中級培訓(xùn)第一模塊之一無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識

1、中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組無無線線網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識識中中級級培培訓(xùn)訓(xùn)第第一一模模塊塊之之一一中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組 內(nèi)容介紹移動通信技術(shù)的演進GSM移動通信系統(tǒng)簡單呼叫流程GSM移動通信系統(tǒng)接口無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組數(shù)字?jǐn)?shù)字技術(shù)技術(shù)IMT-2000 (ITU)UMTS(WCDMA, TD-SCDMA),CDMA 2000第二代第二代 19902000第一代第一代 第三代第三代 數(shù)字?jǐn)?shù)字技術(shù)技術(shù)例如例如:

2、GSM,CDMA (IS-95)模擬模擬技術(shù)技術(shù)例如例如: TACS, AMPS移動通信技術(shù)的演進全球移動通信系統(tǒng)全球移動通信系統(tǒng)中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組移動通信技術(shù)的演進l在開始下面的課程之前，我們首先了解一下多址接入的概念，常用的多址接入根據(jù)不同的特點可分為：FDMA、TDMA、CDMA。lFDMA:頻分多址技術(shù)，即不同的用戶占用不同的頻率，通過不同的頻率來區(qū)分不同的用戶。 lTDMA:時分多址技術(shù)，即不同的用戶占用不同的時間，通過不同的時間段來區(qū)分不同的用戶lCDMA:碼分多址技術(shù)，所有的用戶都占用同樣的時間和頻率，但之間有不同的特

3、征。這個特征為不同的編碼中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組移動通信技術(shù)的演進l第一代移動通信系統(tǒng)是模擬移動通信系統(tǒng)，主要以英國的TACS和美國的AMPS(Advanced Mobile Phone System)為主。它們都是雙頻、雙工 模擬移動通信系統(tǒng)，采用頻分多址技術(shù)（FDMA）特點： 1、系統(tǒng)容量小。 2、頻譜利用率低。 3、保密性能差。 4、不同的國家采用不同的頻段等原因造成國際漫游受阻。 5、各系統(tǒng)之間沒有公共接口，很難開展數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)。中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組移動通信技術(shù)的演進l第

4、二代移動通信系統(tǒng)是數(shù)字移動通信系統(tǒng)，主要以歐洲的GSM和美國的CDMA(IS-95)為主。 GSM采用時分多址技術(shù)（TDMA）； CDMA(IS-95)采用碼分多址技術(shù)（CDMA）。特點： 1、具有開放的接口和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，容易擴容功能和開發(fā)新業(yè)務(wù)。 2、頻譜利用率相對較高，系統(tǒng)抗干擾性較強。 3、通過語音加密，保密性能強。 4、在采用GSM的國家之間能夠?qū)崿F(xiàn)國際漫游。 5、可以獲得更好的通話質(zhì)量。 目前們采用的頻段為：890915和935960 ，雙工間隔45MHz，中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組移動通信技術(shù)的演進l我國陸地蜂窩數(shù)字移動通信 網(wǎng)G

5、SM通信系統(tǒng)采用900MHz與1800MHz頻段:l GSM900MHz頻段為：890915(移動臺發(fā),基站收),935960(基站發(fā),移動臺收);l DCS1800MHz頻段為：17101785(移動臺發(fā),基站收),18051880(基站發(fā),移動臺收);中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組移動通信技術(shù)的演進l第三代移動通信系統(tǒng)是數(shù)字移動通信系統(tǒng)，主要以歐洲的WCDMA、美國的CDMA2000以及我國的TDS-CDMA為主。 特點： 1、每一用戶由不同的碼來區(qū)分，所有用戶分享同樣的頻譜資源，頻 普利用率更高。 2、系統(tǒng)有很高的抗干擾性、抗衰落性、保密

6、性 3、采用軟切換及更軟切換技術(shù)，減少掉話 4、采用Rake多徑分集接收技術(shù)，有效利用多徑傳輸來的信號，提高 系統(tǒng)的接收性能 5、采用快速功率控制，快速準(zhǔn)確的閉環(huán)功率控制有效地降低近-遠(yuǎn)效 效應(yīng)， 提高系統(tǒng)容量 6、數(shù)據(jù)傳送速率大中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組其他 MSCother BTSsVLRVLREIREIRAuCAuCOMCOMCGSMGSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)HLRHLR中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組GSM 900 :GSM 1800 : 信道間隔： 200kHz 171017851805

7、1880雙工距離 : 95 MHz890915935960雙工距離 : 45 MHz運營商 A運營商 B B A暫未分配GSMGSM系統(tǒng)頻率資源系統(tǒng)頻率資源中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組lGSM 900 and GSM 1800 GSM 900 and GSM 1800 就像一對孿生兄弟就像一對孿生兄弟l GSM 900 GSM 1800GSM 900 GSM 1800l頻率帶寬頻率帶寬 890.960 MHz1710.1880 MHzl信道數(shù)信道數(shù)124372l信道間隔信道間隔200 kHz200 kHzl接入技術(shù)接入技術(shù)TDMATDMAl手

8、機功率手機功率2 W1 WGSM900 GSM900 和和 GSM1800GSM1800沒有很大區(qū)別，通信機制完全一樣沒有很大區(qū)別，通信機制完全一樣GSM900/1800 異同比較異同比較中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組 GSM900 and GSM1800 GSM900 and GSM1800 的邏輯信道劃分是一樣的的邏輯信道劃分是一樣的 廣播控制信道 (BCCH) 控制信道 通用控制信道 (CCCH) 話音信道 (TCH)FCHSCHBCCH(系統(tǒng)消息)TCH/FAGCH RACHSDCCHFACCHSACCHTCH/HTCH/9.6FTCH

9、/ 4.8F, HTCH/ 2.4F, HPCH 通用信道 (CCH) 專用信道 (DCH) 邏輯信道邏輯信道空中接口邏輯信道空中接口邏輯信道中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組FCCHSCHBCCHPCHAGCHBCCHCCCH通用通用信道信道SDCCHSACCHFACCHTCH/FTCH/HDCCHTCH專用專用信道信道系統(tǒng)下行信道結(jié)構(gòu)系統(tǒng)下行信道結(jié)構(gòu)中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組RACHCCCH通用通用信道信道SDCCHSACCHFACCHTCH/FTCH/HDCCHTCH專用專用信道信道系統(tǒng)上

10、行信道結(jié)構(gòu)系統(tǒng)上行信道結(jié)構(gòu)中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組 搜尋頻率校正脈沖 搜尋同步脈沖 解讀系統(tǒng)消息 偵聽尋呼消息 發(fā)送接入脈沖 信令信道分配 呼叫建立 話音信道分配 通話 呼叫釋放FCCHSCHBCCHPCHRACHAGCHSDCCHFACCHTCHFACCH拆線空閑狀態(tài)關(guān)機狀態(tài)專用模式空閑狀態(tài)各邏輯信道作用示意各邏輯信道作用示意中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組l邏輯信道到物理信道的映射關(guān)系邏輯信道到物理信道的映射關(guān)系信令信道 : 51 個幀序列物理信道 : 26 個幀序列物理信道同邏輯信道映

11、射關(guān)系物理信道同邏輯信道映射關(guān)系中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組Downlink CCCH中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組TCH中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組常用的信道配置中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組COMBINED 信道組合中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組NON-COMBINED 信道組合中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有

12、限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組課程進度課程進度2.1 2.1 電波傳播電波傳播2.2 2.2 傳播模型傳播模型2.3 2.3 天線系統(tǒng)天線系統(tǒng)2.4 GSM2.4 GSM系統(tǒng)分集技術(shù)系統(tǒng)分集技術(shù)2.5 2.5 干擾干擾2.6 2.6 抗干擾措施抗干擾措施2.7 2.7 無線鏈路平衡無線鏈路平衡無線鏈路傳播無線鏈路傳播中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組電波傳播理論是一門嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)電波傳播理論是一門嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué) 無線電波傳播理論無線電波傳播理論中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組l問題：移動通信比較固定通信有那些特殊性呢問

13、題：移動通信比較固定通信有那些特殊性呢 ? ?l多徑無線傳播無線路徑是一個很復(fù)雜的傳播媒介l手機發(fā)射功率有限手機的發(fā)射功率客觀限制了蜂窩小區(qū)的服務(wù)范圍手機電池壽命和對人體危害決定了發(fā)射功率大小l頻率資源有限帶寬一定信道編碼等占用額外頻率資源頻率需要被重復(fù)利用 = 產(chǎn)生同頻干擾l用戶行為的不確定性移動通信環(huán)境移動通信環(huán)境中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組多徑傳播多徑傳播陰影效應(yīng)陰影效應(yīng)地形、地貌地形、地貌反射反射信號的相互干擾信號的相互干擾無線信道特點無線信道特點中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組強烈的信

14、號反射會帶來無法容忍的信號時延強烈的信號反射會帶來無法容忍的信號時延反射信號落在接收機均衡器時間窗口內(nèi)，可以容忍否則，就會產(chǎn)生信號交疊自干擾 直射信號弱，反射信號強均衡器時間窗口 16 s信號強度延遲時間長距離反射，反射信號落在均衡器窗口外:= 干擾效應(yīng)反射反射中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組慢衰落慢衰落( (正態(tài)衰落正態(tài)衰落) )傳播路徑上大的阻擋物引起的陰影效應(yīng)快衰落快衰落 ( (瑞利衰落瑞利衰落) )幾路信號破壞性的疊加“衰落谷點”, “信號黑洞”+100-10-20-30012345 m電平 (dB)920 MHzv = 20 km/h信

15、號衰落信號衰落中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組timepower2 sec4 sec6 sec+20 dBmean value- 20 dB正態(tài)衰落瑞利衰落信號衰落信號衰落中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組自由空間信號傳播自由空間信號傳播 信號強度隨距離指數(shù)倍衰減 鏡面反射 漫反射 反射反射鏡面反射信號強度: A - *A ( - 材料的偏振性決定相位的變化漫反射信號強度: A - *A ( 隨機相位偏振性影響 : 隨機D電波傳播電波傳播中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限

16、公司網(wǎng)優(yōu)專家小組 吸收效應(yīng)吸收效應(yīng) 深度信號衰減 相位變化因材料而異 去偏極 衍射衍射 鍥型模型 刀刃模型 多刀刃模型AA - 5.30 dB電波傳播電波傳播中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組常用單位辨析常用單位辨析l日常表征功率常用w、mw等單位，但是在實際工作當(dāng)中不方便，于是引入了dBm，dB，dBi，dBd等單位l定義：發(fā)射功率P為1mw時，折算為dBm后為0dBm 公式為：10*log（P/1mw） 1w=30dBm 5w=37dBm 2w=33dBm 10w=40dBm ldBi和dBd是考征增益的值（功率增益），兩者都是一個相對值， 但

17、參考基準(zhǔn)不一樣。dBi的參考基準(zhǔn)為全方向性天線，dBd的參考基準(zhǔn)為偶極子，所以兩者略有不同。 dBi= dBd+2.15 常用于天線增益ldB是一個表征相對值的值，當(dāng)考慮甲的功率相比于乙功率大或小多少個dB時，按下面計算公式：10lg（甲功率/乙功率） 中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組1,Okumura- Hata1,Okumura- Hata（奧村模型）（奧村模型）經(jīng)驗公式適用于大范圍的傳播預(yù)測（5-20Km）一般不用于小范圍傳播預(yù)測（ 1km）2,Walfish- Ikegami Model2,Walfish- Ikegami Model適用

18、于小范圍傳播預(yù)測（ = 9 dB ，工程上， C / I = 12dB 有用信號環(huán)境噪聲其他信號干擾干擾中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組信號質(zhì)量下降信號質(zhì)量下降比特誤碼比特誤碼可修復(fù): 信道編碼, 糾錯不可修復(fù) : 相位失真干擾的影響干擾的影響中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組接收質(zhì)量接收質(zhì)量 （RXQUAL parameter）接收質(zhì)量等級接收質(zhì)量等級 （0 . 7）RXQUALMean BER BER rangeclass (%)from. to00,14 12,8 % 較好 不可容忍好 可以接受

19、GSM系統(tǒng)信號質(zhì)量系統(tǒng)信號質(zhì)量中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組多徑信號多徑信號 ( (回聲效應(yīng)回聲效應(yīng)) ) 頻率復(fù)用的同鄰頻干擾頻率復(fù)用的同鄰頻干擾外部干擾外部干擾 網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的提高更要注意網(wǎng)絡(luò)干擾的有效控制網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的提高更要注意網(wǎng)絡(luò)干擾的有效控制 盡可能降低網(wǎng)絡(luò)的干擾盡可能降低網(wǎng)絡(luò)的干擾干擾源干擾源中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組科學(xué)的頻率分配方案科學(xué)的頻率分配方案合理的站點布局合理的站點布局天線下傾和方位角合理調(diào)整天線下傾和方位角合理調(diào)整合理的天線型號合理的天線型號非法干擾源的排除非法干擾源的排

20、除good locationbad location降低干擾的方法降低干擾的方法中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組FHFH（跳頻）（跳頻）一種分集技術(shù), “副作用”就是降低了網(wǎng)絡(luò)干擾效果 = 更少的衰落谷點 解碼增益 干擾分集DPCDPC（自動功率控制）（自動功率控制）原理：評估信號電平和質(zhì)量DTXDTX（不連續(xù)發(fā)射）（不連續(xù)發(fā)射）語音間隙關(guān)閉發(fā)射機。降低干擾的方法降低干擾的方法中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組一種分集技術(shù)一種分集技術(shù)對抗快衰落對靜止和慢速移動用戶效果明顯基帶跳頻基帶跳頻(BB(BB跳

21、頻）跳頻） min. =3 TRX射頻跳頻（射頻跳頻（RFRF） 分周期和隨即跳頻寬帶合路器支持第一個 TRX除外（BCCH） 頻率分集本來是針對靜止用戶抗快頻率分集本來是針對靜止用戶抗快衰落的，由此卻產(chǎn)生了抗干擾效果衰落的，由此卻產(chǎn)生了抗干擾效果跳頻跳頻中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組延長電池壽命延長電池壽命降低網(wǎng)絡(luò)干擾降低網(wǎng)絡(luò)干擾可變步長和固定步長可變步長和固定步長包括上行功控和下行功控包括上行功控和下行功控電平和質(zhì)量驅(qū)動BSC是總判決者時間信號電平目標(biāo)電平值：e.g. -85 dmBCCHBCCH載頻不參加載頻不參加功率控制功率控制功率控制

22、功率控制中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組DTX: DTX: 不連續(xù)發(fā)射不連續(xù)發(fā)射在語音間歇期關(guān)閉發(fā)射 僅發(fā)射SID frames接收端碼變換器產(chǎn)生舒適燥聲DTX: DTX: 下行沒有使用，上行在使用下行沒有使用，上行在使用延長電池壽命延長電池壽命降低干擾降低干擾不連續(xù)發(fā)射不連續(xù)發(fā)射中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組課程進度課程進度2.1 電波傳播2.2 傳播模型2.3 天線系統(tǒng)2.4 GSM系統(tǒng)分集技術(shù)2.5 干擾2.6 抗干擾措施2.7 無線鏈路平衡無線傳播鏈路無線傳播鏈路中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組中國移動通信集團河南有限公司網(wǎng)優(yōu)專家小組什么是鏈路平衡什么是鏈路平