移动通信系统第一,二章.ppt

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1、现代无线与移动通信系统第一章,李少谦电子科技大学,个人通信的理想,移动通信的飞速发展使人类实现个人通信的理想为期不远了 任何人在任何时间、任何地点、与任何一个人、实现任何一种媒体的通信。每个人有唯一的通信号码，通信的个人性代替通信的终端性,移动通信的发展与展望 电子科技大学 李少谦,我们的目标,移动通信是全球的热点,无线移动通信与IP技术（因特网）是近年来信息技术领域的两大热点.无线与移动通信正在与IP技术相结合通信技术向宽带化、智能化、个人化方向发展，形成统一的综合宽带通信网,移动通信的发展与展望 电子科技大学 李少谦,全球移动通信与因特网的发展趋势,移动通信的发展与展望 电子科技大学 李少

2、谦,一、无线与移动通信的种类(按用途分类),陆地公众蜂窝移动通信系统无绳电话集群通信卫星移动通信无线局域网无线ATM无线接入无线寻呼蓝牙技术,无线与移动通信的种类(按频段分类),中长波通信 1MHz短波通信 1MHz30MHz超短波通信 30MHz-1GHz微波通信 1 GHz-几十GHz毫米波通信 几十GHz红外光通信大气激光通信,二、基本概念与术语,特点,频谱拥挤、频谱需严格菅理电波传播存在衰落、多径等问题面临环境的干扰和噪声存在多普勒频移的影响和大动态范围的要求建网复杂，网络需有越区切换、漫游等功能,对技术的基本要求,高的频谱利用率好的话音和服务质量具有移动性和便携性灵活方便的组网抗干扰

3、保密与信息安全,现代公众移动通信技术面临的核心问题,在满足用户服务质量的前提下，提高频谱利用率，提高系统容量，提供多种服务是公众移动通信的核心问题,基本 技术,多址技术调制解调技术信道编译码技术信源编码技术抗干扰技术加密技术组网技术天线技术信道机射频技术分集接收技术.,应用技术,电波传播与信道建模系统级仿真数字信号处理(DSP)集成电路设计(SOC、FPGA)控制与通信协议软件无线电高频与微波无线资源管理网络设计,影响无线通信的技术与经济思想,支配数字无线通信网发展的四个定律(A.J.维特比)麦克斯威与赫兹电磁场理论香农信息论摩尔定律网络价值定律(迈卡夫),移动通信系统结构,系统结构,基站分系

4、统(BSS)：基站收发信机(BTS)、基站控制器(BSC)移动分系统(MS)：手持台、车载台交换分系统(MSS)：移动交换机(MSC)、位置寄存器(HLR、VLR)、鉴权中心(AUC)等操作与支持系统(OSS)：操作维护中心(OMC)、网络管理中心(NMC)等,接口与链路,空中接口(Um)：MS与BSSA接口：BSS与MSSAbis接口：BTS与BSCAi、Di接口：MSC与PSTN、ISDNMS发射：上行链路；反向信道BTS发射：下行链路；前向信道,接口与链路,多址方式,在移动通信中，许多用户同时通话，以不同的移动信道分隔，防止相互干扰的技术方式称为多址方式。频分多址(FDMA)时分多址(T

5、DMA)码分多址(CDMA)空分多址(SDMA)包分多址(PDMA),FDMA,FDMA,频分多址以频率来区分信道。特点：使用简单，信号连续传输，满足模拟话音通信，技术成熟。缺点：多频道信号互调干扰严重，频率利用率低，容量小。,TDMA,TDMA,在一个无线频道上，按时间分割为若干个时隙，每个信道占用一个时隙，在规定的时隙内收发信号。时分多址只传数字信息，信息需经压缩和缓冲存储的过程，在实际使用时常 FDMA/TDMA复分使用。,CDMA,CDMA,采用扩频通信技术每个用户具有特定的地址码（相当于扩频中的PN码），利用地址码相互之间的正交性（或准正交性）完成信道分离的任务。CDMA在频率、时间

6、、空间上重叠。优点：系统容量大，抗干扰、抗多径能力高。,CDMA的技术基础：扩频通信,CDMA,双工方式,单工方式频分双工方式 FDD时分双工方式 TDD,FDD TDD,三、移动通信的发展与展望,陆地公众蜂窝移动通信系统是移动通信系统的代表，也是发展最快的系统,全球与中国移动通信市场飞速发展,2002年5月全球手机用户已超过10亿2002年底中国手机用户己超过2亿部，中国已成为全球第一大移动通信用户的国家。2005年左右中国手机用户可能将超过三亿，未来的五至十年，中国将是全球移动通信领域需求最大的市场。全球移动通信的用户数将超过固定电话的用户数。数据业务将飞速增长。,Within the n

7、ext 5 years Internet access will happen mainly via mobile devices,全球移动通信的发展预测,用户数(亿),移动通信的发展与展望 电子科技大学 李少谦,蜂窝移动电话用户增长,USA,China,Estimates,India,Japan,Germany Italy/UK,第一代移动通信,以模拟通信为特征的移动通信为第一代移动通信主要代表：美国AMPS系统 英国TACS系统特点：FDMA、模拟话音与传输、频谱利用率低、保密性差、技术简单、,第二代移动通信,以数字通信为特征的移动通信为第二代移动通信第二代移动通信主要制式有 欧洲的GSM

8、，TDMA制式 北美的cdmaOne(IS-95CDMA)，CDMA制式 北美的DAMPS(IS-54)，TDMA制式 日本的PDC，TDMA制式,移动通信的发展与展望 电子科技大学 李少谦,第二代移动通信,特点：频谱利用率高、数字话音与传输、多种业务、多种先进技术、保密性好、集成度高、先进技术：TDMA和CDMA、语音编码、自适应均衡、数字调制、信道编码、交织、分集接收、功率控制、,全球移动用户按技术种类分-至2001年7月,第二代移动通信技术与应用正在发展中,GPRS技术(通用无线分组业务)为GSM系统无线商务提供了高速数据通道;CDMA开始在中国大规模建设与应用；日本在移动通信上实现无线

9、互联网应用(i-mode)的成功开创了无线数据业务的新时代；中国在无线数据应用领域正在起步。,移动通信的发展与展望 电子科技大学 李少谦,移动通信技术发展迅速,移动通信应用服务业才刚刚起步,无线商务与个人信息服务出现和发展-手机上网,电子邮件与商务-实时股票买卖-交通、金融、就业等个人信息服务无线多种功能将出现和发展-无线定位、车辆调度菅理-报警与监控-自动售货、售票,移动通信的发展与展望 电子科技大学 李少谦,第三代移动通信向我们走来,第三代移动通信为IMT-2000；第三代移动通信的标准已确定；第三代移动通信的商用已在2001年10月面世；第三代移动通信的大规模商业应用在2005年以后.,

10、移动通信的发展与展望 电子科技大学 李少谦,第三代移动通信的总目标,IMT-2000的名称为第三代移动通信系统制定了总目标：工作在2000MHz频段 在2000年左右商用全球化，要求多种技术在多种环境下统一标准、统一频率，以实现全球无缝覆盖。综合化，要求系统能传输话音、宽带数据、视频图像等多种业务，满足信息化社会的需要。个人化，系统具有足够的容量潜力和多种用户管理能力，支持个人的移动性，满足巨大的个人通信的需求。,移动通信的发展与展望 电子科技大学 李少谦,IMT-2000的基本要求,频谱利用率高 服务质量好 高速传输支持多媒体业务 室内环境至少2Mbps 步行环境至少384kbps 车速环境

11、至少144kbps 卫星移动环境至少9.6kbps 传输速率按需分配 支持上、下行链路的不对称需求 易于从第二代系统过渡 支持全球无缝漫游,移动通信的发展与展望 电子科技大学 李少谦,第三代移动通信的主流标准,WCDMA(欧洲、日本)FDD cdma2000(北美)FDD TD-SCDMA(中国)TDD,日本己开始首次3G系统商用服务,2001年10月1日日本在东京地区开始了全球首次WCDMA系统商业应用。系统提供可视电话、384Kbps分组数据、64Kbps图象传输、i-mode互联网服务。手机重150克，彩色液晶显示。,Announced WCDMA Launch Dates,Q4 200

12、1,H1 2002,H2 2002,H1 2003,H2 2003,SK,Sources:operator web sites,interim reports,Dagens Industri,Cellular Express,Vision,Reuters,TotalTele,Tele2,Europolitan,Eircell,Omnitel,Vodafone UK,J-Phone,Proximus,Libertel,SFR,D2,Vodafone,Vodafone,KPN,One,Hutchison Telecom,Hutch 3G UK,H3G,HI3G,Hutch 3G Austria,H

13、utchison Telecom,E-Plus,Group 3GQuam,IPSE,Telfort,Cellnet,Viag,T-Mobil,?,Mobilcom”2003”,KTlaunch,Sonera,AT&T,DoCoMo,3G Technologies,移动通信产业己形成龙头产业,移动通信产业是龙头产业，是正在发展的高技术产业移动通信产业可分为：服务业：电信营运商、业务提供商制造业：系统与网络制造商、终端产品制造商、辅助行业：网络设计与规划、基础建设、通信电源、,移动通信制造业形成了巨大的产业链,系统制造(基站、交换机与网络、传输设备、维护设备)、手机制造、芯片设计与制造、通信软件开

14、发、表面贴装元器件生产、宽带功率放大器与天线、电池与液晶显示屏、多层印制电路板、外壳设计与加工、接插件,以宽带无线IP接入为特征的无线局域网（WLAN）、无线个域网（WPAN）、无线城域网(WMAN)发展迅速,无线局域网,什么是无线局域网？无线局域网是固定局域网的一种延伸。没有线缆限制的网络连接。对用户来说是完全透明的，与有线局域网一样。无线局域网的特点灵活性和移动性简单的点对点技术基础架构网络提供分布式的数据连接和漫游与有线局域网相当的功能但没有线缆的限制有效局域网的有效延伸便携式局域网容易设置（会议室，小型办公室等）,无线局域网标准的发展,IEEE 802.111997年批准的第一个“ov

15、er the air”协议3种不兼容的实施1.6Mbps-Frequency Hopping Spread Spectrum(FHSS)2Mbps-Direct Sequencing Spread Spectrum(DSSS)Diffused InfraredIEEE 802.11b使用2.4GHz频宽使用CSMA/CA技术支持高达11Mbps的传输速率Direct Sequencing Spread Spectrum(DSSS)覆盖距离10-100米WEP安全加密技术WECA认证保证兼容性IEEE 802.11a将来的标准54Mbps传输速率在5GHz频宽使用Orthogonal Frequ

16、ency Division Multiplexing(OFDM),无线局域网的应用,无线局域网的横向应用无线办公室公共场所（会议室等）租用的临时办公室热线服务家庭办公室,无线局域网的纵向应用仓储运输制造业零售业酒店业金融医疗,802.11 热点区增长预测 BWCS,17K,37K,65K,98K,144K,7K,Source:BWCS Ltd.2002,彩虹计划,Verizon,Cingular和AT&T Wireless等几个美国移动运营商 正在和Intel,IBM,等讨论如何形成全国的802.11b 无线网络称为“彩虹计划 计划致力于建立全国WLAN 热点区业务（11 Mbps）本次讨论的

17、领导者 Intel说他预计到2003年WLAN 可以装入2千万台笔记本电脑，2004年达到4000万。In-Stat/MDR 认为移动运营商将持续发展WLAN热点，到2006年将拥有全世界 主要的WLAN用户。,韩国 的WLAN 梦:KT 电信推出世界最大的 WLAN 计划,KT的WLAN推广中心向每个DSL用户加收10美元/月，为其可以无限制使用在韩国境内所有WALN接入区。KT计划在2002年之内在韩国建立25000个接入区。到2002年7月已经建立了5000个WLAN热点区。KT希望到2002年底有50万DSL用户登记使用WLAN业务。计划到2003年底再增加200万用户 KT 将其WL

18、AN 公共接入计划命名为NESPOT Network,移动IP的基本原理,WMAN无线接入的发展趋势,全IP接入宽带、大容量接入更高频段接入IEEE802.16.1协议，工作频率30GHz，可提供155Mbps数据速率,宽带IP无线接入系统,WPAN与蓝牙技术(Bluetooth),移动通信的发展与展望 电子科技大学 李少谦,蓝牙技术是在小范围内将移动通信设备、固定通信设备、计算机及终端设备、各种数字数据糸统甚至数字家电使用无线方法互联互通的技术。蓝牙技术特点:(1.0版本标准)-工作在2.4GHz频段,-采用TDMA多址方式一点对多点双工话音和数据多媒 体传输,双工方式TDD,一点可对七点,

19、-采用高速跳频抗干扰技术,跳频速率可达1600跳/秒,-基带符号速率1Mbps.,Cellular access,Bluetooth within PAN,PAN,PAN Personal Area Network,Complementing Technologies,?,移动通信的发展趋势,未来移动通信的发展趋向,Beyond 3G/4G的研究,目前国际上有关超三代(第四代)移动通信的研究己经开始，远景描述已完成，其基本需求、频率、核心技术还处于前期研究阶段。但较为明确的一点是，第四代移动通信的实用期定在2012年以后。这符合移动通信技术每10-15年产生一代新体制的发展规律。,超IMT-2

20、000的Vision的新进展,ITU确定了Systems Beyond IMT-2000的基本概念ITU确定了Systems Beyond IMT-2000的数据速率目标：在2010年左右数据速率达到up to approximately 100 Mbit/s for high mobility；up to approximately 1 Gbit/s for low mobility such as nomadic/local wireless access ITU确定了基本时间表和进度安排,超IMT-2000的基本定义(WP8F#6),Beyond IMT-2000是指广泛用于各种电信环境

21、的无线系统的总和，包括蜂窝、固定无线接入、游牧（Nordic）接入系统等。Beyond IMT-2000的能力将含盖并远远超出IMT-2000系统及与其进行互连的无线系统的能力，含盖了目前的IMT-2000、无线接入、数字广播等系统的能力，并将新增两个部分，即支持约100Mbps的蜂窝系统和支持高达1Gbps以上速率的游牧/本地无线接入系统等。,Source:ITU-R WP8F 7th Meeting,Queenstown,February 27 March 5,2002,TEMP 251r1e,各个阶段及预期的时间表,概述：FuTURE计划是中国高技术研究发展计划（863计划）通信主题关于

22、未来无线通信通用环境研究的重大项目。主要目标是，面向未来10年无线通信领域的发展趋势和需求，建立一个集区位通信（包括WLAN/HAN/VAN/PAN）与新一代蜂窝移动通信（Beyond 3G/4G）为一体的通用无线电环境。支持人机互动、机器与机器互动、自动、自治等面向未来的多媒体新业务。研究Beyond 3G/4G新一代蜂窝通信空中接口技术，建立关键技术验证系统，支持面向未来的无线通信新业务。推进国际合作，对形成新一代无线与移动通信知识产权和体制标准方面做出较大贡献，使中国移动通信技术研究与国际先进水平同步发展，为实现中国未来无线通信产业的跨越式发展创造条件。,中国未来移动通信计划（FuTUR

23、E计划）,四、移动通信网性能指标,话音质量和信噪比要求,话音传输质量以接收机输出端音频频带内的信噪比S/N或载噪比C/N来表示，业务种类不同，要求不同（公网高，专网低）。移动数据传输常用误码率，一般只有10-4左右，常用纠错等方法提高。误码率一般用Eb/No（归一化信噪比）作为常数来计算，Eb/No为折合到接收机输入端的比特能量Eb与噪声的单边功率谱密度No之比值。,话音质量和信噪比要求,话音质量的评定往往采用主观评定的办法，CCITT将评分质量分为五级 级别 评定类别 人的印象标准 5 优 几乎无噪声和失真，细节清晰可辨 4 良 有可感觉的轻微噪声和失真 3 中 有令人烦恼的噪声和失真 2

24、差 有令人非常烦恼的噪声和严重失真 1 劣 语言几乎不可懂,话音质量和信噪比要求,公网一般要求4级，专网3级 对于不同的移动业务，各国对S/N或C/N的规定不一样。中国：模拟通信，移动用户与固定市话、长话用户通话时，要求S/N为大于29dB或C/N为17dB，相当于4级话音。美国AMPS网要求C/N大于18dB，日本要求20dB，,服务等级（GOS）,服务等级用呼损率B表示B：在一个正常运行的系统中，忙时呼叫被阻塞的概率，单位为Erlang。服务等级决定于系统中同时发出的呼叫数、总话务量、信道数量、系统设计等呼损率包括无线信道呼损和中继电路呼损。我国规定：无线信道B0.05，在话务密度高的地区

25、B0.02，中继电路B应更低。,呼叫中断概率,在一个小时内建立的Q次呼叫中，若N次丢失，则呼叫中断概率为N/Q，呼叫中断概率跟系统设计、严重干扰、越区切换等有关。,通信概率,移动通信由于受地形的影响和无线信号传播裒落影响，不可能达到覆盖范围的100。通信概率是指移动用户在给定服务区域进行成功通话（达到规定通话质量）的概率，它包括位置概率和时间概率。我国公网规定：城市通信概率90%，农村通信概率50%专网则要求较高，如铁路通信要求通信概率(在3级话音质量下)95%，。，,参考书,1.无线通信原理与应用，美Theodore S.Rappaport.Wireless Communications p

26、rinciples andpractice.蔡涛等译，电子工业出版社 2.移动蜂窝通信，模拟和数字系统（第二版），美李建业著，人民邮电出版社 3.CDMA扩频通信原理，美A.J.维特比著，李世鹤等译，人民邮电出版社 4.第三代移动通信系统原理与工程设计，IS-95 CDMA和cdma2000，美Vijay K.Garg等，于鹏等译，电子工业出版社,参考书,5.CDMA系统工程手册，Jhong Sam Lee等著，许希斌等译，人民邮电出版社 6.现代移动通信系统，祁玉生等编，人民邮电出版社 7.数字移动通信（修订本），郭梯云编，人民邮电出版社 8.第三代移动通信技术，孙立新等编，人民邮电出版社,

27、现代无线与移动通信系统第二章,李少谦电子科技大学,第二章 移动通信组网与系统设计,1、大区制移动通信网,早期的移动通信网一般是大区制主要特点：基站天线很高：几十米至几百米基站发射功率大：50200W覆盖半径：3050公里优点：网络结构简单、成本低缺点：容量小，一般用户几十至几百个，一般用于专网,1、大区制移动通信网（续）,提高覆盖半径是大区制需解决的问题决定覆盖半径的因素为：地球的曲率地形影响多径反射移动台发射功率小，上行信号传输距离有限（上下行差可达612dB）,1、大区制移动通信网（续）,解决上行信号问题的办法：设置分集接收台基站发射用全向天线 基站接收用定向天线（可有810dB增益）提高

28、基站接收灵敏度同频转发,2、小区制网构成方式,基本小区有：（r：小区半径）超小区：r 20km（农村）宏小区：r 1-20km（人口稠密地区微小区：r 0.1-1km（城市繁华区）微微小区：r 0.1km（办公室、家庭）优点：提高频率利用率，组网灵活缺点：网络复杂,同频干扰与同频复用比,频率复用是小区制网的核心问题。频率复用：小区内基站的工作频率，由于电波传播损耗产生的隔离度，可以在相隔一定距离后的另一小区重复使用。研究同频干扰和同频小区间的距离是频率复用的依据。同频小区间的距离取决于能容的同频干扰。同频干扰又取决于话音质量要求的载噪比（C/N）或C/I。,同频干扰与同频复用比,D：同频基站间

29、的距离为同频复用距离R：小区半径,同频干扰与同频复用比,定义：Q=D/R为同频复用比 同频复用比告诉我们：Q复用次数越多，系统容量越大；Q 复用次数越少，话音质量好，干扰小。Q的选取主要考虑C/I比，C/I取决于同频干扰射频防卫度，射频防卫度是满足接收质量要求时的射频信号与干扰信号之比（射频防卫度，一般定为话音4级时为17dB、3级时为12dB）。,同频干扰与同频复用比,同频干扰与同频复用比,推导：,同频干扰与同频复用比,条状服务区,可采用多个频率复用，二频复用，三频，四频复用时需确定重叠区：重叠区太大，越区干扰大，重叠区小，弱电场区可能多。,条状服务区,面状服务区与蜂窝结构,实际的面状小区的

30、覆盖，基站天线全向辐射时为一个圆，实际为不规则，有重叠区。为了理论分析和设计方便，用全覆盖的形状代表，可用全六边形、四面形、三角形，面积最大、最直接的为六边形。,面状服务区与蜂窝结构,一个蜂窝系统构成的基本条件：基本图案能彼此邻接且无空隙地覆盖整个面积。相邻单元中，同频道的小区间距离相等，且为最大。,面状服务区与蜂窝结构,簇：共同使用全部可用频率的N个小区叫做一簇，若系统中簇复制得越多，则系统容量越大，频率的利用率越高。因数N叫做簇的大小，典型值3、4、7、9、12、,面状服务区与蜂窝结构,N越大，则意味着同频小区间距离越远，同频干扰越小。N越小，则意味着一个系统中可有更多的簇，频率利用率高，

31、有更多的容量。N的选取原则：从提高频率利用率的角度，在保持满意的通信质量的前提下，N应取最小值最好。,面状服务区与蜂窝结构,面状服务区与蜂窝结构,找某一小区的相距最近的同频相邻小区按下步进行：沿着任意一条六边形链移动a个小区，并时钟旋转60再移动b个小区,面状服务区与蜂窝结构,蜂窝系统的同频干扰,全向天线时的同频干扰,蜂窝系统的同频干扰,蜂窝系统的同频干扰,蜂窝系统的同频干扰,一般取n=4（城市环境）,蜂窝系统的同频干扰,蜂窝系统的同频干扰,邻频干扰,相邻频率的信号干扰产生的原因：发射信号的杂散、谐波接收机滤波问题解决办法：采用信道分配不相邻的方法。,3、提高系统容量的方法 小区分裂,小区分裂

32、是频率复用外，提高蜂窝网容量及频谱效率的又一重要概念小区分裂是解决网中用户的增加，解决网中用户密度的不同的有效方法小区分裂为：在原小区的基础上增加新基站，如常用1：4方案，新小区半径是原小区的一半,划分扇区,利用定向天线来改变同频干扰，从而可选较小簇，一般用120扇区,4、系统信道分配策略(小区间信道分配),固定信道分配：每小区频率固定 动态信道分配：按需分配 固定与动态相结合：借用信道分配,5、多信道共用技术与信道设计（1）小区内多信道共用的概念,独立信道方式：用户在指定信道上工作，信道利用率不充分。多信道共用：任何一个小区内的移动用户可选取小区内空闲信道，所有信道对用户共用。多信道共用提高

33、了小区内信道利用率。,（2）信道的自动选择方法,多信道技术的主要问题是怎样自动选择信道传统方法（人工选择老式电话机）自动选择方法：四种方式,专用呼叫信道方式,在给定的多个共用信道中，选择一个信道专门作为呼叫信道，以完成建立通信联系的信道分配，而其余信道作为话务信道。适合：大系统、多信道、蜂窝移动通信系统采用此方式，一个小区内有几十个信道、一次呼叫在几百毫秒。,循环定位方式,基站在空闲信道中可选择一个空闲信道，作为临时的呼叫信道，在此信道上基站发出呼叫信号在给定的多个共用信道中，没有专门指定的话务信道和呼叫信道，具体哪一个信道临时作为呼叫信道使用由基站控制，每个信道都有机会临时担当呼叫信道。优点

34、：信道利用率高，全部信道可通话，适用于中小容量的系统缺点：处理时间长，有呼叫冲突现象。,循环不定位方式,基于循环定位方式，企图解决冲突现象。基站在所有空闲信道上都发出空闲信号，通信双方随机地占据就近的空闲信道。用户须进行信道扫描，基站下行需发长信号。移动用户不定位呼叫基站，基站发长信号定位移动台建立通信。只适合信道很少的系统，解决了冲突，但接续时间长，系统的全信道都工作，互调干扰严重。,循环分散定位方式,上种方法的改进，基站下行时，在所有信道上发呼叫信号，等待应答 解决接续时间长，但接续控制复杂，多信道工作。,（3）系统信道数的设计,在移动通信怎样设计信道的数量，满足通信的服务质量，满足用户的

35、需求，是设计中的一个重要问题。服务等级GOS，用呼损率B表示。,（3）系统信道数的设计,用户越满意，但B太小.如B=0，则需很多信道来满足B的要求，或意味着允许的用户数少，公网中一般取B=0.05在一个系统中，满足一定用户数U，选择合理的N个信道，达到B要求的服务质量是信道设计的要点。,（3）系统信道数的设计,在多信道共用中，存在两种中继方式：不对呼叫请求进行排队 阻塞呼叫清除，如果有空闲信道则立即进入，如果已没有空闲信道，则呼叫阻塞，拒绝进入。对呼叫请求进行排队,根据排队论可得到在第一种中继方式下服务等级B的公式为：,N：信道数，A提供的总话务量。根据上式可得到：B、A、N的三者关系。上式一

36、般计算成表，方便使用。同时又根据用户数U、每用户的话务量，可得A与用户数的关系，一般在工程设计时，将每用户的话务量考虑为忙时话务量计算。,C：用户每天平均呼叫的次数T：每次呼叫平均占用信道的时间（秒/次）K：集中系数，忙时话务量对全日（24小时）话务量的比，一般选10%15%,信道利用率：,信道利用率表示在单位时间内，信道占用的话务量时间之比(常用%表示)，越大表示每信道越忙，空闲的时间越短，利用率越高。,6、越区切换（1）什么叫越区切换,越区切换：当前正在通信的移动台与基站之间的链路转移到另一个基站的过程。,越区切换的种类,越区切换从技术上可分硬切换和软切换：硬切换：新的连接建立前，先中断旧

37、的连接。例如GSM系统。软切换：指既维持旧的连接，又同时建立新的连接。例如CDMA系统。,越区切换的种类,越区切换从小区的性质上可分：同一交换中心基站之间的越区切换同一BSC之间的切换不同BSC之间的切换不同交换中心之间基站的越区切换，微小区与宏小区之间的切换同基站内不同扇区的切换，不同运营商之间的切换。,切换的研究包括三个方面：,1.越区切换的准则，也就是何时需要进行越区切换2.越区切换如何控制，也就是系统完成切换的实施过程 3.越区切换时的信道分配。,切换策略的目标：,切换次数和中断次数最小 无明显干扰的快速通话转接对新呼叫阻塞的影响最小,主要性能指标包括：,越区切换的失败概率因越区失败而

38、使通信中断的概率 越区切换的速率越区切换引起的中断的时间间隔与时延,（2）越区切换的准则,决定何时需要进行越区切换，通常根据移动台处接收的平均信号强度，或信噪比、信干比、误比特率等参数。,相对信号强度准则：,在任何时间都选择具有最强接收信号的基站，如A处。缺点：在原基站信号强度仍满足要求的情况下，会引发太多不必要的越区切换，特别在衰落信道下。,具有门限规定的相对信号强度准则：,仅允许移动用户在当前基站的信号足够弱（低于某一门限），且新基站的信号强于本基站的信号情况下，才可能进行切换。门限Th2，B点切换。此法选门限为关键，门限低，如Th3，会引越较大的越区时延，此时链路质量差，可能会导致信号中

39、断。,具有滞后余量的相对信号强度准则,仅允许移动用户在新基站的信号强度比原基站信号强很多（即大于滞后余量）的情况下切换。C点，h为滞后余量。,具有滞后余量和门限规定的相对信号强度准则：,将上述二准则结合。上述各准则中信号强度的测量需注意：，由于信号有衰落，需取窗口，对一段信号求平均值，窗口的宽度越大，平均后方差越小，但时延越大，时延越大，掉话可能性越大。,（3）越区切换控制,过程控制主要有三种：移动台控制的越区切换 网络控制的越区切换 移动台辅助的越区切换,移动台控制的越区切换,移动台连续监测当前基站和几个越区时的候选基站的信号强度和质量，当满足某种越区切换准则后，移动台选择具有可用业务信道的

40、最佳候选基站，并发送越区切换请求。DECT等小系统常采用，在大系统中容易引起切换冲突。,网络控制的越区切换,基站监测来自移动台的信号强度和质量，当信号低于某个门限后，网络开始安排向另一个基站的越区切换。缺点：若MS失去联系，将造成信号中断。第一代模拟系统采用此方法切换时间长，可达10S。,移动台辅助的越区切换,网络要求移动台测量其周围基站的信号并把结果报告给旧基站，网络根据测试结果决定何时进行越区切换以及切换到哪一个基站。第二代系统GSM，CDMA都采用此方法。特点：时间快，切换过程1s2s，信号中断1s。,(4)越区切换时的信道分配,越区切换时的信道分配涉及切换优先问题。系统处理切换请求时常采用越区切换请求优先于初始呼叫请求。,优先切换的方法,A.保留小区中所有信道中的一小部份，专门服务切换请求。缺点：信道利用率降低B.对切换请求进行排队。,微小区高速移动切换的问题,在微小区，高速移动用户仅有很少时间就需切换，对系统压力太大，一种宏小区与微小区相结合的伞状小区结构，切换时采用宏小区信道可解决上述问题。,