陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)PPT優(yōu)秀課件

1、2022-2-17110.4 陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)陸地移動(dòng)通信是指通信雙方或至少其中一方在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中通過陸地通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息傳遞的通信方式。通信的理想目標(biāo)是5個(gè)W:任何人（WHOEVER）在任何時(shí)間（WHENEVER）任何地點(diǎn)（WHEREEVER）與任何他人（WHOMEVER）進(jìn)行任何類型（WHATEVER）的信息交換，則至少通信網(wǎng)的最后一段必須經(jīng)過移動(dòng)通信系統(tǒng)。2022-2-172移動(dòng)通信信道的特點(diǎn) 傳播的開放性傳播的開放性 無線電通信網(wǎng)通過無線電波在空間的傳播來傳輸息，與有線電相比， 其信道是敞開的，其他無關(guān)的電磁信號(hào)都可串繞進(jìn)來。 接收點(diǎn)地理環(huán)境的復(fù)雜性與多樣性接收點(diǎn)地理環(huán)境的復(fù)雜性與多樣性

2、 高樓林立的城市中心繁華區(qū) 以一般性建筑物為主的近郊小城鎮(zhèn)區(qū) 以山丘、湖泊、平原為主的農(nóng)村及遠(yuǎn)郊區(qū) 通信用戶的隨機(jī)移動(dòng)性通信用戶的隨機(jī)移動(dòng)性 慢速步行時(shí)的通信 高速車載時(shí)的不間斷通信2022-2-173陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)的分類蜂窩公用陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)集群調(diào)度移動(dòng)通信系統(tǒng)無繩電話系統(tǒng)2022-2-174陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成由移動(dòng)終端、基地站和網(wǎng)絡(luò)2022-2-175陸地移動(dòng)通信的特點(diǎn)移動(dòng)通信必須利用無線電波進(jìn)行信息傳輸；電波傳播環(huán)境惡劣；移動(dòng)臺(tái)受其他移動(dòng)臺(tái)的干擾及噪聲影響；要求使用的接收機(jī)接收信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍大；可用頻譜資源非常有限，而移動(dòng)通信業(yè)務(wù)量與日俱增；組網(wǎng)技術(shù)復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)管理和控制必須有效；

3、移動(dòng)臺(tái)必須小，輕，省電，可靠，適合在移動(dòng)環(huán)境中使用2022-2-176陸地移動(dòng)通信技術(shù)無線鏈路級(jí)技術(shù) 可靠傳輸 多址系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)級(jí)技術(shù) 無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋 無線資源管理 移動(dòng)性管理 安全管理 互聯(lián)協(xié)議2022-2-177陸地移動(dòng)通信業(yè)務(wù)話音業(yè)務(wù)消息型業(yè)務(wù)無線IP業(yè)務(wù)增值業(yè)務(wù)2022-2-17810.4.2 蜂窩的概念1969年，Bell實(shí)驗(yàn)室把整個(gè)大范圍的無線服務(wù)區(qū)劃分成彼此相鄰的正六邊形小區(qū)，每個(gè)小區(qū)設(shè)置基站。每個(gè)基站使用多個(gè)無線電頻率作為通信信道，各相鄰基站使用不同的無線電頻率。區(qū)群的概念2022-2-179蜂窩通信的主要特征發(fā)射機(jī)低功率、覆蓋范圍小頻率再用切換和中央控制小區(qū)分裂可用于增加容量202

4、2-2-1710蜂窩組網(wǎng)技術(shù)宏蜂窩技術(shù) ：基站天線高，每小區(qū)125Km，小區(qū)內(nèi)易產(chǎn)生“盲點(diǎn)”和“熱點(diǎn)”。微蜂窩技術(shù) ：基站天線低于房頂，小區(qū)覆蓋30300米，傳輸功率低，安裝方便靈活。智能蜂窩技術(shù) ：基站采用具有高分辨率陣列信號(hào)處理能力的自適應(yīng)天線系統(tǒng)，智能監(jiān)測(cè)移動(dòng)終端所處的位置，將確定的信號(hào)功率傳遞給移動(dòng)終端的蜂窩小區(qū)。蜂窩小區(qū)正向微型化發(fā)展，半徑降至100m。IMTS系統(tǒng)覆蓋2022-2-1711蜂窩組網(wǎng)中的問題如何提高頻率利用率？ 信道窄帶化、窄帶調(diào)制技術(shù)、多址技術(shù)和同頻復(fù)用技術(shù)。如何進(jìn)行區(qū)域覆蓋？ 大區(qū)制、小區(qū)制、微蜂窩技術(shù)和帶狀網(wǎng)絡(luò)如何進(jìn)行通話控制？ 信令的種類：移動(dòng)臺(tái)位置、移動(dòng)臺(tái)操

5、作。 信令的傳送方式2022-2-1712切換硬切換：先斷后通軟切換：先通再斷軟切換硬切換2022-2-171310.4.3 蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)2022-2-1714GSM系統(tǒng)組成和功能介紹移動(dòng)臺(tái)(MS)、基站子系統(tǒng)(BSS)、移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心(MSC )、外來用戶位置寄存器(VLR)、本地用戶位置寄存器(HLR)、設(shè)備識(shí)別寄存器(EIR)、鑒別中心(AUC)、操作維護(hù)中心(OMC)、短信息中心(SC)。移動(dòng)臺(tái)就是移動(dòng)客戶設(shè)備部分，它由兩部分組成，移動(dòng)終端(MS)和客戶識(shí)別卡（SIM）。 移動(dòng)終端就是“機(jī)”，它可完成話音編碼、信道編碼、信息加密、信息的調(diào)制和解調(diào)、信息發(fā)射和接收BS系統(tǒng)是在一定的

6、無線覆蓋區(qū)中由MSC控制，與MS進(jìn)行通信的系統(tǒng)設(shè)備，它主要負(fù)責(zé)完成無線發(fā)送接收和無線資源管理等功能。功能實(shí)體可分為基站控制器（BSC）和基站收發(fā)信臺(tái)（BTS）。 BSC：具有對(duì)一個(gè)或多個(gè)BTS進(jìn)行控制的功能，它主要負(fù)責(zé)無線網(wǎng)路資源的管理、小區(qū)配置數(shù)據(jù)管理、功率控制、定位和切換等，是個(gè)很強(qiáng)的業(yè)務(wù)控制點(diǎn)。 BTS：無線接口設(shè)備，它完全由BSC控制，主要負(fù)責(zé)無線傳輸，完成無線與有線的轉(zhuǎn)換、無線分集、無線信道加密、跳頻等功能MSC：是GSM系統(tǒng)的核心，是對(duì)位于它所覆蓋區(qū)域中的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行控制和完成話路交換的功能實(shí)體，也是移動(dòng)通信系統(tǒng)與其它公用通信網(wǎng)之間的接口。它可完成網(wǎng)路接口、公共信道信令系統(tǒng)和計(jì)費(fèi)等功

7、能，還可完成BSS、MSC之間的切換和輔助性的無線資源管理、移動(dòng)性管理等。另外，為了建立至移動(dòng)臺(tái)的呼叫路由，每個(gè)MSC還應(yīng)能完成入口MSC（GMSC）的功能，即查詢位置信息的功能。 HLR：是存儲(chǔ)管理部門用于移動(dòng)客戶管理的數(shù)據(jù)庫。每個(gè)移動(dòng)客戶都應(yīng)在其歸屬位置寄存器（HLR）注冊(cè)登記，它主要存儲(chǔ)兩類信息：一是有關(guān)客戶的參數(shù)；二是有關(guān)客戶目前所處位置的信息，以便建立至移動(dòng)臺(tái)的呼叫路由，例如MSC、VLR地址等。 VLR：是一個(gè)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫，是存儲(chǔ)MSC為了處理所管轄區(qū)域中MS（統(tǒng)稱拜訪客戶）的來話、去話呼叫所需檢索的信息，例如客戶的號(hào)碼，所處位置區(qū)域的識(shí)別，向客戶提供的服務(wù)等參數(shù)。AC：用于產(chǎn)生為確

8、定移動(dòng)客戶的身份和對(duì)呼叫保密所需鑒權(quán)、加密的三參數(shù)（隨機(jī)號(hào)碼RAND，符合響應(yīng)SRES，密鑰Kc）的功能實(shí)體。 EIR：也是一個(gè)數(shù)據(jù)庫，存儲(chǔ)有關(guān)移動(dòng)臺(tái)設(shè)備參數(shù)。主要完成對(duì)移動(dòng)設(shè)備的識(shí)別、監(jiān)視、閉鎖等功能，以防止非法移動(dòng)臺(tái)的使用。2022-2-171710.4.4 無線資源管理無線資源：基站、扇區(qū)、頻率、時(shí)間、碼道、功率l面向網(wǎng)絡(luò)的無線資源管理l面向連接的無線資源管理1.無線資源的分配和調(diào)度2022-2-171810.4.5 移動(dòng)臺(tái)管理用于移動(dòng)臺(tái)的位置發(fā)生改變時(shí)，網(wǎng)絡(luò)為保證其通信正常而進(jìn)行的操作移動(dòng)臺(tái)的注冊(cè)漫游2022-2-171910.4.6 安全性管理防止入侵者讀取或修改傳輸或存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)防止

9、入侵者獲取對(duì)系統(tǒng)資源或服務(wù)的訪問權(quán)技術(shù)措施：鑒權(quán) 加密2022-2-172010.4.7 GSM系統(tǒng)1982年，北歐四國向歐洲郵電行政大會(huì)提交建議書，要求制訂900MHz頻段的歐洲公共電信業(yè)務(wù)規(guī)范，建立全歐統(tǒng)一的蜂窩網(wǎng)移動(dòng)通信系統(tǒng)，以解決歐洲各國由于采用多種不同模擬蜂窩系統(tǒng)造成的互不兼容，無法提供漫游服務(wù)的問題。同年成立了歐洲移動(dòng)通信特別小組，簡(jiǎn)稱GSM(Group Special Mobile).1988年，18個(gè)歐洲國家頒布了GSM標(biāo)準(zhǔn)，即泛歐數(shù)字蜂窩通通信標(biāo)準(zhǔn)。包括兩個(gè)并行的標(biāo)準(zhǔn)：GSM900和DCS1800，這兩個(gè)系統(tǒng)功能相同，主要的差異是頻段不同。GSM數(shù)字移動(dòng)通信的組成2022-2

10、-1722工作頻帶和載頻間隔GSM900： 上行890-915MHz 下行935-960MHz 雙工間隔為45MHzDCS1800：上行1710-1785MHz 下行1805-1880MHz 雙工間隔為95MHz 2022-2-1723聯(lián)通800M CDMA頻段是： 移動(dòng)臺(tái)：825MHz835MHz 基 站：870MHz880MHz聯(lián)通900M GSM的頻段是： 移動(dòng)臺(tái)：909MHz915MHz 基 站：954MHz960MHz移動(dòng)900M GSM的頻段是： 移動(dòng)臺(tái)：890MHz909MHz 基 站：935MHz954MHz移動(dòng)DCS1800的頻段是： 移動(dòng)臺(tái)：1710MHz1720MHz 基

11、 站：1805MHz1815MHz聯(lián)通DCS1800的頻段是： 移動(dòng)臺(tái)：1745MHz1755MHz 基 站：1840MHz1850MHz以聯(lián)通GSM為例，6MHz帶寬，信道間隔200kHz，共28個(gè)頻點(diǎn)。每個(gè)信道8個(gè)時(shí)隙。2022-2-1724時(shí)分多址技術(shù)每個(gè)載頻分成8個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙為一個(gè)信道突發(fā)脈沖序列傳輸：移動(dòng)臺(tái)只在他使用的規(guī)定時(shí)隙內(nèi)發(fā)射脈沖。支持多種語音編碼：降低話音比特率，提高信道利用率。發(fā)射/接收設(shè)備共享2022-2-1725GSM900系統(tǒng)的特點(diǎn)具有開放的通用接口標(biāo)準(zhǔn)提供可靠的安全保護(hù)功能支持各種電信承載業(yè)務(wù)和補(bǔ)充業(yè)務(wù)容量增大頻譜利用率提高抗干擾能力增強(qiáng)2022-2-1726G

12、SM技術(shù)的發(fā)展GSMGRPSEDGE-WCDMA2022-2-1727CDMA數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)擴(kuò)頻技術(shù)：在發(fā)送端，用一高速偽隨機(jī)碼與數(shù)字信號(hào)相乘，擴(kuò)展了傳輸帶寬，在接收端解擴(kuò)。碼分多址技術(shù)：為每一個(gè)用戶分配唯一的序列碼(地址碼)，每站使用此碼片序列m(m=64或128)進(jìn)行編碼傳輸。基本原理：“1”乘以任何數(shù)為本身，“0”乘以任何數(shù)為0。各碼片必須不同，各碼片正交。2022-2-1728CDMA通信的優(yōu)點(diǎn)系統(tǒng)容量大：GSM系統(tǒng)45倍軟容量：以誤碼為代價(jià)，增大系統(tǒng)容量。軟切換：先接通后切斷可進(jìn)行多址通信、安全保密性好抗干擾能力強(qiáng)、抗多徑干擾高通話質(zhì)量和低發(fā)射功率：功率控制技術(shù)話音激活技術(shù)：不講話

13、時(shí)降低數(shù)據(jù)速率2022-2-1729CDMA系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)2022-2-1730IS-95 CDMA系統(tǒng)無線規(guī)劃電子序號(hào)碼：廠商為每一個(gè)移動(dòng)臺(tái)唯一確定的32bit號(hào)碼工作頻段：中國聯(lián)通 825849MHz或1850 1910MHz (基站收)、870894 MHz或1930 1990MHz (基站發(fā))，可用頻率24 MHz，間隔45 MHz。無線覆蓋半徑：300m50Km以上多載波技術(shù)：解決高話務(wù)密度問題，盡量使多載波基站連成片，在覆蓋區(qū)邊緣設(shè)立導(dǎo)頻信號(hào)基站，用以觸發(fā)軟切換，減少掉話現(xiàn)象。2022-2-1731CDMA中的關(guān)鍵技術(shù) 一、一、 地址碼的選擇地址碼的選擇 二、二、 直接擴(kuò)頻系統(tǒng)的同步

14、直接擴(kuò)頻系統(tǒng)的同步 三、三、 功率控制功率控制 四、四、 軟切換軟切換2022-2-1732一、一、 地址碼的選擇地址碼的選擇理想的地址碼和擴(kuò)頻碼主要應(yīng)具有以下性能：(1) 有足夠多的地址碼組碼；(2) 有尖銳的自相關(guān)特性；(3) 碼組彼此之間的互相關(guān)性為零；(4) 不同的碼元數(shù)平衡相等；(5) 盡可能大的復(fù)雜度。2022-2-1733 二、二、 直接擴(kuò)頻系統(tǒng)的同步直接擴(kuò)頻系統(tǒng)的同步 一般擴(kuò)頻系統(tǒng)的同步包括三方面的內(nèi)容： (1) 載波同步 (2) 位同步 (3) 序列同步 三、三、 功率控制功率控制 功率控制分為前向功率控制和后向功率控制，而后向功率控制又分為僅由移動(dòng)臺(tái)參與的開環(huán)功率控制和移動(dòng)

15、臺(tái)、基站同時(shí)參與的閉環(huán)功率控制。 2022-2-1734 四、四、 軟切換軟切換 軟切換是指當(dāng)一個(gè)移動(dòng)臺(tái)需要與新基站進(jìn)行通信時(shí)，并不先中斷與原有基站的聯(lián)系，因而軟切換只能在相同頻率的CDMA信道間進(jìn)行，這樣位于兩個(gè)基站覆蓋區(qū)交界處的移動(dòng)臺(tái)可以在不間斷通信的條件下實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)信道的切換，從而大大減少由于切換所帶來的掉話現(xiàn)象，保證了通信的可靠性。 2022-2-1735未來移動(dòng)通信中的關(guān)鍵技術(shù)自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù)多輸入多輸出技術(shù)軟件無線電2022-2-1736自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù)可變速率調(diào)制技術(shù)（1）可變速率正交振幅調(diào)制（VR-QAM）（2）可變擴(kuò)頻增益碼分多址（VSG-CDMA）（3）多碼碼分多址（MC-CDMA）（4）可變擴(kuò)頻因子正交頻分和碼分多址（VSF-OFCDM）自適應(yīng)編碼調(diào)制自適應(yīng)編碼調(diào)制(AMC)講不同速率的編碼與不同的調(diào)制方式結(jié)合起來，系統(tǒng)根據(jù)收發(fā)信道的情況動(dòng)態(tài)選擇最佳的編碼組合。2022-2-1737多輸入多輸出技術(shù)智能天線：自適應(yīng)陣列天線空時(shí)編碼：對(duì)發(fā)送信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合編碼，在多個(gè)天線上同時(shí)發(fā)送，實(shí)現(xiàn)接收端的有效分集合并，提高系統(tǒng)的可靠性。多輸入多輸出（MIMO）系統(tǒng)：提高系統(tǒng)的可靠性，增加分集增益；提高系統(tǒng)的傳輸容量。2022-2-1738軟件無線電 軟件無