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移動(dòng)通信技術(shù)基礎(chǔ),大唐移動(dòng)通信設(shè)備有限公司 客服中心,培訓(xùn)中心,聲明,安全聲明 產(chǎn)品內(nèi)部可能存在致命的或危險(xiǎn)的電力設(shè)備,請(qǐng)勿對(duì)設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行人工操作。在工作過(guò)程中,請(qǐng)注意查看安全告警提示,避免單獨(dú)對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作。 版權(quán)聲明 大唐移動(dòng)通信設(shè)備有限公司 版權(quán)所有,保留一切權(quán)利。 本資料及其包含的所有內(nèi)容為大唐移動(dòng)通信設(shè)備有限公司(大唐移動(dòng))所有,受中國(guó)法律及適用之國(guó)際公約中有關(guān)著作權(quán)法律的保護(hù)。未經(jīng)大唐移動(dòng)書(shū)面授權(quán),任何人不得以任何形式復(fù)制、傳播、散布、改動(dòng)或以其它方式使用本資料的部分或全部?jī)?nèi)容,違者將被依法追究責(zé)任。 由于產(chǎn)品版本升級(jí)或其它原因,本文檔內(nèi)容會(huì)不定期進(jìn)行更新。除非另有約定,本文檔僅作為教學(xué)指導(dǎo),本文檔中的所有陳述、信息和建議不構(gòu)成任何明示或暗示的擔(dān)保。 免責(zé)聲明 本文檔所述對(duì)設(shè)備的操作方法,有可能對(duì)設(shè)備造成直接或間接的損壞、數(shù)據(jù)沖突,以及引起網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行故障,大唐移動(dòng)對(duì)使用任何非指定的培訓(xùn)用設(shè)備而造成的任何風(fēng)險(xiǎn)不承擔(dān)任何責(zé)任。 對(duì)非指定的培訓(xùn)用設(shè)備的操作,請(qǐng)咨詢(xún)相應(yīng)的大唐移動(dòng)設(shè)備的技術(shù)支持人員并參照相應(yīng)的技術(shù)手冊(cè)。,課程目標(biāo),掌握移動(dòng)通信基礎(chǔ)知識(shí) 了解2G/2G+移動(dòng)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 掌握3G移動(dòng)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和演進(jìn) 掌握CN結(jié)構(gòu)和移動(dòng)通信基本呼叫流程,1 移動(dòng)通信基礎(chǔ)知識(shí),2 2G/2G+移動(dòng)通信系統(tǒng),3 3G移動(dòng)通信系統(tǒng),4 CN與移動(dòng)通信呼叫流程,移動(dòng)通信技術(shù)基礎(chǔ),1.1 移動(dòng)通信發(fā)展歷程,1.2 移動(dòng)通信的主要特點(diǎn),1.3 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與體制,1.4 移動(dòng)通信呼叫相關(guān)概念,1.5 移動(dòng)通信的主要技術(shù),1 移動(dòng)通信基礎(chǔ)知識(shí),物理發(fā)現(xiàn) 1831年法拉第電磁感應(yīng),1873年馬克斯韋爾的電磁場(chǎng)理論。 1906年發(fā)明電子管 1928年奈奎斯特準(zhǔn)則和取樣定理,1948年山農(nóng)定理。 20世紀(jì)50年代發(fā)明半導(dǎo)體,60年代 發(fā)明集成電路。 20世紀(jì)50年代發(fā)明航天技術(shù) 20世紀(jì)60年代發(fā)明激光,70年代發(fā)明光導(dǎo)纖維,1 移動(dòng)通信基礎(chǔ)知識(shí) 1.1移動(dòng)通信發(fā)展歷程,1 移動(dòng)通信基礎(chǔ)知識(shí) 1.1移動(dòng)通信發(fā)展歷程,第一代蜂窩系統(tǒng): * AMPS (美國(guó)) * TACS (英國(guó)) * NMT (北歐),第二代蜂窩系統(tǒng): * GSM/DCS1800 (歐洲) * IS-95 CDMA (美國(guó)),第三代蜂窩系統(tǒng): * WCDMA * cdma2000 * TD-SCDMA,模擬系統(tǒng),數(shù)字系統(tǒng),數(shù)字系統(tǒng),由模擬向數(shù)字的發(fā)展:,中國(guó)移動(dòng)電話(huà)市場(chǎng)增長(zhǎng)趨勢(shì),中國(guó)是全球最大的無(wú)線(xiàn)及移動(dòng)通信市場(chǎng),1 移動(dòng)通信基礎(chǔ)知識(shí) 1.1移動(dòng)通信發(fā)展歷程,我國(guó)移動(dòng)通信制造產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀,70 80 90 00 10,R/D,1G (FDMA),2G(TDMA),3G(CDMA),4G?,Standard,Widely application,Product Development,1 移動(dòng)通信基礎(chǔ)知識(shí) 1.1移動(dòng)通信發(fā)展歷程,面向21世紀(jì)通信的重大變革,20世紀(jì) 21世紀(jì) 業(yè)務(wù)方式 以音頻為主的單媒體 以視頻為主的多媒體 干線(xiàn)傳輸 微波 光纖 用戶(hù)傳輸 有線(xiàn) 無(wú)線(xiàn) 復(fù)接方式 PDH SDH 交換模式 STM ATM / IP 網(wǎng)絡(luò)方式 三網(wǎng)鼎立 三網(wǎng)融合,1 移動(dòng)通信基礎(chǔ)知識(shí) 1.1移動(dòng)通信發(fā)展歷程,面向21世紀(jì)通信的三大革命,以干線(xiàn)傳輸光纖化為標(biāo)志的光纖革命 以SDH、ATM和IP為標(biāo)志的數(shù)字革命 以個(gè)人通信和無(wú)線(xiàn)接入為標(biāo)志的無(wú)線(xiàn)革命,面向21世紀(jì)通信的兩大平臺(tái),光纖通信平臺(tái) 無(wú)線(xiàn)通信平臺(tái),1 移動(dòng)通信基礎(chǔ)知識(shí) 1.1移動(dòng)通信發(fā)展歷程,新一代無(wú)線(xiàn)通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),1 移動(dòng)通信基礎(chǔ)知識(shí) 1.1移動(dòng)通信發(fā)展歷程,新一代無(wú)線(xiàn)通信的標(biāo)準(zhǔn)系列,1 移動(dòng)通信基礎(chǔ)知識(shí) 1.1移動(dòng)通信發(fā)展歷程,GLOBAL,INTER NATIONAL,NATIONAL,LOCAL,ANALOG SPEECH,3G IMT-2000 2000 WCDMA , CDMA2000,TD-SCDMA.,2G+ HSCSD,GPRS,EDGE 1995,2G DIGITAL 1992 GSM,CDMA,PDC.,1G ANALOG 1985 AMPS , TACS, NMT,DIGITAL SPEECH, SMS,MMS, LOW BIT RATE,HIGH BIT RATE SERVICES,4G.,1 移動(dòng)通信基礎(chǔ)知識(shí) 1.1移動(dòng)通信發(fā)展歷程,1.1 移動(dòng)通信的發(fā)展歷程,1.2 移動(dòng)通信的主要特點(diǎn),1.3 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與體制,1.4 移動(dòng)通信呼叫相關(guān)概念,1.5 移動(dòng)通信的主要技術(shù),1 移動(dòng)通信基礎(chǔ)知識(shí),1 移動(dòng)通信發(fā)展歷程 1.2移動(dòng)通信的主要特點(diǎn),概念 指移動(dòng)通信雙方或至少其中一方在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中進(jìn)行信息傳遞的通行方式。,特點(diǎn) 必須利用無(wú)線(xiàn)電波進(jìn)行信息傳輸 在復(fù)雜的干擾環(huán)境中運(yùn)行,有效性,可靠性,資源緊張:日益增長(zhǎng)的用戶(hù)數(shù)和有限頻譜資源的矛盾,環(huán)境惡劣:用戶(hù)對(duì)業(yè)務(wù)質(zhì)量的需求和無(wú)線(xiàn)傳播環(huán)境的矛盾,1 移動(dòng)通信發(fā)展歷程 1.2移動(dòng)通信的主要特點(diǎn),無(wú)線(xiàn)通信的傳播信道,無(wú)線(xiàn)傳播環(huán)境的復(fù)雜性: 天波(電離層、對(duì)流層)、地波(直射、反射、繞射) 信道的分類(lèi) 帶寬受限信道和功率受限信道 非色散信道和色散信道 恒參信道和變參信道 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道和多址信道,1 移動(dòng)通信發(fā)展歷程 1.2移動(dòng)通信的主要特點(diǎn),加性高斯白噪聲信道上的山農(nóng)定理 CW log2(1+S/N) b/s 令:S/N=Eb/N0C/W 山農(nóng)定理就可以寫(xiě)成: Eb/N0=(2C/W - 1)/(C/W) 帶寬受限信道 Eb/N0 C/W W 無(wú)限 功率可以無(wú)限制地?fù)Q取帶寬 功率受限信道 W C/W Eb/N0 有限 當(dāng)W ,Eb/N0 -1.6dB,即為山農(nóng)極限; 帶寬不能無(wú)限制地?fù)Q取功率,山農(nóng)信道容量曲線(xiàn),1 移動(dòng)通信發(fā)展歷程 1.2移動(dòng)通信的主要特點(diǎn),色散與非色散信道、恒參與變參信道,輸入信號(hào)為時(shí)域沖擊函數(shù),檢驗(yàn)是色散信道還是非色散信道。 輸入信號(hào)為頻域沖擊函數(shù),檢驗(yàn)是恒參信道還是變參信道。,1 移動(dòng)通信發(fā)展歷程 1.2移動(dòng)通信的主要特點(diǎn),點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道和多址信道,點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道 和有線(xiàn)信道類(lèi)似,體現(xiàn)不出無(wú)線(xiàn)的特點(diǎn)。,點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道,多址信道 無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)耐怀鰞?yōu)點(diǎn)之一是能實(shí)現(xiàn)多址接入。,1 移動(dòng)通信發(fā)展歷程 1.2移動(dòng)通信的主要特點(diǎn),1.1 移動(dòng)通信的發(fā)展歷程,1.2 移動(dòng)通信的主要特點(diǎn),1.3 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與體制,1.4 移動(dòng)通信呼叫相關(guān)概念,1.5 移動(dòng)通信的主要技術(shù),1 移動(dòng)通信基礎(chǔ)知識(shí),1.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與體制 1.3.1網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng):包括BTS、BSC等,實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)傳輸功能 核心網(wǎng)絡(luò):包括MSC、HLR、VLR等,提供信息交換和傳輸 電話(huà)交換網(wǎng)絡(luò):PSTN IP網(wǎng)絡(luò) 移動(dòng)終端:多模式、多頻段的終端設(shè)備,1.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與體制 1.3.2 大區(qū)制,基站,f1,f2,f4,f5,f6,MS1,MS3,MS2,f3,上行信號(hào),下行信號(hào),一個(gè)信道包含收、發(fā)一對(duì)頻率,1.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與體制 1.3.3 蜂窩小區(qū),蜂窩技術(shù) 不單純分割頻率 而是分割地理區(qū)域 更加有效的使用無(wú)線(xiàn)頻率,1.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與體制 1.3.4 蜂窩的形成,1.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與體制 1.3.5 移動(dòng)通信的體制,由大區(qū)向蜂窩的發(fā)展,容量大幅度提高 連續(xù)覆蓋面廣 功率大大降低,系統(tǒng)的總面積為As,小區(qū)的面積為Ac,單位帶寬所能支持的小區(qū)用戶(hù)數(shù)(小區(qū)容量)為m,整個(gè)工作頻段的帶寬為W,系統(tǒng)的簇尺寸為K。 系統(tǒng)的總用戶(hù)數(shù)為: 整個(gè)系統(tǒng)在單位帶寬、單位面積內(nèi)的用戶(hù)數(shù)(系統(tǒng)容量)為:,系統(tǒng)容量n和小區(qū)容量m成正比,和簇尺寸K成反比,和小區(qū)面積Ac成反比。,1.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與體制 1.3.6 蜂窩系統(tǒng)干擾分析,1.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與體制 1.3.7 前向和反向鏈路同頻干擾,根據(jù)前面的討論,系統(tǒng)的容量及干擾對(duì)簇尺寸的要求是互相矛盾的。提高簇尺寸K,可以增加接收的C/I值,但同時(shí)也降低了系統(tǒng)的容量。 正確選擇簇尺寸的方法是:根據(jù)載干比的最低要求選定簇尺寸K。在此條件下再采取其它提高容量的措施。 例如:AMPS系統(tǒng)要求C/I18dB,求出K 7。 GSM系統(tǒng)要求C/I12dB,求出K 4。,扇區(qū)化能夠減少干擾,從而降低對(duì)簇尺寸的要求,因而可以提高系統(tǒng)容量。,1.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與體制 1.3.7 前向和反向鏈路同頻干擾,1.1 移動(dòng)通信的發(fā)展歷程,1.2 移動(dòng)通信的主要特點(diǎn),1.3 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與體制,1.4 移動(dòng)通信呼叫相關(guān)概念,1.5 移動(dòng)通信的主要技術(shù),1 移動(dòng)通信基礎(chǔ)知識(shí),1.4 呼叫相關(guān)概念 1.4.1 移動(dòng)通信系統(tǒng)的基本呼叫,MOC (Mobile Originated Call),MTC (Mobile Terminated Call),MMC (Mobile to Mobile Call),1.4 呼叫相關(guān)概念 1.4.2 移動(dòng)主叫有關(guān)的體系結(jié)構(gòu),BSS: Base Station Subsystem MSC: Mobile Switching Center VLR: Visiting Location Register HLR: Home Location Register,Core Network,BSS,MSC,VLR,HLR,PSTN,MSC-B,VLR,HLR,1.4 呼叫相關(guān)概念 1.4.3 移動(dòng)被叫有關(guān)的體系結(jié)構(gòu),BSS,MSC-A,VLR,HLR,PSTN,1、Home Location與Visting Loacation 2、MSC與多個(gè)BSS 3、單個(gè)BSS與多個(gè)UE,1.4 呼叫相關(guān)概念 1.4.4 漫游,MSC-B,VLR,HLR,BSS001,MSC-A,VLR,HLR,BSS100,漫游是蜂窩移動(dòng)電話(huà)的用戶(hù)在離開(kāi)本地區(qū)或本國(guó)時(shí),仍可以在其他一些地區(qū)或國(guó)家繼續(xù)使用他們的移動(dòng)電話(huà)手機(jī)。,1.4 呼叫相關(guān)概念 1.4.5 切換,硬切換 軟切換 接力切換,BSS,MSC,BSS,VLR,HLR,1.4.5 切換技術(shù) 1.4.5.1 硬切換技術(shù),BSS001,BSS100,1.4.5 切換技術(shù) 1.4.5.2 軟切換技術(shù),BSS001,BSS100,1.4.5 切換技術(shù) 1.4.5.3 接力切換技術(shù),BSS001,BSS100,1.4 呼叫相關(guān)概念 1.4.6 編號(hào)計(jì)劃M(mǎn)SISDN,移動(dòng)用戶(hù)號(hào)碼(MSISDN) 國(guó)家號(hào)碼(CC):中國(guó)為86 MAC:移動(dòng)接入碼 =139(8、7、6、5、0、1) 移動(dòng)用戶(hù)號(hào)(SN):H0H1H2H3ABCD H0H1H2H3:HLR識(shí)別碼,由總部統(tǒng)一分配到本地網(wǎng); ABCD:移動(dòng)用戶(hù)號(hào),由HLR自行分配,1.4 呼叫相關(guān)概念 1.4.7 編號(hào)計(jì)劃 IMSI,國(guó)際移動(dòng)用戶(hù)識(shí)別碼(IMSI) 此號(hào)碼是移動(dòng)通信網(wǎng)中唯一能識(shí)別一個(gè)移動(dòng)用戶(hù)的號(hào)碼。 移動(dòng)國(guó)家號(hào)碼(MCC) :中國(guó)為460. 移動(dòng)網(wǎng)號(hào)(MNC) :移動(dòng)為00,聯(lián)通:01. 移動(dòng)用戶(hù)識(shí)別碼(MSIN) :H1H2H3,臨時(shí)移動(dòng)用戶(hù)識(shí)別碼(TMSI) 提高IMSI使用的安全性 本地MSC分配的4字節(jié)編碼,1.1 移動(dòng)通信的發(fā)展歷程,1.2 移動(dòng)通信的主要特點(diǎn),1.3 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與體制,1.4 移動(dòng)通信呼叫相關(guān)概念,1.5 移動(dòng)通信的主要技術(shù),1 移動(dòng)通信基礎(chǔ)知識(shí),1 移動(dòng)通信基礎(chǔ)知識(shí) 1.5 移動(dòng)通信的主要技術(shù),信源編碼,信道編碼,調(diào)制,解調(diào)制,信源解碼,信道解碼,物理信道,干擾,數(shù)字通信系統(tǒng)的功能方框圖,1.5 移動(dòng)通信的主要技術(shù) 1.5.1多址技術(shù) Multiplex,概念 在一個(gè)通信網(wǎng)內(nèi)各個(gè)移動(dòng)臺(tái)、站共用指定的射頻頻道,進(jìn)行相互間的多邊通信。 主要是用于網(wǎng)絡(luò)側(cè)區(qū)別不同的上行用戶(hù);,基本類(lèi)型 FDMA :Frequency Division Multiple Access TDMA :Time Division Multiple Access CDMA :Code Division Multiple Access SDMA :Space Division Multiple Access,1.5.1 多址技術(shù) 1.5.1.3 多址技術(shù) Multiplex,頻率,時(shí)間,功率,FDMA TDMA,FDMA TDMA CDMA,頻率,時(shí)間,時(shí)間,頻率,功率,功率,FDMA,1.5.2 雙工技術(shù) 1.5.2.2 示意圖,1.5.2 雙工技術(shù) 1.5.2.3 FDD與FDMA,FDD:用戶(hù)的收發(fā)信息,通過(guò)上行和下行的不同頻率信道進(jìn)行傳遞,從而實(shí)現(xiàn)用戶(hù)能夠同時(shí)進(jìn)行信息的收發(fā)。 FDMA:用戶(hù)在收發(fā)信息時(shí),區(qū)別于其他用戶(hù)的方式,是獨(dú)占一個(gè)頻率的無(wú)線(xiàn)信道。,TDD:用戶(hù)的收發(fā)信息,通過(guò)上行和下行的頻率信道不同時(shí)間間隙進(jìn)行傳遞,從而實(shí)現(xiàn)用戶(hù)能夠同時(shí)進(jìn)行信息的收發(fā)。 TDMA:用戶(hù)在收發(fā)信息時(shí),區(qū)別于其他用戶(hù)的方式,是獨(dú)占一個(gè)頻率的無(wú)線(xiàn)信道的某些固定時(shí)間間隙,1.5 移動(dòng)通信的主要技術(shù) 1.5.3擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù):Shannon公式,Shannon 在1948年發(fā)表論文,對(duì)信道極限容量進(jìn)行了分析: W 為帶寬, 單位:Hz S 為信號(hào)功率,單位:W N 為總的噪聲功率,單位:W C 為信道容量,單位:bit/s,1.5.3擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù) 1.5.3.1 示意圖,Symbol,After spreading,After narrow band filter,1.5.3擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù) 1.5.3.3CDMA 擴(kuò)頻調(diào)制原理,Spectrum,1.5.3擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù) 1.5.3.2 參量,Symbol: 一個(gè)單元的基帶數(shù)字信號(hào)稱(chēng)為一個(gè)符號(hào); Chip: PN序列的一個(gè)脈沖或符號(hào)稱(chēng)為一個(gè)碼片; Chip Rate: 碼片速率;PN的速率; TD-SCDMA 1.28 (Mcps) WCDMA 3.84(Mcps) Spread factor: 擴(kuò)頻時(shí),每數(shù)據(jù)符號(hào)等時(shí)長(zhǎng)的碼片數(shù)目稱(chēng)為擴(kuò)頻因子;,1.5.3擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù) 1.5.3.4多用戶(hù)擴(kuò)頻與解擴(kuò),1.5.3擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù) 1.5.3.5CDMA 技術(shù)- 碼樹(shù)的概念,課程回顧,1.1 移動(dòng)通信的發(fā)展歷程,1.2 移動(dòng)通信的主要特點(diǎn),1.3 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與體制,1.4 移動(dòng)通信呼叫相關(guān)概念,1.5 移動(dòng)通信的主要技術(shù),思考,移動(dòng)被叫有關(guān)的體系結(jié)構(gòu)如下圖,請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)填寫(xiě)網(wǎng)元設(shè)備(子系統(tǒng))名稱(chēng),2.1 第一代移動(dòng)通信系統(tǒng),2.2 GSM網(wǎng)絡(luò),2.3 IS-95網(wǎng)絡(luò),2.4 2G+網(wǎng)絡(luò),2 2G/2G+移動(dòng)通信系統(tǒng),2 2G/2G+移動(dòng)通信系統(tǒng)概述 2.1 第一代移動(dòng)通信系統(tǒng),AMPS: Advanced Mobile Phone Service NMT: Nordic Mobile Telephony TACS: Total Access Communications System,890 915 935 960MHz,一對(duì)信道,上行 下行,頻點(diǎn)間隔25kHz,FDMA,在單一模擬電路交換平臺(tái)上,完成單一模擬話(huà)音業(yè)務(wù),2.1 第一代移動(dòng)通信系統(tǒng),2.2 GSM網(wǎng)絡(luò),2.3 IS-95網(wǎng)絡(luò),2.4 2G+網(wǎng)絡(luò),2 2G/2G+移動(dòng)通信系統(tǒng),2.2 GSM網(wǎng)絡(luò) 2.2.1 2G系統(tǒng)對(duì)1G的增強(qiáng),比模擬系統(tǒng)具有更大的容量 用于基本設(shè)施的耗費(fèi)降低 平均到每個(gè)用戶(hù)身上的花費(fèi)降低 服務(wù)種類(lèi)增加 保密性更強(qiáng),2.2 GSM網(wǎng)絡(luò) 2.2.2 結(jié)構(gòu),2.2 GSM網(wǎng)絡(luò) 2.2.3 2GGSM,每載波200kHz (8 個(gè)時(shí)隙),time,f,上行 下行,890 915 935 960MHz,TDMA + FDMA,2G在單一數(shù)字電路交換平臺(tái)上,完成數(shù)字式話(huà)音與同一低速率電路交換的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù);,2.2 GSM網(wǎng)絡(luò) 2.2.4 GSM各區(qū)域間的關(guān)系,GSM業(yè)務(wù)區(qū),PLMN業(yè)務(wù)區(qū),MSC業(yè)務(wù)區(qū),位置區(qū)LAC,小區(qū)Cell,2.2 GSM網(wǎng)絡(luò) 2.2.5位置區(qū)(Location Area),2.2 GSM網(wǎng)絡(luò) 2.2.6 BTS/CELL/SECTOR,BTS,BTS,定向站,全向站,小區(qū),小區(qū),小區(qū),小區(qū),0度,扇區(qū)1,240度,扇區(qū)3,120度,扇區(qū)2,2.1 第一代移動(dòng)通信系統(tǒng),2.2 GSM網(wǎng)絡(luò),2.3 IS-95網(wǎng)絡(luò),2.4 2G+網(wǎng)絡(luò),2 2G/2G+移動(dòng)通信系統(tǒng),2.3 IS-95網(wǎng)絡(luò) 2.3.1 IS-95網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),MSC/VLR,IS-41 SS7,Abis,BSC,BTS,BSS,MS,A,Um,BSC,PSTN,Internet,IWF,HLR,VLR,AC,2.3 IS-95網(wǎng)絡(luò) 2.3.2 2G(CDMA FDD),每載波1.25MHz,基站 Tx 終端 Tx,f,CDMA + FDMA,2.1 第一代移動(dòng)通信系統(tǒng),2.2 GSM網(wǎng)絡(luò),2.3 IS-95網(wǎng)絡(luò),2.4 2G+網(wǎng)絡(luò),2 2G/2G+移動(dòng)通信系統(tǒng),2.4 2G+網(wǎng)絡(luò) 2.4.1 什么是2G+,2.5G稱(chēng)為下一代過(guò)渡技術(shù) 建立兩個(gè)平行的電路(CS)與分組(PS)交換平臺(tái),并在其基礎(chǔ)上完成數(shù)字式話(huà)音和小于64kbps的電路交換、小于171.2bps的分組交換的各類(lèi)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù); 例如: 通用分組無(wú)線(xiàn)電業(yè)務(wù)GPRS 高速電路交換數(shù)據(jù)HSCSD 另: GSM演進(jìn)增強(qiáng)型數(shù)據(jù)率EDGE(2.75G),2.4 2G+網(wǎng)絡(luò) 2.4.2 GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),PSTN/ISDN/現(xiàn)有PLMN,INTERNET,GGSN,GSS (IP Network),GMSC,MSC/VLR,SCP,HLR/AC/EIR,BG,其他GPRS,NSS,MS,Abis,BSC,BTS,BSS,SGSN,SMS IW/GMSC,MS,A,Gb,CG,DNS,Um,PCU,2.4 2G+網(wǎng)絡(luò) 2.4.3 GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),GPRS網(wǎng)絡(luò)新增的網(wǎng)元,SGSN: 與BSS接口,和GSM網(wǎng)中的MSC/VLR功能類(lèi)似,為MS提供分組數(shù)據(jù)服務(wù) GGSN:負(fù)責(zé)提供GPRS網(wǎng)與外部分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的接口。,PDP:分組數(shù)據(jù)協(xié)議,2.4 2G+網(wǎng)絡(luò) 2.4.4 GPRS網(wǎng)絡(luò)的接口,Gb:BSS和SGSN之間的接口,提供移動(dòng)性管理和安全管理功能。 其它接口詳見(jiàn)備注,2.4 2G+網(wǎng)絡(luò) 2.4.5 EDGE,從根本上來(lái)講,EDGE 僅僅是一種新的調(diào)制技術(shù)和新的信道編碼,可以用于傳輸分組交換(PS)和電路交換(CS)數(shù)據(jù)/語(yǔ)音。 EDGE 網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)與GPRS 網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)基本相同。 3GPP 已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化EDGE,成為了眾所知的GERAN。,課程回顧,2.1 1G概述,2.2 GSM網(wǎng)絡(luò),2.3 IS-95網(wǎng)絡(luò),2.4 2G+網(wǎng)絡(luò),思考,PSTN/ISDN/其它PLMN,SCP,HLR/AC/EIR,NSS,BSS,SMS IW/GMSC,MS,請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)補(bǔ)充GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(包括網(wǎng)元和接口),3.1 3G發(fā)展的背景,3.2 版本演進(jìn)R99、R4、R5,3.3 三大標(biāo)準(zhǔn)比較,3.4 3G業(yè)務(wù),3 3G移動(dòng)通信系統(tǒng),3.1 3G背景 3.1.1 IMT-2000,IMT-2000,IMT2000 (International Mobile Telecommunications-2000) 1985年ITU(國(guó)際電聯(lián))提出FPLMTS 1996年正式更名為IMT2000 IMT-2000系統(tǒng)無(wú)線(xiàn)接口的基本要求 全球范圍高度的兼容性 支持多媒體業(yè)務(wù)的能力,特別是支持internet業(yè)務(wù)。 高頻譜效率 高服務(wù)質(zhì)量 低成本 高保密性,3.1 3G背景 3.1.2 為什么發(fā)展 IMT-2000,現(xiàn)有第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的不足 頻譜利用率不夠高 容量問(wèn)題 傳輸速率較低 業(yè)務(wù)單一 存在多個(gè)標(biāo)準(zhǔn) 無(wú)法實(shí)現(xiàn)全球漫游,個(gè)人通信的目標(biāo) “任何人,在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間與其他任何人進(jìn)行任何方式的通信。”,3.1 3G背景 3.1.3 3G的目標(biāo),Environment,RT Service Peak Rate,(Delay fixed 20 300 ms),NRT Service Peak Rate,(Delay varies 20 300 ms),Rural Outdoor,(Speed 250 km/h),144 384 kb/s,144 384 kb/s,Urban/Suburban,(Speed 150 km/h),384 512 kb/s,384 512 kb/s,Indoor/Low Range Outdoor,(Speed 10 km/h),- 2 Mb/s (Special,conditions),- 2 Mb/s (Special,conditions),RT: Real Time,3G的主要目標(biāo): 實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)全球化、業(yè)務(wù)綜合化和通信個(gè)人化。,3.1 3G背景 3.1.4 國(guó)際3G標(biāo)準(zhǔn)化格局,3GPP 制定基于GSM/GPRS核心網(wǎng)、全I(xiàn)P核心網(wǎng),無(wú)線(xiàn)技術(shù)為WCDMA、 TD-SCDMA和EDGE的技術(shù)規(guī)范; 中國(guó)無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)組(CWTS)于1999年加入3GPP。 3GPP2 制定基于ANSI-41核心網(wǎng)、全I(xiàn)P核心網(wǎng),無(wú)線(xiàn)技術(shù)為cdma2000的技術(shù)規(guī)范,3.1 3G背景 3.1.5 3G頻率規(guī)劃,TDD FDD 衛(wèi)星 TDD 空 FDD 衛(wèi)星 空 TDD,40 MHz,60 MHz,30,15,85 MHz,60 MHz,30,100 MHz,100 MHz,3.1 3G發(fā)展的背景,3.2 版本演進(jìn)R99、R4、R5,3.3 三大標(biāo)準(zhǔn)比較,3.4 3G業(yè)務(wù),3 3G移動(dòng)通信系統(tǒng),3.2 R99、R4、R5網(wǎng)絡(luò) 3.2.1 3G通信標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn),GSM 2.5G,Rel5,新運(yùn)營(yíng)商,Rel4,Rel 99,3.2 R99、R4、R5網(wǎng)絡(luò) 3.2.2 3GPP:R99 網(wǎng)絡(luò),3.2 3GPP:R99 網(wǎng)絡(luò) 3.2.2 3GPP R99網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),IuCS,Iub,PSTN/ISDN/現(xiàn)有PLMN,INTERNET,RNC,IuPS,GGSN,PS Backbone (IP Network),GMSC,MSC/VLR,SCP,HLR/AC/EIR,BG,其他GPRS,CS Backbone (TDM),Node B,RNS,MS,Abis,BSC,BTS,BSS,SGSN,SMS IW/GMSC,MS,A,Gb,IuBC,CBC,Ge,CG,DNS,Iur,Uu,Um,新增接口,3.2 3GPP:R99 網(wǎng)絡(luò) 3.2.2 R99網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)元,接入網(wǎng)絡(luò)包括兩類(lèi)功能實(shí)體:Node B、RNC。 Node B與BTS功能類(lèi)似 RNC與BSC功能類(lèi)似 接入網(wǎng)內(nèi)部接口基于ATM。,3.2.4 3GPP:R99 網(wǎng)絡(luò) 3.2.2 R99網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)元,核心網(wǎng)CS域:包括MSC、VLR、GMSC等設(shè)備,增加IuCS接口的功能,向3G移動(dòng)用戶(hù)提供傳統(tǒng)的話(huà)音業(yè)務(wù)。 核心網(wǎng)PS域:由SGSN(服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn))和GGSN(關(guān)口GPRS支持節(jié)點(diǎn))兩部分組成。 HLR/AuC:作為公共設(shè)施,存儲(chǔ)移動(dòng)用戶(hù)的業(yè)務(wù)和位置等數(shù)據(jù),存儲(chǔ)與用戶(hù)安全有關(guān)的鑒權(quán)數(shù)據(jù)及鑒權(quán)算法。,3.2.4 3GPP:R99 網(wǎng)絡(luò) 3.2.2 R99網(wǎng)絡(luò)中新增接口,Uu接口:為3G的空中接口。 Iur接口:為RNC之間的接口。 Iub接口:為RNC與Node B之間的接口。 Iu接口:分成以下三部分 IuCS:RNC與核心網(wǎng)電路域的接口。 IuPS:RNC與核心網(wǎng)分組域的接口。 IuBC:RNC與核心網(wǎng)廣播域的接口。,3.2 R99、R4、R5網(wǎng)絡(luò) 3.2.3 3GPP:R4 網(wǎng)絡(luò),Gn,Nb,3.2.5 3GPP:R4 網(wǎng)絡(luò) 3.2.3 R4網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),IuCS,Iub,PSTN/ISDN/現(xiàn)有PLMN,INTERNET,RNC,IuPS,GGSN,PS Backbone (IP Network),其他GPRS,Node B,RNS,MS,Abis,BSC,BTS,BSS,SGSN,MS,A,Gb,新增接口,BG,新增設(shè)備,業(yè)務(wù)層,控制層,媒體/接入層,信令,信令和數(shù)據(jù),3.2.5 3GPP:R4 網(wǎng)絡(luò) 3.2.3 R4核心網(wǎng)新增網(wǎng)絡(luò)實(shí)體,R4核心網(wǎng)中新增設(shè)備(主要發(fā)生在電路域)包括: MSC 服務(wù)器(MSC Server):它獨(dú)立于底層承載協(xié)議,主要實(shí)現(xiàn)呼叫控制、移動(dòng)性管理、媒體網(wǎng)關(guān)接入控制等主要功能。 GMSC服務(wù)器(GMSC Server):與MSC 服務(wù)器的功能基本相似。 媒體網(wǎng)關(guān)(MGW):主要功能是將一種網(wǎng)絡(luò)中的媒體轉(zhuǎn)換成另一種網(wǎng)絡(luò)所要求的媒體格式(媒體轉(zhuǎn)換和幀協(xié)議轉(zhuǎn)換)。,3.2.5 3GPP:R4 網(wǎng)絡(luò) 3.2.3 R4核心網(wǎng)新增接口,R4核心網(wǎng)新增接口(主要發(fā)生在電路域)包括: Mc:是MSC Server與MGW之間的接口 Nc:是MSC Server與GMSC Server之間的接口 Nb:是MGW之間的接口,實(shí)現(xiàn)承載的控制與傳輸。 GMSC Server與PSTN/ISDN/現(xiàn)有PLMN的接口:該接口應(yīng)用層協(xié)議為T(mén)UP、ISUP、MAP,基于MTP。,3.2 R99、R4、R5網(wǎng)絡(luò) 3.2.4 3GPP:R5網(wǎng)絡(luò),3.2.6 3GPP:R5網(wǎng)絡(luò) 3.2.4 R5概述,R5的工作集中在業(yè)務(wù)側(cè)-基于IP的多媒體業(yè)務(wù)域 (IMS),完成路由選取以及多媒體會(huì)話(huà)等功能。 在傳統(tǒng)的電路交換域(CS domain)和分組交換域(PS domain), 其架構(gòu)保持不變。 為解決IP管理問(wèn)題IMS引入了IPv6,目前業(yè)界普遍認(rèn)為3G的發(fā)展將是運(yùn)營(yíng)商部署IPv6網(wǎng)絡(luò)的最大推動(dòng)力。 隨著R5的完成,將為轉(zhuǎn)向全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)商提供一個(gè)可以開(kāi)始建設(shè)的基礎(chǔ)。,3.2.6 3GPP:R5網(wǎng)絡(luò) 3.2.4 R5網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),IuCS,Iub,PSTN/ISDN/現(xiàn)有PLMN,INTERNET,RNC,IuPS,GGSN,PS Backbone (IP Network),3G GMSC,SCP,HSS,其他GPRS,CS Backbone (ATM/IP),NodeB,RNS,MS,Abis,BSC,BTS,BSS,SGSN,MS,A,Gb,新增接口,BG,3G MSC,新增功能實(shí)體,信令 信令和數(shù)據(jù),IMS-MGW,MGCF,CSCF,IMS,MRF,BG,3.2 R99、R4、R5網(wǎng)絡(luò) 3.2.5 3GPP 協(xié)議規(guī)范,3.2 R99、R4、R5網(wǎng)絡(luò) 3.2.5 3GPP 協(xié)議規(guī)范(續(xù)),3.1 3G發(fā)展的背景,3.2 版本演進(jìn)R99、R4、R5,3.3 三大標(biāo)準(zhǔn)比較,3.4 3G業(yè)務(wù),3 3G移動(dòng)通信系統(tǒng),3.3 三大標(biāo)準(zhǔn)比較 3.3.1 三大主流無(wú)線(xiàn)接口標(biāo)準(zhǔn),全球有代表性的3G協(xié)議, DS-FDD,J-Phone 愛(ài)立信 阿爾卡特 諾基亞 朗訊 北電 富士通 夏普,- DS-TDD (LCR),大唐 西門(mén)子 中興 華為 普天,3.3 三大標(biāo)準(zhǔn)比較 3.3.2 三種標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)參數(shù)比較,3.3 三大標(biāo)準(zhǔn)比較 3.3.3 CDMA 2000,CDMA2000 的第一階段也稱(chēng)為 1x 比 1x 更高的 CDMA2000 技術(shù)進(jìn)展包括 1xEV (高速數(shù)據(jù)速率) cdma 2000的網(wǎng)絡(luò)組織方式為模塊化方式,3.3 三大標(biāo)準(zhǔn)比較 3.3.3 CDMA 2000(續(xù)),無(wú)線(xiàn)部分 采用前向功率控制、TURBO碼等新技術(shù) 電路交換部分 采用傳統(tǒng)的電路交換方式 分組交換部分 以IP技術(shù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),3.3 三大標(biāo)準(zhǔn)比較 3.3.4 WCDMA,WCDMA采用FDD雙工方式 由于接收機(jī)可獲取的信道信息較多,可以適應(yīng)更加高速的移動(dòng)信道。 上下行頻段對(duì)稱(chēng)分配,更加適合話(huà)音等對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù)。 上下行信道間隔較大,不利于智能天線(xiàn)的使用。,3.3 三大標(biāo)準(zhǔn)比較 3.3.5 TD-SCDMA,TD-SCDMA采用TDD雙工方式 由于接收機(jī)不能連續(xù)接收信號(hào),不利于高速移動(dòng)用戶(hù)信號(hào)的接收; 上下行時(shí)隙可靈活配置,適合對(duì)稱(chēng)和不對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù)。 上下行信道在相同時(shí)隙,適合采用智能天線(xiàn)技術(shù)。但用戶(hù)移動(dòng)速度越高,智能天線(xiàn)的可靠性越低。,3 移動(dòng)通信系統(tǒng),3.4 3G業(yè)務(wù),3.4 3G業(yè)務(wù) 3.4.1 業(yè)務(wù)不斷拓廣,1G:?jiǎn)我荒M話(huà)音業(yè)務(wù); 2G:數(shù)字式話(huà)音與同一低速率電路交換的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù); 2.5G:建立兩個(gè)平行的電路(CS)與分組(PS)交換平臺(tái),并在其基礎(chǔ)上完成數(shù)字式話(huà)音和小于64kbps的電路交換、小于171.2bps的分組交換的各類(lèi)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù); 3G:逐步改造成單一的分組交換的IP平臺(tái),提供小于2Mbps各類(lèi)多媒體業(yè)務(wù)服務(wù);,3.4 3G業(yè)務(wù) 3.4.2 核心網(wǎng)與業(yè)務(wù)平臺(tái),業(yè)務(wù)類(lèi)型按QoS分類(lèi): 會(huì)話(huà)類(lèi)業(yè)務(wù)(conversational class) 流業(yè)務(wù)(streaming class) 交互類(lèi)業(yè)務(wù)(interactive class) 后臺(tái)類(lèi)業(yè)務(wù)(background class),3.4 3G業(yè)務(wù) 3.4.3 QOS 類(lèi)別,數(shù)據(jù)完整性靈敏度,-,+,Streaming (Online Video),數(shù)據(jù)延遲靈敏度,-,+,Conversation (AMR Voice; Video Phone),Interactive (Location Cell Se

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