Transcript 第5章蜂窝组网技术
第5章 蜂窝组网技术 第5章 蜂窝组网技术 5.1 移动通信网络的构成 5.2 多址接入技术 5.3 多信道共用技术 5.4 移动通信中的信令 5.5 移动管理技术 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 5.1 5.1.1 移动通信网络的构成 大区制移动通信网 所谓大区制,就是在一个服务区内只有一个或几个基站， 由该基站负责整个移动通信网的联络与控制，如图5-1所示。 为了增大覆盖区半径，基站天线架设得很高，可达几十米 至几百米；发射功率很大，一般为50～200W，实际覆盖半 径为30～50km。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 图5-1 大区制移动通信示意图 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 大区制的优点是网络结构简单、成本低，一般将基站 的收发信设备与市话交换局连接起来，借助于很高的天线， 为一个较大的服务区提供移动通信业务。 一个大区制系统的基站频道数是有限的，容量不大， 不能满足用户数目日益增加的需要，一般用户数只能达到 几十到几百个。大区制覆盖的移动通信方式只适用于中、 小城市等业务量不大的地区或专用移动通信业务。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 移动台发射功率的大小是决定大区制系统覆盖区大小 的重要因素，但移动台功率不可能很大，上行传输距离很 有限。上、下行增益差可达6～12dB或更大，使平坦地区上、 下行传输距离差大于1倍，从而限制了基站（BS）与移动台 （MS）的互通距离，即所谓的上、下行传输不平衡问题。 要解决这一问题，应采取相应的技术措施，主要的措施有 以下几种： （1）设置分集接收台。在业务区内的适当地点设立 分集接收台（Rd），如图5-1所示。位于远端移动台的发送 信号可以由就近的Rd分集接收，放大后由有线或无线链路 传至基站。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 （2）基站采用全向天线发射和定向天线接收，可以获 得8～10dB的接收增益。 （3）基站采用分集接收的天线配置方案。 （4）提高基站接收机的灵敏度。 （5）在大的覆盖区内，用同频转发器扫描盲区，整个 系统都能使用相同的频道，盲区中的移动台也不必转换频 道，工作简单。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 大区制的优点是系统组成简单，投资少，见效快。大 区制的设计和组网代表移动通信的一个发展阶段，容量小、 用户密度低的宏小区，以及大范围覆盖的专用集群移动通 信系统等，都具有大区制移动通信网的技术特点。例如20 世纪40年代美国出现的公用汽车电话系统IMTS，就是一种 大区制系统。另外，目前的区域寻呼系统以及集群移动通 信系统等也大多采用大区制的组网方式。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 5.1.2 蜂窝组网技术 小区制蜂窝移动通信网络的构成 1.蜂窝网的由来 当用户数很多时，话务量相应增大，需要提供很多频 道才能满足通话需要。为了增大服务面积，将一个移动通 信服务区划分成许多小区(Cell)，每个小区设立基站，与用 户移动台之间建立通信，小区的覆盖半径较小，可从几百 米至几十千米。如果基站采用全向天线，覆盖区实际上是 一个圆，但从理论上说，圆形小区邻接会出现多重覆盖或 无覆盖。在进行服务区设计时，能有效覆盖整个平面区域 的实际上是圆的内接规则多边形，这样的规则多边形有正 三角形、正方形、正六边形三种，如图5-2所示。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 对这三种图形进行比较可知，正六边形小区的中心距离最 大，覆盖面积也最大，重叠区面积最小，即对于同样大小 的服务区域，采用正六边形构成小区所需的小区数最少， 因此所需的频率组数也最少，所以用正六边形组网是最经 济的方式。应该说明，这种规则的小区图形仅仅具有理论 分析和设计意义，实际中的基站天线覆盖区不可能是规则 正六边形。我们把许多正六边形小区作为几何图形覆盖整 个服务区所构成的形状类似蜂窝的移动通信网称为小区制 蜂窝移动通信网或蜂窝网，图5-3给出了一个蜂窝网的全展 开图形。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 图5-2 小区的形状 (a)正三角形；(b)正方形；(c)正六边形 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 图5-3 蜂窝小区覆盖 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 2.区群的结构 在频分信道的蜂窝系统中，每个小区占有一定的频道，而 且各个小区占用的频道是不相同的。假设每个小区分配一组载 波频率，为避免相邻小区间产生干扰，各小区的载波频率不应 相同。但因为频率资源有限，当小区覆盖不断扩大而且小区数 目不断增加时，将出现频率资源不足的问题。因此，为了提高 频率资源的利用率，用空间划分的方法，在不同的空间进行频 率复用，即将若干个小区组成一个区群或簇(Cluster)，区群内 不同的小区使用不同的频率，另一区群对应的小区可重复使用 相同的频率。不同区群中的相同频率的小区之间将产生同频干 扰，但当两同频小区间距足够大时，同频干扰将不影响正常的 通信质量。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 构成单元无线区群的基本条件是：①区群之间彼此邻 接且无空隙无重叠地覆盖整个面积；②相邻单元中，同频 道小区之间的距离保持相等，且为最大。满足上述条件的 区群形状和区群内的小区数不是任意的。可以证明，区群 内的小区数N应满足下式： N=a2+ab+b2 （5.1） 式中：a和b分别是相邻同频小区之间的二维距离（相隔的 小区数），如图5-3所示。a和b为不能同时取0的正整数。由 式（5.1)的计算可得到N为不同值时的正六边形蜂窝的区群 结构,如图5-4所示。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 图5-4 正六边形区群的构成 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 确定相邻区群同频小区的方法是：自某一小区A出发， 先沿边的垂线方向跨越a个小区，再按逆时针方向转60°， 然后再跨越b个小区，这样就可找出同频小区A′。在正六边 形的六个方向上，可以找到6个相邻的同频小区，如图5-3所 示。区群间同频复用距离可由下式计算： d g 3N r0 （5.2） 式中:dg为同频复用小区之间的几何中心距离;N为区群内的 小区数;r0为小区的辐射半径。可见，群内小区数N越大，同 频道小区距离就越远，抗同频干扰的性能也就越好。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 3.同频干扰保护与同频复用距离 移动环境中对同频小区中心距离dg有何要求呢？下面我 们从同频干扰概念出发进行分析。我们对区群内对应的无 线小区使用相同的频率，这势必会造成干扰信号与有用信 号以相同的频率进入到接收机的通频带，造成同频干扰， 而且这种干扰是无法消除的。在移动通信组网过程中，防 止同频道干扰的基本措施是通过基站站址的布局，使同频 复用的小区之间保持足够的距离以及进行合理的设计和频 道配置，以满足同频道干扰保护比指标。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 1）射频防护比 为保证接收质量，接收机输入端的有用信号电平与同 频道干扰电平之比（S/I）必须大于某一个数值，这个数值 就称为射频防卫比（即同频干扰保护比）。它与调制制度、 可通率等因素有关。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 对于模拟蜂窝移动通信网，射频防护比指标规定如下：静态 条件下（不考虑快衰落和慢衰落及其他各种干扰的影响），要达 到三级语音质量，并且可通率为90％时，射频防护比应大于或等 于8dB；要达到四级语音质量，射频防护比应大于或等于12dB。 在动态条件下，则应在此基础上加上衰落和干扰余量。一般来说， 对于三级语音质量，干扰保护比应取25dB左右；而对于四级语音 质量，应取30dB左右。 对于数字蜂窝移动通信网，数字网情况下，因为采用先进的 语音编码技术以及调制技术等，与模拟系统相比，在语音质量和 可通率要求相同的情况下，所需的载干比可以降低，例如，对于 GSM系统，在采用跳频时，干扰保护比取9dB，无跳频情况下取 11dB就可以满足语音质量要求了。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 2）同信道再用距离的计算 影响同频复用距离的因素有调制制度、电波传播特性、小 区半径、工作方式、可通率等。 图5-5给出了计算同频道复用距离的示意图。假设基站A 和B使用相同的频道，移动台M正在接收基站A发射的信号， 由于基站天线高度大于移动台天线高度，因此当移动台M处于 小区边缘时，容易受到基站B发射的同频信号的干扰。假若输 入到移动台接收机的有用信号与同频道干扰信号之比等于射频 防护比，则A、B两基站之间的距离就是同频道复用距离D。 图中，DS为有用信号的传播距离，即小区半径r0，DI为干扰源 到被干扰移动台的距离。下面具体分析同频道复用距离D与小 区半径r0的关系。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 在第2章我们已经得到平面大地上电波传播损耗的计算 公式。设干扰信号与有用信号的传播损耗中值分别用LI和LS 表示，则由式（2.10 LI 120 40 lg DI 20 lg ht hr LS 120 40 lg DS 20 lg ht hr DI LI LS 40 lg (dB) DS （5.3） （5.4） 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 设基站A和B的发射功率均为PT，则移动台M接收机的 输入信号功率和同频干扰功率分别为 所以有 S PT LS I PT LI （5.5） S / I S I LI LS （5.6） 将式（5.6）代入式（5.4）,可以得到 DI 10 DS S / I 40 （5.7） 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 模拟网情况下，使用调频方式，若取射频防卫比 S / I 为 25dB， 25 DI 则 10 40 4 2 ，所以， D DI DS 5 2r0 。实际上干扰 DS 源不止一个，若有 M 个，则要求值提高 M 倍。数字网情况下，取 S / I 为 10～12dB，从而 DI 10 40 1.8 ，所以 D 2 8r0 。 DS 10 组网设计时，要求同频道再用距离 d g 3N r0 ≥ D 。由此 可知，相同条件下，模拟网中区群内的小区数 N 要比数字网中区群 内的小区数大。因此，对于同样的频谱资源，数字网比模拟网的频 率利用率要高，这就是数字移动通信网比模拟移动通信网容量大的 原因。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 4.激励方式 中心激励：基站设在小区的中央，由全方向性天线形 成圆形覆盖区，这就是所谓的中心激励方式，如图5-6（a） 所示。 图5-6 两种激励方式 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 将基站设计在每个小区六边形的三个顶点上，每个基 站采用三副120°扇形覆盖的定向天线，分别覆盖三个相邻 小区的各三分之一区域，每个小区由三副120°扇形天线共 同覆盖，这就是所谓的顶点激励方式，如图5-6（b）所示。 采用120°定向天线后，所接收到的同频干扰功率仅为采用 全向天线系统的1／3，因而可减少系统的同频干扰。另外， 在不同地点采用多副定向天线可消除小区内障碍物的阴影 区。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 5.扇区划分技术 为了扩大系统容量，FDMA系统和CDMA系统都使用 了扇区划分技术，其区别在于FDMA的每个扇区使用不同 的载频，CDMA 蜂窝系统中的同频干扰可以通过使用定向天线代替基 站中单独的一根全向天线来减小，其中每个定向天线辐射 某一特定的扇区。由于使用了定向天线，小区将只接收同 频小区中一部分小区的干扰。这种使用定向天线来减小同 频干扰，从而提高系统容量的技术叫做裂向。同频干扰减 小的因素决定于使用扇区的数目。通常将一个FDMA小区 划分为3个120°的扇区或是6个60°的扇区，如图5-7(a)和(b) 所示。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 图5-7 FDMA小区扇区划分 （a）120°裂向；（b）60°裂向 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 FDMA采用裂向技术以后，在某个小区中使用的信道就 分为分散的组，每组只在某个扇区中使用，如图5-7(a)和(b) 所示。例如，假设有一个N=7小区复用情形，对于120°扇区， 第一层(包围该小区的小区群)干扰源数目由6下降到2,这是因 为1个扇区只能接收到2个小区相应信道组的干扰。 FDMA系统采用裂向方法会造成中继效率下降，话务量 有所损失，所以一些运营商不用裂向方法。特别是在密集的 市区，这些地方的定向天线模式在控制无线传播时往往失效。 由于裂向中每个基站使用不止一根天线，小区中的可用信道 必须进行划分并且对特定天线实行专用，这样就把可用的中 继信道分为多个部分，从而降低了中继效率。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 CDMA系统利用定向天线将小区分成几个扇区(典型的 是120°扇形天线)，每个扇区的基站仅接收来自确定方向的 用户信号(约为1/3)，因为干扰也是1/3，理论上将系统容量 提高了3倍，由于相邻天线覆盖区有重叠，实际为2.55倍。 扇区的划分是与系统业务量相匹配的，业务量较高的地区 扇区划分得密集一些，这样可进一步提高系统效率。但是， 扇区数增加了，容量增加了，同时也增加了软切换的次数。 因此，扇区的划分应根据实际话务情况决定。 扇区的划分技术和智能天线技术是有区别的，扇区的 划分采用确定覆盖角度的定向天线对准该覆盖角度服务区 的所有用户，而智能天线技术是在某定向天线的覆盖范围 内用天线赋形的波束对准跟踪该覆盖范围的每一个用户。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 6.小区分裂技术 在整个服务区中每个区的大小可以是相同的，分配给 各小区的频道数目也相同，但这只能适应用户密度均匀的 情况。然而，事实上服务区内的用户密度是不均匀的，例 如闹市区的用户密度大，话务量急增；郊区的用户密度较 小，话务量也较小。随着城市建设的不断发展，原来的用 户低密度区可能已变成高密度区。为了适应这种情况，在 高用户密度的地区，应将小区面积划分得小一些，或将小 区中基站全向覆盖改为定向覆盖，使每个小区所分配的频 道数增多，满足话务量增大的需要，这种技术称为小区分 裂。小区一般分为巨型区、宏小区、微小区、微微小区几 类，具体指标见表5-1，各分类之间的关系如图5-8所示。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 表5-1 蜂窝类 型 小区分裂 巨 型区 宏小 区(Macro Ce ll) 微小区( Micro Cell) 微微小区(Pico Cell) 100 ～500 ≤35 ≤1 ≤0.05 终端移动速度(km/h) 1 500 ≤ 500 ≤100 ≤10 运行环境 所有 乡村郊区 市区 室内 低 低到中 中 到高 高 卫星 蜂窝 蜂窝/无绳 蜂窝 /无绳 蜂窝半径(km) 业务量密度 适用系统 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 图5-8 小区分类图 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 采用蜂窝小区分裂的方法，在有限的频率资源中通过 缩小同频复用距离使单位面积的频道数增多，系统容量增 大。具体实施方法有两种：一是在原基站基础上采用方向 性天线将小区扇形化，如图5-9(a)、(b)和(c)所示。一个全向 天线的小区可以分裂成3个120°扇形小区、6个60°扇形小 区、一个“三叶草”形无线区。二是将小区半径缩小并增 加新基站，如图5-9(d) 所示，方法是将原来较大的小区分 裂成4个较小的小区，采用这种方法应将原基站天线高度适 当降低，发射功率减少，努力避免小区间的同频干扰。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 图5-9 蜂窝小区的分裂方案 （a）1∶3;（b）1∶6;（c）三叶草； （d）增加新基站的分裂 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 5.1.4 蜂窝组网技术 基本网络结构 移动通信的基本网络结构如图5-13所示。基站通过传输 链路与移动交换机相连，交换机再与固定电信网络或其他 通信网相连，所以移动通信有以下两种通信链路：(1)移动 用户←→基站←→交换机←→其他网络←→其他用户;(2)移 动用户←→基站←→交换机←→基站←→移动用户。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 图5-13 基本网络结构 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 基站与交换机之间、交换机与网络之间可采用有线链 路（如光纤、同轴电缆、双绞线等），也可采用无线链路 （如微波链路）。这些链路上传输的数字信号形式通常为 PCM 数字多路复用信号。 通常每个基站要同时支持50路语音呼叫，每个交换机 可以支持近100个基站，交换机到固定网络之间需要5000个 话路的传输容量。 移动通信网中使用的交换机通常称为移动交换中心 MSC）。它与常规交换机的不同之处在于：MSC除了 要完成常规交换机的所有功能外，还要负责移动性管理和 无线资源管理（包括越区切换、漫游、用户位置登记管理 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 在蜂窝移动通信网中，为便于网络组织，将一个移动 MSC区，每个MSC区又分为若干个位置区，每个位置区由 若干个基站小区组成。一个移动通信网由多少个服务区或 多少个MSC区组成，取决于移动通信网所覆盖地域的用户 密度和地形地貌等。多个服务区的网络结构如图5-14所示。 每个MSC（包括移动电话端局和移动汇接局）要与本地的 市话汇接局、本地长途电话交换中心相连。MSC 之间需 互连互通才能构成一个功能完善的网络。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 图5-14 多个服务区的网络结构 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 5.2 多址接入技术 蜂窝系统是以信道来区分对象的，一个信道只能容纳 一个用户进行通话，许多同时通话的用户互相以信道来区 分，这就是多址。移动通信是一个多信道同时工作的系统， 具有广播和大面积覆盖的特点。在电波覆盖区内，如何建 立用户之间的无线信道的连接是多址接入方式的问题。解 决多址接入问题的方法即为多址接入技术。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 5.2.1 频分多址(FDMA) 频分多址是将给定的频谱资源划分为若干个等间隔 的频道（或称信道）供不同的用户使用，如图 5-15 所示。 移动台 MS1、MS2、…、MSk 分别分配有发射频道 f 1 、 f 2 、…、 f k 和接收频道 f1 、 f 2 、…、 f k 。我们将基站 向移动台方向的信道称为前向信道，而将移动台向基站方 向的信道称为反向信道。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 图5-15 频分多址示意图 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 在单纯的FDMA系统中，通常采用频分双工（FDD） 的方式来实现双工通信，即接收频率和发送频率是不同的， 收发要有一定的间隔（保护频带），此间隔必须大于一定 的数值，例如，在800MHz和900MHz频段，收发频率间隔 通常为45MHz。此外，在用户频道之间设有保护频隙Fg， 以避免系统频率漂移造成频道间重叠。FDMA频道划分方 法如图5-16所示。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 图5-16 FDMA的频道划分方法 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 频分多址是以频率来区分信道的，多个频道在频率轴 上严格分开，但在时间和空间上是重叠的，此时，“信道” 一词的含义即为“频道”。模拟信号和数字信号都可采用 频分多址方式传输。该方式有如下特点： （1）单路单载频。每个频道只传送一路业务信息，载 频间隔必须满足业务信息传输带宽的要求。 （2 FDMA 信道，它们利用此频道通信直到结束。 （3）是频道受限和干扰受限的系统。主要干扰有邻道 干扰、互调干扰和同频干扰。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 （4）需要周密的频率计划，频率分配工作复杂。 （5）基站有多部不同频率的收发信机同时工作，基站 的硬件配置取决于频率计划和频道配置。 （6）频率利用率低，系统容量小。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 FDMA系统通常采用FDD 工作方式，由于所有移动 台均使用相同的接收和发送频段，因而移动台到移动台之 间不能直接通信，而必须经过基站中转。移动通信的频率 资源十分紧缺，不可能为每一个移动台预留一个信道，只 可能为每个基站配置好一组信道，供该基站所覆盖的区域 （称为小区）内的所有移动台共用，即多信道共用问题。 关于多信道共用的问题我们将稍后讨论。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 5.2.2 蜂窝组网技术 时分多址(TDMA) 1.时分多址的原理 时分多址是以时隙(时间间隔)来区分信道的。在无线信道上， 把时间分割成周期性的帧，每一帧再分割成若干个时隙（无论帧 或时隙都是互不重叠的），然后根据一定的时隙分配原则，使各 个移动台在每帧内只能按指定的时隙向基站发送信号，在满足定 时和同步的条件下，基站可以分别在各时隙中接收到各移动台的 信号而不混扰。同时基站发向多个移动台的信号都按顺序安排在 预定的时隙中传输，各移动台只要在指定的时隙内接收就能在合 路的信号中把发给它的信号区分出来。图5-17 TDMA 通信 系统的工作示意图，图中只画出了移动台到基站传输时信号占用 时隙的情况。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 图5-17 TDMA通信系统的工作示意图 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 时分多址方式中，时间轴上按时隙严格分割，时隙间 设有保护时间，但在频率轴上是重叠的，此时，“信道” 一词的含义为“时隙”。时分多址只能传送数字信息，语 音必须先进行模/数变换，再送到调制器对载波进行调制， 然后以突发信号的形式发送出去。不同的系统复用路数可 FDMA通信系统相比，TDMA通信系统主要 （1）以每一时隙为一个话路的数字信号传输。N个时 分信道共用一个载波，占据相同的带宽，只需一部收发信 机。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 （2）各移动台发送的是周期性信号，而基站发送的是 时分复用(TDM)信号，发射信号的速率随时隙数的增大而 提高。 （3）抗干扰能力强，频率利用率高，系统容量大。 （4）因为移动台只在指定的时隙中接收基站发给它的 信息，因而在一帧的其他时隙中，可以测量其他基站发送 的信号强度，或检测网络系统发送的广播信息和控制信息， 这对于加强通信网络的控制功能和保证移动台的越区切换 都是有利的。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 （5）TDMA系统不存在频率分配问题，对时隙的动态 管理和动态分配通常要比对频率的管理和分配简单而经济。 如果采用语音检测技术，实现有语音时分配时隙，无语音 时不分配时隙，还有利于提高系统容量。 （6）TDMA系统必须有精确的定时和同步功能，保证 各移动台发送的信号不会在基站发生重叠或混淆，并且能 准确地在指定的时隙中接收基站发给它的信号。同步技术 TDMA系统正常工作的重要保证，往往也是比较复杂 的技术难题。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 2.时分多址通信系统的帧和时隙 TDMA 蜂窝式通信网络所用的时帧长度一般在几毫秒到 几十毫秒的范围内。时帧结构和通信系统的双工方式有关。 采用频分双工（FDD）时，基站（或移动台）的收发设备 要在两个不同的频率上工作，而且这两个频率之间要有足 够的保护间隔。通常基站在高频率发射，在低频率接收， 而移动台在低频率发射，在高频率接收。对于这样的双工 方式，其帧结构如图5-18所示。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 图5-18 频分双工的帧结构示意图 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 采用时分双工（TDD 发设备均在同一频率上工作，因而同一部电台的发射机和 接收机只有用轮流工作的办法，才能实现双工通信。比如， 把帧中的时隙分成两部分，前一部分由基站向移动台发送 （移动台接收），后一部分由移动台向基站发送（基站接 收），如此交替地转换，即可实现双工通信。按这种办法 构成的帧结构如图5-19所示。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 图5-19 时分双工结构示意图 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 不同系统所采用的时隙结构存在很大的差异，即使同 一个系统中，不同传输方向（正向与反向）上的时隙结构 也可能不尽相同。实际上，不可能规定一种通用的时隙格 式来适应各种系统的需要。 有的系统因为设置了专用控制信道，其传输业务信息 的时隙与传输控制信息的时隙可以分别考虑。有的系统因 为没有设置专用控制信道，其时隙除传输业务信息外，通 常还要插入相应的控制信息。即使在设置专用控制信道的 系统中，为了对移动台进行实时可靠的控制，也会在业务 信道中插入一定的控制信息。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 有些系统在每一时隙内均插入一定数量的同步信息， 供比特同步用。也有的系统在每一时隙前面设置一个同步 码（时隙头），供时隙同步用。 在各种通信系统中，时隙内均包含各自的标志符号。 这些标志符号可以不止一种，可以有不同的用途，也常常 采用不同的名称。有的是为了区分基站的身份；有的是为 了标明该时隙在帧中的位置，防止接收机同步时，错误地 锁定到别的时隙上；有的只是区分业务信息的类型等。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 在移动通信中，信号的传播存在着随机时延。由于移 动台的位置在通信网内是随机分布的，也是经常变化的， 因此移动台和基站之间的距离是一个随机变量。通信距离 的不同，使得信号的传播时延也不同。因而，即使移动台 与基站的时钟都非常精确，信号到达对方接收机时，也不 可能完全准确地落入对方的时隙。为了防止不同时隙的信 号因为时延差不同而在相邻时隙发生交叠，通常在时隙末 尾（或开头）设置一定的保护时间。此保护时间对移动台 向基站传输信息的时隙来说是不可缺少的。保护时间的大 小可以根据最大通信距离估算出来。在保护时间内不发送 信息。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 在移动信道进行数据传输时，如果信息的传输速率高 到一定程度，则因为多径传播引起的码间干扰会使系统的 误比特率增大。在这种情况下，接收机通常要采用自适应 均衡技术，以减少这种码间干扰的影响。所以，有些通信 系统常常在各个时隙中包含自适应均衡所需要的训练序列。 图5-20是一种时隙结构的示意图，该图只说明了时隙结 构的基本形式，并没有考虑不同系统在不同使用场合下的 特殊要求。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 图5-20 TDMA系统的时隙结构示意图 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 3.时分多址通信系统的同步和定时 TDMA 移动通信系统正常工作的前题。因 为通信双方只允许在规定的时隙中发送信号和接收信号，所以必 须在严格的帧同步、时隙同步和比特（位）同步的条件下进行工 作，如果通信设备采用相干检测，则接收机还必须获得载波同步。 （1）位同步是接收机正确解调的基础。在移动通信系统中， 用于传输位同步信息的方法有两种：一种是用专门的信道传输； 另一种是插入业务信道中传输，比如在每一个时隙的前面发送一 段“0”、“1”交替的信号作为位同步信息。此外，在有些通信系 统中，位同步信息是从其数字信号中提取的，用这种办法可以不 再发送专门的位同步信息，但考虑到TDMA通信系统是按时隙以 猝发方式传输信号的，为了迅速、准确而可靠地获得位同步信息， 不宜采用这种方法。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 由于信号在移动环境中传输时，经常受到干扰、噪声 和多径衰落的损伤，因而，接收机在提取同步信息时，必 须采取措施以减少由于干扰、噪声、衰落或误码引起的相 位抖动，同时还要通过保护电路进行保护，防止因为偶然 的原因使接收机失步，引起通信中断。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 （2）帧同步和时隙同步所采用的方法一样，如果需要， 可以在每帧和每时隙的前面分别设置一个同步码作为同步 信息。同步码的选择是在帧长度确定之后，根据信道条件 和对同步的要求而确定的。对帧同步和时隙同步的要求是 建立时间短、错误捕获概率小、同步保持时间长和失步概 率小。 从提高传输效率出发，希望同步码短一些，而从同步 的可靠性和抗干扰能力方面考虑，又希望同步码长一些。 对同步码的码型选择，应使之具有良好的相关特性，不易 与信息流中的随机比特混淆而出现假同步。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 （3）系统定时（或称网同步）是TDMA移动通信系统中的 关键问题。只有全网中有统一的时间基准，才能保证整个系统有 条不紊地进行信息的传输、处理和交换，协调一致地对全网设备 进行管理、控制和操作。就同步而言，可以保证各基站和移动台 迅速地进入同步状态，也不会因为定时误差随时间积累而引起失 步。 系统定时可以采用不同方法。在移动通信系统中常用的是主 从同步法，即系统所有设备的时钟均直接或间接地从属于某一个 主时钟的信息。主时钟通常有很高的精度，其信息以广播的方式 送给全网的许多设备，或者以分层的方式逐层送给全网的许多设 备。各设备从收到的时钟信号中提取定时信息，或者说锁定到主 时钟上。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 在移动通信系统中也用到独立时钟同步法，其办法是 在网中各设备内均设置高精度的时钟，在通信开始或进行 过程中，只要根据某一标准时钟进行一次时差校正后，在 很长的时间内，时钟便不发生明显的漂移，从而得到准确 的定时，这种办法通常要求各设备采用稳定度很高的石英 振荡器来产生定时信号，这对于移动台尤其是小型手持机 而言，无论从价格方面还是从体积重量方面考虑都不一定 合适，但在通信网络中的基站和其他大型设施中采用这种 办法还是可以的。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 图5-22 蜂窝组网技术 FDMA、TDMA、CDMA划分形式比较示意图 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 图5-23 WCDMA和TD-CDMA (a)WCDMA系统多址接入方式；(b)TD-SCDMA 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 5.2.4 蜂窝组网技术 FDMA、TDMA与CDMA系统容量的比较 1.蜂窝系统容量 通信系统的通信容量可以用不同的表征方法进行度量。对于 点对点的通信系统而言，系统的通信容量可以用信道效率，即对 给定的可用频率中所能提供的最大信道数目进行度量。一般来说， 在有限的频段中，信道数目越多，系统的通信容量也越大。但对 于蜂窝网而言，由于信道在小区中的分配，涉及频率再用和由此 产生的同频干扰问题，因而系统的通信容量用每个小区的可用信 道数进行度量比较适宜，具体可用以下方式来度量： （1）每小区可用信道数（ch/cell），它表征每小区允许同时 工作的用户数。 （2）每小区每兆赫兹可用信道数（ch/cell/MHz），它表征每小区 单位带宽允许同时工作的用户数。 （3）每小区爱尔兰数（Erl./cell），它表征每小区允许的话务量。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 2.FDMA和TDMA蜂窝系统容量计算 对于模拟FDMA系统和数字TDMA系统来说，系统容 量的计算比较简单。 FDMA和数字TDMA蜂窝网移动通信系统容量 受到带宽限制。模拟FDMA和数字TDMA蜂窝网移动通信 系统容量m W m （信道/小区） （5.9） BN 式中：W为无线系统总带宽；N为区群小区数（小区频率复 用数）；B为信道带宽，对于TDMA／FDMA系统，因为每 个载波信道又被分为M个时隙（时分信道），所以信道带宽 B为载波间隔Bc/M。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 【例5.1】模拟TACS系统采用FDMA方式，设分配给系 统的总频宽W=1.25MHz,信道带宽B=25kHz,频率复用的小区 数N=7，则系统容量m为 W 1.25 10 3 50 m 7.1 （信道/小区） BN 25 7 7 【例5.2】数字GSM系统采用TDMA/FDMA方式，设分配 给系统的总频宽W=1.25MHz, 载频间隔Bc=200kHz,每载频时 隙数M为8,频率复用的小区数N=4，则系统容量m为 W WM 1.25 10 3 8 10 10 3 m 12.5 BN Bc N 200 4 800 （信道/小区） 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 3.CDMA蜂窝系统容量计算 CDMA系统的容量主要受到多址干扰的限制。暂不考 虑蜂窝移动通信系统的特点，首先考虑一般CDMA通信系 统的通信容量。m个用户共用一个无线频率同时通信，每一 个用户的信号都受到m-1个用户信号的干扰。假定系统的功 率控制是理想的，即到达接收机的所有m个信号强度都一样 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 式中:Rb为信息的速率；Eb为信息的比特能量；N0为干扰的 功率谱密度（单位为Hz的干扰功率）；W为CDMA系统所 占的有效频带宽度；W/Rb为CDMA系统的扩频增益；Eb/N0 为比特能量与干扰密度比，其取值取决于对误码率和语音 质量的要求，并与系统的调制方式和编码方案有关。 由式（5.10）和式（5.11），得到一般CDMA系统容量 m W / Rb m 1 Eb / N 0 （信道/小区） （5.12） 式（5.12）说明：在误码率一定的条件下，所需归一化信干 比（Eb/N0）越小，扩频增益（W/Rb）越大，系统可以同时 容纳的用户（信道）数m越大。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 下面根据CDMA蜂窝网系统的特征，对一般CDMA系统 容量式（5.12）进行修正，最后得到CDMA蜂窝网系统容量公 式。 1）考虑语音激活因子的系统用户数 统计结果表明，人们在通话过程中平均只有35％的时间在 讲话，另外65％的时间处于听对方讲话、语句间停顿或其他等 待状态。在CDMA数字蜂窝移动通信系统中，所有用户共享 一个无线频率，如果采用语音激活技术，使通信中的用户有语 音时发射机才发射信号，没有讲话时，该用户的发射机就停止 发射功率，那么任一用户语音发生停顿时，所有其他通信中的 用户都会因为背景干扰减少而受益。这就是说，语音停顿可以 使背景干扰减少65％，从而系统容量可以提高到原来的 1/0.35=2.86倍。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 如语音的占空比为d（通常，语音占空比d=0.35），则 式（5.12）改写为 W / Rb 1 m 1 Eb / N 0 d （信道/小区） （5.13） 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 2）考虑扇区化因子和语音激活因子的系统用户数 在CDMA蜂窝系统中采用定向天线进行分区能明显提 高系统容量。比如，用120°的定向天线把小区分成3个扇 区，可以将背景干扰减少到原来的1/3，因而系统的容量将 增加到原来的3倍。实际上，由于相邻天线覆盖区之间有重 叠，一般能提高到G=2.55倍左右，G为扇区系数，则式 （5.13）改写为 W / Rb G m 1 Eb / N 0 d （信道/小区） （5.14） 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 假设各小区的基站都同时向多个用户发送功率相等的 信号，由于邻近基站的干扰不能忽略，理论分析表明：在 采用功率控制时，每小区同时通信的用户数将下降到原来 的60 ％，即信道复用效率F=0.6，则式（5.14）改写为 W / Rb GF m 1 （信道/小区） Eb / N 0 d （5.15） 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 例如，CDMA蜂窝系统所占的频率带宽W=1.25MHz， 信息数据速率Rb=9.6kb/s，语音占空比d=0.35，扇区系数 G=2.55，信道复用效率F=0.6，比特能量与干扰密度比 Eb/N0=5.012（7dB），则可计算得到CDMA蜂窝系统容量 m=118（ch/cell）(每小区信道数)。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 4.CDMA、FDMA、TDMA蜂窝系统容量比较 关于CDMA蜂窝通信系统容量的计算和与FDMA、 TDMA蜂窝系统容量的比较，在不同的条件下得出的结果 是不同的，现以CDMA2000为例，给出比较方法和参考结 果。由于CDMA2000考虑了其他系统的干扰，在 CDMA2000每载波带宽的两边各留了0.2625MHz的保护频 带，因此实际占用的频带宽度是1.775MHz。现在用系统总 带宽W=1.775MHz为基准来计算单位频带（1MHz）的系统 容量，对CDMA、FDMA、TDMA蜂窝系统的容量进行比 较。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 1）模拟FDMA系统（TACS TACS系统有效带宽W=1.775MHz，系统占用带宽 Wc=1.775MHz，信道带宽B=25kHz，每区群小区数N=7， 由式（5.9）可知FDMA蜂窝系统单位频带的容量m/Wc W 1.775 10 3 m / Wc 7.5 （ch/cell/MHz） NBWc 7 25 1.775 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 2）数字TDMA系统（GSM GSM系统有效带宽W=1.775MHz，系统占用带宽 Wc=1.775MHz，载波间隔Bc=200kHz，每载频时隙数M=8， 信道带宽B=25kHz，每区群小区数N=3，由式（5.9）可知 TDMA蜂窝系统单位频带的容量m/Wc为 WM 1.775 103 8 m / Wc 13.3 3 NBcWc 3 200 10 1.775 （ch/cell/MHz） 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 3）数字CDMA系统（CDMA2000 CDMA系统有效带宽W=1.25MHz，加保护带后系统占 用带宽Wc=1.775MHz，语音编码速率Rb=9.6kb/s，语音占 空比d=0.35，扇区系数G=2.55，信道复用效率F=0.6，比特 能量与干扰密度比Eb/N0=5.012（7dB），由式（5.15）可得 CDMA蜂窝系统单位带宽的容量m/Wc m W / Rb GF 1 Wc Eb / N 0 dWc 1.25 103 / 9.6 2.55 0.6 1 66.44 5.012 0.35 1.775 （ch/cell/MHz) 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 比较以上3种体制的系统容量，对3个扇区，系统占用 带宽W=1.775MHz，有mCDMA=11.66mFDMA=4.99mTDMA，即 CDMA的系统容量大约是TDMA系统的5倍，是FDMA系 统的12倍。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 5.5 5.5.1 移动管理技术 位置登记与漫游 位置登记是指移动台向控制中心发送报文时，表明它 本身工作时所处的位置信息，并被移动网登记存储的过程。 在构造复杂的小区制移动通信服务区内，一般将一个MSC 的控制区作为一个位置区或划分成若干个位置区。移动台 将所处位置的位置信息进行位置登记，可以提高寻呼一个 移动台的效率，移动台的位置登记信息被存储于MSC内。 不同的蜂窝移动通信系统可以使用不同的位置登记方式。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 在数字移动通信系统中，位置管理主要由两个位置管 理数据库来完成，即归属位置寄存器（HLR）和拜访位置 寄存器（VLR）。通常一个PLMN网络由一个HLR和VLR 组成。HLR的作用是存储在其网络内注册的所有用户的信 息，数据库中包含两类信息，即用户信息与用户当前的位 置信息。VLR的作用是管理该网络中若干个位置区（一个 位置区由一定数量的蜂窝小区组成）内的移动用户，为移 动交换中心（MSC）处理呼叫提供移动用户的位置数据信 息。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 对于每一个MS，存储在HLR中的主要信息如下： (1)国际移动台标识(IMSI)； (2)国际移动台号(MSISDN)； (3)移动台漫游号(MSRN)； (4)VLR地址(如果收到的话)； (5)移动台状态数据； (6)其他需要的用户数据。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 对于每一个正在访问的MS，存储在VLR中的主要信息 如下： (1)国际移动台标识(IMSI)； (2)国际移动台号(MSISDN)； (3)移动台漫游号(MSRN)； (4)临时移动台标识(TMSI)； (5)位置区识别； (6)其他需要的数据。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 事实上，HLR和VLR主要是为实现漫游功能而增设的 部件，也是数字移动网中所特有的，它们在位置登记中起 数据库的作用。 漫游通信就是指在蜂窝移动通信系统中，移动用户持 在自己的归属区登记注册过的移动终端到被访区经过位置 登记入网使用的通信服务功能。漫游可使一个在蜂窝系统 中注册的移动用户在大范围内跨区行驶，并随意与此系统 中的固定网用户或另一个移动用户通话。漫游通信主要包 括三个过程：位置登记、转移呼叫和呼叫传递。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 位置登记的步骤是在移动台的实时位置信息已知的情况下， 更新位置数据库（HLR和VLR）和认证移动台。位置更新解决 的问题是移动台如何发现位置变化以及何时报告它的当前位置。 呼叫传递的步骤是在有呼叫给移动台的情况下，根据HLR和 VLR中可用的位置信息来定位并寻呼移动台。寻呼解决的问题是 如何有效地确定移动台当前处于哪一个小区。下面简单介绍位置 登记的实现过程。 位置登记是指PLMN不断跟踪移动台在系统中的位置，位置 信息存储在HLR和VLR中。也就是说，当用户作为漫游用户时， 首先必须在被访区移动业务交换中心(VMSC)进行位置登记，然 后经No.7信令网向HLR发回一个位置信息信号，以更正这个用户 的必要数据。具体过程如图5-30所示。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 图5-30 位置登记实现过程示意图 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 位置管理涉及到网络处理能力和网络通信能力。网络 处理能力涉及到数据库的大小、查询的频度和响应速度等； 网络通信能力涉及到传输位置更新和查询信息所增加的业 务量及时延等。位置管理所追求的目标是以尽可能小的处 理能力和附加的业务量，最快地确定用户的位置，以求容 纳尽可能多的用户。 不同的系统（如GSM系统、CDMA系统等）其位置管 理的详细过程是不同的。我们将在相关章节中讨论。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 5.5.2 蜂窝组网技术 越区信道切换 任何一种蜂窝网都采用小区制方式，小区中常常分为若干个 扇区，因此移动台从一个扇区到另一个扇区，或从一个小区到另 一个小区，甚至从一个业务区到另一个业务区，都需要进行越区 切换。越区（过区）切换（Handoff或Handover）是指将当前正 在进行的移动台与基站之间的通信链路从当前基站转移到另一个 基站的过程，或者说，当正在通话的移动台从一个小区（扇区） 驶入相邻的小区（扇区）时，MSC控制使一个信道上的通话切换 到另一个信道上的过程。越区切换可以基于接收的信号强度或信 干比(SIR)，或基于网络资源管理的需要。切换过程可能涉及移 动台的注册和鉴权，该过程也称为自动链路转移(Automatic LinkTransfer，ALT)。越区切换的目的是维持通话的连续性。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 移动用户由其归属交换局辖区进入另一交换局辖区的 小区时的切换称为漫游切换，并称所进入的新交换局为被 访交换局。实现漫游切换后的通信即为漫游通信。这时， 移动用户的归属交换局与被访交换局之间需要完成移动用 户文档的存取和有关信息的交换，并建立通信链路。实现 漫游的条件是：覆盖频率段一样，无线接口标准相同，并 且已完成漫游网的联网。将来出现多频多模手机后，也可 以在不同频段、不同接口标准的系统中漫游。 通常，越区切换分为两大类：一类是硬切换，另一类 是软切换。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 软切换是在越区过程中，当移动台的通信准备连到相邻的 新基站或扇区目标的无线端口时，移动台既维持旧的连接，同 质量，移动台与新的无线端口建立了可靠连接之后，再中断旧 硬切换是在越区过程中，当移动台的通信准备连到相邻的 另一个基站或扇区目标的无线端口时，先中断旧的连接，然后 再进行新的连接，新的连接将具有不同的频率分配或不同的空 中接口特性，硬切换在空中接口过程中是先断后通，硬切换过 程中，移动台只能同一个无线端口通信。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 CDMA系统的越区切换与FDMA或TDMA系统的越区 切换是不同的。FDMA或TDMA系统的越区切换采用硬切 换，而CDMA系统在同载波小区的越区切换采用软切换， 不同载波小区的越区切换采用硬切换。 TD-SCDMA系统采用介于软切换和硬切换之间的新切 换方法——接力切换。接力切换将在后续相关章节介绍。 越区切换通常包括以下三个方面的问题。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 1.越区切换的准则 在决定何时需要进行越区切换时，通常是根据移动台 处接收的平均信号强度来确定，也可以根据移动台处的信 号干扰比(SIR)、误比特率等参数来确定。 假定移动台从基站1向基站2运动，其信号强度的变化 如图5-31所示。判定何时需要越区切换的准则如下： （1）相对信号强度准则（准则1）。在任何时间都选 择具有最强接收信号的基站，如图5-31中的A处将要发生越 区切换。这种准则的缺点是，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。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 （2）具有门限规定的相对信号强度准则（准则2）。 仅在移动用户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，才可以进行越 区切换。如图5-31所示，当门限为Th2时，在B点将会发生 越区切换。在该方法中，门限选择具有重要作用。如果门 限太高，取为Th1，则该准则与准则1相同。如果门限太低， 取为Th3，则会引起较大的越区时延，此时可能会因链路质 量较差而导致通信中断。另一方面，它会对同道用户造成 额外的干扰。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 （3）具有滞后余量的相对信号强度准则（准则3）。 仅允许移动用户在新基站信号强度比原基站信号强度强很 多（大于滞后余量）的情况下进行越区切换，如图5-31中的 C点。该技术可防止由于信号波动引起的移动台在两个基 （4）具有滞后余量和门限规定的相对信号强度准则 （准则4）。仅允许移动用户在当前基站的信号电平低于规 定门限，并且新基站的信号强度高于当前基站一个给定滞 后余量时进行越区切换，如图5-31中的D点附近。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 图5-31 越区切换准则示意图 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 2.越区切换的控制策略 越区切换控制包括两个方面：一方面是越区切换的参 数控制，另一方面是越区切换的过程控制。参数控制在上 面已经提到，这里主要讨论过程控制。 在移动通信系统中，过程控制的方式主要有以下3种。 （1）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 种切换准则后，移动台选择具有可用业务信道的最佳候选 基站，并发送越区切换请求。PACS和DECT系统采用了移 动台控制的越区切换。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 （2）网络控制的越区切换。基站检测来自移动台的信 号强度和质量，当信号低于某个门限时，网络开始安排向 另一个基站的越区切换。网络要求移动台周围的所有基站 都监测该移动台的信号，并把测量结果报告给网络，网络 从这些基站中选择一个基站作为越区切换的新基站，把结 果通过基站通知移动台，并通知新基站。TACS、AMPS等 第一代模拟蜂窝系统大多采用这种策略。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 （3）移动台辅助的越区切换。网络要求移动台测量其 周围基站的信号质量，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那一个基站。 IS-95和GSM系统采用了移动辅助的越区切换。 电子信息工程系通信技术教研室 第5章 蜂窝组网技术 3.越区切换时的信道分配 越区切换时的信道分配是解决当呼叫要转换到新小区 时，新小区如何分配信道，使得越区切换的失败率尽可能 小的问题。常用的做法是在每个小区预留部分信道专门用 于越区切换。这种做法的特点是：因可用信道数减少，增 加了本小区的呼损率，但减少了越区切换时通话被中断的 概率，从而符合人们的使用习惯。而TD-SCDMA中采用的 接力切换可以克服传统越区切换占用信道资源太多的问题。 电子信息工程系通信技术教研室