第8講,1l411040移動通信系統(tǒng)

1、1L411040 移動通信系統(tǒng)1L411041 移動通信系統(tǒng)的構(gòu)成1L411042CDMA 和 GSM 網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)1L411043 第三代移動通信網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)1L411044 移動多媒體技術(shù)及應(yīng)用1L411045 第四代移動通信技術(shù)特點(diǎn)1L411041 移動通信系統(tǒng)的構(gòu)成知識點(diǎn)一、移動通信特點(diǎn)知識點(diǎn)一、移動通信特點(diǎn)1.移動通信由無線和有線兩部分組成。無線部分提供用戶終端的接入；有線部分完成網(wǎng)絡(luò)功能，包括交換、用戶管理、漫游、鑒權(quán)等，構(gòu)成公眾陸地移動通信網(wǎng)。知識點(diǎn)二、移動通信的發(fā)展歷程1.第一代移動電話系統(tǒng)是模擬系統(tǒng)，有美國的高級移動電話業(yè)務(wù)(AMPS)和英國的全接入移動通信系統(tǒng)(TACS)。2.第二

2、代移動電話系統(tǒng)是數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)。一種是 TDMA，另一種是CDMA。TDMA 體制的代表是歐洲的 GSM 系統(tǒng)，CDMA 體制的代表是美國的 IS-95 系統(tǒng)。3.IMT-2000 支持的網(wǎng)絡(luò)成為第三代移動通信系統(tǒng)，形成了WCDMA、CDMA2000、TDSCDMA 三大主流標(biāo)準(zhǔn)。大唐電信代表中國提出的TDSCDMA 標(biāo)準(zhǔn)采用了 TDD 模式，支持不對稱業(yè)務(wù)。知識點(diǎn)三、移動通信系統(tǒng)頻段分配（了解） 知識點(diǎn)四、移動通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成（重點(diǎn)考點(diǎn)）(一）2G 移動通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成：移動交換子系統(tǒng)（NSS)、操作維護(hù)子系統(tǒng)（OSS)、基站子系統(tǒng)（BSS)和移動臺（MS)四大部分組成。1.移動交換子系

3、統(tǒng) NSS：主要完成話務(wù)的交換功能，管理用戶數(shù)據(jù)和移動性所需的數(shù)據(jù)庫。NSS 子系統(tǒng)的主要作用是管理移動用戶之間的通信和移動用戶與其他通信網(wǎng)用戶之間的通信。NSS 主要由移動交換中心（MSC)、操作維護(hù)中心（OMC)以及移動用戶數(shù)據(jù)庫所組成。 (1)移動交換中心（MSC)：完成通話接續(xù)、計(jì)費(fèi)以及 BSS 和 MSC 之間的切換和輔助性的無線資源管理、移動性管理等功能。 (2)移動用戶數(shù)據(jù)庫(2007 真題考點(diǎn))：存儲管理部門用于移動用戶管理的數(shù)據(jù)、MSC 所管轄區(qū)域中的移動臺的相關(guān)數(shù)據(jù)以及用于系統(tǒng)的安全性管理和移動臺設(shè)備參數(shù)信息。具體包括:移動用戶識別號碼、訪問能力、用戶類別、補(bǔ)充業(yè)務(wù)、用戶號

4、碼、移動臺的位置區(qū)信息、用戶狀態(tài)和用戶可獲得的服務(wù)、鑒權(quán)用戶身份的合法性等內(nèi)容，另外還具有對無線接口上的語音、數(shù)據(jù)、信令信號進(jìn)行加密以及對移動設(shè)備的識別、監(jiān)視、閉鎖等功能。2.操作維護(hù)子系統(tǒng) OSS：對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理和監(jiān)控。通過它實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)內(nèi)各種部件功能的監(jiān)視、狀態(tài)報(bào)告、故障診斷等功能。3.基站子系統(tǒng) BSS：分為基站收發(fā)信臺（BTS)以及基站控制器（BSC)。BTS負(fù)責(zé)無線傳輸，BSC 負(fù)責(zé)控制與管理。一個(gè) BSS 系統(tǒng)由一個(gè) BSC 與一個(gè)或多個(gè) BTS 組成，一個(gè) BSC 可以根據(jù)話務(wù)量需要控制多個(gè) BTS。(1)基站控制器（BSC)是基站系統(tǒng)（BSS)的控制部分，在 BSS 中起交換作

5、用。BSC端可與多個(gè) BTS 相連，另一端與 MSC 和操作維護(hù)中心 OMC 相連，BSC面向無線網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)完成無線網(wǎng)絡(luò)管理、無線資源管理及無線基站的監(jiān)視管理；控制移動臺和 BTS 之間無線連接的建立、接續(xù)和拆除等管理；控制完成移動臺的定位、切換和尋呼，提供語音編碼、碼型變換和速率適配(2009 真題考點(diǎn))等功能，并能完成對基站子系統(tǒng)的操作維護(hù)功能。BSS 中的 BSC 所控制的 BTS 數(shù)量隨業(yè)務(wù)量的大小而有所改變。 【2009 年真題】基站控制器（BSC）主要負(fù)責(zé)完成（）及無線基站的監(jiān)視管理。A移動性管理B無線網(wǎng)絡(luò)管理C用戶數(shù)據(jù)管理D無線資源管理E安全性管理答案：BD(2)無線基站（BTS

6、)是基站子系統(tǒng)（BSS)的無線部分，BTS 在系統(tǒng)中的位置處于 MS 與 BSC 之間，與 BTS 直接相關(guān)的是無線接口?；荆˙TS)是由基站控制器 BSC 控制，服務(wù)于某個(gè)小區(qū)的無線收發(fā)信設(shè)備，完成 BSC 與無線信道之間的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn) BTS 與移動臺 MS 之間通過空中接口的無線傳輸以及相關(guān)的控制功能。4.移動臺 MS：由移動終端和客戶識別卡（SIM 卡）組成。移動終端可完成語音編碼、信道編碼、信息加密、信息的調(diào)制和解調(diào)、信息發(fā)射和接收等功能；SIM 卡存有認(rèn)證客戶身份所需的所有信息，并能執(zhí)行一些與安全保密有關(guān)的重要信息，以防止非法客戶進(jìn)入網(wǎng)路。SIM 卡還存儲與網(wǎng)路和客戶有關(guān)的管理數(shù)據(jù)

7、。(二）3G 移動通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成和工作模式1.3G 移動通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成:由用戶設(shè)備（UE)、無線接入網(wǎng)（UTRAN)和核心網(wǎng)三部分組成。2.3G 移動通信系統(tǒng)的工作模式:頻分?jǐn)?shù)字雙工（FDD)模式和時(shí)分?jǐn)?shù)字雙工（TDD)模式。WCDMA 和 CDMA2000 采用 FDD 方式，需要成對的頻率規(guī)劃。WCDMA 即寬帶CDMA 技術(shù)。WCDMA 的基站間同步是可選的，而 CDMA2000 的基站間同步是必需的，因此需要全球定位系統(tǒng)（GPS)。以上兩點(diǎn)是 WCDMA 和 CDMA2000 最主要的區(qū)別(2010 真題考點(diǎn))。在其他關(guān)鍵技術(shù)方面，例如功率控制、軟切換、擴(kuò)頻碼以及所采用的分集技

8、術(shù)等都是基本相同的?！?010 年真題】WCDMA 和 CDMA2000 的主要區(qū)別在于 ( )。A切換技術(shù) B功率控制C分集技術(shù) D基站間同步答案：D(2)TDD 是上行和下行的傳輸使用同一頻帶的雙工模式，根據(jù)時(shí)間來區(qū)分上、下行并進(jìn)行切換，物理層的時(shí)隙被分為上、下行兩部分，不需要成對的頻率，上下行鏈路業(yè)務(wù)共享同一信道，可以不平均分配，特別適用于非對稱的分組交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。TD-SCDMA 采用 TDD、TDMA/CDMA 多址方式工作，其基站間必須同步，適合非對稱數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。1L411042CDMA 和 GSM 網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)知識點(diǎn)一、GSM 移動通信系統(tǒng)(一）工作頻段及頻道間隔：我國 GSM 通信系

9、統(tǒng)采用 900MHZ 和 1800MHZ 兩個(gè)頻段。相鄰兩頻道間隔為 200KHZ。每個(gè)頻道采用時(shí)分多址接入方式，分為 8 個(gè)時(shí)隙，即 8 個(gè)信道。每個(gè)用戶使用一個(gè)頻道中的一個(gè)時(shí)隙傳送信息。(二）頻率復(fù)用：GSM 無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃基本上采用 43 頻率復(fù)甩方式。(三）GSM 采用的多址技術(shù)：頻分多址技術(shù)（FDMA)和時(shí)分多址技術(shù)(2011 真題考點(diǎn))(TDMA)。(四）GSM 信道：分為物理信道和邏輯信道。邏輯信道又分為業(yè)務(wù)信道和控制信道兩大類。1.業(yè)務(wù)信道（TCH)。2.控制信道:用于傳送信令或同步數(shù)據(jù)。又把控制信道定義成廣播、公共及專用三種控制信道。廣播信道（BCH)可細(xì)分為頻率校正信道（FC

10、CH)、同步信道（SCH)、廣播控制信道（BCCH);公共控制信道（CCCH)可細(xì)分為尋呼信道(PCH)、隨機(jī)接入信道（RACH)、接入許可信道（AGCH);隨路控制信道（DCCH)可細(xì)分為獨(dú)立專用控制信道（SDCCH)、慢速隨路控制信道（SACCH)、快速隨路控制信道(FACCH)。(五）GSM 通信系統(tǒng)的構(gòu)成：主要由移動交換子系統(tǒng)（NSS)、基站子系統(tǒng)（BSS)和移動臺（MS)三大部分組成。(六)切換：處于通話狀態(tài)的移動用戶從一個(gè) BSS 移動到另一個(gè) BSS 時(shí)，切換功能保持移動用戶已經(jīng)建立的鏈路不被中斷。切換包括 BSS 內(nèi)部切換、BSS 間的切換和 NSS 間的切換。其中 BSS 間

11、的切換和 NSS 間的切換都需要由MSC 來控制完成，而 BSS 內(nèi)部切換由 BSC 控制完成。 知識點(diǎn)二、CDMA 通信系統(tǒng)(一）CDMA 工作頻段：CDMA 是用編碼區(qū)分不同用戶，可以用同一頻率、相同帶寬同時(shí)為用戶提供收發(fā)雙向的通信服務(wù)。(三）CDMA 信道：CDMAIS-95A 中主要有開銷信道和業(yè)務(wù)信道兩類信道。導(dǎo)頻信道、尋呼信道、同步信道、接入信道統(tǒng)稱為開銷信道。導(dǎo)頻信道、尋呼信道、同步信道、業(yè)務(wù)信道構(gòu)成前向信道；接入信道、業(yè)務(wù)信道構(gòu)成反向信道(2010 真題考點(diǎn))。 【2010 年真題】CDMAIS 一 95A 的前向信道由()構(gòu)成。A導(dǎo)頻信道 B尋呼信道C接入信道 D同步信道E業(yè)

12、務(wù)信道答案：ABDE (五）CDMA 切換(2006 真題考點(diǎn))與 GSM 的硬切換相比，CDMA 移動臺在通信時(shí)可能發(fā)生同頻軟切換、同頻同扇區(qū)間的更軟切換以及不同載頻間的硬切換。所謂軟切換是指移動臺開始與一個(gè)新的基站聯(lián)系時(shí)，并不立即中斷與原基站間的通信，當(dāng)與新的基站取得可靠通話后，再中斷與原基站的通信。這使得 CDMA 相對 GSM 在切換成功率方面大大提高。 (六）CDMA 的優(yōu)點(diǎn)(2007 真題考點(diǎn))和 TDMA 相比：1.系統(tǒng)容量大。2.系統(tǒng)通信質(zhì)量更佳。3.頻率規(guī)劃靈活。4.頻帶利用率高。5.適用于多媒體通信系統(tǒng)。6.CDMA 手機(jī)的備用時(shí)間更長。 1L411043 第三代移動通信網(wǎng)

13、絡(luò)特點(diǎn)3G 有 WCDMA、CDMA2000、TDSCDMA 三種制式。知識點(diǎn)一、知識點(diǎn)一、CDMA2000CDMA2000 網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)：1.自適應(yīng)調(diào)制編碼技術(shù)。2.前向鏈路快速功率控制技術(shù)。3.移動 IP 技術(shù)。4.前向鏈路時(shí)分復(fù)用。5.速率控制。6.增強(qiáng)的電池續(xù)航能力。7.軟切換。CDMA 系統(tǒng)采用軟切換技術(shù)“先連接再斷開”，克服了硬切換容易掉話的缺點(diǎn)。知識點(diǎn)二、知識點(diǎn)二、TD-SCDMATD-SCDMA 網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)1.TDSCDMA 系統(tǒng)中由于采用了 TDD 的雙工方式。TDSCDMA 系統(tǒng)集合CDMA、FDMA、TDMA 三種多址方式于一體，使得無線資源可以在時(shí)間、頻率、

14、碼字這三個(gè)維度進(jìn)行靈活分配，也使得用戶能夠被靈活地分配在時(shí)間、頻率、碼字這三個(gè)維度，從而降低系統(tǒng)的干擾水平。6.TD-SCDMA 系統(tǒng)的接力切換概念不同于硬切換與切換。在切換之前，目標(biāo)基站可以通過系統(tǒng)對移動臺的精確定位技術(shù)，獲得移動臺比較精確的位置信息，在切換過程中，UE 斷開與原基站的連接之后，能迅速切換到目標(biāo)基站。接力切換可提高切換成功率，與軟切換相比，可以克服切換時(shí)對鄰近基站信道資源的占用，能夠使系統(tǒng)容量得以增加。知識點(diǎn)三、知識點(diǎn)三、WCDMAWCDMA 網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)（了解）網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)（了解）1L411044 移動多媒體技術(shù)及應(yīng)用3G 除可以承載更高品質(zhì)的語音業(yè)務(wù)以外，3G 還能夠全面支持包括

15、高速互聯(lián)網(wǎng)接入、無線音樂等更加豐富的移動多媒體業(yè)務(wù)應(yīng)用。7.手機(jī)電視，主要有三種實(shí)現(xiàn)方式：(1)利用衛(wèi)星廣播網(wǎng)絡(luò)方式。(2)利用移動通信網(wǎng)絡(luò)方式。(3)利用地面數(shù)字電視廣播網(wǎng)絡(luò)與移動通信網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合方式。1L411045 第四代移動通信技術(shù)特點(diǎn)【新增】知識點(diǎn)一、4G 無線通信目標(biāo)(2007、2009 真題考點(diǎn)：3G 目標(biāo)、速率)1.提供更高的傳輸速率（室內(nèi)為 100MBPSLGBPS，室外步行為數(shù)十至數(shù)百M(fèi)BPS，車速為數(shù)十 MBPS，信道射頻帶寬為數(shù)十 MHZ，頻譜效率為幾到數(shù)十BPS/HZ)。2.支持更高的終端移動速度（250KM/H)。3.全 IP 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、承載與控制分離。4.提供無處不

16、在的服務(wù)、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同。5.提供更為豐富的分組多媒體業(yè)務(wù)。 知識點(diǎn)二、4G 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)4G 移動系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可分為三層：物理網(wǎng)絡(luò)層、中間環(huán)境層、應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)層。物理網(wǎng)絡(luò)層提供接入和路由選擇功能，它們由無線和核心網(wǎng)的結(jié)合格式完成。中間環(huán)境層的功能有 QOS 映射、地址變換和安全性管理等。 知識點(diǎn)三、4G 關(guān)鍵技術(shù)1.OFDM 多載波技術(shù)。2.MIMO 多天線技術(shù)。3.OTDM 鏈路自適應(yīng)技術(shù)。4.SA 智能天線。知識點(diǎn)四、4G 的主要優(yōu)勢1.通信速度更快。2.網(wǎng)絡(luò)頻譜更寬。3.通信更加靈活。4.智能性能更高。5.兼容性能更平滑。6.提供各種增值服務(wù)。7.實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的多媒體通信。8.頻率使用效率更

17、高。9.通信費(fèi)用更加便宜。 知識點(diǎn)五、4G 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)目前 4G 標(biāo)準(zhǔn)有 5 種：LTE-ADVANCED 和 WIRELESSMAN-ADVANCED、WIMAX、HSPA+、LTE。(一）LTE：LTE(LONGTERMEVOLUTION,長期演進(jìn)）項(xiàng)目是 3G 的演進(jìn)。目前的WCDMA 網(wǎng)絡(luò)的升級版 HSPA 和 HSPA+均能夠演化到 LTE 這一狀態(tài)，包括中國自主的 TD-SCDMA 網(wǎng)絡(luò)也將繞過 HSPA 直接向 LTE 演進(jìn)，所以這一 4G 標(biāo)準(zhǔn)獲得了最大的支持，也將是未來 4G 標(biāo)準(zhǔn)的主流。(二）LTE-ADVANCED：LTE-ADVANCED 就是 LTE 技術(shù)的升級版。LT

18、E-ADVANCED的入圍，包含 TDD 和 FDD 兩種制式，其中 TDSCDMA 將能夠進(jìn)化到 TDD 制式，而 WCDMA 網(wǎng)絡(luò)能夠進(jìn)化到 FDD 制式。移動主導(dǎo)的 TDSCDMA 網(wǎng)絡(luò)期望能夠直接繞過 HSPA+網(wǎng)絡(luò)而直接進(jìn)入到 LTE。 (三）WIMAX：即全球微波互聯(lián)接入，WIMAX 的另一個(gè)名字是 IEEE802.16。提供的最高接入速度是 70M，這個(gè)速度是 3G 所能提供的寬帶速度的 30 倍。WIMAX 逐步實(shí)現(xiàn)寬帶業(yè)務(wù)的移動化，而 3G 則實(shí)現(xiàn)移動業(yè)務(wù)的寬帶化，兩種網(wǎng)絡(luò)的融合程度會越來越高，這也是未來移動世界和固定網(wǎng)絡(luò)的融合趨勢。802.16 所使用的頻譜可能比其他任何無線技術(shù)更豐富，WIMAX 具有以下優(yōu)點(diǎn)： (1)對于已知的干擾，窄的信道帶寬有利于避開干擾，而且有利于節(jié)省頻譜資源。(2)靈活的帶寬調(diào)整能力，有利于運(yùn)營商或用戶協(xié)調(diào)頻譜資源。(3)WIMAX 所能實(shí)現(xiàn)的 50KM 的無線信號傳輸距離是無線局域網(wǎng)所不能比擬的，網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積是 3G 發(fā)射塔的 10 倍，只要少數(shù)基站建設(shè)就能實(shí)現(xiàn)全城覆蓋，能夠使無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積大大提升。不過 WIMAX 網(wǎng)絡(luò)雖然在網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積和網(wǎng)絡(luò)的帶寬上優(yōu)勢巨大，但是其移動性卻有著先天的缺陷，無法滿足高速（50KM