【正文】 ? VLR包含所有當前在服務 MSC中的移動用戶的有關數(shù)據(jù)。 它由交換機及支持呼叫建立所需的幾個數(shù)據(jù)庫組成 。 22 ? 發(fā)送編碼器和速率適配器單元（ TRAU） ? TRAU網(wǎng)絡單元負責對 16kb/s到 64kb/s的用戶數(shù)據(jù)進行發(fā)送編碼及速率適配 。 ?基站控制器（ BSC） ? BSC的主要任務是實現(xiàn)頻率管理以及 BTS的控制和交換功能 。 各組成部分功能簡介 21 ? 基站收發(fā)信機（ BTS） ? BTS是移動臺到網(wǎng)絡的接口 。 一個 GSM移動臺可以分成兩部分：一部分包括與無線接口有關的硬件和軟件；另一部分包括用戶特有的數(shù)據(jù)：用戶識別模塊（ SIM） 卡 。 GSM900系統(tǒng)的移動臺功率等級有 5級： 20W,8W,5W,2W,。 （ 見圖 48） 18 固定網(wǎng)絡 交換機 交換機 基站 移動臺 圖 48基本網(wǎng)絡結構示意圖 19 ? 實例： GSM 網(wǎng)絡結構 BTS BTS BTS BTS BTS BTS BSC BSC MSC MSC VLR HLR AUC EIR VLR OMC PSTN Um接口 Abis接口 A接口 B接口 D接口 C接口 E接口 F接口 MS T R A U G接口 20 ? 移動臺（ MS） ? 移動臺包括車載臺 、 便攜式移動臺和手機 。 ?可以證明，滿足以上要求的區(qū)群組成應滿足下式 22N i i j j? ? ? 式中， N為區(qū)群內(nèi)小區(qū)數(shù)； i、 j 為正整數(shù)。 圖 44帶狀網(wǎng) （ 有向天線輻射 ） 鐵路、河道 A B A B 13 ：正六邊形 （由不同信道的 N個小區(qū)組成 ） 組成模式：滿足 ：中心激勵、頂點激勵 22 jijiN ???14 N=3, j=1 i=1 N=4, j=2 i=0 N=7, j=2 i=1 … … 區(qū)群的構成與激勵方式 區(qū)群的組成 ? 區(qū)群組成要求： ① 無空隙覆蓋全部服務區(qū)。 通常需根據(jù)用戶密度或業(yè)務量的大小來確定無線小區(qū)半徑 ，目前 ， 宏小區(qū)半徑一般為 1～ 5km左右 。 但是這種體制在移動臺通話過程中 ， 從一個小區(qū)轉入另一個小區(qū)時 ， 移動臺需要經(jīng)常地更換工作頻道 。 采用小區(qū)制最大的優(yōu)點是有效地解決了頻道數(shù)量有限和用戶數(shù)增大之間的矛盾 。 10 圖 43 按小區(qū)半徑的一半進行小區(qū)分裂示意圖 11 采用小區(qū)制不僅提高了頻率的利用率 ， 而且由于基站功率減小 ， 也使相互間的干擾減少了 。 的扇區(qū)或是 6個 60176。 假設系統(tǒng)中所有小區(qū)都按小區(qū)半徑的一半來分裂 ， 如圖 43所示 ， 理論上 ， 系統(tǒng)容量增長接近 4倍 。 小區(qū)分裂是將擁塞的小區(qū)分成更小的小區(qū) ， 每個小區(qū)都有自己的基站并相應的降低天線高度和減小發(fā)射機功率 。 8 圖 42 小區(qū)制 (蜂窩 )移動通信網(wǎng) 9 隨著用戶數(shù)的不斷增加 ， 無線小區(qū)還可以繼續(xù)劃小為微小區(qū) （ Microcell） 和微微小區(qū) （ Picrocell） ， 以不斷適應用戶數(shù)增長的需要 。 比如 ， 可以把圖 41中的服務區(qū)域一分為七 ， 如圖 42所示 。 6 圖 41 大區(qū)制移動通信示意圖 7 小區(qū)制 （ 蜂窩 ） 小區(qū)制就是把整個服務區(qū)域劃分為若干個無線小區(qū)（ Cell） ， 每個小區(qū)分別設置一個基站 ， 負責本區(qū)移動通信的聯(lián)絡和控制 。 大區(qū)制就是在一個服務區(qū)域 (如一個城市 )內(nèi)只有一個或幾個基站 （ Base Station， BS） ， 并由它負責移動通信的聯(lián)絡和控制 ， 如圖 41所示 。 而組網(wǎng)過程中必須要解決移動通信的體制 、 服務區(qū)域的劃分 、 區(qū)群的構成 、 移動網(wǎng)的組成 、 信道的結構 、 接入方式 、 信令 、 路由 、 接續(xù)和多信道共用等一系列問題 ， 才能使網(wǎng)絡正常運行 。1 授課班級 通信技術、無線電 0801 第 7 次 課 授課時間 9月 15日星期三 授課地點 知行樓 105 課題內(nèi)容： 教學目的： 教學方法： 重 點： 難 點： 能力培養(yǎng)： 課堂類型： 教 具： 區(qū)群的構成、移動通信網(wǎng)絡結構 區(qū)群內(nèi)小區(qū)數(shù)的計算、同頻道小區(qū)距離的計算 新授法、演示法 第四章 移動通信網(wǎng)組網(wǎng)技術 讓學生 掌握移動通信的體制、區(qū)群的構成、移動通信網(wǎng)絡的結構 培養(yǎng)學生掌握移動通信的網(wǎng)絡結構及如何構建區(qū)群 講授課、演示課 多媒體設備 2 組織教學 復習提問： 導入新課： 授 新 課： 5分鐘 70分鐘 5分鐘 1. 分集技術：空間分集、時間分集、頻率分集 2. 合并方式：選擇性合并、最大比值合并、等增益合并 3. 干擾：鄰道干擾、同頻干擾、互調(diào)干擾 3 第四章 移動通信網(wǎng)組網(wǎng)技術 區(qū)域覆蓋 區(qū)群的的構建 移動通信的網(wǎng)絡結構 信令 蜂窩移動通信網(wǎng)絡的頻率規(guī)劃 多信道共用技術 移動通信的交換技術 信道自動選擇方式 4 隨著移動通信用戶數(shù)量的不斷增加 ， 業(yè)務范圍的不斷擴大 ， 頻率資源和可用頻道數(shù)之間的矛盾日益突出 。 采用蜂窩組網(wǎng)方式的目的在于解決常規(guī)移動通信系統(tǒng)頻譜匱乏 、容量小 、 服務質(zhì)量差和頻譜利用率低等問題 ， 以實現(xiàn)移動通信系統(tǒng)在大范圍內(nèi)有序的通信 。 5 區(qū)域覆蓋 根據(jù)服務區(qū)域覆蓋方式的不同可將移動通信網(wǎng)劃分為大區(qū)制和小區(qū)制 。 通常為了擴大服務區(qū)域的范圍 ， 基站天線架設得都很高 ， 發(fā)射機輸出功率也較大 (一般在 200 W左右 )， 其覆蓋半徑大約為 30～ 50 km。 同時 ， 又可在移動業(yè)務交換中心（ MSC） 的統(tǒng)一控制下 ， 實現(xiàn)小區(qū)之間移動用戶通信的轉接 ， 以及移動用戶與市話用戶的聯(lián)系 。 每個小區(qū) （ 半徑為 2～ 20 km， 目前小的有 1～ 3 km， 有的城市為 500 m） 各設一個小功率基站 (BS1～ BS7)， 發(fā)射功率一般為 5～ 20W， 以滿足各無線小區(qū)移動通信的需要 。 在實際中 ， 用小區(qū)分裂 （ Cell Splitting） 、 小區(qū)扇形化 （ Sectoring） 和覆蓋區(qū)域逼近（ Coverage Zone Approaches ） 等技術來增大蜂窩系統(tǒng)容量 。 由于小區(qū)分裂提高了信道的復用次數(shù) ， 因而使系統(tǒng)容量有了明顯提高 。 小區(qū)扇形化依靠基站的方向性天線來減少同頻干擾以提高系統(tǒng)容量 ， 通常一個小區(qū)劃分為 3個 120176。 的扇區(qū) 。 此外 ， 無線小區(qū)的范圍還可根據(jù)實際用戶數(shù)的多少靈活確定 ， 具有組網(wǎng)的靈活性 。 所以 ， 公用移動電話網(wǎng)均采用這種體制 。 無線小區(qū)的范圍越小 ， 通話中切換頻道的次數(shù)就越多 ， 這樣對控制交換功能的要求就提高了 ， 再加上基站數(shù)量的增加 ， 建網(wǎng)的成本就提高了 ， 所以無線小區(qū)的范圍也不宜過小 。 12 帶狀網(wǎng)主要用于覆蓋公路 、 鐵路 、 海岸線等 ，其服務區(qū)內(nèi)的用戶的分布呈帶狀分布 ， 如圖 44所示。 ② 相鄰同信道小區(qū)距離相等，則同 頻 道再用距離最大。 由此式得出的各種區(qū)群形狀如圖 45所示： 15 同頻道小區(qū)的距離 同頻道 (信道 )小區(qū)距離 D（ 以 N=19, j＝ 3, i＝ 2 為例來推導 ）圖 46所示 16 中心激勵 頂點激勵 中心激勵與頂點激勵 圖 47 兩種激勵方式示意圖 17 移動通信的網(wǎng)絡結構 基本網(wǎng)絡結構 基站通過網(wǎng)絡結構傳輸鏈路和交換機相連 ， 交換機再與固定的電信網(wǎng)絡相連 ， 形成移動用戶 ——基站 —— 交換機 —— 固定網(wǎng)絡 —— 固定用戶 —— 或移動用戶 —— 基站 —— 交換機 —— 基站 —— 移動用戶等通信鏈路 。 其主要差別是功率大小不同 。 DCS1800系統(tǒng)的移動臺功率等級有 2級 :1W,。 它存儲有用戶識別號 、 位置信息和有關保密數(shù)據(jù) （ 如密鑰 ） 等 。 一個 BTS由無線收發(fā)信機及多塊用于無線電接口的信號處理模塊組成 。 BSC通過 BTS和 MS的遠程命令對無線電接口進行管理 ， 如無線信道安排和釋放 ，切換的安排 。 ?移動業(yè)務交換中心（ MSC） ? MSC的主要功能是協(xié)調(diào)去 GSM或來自 GSM用戶的呼叫 。 23 ? 歸屬位置寄存器（ HLR) ? HLR是用于移動用戶管理的數(shù)據(jù)庫，用于用戶數(shù)據(jù)的存儲、檢索、提供移動用戶漫游號，支持鑒權、位置登記等。 ?鑒權中心（ AUC） ? AUC認證移動用戶的身份及產(chǎn)生相應認證參數(shù)。 ?操作和維護中心（ OMC） ? OMC是網(wǎng)絡操作維護人員對全網(wǎng)進行監(jiān)控和操作的功能實體。 移動通信的空中接口（無線接入部分）的協(xié)議和信令是按照分層的概念來設計的，空中接口包括無線物理層、鏈路層和網(wǎng)絡層。物理層是最底層。