等频距配置法

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1、第5章 组网技术 第5章 组网技术 5.1 5.1 概述概述5.2 5.2 多址技术多址技术 5.3 5.3 区域覆盖和信道配置区域覆盖和信道配置 5.4 5.4 网络结构网络结构5.5 5.5 信令信令 5.6 5.6 越区切换和位置管理越区切换和位置管理 第5章 组网技术 5.1 概概 述述 物理层(PHL)确定无线电参数，如：频率、定时、功率、码片、比特或时隙同步、调制解调、收发信机性能等。物理层将无线电频谱分成若干个物理信道，划分的方法可以按频率、时隙或码字或它们的组合进行，如频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)等。物理层在介质接入控制层(MAC)的控制下，

2、负责数据或数据分组的收发。第5章 组网技术 介质接入控制层(MAC)的主要功能有介质访问管理和数据封装等。具体地讲，第一功能是选择物理信道，然后在这些信道上建立和释放连接；第二个功能是将控制信息、高层的信息和差错控制信息复接成适合物理信道传输的数据分组。介质接入控制层通过形成多种逻辑信道为高层提供不同的业务。例如，欧洲数字无绳电话系统(DECT)的MAC层为高层提供三个独立的业务：广播业务、面向连接的业务和无连接业务。第5章 组网技术 数据链路控制层(DLC)的主要功能是为网络层提供非常可靠的数据链路。例如，在DECT中，将DLC层分为两个平面：控制平面和用户平面。控制平面为内部控制信令和有限

3、数量的用户信息提供非常可靠的传输链路，采用标准的链路接入步骤(LAPC)来提供完全的差错控制。在用户平面，提供了一组可供选择的业务，如供语音传输的透明无差错保护的业务，具有不同差错保护的支持电路交换模式和分组交换模式数据传输的其它业务。网络层主要是信令层。它确定了用于链路控制、无线电资源管理、各种业务(呼叫控制、附加业务、面向连接的消息业务、无连接的消息业务)管理和移动性管理的各种功能。第5章 组网技术 5.2 多址技术多址技术 5.2.1 频分多址频分多址(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。在模拟移动通信系统中，信道带宽通常等于传输一路

4、模拟话音所需的带宽，如25kHz或30kHz。在单纯的FDMA系统，通常采用频分双工(FDD)的方式来实现双工通信，即接收频率f和发送频率F是不同的。为了使得同一部电台的收发之间不产生干扰，收发频率间隔|f-F|必须大于一定的数值。例如，在800MHz频段，收发频率间隔通常为45MHz。第5章 组网技术 图 5-1FDMA的频道划分方法 信道2信道1 信道N信道1 信道N收发间隔 信道带宽功率时间移动台收（基站发）移动台发（基站收）第5章 组网技术 1.话务量与呼损率的定义话务量与呼损率的定义 在话音通信中，业务量的大小用话务量来量度。话务量又分为流入话务量和完成话务量。流入话务量的大小取决于

5、单位时间(1小时)内平均发生的呼叫次数和每次呼叫平均占用信道时间(含通话时间)S。显然和S的加大都会使业务量加大，因而可定义流入话务量A为 SA式中：的单位是(次/小时)；S的单位是(小时/次)；两者相乘而得到A应是一个无量纲的量，专门命名它的单位为“爱尔兰”(Erlang)。第5章 组网技术 已知 1 小时内平均发生呼叫的次数为(次)，用式(5-1)可求得:A(爱尔兰)=S(小时/次)(次/小时)可见这个A是平均1小时内所有呼叫需占用信道的总小时数。因此，1爱尔兰就表示平均每小时内用户要求通话的时间为1小时。例如，全通信网平均每小时发生20次呼叫，即=20(次/小时)平均每次呼叫的通话时间为

6、3分钟，即 次）（小时次）分/201/(3S120120A爱尔兰 第5章 组网技术 在信道共用的情况下，通信网是无法保证每个用户的所有呼叫都能成功，必然有少量的呼叫会失败，即发生“呼损”。已知全网用户在单位时间内的平均呼叫次数为，其中有的呼叫成功了，有的呼叫失败了。设单位时间内成功呼叫的次数为0(0)，就可算出完成话务量 SA00流入话务量A与完成话务量A0之差，即为损失话务量。损失话务量占流入话务量的比率即为呼叫损失的比率，称为“呼损率”，用符号B表示 00AAAB第5章 组网技术 呼损率B越小，成功呼叫的概率就越大，用户就越满意。因此，呼损率B也称为通信网的服务等级(或业务等级)。例如，某

7、通信网的服务等级为0.05(即B=0.05)，表示在全部呼叫中未被接通的概率为5%。但是，对于一个通信网来说，要想使呼叫损失小，只有让流入话务量小，即容纳的用户少些，这又是所不希望的。可见呼损率与流入话务量是一对矛盾，要折衷处理。第5章 组网技术 2.完成话务量的性质与计算完成话务量的性质与计算 设在观察时间T小时内，全网共完成C1次通话，则每小时完成的呼叫次数为 TC10SCTSA1001完成话务量即为 式中，C1S即为观察时间T小时内的实际通话时间。这个时间可以从另外一个角度来进行统计。若总的信道数为n，而在观察时间T内有i(in)个信道同时被占用的时间为ti(tiT)，那么可以算出实际通

8、话时间为 第5章 组网技术 SCtnttttinnii 13211321niiniiTtitiTSCTA111011niiPiA10当观察时间T足够长，ti/T就表示在总的n个信道中，有i个信道同时被占用的概率，可用Pi表示，式(5-7)就可改写为(5-7)第5章 组网技术 例如，例如，某通信网共有 8 个信道，从上午8时至10时共两个小时的观察时间内，统计出i个信道同时被占用的时间(小时数)如表 5-1 所示。表表 5-1 利用(5-7)式，有 5.3)1.081.071.062.054.045.033.022.01(210A(爱尔兰)I012345678ti0.10.20.30.40.20

9、.10.10.10.1第5章 组网技术 这说明在总共8个信道中，在2小时的观察时间内平均有3.5个信道同时被占用。每信道每小时的平均被占用时间为3.5/8=0.437 5小时。因为一个信道的最大可容纳的话务量是1爱尔兰，因此它的平均信道利用率就是43.75%。第5章 组网技术 3.呼损率的计算呼损率的计算 niiniAnAB1!/!/nBAnA)1(0 呼损率不同情况下，信道的利用率也是不同的。信道利用率可用每小时每信道的完成话务量来计算，即第5章 组网技术 表表 52 呼损率和话务量与信道数及信道利用率的关系呼损率和话务量与信道数及信道利用率的关系 第5章 组网技术 表表 52 呼损率和话务

10、量与信道数及信道利用率的关系呼损率和话务量与信道数及信道利用率的关系 第5章 组网技术 4.用户忙时的话务量与用户数用户忙时的话务量与用户数 每个用户在24小时内的话务量分布是不均匀的，网络设计应按最忙时的话务量来进行计算。最忙1小时内的话务量与全天话务量之比称为集中系数，用k表示，一般k=10%15%。每个用户的忙时话务量需用统计的办法确定。设通信网中每一用户每天平均呼叫次数为C(次/天)，每次呼叫的平均占用信道时间为T(秒/次)，集中系数为k，则每用户的忙时话务量为 60031kTCa第5章 组网技术 例如，C=3(次/天)，T=120(秒/次)，k=10%，则用上式可算得a=0.01(爱

11、尔兰/用户)。国外资料表明，公用移动通信网可按a=0.01设计，专业移动通信网可按a=0.05设计。由于电话使用的习惯不同，国内的用户忙时话务量一般会超过上述数据不少，建议公用移动通信网按a=0.020.03设计，专业移动通信网按a=0.08设计。kTCnAanAm6003/全网的用户数为mn。第5章 组网技术 表表 5 3 用户数的计算用户数的计算 以a=0.01(爱尔兰/用户)计算出每信道的用户数如表 5-3 所示(在a值不同时，则需另行计算)。第5章 组网技术 5.空闲信道的选取空闲信道的选取 空闲信道的选取方式主要可以分为两类：一类是专用呼叫信道方式(或称“共用信令信道”方式)；另一类

12、是标明空闲信道方式。(1)专用呼叫信道方式。这种方式是在网中设置专门的呼叫信道，专用于处理用户的呼叫。移动用户只要不在通话时就停在这呼叫信道上守候。(2)标明空闲信道方式。标明空闲信道方式可分为“循环定位”、“循环不定位”.第5章 组网技术 5.2.2 时分多址时分多址(TDMA)图 5 2 TDMA示意图 第5章 组网技术 不同通信系统的帧长度和帧结构是不一样的。典型的帧长在几毫秒到几十毫秒之间。例如：GSM系统的帧长为4.6 ms(每帧8个时隙)，DECT系统的帧长为10 ms(每帧24个时隙)，PACS系统的帧长为2.5ms(每帧8个时隙)。TDMA系统既可以采用频分双工(FDD)方式也

13、可以采用时分双工(TDD)方式。在FDD方式中，上行链路和下行链路的帧结构既可以相同，也可以不同。在TDD方式中，通常将在某频率上一帧中一半的时隙用于移动台发，另一半的时隙用于移动台接收；收发工作在相同频率上。在TDMA系统中，每帧中的时隙结构(或称为突发结构)的设计通常要考虑三个主要问题：一是控制和信令信息的传输；二是信道多径的影响；三是系统的同步。第5章 组网技术 图 5 3 典型的时隙结构 时隙123N同步控制信息保护信息训练信息保护典型结构1典型结构2一帧第5章 组网技术 5.2.3 码分多址码分多址(CDMA)1.FH-CDMA 图 5 4 FH-CDMA和DS-CDMA示意图(a)

14、FH-CDMA;(b)DS-CDMA 用户1用户2用户N频率时间f0f1Bfn信道1信道2信道N码字频率时间(a)(b)第5章 组网技术 图 5-5 DS-CDMA系统逻辑信道示意图(a)基站到移动台的下行链路；(b)基站到移动台的上行链路导频信道同步信道W0W32寻呼信道W1寻呼信道W7业务信道W8业务信道业务信道业务信道业务信道W31W33W6317N2425551业务数据控制子信道接入信道接入信道业务信道业务信道1n1255用户地址码(a)(b)业务信道第5章 组网技术 3.混合码分多址混合码分多址 混合码分多址的形式有多种多样，如FDMA和DS-CDMA混合，TDMA与DS-CDMA混

15、合(TD/CDMA)，TDMA与跳频混合(TDMA/FH),FH-CDMA与DS-CDMA混合(DS/FH-CDMA)等等。第5章 组网技术 5.2.4 空分多址空分多址(SDMA)图 5 6 空分多址示意图 第5章 组网技术 5.2.5 随机多址随机多址 1.ALOHA协议和时隙协议和时隙ALOHA ALOHA协议是一种最简单的数据分组传输协议。任何一个用户随时有数据分组要发送，他就立刻接入信道进行发送。发送结束后，在相同的信道上或一个单独的反馈信道上等待应答。如果在一个给定的时间区间内，没有收到对方的认可应答，则重发刚发的数据分组。第5章 组网技术 A1B1B1A2碰撞用户A：用户B：(b

16、)(a)tB1碰撞A2A1A2随机重传时延易损间隔用户A：用户B：图图 5 7 ALOHA和时隙和时隙ALOHA协议示意图协议示意图(a)ALOHA协议；协议；(b)时隙时隙ALOHA协议协议 第5章 组网技术 对于随机多址协议而言，其主要性能指标有两个：一是通过量(S)(指单位时间内平均成功传输的分组数)；二是每个分组的平均时延(D)。假定分组的长度固定，信道传输速率恒定，到达信道的分组服从Poisson分布的情况，则ALOHA协议的最大通过量Smax=1/2e=0.183 9。第5章 组网技术 2.载波侦听多址载波侦听多址(CSMA)在CSMA协议中，每个节点在发送前，首先要侦听信道是否有

17、分组在传输。若信道空闲(没有检测到载波)，才可以发送；若信道忙，则按照设定的准则推迟发送。在CSMA协议中，影响系统的两个主要参数是检测时延和传播时延。检测时延是指接收机判断信道空闲与否所需的时间。假定检测时延和传播时延之和为，如果某节点在t时刻开始发送一个分组，则在t+时刻以后所有节点都会检测到信道忙。因此只要在t,t+内没有其他用户发送，则该节点发送的分组将会成功传输，如图5-8 所示。第5章 组网技术 AtBtt2t1t2+t3t3+“碰撞”分组到达时刻tC发送分组接收分组*A B C之间的距离相等图 5 8 CSMA协议示意图 第5章 组网技术 当检测到信道忙时，有几种处理办法：一是继

18、续检测信道直至信道空闲，一旦信道空闲则以概率1发送分组，该协议称为1-坚持CSMA；二是随机时延一段时间，然后重新检测信道，直至检测到空闲信道，该协议称为非坚持CSMA；三是继续检测信道直至信道空闲，此时以概率p发送分组，以1-p推迟发送，该协议称为p-坚持CSMA。第5章 组网技术 3.预约随机多址预约随机多址 预约随机多址通常基于时分复用，即将时间轴分为重复的帧，每一帧分为若干时隙。当某用户有分组要发送时，可采用ALOHA的方式在空闲时隙上进行预约，如果预约成功，它将无碰撞地占用每一帧所预约的时隙，直至所有分组传输完毕。用于预约的时隙可以是一帧中固定的时隙，也可以是不固定的。预约时隙的大小

19、可与信息传输时隙相同，也可以将一个时隙再分为若干个小时隙，每个小时隙供一个用户发送预约分组。第5章 组网技术 5.3 区域覆盖和信道配置区域覆盖和信道配置 5.3.1 区域覆盖区域覆盖 1.带状网带状网 图 5 9 带状网 第5章 组网技术 图 5 10 带状网的同频道干扰 第5章 组网技术 表表 5 4 带状网的同频干扰带状网的同频干扰 第5章 组网技术 2.蜂窝网蜂窝网(1)小区的形状。图 5 11 小区的形状 第5章 组网技术 表表 5 5 三种形状小区的比较三种形状小区的比较 第5章 组网技术(2)区群的组成。图 5 12 区群的组成 第5章 组网技术 区群的组成应满足两个条件：一是区

20、群之间可以邻接，且无空隙无重叠地进行覆盖；二是邻接之后的区群应保证各个相邻同信道小区之间的距离相等。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，区群内的小区数应满足下式：22jijiN式中，i,j为正整数。第5章 组网技术 表表 5 6 群区小区数群区小区数N的取值的取值 第5章 组网技术(3)同频(信道)小区的距离。图 5 13 同信道小区的确定 第5章 组网技术 设小区的辐射半径(即正六边形外接圆的半径)为r，则从图 5-13 可以算出同信道小区中心之间的距离为 rNrjijiiijrD3)(3)2/3()2/(32222 可见群内小区数N越大，同信道小区的距离就越远，抗同

21、频干扰的性能也就越好。例如：N=3,D/r=3;N=7,D/r=4.6;N=19,D/r=7.55。第5章 组网技术(4)中心激励与顶点激励。图 5 14 两种激励方式 第5章 组网技术(5)小区的分裂。图 5 15 用户密度不等时的小区结构 5152551525255551515525155555151525555151552515555515152510101010101010101010101055555555555555555510101010101010101010101055555555第5章 组网技术 图 5 16 小区分裂 原基站新基站第5章 组网技术 5.3.2 信道信道(频

22、率频率)配置配置 1.分区分组配置法分区分组配置法 分区分组配置法所遵循的原则是：尽量减小占用的总频段，以提高频段的利用率；同一区群内不能使用相同的信道，以避免同频干扰；小区内采用无三阶互调的相容信道组，以避免互调干扰。第5章 组网技术 设给定的频段以等间隔划分为信道，按顺序分别标明各信道的号码为：1,2,3,。若每个区群有7个小区，每个小区需6个信道，按上述原则进行分配，可得到：第一组 1、5、14、20、34、36第二组 2、9、13、18、21、31第三组 3、8、19、25、33、40第四组 4、12、16、22、37、39第五组 6、10、27、30、32、41第六组 7、11、24

23、、26、29、35第七组 15、17、23、28、38、42 第5章 组网技术 2.等频距配置法等频距配置法 等频距配置时可根据群内的小区数N来确定同一信道组内各信道之间的频率间隔，例如，第一组用(1，1+N,1+2N,1+3N,)，第二组用(2,2+N,2+2N,2+3N,)等。例如N=7，则信道的配置为：第一组 1、8、15、22、29、第二组 2、9、16、23、30、第三组 3、10、17、24、31、第四组 4、11、18、25、32、第五组 5、12、19、26、33、第六组 6、13、20、27、34、第七组 7、14、21、28、35、第5章 组网技术 这样同一信道组内的信道最

24、小频率间隔为7个信道间隔，若信道间隔为25 kHz，则其最小频率间隔可达175 kHz，这样，接收机的输入滤波器便可有效地抑制邻道干扰和互调干扰。如果是定向天线进行顶点激励的小区制，每个基站应配置三组信道，向三个方向辐射，例如N=7，每个区群就需有21个信道组。整个区群内各基站信道组的分布如图 5-17。第5章 组网技术 图 5 17 三顶点激励的信道配置第5章 组网技术 5.4 网络结构网络结构 5.4.1 基本网络结构基本网络结构图 5 18 基本网络结构 交换机交换机固定网络基站基站基站基站第5章 组网技术 基站与交换机之间、交换机与固定网络之间可采用有线链路(如光纤、同轴电缆、双绞线等

25、)也可以采用无线链路(如微波链路、毫米波链路等)。这些链路上常用的数字信号(DS)形式有两类标准：一类是北美和日本的标准系列：T-1/T-1C/T-2/T-3/T-4),可同时支持24/48/96/672/4032路数字话音(每路 6 4.0 k b/s)的 传 输，其 比 特 率 为1.544/3.152/6.312/44.736/274.176 Mb/s；另一类是欧洲及其它大部分地区的标准系列：E-1/E-1C/E-2/E-3/E-4可同时支持30/120/480/1920/7680路数字话音的传输，其比特率为2.048/8.448/34.368/139.264/565.148 Mb/s。

26、通常每个基站要同时支持50路话音呼叫，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5 000个话路的传输容量。第5章 组网技术 图图 5 19 交换机的组成和基本原理交换机的组成和基本原理(a)交换机的组成；交换机的组成；(b)交换机的基本原理交换机的基本原理 接口交换网络终端控制系统交换机中继线用户线交换机(a)入线123出线2345交换网络中继线绳路 忙音源记发器(b)xzwy注：x点相连：构成品2 1的通路 y点相连，z点相连，并借助绳线：构成1 3的通路 （即11323)第5章 组网技术 5.4.2 数字蜂窝移动通信网的网络结构数字蜂窝移动通信网的网络结构 图 5 20

27、多服务区的网络结构 第5章 组网技术 MSC为移动业务交换中心，它是无线电系统与公众电话交换网之间的接口设备，成全部必须的信令功能以建立与移动台的往来呼叫。其主要责任是：路由选择管理；计费和费率管理；业务量管理；向原籍位置登记器(HLR)发送有关业务量信息和计费信息。第5章 组网技术 HLR为原籍位置登记器，负责移动台数据库管理。其主要责任是：对在HLR中登记的移动台(MS)的所有用户参数的管理、修改等；计费管理；VLR的更新。第5章 组网技术 VLR为访问者位置登记器，是动态数据库。其主要责任是：移动台漫游号管理；临时移动台标识管理；访问的移动台用户管理；HLR的更新；管理MSC区，位置区及

28、基台区；管理无线信道(如信道分配表、动态信道分配管理、信道阻塞状态)。第5章 组网技术 5.5 信信 令令 5.5.1 接入信令接入信令(移动台至基站之间的信令移动台至基站之间的信令)一、一、数字信令数字信令 PSWA或DSP图 5 21 典型的数字信令格式 第5章 组网技术 比特同步第一个字重复5次字同步数字色码第二个字重复5次比特数:30117240240图 5 22 数字信令举例 第5章 组网技术 二、二、音频信令音频信令 1.带内单音频信令带内单音频信令 表 5 7 单频码 第5章 组网技术 2.带外亚音频信令带外亚音频信令 采用低于300 Hz的单音作信令。例如，用67 Hz至250

29、Hz间的43个频率点的单音可对43个移动台进行选台呼叫，也可进行群呼，一次呼叫时间为4秒钟。通常要求频率准确度为0.1%,稳定度为0.01%，单音振幅为Upp=4V，允许电平误差为1 dB。第5章 组网技术 例如，在美国电子工业协会(EIA)制定的CTCSS标准中，规定的两组频点分别为：EIA A组：67.0,77.0,88.5,100.0,107.2,114.8,123.0,131.8,141.3,151.4,162.2,173.8,186.2,203.5,218.1,233.6,250.3 Hz EIA B组：71.9,82.5,94.8.103.5,110.9,118.8,127.3,1

30、36.5,146.2,157.7,167.9,179.9,192.8,210.7,225.7,241.8 Hz第5章 组网技术 3.双音频拨号信令双音频拨号信令 拨号信令是移动台主叫时发往基站的信号，它应考虑与市话机有兼容性且适宜于在无线信道中传输。常用的方式有单音频脉冲、双音频脉冲、10中取1、5中取2以及43方式。单音频脉冲方式是用拨号盘使2.3 kHz的单音按脉冲形式发送，虽然简单，但受干扰时易误动。双音频脉冲方式应用广泛，已比较成熟。10中取1是用话带内的10个单音，每一单音代表一个十进制数。5中取2是用话带内的5个单音，每次同时选发两个单音，共有=10种组合，代表09共10个数。25

31、C第5章 组网技术 表表 5 8 43方式的频率组成方式的频率组成 第5章 组网技术 三、三、信令传输协议信令传输协议 图 5 23 帧格式 地址段控制字段长度指示段信息段填充段消息物理帧逻辑信道第一层物理层第二层链路层第三层网络层第5章 组网技术 表表 5 9 控制字段的构成控制字段的构成 第5章 组网技术 信令的传输方式分为两类：一类是采用无证实(无应答)信息传输方式，另一类是有证实(应答)信息传输方式。采用无证实信息传输方式时，仅采用UI帧，传输协议十分简单。该帧仅传输一次，如果传输正确，则将向第三层传送。如果传输错误，将被物理层丢弃(这主要是GSM的逻辑信道提供了检错能力，链路层不再检

32、错)。在采用有证实信息传送方式中，帧的交换过程分为三个阶段：连接建立、数据传送和拆线。第5章 组网技术 为了规范不同层次实体(或功能模块)及相同层次对等实体之间的信息交流，ISO定义了它们之间的会话语言，称为原语(PRIMITIVE)。它分为四类：请求(REQUESTREQ)，指示(INDICATIONIND)，响应(RESPONSERES)和证实(CONFIRMCON)。原语的基本格式是：属名-类型-参数。每一种原语不一定包括所有类型。第5章 组网技术 例如，物理层和链路层之间的原语：随机接入原语(PH-RA)表示移动台发送的接入请求及收到的应答(PH-RA-REQ，PH-RA-CON)以及

33、随机接入请求到达基站(PH-RA-IND)，数据传送原语(PH-DATA)表示数据链路层对等实体之间通过物理层发送数据(PH-DATA-REQ)和接收数据(PH-DATA-IND)。物理链接建立原语(PH-CONNECT)和表示物理层连接已经建立原语(PH-CONNECT-IND)。第5章 组网技术 又如，链路层与第三层之间的原语：用于无证实消息传输的原语(DL-UNIT DATA-REQ/IND)，用于有证实消息数据传送的原语(DL-DATA-REQ/IND)，用于有证实消息传输链路建立/暂停/恢复/终止的原语(DL-ESTABLISH-REQ/IND/CON,DL-SUSPEND-REQ/

34、CON,DL-RESUME-REQ/CON,DL-RELEASE-REQ/CON),用于随机接入的原语(DL-RA-REQ/IND/CON)。当然还有链路层和第三层管理层之间的原语(MDL-ERROR-IND,MDL-RELEASE-REQ)，无线资源管理层与物理层之间的原语(MPH-INFORMATION-REQ/IND/CON)等等。第5章 组网技术 5.5.2 网络信令网络信令 图图 5 24 7号信令系统的协议结构号信令系统的协议结构OSI 层次OMAPMAPTCAPISDN-UPSSCPMTP层3MTP层2MTP层1应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层SS7 层次第5章 组

35、网技术 图 5 25 7号信令的网络结构 STPSTPSCPSCPA链路D链路A链路A链路SSP（交换机）中继线MSC移动网PSTN信令网络（HLR）A链路第5章 组网技术 7号信令网络是与现在PSTN平行的一个独立网络。它由三个部分组成：信令点(SP)、信令链路和信令转移点(STP)。信令点(SP)是发出信令和接收信令的设备，它包括业务交换点(SSP)和业务控制点(SCP)。SSP是一个电话交换机，它们由SS7链路互连，完成在其交换机上发起、转移或到达的呼叫处理。移动网中的SSP称为移动交换中心(MSC)。SCP包括提供增强型业务的数据库，SCP接收SSP的查询，并返回所需的信息给SSP。在

36、移动通信中SCP可包括一个HLR或一个VLR。第5章 组网技术 STP是在网络交换机和数据库之间中转SS7消息的交换机。STP根据SS7消息的地址域，将消息送到正确的输出链路上。为了满足苛刻的可靠性要求，STP都是成对提供的。在SS7信令网络中共有六种类型的信令链路，图 5-25 中仅给出A链路(Access Link)和D链路(Diagonal Link)。第5章 组网技术 5.5.3 信令应用信令应用 图 5-26 由信令网络和电话交换网络组成。电话交换网络由三个交换机(端局交换机、汇接局交换机和移动交换机)、两个终端(电话终端、移动台)以及中继线(交换机之间的链路)、ISDN线路(固定电

37、话机与端局交换机之间的链路)和无线接入链路(MSC至移动台之间的等效链路)组成。固定电话机到端局交换机采用接入信令，移动链路也是采用接入信令。交换机之间采用网络信令(7号信令)。第5章 组网技术(B-信道）DISCONNECT中继线a（释放）RELEASE中继线bREL2业务信道DISCONNECT（拆线）CONNECT（连接）ANM2ACM2ANM1(应答消息)(连接)CONNECT(警示)ACM1ALERTING(警示)(拆线）RELRLC1(释放完成)RLC2RELEASE COMPLETEALERTING(地址完成消息)SETUPIAM1IAM2SETUP（建立）(建立）(呼叫处理)C

38、ALL PROCESSING汇接局端局MSCSTPSTP接入信令网络信令(7号信令)接入信令移动网PSTN固定电话机移动台(初始地址信息)REL1RELRLCRLC图 5 26 信令应用举例(呼叫控制)第5章 组网技术 5.6 越区切换和位置管理越区切换和位置管理 5.6.1 越区切换越区切换 越区(过区)切换(Handover或Handoff)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。该过程也称为自动链路转移ALT(Automatic Link Transfer)。越区切换通常发生在移动台从一个基站覆盖的小区进入到另一个基站覆盖的小区的情况下，为了保持通

39、信的连续性，将移动台与当前基站之间的链路转移到移动台与新基站之间的链路。第5章 组网技术 越区切换包括三个方面的问题：越区切换的准则，也就是何时需要进行越区切换；越区切换如何控制；越区切换时信道分配。研究越区切换算法所关心的主要性能指标包括：越区切换的失败概率、因越区失败而使通信中断的概率、越区切换的速率、越区切换引起的通信中断的时间间隔以及越区切换发生的时延等。第5章 组网技术 越区切换分为两大类：一类是硬切换，另一类是软切换。硬切换是指在新的连接建立以前，先中断旧的连接。而软切换是指既维持旧的连接，又同时建立新的连接，并利用新旧链路的分集合并来改善通信质量，当与新基站建立可靠连接之后再中断

40、旧链路。在越区切换时，可以仅以某个方向(上行或下行)的链路质量为准，也可以同时考虑双向链路的通信质量。第5章 组网技术 1.越区切换的准则越区切换的准则 图 5 27 越区切换示意图 第5章 组网技术 相对信号强度准则相对信号强度准则(准则准则1)：具有门限规定的相对信号强度准则具有门限规定的相对信号强度准则(准则准则2)：具有滞后余量的相对信号强度准则具有滞后余量的相对信号强度准则(准则准则3)：具有滞后余量和门限规定的相对信号强度准则具有滞后余量和门限规定的相对信号强度准则(准则准则4)：第5章 组网技术 2.越区切换的控制策略越区切换的控制策略 移动台控制的越区切换。(2)网络控制的越区

41、切换。(1)(3)移动台辅助的越区切换。第5章 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 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，使得越区失败的概率尽量小。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：因新呼叫使可用信道数的减少，要增加呼损率，但减少了通话被中断的概率，从而符合人们的使用习惯。第5章 组网技术 5.6.2 位置管理位置管理 1.位置登记和呼叫传递位置登记和呼叫传递 图图 5 28 移动台位置登记过程移动台位置登记过程 STP1STP2MSC1VLR1STP3HLRSTP4PLMN1PLMN2登录指示(请求)登录

42、指示(返回结果)登录指示(请求)VLR2MSC2T2登录取消(请求)登录取消(返回结果)T3登录取消(请求)登录取消(返回结果)T4登录指示(返回结果)T1第5章 组网技术 图 5 29 呼叫传递过程(5)(2)(3)(4)(6)MSCMSCVLR(1)VLR主叫MTBS被叫MT小区HLRBSHLRMSCMTVLR基站原籍位置寄存器移动交换中心移动终端访问位置寄存器第5章 组网技术 主叫MT通过基站向其MSC发出呼叫初始化信号；MSC通过地址翻译过程确定被呼MT的HLR地址，并向该HLR发送位置请求消息；HLR确定出为被叫MT服务的VLR，并向该VLR发送路由请求消息；该VLR将该消息中转给为

43、被叫MT服务的MSC；被叫MSC给被叫的MT分配一个称为临时本地号码TLDN(Temporary Local DirectoryNumber)的临时标识，并向HLR发送一个含有TLDN的应答消息；HLR将上述消息中转给为主呼MT服务的MSC；主叫MSC根据上述信息便可通过SS7网络向被叫MSC请求呼叫建立。第5章 组网技术 2.位置更新和寻呼位置更新和寻呼 基于时间的位置更新策略：每个用户每隔T秒周期性地更新其位置。T的确定可由系统根据呼叫到达间隔的概率分布动态确定。基于运动的位置更新策略：当移动台跨越一定数量的小区边界(运动门限)以后，移动台就进行一次位置更新。基于距离的位置更新策略：当移动台离开上次位置更新时所在小区的距离超过一定的值(距离门限)时，移动台进行一次位置更新。最佳距离门限的确定取决于各个移动台的运动方式和呼叫到达参数。