宏蜂窝移动通信系统的结构

3.3.2　宏蜂窝移动通信系统的结构

宏蜂窝移动电话系统通常采用三级网结构，一级为移动手机或汽车等移动收发台（MS），一级是基地台（BS），一级是移动业务交换中心（MSC）以及与公用电话交换网（PSTN）相连接的中继线等。其系统组成如图3.8所示。

1）移动业务交换中心

移动用户与市话用户之间、移动用户相互之间要建立通话联系，必须进行交换和接续，移动业务交换中心（MSC）就是完成这种交换和接续的任务。它与市话局（网）用中继线相连，各基站与移动业务交换中心用有线相连，除了传送语音之外，还有数据专线，可以传送多种信令。

图3.8　宏蜂窝移动电话系统结构

移动业务交换中心由一部用于移动通信业务的程控交换机组成，这种程控交换机除有一般市话用的交换性能外，还具有移动通信交换的一些特殊功能，如对移动台（MS）位置的识别和登记、频道指配、过境切换处理、漫游用户确认和呼叫处理等。因此，有的公司就在普通程控交换机的基础上增加一些软件和硬件，使它适应移动通信的需要。如美国AMPS系统中的MSC就由ESS-4型程控交换机改装而成。爱立信公司AXEIO移动电话交换机模块单元和软件可以和市话、长话共用一个程控交换机。摩托罗拉公司近期开发的大容量EMX-2500可与市话程控交换机相兼容。

2）基地台

基地台又叫基站（BS），实际上是一个具有无线通信功能的收发台，它由射频部分，（包括射频机架和收发天线）、数据、监测、维护测试等部分组成。每个射频机架通常最大容量为16个无线信道。中心激励的基地台由射频、数据、有线监测、维护测试等四个机架组成。120°定向辐射顶点激励的基地台配有3个射频机架：数据机架、有线监测机架、维护测试机架。美国AMPS系统中，基地台可配备9个射频机架、3个有线机架、数据机架和维护测试机架各1个，即最多可配14个机架。

3）移动台

移动台（MS）由收发信机、控制单元和逻辑单元组成。

收发信机是一种超小型的射频机，通过无线信道与基地台进行通信。根据基地台发送的信令，从多个频道（如666个频道）中选定一个。其频率信号的产生使用频率合成器。接收方面采用开关选择式空间分集接收，以减小电波衰减的影响；机内使用大规模集成电路组装而成。

控制单元由电话手机显示屏、按键盘、蜂鸣器、指示灯等部分组成。为了节省发射机占用无线信道的时间，减少错拨、错发，在用户拨号时并不立即发出，而是将数字逐位显示并存入寄存器中，如遇出错，可以清除或修改。如果被叫用户占线，则有忙音提示，可按终止按钮，过会再发。控制单元还装有区外指示灯，提示已到服务区外。

逻辑单元的核心部件是单片微处理器，还有程序存储器、暂存器、输入/输出电路、分集开关控制电路等。逻辑单元实施10kbit/s信令的编码、解码，控制收发机开关，对用户发出忙音、蜂鸣音等。

当今，蜂窝移动通信正在由模拟系统向数字系统发展，引入数字蜂窝移动通信系统时，现存的模拟系统在一定时期内仍然会存在，这样将同时存在模、数两种系统，两类用户。针对这一问题，必须采取“兼容”措施。目前“兼容”的办法有两种：一种是“互通”，另一种是“双模”。当数字蜂窝系统用户要与模拟蜂窝系统用户通话时，可以通过固定通信网实行音频转接，欧洲GSM系统就是采取这种方法。而“双模”办法即要求基地站设备具备两种调制方式，美国D-AMPS系统就采取这种方式。我国目前选用“互通”方式解决兼容问题。国家无线电管理委员会已划出905～915MHz（移动台发、基地台收）和950～960MHz（移动台收、基地台发）10MHz频段供数字蜂窝移动通信系统使用。这样，就可在不影响现有模拟蜂窝系统使用的条件下引进数字蜂窝系统，按照我国国情，采用GSM系统的方法，“共存”、“互通”的措施解决兼容问题。

数字蜂窝系统与模拟蜂窝系统相比有更高的频谱利用率，更大的系统容量，能支持多种形式的通信业务，有完善的通信保密功能，对语音有较高的保真度，其投资成本也在逐步降低。数字蜂窝系统代表性的产品是欧洲的GSM系统，西欧邮电管理会议CEPT于1988年制定了GSM标准；美国的D-AMPS系统，美国电子工业协会EIA在AT＆T公司的配合下于1989年制定了数字蜂窝系统CADN标准，又称D-AMPS标准。