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本章主要內(nèi)容8.1概述8.2移動通信主要技術8.3移動通信網(wǎng)8.4GSM移動通信系統(tǒng)簡介8.5CDMA移動通信系統(tǒng)簡介8.6第三代移動通信系統(tǒng)(3G)8.7個人通信8.8移動通信的發(fā)展趨勢--第四代移動通信系統(tǒng)(4G)第8章移動通信網(wǎng)18.1概述移動通信是一種無線通信方式。在移動通信中,信息的發(fā)出者/接收者可能處于移動狀態(tài),這種在移動狀態(tài)下進行的通信稱為移動通信。由于通信主體可能處于較大范圍的移動狀態(tài),必須采用無線通信技術來滿足移動的需要,而且這種無線通信技術還必須適應千變?nèi)f化的復雜傳輸環(huán)境,克服各種自身的和外界產(chǎn)生的干擾,才能保證通信的正常進行,因此可以說移動通信系統(tǒng)是一個非常復雜的通信系統(tǒng)。28.1.1移動通信系統(tǒng)的分類移動通信的分類方式較多,按系統(tǒng)用途劃分可以分為如下幾種:1集群移動通信:2蜂窩移動通信:3衛(wèi)星移動通信:4、無繩電話:38.1.2移動通信系統(tǒng)的特點1移動性:2波傳播條件復雜,信號接收不穩(wěn)定3噪聲和干擾嚴重:4通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)復雜:5要求頻帶利用率高、設備性能好。48.1.3移動通信系統(tǒng)的基本組成:58.1.4移動通信傳輸特性1、多普勒效應問題:在移動通信中,當移動臺移向基站時,其工作接收到的基站頻率變高,遠離基站時,其工作接收到的基站頻率變低,這種隨著移動臺的移動而產(chǎn)生的頻率偏移稱為移動通信中的“多普勒效應”。通常移動臺的移動速度的大小決定著頻率偏移的大小,速度越快,頻偏越大。672、信號衰落較大:由于城市中的高樓林立、高低不平、疏密不同、形狀各異,使移動通信中無線電波的傳播路徑進一步復雜化,導致其傳輸特性變化十分劇烈,移動臺接收到的電波一般是直射波和隨時變化的繞射波、反射波、散射波的矢量疊加,而各種波的空間傳輸路徑的不同,使它們具有不同的時間差和相位差,這樣就造成所接收信號的電場強度起伏不定,這種現(xiàn)象稱為衰落。88.1.5移動通信中的調(diào)制方式目前已在數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)中得到廣泛應用的有:正交相移鍵控QPSK(QuadraturePhaseShiftKeying)、正交調(diào)幅QAM(QuadratureAmplitudeModulation)和最小移頻鍵控MSK(MinimumShiftKeying)、高斯濾波最小移頻鍵控(GMSK)等方式。在全球通GSM系統(tǒng)中,采用的是最小高斯濾波頻移鍵控(GMSK)調(diào)制技術98.2移動通信主要技術8.2.1多址接入技術1、頻分多址FDMA技術:FDMA是用信號的載波頻率不同來區(qū)分信道的101112FDMA技術的特點是技術成熟、穩(wěn)定、容易實現(xiàn)且成本較低,對信號功率控制要求不嚴格;它的主要缺點是頻譜利用率較低,每個用戶都要占用一定的頻帶,基站需要多部不同載波頻率發(fā)射機同時工作,設備多且容易產(chǎn)生信道間的互調(diào)干擾。FDMA系統(tǒng)通常應用在模擬移動系統(tǒng)中,如模擬移動網(wǎng)TACS系統(tǒng),就是使用頻分多址接入技術。132、時分多址TDMA技術:TDMA技術采用基于時間分割信道的方式。即把時間分割成周期性重復的時間段(幀),對一個幀再分割成更小的時間段(時隙),以周期性重復的時隙作為傳送信道,然后根據(jù)一定的分配原則,使每個移動用戶只能使用指定的時隙作為傳輸信道收/發(fā)信號。

1415163、碼分多址CDMA技術:在CDMA技術中,不同用戶傳輸信息所用的信號不是用頻率不同或時隙不同來區(qū)分的,而是用各自不同的編碼序列來區(qū)分,即靠信號的不同地址碼來區(qū)分,各個地址碼相互具有準正交性,以相互區(qū)別地址,而在頻率、時間和空間上都可以重疊1718198.2.2蜂窩技術從理論分析中發(fā)現(xiàn),用正六角形的圖形結(jié)構(gòu)來構(gòu)造小區(qū)要比其它形狀結(jié)構(gòu)(如圓形、正方形等)效果更好,銜接更緊密,產(chǎn)生的相互干擾更小。因此現(xiàn)在劃分小區(qū)都采用這種正六角形的圖形結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)看上去像是蜂窩,所以稱為“蜂窩式移動通信”。2021常見的蜂窩移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以分為三類,它們是宏蜂窩結(jié)構(gòu)、微蜂窩結(jié)構(gòu)以及智能蜂窩結(jié)構(gòu):1、宏蜂窩結(jié)構(gòu):2、微蜂窩技術結(jié)構(gòu):3、智能蜂窩技術結(jié)構(gòu):228.3移動通信網(wǎng)8.3.1移動通信網(wǎng)的組成移動通信網(wǎng)由移動臺MS(MobileStation)、基站收發(fā)信機BTS(BaseTransceiverStation)、基站控制器BSC(BaseStationController)、移動交換中心MSC(MobileservicesSwitchingCenter)、訪問位置寄存器VLR(VisitorLocationRegister)、歸屬位置寄存器HLR(HomeLocationRegister)、鑒權中心AUC(AuthenticationCenter)、設備識別登記器EIR(EquipmentIdentificationRegister)、短消息中心SC(ShortmessageCenter)、操作維護中心OMC(OperationandMaintenanceCenter)組成。231移動交換中心MSC:移動交換中心MSC是移動通信網(wǎng)絡的核心,對所屬區(qū)域中的系統(tǒng)設備進行各種管理、控制,其主要功能包括:(1)信道的管理和分配;(2)呼叫的處理和控制;(3)越區(qū)切換和漫游的控制;(4)用戶位置信息的登記與管理;24(5)用戶號碼和移動設備號碼的登記和管理;(6)服務類型的控制;(7)對用戶實施鑒權;(8)為連接移動通信網(wǎng)中其它的MSC提供鏈路接口,保證用戶在轉(zhuǎn)移或漫游的過程中實現(xiàn)不間斷的服務。(9)為連接其它公用通信網(wǎng)絡,如公用交換電信網(wǎng)(PSTN)、綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)(ISDN)和公用數(shù)據(jù)網(wǎng)(PDN)提供鏈路接口,使移動用戶與固定用戶之間能夠?qū)崿F(xiàn)通信。252、歸屬位置寄存器HLR:歸屬位置寄存器HLR是一種用來存儲本地用戶位置信息的數(shù)據(jù)庫。在蜂窩通信網(wǎng)中,通常設置若干個HLR,每個用戶都必須在某個HLR(相當于該用戶的原籍)中登記。登記的內(nèi)容分為兩類:一種是永久性的參數(shù),如用戶號碼、移動設備號碼、接入的優(yōu)先等級、預定的業(yè)務類型以及保密參數(shù)等;另一種是暫時性的需要隨時更新的參數(shù),即用戶當前所處位置的有關參數(shù),即使用戶漫游到HLR所服務的區(qū)域外,HLR也要登記由該區(qū)傳送來的位置信息。這樣做的目的是保證當移動用戶發(fā)出呼叫時,可由該移動用戶的原地位置寄存器HLR中獲知它當時處于哪一個地區(qū),進而建立起通信鏈路263、訪問位置寄存器VLR:訪問位置寄存器VLR是一種用于存儲來訪用戶位置信息的數(shù)據(jù)庫。一個VLR通常為一個MSC控制區(qū)服務,也可為幾個相鄰MSC控制區(qū)服務。當移動用戶漫游到新的MSC控制區(qū)時,它必須向該地區(qū)的VLR申請登記。VLR要從該用戶的HLR數(shù)據(jù)庫中查詢該用戶有關的數(shù)據(jù),給該用戶分配一個新的漫游號碼(MSRN),并通知其HLR修改該用戶的位置信息數(shù)據(jù),準備為其它用戶呼叫此移動用戶時提供路由信息。如果移動用戶由一個VLR服務區(qū)移動到另一個VLR服務區(qū)時,HLR在修改該用戶的位置信息后,還要通知原來的VLR,刪除此移動用戶的位置信息。274、鑒權中心AUC:鑒權中心AUC的作用是可靠地識別移動用戶的身份,只允許有權用戶接入網(wǎng)絡并獲得服務。5、設備標志寄存器EIR:設備標志寄存器EIR是存儲移動臺設備參數(shù)的數(shù)據(jù)庫,用于對移動設備的鑒別和監(jiān)視,并拒絕非移動臺入網(wǎng)。6、操作和維護中心OMC:操作和維護中心OMC的任務是對全網(wǎng)進行監(jiān)控和操作,例如系統(tǒng)的自檢、報警與備用設備的激活、系統(tǒng)的故障診斷與處理、話務量的統(tǒng)計和計費數(shù)據(jù)的記錄與傳遞,以及各種資料的收集、分析與顯示等。287消息中心SC:消息中心SC即可支持點對點的短信息業(yè)務,類似數(shù)字尋呼業(yè)務,實現(xiàn)全國聯(lián)網(wǎng),又可支持廣播式公共信息發(fā)布業(yè)務。另外配有語音信箱,可支持語音留言業(yè)務,當移動被叫用戶暫不能接通時,可接到語音信箱留言,提高網(wǎng)絡接通率。8移動臺MS:移動臺MS就是便攜臺(手機)或車載臺,也可以配有終端設備(TE)或終端適配器(TA),完成話音編碼/解碼、信道編碼/解碼、信息加密/解密、信息的調(diào)制/解調(diào)、信息發(fā)射/接收等功能。移動臺是物理設備,它還必須包含用戶識別模塊,該識別模塊和硬件設備一起組成移動臺。299、基站收發(fā)信機BTS:基站收發(fā)信機BTS包括無線傳輸所需要的各種硬件和軟件,如發(fā)射機、接收機、支持各種小區(qū)結(jié)構(gòu)(如全向、扇形、星狀和鏈狀)所需要的天線,連接基站控制器的接口電路以及收發(fā)臺本身所需要的檢測和控制裝置等。10、基站控制器BSC:基站控制器BSC是基站收發(fā)信機BTS和移動交換中心MSC之間的連接點,也為基站收發(fā)信機BTS和操作維修中心OMC之間交換信息提供接口。30移動通信網(wǎng)的長途網(wǎng)絡一般為三級結(jié)構(gòu),在大區(qū)中心設立一級移動業(yè)務匯接中心,以網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)相連;在各大都市設立二級移動業(yè)務匯接中心,與相應的一級業(yè)務匯接中心以星型網(wǎng)結(jié)構(gòu)相連;在移動業(yè)務本地網(wǎng)中設一個或若干個移動端局MSC,也可視業(yè)務量由一個MSC覆蓋多個移動業(yè)務本地網(wǎng)。31328.3.2移動通信網(wǎng)與固定電話網(wǎng)的互連338.3.3我國的五種移動電話網(wǎng)我國的五種移動電話網(wǎng)又被稱為A、B、C、D、G網(wǎng),其中A網(wǎng)和B網(wǎng)是模擬網(wǎng),C、D、G網(wǎng)是數(shù)字網(wǎng)G網(wǎng)是指“全球通”(GSM)數(shù)字移動電話網(wǎng)。D網(wǎng)是指DCS1800系統(tǒng)的網(wǎng)C網(wǎng)是指CDMA(碼分多址)制式的移動電話網(wǎng)348.4GSM移動通信系統(tǒng)簡介GSM(GlobalSystemforMobileCommunications)數(shù)字移動通信系統(tǒng)是由歐洲開發(fā)出來的,在蜂窩系統(tǒng)的基礎上發(fā)展而成的數(shù)字移動通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用開放式網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),與ISDN兼容,頻率利用率高,成本低,目前已廣泛應用于全球移動網(wǎng)中。358.4.1GSM通信系統(tǒng)組成GSM蜂窩移動通信系統(tǒng)是由網(wǎng)絡子系統(tǒng)NSS、基站子系統(tǒng)BSS和移動臺(MS)三大部分組成

368.4.2GSM主要技術1、工作頻段的分配:(1)工作頻段:37(2)頻道間隔:在GSM上行(下行)信道頻段范圍內(nèi),有49個載頻,每個載頻相隔200KHz,采用TDMA多址接入方式,分為8個時隙,傳送全速率(13Kbit/s)話音信息時為8個話音信道;傳送半速率(6.5Kbit/s)話音信息時為16個話音信道。38在若干個支路上接收相互間相關性很小的載有同一消息的信號,然后通過合并技術將各個支路信號合并后輸出,那么便可在接收終端上大大降低深衰落的影響。未來移動通信技術將呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢:高速率、高質(zhì)量、低費用。在移動通信中,當移動臺移向基站時,其工作接收到的基站頻率變高,遠離基站時,其工作接收到的基站頻率變低,這種隨著移動臺的移動而產(chǎn)生的頻率偏移稱為移動通信中的“多普勒效應”。2、系統(tǒng)容量的靈活配置:FDMA是用信號的載波頻率不同來區(qū)分信道的(5)獨立的軟件平臺:8.2移動通信主要技術8.5CDMA移動通信系統(tǒng)簡介由于擴頻信號擴展了信號的頻譜,所以具有一系列不同于窄帶信號的性能:4、IMT-2000的系統(tǒng)主要技術:目前CDMA系統(tǒng)的話音編碼主要有兩種,即碼激勵線性預測編碼(CELP)8kbit/s和13bit/s。未來移動通信技術將呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢:(3)頻道配置:頻道序號和頻點標稱中心頻率的關系為:上行信道(移動臺發(fā),基站收)FL(n)=890.200MHz+(n-1)下行信道(基站發(fā),移動臺收)FH(n)=FL(n)+45MHz其中n=76~124頻道

39GSM900系統(tǒng)采用等間隔頻道配置方法,頻道序號為76-124(1-75為其它移動通信系統(tǒng)使用),共49個頻點

402、時分多址技術(TDMA):在GSM系統(tǒng)中,每個無線載頻上是采用時分多址(TDMA)方式復用的。每載頻上可分成8個時隙,每一時隙為一個信道,因此,一個載頻最多可有8個移動用戶同時使用。413空間分集技術:在若干個支路上接收相互間相關性很小的載有同一消息的信號,然后通過合并技術將各個支路信號合并后輸出,那么便可在接收終端上大大降低深衰落的影響。分集的方法有空間分集、頻率分集、極化分集、角度分集、時間分集和分量分集等多種。在移動通信中,通常采用空間分集。424話音編碼:在GSM系統(tǒng)中,為了降低每個話音信道的編碼的比特率,以在規(guī)定的有限帶寬信道中傳輸,而采用一種特殊的“線性預測編碼LPC(LinearPredictiveCoding)-長期預測LTP(LongTermPrediction)-規(guī)則脈沖激勵RPE(RegularPulseExcitation)編碼器”,即(LPC-LTP-RPE編碼器),其輸出比特速率為13kbit/s。435、跳頻技術:跳頻就是使發(fā)射機發(fā)射的頻率不斷跳變。通過跳頻,包含字碼一部分的所有突發(fā)脈沖不會被瑞利衰落以同一方式破壞,從而提高系統(tǒng)的抗干擾能力??梢姡l相當于頻率分集。448.4.3GSM系統(tǒng)編號和撥號方式1GSM系統(tǒng)移動臺ISDN號碼MSISDN:CC+NDC+SNMSISDN(MobileStationInternationalISDNNumber)號碼是指主叫用戶為呼叫數(shù)字公用陸地蜂窩移動通信網(wǎng)中用戶所需撥的號碼。號碼的結(jié)構(gòu)為:其中:(1)CC為全球移動網(wǎng)中國家碼,我國為86;(2)NDC為國內(nèi)移動網(wǎng)中目的地碼,即網(wǎng)絡接入號。對于中國移動GSM網(wǎng)NDC為139、138、137、136、135;對于中國聯(lián)通GSM網(wǎng)為NDC130、131、132、133;對于中國衛(wèi)星移動網(wǎng)NDC為134。45(3)SN為國內(nèi)移動網(wǎng)用戶編號,采用等長8位編號。目前,中國移動GSM網(wǎng)的SN號碼結(jié)構(gòu)是H0H1H2H3ABCD,其中H0H1H2H3為中國移動國內(nèi)GSM移動網(wǎng)每個移動業(yè)務本地網(wǎng)的HLR編號,ABCD為移動用戶編號;中國聯(lián)通GSM網(wǎng)的SN號碼結(jié)構(gòu)是H0H1H2ABCDE,其中H0H1H2為中國聯(lián)通國內(nèi)GSM移動網(wǎng)每個移動業(yè)務本地網(wǎng)的HLR編號,ABCDE是移動用戶編號。468.4.2GSM主要技術在4G中,軟件系統(tǒng)趨干標準化、復雜化、智能化。GSM蜂窩移動通信系統(tǒng)是由網(wǎng)絡子系統(tǒng)NSS、基站子系統(tǒng)BSS和移動臺(MS)三大部分組成消息中心SC即可支持點對點的短信息業(yè)務,類似數(shù)字尋呼業(yè)務,實現(xiàn)全國聯(lián)網(wǎng),又可支持廣播式公共信息發(fā)布業(yè)務。中國聯(lián)通GSMPLMN網(wǎng)號為0l。在移動通信中采用CDMA技術,并結(jié)合先進的擴頻通信技術,使其具有頻譜利用率高、系統(tǒng)容量大、網(wǎng)絡規(guī)劃簡單、語音質(zhì)量好等優(yōu)點。系統(tǒng)由終端部分(包括用戶識別模塊UIM(UserIdentityModel)和移動終端MT(MobileTerminal))、無線接入網(wǎng)部分RAN(RadioAccessNetwork)和核心網(wǎng)部分CN(CoreNetwork)構(gòu)成。2、系統(tǒng)容量的靈活配置:8.5.2CDMA移動通信網(wǎng)的特點3、碼分多址CDMA技術:網(wǎng)絡設備的智能化、小型化;在各大都市設立二級移動業(yè)務匯接中心,與相應的一級業(yè)務匯接中心以星型網(wǎng)結(jié)構(gòu)相連;不同MSC/VLR業(yè)務區(qū)間的位置更新系統(tǒng)由終端部分(包括用戶識別模塊UIM(UserIdentityModel)和移動終端MT(MobileTerminal))、無線接入網(wǎng)部分RAN(RadioAccessNetwork)和核心網(wǎng)部分CN(CoreNetwork)構(gòu)成。因此,建立一個統(tǒng)一的軟件標準和互連協(xié)議,是4G軟件系統(tǒng)的關鍵所在。支持各類移動通信終端;當移動臺開始與一個新的基站聯(lián)系時,并不立即中斷與原來基站之間的通信,這種切換方式即為軟切換。2、國際移動用戶識別碼IMSI(InternationalMobileSubscriberIdentity):號碼結(jié)構(gòu)為:MCC+MNC+MSIN其中:(1)MCC為國家號碼,由3位數(shù)字組成,唯一地識別移動用戶所屬的國家。我國為460。(2)MNC為移動網(wǎng)號,由2位數(shù)字組成,用于識別移動用戶所歸屬的移動網(wǎng)。在我國中國電信GSMPLMN網(wǎng)號為00;中國聯(lián)通GSMPLMN網(wǎng)號為0l。(3)MSIN為移動用戶識別碼,唯一地識別國內(nèi)GSM移動通信網(wǎng)中移動用戶,號碼總長不超過15位數(shù)字。473、位置區(qū)識別碼LAI(LocationAreaIdentity):位置區(qū)識別碼用于移動用戶的位置更新,其號碼結(jié)構(gòu)是:MCC+MNC+LAC其中:MCC為移動用戶所屬國家碼,同IMSI中的前三位數(shù)字。MNC為移動網(wǎng)號,同IMSI中的MNC。LAC為位置區(qū)號碼,為一個2字節(jié)BCD編碼,在一個GSMPLMN網(wǎng)中可定義65536個不同的位置區(qū)。一個位置區(qū)可以包含一個或多個無線小區(qū)。LAC信息在每個小區(qū)廣播信道上的系統(tǒng)消息中周期發(fā)送。484、撥號方式:(1)移動電話用戶撥打國內(nèi)固定電話用戶(含模擬移動用戶)方式為:0XYZ(長途區(qū)號)+PQRABCDE(固定用戶電話號)(2)本地固定電話用戶撥打本地移動電話用戶方式為:13xH0H1H2H3ABCD(3)本地固定電話用戶撥打外地移動電話用戶方式為:013xH0H1H2H3ABCD49登記的內(nèi)容分為兩類:一種是永久性的參數(shù),如用戶號碼、移動設備號碼、接入的優(yōu)先等級、預定的業(yè)務類型以及保密參數(shù)等;即把時間分割成周期性重復的時間段(幀),對一個幀再分割成更小的時間段(時隙),以周期性重復的時隙作為傳送信道,然后根據(jù)一定的分配原則,使每個移動用戶只能使用指定的時隙作為傳輸信道收/發(fā)信號。1、GSM系統(tǒng)中移動臺的狀態(tài):移動臺是物理設備,它還必須包含用戶識別模塊,該識別模塊和硬件設備一起組成移動臺。(9)為連接其它公用通信網(wǎng)絡,如公用交換電信網(wǎng)(PSTN)、綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)(ISDN)和公用數(shù)據(jù)網(wǎng)(PDN)提供鏈路接口,使移動用戶與固定用戶之間能夠?qū)崿F(xiàn)通信。8.2.2蜂窩技術我國的五種移動電話網(wǎng)又被稱為A、B、C、D、G網(wǎng),其中A網(wǎng)和B網(wǎng)是模擬網(wǎng),C、D、G網(wǎng)是數(shù)字網(wǎng)LAC為位置區(qū)號碼,為一個2字節(jié)BCD編碼,在一個GSMPLMN網(wǎng)中可定義65536個不同的位置區(qū)。3、碼分多址CDMA技術:網(wǎng)絡業(yè)務數(shù)據(jù)化、分組化,移動Internet逐漸形成;8.2移動通信主要技術D網(wǎng)是指DCS1800系統(tǒng)的網(wǎng)(6)服務類型的控制;但可通過網(wǎng)絡接入系統(tǒng)連接其他網(wǎng)絡層。(3)MSIN為移動用戶識別碼,唯一地識別國內(nèi)GSM移動通信網(wǎng)中移動用戶,號碼總長不超過15位數(shù)字。MSISDN(MobileStationInternationalISDNNumber)號碼是指主叫用戶為呼叫數(shù)字公用陸地蜂窩移動通信網(wǎng)中用戶所需撥的號碼。(4)移動電話用戶撥打移動電話用戶方式為:13xH0H1H2HABCD(5)移動電話用戶撥打特服業(yè)務方式為:0XYZ(長途區(qū)號)+lXX其中:對火警只須撥119,對匪警只須撥110,對急救中心只須撥120,對交警中心只須撥122。(6)國際電話用戶撥打移動電話用戶方式為:國際長途有權字冠+13xH0H1H2H3ABCD(7)移動電話用戶撥打國際電話用戶方式為:00+國家代碼+該國內(nèi)有效電話號碼508.4.4SIM卡(SubscriberIdentityModule)用戶識別卡技術,它通過鑒權方式來防止未授權用戶的接入,這樣保護了網(wǎng)絡運營者和用戶的利益;它以一個臨時代號替代用戶標識,使第三方無法在無線信道上跟蹤GSM用戶518.4.5呼叫處理主要過程1、GSM系統(tǒng)中移動臺的狀態(tài):MS開機時網(wǎng)絡對它做“附著”標記MS關機從網(wǎng)絡中“分離”MS忙狀態(tài)2、周期性登記:3、MS初始化:528.4.5呼叫處理主要過程4、位置更新:不同MSC/VLR業(yè)務區(qū)間的位置更新相通MSC/VLR不同位置區(qū)的位置更新535切換:同一個BSC內(nèi)的切換相同MSC/VLR業(yè)務區(qū),不同BSC之間的切換不同MSC間的切換6、尋呼:7、MS做主叫過程:8、MS作被叫過程:9、釋放過程:548.5CDMA移動通信系統(tǒng)簡介碼分多址CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)是一種采用不同頻譜地址碼使多用戶同時共享傳輸信道,實現(xiàn)多址接入的通信技術。在移動通信中采用CDMA技術,并結(jié)合先進的擴頻通信技術,使其具有頻譜利用率高、系統(tǒng)容量大、網(wǎng)絡規(guī)劃簡單、語音質(zhì)量好等優(yōu)點。因此,CDMA技術已成為第三代移動通信(3G)的首選技術。558.5.1CDMA移動通信系統(tǒng)基本原理碼分多址CDMA技術原理是給每一用戶分配一個唯一的序列碼(地址碼),并用該序列碼對承載信息的信號進行編碼傳輸。在接收端,只有知道該序列碼的接收機才可以將收到的信號進行正確的解碼,恢復出原始數(shù)據(jù)56由于擴頻信號擴展了信號的頻譜,所以具有一系列不同于窄帶信號的性能:1、很強的抗干擾能力2、可進行多址通信:3、安全保密:4、抗多徑干擾:578.5.2CDMA移動通信網(wǎng)的特點1、系統(tǒng)容量大:2、系統(tǒng)容量的靈活配置:3、通話質(zhì)量好:4、頻率規(guī)劃簡單:5、延長手機電池壽命:6、建網(wǎng)成本下降。588.5.3CDMA移動通信系統(tǒng)的關鍵技術1、功率控制技術:功率控制的目的就是克服“遠近效用”,它調(diào)整各個用戶發(fā)射機的功率,使其到達基站接收機的平均功率相等,從而使系統(tǒng)既能維護高質(zhì)量通信,又不對其他用戶產(chǎn)生干擾。功率控制分為前向功率控制和反向功率控制,反向功率控制又可分為僅由移動臺參與的開環(huán)功率控制和移動臺、基站同時參與的閉環(huán)功率控制。592、偽隨機序列PN碼技術:要求PN碼自相關性要好,互相關性要弱,實現(xiàn)和編碼方案簡單等。目前的CDMA系統(tǒng)就是采用一種基本的PN序列--m序列作為地址碼,利用它的不同相位來區(qū)分不同用戶。603、RAKE接收技術:RAKE接收技術就是分別接收每一路的信號進行解調(diào),然后疊加輸出達到增強接收效果的目的,則可達到變害為利,把原來是干擾的信號變成有用信號組合在一起。它是一種空間分集技術。614.軟切換技術:當移動臺移出原先的服務小區(qū),將要進入另一個服務小區(qū)時,原基站與移動臺之間的鏈路將由新基站與移動臺之間的鏈路來取代,這就是切換。當移動臺開始與一個新的基站聯(lián)系時,并不立即中斷與原來基站之間的通信,這種切換方式即為軟切換。625.話音編碼技術:目前CDMA系統(tǒng)的話音編碼主要有兩種,即碼激勵線性預測編碼(CELP)8kbit/s和13bit/s。8kbit/s的話音編碼達到GSM系統(tǒng)的13bit/s的話音水平甚至更好。13bit/s的話音編碼已達到有線長途話音水平。CELP采用與脈沖激勵線性預測編碼相同的原理,只是將脈沖位置和幅度用一個矢量碼表代替。638.5.4IS-95CDMA蜂窩移動通信系統(tǒng)1、IS-95CDMA移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu):IS-95CDMA網(wǎng)絡參考模型與GSM網(wǎng)絡相似,是由移動臺MS、基站收發(fā)信機BTS、基站控制器BSC、移動交換中心MSC、訪問位置寄存器VLR、歸屬位置寄存器HLR、鑒權中心AC(AuthenticationCenter)、設備識別寄存器EIR、消息中心MC(MessageCenter)、短消息實體SME(ShortMessageEntity)和操作維護中心OMC組成642、編號計劃:移動用戶號碼國際移動用戶識別碼(IMSI)與移動臺識別碼(MIN)電子序列號(ESN)系統(tǒng)識別碼(SID)和網(wǎng)絡識別碼(NID)3、無線網(wǎng)絡規(guī)劃:工作頻段無線覆蓋半徑多載波技術658.6第三代移動通信系統(tǒng)(3G)話音質(zhì)量應相當或接近于公眾交換電話網(wǎng)(PSTN)的質(zhì)量;滿足移動性高比特率、可變速率業(yè)務的需求:快速移動環(huán)境下,數(shù)據(jù)速率達到144Kbit/s;室內(nèi)到室外或步行條件下,數(shù)據(jù)速率高達384Kbit/s;室內(nèi)環(huán)境下,數(shù)據(jù)速率最高達到2Mbit/s。;支持電路和分組交換數(shù)據(jù)業(yè)務;自適應無線接口技術支持Internet通信中下行鏈路流量大于上行鏈路流量業(yè)務;頻譜高效的利用率;支持各類移動通信終端;可靈活增添新業(yè)務和技術;良好的兼容性能。661第三代移動通信系統(tǒng)的無線接口標準:IMT-2000所包含的CDMA無線接口技術標準有3個:IMT-2000CDMADS對應WCDMA,簡稱IMT-DSIMT-2000CDMAMC對應cdma2000,簡稱IMT-MCIMT-2000CDMATDD對應TD-SCDMA,簡稱IMT-TD672、IMT-2000的系統(tǒng)結(jié)構(gòu):系統(tǒng)由終端部分(包括用戶識別模塊UIM(UserIdentityModel)和移動終端MT(MobileTerminal))、無線接入網(wǎng)部分RAN(RadioAccessNetwork)和核心網(wǎng)部分CN(CoreNetwork)構(gòu)成。683、IMT-2000的系統(tǒng)的主要特點:(1)形成無縫漫游的系統(tǒng):(2)具有支持多媒體業(yè)務的能力,特別是支持Internet業(yè)務:(3)便于系統(tǒng)過渡、演進:4、IMT-2000的系統(tǒng)主要技術:(1)智能天線技術:(2)WAP技術:(3)快速無線IP技術:(4)軟件無線電技術:(5)多載波技術:(6)多用戶檢測技術:(7)Rake多徑分集接收技術:698.7個人通信個人通信是指任何人(Whoever)在任何時間(Whenever)、任何地方(Wherever)、與任何人(Whomever)、進行任何方式(Whatever)通信的一種全新理念的通信方式。70個人通信的主要特點,是每一個用戶有一個屬于個人的唯一通信號碼,取代了以設備為基礎的傳統(tǒng)通信的號碼(現(xiàn)在的電話號碼、傳真號碼等,是某一臺電話機、傳真機等的號碼)。電信網(wǎng)隨時跟蹤用戶為他服務。71實現(xiàn)個人通信,需要解決許多技術問題。主要有:1、跟蹤用戶和位置登記:2、自動靈活計費:3、獨立的個人通訊碼:4、合適的個人通訊終端:5、超大容量的數(shù)據(jù)庫:6、“無縫網(wǎng)”的實現(xiàn):728.8移動通信的發(fā)展趨勢--第四代移動通信系統(tǒng)(4G)未來移動通信技術將呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢:網(wǎng)絡業(yè)務數(shù)據(jù)化、分組化,移動Internet逐漸形成;網(wǎng)絡技術數(shù)字化、寬帶化;網(wǎng)絡設備的智能化、小型化;應用于更高的頻段,如毫米波、K-波段,有效利用頻率;移動網(wǎng)絡的綜合化、全球化、個人化;各種網(wǎng)絡的融合;高速率、高質(zhì)量、低費用。7374未來移動通信技術將呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢:網(wǎng)絡業(yè)務數(shù)據(jù)化、分組化,移動Internet逐漸形成;網(wǎng)絡技術數(shù)字化、寬帶化;網(wǎng)絡設備的智能化、小型化;應用于更高的頻段,如毫米波、K-波段,有效利用頻率;移動網(wǎng)絡的綜合化、全球化、個人化;各種網(wǎng)絡的融合;高速率、高質(zhì)量、低費用。7514G的定義:4G為寬帶(Broadband)接入和分布網(wǎng)絡,具有非對稱的超過2Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸能力。它包括寬帶無

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