2 7流動電話系統

2021-09-27 13:16:12 字數 3354 閱讀 3071

移動使用者的增長促使了移動**系統的快速發展。

按鈕通話系統:2023年由聖·路易斯建立起的第乙個可用在汽車上的**系統,該系統有乙個被放置在高大建築物上的大型反射器,並且只有乙個通道用來傳送和接收。為了通話使用者必須按一下按鈕以便開啟傳送功能並關閉接收功能。

改進型移動**系統(imts):它也使用了乙個放置在小山頂上的大功率發射器。它有兩個頻率,乙個用於傳送,乙個用於接收。因此按鈕就不再被需要了。

高階移動**系統(amps):由貝爾實驗室發明,2023年首次在美國安裝部署,隨後在英國和日本也安裝了這樣的系統。英國稱它為tacs,日本稱它為mcs-l1。

在所有的模擬**系統中,乙個地理區域被分成許多個蜂窩,這就是為什麼移動**會被稱為蜂窩**的原因。

在amsp中每個蜂窩通常為10~20千公尺的跨度。7個蜂窩為一組,其中每個蜂窩使用不同的頻率來避免互相的干擾,不同組的蜂窩可以使用相同的頻率。與imts相比,假如在1000千公尺內只有乙個imst系統,每個頻率只能有乙個**呼叫;而在相同的區域範圍內amps系統可以有100個範圍為10千公尺的蜂窩,並且每個頻率上可以有10 ~15個**呼叫。

每個蜂窩中心是乙個基站,負責蜂窩中的所有**傳輸。基站是由一台計算機和乙個連線到天線上的發射器/接收器組成的。在乙個小規模的系統中,所有的基站都連線到乙個稱為移動**交換局(mtso)或者移動交換中心(msc)的裝置上,規模大一點的系統就需要幾個mtso,所有mtso都連線到乙個二級mtso上(這類似於公共**系統的端局層次結構。),mtso與基站其他mtso以及pstn(公共**交換網路)通過資料報交換網路進行通訊。

當乙個使用者從乙個蜂窩區域移動到另乙個蜂窩區域時,他會被另外乙個蜂窩接管,中間會有乙個切換的過程,大約需要300毫秒。切換之後他的通道由系統的神經中樞mtso來分配,實際上基站只負責無線電波的中繼。

通道

amps使用fmd來劃分通道。系統使用了832個全雙工通道,每個通道由一對單雙工通道組成,這種安排稱為頻分雙工(fdd)。頻率範圍為824~849mhz的單工通道被用作移動**到基站的傳送通道,頻率範圍為869 ~849mhz的另外832個單工通道被用作基站到移動**的傳送通道。每個通道的頻寬為30khz。

832個通道被分成4類。控制通道(從基站到移動**)用於管理系統;尋呼通道(從基站到移動**)用於提醒移動使用者有呼叫到來;接入通道(雙向)用於呼叫的建立和通道分配;資料通道(雙向)承載語音、傳真或資料。每個蜂窩保留了21條通道用於控制,並且相同的頻率不能再相鄰的蜂窩中重用所以實際可用於語音通道的數目量遠遠小於832,通常只有45個左右。

呼叫管理

在amps系統中,沒部移動**有乙個32位元的序列號和乙個10為數字的**號碼,這些數字放存在其可程式設計的唯讀儲存器中。**號碼的表示方法:3位數字的區域碼佔10位元,7位數字的使用者號碼佔24位元。當**開機時它會對預先設定的21條通道進行掃瞄,找到最強的那個訊號,然後廣播自己的32位元序列號和34位元的**號碼。

在基站聽到移動**的廣播後,她就告訴mtso,然後mtso記錄下新客戶的情況,同時告訴該客戶的家鄉mtso它的當前位置(用於被呼叫時的位置尋找)。

移動使用者打**的過程:**將被叫號碼以及它自己的標識通過接入通道傳送出去,如果傳送碰撞它會試著再次傳送。當基站接收到來自****的呼叫請求時,它就通知mtso為這次呼叫尋找乙個空閒的通道。如果找到可用通道他就通過控制通道將可用的通道號碼發回**;然後移動**自動切換到被選中的語音通道上等待對方拿起**。

接通**的過程:剛開始所有空閒的**不斷地監聽尋呼通道,以便檢測是否有訊息傳送給它們。當被呼叫時,被叫方的家鄉mtso就會受到乙個分組,詢問被叫方現在在**,然後乙個資料報被傳送到被叫**當前所在的基站,基站在尋呼通道傳送一條廣播,對應的移動**會監聽到這則廣播並且發出回應,然後被接入到對應的語音通道上去。

第二代的移動**是數字的。從模擬切換到數字產生了幾個好處,一通過將語音頻號數位化和壓縮帶來了容量上的收益,第二對語音和控制訊號進行加密改進了安全性。

與第一代移動**相同,第二代的移動**也沒有形成全球化的標準統一,所以被廣泛部署的系統有好幾種。

數字高階移動**系統(d-amps),是數字版的amps。它可和amps並存,使用tdm把多個**呼叫復用在同一頻率通道。

全球移動通訊系統(gsm),與d-amps一樣,gsm也是fdm和tdm的混合,它主導著2g系統。

(p133圖2-46)顯示了gsm體系結構,雖然元件名稱不同,但與amps體系非常相似。移動**本身可分為手機和乙個可移動晶元兩部分。晶元具有使用者和賬戶資訊,被稱為sim卡,既使用者可識別模組。正是sim卡啟用了手機,幷包含了移動**和網路相互識別對方和加密通話所需要的機密。

移動**通過空中介面與蜂窩基站通話。每個蜂窩基站低連線到乙個基站控制器(bsc),由該控制器控制蜂窩的無線資源分配並處理切換事務。bsc又被連線到乙個msc(就像amps的二級mtso),由msc負責**呼叫的路由和psnt相連。

為了能夠路由呼叫,msc需要知道目前在**可以找到手機。它維護著乙個訪問位置暫存器(vlr)的資料庫,該資料庫包括了所有附近的移動**。流動網路中還有乙個資料庫記錄了每個移動**的最後乙個已知位置。就是歸屬位置暫存器(hlr),這個資料庫用來吧入境呼叫路由到正確的位置。這兩個資料庫必須實時更新。

空中介面

gsm可以在很大頻率範圍內執行,包括900mhz、1800mhz、1900mhz。這是為了支援更多的使用者數量,為gsm分配的頻譜比amps多。

與amps相似的是,gsm也是一種頻分雙工蜂窩系統,每個移動**在某個頻率上傳送而在另乙個更高的頻率上接收,然而與amps不同的是,gsm的一對頻率按照時分多路復用又被細分成多個時間槽,這樣多個移動**可以共享這一對頻率。

關於詳細的tdm幀解析請看(p135)。

最後,gsm不同於amps之處還在於如何處理切換,在amps中,msc完全負責卻換而無需移動裝置的協作。隨著gsm中通道被劃分成時間槽,當移動裝置沒有任何動作時,這些空閒的時間槽就會測量移動裝置到附近其他基站的距離,把測量的結果告訴給bsc,由bsc用這些資料來確定移動**是否正在離開乙個蜂窩,接入另乙個蜂窩。

從固定**到移動**,由於加入了移動的因素,所以在網路實現時要考慮到使用者在不同基站間切換的問題,既然是這樣就需要知道移動使用者實時所在的位置和距離,並且使用一些資源去儲存和使用這些資料,以推測使用者是否需要進行蜂窩之間的切換。更加精準和無縫的切換可以給使用者帶來更良好的服務體驗。

302 流動電話

302.移動 統計描述 提交自定義測試 題目描述 坦佩雷地區的 移動 基站工作如下。這個地區是乙個正方形。正方形被分成s s格,其中行和列編號從0到s 1。每個方塊都包含乙個基站。由於手機從一格移動到另一格或 接通或斷開,廣場內活動手機的數量會發生變化。每個基站會不時向主基站報告活動 的數量。編寫乙...

流動電話系統之物理層

1 按鈕啟動式通話系統。該系統只有乙個通道,可用於傳送和接收,因此使用者必須每次按一下按鈕用於開啟 關閉傳送 接收功能。tvb中警察用的對講機就屬於這種。2 改進的移動 系統 imts 3 高階移動 系統 amps,advanced mobile phone system 基站 每個蜂窩單元的中心都...

IOI2001 流動電話

假設tampere地區的4g移動通訊基站以如下方式執行。整個地區被劃分成若干正方形格仔。這些格仔構成乙個s s的矩陣,它們的行,列編號都是從0到s 1.每乙個格仔中都有乙個基站。每個格仔中啟用的手機數量可能改變,因為一部手機可能從乙個格仔移動到另乙個格仔,開啟或者關閉。有時,某一座基站會向總站報告自...