移动网络结构与组成1.pptVIP

移动通信网络结构与组成 回顾 前面所讲的一些关键技术包括单链路处理和多址接入。 解调和编码 抗衰落 多址接入 这些技术可以实现终端与基站之间的通信，但是我们的目的是终端与终端之间的通信以及移动终端与固定电话之间的通信，如何实现？ 提纲 移动通信网络概述 蜂窝组网技术 移动通信网络结构示例 移动性管理 移动通信网络的基本功能 移动终端与移动终端之间的不间断通信； 移动终端与固定网络终端之间的不间断通信； 运营商能对网络进行运营和维护； 运营商能从网络运营中获得受益； 保护授权用户的合法权益，防止非法用户接入。 移动网络的基本组成 如何定义完整的移动通信网络？ 所能支持的业务类型定义 组网方式设计 功能实体定义 接口定义 各个功能实体之间的连接接口 信令与协议设计 各种业务呼叫与接续流程、移动性管理方式等。 各个接口的协议栈 承载方式设计 逻辑信道、物理信道定义 传输方式选择与设计 提纲 移动通信网络概述 蜂窝组网技术 移动通信网络结构示例 移动性管理 移动通信网区域覆盖 大区制移动通信网? 小区制移动通信网 带状网 蜂窝网 大区制 早期移动通信系统 大区制系统特点 大区制指一个基站覆盖一个较大的服务区。因此基站天线较高，发射功率很大（50-200W），覆盖半径达30-50km。其覆盖范围受以下因素的影响： ?? 地球曲率造成的视距； ?? 山丘，树林，建筑物造成的阴影； ?? 移动台接收机性能及其天线系统的效率； ?? 发射机功率是有限的，并且增加发射功率只能换来微小的距离增加； ?? 多径和其它干扰的影响。 ?? 大区制还存在上下行传输不一致的地方。可以通过设立分集接收台，使得上下行互通性为1:1。 ?? 为了增加容量，只能通过增加基站信道数来实现。使得它只能用于用户密度较小的地区。 大区制优缺点 优点: 网络结构简单、经济,无需独立交换设备； 缺点: 容量低,信道个数受到严格限制，不能复用。 可以通过频率的复用来解决。服务区划成半径较小的小区。每个小区一个基站，负责与本小区的移动用户的通信。即为小区制。 小区制 解决频谱拥挤，增加容量，即利用有限频谱提供很高的容量 多个低功率发射的小区 每个区覆盖小 每个基站分配总信道数的一部分 靠近的基站分配不同的信道组，以减少干扰 信道可复用多次，从而增加容量，但同信道干扰可接受。 带状网 主要用于覆盖公路、铁路、海岸等 宜采用有向天线，小区呈扁圆形 可进行频率再用 蜂窝网 常见的面状服务区适用。 1974，Bell 实验室提出蜂窝系统概念 ?? 将所要覆盖的地区划分为若干个小区，每个小区的半径可视用户的分布密度在1~10km 左右。在每个小区设立一个基站为本小区范围内的用户服务。并可通过小区分裂进一步提高系统容量。 “频率复用”的概念：同频干扰的强弱与同频复用小区间距和小区半径的比值有关，信干比可控。 特点：用户容量大，服务性能较好，频谱利用率较高，用户终端小巧且电池使用时间长，辐射小等。 新的问题：系统复杂、越区切换、漫游、位置登记、更新和管理、以及系统鉴权等。 小区形状 为了实现无缝隙覆盖，一个个天线辐射源产生的覆盖圆形必然会产生重叠。在通信中重叠区就是干扰区。那么在理论上采用什么样的多边形无缝隙结构才能使实际的天线覆盖圆圈重叠最小呢？ 无缝隙的正多边形来逼近圆形覆盖小区的一些例子与参数如下： 小区形状 小区形状 实际的小区覆盖是不规则的，由场强测量或传播预测模型来确定。 基站发射机的位置 频率复用概念 小区簇的组成 在蜂窝系统中，为了便于频率复用，并能保持同频频道之间的距离相等并且最大，发展了许多复用图样，其中由一组频率不同的小区组成一定图样，称为单元无线小区簇（区群）。 构成簇的基本条件： 这一图样能彼此邻接且无空隙地覆盖整个面积； 相邻单元中，同频的小区间距离相等，且最大； 满足这些条件的簇的形状和簇内小区数的取值不是任意的。 3频组4频组 小区图案和频率复用 确定同频小区 从某个小区A 出发，先沿垂直于六角形的边的方向前进，越过i 个小区，到达某个小区，然后，逆时针方向（或顺时针方向）越过j 个小区，到达与A同频的小区。 同频小区间距离D： D 与K的关系 小区分裂 网络设计初期，认为服务区内个小区大小相同，用户密度均匀分布，各基站频道数相等。随着用户数的增加，用户的分布不再均匀，有的小区甚至出现信道不够的情况。 把高用户密度的小区面积划得更小；将全向覆盖改为定向覆盖，使每个小区的信道数增多。这种措施称为小区分裂。 小区分裂示意图 在原基站上分裂（扇区化） 将中心设置基站的全向覆盖区分裂成几个定向天线的小区。 一个全向天线覆盖的小区分裂成3 个120 度扇形小区或6 个60 度的扇形小区。 对载波干扰比C/I 和话务量等