第三章 移动通信原理及系统.pdf

第三章 移动通信原理及系统 3.1 概述 在通信领域，人类有一个梦想，那就是无论任何人 (Whoever)在任何时间(Whenever)、任何地点(Wherever) 都能和任何另外一个人(Whoever)进行任何方式 (Whatever)的信息交流，即个人通信。这是人类通信的 最高目标，而近几年来飞速发展的移动通信技术正在 使这一梦想逐渐变为现实。 3.1.1移动通信的概念及特点 移动通信是指通信的双方至少有一方在运动中实现通信的方式 。包括移动台与固定台之间、移动台与移动台之间、移动台与 有线用户之间的通信。在移动通信中，常处于移动状态的电台 称为移动台，常处于固定状态的电台称为基地台或基站。 与固定点的通信相比，移动通信主要有以下几个特点。 ①移动性。 ②电波传播环境复杂多变 ③噪声和干扰严重。 ④系统和网络结构复杂。 ⑤用户对终端的要求很高。 ⑥容量需求大而资源(频率、码字等)有限。 3.1.2 移动通信系统的组成 典型的移动通信系统通常由移动台(MS)、基站子系统(BSS)、移 动交换中心(MSC)等组成，如图3. 1所示。 • 基站和移动台设有收、发信机和天线等设备。每个基 站都有一个可靠通信的服务范围，称为无线小区（通信服务 区）。无线小区的大小，主要由发射功率和基站天线的高度 决定。根据服务面积的大小可将移动通信网分为大区制、中 区制和小区制（Cellular System ）三种。大区制是指一个通 信服务区（比如一个城市）由一个无线区覆盖，此时基站发 射功率很大（50W或100W以上，对手机的要求一般为5W 以 下），无线覆盖半径可达25km 以上。 • 大区制基本特点是，只有一个基站，覆盖面积大，信道 数有限，一般只能容纳数百到数千个用户。大区制的主要缺点 是系统容量不大，为了克服这一限制，适合更大范围（大城市 ）、更多用户的服务，就必须采用小区制。小区制一般是指覆 盖半径为2～10km的多个无线区链合而形成整个服务区的制式 ，此时的基站发射功率很小（8～20W ）。由于通常将小区绘 制成六角形（实际小区覆盖地域并非六角形），多个小区结合 后看起来很像蜂窝，因此称这种组网为蜂窝网。 • 用这种组网方式可以构成大区域大容量的移动通信系 统，进而形成全省、全国或更大的系统。 • 小区制有以下四个特点： • (1)基站只提供信道，其交换、控制都集中在一个移动 电话交换局（MTSO，Mobile Telephone Switching Office） ，或称为移动交换中心。其作用相当于一个市话交换局。而 大区制的信道交换、控制等功能都集中在基站完成。 • (2)具有“过区切换功能” （Handoff），简称“过区”功 能。即一个移动台从一个小区进入另一个小区时，要从原基 站的信道切换到新基站的信道上来，而且不能影响正在进行 的通话。 • (3)具有漫游（Roaming ）功能。即一个移动台从本 管理区进入到另一个管理区时，其电话号码不能变，仍然像 在原管理区一样能够被呼叫到。 • (4)具有频率再用的特点。 所谓频率再用是指一个频率可以在不同的小区重复使用。由于 同频信道可以重复使用，再用的信道越多，用户数也就越多。 因此，小区制可以提供比大区制更大的通信容量。几种频率的 组网方式入下图所示。 7 2 1 6 1 3 7 2 1 2 3 1 2 3 1 4 5 6 3 2 1 5 4 6 4 5 4 6 1 3 3 2