行動通訊基礎原理 國立屏東科技大學 資訊管理系 授課教師：童曉儒 教授 教材編撰：童曉儒 教授 林美賢.

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1 行動通訊基礎原理 國立屏東科技大學 資訊管理系 授課教師：童曉儒 教授 教材編撰：童曉儒 教授 林美賢

2 章節要點 (Chapter keys) 多媒體資料數位化 Packet Switching, Circuit switching, Virtual circuit switching 頻寬與功率 如何用載波傳送數位資料? 如何多人傳送? 如何降低資料量與傳輸錯誤? 多路徑衰弱現象(Multipath fading) 細胞式結構 OSI 七層模型

3 章節目錄 (Chapter layouts)
多媒體資料數位化 1 2 Packet Switching, Circuit switching, Virtual circuit switching 3 頻寬與功率 4 如何用載波傳送數位資料? 5 如何多人傳送? 6 如何降低資料量與傳輸錯誤? 多路徑衰弱現象(Multipath fading) 7 細胞式結構 8 9 OSI 七層模型

4 多媒體示意圖 圖片來源：http://learningtechnology.wikispaces.com
多媒體資料數位化 多媒體: 以文字、圖形、照片、動畫、影片、音效及語音等不同型式呈現的資料。(Information of different formats, e.g., texts, graphics, images, …) 將信息轉換成數位(digital)型態以利儲存。 數位化(Digitization):將類比信號(Analog)取樣(sampling)後轉換成數位信號，數位信號可供電腦處理與修改。 取樣(sampling) 類比訊號原為自然波 取樣就是對每一幅度(amplitude)用一個最接近的准位(level)來近似。 取樣頻率(sampling rate)越高、level越多，還原後訊號失真度越低。 取樣定理:假設訊號源的最高頻率為W Hz，sampling rate不能低於2W Hz，否則訊號還原後會過度失真變得無法辨識。 編碼:假設用n個位原來表示level值，則產生的資料量為nx2W bps。 Adaptive PCM(調適PCM) 多媒體示意圖 圖片來源：

5 數位化流程 (Digitization process)
所有訊息皆轉成數位(digital)的型態。 數位化(Digitization): 將類比信號取樣 (sampling)後轉換成數位訊號。 可供電腦後續處理。 使用者互動 圖片來源：Microsoft 將信息轉換成數位(digital)型態以利儲存。 數位化(Digitization):將類比信號(Analog)取樣(sampling)後轉換成數位信號，數位信號可供電腦處理與修改。 取樣(sampling) 類比訊號原為自然波 取樣就是對每一幅度(amplitude)用一個最接近的准位(level)來近似。 取樣頻率(sampling rate)越高、level越多，還原後訊號失真度越低。 取樣定理:假設訊號源的最高頻率為W Hz，sampling rate不能低於2W Hz，否則訊號還原後會過度失真變得無法辨識。 編碼:假設用n個位原來表示level值，則產生的資料量為nx2W bps。 Adaptive PCM(調適PCM) 數位化流程 (Digitization process) 圖片來源：

6 取樣(Sampling) 對每一取樣的幅度(amplitude)用一個最接近的準位(level)來近似。
取樣頻率(sampling rate)越高、level越多，還原後訊號失真度越低。 取樣定理 : 假設訊號源的最高頻率訊號為W Hz，sampling rate不能低於 2W Hz，否則訊號還原後會過度失真。 編碼：假設用n位元來表示level值，則產生的資料量為nx2W bps。 PCM (pulse code modulation): 假設語音最高頻率為4K Hz，採用256個level，則每個sample為8 bits，產生資料量為8*2*4K=64K bps。 將信息轉換成數位(digital)型態以利儲存。 數位化(Digitization):將類比信號(Analog)取樣(sampling)後轉換成數位信號，數位信號可供電腦處理與修改。 取樣(sampling) 類比訊號原為自然波 取樣就是對每一幅度(amplitude)用一個最接近的准位(level)來近似。 取樣頻率(sampling rate)越高、level越多，還原後訊號失真度越低。 取樣定理:假設訊號源的最高頻率為W Hz，sampling rate不能低於2W Hz，否則訊號還原後會過度失真變得無法辨識。 編碼:假設用n個位原來表示level值，則產生的資料量為nx2W bps。 Adaptive PCM(調適PCM) 延伸閱讀: What is Adaptive PCM?

7 Run-length資料壓縮 範例(run-length compression) 圖片來源：林仁勇等譯，計算機概論, 2/e, 歐亞書局
資料壓縮 (Data compression) 將原始的檔案資料，透過各種不同的數學演算法處理後，使檔案資料所需的儲存空間減少。(Data compression is to apply different mathematical algorithms to encode the original data to reduce the total data size.) 解壓縮(Decompression) ，將壓縮後的資料恢復原狀。 資料壓縮(Data compression):將原始的檔案資料，透過各種不同的數學演算法處理後，使檔案所需的儲存空間減少。 Run-length資料壓縮 範例(run-length compression) 圖片來源：林仁勇等譯，計算機概論, 2/e, 歐亞書局

8 常見資料壓縮：(Typical data compressions) 文字壓縮: Zip, ARJ
音訊資料壓縮(audio compression)－MP3, AAC 影像資料壓縮(image compression)－JPEG、GIF 視訊資料壓縮(video compression)－MPEG1, 2, 4, H.264 已壓縮資料的每4個位元代表原始資料的1前面的0的數量。 此種壓縮法稱為Run-length壓縮。 常見資料壓縮(Typical data compressions): 文字壓縮:Zip,ARJ 文字壓縮為Lostless壓縮—無損壓縮. 多媒體壓縮為Lossy compression—有損壓縮 音訊資料壓縮(audio compression) —MP3,AAC 影像資料壓縮(image compression) —JPEG,GIF 視訊資料壓縮(video compression) —MPEG1,2,4、H.264

9 章節目錄 (Chapter layouts)
多媒體資料數位化 1 2 Packet Switching, Circuit switching, Virtual circuit switching 3 頻寬與功率 4 如何用載波傳送數位資料? 5 如何多人傳送? 6 如何降低資料量與傳輸錯誤? 多路徑衰弱現象(Multipath fading) 7 細胞式結構 8 9 OSI 七層模型

10 Packet Switching, Circuit switching, Virtual circuit switching
data service Minimum transmission (TX) time = 3τ + 5(T/3) (single path assumed) What is TX time incurred using a datagram switch involving L hops and consisting of k packets? Minimum Delay = 3τ + 5(T/3) (single path assumed) Additional queueing delays possible at each link Packet pipelining enables message to arrive sooner In general the delay incurred using a datagram switch involving L hops and consisting of k packets is? Packet Swtiching(封包交換): 用於數據服務 T為延遲時間,T為檔案傳送時間;因為有3個封包所以單個封包傳送時間為T/3。

11 Messages broken into smaller units (packets)
Source & destination addresses in packet header Connectionless, packets routed independently (datagram) When a message arrives at the packet switch, the destination address is examined to determine the next hop. Packet may arrive out of order Re-sequencing maybe required at destination. Pipelining of packets across network can reduce delay, increase throughput Lower delay that message switching, suitable for interactive traffic 翻譯: 訊息會拆成小塊的封包 來源&目的地址包含在封包標頭 封包傳送不用事先建立連結 當一個封包到達路由器,會檢查目的地址以決定下一個傳送位置 封包可能會不按照順序到達目的地 封包到達目的地會重新排列

12 Circuit switching: telephone service. Minimum TX time = 6τ + T 用於電話服務

13 Virtual Circuit Switching: Integrated service
翻譯: 在傳送封包之前,在源頭和目的地之間建立虛擬線路 所有封包遵循相同路徑 用一個簡化的標頭標示連線 封包排隊等待傳送 可以動態調整傳送速率

14 Minimum TX time = 6τ + 5(T/3)
Connection Setup Packet transmission Minimum TX time = 6τ + 5(T/3) l Signaling messages propagate as route is selected l Signaling messages identify connection and setup tables in switches l Typically a connection is identified by a local tag, Virtual Circuit Identifier (VCI) l Each switch only needs to know how to relate an incoming tag in one input to an outgoing tag in the corresponding output l Once tables are setup, packets can flow along path

15 All packets follow the same path
Before the transmission of packets , it involves establishment of virtual circuit between source and destination All packets follow the same path Abbreviated header identifies connection on each link Packets queue for transmission Variable bit rates possible 翻譯: 在傳送封包之前,在源頭和目的地之間建立虛擬線路 所有封包遵循相同路徑 用一個簡化的標頭標示連線 封包排隊等待傳送 可以動態調整傳送速率

16 傳輸時間(TX time)比較

17 章節目錄 (Chapter layouts)
多媒體資料數位化 1 2 Packet Switching, Circuit switching, Virtual circuit switching 3 頻寬與功率 4 如何用載波傳送數位資料? 5 如何多人傳送? 6 如何降低資料量與傳輸錯誤? 多路徑衰弱現象(Multipath fading) 7 細胞式結構 8 9 OSI 七層模型

18 頻寬與功率 頻寬和功率：無線通訊系統中最重要的兩種資源。 如何利用最少的頻寬傳送最多的訊息? 行動通訊常用頻帶：
執照: MHz, 1.8 GHz, 2-11GHz等。 免執照: 2.4G Hz (ISM) 頻寬和功率是無線通訊系統中最重要的兩種資源 無線通訊和行動通訊的差異: 無線通訊強調不移動的連線;行動通訊則相反. 行動通訊要求從一個基地台移動到另一個基地台的過程中網路不能斷開;無線網路則否. 無線通訊的頻寬遠大於行動通訊的頻寬,功率較行動通訊小. 上圖(一) 為無線區域網路的標準 行動通訊常用頻帶: 需要執照: MHz,1.8GHz,2-11GHz等. 各個國家開放的頻段不一樣. 免執照:2.4GHz(ISM)

19 功率控制(Power control) is important! 功率: P=V2/R 瓦特（W） 分貝（dB）:用來量度強度
功率：太強會造成干擾、耗電。 功率控制(Power control) is important! 功率: P=V2/R 瓦特（W） 分貝（dB）:用來量度強度 相對功率(dB) = 　　　　　 Pl 實際功率 Pr 參考功率 絕對功率(dBm) =　　　　　　 上圖為行動通訊的標準 功率:太強會造成干擾、耗電. 功率: P=V2/R瓦特(W) 分貝(dB):用來量度強度

20 振幅(Amplitude)、頻率(Frequency)、相角(phase)
載波(carrier): 電磁波: 一般為正弦波。 振幅(Amplitude)、頻率(Frequency)、相角(phase) 載波(carrier): 電磁波:一般為正弦波. 振幅(Amplitude)、頻率(Frequency)、相角(phase) 數位信號透過改變上述三項的值來傳送訊號.

21 頻譜效益(spectrum efficieny): bps/HZ
頻寬(bandwidth/B): 載波的頻率範圍(HZ) 傳送的數位資料量 (bits per second/ bps) 頻譜效益(spectrum efficieny): bps/HZ 頻寬(bandwidth/B): 載波的頻率範圍(HZ) 傳送的數位資料量(bits per second/bps) 頻譜效益(spectrum efficiency): bps/HZ 將可使用的頻率範圍(fL~fH)再切成許多的小頻率來發送信號. 之所以是0~-3dB是因為訊號必須要夠強才能使用.

22 章節目錄 (Chapter layouts)
多媒體資料數位化 1 2 Packet Switching, Circuit switching, Virtual circuit switching 3 頻寬與功率 4 如何用載波傳送數位資料? 5 如何多人傳送? 6 如何降低資料量與傳輸錯誤? 多路徑衰弱現象(Multipath fading) 7 細胞式結構 8 9 OSI 七層模型

23 如何用載波傳送數位資料? 調變(modulation)：將訊號變化的資訊加在載波上面，藉由載波傳送到遠端的接收器。
解調(demodulation)：接收端將載波所承載的訊號變化的資訊解出，還原成原傳送的訊號。 數位調變 : 改變幅度、頻率及相角等三個量，來傳遞數位訊號，抗雜訊與失真的能力較佳。 常見的方法：  ASK (Amplitude shift keying,振幅偏移鍵制)  FSK (Frequency shift keying, 頻率偏移鍵制)  PSK (Phase shift keying, 相位偏移鍵制) 調變(modulation): 將訊號變化的資訊加在載波上面,藉由載波傳送到遠端的接收器. 解調(demodulation):接收端將載波所乘載的訊號變化的資訊解出,還原成傳送的訊號. 數位調變:改變幅度、頻率及相角等三個量,來傳遞數位訊號,抗雜訊與失真的能力較佳. 常見的方法: ASK(Amplitude shift keying,振幅偏移鍵制) FSK(Frequency shift keying,頻率偏移鍵制) PSK(Phase shift keying,相位偏移鍵制)

24 ASK (Amplitude shift keying, 振幅偏移鍵制)
以振幅較弱的訊號狀態代表 0 以振幅較強的訊號狀態代表 1 ASK(Amplitude shift keying,振幅偏移鍵制) 以振幅較弱的訊號狀態代表0 以振幅較強的訊號狀態代表1

25 FSK (Frequency shift keying, 頻率偏移鍵制):
以頻率較低的訊號狀態代表 0 以頻率較高的訊號狀態代表 1 FSK(Frequency shift keying,頻率偏移鍵制): 以頻率較低的訊號狀態代表0 以頻率較高的訊號狀態代表1

26 PSK (Phase shift keying, 相位偏移鍵制): 以訊號相位狀態的改變代表 1 以訊號相位狀態不變代表 0
以訊號相位狀態的改變代表1 以訊號相位狀態的不變代表0

27 ASK, PSK, FSK可混合使用。 例如: 假設ASK有2種變化；PSK有2種變化； FSK有4種變化；則我們有2x2x4=24個準位(level)變化，每個準位可代表4位元，稱為符元(Symbol)。 星座圖：8PSK，16QAM ASK,PSK,FSK可混合使用. 例如:假設ASK有2種變化;PSK有2種變化;FSK有4種變化;則我們有2X2X4=24個準位(level)變化,每個準位可代表4位元,稱為符元(Symbol). 星座圖:8PSK,16QAM 8PSK星座圖:把角度分成8等分,每個信號代表23個位元的資料. 16QAM星座圖:每個點代表一個準位,每個準位代表一個4位元的資料. ※點並不是越多越好,太多會造成訊號辨識出錯,需根據信號品質來增減數量. 8PSK 16QAM

28 章節目錄 (Chapter layouts)
多媒體資料數位化 1 2 Packet Switching, Circuit switching, Virtual circuit switching 3 頻寬與功率 4 如何用載波傳送數位資料? 5 如何多人傳送? 6 如何降低資料量與傳輸錯誤? 多路徑衰弱現象(Multipath fading) 7 細胞式結構 8 9 OSI 七層模型

29 如何多人傳送? 多工技術(Multiplexing): 匯集傳送多個用戶訊號: FDM, TDM, CDM, SDM。
分頻多工 Frequency Division Multiplexing (FDM) ：可用頻寬W被分成若干等份，每一使用者在所有的時間內使用部份的頻寬。 多工技術(Multiplexing):匯集傳送多個用戶訊號:FDM,TDM,CDM,SDM. 分頻多工Frequency Division Multiplexing:可用頻寬W被分成若干等分,每一使用者在所有的時間內 使用部分的頻寬.

30 分時多工 Time Division Multiplexing (TDM)：在訊號周期 T 時間內所有使用者輪流使用全部的頻寬，此輪流共享機制以T 時間為週期持續進行。
分碼多工 Code Division Multiplexing (CDM)：在展頻通訊中使用者使用彼此間相互正交的展頻碼展頻，經展頻後的調變訊號於所有的時間傳送於所有的頻寬中。 分時多工Time Divison Multiplexing: 在訊號周期T時間內所有使用者輪流使用全部的頻寬,此輪流 共享機制以T時間為周期持續進行. 分碼多工Code Division Multiplexing:在展頻通訊中使用者使用彼此間相互正交的展頻碼展頻,經展 頻後的調變訊號於所有的時間傳送於所有的頻寬中. ※3G傳輸使用這種技術

31 分空多工 Spatial Division Multiplexing (SDM)：此技術利用集中無線電鎗束(Bean)的方法將無線電涵蓋區域分割成若干等份，而每一等份分配給一個使用者。
分空多工 Spatial Division Multiplexing:此技術利用集中無線電鎗束(Bean)的方法將無線電涵蓋區域 分割成若干等份,而每一等份分配給一個使用者. ※4G傳輸使用這種技術

32 單工及雙工 單工(Simplex)：僅能單向傳送訊息的方式。
雙工(Duplex)：能以雙向傳送的方式，如基地台(Base station, BS)與行動台(Mobile station, MS)的雙向通道。 全雙工(Full duplex)：在同一個時間能達成雙向通訊的功能。 半雙工(Half duplex) ：若是雙向的通訊是在不同的時間完成。 分頻分工(Frequency division duplexing, FDD) ：雙向通訊的方式是由頻率分割達成。Full-FDD or Half-FDD 分時分工(Time division duplexing, TDD) ：雙向通訊是由時間分割完成。Half-TDD: Frame=downlink _sub-frame + uplink_sub-frame 單工(Simplex):僅能單向傳送訊息的方式. 雙工(Duplex):能以雙向傳送的方式,如基地台(Base station,BS)與行動台(Mobile station,MS)的雙向通道. 全雙工(Full duplex):在同一個時間能達成雙向通訊的功能. 半雙工(Half duplex):雙向的通訊是在不同的時間完成. 分頻分工(Frequency division duplexing, FDD):雙向通訊的方式是由頻率分割達成. Full-FDD or Half-FDD 分時分工(Time division duplexing, TDD):雙向通訊是由時間分割完成.Half-TDD: Frame = downlink_sub-frame + uplink_sub-frame.

33 多重存取 (Multiple Access)
多重存取: 主要解決from MS to BS的傳送 多重存取技術一般可分為：  控制存取(Controlled access)，系統可事先分配固定的上 行頻寬給每一使用者，而使用者依分配的頻寬傳送，彼此 間不會衝突，如FDMA、TDMA等。  隨機存取(Random access) ，各行動台有訊息要傳送時 就將訊息傳送出去，或者是先監聽通道若沒有其它使用者 傳送就送，或是其它各種修正的方式，但基地台都未參與 協調，如有名的ALOHA協定。Pure ALOHA, slotted ALOHA  控制存取適用於負載量大的情況；隨機存取適用於負載量小的情況。 多重存取:主要解決from MS to BS的傳送. 多重存取技術一般可分為: 控制存取(Controlled access),系統可事先分配固定的上行頻寬給每一使用者,而使用者依分配的頻寬傳送,彼此間不會衝突,如FDMA,TDMA等. 隨機存取(Random access),各行動台有訊息要傳送時就將訊息傳送出去,或者是先監聽通道若沒有其他使用者傳送就送,或是其他各種修正的方式,但基地台都未參與協調,如有名的ALOHA協定: Pure ALOHA, slotted ALOHA. ※訊號如果相撞,兩邊會隨機等候一段時間再進行傳送,以減少再次相撞的機率控制存取適用於負載量大的情況;隨機存取適用於負載量小的情況.

34 FDMA (frequency division multiple access)：使用FDM多 工方式的多重存取技術。(時域共用)
TDMA(time division multiple access)：使用TDM多工方式 的多重存取技術。(頻域共用) CDMA (code division multiple access) ：使用CDM多工方 式的多重存取技術。(時、頻域共用) SDMA (space division multiple access)：使用SDM多工方 式的多重存取技術。(空間分割) FDMA(frequency division multiple access):使用FDM多工方式的多重存取技術.(頻率共用) TDMA(time division multiple access):使用TDM多工方式的多重存取技術.(時域共用) CDMA(code division multiple access):使用CDM多工方式的多重存取技術.(時,頻域共用) SDMA(space division multiple access):使用SDM多工方式的多重存取技術.(空間分割)

35 章節目錄 (Chapter layouts)
多媒體資料數位化 1 2 Packet Switching, Circuit switching, Virtual circuit switching 3 頻寬與功率 4 如何用載波傳送數位資料? 5 如何多人傳送? 6 如何降低資料量與傳輸錯誤? 多路徑衰弱現象(Multipath fading) 7 細胞式結構 8 9 OSI 七層模型

36 如何降低資料量與傳輸錯誤? 訊號源編碼(Source coding)：將訊號源的速率儘可能的降低， 以減少所需傳送於通訊通道中的資訊量，亦即壓縮。(MP3, ACC, H.264) 通道編碼(Channel coding)：於訊號中有技巧的加入冗餘， 當傳送訊號遭受到通道雜訊影響而產生錯誤時能有效的檢測出 或更正。(CRC, FEC, HARQ) Source coding Channel coding Channel coding Source coding 訊號源編碼(Source coding): 將訊號源的速率盡可能的降低,以減少所需傳送於通訊通道中的資訊量,亦即壓縮.(MP3,ACC,H.264) 通道編碼(Channel coding): 於訊號中有技巧的加入冗餘,當傳送訊號遭受到通道雜訊影響而產生錯誤時能有效的檢測出或更正.(CRC,FEC,HARQ)

37 循 環 冗 餘 碼 Cyclic redundancy check (CRC)
是兩個位元組資料流採用二進制除法（沒有進位，使用XOR來代替減法）相除所得到的餘數。 其中被除數是需要計算校驗和的資訊資料流的二進制表示； 除數是一個長度為的預定義（短）的二進制數， 通常用多項式的係數來表示。在做除法之前，要在資訊資料之後先加上個0. 這張圖老師在商數的部分好像少了一個1，而兩個長除法都是。

38 Forward Error Connection (FEC)
FEC(N, k): Reed-Solomon Codes (RS)以(N, k)表示，是由N個byte所組成，其中包括k個 data bytes與N-k個parity bytes，能夠提供 N-k /2個error correction或 N-k個erasure correction。 以FEC(8, 5) erasure code 為例 FEC encoder FEC decoder X Forward Error Correction(FEC) FEC(N,k): Reed-Solomon Codes(RS)以(N,k)表示,是由N個byte所組成,其中包括k個data bytes與N-k個parity bytes,能夠提供 (N-k)/2個error correction或 N-k個erasure correction. ※N是編碼後的資料量,k為原始資料量 以FEC(8,5)erasure code為例

39 HARQ Hybrid Automatic Repeat reQuest
自動重傳請求(Automatic Repeat-reQuest, ARQ)，透過ACK／NACK，決定是否要重送。 HARQ 是 ARQ的改進，在ARQ系統中引入FEC子系統。 FEC可用來糾正經常出現的錯誤圖樣以減少重傳的次數。 HARQ應用於HSDPA 與 HSUPA 系統上。 HARQ(Hybrid Automatic Repeat request) 自動重傳請求(Automatic Repeat-reQuest, ARQ),透過ACK/NACK,決定是否要重送. ARQ缺點:每次都需等待接收ACK/NACK的時間. HARQ是ARQ的改進,在ARQ系統中引入FEC子系統.FEC可用來糾正經常出現的錯誤圖樣以減少重傳的次數.HARQ應用於HSDPA與HSUPA系統上.

40 章節目錄 (Chapter layouts)
多媒體資料數位化 1 2 Packet Switching, Circuit switching, Virtual circuit switching 3 頻寬與功率 4 如何用載波傳送數位資料? 5 如何多人傳送? 6 如何降低資料量與傳輸錯誤? 多路徑衰弱現象(Multipath fading) 7 細胞式結構 8 9 OSI 七層模型

41 多路徑衰弱現象 (Multipath fading)
訊號行經不同的路徑因而有不同的延遲及不同的衰減的特性。 訊號行經不同的路徑因而有不同的延遲及不同的衰減的特性.

42 章節目錄 (Chapter layouts)
多媒體資料數位化 1 2 Packet Switching, Circuit switching, Virtual circuit switching 3 頻寬與功率 4 如何用載波傳送數位資料? 5 如何多人傳送? 6 如何降低資料量與傳輸錯誤? 多路徑衰弱現象(Multipath fading) 7 細胞式結構 8 9 OSI 七層模型

43 細胞式結構 邊界干擾：相鄰區域不能使用相同的頻率。 頻率重用 ：在干擾可接受的情況下頻率重新再度使用 。 細胞式結構
邊界干擾:相鄰區域不能使用相同的頻率. 頻率重用:在干擾可接受的情況下頻率重新再度使用.

44 N越小，頻率再使用率越高；但覆蓋面積越小。
細胞式結構 載波對干擾(C/I)比值： 建構細胞式系統 N: 頻率數 N越小，頻率再使用率越高；但覆蓋面積越小。 ※六角形排法可以使基地台的數量最少,並且覆蓋的範圍最大. ※C代表載波的信號功率值,I代表周邊鄰近基地台的信號功率值. ※N代表建設一個基地台需用到的最少頻率數.

45 增加細胞式系統容量的方法: 縮小細胞：基地台數量增加 ，需要經常換基地台。 細胞分裂：某些使用者密度較高的細胞裡再規畫更小的細胞。
扇形化：將細胞分割成若干扇形（如以六十度為一個扇形將一細胞 分割成三個扇形） 細胞扇形化 細胞分裂 增加細胞式系統容量的方法: 縮小細胞:基地台數量增加,需要經常換基地台. 細胞分裂:某些使用者密度較高的細胞裡在規劃更小的細胞. 扇形化:將細胞分割成若干扇形(如以一百二十度為一個扇形將一細胞分割成三個扇形) ※用指向形天線將信號集中於特定角度以降低干擾.

46 切換(又稱越區切換、過區切換；handover, handoff): 指移動台在通話過程中從一個基站覆蓋區移動到另一個基站覆蓋區，或是由於外界干擾而切換到另一條話音信道上的過程。
切換有硬切換和軟切換之分： 硬切換是指先斷開當前連接，緊接著做一個新的連接。因此，在此種情況下，在第二個連接這前，第一個連接會被掐掉(通常是不可忍受的)。 軟切換是指在連接從源小區轉移到目的小區進，會保持與源小區的連接，同時嘗試與目的小區的連接。 切換(又稱越區切換、過區切換; handover, handoff): 指移動台在通話過程中從一個基站覆蓋區移動 到另一個基站覆蓋區,或是由於外界干擾而切換到另一條語音信道上的過程. 切換有硬切換和軟切換之分: 硬切換是指先斷開當前連結,緊接著做一個新的連接.因此,在此種情況下,在第二個連接之前,第一 個連接會被掐掉.(通常是不可忍受的).

47 1G: 北美行動電話系統 AMPS 系統架構： 類比調變 頻譜效率差 抗雜訊能力差 保密差 行動台(mobile station, MS)
基地台(base station, BS) 行動電話交換中心(mobile telephone switching office, MTSO) 公用電話網路(public switching telephone network, PSTN) ※現在大部分的系統架構都沿用自此架構.

48 章節目錄 (Chapter layouts)
多媒體資料數位化 1 2 Packet Switching, Circuit switching, Virtual circuit switching 3 頻寬與功率 4 如何用載波傳送數位資料? 5 如何多人傳送? 6 如何降低資料量與傳輸錯誤? 多路徑衰弱現象(Multipath fading) 7 細胞式結構 8 9 OSI 七層模型

49 OSI 七層模型 實體層(Physical layer) 資料鏈路控制層(Data link control layer)
網路層(Network layer) 轉運層(Transport layer) 進程層(Session layer) 展現層(Presentation layer) 應用層(Application layer) 行動網路屬於資料鏈路控制層(Data link control layer) 實體層(Physical layer) 資料鏈路控制層(Data link control layer) ※行動通訊提供實體層和資料連結層 的功能 網路層(Network layer) 轉運層(Transport layer) 進程層(Session layer) 展現層(Presentation layer) 應用層(Application layer)