移動通信技術(shù)

1、2014年4月第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大220212021年年1212月月2222日星期三日星期三教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容u第第1 1章章 移動通信概述移動通信概述 u第第2 2章章 通信基礎(chǔ)理論通信基礎(chǔ)理論u第第3 3章章 移動通信的基本技術(shù)移動通信的基本技術(shù)u第第4 4章章 從電臺到大哥大（第一代移動通信技術(shù)）從電臺到大哥大（第一代移動通信技術(shù)）u第第5 5章章 第二代移動通信技術(shù)（第二代移動通信技術(shù)（2G2G，GSMGSM）u第第6 6章章 第三代移動通信技術(shù)（第三代移動通信技術(shù)（3G3G）u第第7 7章章 3.9G 3.9G時代的時代的LTELTEu第第8 8章章 4G 4G

2、欲來風(fēng)滿樓欲來風(fēng)滿樓LTE-Advanced LTE-Advanced 第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大320212021年年1212月月2222日星期三日星期三總結(jié)總結(jié)第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大420212021年年1212月月2222日星期三日星期三討論尚未結(jié)束，大家繼續(xù)努力。討論尚未結(jié)束，大家繼續(xù)努力。 解決以上問題，可能實解決以上問題，可能實現(xiàn)點對點通信。要實現(xiàn)移動現(xiàn)點對點通信。要實現(xiàn)移動用戶在更大范圍內(nèi)用戶在更大范圍內(nèi)有序有序的通的通信，必須解決組網(wǎng)的問題。信，必須解決組網(wǎng)的問題。本章內(nèi)容展望本章內(nèi)容展望第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大520

3、212021年年1212月月2222日星期三日星期三本章內(nèi)容展望本章內(nèi)容展望本章開始將探討以下幾個方面的問題：本章開始將探討以下幾個方面的問題：(1) (1) 現(xiàn)代移動通信系統(tǒng)的雛形是怎么形成的？在形成過程中現(xiàn)代移動通信系統(tǒng)的雛形是怎么形成的？在形成過程中會有什么問題？怎么克服會有什么問題？怎么克服? ?(2)(2) 對于給定的頻率資源，大家如何來共享對于給定的頻率資源，大家如何來共享? ? 采用什么樣的采用什么樣的多址技術(shù)，多址技術(shù)， 使得有限的資源能傳輸更大容量的信息使得有限的資源能傳輸更大容量的信息? ? (3)(3)由于移動環(huán)境中噪聲與干擾的存在，由于移動環(huán)境中噪聲與干擾的存在， 基站

4、和移動臺之基站和移動臺之間如何減少噪聲，間如何減少噪聲，保持有效保持有效通信？通信？? ?第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大620212021年年1212月月2222日星期三日星期三本章內(nèi)容展望本章內(nèi)容展望 (4) (4) 移動通信的基本特點是用戶在網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍內(nèi)可移動通信的基本特點是用戶在網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍內(nèi)可任意移動。這就要解決下面兩個問題：任意移動。這就要解決下面兩個問題：一是一是當(dāng)移動用戶從一個基站的覆蓋區(qū)移動到另一個基站的覆當(dāng)移動用戶從一個基站的覆蓋區(qū)移動到另一個基站的覆蓋區(qū)時，如何保證用戶通信過程的蓋區(qū)時，如何保證用戶通信過程的連續(xù)性連續(xù)性，即如何實現(xiàn)有效，即如何實現(xiàn)有效的

5、越區(qū)切換的越區(qū)切換? ? 二是二是用戶在移動網(wǎng)絡(luò)中任意移動，網(wǎng)絡(luò)如何管理這些用戶，用戶在移動網(wǎng)絡(luò)中任意移動，網(wǎng)絡(luò)如何管理這些用戶，使網(wǎng)絡(luò)在任何時刻都知道，該用戶當(dāng)前在哪一個地區(qū)的哪一使網(wǎng)絡(luò)在任何時刻都知道，該用戶當(dāng)前在哪一個地區(qū)的哪一個基站覆蓋的范圍內(nèi)，即如何解決個基站覆蓋的范圍內(nèi)，即如何解決移動性管理移動性管理的問題的問題? ?第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大720212021年年1212月月2222日星期三日星期三本章內(nèi)容展望本章內(nèi)容展望 ( (5 5) ) 如何將服務(wù)區(qū)內(nèi)的各個基站互連起來，并且要與固定如何將服務(wù)區(qū)內(nèi)的各個基站互連起來，并且要與固定網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)( (如如PSTNP

6、STN、 ISDNISDN、 BISDNBISDN等等) )互連，互連， 從而實現(xiàn)移動用戶從而實現(xiàn)移動用戶與固定用戶、與固定用戶、 移動用戶與移動用戶之間的互連互通移動用戶與移動用戶之間的互連互通? ? 也就也就是說，是說， 移動通信應(yīng)采用移動通信應(yīng)采用什么樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)什么樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)? ?第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大820212021年年1212月月2222日星期三日星期三教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容u第第1 1章章 移動通信概述移動通信概述 u第第2 2章章 通信基礎(chǔ)理論通信基礎(chǔ)理論u第第3 3章章 移動通信的基本技術(shù)移動通信的基本技術(shù)u第第4 4章章 從電臺到大哥大（第一代移動通信技

7、術(shù)）從電臺到大哥大（第一代移動通信技術(shù)）u第第5 5章章 第二代移動通信技術(shù)（第二代移動通信技術(shù)（2G2G，GSMGSM）u第第6 6章章 第三代移動通信技術(shù)（第三代移動通信技術(shù)（3G3G）u第第7 7章章 3.9G 3.9G時代的時代的LTELTEu第第8 8章章 4G 4G欲來風(fēng)滿樓欲來風(fēng)滿樓LTE-Advanced LTE-Advanced 引言引言技技術(shù)術(shù)驅(qū)驅(qū)動動AMPSTACSNMT其它其它第一代（第一代（1G) )上世紀(jì)上世紀(jì) 80年代年代模擬模擬模擬技術(shù)模擬技術(shù)(l) GSMCDMA IS95TDMAIS-136PDC第二代（第二代（2G) )上世紀(jì)上世紀(jì) 90年代年代數(shù)字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)

8、字技術(shù)數(shù)字技術(shù)話音業(yè)務(wù)話音業(yè)務(wù) 業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)驅(qū)驅(qū)動動第三代（第三代（3G) )本世紀(jì)初期本世紀(jì)初期IMT-2000UMTSWCDMAcdma2000TD-SCDMA寬帶業(yè)務(wù)寬帶業(yè)務(wù) E3G本世紀(jì)初期本世紀(jì)初期IMT-Advanced3GPPLTE-TDDLTE-FDD寬帶業(yè)務(wù)寬帶業(yè)務(wù) 用用戶戶驅(qū)驅(qū)動動u移動通信發(fā)展至今，從早期的移動通信發(fā)展至今，從早期的AMPSAMPS到現(xiàn)在的到現(xiàn)在的LTE-AdvancedLTE-Advanced，一共經(jīng)歷了，一共經(jīng)歷了4 4代。代。第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大1020212021年年1212月月2222日星期三日星期三引言引言u第一代第一代模擬

9、蜂窩通信系統(tǒng)模擬蜂窩通信系統(tǒng)( (大哥大）。大哥大）。第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大1120212021年年1212月月2222日星期三日星期三引言引言u第二代第二代數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字系統(tǒng)9090年代登上舞臺。年代登上舞臺。第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大1220212021年年1212月月2222日星期三日星期三引言引言u第二代第二代數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字系統(tǒng)9090年代登上舞臺。年代登上舞臺。第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大1320212021年年1212月月2222日星期三日星期三引言引言u第二代第二代數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字系統(tǒng)9090年代登上舞臺。年代登上舞臺。太慢了太慢了

10、第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大1420212021年年1212月月2222日星期三日星期三引言引言u第三代移動通信系統(tǒng)第三代移動通信系統(tǒng)三足鼎立。三足鼎立。第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大1520212021年年1212月月2222日星期三日星期三引言引言u第第4 4代移動通信系統(tǒng)。代移動通信系統(tǒng)。第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大1620212021年年1212月月2222日星期三日星期三u無線通信從層面上有三個層面，包括：無線通信從層面上有三個層面，包括：l點對點的無線通信點對點的無線通信對講機對講機l點對多點的無線通信點對多點的無線通信基站和手機基站和

11、手機l多點對多點的無線通信多點對多點的無線通信多個手機與多個基站多個手機與多個基站引言引言1720212021年年1212月月2222日星期三日星期三電臺的夢想電臺的夢想- -點對點的無線通信點對點的無線通信4.14.1基站的困惑基站的困惑點對多點的無線通點對多點的無線通信信4.24.24.34.3大哥大大哥大- -多點對多點的無線通信多點對多點的無線通信4.44.4相關(guān)技術(shù)介紹相關(guān)技術(shù)介紹第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大1820212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.1 4.1 電臺的夢想電臺的夢想點對點的無線通信點對點的無線通信第第4 4章章 從電臺到大哥大從電

12、臺到大哥大1920212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.14.1電臺的夢想電臺的夢想點對點的無線通信點對點的無線通信2020212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.1 4.1 點到點的無線通信點到點的無線通信4.1.1 4.1.1 無線通信組網(wǎng)構(gòu)想一：無線電無線通信組網(wǎng)構(gòu)想一：無線電臺臺4.1.2 4.1.2 無線通信組網(wǎng)構(gòu)想二：廣電網(wǎng)絡(luò)無線通信組網(wǎng)構(gòu)想二：廣電網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大2120212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.1.1 4.1.1 構(gòu)想一：用無線電臺構(gòu)成一張無線通信網(wǎng)構(gòu)想一：用無線電臺構(gòu)成一張無線通信

13、網(wǎng)u第二次世界大戰(zhàn)開始時，無線電臺的使用已經(jīng)很頻繁。第二次世界大戰(zhàn)開始時，無線電臺的使用已經(jīng)很頻繁。u既然無線電臺可以實現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信，那么給每個人發(fā)一個電臺，既然無線電臺可以實現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信，那么給每個人發(fā)一個電臺，用無線電臺構(gòu)成一張無線通信網(wǎng)行不行？用無線電臺構(gòu)成一張無線通信網(wǎng)行不行？u對比下對比下5W5W：l任何人：任何人：如果國家足夠有錢，每個人發(fā)一個電臺。如果國家足夠有錢，每個人發(fā)一個電臺。l任何時間：任何時間：只要電臺不是山寨貨，那在保質(zhì)期內(nèi)工作是沒只要電臺不是山寨貨，那在保質(zhì)期內(nèi)工作是沒有任何問題的。有任何問題的。l任何地點：任何地點：戰(zhàn)爭中的情報在千里之外都可以被截聽，說明戰(zhàn)爭中的

14、情報在千里之外都可以被截聽，說明在地球上絕大多數(shù)地方收發(fā)電報都沒太多問題。在地球上絕大多數(shù)地方收發(fā)電報都沒太多問題。l任何消息：任何消息：無線電臺打電話沒有什么問題，但實現(xiàn)多媒體無線電臺打電話沒有什么問題，但實現(xiàn)多媒體通還有點困難通還有點困難u看上去解釋很完美，但事情真是這樣嗎？看上去解釋很完美，但事情真是這樣嗎？第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大2220212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.1.1 4.1.1 構(gòu)想一：用無線電臺構(gòu)成一張無線通信網(wǎng)構(gòu)想一：用無線電臺構(gòu)成一張無線通信網(wǎng)u問題一問題一“任何地點任何地點”：發(fā)射電報要在任何地點都能收：發(fā)射電報要在任何地點

15、都能收到，發(fā)射功率就得很大。到，發(fā)射功率就得很大。第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大2320212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.1.1 4.1.1 構(gòu)想一：用無線電臺構(gòu)成一張無線通信網(wǎng)構(gòu)想一：用無線電臺構(gòu)成一張無線通信網(wǎng)u問題二：問題二：電磁波存在干擾電磁波存在干擾：人說話的頻段一般在：人說話的頻段一般在20-3400Hz20-3400Hz，如果幾人同時跟你說話，那么要分辨起來就有點困難，因為他如果幾人同時跟你說話，那么要分辨起來就有點困難，因為他們的聲音都在同一個頻段，會相互干擾們的聲音都在同一個頻段，會相互干擾l不同的電臺不能使用相同的頻段。既然如此，我們給全

16、球不同的電臺不能使用相同的頻段。既然如此，我們給全球所有的電臺都分配給不同的頻段不就行了？所有的電臺都分配給不同的頻段不就行了？第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大2420212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.1.1 4.1.1 構(gòu)想一：用無線電臺構(gòu)成一張無線通信網(wǎng)構(gòu)想一：用無線電臺構(gòu)成一張無線通信網(wǎng) 假設(shè)一個電臺需要假設(shè)一個電臺需要25KHz25KHz的頻段，全球有的頻段，全球有2020億人需億人需要用電臺打電話，那么需要要用電臺打電話，那么需要25KHz25KHz2 210101010 =5 =510105 5GHz.GHz.u問題三：問題三：電磁波的頻譜資源有限

17、電磁波的頻譜資源有限。 u電磁波在同一頻段的干擾造成了無線頻段資源的有限性，電磁波在同一頻段的干擾造成了無線頻段資源的有限性，而無線通信頻段資源的有限性則構(gòu)成了無線通信各種解而無線通信頻段資源的有限性則構(gòu)成了無線通信各種解決方案的約束決方案的約束第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大2520212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.1.1 4.1.1 構(gòu)想一：用無線電臺構(gòu)成一張無線通信網(wǎng)構(gòu)想一：用無線電臺構(gòu)成一張無線通信網(wǎng)u電磁波譜系列電磁波譜系列2620212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.1 4.1 點到點的無線通信點到點的無線通信4.1.1 4.1.

18、1 無線通信組網(wǎng)構(gòu)想一：無線電無線通信組網(wǎng)構(gòu)想一：無線電臺臺4.1.2 4.1.2 無線通信組網(wǎng)構(gòu)想二：廣電網(wǎng)絡(luò)無線通信組網(wǎng)構(gòu)想二：廣電網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大2720212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.1.1 4.1.1 構(gòu)想二：參照廣電網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)構(gòu)想二：參照廣電網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)l由于頻譜資源的有限，造成了用電臺搭建無線通信網(wǎng)的想由于頻譜資源的有限，造成了用電臺搭建無線通信網(wǎng)的想法無法實現(xiàn)，但是在法無法實現(xiàn)，但是在19401940年那個年代，除了電臺，跟通信沾年那個年代，除了電臺，跟通信沾邊的事情也想不到別的。邊的事情也想不到別的。l于是，讓我們把時間撥

19、到于是，讓我們把時間撥到19851985年，這個時候有什么新思路年，這個時候有什么新思路呢？呢？黑白電視黑白電視第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大2820212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.1.1 4.1.1 構(gòu)想二：參照廣電網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)構(gòu)想二：參照廣電網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)u廣電網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)：每個城市幾乎最高的地方建一個發(fā)射塔，廣電網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)：每個城市幾乎最高的地方建一個發(fā)射塔，向四面八方發(fā)射信號。電視機作為接收終端，接收廣電的信號，向四面八方發(fā)射信號。電視機作為接收終端，接收廣電的信號，并解調(diào)出來，就出現(xiàn)了電視畫面。并解調(diào)出來，就出現(xiàn)了電視畫面。u廣播電臺也采取這種模式。廣播

20、電臺也采取這種模式。u構(gòu)想：參照廣電網(wǎng)絡(luò)，。構(gòu)想：參照廣電網(wǎng)絡(luò)，。u貝爾移動系統(tǒng)：系統(tǒng)建在高塔上，用大功率的發(fā)射機來獲得貝爾移動系統(tǒng)：系統(tǒng)建在高塔上，用大功率的發(fā)射機來獲得一個廣覆蓋，一個發(fā)射機覆蓋一個廣覆蓋，一個發(fā)射機覆蓋2800Km22800Km2。u看起來好好的，但貝爾移動系統(tǒng)由一個致命的缺陷，它只有看起來好好的，但貝爾移動系統(tǒng)由一個致命的缺陷，它只有1212個頻道。個頻道。u廣電模式在電信運營商里怎么就走不通呢？問題出在哪？廣電模式在電信運營商里怎么就走不通呢？問題出在哪？第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大2920212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.1.1

21、 4.1.1 構(gòu)想二：參照廣電網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)構(gòu)想二：參照廣電網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)u廣電模式跟電信模式的區(qū)別一：廣電模式跟電信模式的區(qū)別一：交互交互：l廣播廣播(Broadcast)(Broadcast)：只需要發(fā)射塔向電視機發(fā)射信號，不需：只需要發(fā)射塔向電視機發(fā)射信號，不需要電視機向發(fā)射塔反饋信息。要電視機向發(fā)射塔反饋信息。l假設(shè)現(xiàn)在在假設(shè)現(xiàn)在在100MHz100MHz的頻段上給某個電視臺分的頻段上給某個電視臺分25KHz25KHz的帶寬的帶寬（從（從100.000MHz-100.025MHz100.000MHz-100.025MHz），那么只需要發(fā)射塔來占用），那么只需要發(fā)射塔來占用這這25KHz25KH

22、z帶寬發(fā)射就好了，一就是說一個城市只需要一個發(fā)帶寬發(fā)射就好了，一就是說一個城市只需要一個發(fā)射源，不會產(chǎn)生干擾。射源，不會產(chǎn)生干擾。第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大3020212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.1.1 4.1.1 構(gòu)想二：參照廣電網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)構(gòu)想二：參照廣電網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)u廣電模式跟電信模式的區(qū)別一：廣電模式跟電信模式的區(qū)別一：交互交互：l通信（通信（Communication)Communication)：不僅發(fā)射塔要向用戶終端發(fā)送信：不僅發(fā)射塔要向用戶終端發(fā)送信息，用戶終端也要給發(fā)射塔發(fā)送信號。息，用戶終端也要給發(fā)射塔發(fā)送信號。l假設(shè)現(xiàn)在只有一個用戶終

23、端要與發(fā)射塔交互信息，發(fā)射塔假設(shè)現(xiàn)在只有一個用戶終端要與發(fā)射塔交互信息，發(fā)射塔占用占用100.000MHz-100.025Mhz100.000MHz-100.025Mhz的帶寬，用戶終端需對應(yīng)地找的帶寬，用戶終端需對應(yīng)地找另外一個頻段，比如說從另外一個頻段，比如說從50.000MHz50.000MHz到到50.025MHz50.025MHz的的 25KHz 25KHz帶帶寬來發(fā)射信號寬來發(fā)射信號( (稱上行信號），如果第二個用戶，第三個用稱上行信號），如果第二個用戶，第三個用戶。戶。第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大3120212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.1.

24、1 4.1.1 構(gòu)想二：參照廣電網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)構(gòu)想二：參照廣電網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)u廣電模式跟電信模式的區(qū)別二：廣電模式跟電信模式的區(qū)別二：交互用戶信息各不相同交互用戶信息各不相同：l廣電：如果只有一個電視臺，每個用戶看到的臺是一樣的。當(dāng)廣電：如果只有一個電視臺，每個用戶看到的臺是一樣的。當(dāng)用戶想看第二個電視臺的時候，廣電就增加一個用戶想看第二個電視臺的時候，廣電就增加一個“頻道頻道”，也就，也就是說增加是說增加“100.025MHz100.025MHz到到100.050MHz100.050MHz”的帶寬，用于承載第二個的帶寬，用于承載第二個電視臺的信息電視臺的信息CCTV1-CCTV13CCTV1-CCT

25、V13。l電信：當(dāng)出現(xiàn)第二個電信用電信：當(dāng)出現(xiàn)第二個電信用戶終端的時候，電信的發(fā)射戶終端的時候，電信的發(fā)射塔也需要增加塔也需要增加“100.025MHz100.025MHz到到100.050MHz100.050MHz”的帶寬，不的帶寬，不同的是這個終端中戶上行也同的是這個終端中戶上行也需要分配相同多的帶寬，如需要分配相同多的帶寬，如“從從50.025MHz50.025MHz到到50.050MHz50.050MHz”第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大3220212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.1.1 4.1.1 構(gòu)想二：參照廣電網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)構(gòu)想二：參照廣電網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)u

26、廣電模式跟電信模式的區(qū)別二：廣電模式跟電信模式的區(qū)別二：交互用戶信息各不相同交互用戶信息各不相同：l當(dāng)一個區(qū)域內(nèi)的用戶多增多時，當(dāng)一個區(qū)域內(nèi)的用戶多增多時，30003000個，個，3000030000個。顯然，個。顯然，這個模式是不足以滿足現(xiàn)代無線通信的需求的。這個模式是不足以滿足現(xiàn)代無線通信的需求的。l設(shè)計者設(shè)計者們想出了一個辦法：降低發(fā)射塔的功率，縮小覆蓋半徑，們想出了一個辦法：降低發(fā)射塔的功率，縮小覆蓋半徑，這樣可以讓同一個頻段在不同的空間內(nèi)得到重復(fù)利用，稱之為空這樣可以讓同一個頻段在不同的空間內(nèi)得到重復(fù)利用，稱之為空分復(fù)用。分復(fù)用。3320212021年年1212月月2222日星期三日

27、星期三電臺的夢想電臺的夢想- -點對點的無線通信點對點的無線通信4.14.1基站的困惑基站的困惑點對多點的無線通點對多點的無線通信信4.24.24.34.3大哥大大哥大- -多點對多點的無線通信多點對多點的無線通信4.44.4相關(guān)技術(shù)介紹相關(guān)技術(shù)介紹第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大3420212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.2 4.2 基站的困惑基站的困惑- -點到多點的無線通信點到多點的無線通信第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大3520212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.2 4.2 基站的困惑基站的困惑- -點到多點的無線通信點到

28、多點的無線通信l基站建設(shè)成本高昂，基站建設(shè)成本高昂，l基站覆蓋范圍小，電磁傳播的路徑就要控制地越精確，從基站覆蓋范圍小，電磁傳播的路徑就要控制地越精確，從而避免基站直接的干擾，這在實際操作中實現(xiàn)非常難。而避免基站直接的干擾，這在實際操作中實現(xiàn)非常難。l基站范圍過小，基站數(shù)量太多，會造成太多的切換?；痉秶^小，基站數(shù)量太多，會造成太多的切換。第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大3620212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.2 4.2 基站的困惑基站的困惑- -點到多點的無線通信點到多點的無線通信多址多址或者或者復(fù)用復(fù)用技術(shù)：技術(shù)： 讓手機工作在讓手機工作在不同不同頻率

29、頻率或者或者不同時間上不同時間上，加以區(qū)分加以區(qū)分第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大3720212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.2 4.2 基站的困惑基站的困惑- -點到多點的無線通信點到多點的無線通信將通信系統(tǒng)的將通信系統(tǒng)的總帶寬總帶寬劃分為劃分為若干等間隔的信道，分配給不同的用戶若干等間隔的信道，分配給不同的用戶第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大3820212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.2 4.2 基站的困惑基站的困惑- -點到多點的無線通信點到多點的無線通信第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大3920212021年年1

30、212月月2222日星期三日星期三4.2 4.2 基站的困惑基站的困惑- -點到多點的無線通信點到多點的無線通信第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大4020212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.2 4.2 基站的困惑基站的困惑- -點到多點的無線通信點到多點的無線通信第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大4120212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.2 4.2 基站的困惑基站的困惑- -點到多點的無線通信點到多點的無線通信1c2c1C2CNcNCMSCBS第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大4220212021年年1212月月2222日

31、星期三日星期三4.2 4.2 基站的困惑基站的困惑- -點到多點的無線通信點到多點的無線通信第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大4320212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.2 4.2 基站的困惑基站的困惑- -點到多點的無線通信點到多點的無線通信第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大4420212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.2 4.2 基站的困惑基站的困惑- -點到多點的無線通信點到多點的無線通信除了控制發(fā)射功率外，設(shè)計者們還想出了別的方法來降低系除了控制發(fā)射功率外，設(shè)計者們還想出了別的方法來降低系統(tǒng)的噪聲，包括：統(tǒng)的噪聲，包括：lDTX

32、DTX：不連續(xù)發(fā)射技術(shù)：不連續(xù)發(fā)射技術(shù)lDRXDRX：不連續(xù)接收技術(shù)：不連續(xù)接收技術(shù)第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大4520212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.2 4.2 基站的困惑基站的困惑- -點到多點的無線通信點到多點的無線通信DTX DTX n一種在通話中的省電模式一種在通話中的省電模式n當(dāng)語音不激活時，發(fā)送端只發(fā)射很少信息當(dāng)語音不激活時，發(fā)送端只發(fā)射很少信息n接收端產(chǎn)生舒適噪聲接收端產(chǎn)生舒適噪聲DRX DRX n一種在待機時的省電模式一種在待機時的省電模式n手機基于手機基于IMSI被分成不同的尋呼組被分成不同的尋呼組n從網(wǎng)絡(luò)來的尋呼信息會以預(yù)定的間隔發(fā)

33、送從網(wǎng)絡(luò)來的尋呼信息會以預(yù)定的間隔發(fā)送4620212021年年1212月月2222日星期三日星期三電臺的夢想電臺的夢想- -點對點的無線通信點對點的無線通信4.14.1基站的困惑基站的困惑點對多點的無線通點對多點的無線通信信4.24.24.34.3大哥大大哥大- -多點對多點的無線通信多點對多點的無線通信4.44.4相關(guān)技術(shù)介紹相關(guān)技術(shù)介紹第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大4720212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.3 4.3 大哥大大哥大- -多點對多點的無線通信多點對多點的無線通信第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大4820212021年年1212月月

34、2222日星期三日星期三4.3 4.3 大哥大大哥大- -多點到多點的無線通信多點到多點的無線通信第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大4920212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.3 4.3 大哥大大哥大- -多點到多點的無線通信多點到多點的無線通信信令協(xié)議：信令協(xié)議：基站總是一刻不停的向外廣播信息，以方便手機找到他基站總是一刻不停的向外廣播信息，以方便手機找到他第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大5020212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.3 4.3 大哥大大哥大- -多點到多點的無線通信多點到多點的無線通信第第4 4章章 從電臺到大哥大

35、從電臺到大哥大5120212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.3 4.3 大哥大大哥大- -多點到多點的無線通信多點到多點的無線通信u廣播信息不僅能幫助手機找到和鎖定基站，還能為手機提供大廣播信息不僅能幫助手機找到和鎖定基站，還能為手機提供大量的信息，因此我們希望廣播之間不要互相干擾：量的信息，因此我們希望廣播之間不要互相干擾：lGSMGSM：采用不同的頻率進行廣播，工作頻率不同，自然不會：采用不同的頻率進行廣播，工作頻率不同，自然不會產(chǎn)生干擾。產(chǎn)生干擾。lCDMACDMA：采用固定的頻率，但擾碼不一樣：采用固定的頻率，但擾碼不一樣第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大5

36、220212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.3 4.3 大哥大大哥大- -多點到多點的無線通信多點到多點的無線通信第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大5320212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.3 4.3 大哥大大哥大- -多點到多點的無線通信多點到多點的無線通信效率效率低低第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大5420212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.3 4.3 大哥大大哥大- -多點到多點的無線通信多點到多點的無線通信 先是將一個城市的無線網(wǎng)先是將一個城市的無線網(wǎng)絡(luò)劃分成若干個區(qū)，手機通絡(luò)劃分成若干個區(qū)，手機通過偵聽

37、廣播信息得知自己的過偵聽廣播信息得知自己的位置，如果自己位置改變，位置，如果自己位置改變，上報自己所在的位置。上報自己所在的位置。 位置寄存器：記錄位置變位置寄存器：記錄位置變更消息更消息第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大5520212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.3 4.3 大哥大大哥大- -多點到多點的無線通信多點到多點的無線通信 先是將一個城市的無線網(wǎng)先是將一個城市的無線網(wǎng)絡(luò)劃分成若干個區(qū)，手機通絡(luò)劃分成若干個區(qū)，手機通過偵聽廣播信息得知自己的過偵聽廣播信息得知自己的位置，如果自己位置改變，位置，如果自己位置改變，上報自己所在的位置。上報自己所在的位置。 位

38、置寄存器：記錄位置變位置寄存器：記錄位置變更消息更消息第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大5620212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.3 4.3 大哥大大哥大- -多點到多點的無線通信多點到多點的無線通信第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大5720212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.3 4.3 大哥大大哥大- -多點到多點的無線通信多點到多點的無線通信u切換的方式：切換的方式：l硬切換硬切換：終端首先切斷與原來基站的聯(lián)系，然后再接入新：終端首先切斷與原來基站的聯(lián)系，然后再接入新的基站，在切換的過程中發(fā)生瞬時的中斷的基站，在切換的過程中發(fā)生

39、瞬時的中斷l(xiāng)軟切換軟切換：終端和相鄰的兩個基站同時保持聯(lián)系，當(dāng)終端徹：終端和相鄰的兩個基站同時保持聯(lián)系，當(dāng)終端徹底進入某一個基站的覆蓋區(qū)域后，才切斷與另一個基站的聯(lián)底進入某一個基站的覆蓋區(qū)域后，才切斷與另一個基站的聯(lián)系，切換期間沒有中斷電話。系，切換期間沒有中斷電話。第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大5820212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.3 4.3 大哥大大哥大- -多點到多點的無線通信多點到多點的無線通信u作為成熟的商業(yè)系統(tǒng)，其成本投入是非常高的，因此作為成熟的商業(yè)系統(tǒng)，其成本投入是非常高的，因此必須考慮商業(yè)模式的問題。在這個商業(yè)通信系統(tǒng)里，必須考慮商業(yè)模

40、式的問題。在這個商業(yè)通信系統(tǒng)里，要考慮的首要問題就是要考慮的首要問題就是如何鑒別接入系統(tǒng)是不是如何鑒別接入系統(tǒng)是不是合法用戶？合法用戶？第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大5920212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.3 4.3 大哥大大哥大- -多點到多點的無線通信多點到多點的無線通信u口令方案一：用手機號或口令方案一：用手機號或IMSIIMSI號作為口令號作為口令第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大6020212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.3 4.3 大哥大大哥大- -多點到多點的無線通信多點到多點的無線通信u口令方案二：利用口令方案

41、二：利用KiKi（用戶鑒權(quán)鍵，（用戶鑒權(quán)鍵，SIMSIM卡內(nèi)置）與卡內(nèi)置）與一個固定值通過一個固定值通過A3A3算法生成算法生成SERSSERS值，進行鑒權(quán)值，進行鑒權(quán)第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大6120212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.3 4.3 大哥大大哥大- -多點到多點的無線通信多點到多點的無線通信u口令方案三：由口令方案三：由隨機值隨機值生成生成SERSSERS第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大6220212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.3 4.3 大哥大大哥大- -多點到多點的無線通信多點到多點的無線通信u鑒權(quán)鑒權(quán)

42、作用作用保護網(wǎng)絡(luò)，防止非法盜用保護網(wǎng)絡(luò)，防止非法盜用保護用戶，拒絕假冒合法用戶的保護用戶，拒絕假冒合法用戶的“入侵入侵”原理原理 基于基于GSMGSM系統(tǒng)定義的鑒權(quán)鍵系統(tǒng)定義的鑒權(quán)鍵KiKi當(dāng)客戶在網(wǎng)絡(luò)上注冊登記時，會被分配一個當(dāng)客戶在網(wǎng)絡(luò)上注冊登記時，會被分配一個MSISDNMSISDN、一個、一個IMSIIMSI及一個與及一個與IMSIIMSI對應(yīng)的移動用戶鑒權(quán)鍵對應(yīng)的移動用戶鑒權(quán)鍵KiKiKiKi被分別存放在網(wǎng)絡(luò)端的鑒權(quán)中心被分別存放在網(wǎng)絡(luò)端的鑒權(quán)中心ACAC中和移動用戶的中和移動用戶的SIMSIM卡卡中中鑒權(quán)的過程就是在鑒權(quán)的過程就是在VLRVLR中驗證網(wǎng)絡(luò)端和用戶端的中驗證網(wǎng)絡(luò)端和用戶端的KiKi是否相同是否相同第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大6320212021年年1212月月2222日星期三日星期三4.3 4.3 大哥大大哥大- -多點到多點的無線通信多點到多點的無線通信VLRBSCBTS第第4 4章章 從電臺到大哥大從電臺到大哥大6420212021年年1