《个人移动通信》课后答案！！

第一章

1.蜂窝和低层PCS或无绳电话有什么区别？我们能够像蜂窝业务那样有效地使用公共低层PCS业务吗？用PHS作为实例判断你的答案。 答：（１）蜂窝：蜂窝技术用较低的用户带宽和较大的时延支持大范围的，持续的区域覆盖和高速用户。

低层PCS和无绳技术支持较低的用户移动性，但具有较高的带宽和较小的时延。 （２）可以

2.典型PCS网络结构的两个主要部分是什么？ 答：无线网络和有线传输网。 ３.数字PCS的主要优点是什么？ 答：（1）抗干扰能力强

（2）便于进行各种数字信号处理 （3）易于实现集成化

（4）经济效益比模拟通信高

（5）传输与交换可结合起来，传输电话与传输数据也可以结合起来，成为一个统一体，

有利于实现综合业务通信网

（6）便于多路复用

4.TDMA、FDMA和CDMA如何工作？用AMPS、GSM和cdmaOne（IS-95）比较这3种技术的容量。准确地说，因为GSM每个载波使用8个时隙，解释为什么GSM的容量不是AMPS的8倍。（提示：在AMPS中，频带被划分为30kHz的频率载波。另一方面，GSM的载波间隔是200kHz。）

答：TDMA又称时分多址，时分多址是把时间分割成周期性的帧(Frame)每一个帧再分割成若干个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终端的信号而不混扰。

FDMA又称频分多址，不同的用户分配在时隙相同而频率不同的信道上。按照这种技术，把在频分多路传输系统中集中控制的频段根据要求分配给用户。

CDMA又称码分多址，将具有一定信号带宽信息数据，用一个宽带远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经过载波调制后发送出去。

AMPS的无线通信就是基于FDMA，GSM是结合了TDMA和FDMA，cdmaOne是基于CDMA。AMPS中一个话音信道是30kHz，那么八个话音信道是240kHz；GSM中八个话音信道是30kHz+200kHz=230kHz；cdmaOne的容量是AMPS的5倍。所以看来，CDMA的容量是最大的。 5

6.术语上行链路和下行链路代表什么？

答：上行链路是从手机到基站的传输通路。 下行链路是从基站到手机的传输通路。 ７.解释TDD和FDD，并比较它们的优缺点。

答：TDD：时分双工，不需要对称频带，无线资源在上下行间可以灵活分配，更适合于数据传输非对称业务。

FDD：频分双工，技术成熟，可以连续发射信号，有较强的抗衰落能力。缺点是必须使用成对的频率，上下行频带之间需要有较大的频率间隔作为保护隔离频带

8.非开放性的和开放性的低层PCS系统设计上的主要区别是什么？

答：区别在于开放性的低层PCS系统允许通信设备利用工业、科学和医疗频带，从而避免因频带分配、申请许可证和标准化所造成的拖延。设计中：一方面为了减少对公共系统的干扰，TIA过度标准IS-94描述了AMPS中的应用接口，也描述了无绳电话基站和网络直接的协议和接口以控制基站的辐射；另一方面为给呼叫选择路由，在业务提供商的移动性数据库中，注册或撤销注册来往基站的话机的位置。

９.第二代和第三代移动通信技术的主要区别是什么？ 答：第二代：主要是用来传输话音及低比特率数据业务

第三代：提供更大的系统容量，更高的速度，无线因特网接入，以及包括话音，视频，图象和数据的无线多媒体业务。

第二章

1、什么是切换？什么是漫游？如何在漫游时切换？

答：切换：当一个移动用户正在通话时，此MS通过无线链路连接到一个BS上。如果移动用户移动到另一个BS覆盖的区域，则连到BS的无线链路最终被断掉，且需要建立一条到新基站的链路，以保持继续通话，这一过程不同地称为自动链路转换、切换。

漫游：一个移动用户从一个PCS（个人通信业务）系统移动到另一个PCS系统，此时必须告诉系统目前所在的位置，否则，就无法给移动用户提供业务。 漫游切换：用户离开自己早先注册的PCS系统，在其他PCS系统中与其MSC之间的切换。 2．描述BS间切换的主要步骤。你能否设计一个MS，它能够同时实施移动台控制的切换和网络控制的切换？

答：在BS间切换中，新BS和原BS连接到同一个MSC上。主要步骤：

1：MS立即结束通话，并通过给新BS一个空闲信道来发送信号，启动切换过程，然后重新恢复原BS上进行的通话。（a）

2：一旦收到信号，MSC就将密码信息发送到新BS所选择的空闲信道上，并由该信道建立新的通话路径。交换器将新路径桥接到原路径上，并通知MS从原信道转移到新的信道上。（b）

3：当MS转接到新BS之后，即给网络发信号，并用新的信道重新开始通话。（c）

4：一旦收到切换完成信号，网络从路径上去除所搭接的桥，并释放与原信道相关的资源。（d）

MSCMSCMSCMSC原BS新BS原BS新BS（b）第２步原BS（c）第３步新BS原BS新BS（a）第１步（d）第４步图2.2　基站间链路转换

设计一个MS，能同时实施移动台控制的切换和网络控制的切换：例如MAHO（移动台辅助

切换）：MS向原BS发送无线链路的测量报告消息，在GSM系统中，该信息每0.5s更新一次。当原BS确定需要切换时，它向MSC发送一条需要切换消息。按照网络一侧的动作，在MAHO中，切换由原BS发起，而在MCHO中，切换由新的BS发起。当MSC收到需要切换的消息之后，MSC检查由原BS提供的BS候选表，并挑选可用信道和级别最高的BS，然后，向新BS-切换的目标BS发送一条切换请求。当新BS确认请求后，MSC发送切换命令消息，其中包含新BS和原BS的RF信道信息。原BS命令MS将链路转换到BS上。MS调准到新的RF上，建立与新BS的信道连接，并向新BS发送切换完成消息。新BS通过切换完成消息通知MSC切换完成。然后，MSC通过清除命令清除在连接到原BS的链路。当原BS确认清除命令之后，切换过程完成。

3、描述系间切换的过程。在该过程中，什么是“归属MSC”？在一个系统间切换之后，我们是否必须将该“归属MSC”从呼叫路径中去除？为什么是或为什么不？ 答：系统间切换过程须遵循以下步骤：

第一步：MSC A请求MSC B在呼叫进行中执行切换测量。然后，MSC B选择一个候选BS——BS2，并询问有关正在进行的呼叫的信号质量参数。MSC B向MSC A返回信号质量参数值以及其他相关信息。

第二步：MSC A检查MS最近是否进行太多的切换（这是需要避免的，比如在BS1和BS2之间进行过许多切换，其中MS正在重叠区域移动）或没有系统间可用中继线。如果这样，MSC A退出这一过程；否则，MSC A请求MSC B建立一个语音信道。假定在BS2中能得到一个语音信道，MSC B指示MSC A开始无线链路的转移。

第三步：MSC A向MS发出切换命令。MS与BS2进行同步操作。在MS连接到BS2之后，MSC B通知MSC A切换成功了。然后，MSC A与MSC B建立呼叫路径（中继线）的连接，并完成切换过程。

归属MSC：在切换前后始终处在呼叫的路径上的MSC叫归属MSC，如上面的MSC A。 在一个系统间切换之后，我们不必将该“归属MSC”从呼叫路径中去除，因为，在MS与新MSC之间一条新路径的重建需要PSTN额外释放或建立一条中继线是不可能或不划算的。 4为什么路径最小化是必要的？你能否找出理由说明为什么一些蜂窝业务提供商不去实现路径最小化？

答：因为在在PCS中，网络的移动性管理开销很大，为了尽量的减小路由资源，必须要使路径最小化，以实现网络优化。目前一些运营商不实现路径最小化的原因是为了各自的利益，通过在漫游过程中为其它提供商提供可用路由收取一定的费用。 5、现有的蜂窝系统采用两极数据库结构，（如HLR和VLR）来支持漫游管理。用单级数据库结构实现一个蜂窝系统合适吗？

答：不合适，现有的蜂窝系统采用两极数据库，将移动性管理、用户鉴权及认证从MSC中分离出来，设置原籍位置寄存器（HLR）和访问位置寄存器（VLR）来进行移动性管理。每个移动用户必须在HLR中注册，其中存储的用户信息包括用户类别，向用户提供的服务，用户的各种号码、识别码、以及用户的保密参数等，还有关于用户当前位置的信息与建立至移动台的呼叫路由。访问位置寄存器（VLR）是存储用户位置的动态数据库，用于用户漫游。这样各思其职，可以减轻MSC的数据处理负担，增加用户各种数据信息管理清晰度。

6. 画一个MS发起的呼叫过程的消息流图。此过程与一个PSTN呼叫建立过程之间的主要区别是什么？ 答：

PSTN发起的呼叫建立过程与MS发起的呼叫过程的区别：固话用户摘机后必须经过交换机EXCH号码分析判定被叫为移动用户，通过7号信令协议，将呼叫接至GMSC，GMSC（网关MSC）根据MSDN确定被叫所属的HLR和MSC，然后分析被叫MS是在原位置还是漫游至其他位置，进行连接即可。而MS发起的主叫只需通过MSC分析后，即可与固话用户连接，无需经过GMSC等号码分析过程。另外，PSTN的交互主要是电路交换，而MS发起的呼叫的交换主要为分组交换。 7、SS7的主要构成模块是什么？

答：SS7网络由3个不同的部分组成：业务交换点（SSP），信令转换点（STP），业务控制点（SCP）。其中：

SSP是一个由SS7互连的电话交换机。SSP执行在节点上的呼叫发起、串接或终结等处理。PSTN中一个本地SSP可以是一个中心局或中端局。PCS网络中的SSP被称为移动交换中心（MSC）。

STP是一个在网络交换机与数据库之间中继SS7消息的交换机。基于SS7消息的地址域，STP将消息选路到正确的出发信令链路上。为满足严格的可靠性要求，STP成双配对。 SCP包含提供增强业务的数据库。SCP收到来自SSP的查询，并向SSP返回所请求的信息，在移动应用中，SCP可以包含一个HLR和一个VLR。 8 GTT术语表示什么？什么时候需要GTT?

答：GTT表示全球名称翻译。在SS7下进行网络管理时，由于MS从一个网络移动到另一个网络，由于访问MSC可能不知道原HLR的实际地址，访问MSC的VLR必须向某个STP发送包含MS识别符的消息(MIN)，将MIN翻译成HLR地址时需要用到GTT。

9、描述基本PCS位置更新过程。由于位置更新会带来额外的业务量，给出能够减少PSTN信令的可选方案。

答：基本PCS位置更新过程即PCS的注册过程：

第一步：假定某个移动用户的归属系统是在A地，当移动用户从一个城市移动到另一个城市，他（她）必须在这个新的来访系统中注册，实施位置更新。

第二步：新VLR通知移动用户的HLR此人当前的位置——新VLR的地址。HLR向VLR发送一个确认新消息，其中包括MS的注册表（profile）。 第三步：新VLR通知MS注册成功。

第四步：第二步之后，HLR还发送一个注销消息，删除原VLR中过期的位置信息，原VLR对此作出确认。

减少PSTN信令的可选方案：有人提出两种减少第四步注销成本方案，一种是：在“隐式注销”中，过期的VLR记录要到数据库满才被删除。如果当一个MS到达时，数据库满了，则删除一条记录，释放存储空间以容纳新MS。替换策略要物色一个替换记录（很可能一个有效的记录被替换了，有用的信息丢失了）。该方案的主要优点是没有注销的消息在网络（如SS7网络）上各单元之间传送。一种是：在“周期性注册”中，MS周期性地到VLR中注册。如果VLR在给定时间内没收到注册信息，该记录被删除。该方案仅仅产生MSC与VLR之间本地的消息业务，此外，如果VLR与MSC在一起，就不产生信令消息。还有人提出减少第二步注册流量的方案即所谓的“指针转发方案” 。它有两个操作：移动操作（注册）：当某个MS从一个VLR移动到另一个时，建立一个从原VLR到新VLR的指针，不需要在HLR中注册。寻找操作（呼叫发送）：当HLR试图找到MS并传递呼叫信息时，一个指针链被跟踪。寻找操作完成之后，HLR指针直接指向目的地VLR。 10. 什么叫指针转发？

答：指针转发就是指某个MS从一个VLR移动到另一个时，不需要在HLR中注册，而是建立一个从原VLR到新VLR的指针，当HLR试图找到MS并传送呼叫信息时，一个指针被跟踪，寻找操作完成之后，HLR指针指向目的地VLR。

11、HLR是一个集中化的数据库，在业务量很重时，它可能会成为一个瓶颈。设计一个分布式HLR结构以解决这个问题。

答：设计如下：在这种分布式HLR数据库网络结构中，原双层结构中HLR和VLR数据库用许多记录用户位置信息的数据库所代替。位置数据库按树状结构组织，树中每个节点都有位置数据库。树的叶节点类似于原来的VLR，其它各节点的位置数据库包含着子树中用户的位置信息。主叫MS发起呼叫，首先在与其相关的叶节点找被叫MS的位置信息，若无则一层层往上找直到找到，找到后再沿位置数据库记录的指针一层层往下找直到找到被叫用户。

如下图所示，当移动台MT2从M节点漫游A节点，由于M节点和A节点都属于B节点管辖，则只更新节点A和节点B中的位置信息，而不用涉及其他节点的操作。当移动台MT2呼叫移动台MT1时，MT2首先在节点A查询MT1用户的位置信息，如未查所需信息，呼叫请求将向上一层节点B查询，如此类推。当呼叫请求最终到达节点D时，用户MT1的位置信息将一定查询成功。找到后再沿位置数据库记录的指针，以D→E→F→G的顺序一层层往下找直到找到用户MT1。这种位置管理策略减少了信令信息传输的距离，但增加了数据库访问的次数。另外用户数目增加，位于根节点的位置数据库访问可能会负荷过重。

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