1、 第一节第一节 移动电话网络结构移动电话网络结构 第二节第二节 移动通信的电波传播特性移动通信的电波传播特性 第三节第三节 GSM 移动通信系统移动通信系统 第四节第四节 双频数字移动通信系统双频数字移动通信系统 第五节第五节 CDMA 移动通信系统移动通信系统 本章小结本章小结 第一章第一章 移动电话基础知识移动电话基础知识 第一节第一节 移动电话网络结构移动电话网络结构 一、移动电话系统的基本构成一、移动电话系统的基本构成 二、移动电话网的体制二、移动电话网的体制 三、移动电话网的基本功能三、移动电话网的基本功能 一、移动电话系统的基本构成一、移动电话系统的基本构成 移动电话系统包括：手机
2、移动电话系统包括：手机（MS）、机站机站（BS）、和移动交和移动交 换局换局（MSC）组成组成，移动交换局通过中继线与有线市话网互联移动交换局通过中继线与有线市话网互联， 如图所示如图所示。 第一节第一节 移动电话网络结构移动电话网络结构 基站是与手机进行无限通信的设备基站是与手机进行无限通信的设备，通常通过有线电缆通常通过有线电缆 与移动交换局连接与移动交换局连接，起到中继作用起到中继作用。 1基站基站 移动电话系统中通常包括多个基站移动电话系统中通常包括多个基站，每个基站覆盖一个每个基站覆盖一个 区域区域。 基站包括：天线系统基站包括：天线系统、 基站控制器基站控制器、无限接收和无限接收和
3、 发射设备及电源发射设备及电源。图示为图示为 基站功能单元图基站功能单元图。 在城市在城市，基站设备安装在楼房中基站设备安装在楼房中，天线架设于楼房顶；在天线架设于楼房顶；在 郊外郊外，基站设备可安装在基站设备可安装在 室外的集装箱内室外的集装箱内，天线架设于地形高天线架设于地形高 处处。 第一节第一节 移动电话网络结构移动电话网络结构 2手机手机 手机的主要结构：手机的主要结构：接收单元接收单元、发射单元发射单元、逻辑控制单元逻辑控制单元、 操作部分及电源等组成操作部分及电源等组成。 手机的制式：手机的制式：数字式数字式（GSM）和码分多址式和码分多址式（CDMA）两大两大 类类。 模拟手机
4、基本淘汰，目前以模拟手机基本淘汰，目前以GSM手机用户占大多数。手机用户占大多数。 3移动交换局移动交换局 核心：核心：移动电话交换机移动电话交换机。它是移动电话网与市话网之间的接它是移动电话网与市话网之间的接 口口。 第一节第一节 移动电话网络结构移动电话网络结构 功能：功能： 信道的管理与分配信道的管理与分配。 移动用户越区切换和漫游控制移动用户越区切换和漫游控制。 呼叫的处理与控制呼叫的处理与控制。 移动用户位置信息的登记与管理移动用户位置信息的登记与管理。 手机号码和设备号码的登记与管理手机号码和设备号码的登记与管理。 对用户实施鉴权对用户实施鉴权。 服务类型的控制服务类型的控制。 为
5、移动系统连接固定电话网为移动系统连接固定电话网、综合业务数字网综合业务数字网、公共数公共数 据网提供链路接口据网提供链路接口。 第一节第一节 移动电话网络结构移动电话网络结构 二、移动电话网的体制二、移动电话网的体制 1服务区覆盖方式服务区覆盖方式 分大区制分大区制、小区制两种小区制两种。 （1）大区制大区制 在一个服务区域在一个服务区域（如一个城市如一个城市）只设置一个只设置一个 基站基站，结构如图所示结构如图所示。 覆盖半径：覆盖半径：约约 3050 km。 发射机功率：发射机功率：200 W 左右左右。 内有数个无线电频道内有数个无线电频道，在服在服 务区内不允许同时使用相同的信务区内不
6、允许同时使用相同的信 道道，利用率低利用率低，用户数量受限用户数量受限。 第一节第一节 移动电话网络结构移动电话网络结构 （2）小区制小区制 将一个服务区划分为覆盖半径只有将一个服务区划分为覆盖半径只有 2 10 km 的若干小区的若干小区，每个小区设一个基站每个小区设一个基站，结构如图所示结构如图所示，各个各个 基站通过移动交换局相互联系基站通过移动交换局相互联系，并负责与市话局联系并负责与市话局联系。发射功发射功 率为率为 5 10 W。避免干扰相邻无线电小区不能使用相同的工作避免干扰相邻无线电小区不能使用相同的工作 频率频率，但间隔小区可以使用相同频率但间隔小区可以使用相同频率，提高利用
7、率提高利用率，利于扩大利于扩大 用户数量用户数量。 移动电话网：移动电话网：若干相邻小区组成一个小区群若干相邻小区组成一个小区群，再由若干小再由若干小 区群构成整个服务区区群构成整个服务区。 第一节第一节 移动电话网络结构移动电话网络结构 蜂窝移动电话网：蜂窝移动电话网：无线小区是圆形的无线小区是圆形的，相邻小区会有部分相邻小区会有部分 交叠如图所示交叠如图所示。每个小区有效覆盖区为正六边型每个小区有效覆盖区为正六边型，如图所示如图所示， 类似蜂窝类似蜂窝，故称蜂窝移动电话网故称蜂窝移动电话网。 第一节第一节 移动电话网络结构移动电话网络结构 2频率配置频率配置 满足的条件：满足的条件：任何相
8、邻的小区两者频率不同任何相邻的小区两者频率不同，相同频率之相同频率之 间至少间隔一个小区间至少间隔一个小区。 频率复用：频率复用：不相不相 邻的小区使用相同的邻的小区使用相同的 频率频率，如图所示为如图所示为 4 个及个及 7 个不同频率蜂个不同频率蜂 窝网频率重用模式窝网频率重用模式。 第一节第一节 移动电话网络结构移动电话网络结构 3信道结构信道结构 双工信道：双工信道：手机与基站之间的一条双向信号传输通道手机与基站之间的一条双向信号传输通道，每每 个手机通话占用两个频率个手机通话占用两个频率，一个基站发射手机接收下行信号一个基站发射手机接收下行信号， 另一个手机发射基站接收上行信号另一个
9、手机发射基站接收上行信号。手机接收信号的频率与发手机接收信号的频率与发 射信号的频率是不同的射信号的频率是不同的，这样的信道成为双工信道这样的信道成为双工信道，两频率之两频率之 间的间隔称为双工间隔间的间隔称为双工间隔。 第一节第一节 移动电话网络结构移动电话网络结构 三、移动电话网的基本功能三、移动电话网的基本功能 1自动选择空闲频道自动选择空闲频道。 2通话检测与边界切换通话检测与边界切换。 3位置登记与寻呼位置登记与寻呼。 4计费计费。 主要任务：主要任务：实现移动用户与移动用户之间实现移动用户与移动用户之间，移动用户与固移动用户与固 定用户之间的自动接续定用户之间的自动接续，其控制与管
10、理功能具体项目为其控制与管理功能具体项目为: : 第一节第一节 移动电话网络结构移动电话网络结构 第二节第二节 移动通信的电波传播特性移动通信的电波传播特性 一、传播损耗一、传播损耗 二、多径时延和衰落二、多径时延和衰落 三、建筑物穿透损耗三、建筑物穿透损耗 定义：定义：发射功率与接收功率的比值发射功率与接收功率的比值。 一、传播损耗一、传播损耗 实践表明电磁波的传播损耗随传播距离的增加而增加实践表明电磁波的传播损耗随传播距离的增加而增加，距距 离大一倍离大一倍，损耗增加损耗增加6 dB，另外与工作频率另外与工作频率、周围环境周围环境、障碍障碍 物反射有关物反射有关。 第二节第二节 移动通信的
11、电波传播特性移动通信的电波传播特性 多径时延或差分时延：多径时延或差分时延：同一信号源的直射路径与反射路径同一信号源的直射路径与反射路径 的接收时间差的接收时间差。如图所示为电波的多径传播示意图如图所示为电波的多径传播示意图。 二、多径时延和衰落二、多径时延和衰落 第二节第二节 移动通信的电波传播特性移动通信的电波传播特性 多径时延会造成接收信号和前一时刻的延迟信号的重叠多径时延会造成接收信号和前一时刻的延迟信号的重叠， 影响到通信的可靠性影响到通信的可靠性。对于数字手机影响尤其严重对于数字手机影响尤其严重，数码混合数码混合， 出现错码出现错码。 多经衰落：多经衰落：由于各种障碍物的阻挡不同由
12、于各种障碍物的阻挡不同，造成接收信号和造成接收信号和 反射波的合成强度不同反射波的合成强度不同，造成行驶中信号强弱起伏不定造成行驶中信号强弱起伏不定，相相 差几十分贝以上差几十分贝以上。影响通话质量影响通话质量。 第二节第二节 移动通信的电波传播特性移动通信的电波传播特性 三、建筑物穿透损耗三、建筑物穿透损耗 穿透损耗：穿透损耗：发射源在室外时发射源在室外时，某一建筑物内某一建筑物内、外场强之比外场强之比， 它与建筑物结构的材质它与建筑物结构的材质、室内位置有关室内位置有关，与电磁波频率有关与电磁波频率有关。 频率越高穿透能力越强频率越高穿透能力越强，钢筋混凝土结构衰耗大于砖石和钢筋混凝土结构
13、衰耗大于砖石和 土木结构土木结构，高楼层比低楼层衰耗小高楼层比低楼层衰耗小，地下室衰耗大地下室衰耗大。 第二节第二节 移动通信的电波传播特性移动通信的电波传播特性 一一、数字移动电话系统的技术特点与组成数字移动电话系统的技术特点与组成 第三节第三节 GSM 移动通信系统移动通信系统 二二、GSM 系统的主要技术指标系统的主要技术指标 三三、GSM 的信道结构与信令的信道结构与信令 四四、数字手机的工作过程数字手机的工作过程 1技术特点技术特点 一、数字移动电话系统的技术特点与组成一、数字移动电话系统的技术特点与组成 数字移动电话系统主要技术特点：数字移动电话系统主要技术特点： （1）语音数字化
14、语音数字化 将语音的模拟信号转换为数字化信号将语音的模拟信号转换为数字化信号 （语音编码语音编码），以二进制数码组的形式表示并传播以二进制数码组的形式表示并传播，接收端将接收端将 数字语音信号转换为模拟信号数字语音信号转换为模拟信号（语音解码语音解码），受话器发出声音受话器发出声音。 （2）信道编码信道编码 数字移动电话系统为克服电波干扰与噪数字移动电话系统为克服电波干扰与噪 声影响带来的错码声影响带来的错码，在信道信息编码与传送时添加监督码和校在信道信息编码与传送时添加监督码和校 验码验码，增强纠错能力增强纠错能力，提高通信的准确性提高通信的准确性、可靠性与安全性可靠性与安全性。 第三节第三
15、节 GSM 移动通信系统移动通信系统 （3）时分多址时分多址 数字移动电话同一频道上各台手机通话时数字移动电话同一频道上各台手机通话时 的数据传送是分时段进行的数据传送是分时段进行，彼此不会窜扰彼此不会窜扰。时分多址可容纳更时分多址可容纳更 多的用户数多的用户数。 数字蜂窝式手机主要优点：数字蜂窝式手机主要优点： 采用时分多址技术可容纳更多的移动电话用户采用时分多址技术可容纳更多的移动电话用户。 语音信号数字化语音信号数字化，数字信号传输纠错能力强数字信号传输纠错能力强，强抗噪性强抗噪性 和抗干扰性和抗干扰性，音质高音质高，语音质量高语音质量高，防止窃听防止窃听。 安全性能好安全性能好，手机的
16、手机的“识别卡识别卡”储存用户资料和密码储存用户资料和密码。 为移动用户提供自动漫游为移动用户提供自动漫游、确定位置和交换地址等服务确定位置和交换地址等服务 功能功能。 第三节第三节 GSM 移动通信系统移动通信系统 2GSM 系统介绍系统介绍 组成：组成：手机手机、基站系统基站系统、移动业务交换中心移动业务交换中心、维护中心维护中心， 如图所示如图所示。 第三节第三节 GSM 移动通信系统移动通信系统 （1）手机手机 沟通用户与蜂窝网络的设备沟通用户与蜂窝网络的设备，符合数字蜂窝技符合数字蜂窝技 术系统规范术系统规范。用户识别卡用户识别卡（SIM），存储用户的有关信息存储用户的有关信息。 （
17、2）基站子系统基站子系统 包括两部分包括两部分,基站控制器和基站收发信基站控制器和基站收发信 机机。手机通过无线信号与基站收发机联络手机通过无线信号与基站收发机联络，基站控制器对手机基站控制器对手机 进行越区管理进行越区管理，适时切换到新的工作区域适时切换到新的工作区域，保持通话的连续性保持通话的连续性。 （3）移动业务交换区移动业务交换区 其核心是数字移动电话交换机其核心是数字移动电话交换机， 负责控制网络的话务和所有通话的交换负责控制网络的话务和所有通话的交换，还起着移动电话网与还起着移动电话网与 其他外部网之间的接口作用其他外部网之间的接口作用。 第三节第三节 GSM 移动通信系统移动通
18、信系统 （4）用户数据库用户数据库 主要的两个数据库：主要的两个数据库： 本地用户位置本地用户位置 登记器登记器（HLR） 外来业务用户位置登记器外来业务用户位置登记器（VLR）。 HLR：存储所有注册手机用户的资料存储所有注册手机用户的资料，手机号码手机号码、接入的接入的 优先等级优先等级、用户当前所在位置用户当前所在位置、注册使用的电信业务和传真业注册使用的电信业务和传真业 务等服务数据务等服务数据。 VLR：只存储进入覆盖区的手机用户信息只存储进入覆盖区的手机用户信息，是动态数据库是动态数据库。 认证中心认证中心（AUC）：为本地用户登记器提供一个与用户有为本地用户登记器提供一个与用户有
19、 关的安全方面的鉴别参数与加密密钥关的安全方面的鉴别参数与加密密钥。 设备识别器设备识别器（EIR）：检查手机设备的识别码检查手机设备的识别码（IMEI）， 防止非法盗用的防止非法盗用的、有故障的有故障的、未经许可的移动通信设备未经许可的移动通信设备。它与它与 移动业务交换中心连接移动业务交换中心连接，移动业务交换中心利用它来检查使用移动业务交换中心利用它来检查使用 设备识别码的有效性设备识别码的有效性。 第三节第三节 GSM 移动通信系统移动通信系统 （5）运行维护中心运行维护中心 功能实体功能实体，通过它监控数字移动电话通过它监控数字移动电话 网络网络。 主要功能：主要功能： 报警与备用设
20、备的激活报警与备用设备的激活。 系统故障诊断与处理系统故障诊断与处理。 话务量统计和数据的记录话务量统计和数据的记录。 各种资料的具体分析和显示各种资料的具体分析和显示。 第三节第三节 GSM 移动通信系统移动通信系统 二、二、GSM 系统的主要技术指标系统的主要技术指标 1工作频段工作频段 GSM 系统制式标准是由欧洲的系统制式标准是由欧洲的 16 个国家共同制定个国家共同制定。主要主要 技术性能：技术性能： 采用双频双工通信方式，基站发射频率为采用双频双工通信方式，基站发射频率为 935 96 MHz， 手机发射频率为手机发射频率为 890 915 MHz，双工间隔为，双工间隔为 45 M
21、Hz。 2载频间隔载频间隔 相邻载波频率之间的间隔相邻载波频率之间的间隔，GSM 制的载频间隔为制的载频间隔为 200 kHz， 这样这样 25 MHz 工作频段提供工作频段提供 124 个载频个载频。GSM 系统各载频序号系统各载频序号 对应的发射频率和接收频率见教材对应的发射频率和接收频率见教材 P9 表表 1.1。 第三节第三节 GSM 移动通信系统移动通信系统 GSM系统采用时分多址方式系统采用时分多址方式。每一频段分成每一频段分成 8 个时分信道个时分信道， GSM系统系统 125 各载频可提供各载频可提供 124 8 = 992 个信道个信道。 3多址方式多址方式 4信道速率信道速
22、率 是指分信道每秒传送的二进制数码位数是指分信道每秒传送的二进制数码位数，单位单位 bit / s， GSM 系统的信道速率为系统的信道速率为 270.83 kbit/s。 5小区半径小区半径 最小最小 0.5 km，最大最大 35 km。 第三节第三节 GSM 移动通信系统移动通信系统 将数字基带信号转换成射频信号的过程。将数字基带信号转换成射频信号的过程。GSM 系统选用高系统选用高 斯滤波最小频移键控（斯滤波最小频移键控（GMSK）调制方式，调制指数为）调制方式，调制指数为 0.3。 6数字调制方式数字调制方式 7语音编码方式语音编码方式 采用规则脉冲激励线性预测编码采用规则脉冲激励线性
23、预测编码（RPE- -LTP），数据传输数据传输 速率为速率为 13 kbit/s。 第三节第三节 GSM 移动通信系统移动通信系统 信道的配置方式如图所示信道的配置方式如图所示。每个载频上分成每个载频上分成 8 个时隙个时隙 （TS0 TS7），每个时隙供一个手机使用每个时隙供一个手机使用，可容纳可容纳 8 个手机同个手机同 时通话时通话。 三、三、GSM 的信道结构与信令的信道结构与信令 同一信道的上行信号同一信道的上行信号 时隙与下行信号错开时隙与下行信号错开 3 个个 编号编号，减少窜扰减少窜扰。 GSM 系统中规定了系统中规定了 业务信道与控制信道两种业务信道与控制信道两种 不同的信
24、道结构不同的信道结构。 第三节第三节 GSM 移动通信系统移动通信系统 1业务信道业务信道 传送数字语音信号和用户数据传送数字语音信号和用户数据。如图所示为如图所示为 GSM 系统业系统业 务时分信道结构示意图务时分信道结构示意图，每个时隙持续时间为每个时隙持续时间为 577 s，占有占有 156.25 bit 数码数码，8 个时隙为一个循环个时隙为一个循环，8 个时隙为一帧个时隙为一帧，每帧每帧 的持续时间是的持续时间是 4.62 ms。 第三节第三节 GSM 移动通信系统移动通信系统 复帧：复帧：26 帧帧，20 ms。24 帧用于传送数字语音信号帧用于传送数字语音信号，1 帧帧 A 是专
25、用控制信令帧是专用控制信令帧，最后一帧最后一帧 I 是空闲帧是空闲帧，作为复帧尾部的标作为复帧尾部的标 志志。 第三节第三节 GSM 移动通信系统移动通信系统 A 帧包括两类信令：帧包括两类信令： 独立专用控制信令独立专用控制信令（SDCCH）：手机与基站建立联系之前手机与基站建立联系之前， 传送建立联系及信道分配的信令数据传送建立联系及信道分配的信令数据。 慢速随路控制信令慢速随路控制信令（SACCH）：传送通话中的特定信息传送通话中的特定信息， 如功率调整如功率调整、帧调整帧调整、信号强度测量数据等信号强度测量数据等。 快速随路控制信令快速随路控制信令（FACCH）：越区切换和严重干扰时使
26、越区切换和严重干扰时使 用用。 第三节第三节 GSM 移动通信系统移动通信系统 2控制信道控制信道 用于传送基站与手机之间的信令与同步数据用于传送基站与手机之间的信令与同步数据。由由 51 帧组成帧组成 复帧复帧，时长时长 235.28 ms，每每 10 帧帧 1 组组，分分 5 组组。 每组包括：同步频率帧每组包括：同步频率帧 F（FCCH）、同步帧同步帧 S（SCH）、 广播控制帧广播控制帧 B（BCCH）、公共控制帧公共控制帧 C（CCCH）等等，复帧最复帧最 后一帧为空闲帧后一帧为空闲帧，作为结束标志作为结束标志。构成如图所示构成如图所示。 第三节第三节 GSM 移动通信系统移动通信系
27、统 （1）同步频率帧同步频率帧 F 传送校准手机频率的信息传送校准手机频率的信息。 （2）同步帧同步帧 S 向手机传送同步帧信号和基站识别码向手机传送同步帧信号和基站识别码。 （3）广播控制帧广播控制帧 B 由基站向手机广播小区特定信息由基站向手机广播小区特定信息。 第三节第三节 GSM 移动通信系统移动通信系统 （4）公共控制帧公共控制帧 C 在专用控制信道分配给手机之前在专用控制信道分配给手机之前，建建 立起手机与基站的连接立起手机与基站的连接。包括三种信令：包括三种信令： 寻呼信令寻呼信令 用于寻呼手机用于寻呼手机，属下行信号属下行信号。 随机接入信令随机接入信令 作为对寻呼的响应或手机
28、主叫登记的作为对寻呼的响应或手机主叫登记的 接入接入，属上行信号属上行信号。 允许接入信令允许接入信令 为手机分配一个专用控制信道为手机分配一个专用控制信道，属下属下 行信号行信号。 第三节第三节 GSM 移动通信系统移动通信系统 1开机入网过程开机入网过程 （1）开机后自动搜索最强的广播信道对应载频开机后自动搜索最强的广播信道对应载频 读取控读取控 制信道同步频率帧制信道同步频率帧 F 调谐手机的频率与之同步调谐手机的频率与之同步。 （2）读取控制信道的同步帧读取控制信道的同步帧 S 信息信息 找出基站识别码找出基站识别码 手机的手机的 TDMA 帧与基站发射的帧同步信号同步帧与基站发射的帧
29、同步信号同步。 （3）读取广播控制帧读取广播控制帧 B 的小区通用信息的小区通用信息。 第三节第三节 GSM 移动通信系统移动通信系统 四、数字手机的工作过程四、数字手机的工作过程 2手机登记过程手机登记过程 （1）手机通过公共控制帧手机通过公共控制帧 C 的随机接入信令发出接入请求的随机接入信令发出接入请求。 （2）系统接到请求后系统接到请求后，通过公共控制帧通过公共控制帧 C 的允许接入信令的允许接入信令 为手机分配一个专用控制信道为手机分配一个专用控制信道（SDCCH）。 （3）手机在手机在 SDCCH 上完成登记上完成登记 在在 SACCH 传输控制传输控制 指令指令 返回待机状态返回
30、待机状态 监听监听B和和C的信令的信令，完成通话准备工作完成通话准备工作。 第三节第三节 GSM 移动通信系统移动通信系统 3手机被呼过程手机被呼过程 （1）寻呼寻呼 主叫呼叫手机主叫呼叫手机，通过基站控制信道发出呼叫信通过基站控制信道发出呼叫信 息息。 （2）寻呼响应寻呼响应 手机从基站接收下行控制信号手机从基站接收下行控制信号 向基站向基站 发出寻呼响应信号发出寻呼响应信号 基站接收信息后传送给移动交换中心基站接收信息后传送给移动交换中心，确确 定手机处于哪一个小区定手机处于哪一个小区。 （3）建立阶段建立阶段 移动交换中心通过允许信令为手机指配一移动交换中心通过允许信令为手机指配一 个独
31、立专用控制信道个独立专用控制信道，交换必要信息交换必要信息，通过慢速随路控制信令通过慢速随路控制信令 传送交换信息传送交换信息。 （4）摘机通话摘机通话 系统向手机发送振铃信号系统向手机发送振铃信号手机响铃后摘手机响铃后摘 机机基站识别摘机信号基站识别摘机信号，移动交换中心完成接续工作移动交换中心完成接续工作，通话通话。 第三节第三节 GSM 移动通信系统移动通信系统 4手机主叫过程手机主叫过程 （1）发呼叫信号发呼叫信号 按键拨号按键拨号，数码存入手机存储器数码存入手机存储器 按按 “发送发送”键后发出呼叫键后发出呼叫 本机识别码和被呼叫码一同从随机接本机识别码和被呼叫码一同从随机接 入信道
32、发出去入信道发出去 基站接收通知移动交换中心基站接收通知移动交换中心。 （2）建立阶段建立阶段 移动交换中心对拨号手机的识别码进行验移动交换中心对拨号手机的识别码进行验 证证，确定是否有权通过通信系统确定是否有权通过通信系统对有权的用户通过允许介入对有权的用户通过允许介入 信令为手机分配专用控制信道信令为手机分配专用控制信道，系统与移动用户之间建立必要系统与移动用户之间建立必要 交换的信息交换的信息。 （3）通话通话 系统给手机分配一个业务通道系统给手机分配一个业务通道，移动交换中心移动交换中心 完成被叫呼叫的市话用户或其他移动用户的接续完成被叫呼叫的市话用户或其他移动用户的接续，开始通话开始
33、通话。 第三节第三节 GSM 移动通信系统移动通信系统 5越区切换越区切换 （1）守候状态下切换守候状态下切换 手机监听本小区控制帧的同时手机监听本小区控制帧的同时，还还 监听周边监听周边 6 个小区的无线环境个小区的无线环境，并保送本小区基站并保送本小区基站 基站分析基站分析 是否需要切换是否需要切换、何时切换何时切换、切换到哪个基站切换到哪个基站 择优选取基站进择优选取基站进 行切换行切换 向原小区基站发送分离请求向原小区基站发送分离请求，向新小区发送接收请求向新小区发送接收请求 基站通过公共控制帧基站通过公共控制帧 C 的允许接入信令为手机分配一个专用的允许接入信令为手机分配一个专用 控
34、制信道控制信道（SDCCH） 手机在新的手机在新的 SDCCH 上完成登记上完成登记，在在 SACCH 上传输控制指令上传输控制指令，返回待机状态返回待机状态。 第三节第三节 GSM 移动通信系统移动通信系统 （2）通话状态下越区切换通话状态下越区切换 通话期间通话期间，手机利用空闲帧手机利用空闲帧 测量周边小区的无线环境测量周边小区的无线环境，并完成对测量结果的分析并完成对测量结果的分析，在在 SACCH 上与基站交流信息上与基站交流信息 需要切换时需要切换时，手机转到手机转到 FACCH 向基站发送越区切换请求向基站发送越区切换请求 基站上报移动交换中心基站上报移动交换中心，在短时在短时
35、间内完成新小区的信道分配间内完成新小区的信道分配。 第三节第三节 GSM 移动通信系统移动通信系统 一一、双频数字系统的工作频段双频数字系统的工作频段 第四节第四节 双频数字移动通信系统双频数字移动通信系统 二二、双频数字通信系统的构成双频数字通信系统的构成 三三、双频切换双频切换 四四、双频数字系统带来的新服务双频数字系统带来的新服务 五五、双频数字系统主要技术指标双频数字系统主要技术指标 双频数字系统使用双频数字系统使用 GSM900 与与 DCS1 800 两个频段两个频段。 一、双频数字系统的工作频段一、双频数字系统的工作频段 GSM900 包括两个包括两个 25 MHz 带宽的子频段
36、带宽的子频段，上行上行 890 915 MHz，下行下行 935 960 MHz。 DCS1 800 的容量是的容量是 GSM900 的三倍的三倍，包括两个包括两个 75 MHz 带宽的子频段带宽的子频段。 GSM900和和DCS1 800 的上行的上行、下行有下行有 效 频 段 划 分 为效 频 段 划 分 为 200 kHz 宽的信道宽的信道。 双频数字系统的双频数字系统的 频段分配如图所示频段分配如图所示。 第四节第四节 双频数字移动通信系统双频数字移动通信系统 双频系统技术复杂的多双频系统技术复杂的多，在切换技术上双频系统有了很多在切换技术上双频系统有了很多 补充补充，如图所示是双频数
37、字通信系统的构成方案如图所示是双频数字通信系统的构成方案。 第一种：第一种：移动交换中心需要支持两种频段的基站系统移动交换中心需要支持两种频段的基站系统，频频 段之间的切换由移动交换中心控制段之间的切换由移动交换中心控制。 第二种：第二种：频频 段之间的切换由段之间的切换由 基站控制器直接基站控制器直接 完成完成。 二、双频数字通信系统的构成二、双频数字通信系统的构成 第四节第四节 双频数字移动通信系统双频数字移动通信系统 小区切换：小区切换：在单频在单频 GSM900 系统中系统中，一般只发生在小区的一般只发生在小区的 边缘的切换边缘的切换。它比较服务小区与临近小区的信号强度它比较服务小区与
38、临近小区的信号强度，从而决从而决 定是否切换定是否切换。 三、双频切换三、双频切换 双频系统除了小区切换外双频系统除了小区切换外，还会发生频段切换还会发生频段切换。 双频手机使用过程中会检测两个频段的信号强度和忙闲程双频手机使用过程中会检测两个频段的信号强度和忙闲程 度度，随时切换到相应的频段上随时切换到相应的频段上。 第四节第四节 双频数字移动通信系统双频数字移动通信系统 利用利用 DCS1 800 频带提供了完整的独立网络频带提供了完整的独立网络，为部分手机为部分手机 用户提供一种特殊服务用户提供一种特殊服务，包括包括，更高通话质量更高通话质量、更低呼损率更低呼损率。 非语音业务所占比例越
39、来越高非语音业务所占比例越来越高。 四、双频数字系统带来的新服务四、双频数字系统带来的新服务 第四节第四节 双频数字移动通信系统双频数字移动通信系统 1工作频段工作频段 采用双频双工工作方式采用双频双工工作方式，GSM 频段：频段： 基站发射频率为基站发射频率为 935960 MHz。 手机发射频率手机发射频率 890915 MHz。 双工间隔为双工间隔为 45 MHz。 DCS 频段：频段： 基站发射频率：基站发射频率：1 8051 880 MHz。 手机发射频率为：手机发射频率为：1 7101 785 MHz。 双工间隔：双工间隔：95 MHz。 五、双频数字系统主要技术指标五、双频数字系
40、统主要技术指标 第四节第四节 双频数字移动通信系统双频数字移动通信系统 2载频间隔载频间隔 DCS与与GSM频段的载频间隔相同频段的载频间隔相同，200 kHz。 3调制数据速率调制数据速率 是指分信道每秒传送的二进制数码位数是指分信道每秒传送的二进制数码位数，单位单位bit/s，系统系统 信道速率为信道速率为 270.83 kbit/s。 4数字调频方式数字调频方式 采用高斯滤波最小频率键控采用高斯滤波最小频率键控（GMSK）调制方式调制方式，调制指调制指 数数0.3。 5语音编码方式语音编码方式 采用规则脉冲激励线性预测编码采用规则脉冲激励线性预测编码（RPE- -LTP），语音编码语音编
41、码 速率为速率为13.4 kbit/s。 第四节第四节 双频数字移动通信系统双频数字移动通信系统 一一、CDMA 技术原理技术原理 第五节第五节 CDMA 移动通信系统移动通信系统 二二、CDMA 主要技术特征主要技术特征 三三、CDMA 系统组网方式系统组网方式 一、一、CDMA 技术原理技术原理 CDMA 通信技术采用扩频信号无线接入技术通信技术采用扩频信号无线接入技术。如图所示为如图所示为 工作原理图工作原理图。 原理：原理：将需要传送的具有一定频率带宽的信息数据将需要传送的具有一定频率带宽的信息数据，用一用一 个远大于信号带宽的扩频编码个远大于信号带宽的扩频编码（高速伪随机码高速伪随机
42、码）进行调制进行调制，使使 信息原数据的带宽被扩展信息原数据的带宽被扩展，再经载波调制发送出去再经载波调制发送出去。接收端接接收端接 收宽带信息收宽带信息，进行相应解扩进行相应解扩，以实现信息通信以实现信息通信。 CDMA 与与 GSM 系统比较主要差别在于发送端多进行一次系统比较主要差别在于发送端多进行一次 扩频调制扩频调制，相应的接收端多进行扩频解调处理相应的接收端多进行扩频解调处理。 第五节第五节 CDMA 移动通信系统移动通信系统 1极小的发射功率极小的发射功率 通信系统采用扩频通信和码分多址通信系统采用扩频通信和码分多址，接收端采用多径接收技接收端采用多径接收技 术术，手机和基站的发
43、射功率很小手机和基站的发射功率很小。又称绿色移动通信系统又称绿色移动通信系统。 2拨叫接通率高拨叫接通率高 二、二、CDMA 主要技术特征主要技术特征 CDMA 系统容量是系统容量是 GSM 系统的系统的 4 5 倍倍。 容纳用户数量多容纳用户数量多， 拥塞少拥塞少，接通率高接通率高。 3极低的掉话率极低的掉话率 系统小区采用系统小区采用“软切换软切换”技术技术，另一个基站与手机用户连接另一个基站与手机用户连接 上后上后，前一个基站的信号才断开前一个基站的信号才断开，保证了手机始终能接收到信号保证了手机始终能接收到信号， 不存在信道拥挤接不上的问题不存在信道拥挤接不上的问题。 第五节第五节 C
44、DMA 移动通信系统移动通信系统 4极高的保密性极高的保密性 采用码分多址技术采用码分多址技术。用户每次通话随机分配用户每次通话随机分配 242 个码中的一个码中的一 个；采用扩频技术个；采用扩频技术，发射到空中的信号功率很小发射到空中的信号功率很小，一般情况下一般情况下 难以捕获难以捕获。双重保护极大的提高了信息传递中的保密性双重保护极大的提高了信息传递中的保密性。 5极高的保真性极高的保真性 采用数字话音编码技术采用数字话音编码技术，保证了通话的保真性保证了通话的保真性，且且CDMA 特有的无线传播方式特有的无线传播方式，使用多个相关接收机接受信号使用多个相关接收机接受信号，接收机接收机
45、从从3 4个不同路径接受到手机发送的信号进行叠加个不同路径接受到手机发送的信号进行叠加，可以保证可以保证 更好的信号质量更好的信号质量。 第五节第五节 CDMA 移动通信系统移动通信系统 组网方式如图组网方式如图 所示所示。 三、三、CDMA 系统组网方式系统组网方式 系统设备包括系统设备包括：CDMA手机手机、集中基站控制器集中基站控制器（CBSC）、 若干个基站收发信机子系统若干个基站收发信机子系统（BTS）、移动电话交换中心移动电话交换中心 （MSC）和运行维护中心和运行维护中心（OMC-C）。 第五节第五节 CDMA 移动通信系统移动通信系统 功能：功能： 1基站收发信机子系统基站收发信机子系统（BTS） 该 系 统 包 括 实 现该 系 统 包 括 实 现 CDMA 空中接口所
