移動(dòng)通信系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)

移動(dòng)通信知識(shí)目錄一、無(wú)線通訊基礎(chǔ)知識(shí)

二、GSM

三、CDMA

通信系統(tǒng)的一般模型

信息源和收信者：模擬信源和離散信源

發(fā)送設(shè)備：將信源和傳輸媒介匹配起來(lái)

傳輸媒介：無(wú)線或有線

接收設(shè)備：從帶有干擾的信號(hào)中正確恢復(fù)出原始消息

模擬移動(dòng)通信

第一代模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)：

AMPS（美國(guó)），TACS（英國(guó)等），NMT450/900（荷蘭，芬蘭等等）模擬移動(dòng)通信的局限性：各系統(tǒng)間沒(méi)有公共接口無(wú)法與固定網(wǎng)迅速向數(shù)字化推進(jìn)相適應(yīng)，數(shù)字承載業(yè)務(wù)很難開展頻率利用率低，無(wú)法適應(yīng)大容量的要求安全.利用率低，易于被竊聽，易做“假機(jī)”

數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)歐洲GSM美國(guó)CDMA(IS-95)日本的PDC、PHS

數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的特點(diǎn)：頻譜效率高容量大話音質(zhì)量高開放的接口安全性與ISDN，PSTN等的互連。數(shù)字通信系統(tǒng)

信源編碼：去除信源信息的冗余，進(jìn)行壓縮編碼

信道編碼：為了減少信息經(jīng)信道傳輸后產(chǎn)生的差錯(cuò)，增加了一些冗余

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的核心問(wèn)題頻率資源緊缺無(wú)線傳播環(huán)境復(fù)雜用戶大范圍移動(dòng)蜂窩系統(tǒng)接入方法FDMA:頻分多址TDMA：時(shí)分多址CDMA：碼分多址蜂窩小區(qū)系統(tǒng)統(tǒng)頻率復(fù)用：蜂蜂窩小區(qū)蜂窩小區(qū)系統(tǒng)統(tǒng)的特點(diǎn)蜂窩小區(qū)系統(tǒng)統(tǒng)有以下主要要特點(diǎn)：無(wú)線頻率資源源復(fù)用。增大話務(wù)量，，減少發(fā)射功功率。越區(qū)自動(dòng)切換換。當(dāng)一個(gè)移動(dòng)用用戶從某小區(qū)區(qū)移動(dòng)到另一一個(gè)小區(qū)時(shí)，，為使通話不不被中斷需要要自動(dòng)切換信信道，用戶不不會(huì)察覺(jué)到這這個(gè)過(guò)程。信道分配和小小區(qū)分裂。移動(dòng)網(wǎng)由于其其本身的特點(diǎn)點(diǎn)，話務(wù)分配配極不平衡。。因而小區(qū)的的半徑、每個(gè)個(gè)小區(qū)分配到到的信道是不不相同的。隨隨著話務(wù)量的的增加，可以以將原有的小小區(qū)進(jìn)一步分分裂成更小的的新小區(qū)。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的核核心問(wèn)題頻率資源緊缺缺無(wú)線傳播環(huán)境境復(fù)雜用戶大范圍移移動(dòng)無(wú)線傳播環(huán)境境復(fù)雜、惡劣的的傳播條件是是移動(dòng)信道的的特性，主要要表現(xiàn)為各種種形式的衰落落。認(rèn)識(shí)無(wú)線傳播播環(huán)境的意義義，在于針對(duì)對(duì)移動(dòng)信道的的特點(diǎn)，采取取抗衰落措施施實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)可可靠的無(wú)線通通訊。移動(dòng)通信信道道特點(diǎn)三類損耗路徑傳播損耗耗：指電波在在空間傳播所所產(chǎn)生的耗損損慢衰落損耗：：由陰影效應(yīng)應(yīng)而產(chǎn)生的損損耗快衰落損耗：：由于多徑傳傳播而產(chǎn)生的的損耗三種效應(yīng)陰影效應(yīng)：由由大型建筑物物和其他物體體的阻擋而形形成在傳播接接收區(qū)域上的的半盲區(qū)遠(yuǎn)近效應(yīng)：移移動(dòng)用戶與基基站間距離隨隨機(jī)地變化而而引起多普勒效應(yīng)：：用戶的高速速運(yùn)動(dòng)而引起起傳播頻率的的擴(kuò)散而導(dǎo)致致的，其擴(kuò)散散程度與用戶戶運(yùn)動(dòng)速度成成正比慢衰落和快衰衰落多徑傳播移動(dòng)信道的主主要特性：多多徑傳播多條路徑的反反射波的迭加加。路徑的距距離不同，反反射波到達(dá)的的時(shí)間和相位位就不同。同同相迭加則增增強(qiáng)，反相迭迭加則減弱，，引起接收信信號(hào)幅度的急急劇變化。分集技術(shù)分集技術(shù)利用用多條傳輸相相同信息，且且具有近似相相等的平均信信號(hào)強(qiáng)度和相相互獨(dú)立衰落落特性的信號(hào)號(hào)路徑，在接接收端進(jìn)行適適當(dāng)合并，以以降低多徑衰衰落的影響，，改善傳輸?shù)牡目煽啃?。分集的?shí)現(xiàn)方方法空間分集極化分集頻率分集發(fā)射分集信道編碼目的：信號(hào)遇遇到干擾時(shí)提提高傳輸質(zhì)量量。手段：增加冗冗余的比特。。編碼的一般順順序循環(huán)碼在信息比特后后面附加上校校驗(yàn)位，用于于檢錯(cuò)和糾正正短的突發(fā)錯(cuò)錯(cuò)，或只用于于檢錯(cuò)。卷積碼和Turbo碼用于糾正隨機(jī)機(jī)的錯(cuò)誤比特特。交織將接收信號(hào)中中的連續(xù)的比比特差錯(cuò)轉(zhuǎn)化化為隨機(jī)的比比特差錯(cuò)。數(shù)字信號(hào)解調(diào)調(diào)具有優(yōu)良的抗抗干擾、抗衰衰落特性采用用均均衡衡技技術(shù)術(shù)采用用多多徑徑分分集集技技術(shù)術(shù)無(wú)線線網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的的核核心心問(wèn)問(wèn)題題頻率率資資源源緊緊缺缺無(wú)線線傳傳播播環(huán)環(huán)境境復(fù)復(fù)雜雜用戶戶大大范范圍圍移移動(dòng)動(dòng)移動(dòng)動(dòng)性性移動(dòng)動(dòng)臺(tái)臺(tái)的的兩兩種種狀狀態(tài)態(tài)空閑閑模模式式：：移移動(dòng)動(dòng)臺(tái)臺(tái)在在偵偵聽聽廣廣播播信信道道，，此此時(shí)時(shí)它它不不占占用用任任一一信信道道專用用模模式式：：一一條條雙雙向向信信道道分分配配給給需需要要通通信信的的移移動(dòng)動(dòng)臺(tái)臺(tái)用戶戶的的移移動(dòng)動(dòng)性性移動(dòng)動(dòng)用用戶戶呼呼叫叫或或被被呼呼叫叫時(shí)時(shí)，，需需要要知知道道移移動(dòng)動(dòng)用用戶戶所所在在小小區(qū)區(qū)當(dāng)移移動(dòng)動(dòng)用用戶戶在在通通話話中中越越區(qū)區(qū)時(shí)時(shí)，，必必須須自自動(dòng)動(dòng)進(jìn)進(jìn)行行越越區(qū)區(qū)切切換換，，而而不不能能丟丟失失信信息息或或中中斷斷通通話話。。針對(duì)對(duì)措措施施位置置管管理理越區(qū)區(qū)切切換換位置置管管理理無(wú)處處不不在在的的尋尋呼呼：：當(dāng)當(dāng)一一個(gè)個(gè)呼呼叫叫到到來(lái)來(lái)時(shí)時(shí)，，向向網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中中的的所所有有小小區(qū)區(qū)發(fā)發(fā)尋尋呼呼信信息息，，免免除除了了移移動(dòng)動(dòng)臺(tái)臺(tái)向向網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)報(bào)報(bào)告告它它當(dāng)當(dāng)前前位位置置的的要要求求。。小區(qū)區(qū)級(jí)級(jí)的的系系統(tǒng)統(tǒng)位位置置更更新新：：移移動(dòng)動(dòng)臺(tái)臺(tái)將將所所在在小小區(qū)區(qū)變變化化的的消消息息通通知知網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)，，系系統(tǒng)統(tǒng)將將每每個(gè)個(gè)用用戶戶當(dāng)當(dāng)前前所所在在小小區(qū)區(qū)信信息息保保存存在在數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)庫(kù)中中，，當(dāng)當(dāng)呼呼叫叫到到來(lái)來(lái)時(shí)時(shí)，，訪訪問(wèn)問(wèn)數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)庫(kù)，，然然后后在在移移動(dòng)動(dòng)用用戶戶所所在在的的小小區(qū)區(qū)內(nèi)內(nèi)發(fā)發(fā)尋尋呼呼信信息息。。位置置區(qū)區(qū)（（LocationArea））：：一個(gè)個(gè)位位置置區(qū)區(qū)包包含含一一組組小小區(qū)區(qū)，，每每個(gè)個(gè)小小區(qū)區(qū)只只屬屬于于一一個(gè)個(gè)位位置置區(qū)區(qū)，，每每個(gè)個(gè)位位置置區(qū)區(qū)都都有有一一個(gè)個(gè)識(shí)識(shí)別別碼碼。。越區(qū)區(qū)切切換換當(dāng)一一個(gè)個(gè)通通話話中中的的用用戶戶從從一一個(gè)個(gè)小小區(qū)區(qū)移移到到另另一一個(gè)個(gè)小小區(qū)區(qū)時(shí)時(shí)，，網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)能能夠夠自自動(dòng)動(dòng)地地轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換處處理理而而不不造造成成明明顯顯的的影影響響。。切換換的的方方法法：：硬切切換換：：切切換換時(shí)時(shí)先先斷斷開開源小小區(qū)區(qū)的的連連接接，，再再和和目目標(biāo)標(biāo)小小區(qū)區(qū)連連接接。。同步步切切換換：：目標(biāo)標(biāo)小小區(qū)區(qū)和和源源小小區(qū)區(qū)同步步，，切切換換速速度度快快異步步切切換換：：目標(biāo)標(biāo)小小區(qū)區(qū)和和源源小小區(qū)區(qū)不不同步步，，切切換換速速度度較較慢慢軟切切換換：：切切換換時(shí)時(shí)同同時(shí)時(shí)保保持持目目標(biāo)標(biāo)小區(qū)區(qū)和和源源小小區(qū)區(qū)的的連連接接，，切切換換成成功功率率高高。。目錄錄GSMGSM的多多址址方方案案FDMA與TDMA的混混合合方方式式每個(gè)個(gè)載載波波帶帶寬寬為為200kHz，，含8個(gè)個(gè)物物理理信信道道。。GSM的主主要要特特點(diǎn)點(diǎn)頻譜譜效效率率高高容量量較較高高話音音質(zhì)質(zhì)量量較較好好接口口開開放放安全全性性利用用現(xiàn)現(xiàn)有有的的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)接接口口與與ISDN、、PSTN等互互連連在SIM卡的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)上上實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)漫漫游游GSM移動(dòng)動(dòng)通通信信網(wǎng)網(wǎng)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)GSM移動(dòng)動(dòng)通通信信網(wǎng)網(wǎng)組組成成基站站收收發(fā)發(fā)信信臺(tái)臺(tái)（（BTS））基站站控控制制器器（（BSC））移動(dòng)動(dòng)業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)交交換換中中心心（（MSC））歸屬屬位位置置寄寄存存器器（（HLR））拜訪訪位位置置寄寄存存器器（（VLR））鑒權(quán)權(quán)中中心心（（AUC））操作作與與維維護(hù)護(hù)中中心心（（OMC））CDMA系統(tǒng)統(tǒng)特特點(diǎn)點(diǎn)頻譜譜利利用用率率高高，，頻率率復(fù)復(fù)用用系系數(shù)數(shù)為為1通信信容容量量大大，，是是FDMA的10倍倍，，TDMA的4倍倍覆蓋蓋范范圍圍大大，，網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)建建設(shè)設(shè)成成本本低低蜂窩窩呼呼吸吸技技術(shù)術(shù)，，具具有有軟軟容容量量特特性性話音音品品質(zhì)質(zhì)好好平滑滑的的軟軟切切換換技技術(shù)術(shù)，，掉掉話話率率低低信道道數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)速速率率很很高高,可可提提供供數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)保密密性性能能強(qiáng)強(qiáng)，，易易于于實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)精精確確定定時(shí)時(shí)與與測(cè)測(cè)距距手機(jī)機(jī)符符合合環(huán)環(huán)保保的的要要求求，，被被譽(yù)譽(yù)為為““綠綠色色手手機(jī)機(jī)””空中中接接口口參參數(shù)數(shù)頻率率：800MHz上行行824MHz～～849MHz下行行869MHz～～894MHz載波波間間隔隔：1.25MHz調(diào)制制方方式式：QPSK空中中傳傳輸輸速速率率：1.2288Mbit/s聲音音編編碼碼方方式式：QCELPCDMA頻頻譜譜概概念念CDMA