地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)，经它所登记移动用户称为当地用户。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，来访移动用户称为漫游用户。,第5页,图 6-1 蜂窝网移动电话系统结构,第6页,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接口，是蜂窝网控制中心，它不但含有普通程控交换机所含有交换、控制功效，还含有适应移动通信特点移动性管理功效，以完成移动用户主呼或被呼所必需控制。,第7页,每个基站主要由基站控制器和多部信道机等组成，信道机数量取决于基站同时与移动台通话数目，它们以频分多址方式工作，对每个用户使用一对不一样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，方便为越区切换服务。,第8页,6.1.3 主要功效,表 6-1 所列各种蜂窝网移动通信系统均含有以下主要功效：,含有与公用电话网进行自动交换能力。,双工通信，话音质量靠近市话网标准。,双向自动拨号，包含移动用户与市话用户间直接拨号以及移动台之间直接拨号。,第9页,用户容量大，一个系统普通能为几万个用户提供服务，还能适应业务增加需要，经过小区分裂以扩充容量。,采取小区制频率再用技术，当基站采取全向天线时，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，以尽可能降低邻道干扰。,第10页,含有自动过境切换频道技术，切换时间小于 20 ms。,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能够通用。,各地之间能够连网，含有自动漫游功效。,第11页,6.2 系统控制及其信令,6.2.1 系统控制结构,不论是AMPS系统还是TACS系统，其系统控制都包括公用市话网、移动电话局、基站和移动台之间话音和信令传输与交换。蜂窝系统控制结构如图 6-2 所表示。,第12页,图 6-2 蜂窝系统控制结构,第13页,由图 6-2 可见，系统中现有没有线信道，又有有线信道，而且都有话音信道和控制信道之分。话音信道主要用于传送话音，而控制信道专用于传送控制信令。因为控制信道是为建立话音信道服务，所以也把控制信道称作建立信道。通常，从基站(BS)至移动台(MS)传输信道称为前向(或下行)信道，包含前向话音信道和前向控制信道；反之，从MS至BS传输信道称为反向(或上行)信道，它也包含反向话音信道和反向控制信道。基站与移动电话交换局之间可分为有线数据线路和有线话音线路。上述信道分类示于图 6-3。,第14页,图 6-3 蜂窝系统信道类型,第15页,6.2.2 控制信号及其功效,1.监测音SAT(Supervisory Audio Tone),监测音用于信道分配和对移动用户通话质量进行监测。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SAT信号后，就确认此双向话音信道已经接通，即可通话。,第16页,为了提升监测音可靠性，防止与话音信号相互间干扰，AMPS系统和TACS系统均采取话音频带外 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。比如，由 7 个小区组成区群，其监测音分配如图 6-4 所表示。,第17页,图 6-4 监测音配置,第18页,2.信令音ST(Signalling Tone),信令音在移动台至基站反向话音信道中传输，它是 10 kHz音频信号。信令音主要用途以下：第一，当MS收到BS发来振铃信号时，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在原来前向话音信道上发送一个新分配话音信道指令，MS收到该指令后，就发送ST信号以表示确认。,第19页,依据上述SAT和ST信号有没有，能够判断MS处于摘机还是挂机状态，如表 6-2 所表示。比如，当基站收到移动台环回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SAT信号，而未收到ST，则表明此时移动台已摘机。,第20页,表 6-2 移动台摘机/挂机信号表,第21页,3.定位与过境切换,在移动台通话过程中，为其服务基站定位接收机不停监测来自移动台信号电平，当发觉环回监测音SAT电平低于某一指定值SSH(Signal Strength for Handoff Request),即信号电平降至请求过境切换强度时，马上通知MTSO，MTSO当即命令邻近BS同时监测该移动台信号电平，并马上把测量结果向MTSO汇报。MTSO依据这些测量结果，就可判断移动台驶入了哪个小区，上述过程就称为定位。经过定位，就能确定是否需要以及怎样进行过境切换。过境切换过程如图 6-5 所表示。,第22页,图 6-5 过境切换过程,第23页,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经过某一个基站或位置区内多个基站甚至全部基站发出呼叫信号，包含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。,第24页,5.冲突退避,因为移动台主呼是随机，所以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，系统需要为降低冲突而建立一个退避规则。AMPS和TACS系统采取方法是：在前向控制信道信令中每隔 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忙/闲位。假如基站同意它占用，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。,第25页,思索题与习题,1.表 6-1 所列各种模拟蜂窝系统主要区分有哪些?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，能否采取AMPS系统 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效?其中预拨号方式(或称呼前拨号)有何优越性?,第26页,4.某手机灵敏度为-110 dBm,若接收机输入阻抗为 50，试求出对应以电压表示灵敏度。,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.过境切换含义是什么?试简述过境切换工作过程。,7.SAT信号有何作用?为何选取 5970、6000和 6030 Hz三种类型监测音?,第27页,