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1中國(guó)電信維護(hù)崗位認(rèn)證培訓(xùn)教材移動(dòng)通信基本概念系列教材之移動(dòng)通信基本概念2通信技術(shù)的發(fā)展日新月異,移動(dòng)業(yè)務(wù)滲入了人們生活的方方面面,給人們生活帶來(lái)了極大便利。
CDMA是移動(dòng)通信領(lǐng)域中發(fā)展最快的數(shù)字無(wú)線技術(shù)之一,它提供的各類(lèi)業(yè)務(wù)在信號(hào)質(zhì)量、安全性、功耗和可靠性等方面都表現(xiàn)出很強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。隨著全球第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的開(kāi)通運(yùn)營(yíng),移動(dòng)通信新時(shí)代正在來(lái)臨并蓬勃發(fā)展,本課程介紹移動(dòng)通信基本原理。前言3學(xué)習(xí)完此課程,您將會(huì):掌握移動(dòng)通信的組成、特點(diǎn)、分類(lèi)及工作方式了解移動(dòng)通信信道的電波傳輸了解CDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展、CDMA2000的發(fā)展趨勢(shì)等了解第三代移動(dòng)通信的新技術(shù)、業(yè)務(wù)及其特征目標(biāo)4目錄第一章移動(dòng)通信概述第二章移動(dòng)通信信道的電波傳輸?shù)谌翪DMA蜂窩移動(dòng)通信的發(fā)展史第四章CDMA蜂窩移動(dòng)通信的特征及業(yè)務(wù)第五章CDMA基本原理第六章CDMA頻段的劃分第七章CDMA網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)第八章編號(hào)計(jì)劃第九章常用名稱解釋5目錄第1章移動(dòng)通信概述第1節(jié)移動(dòng)通信的組成第2節(jié)移動(dòng)通信的特點(diǎn)第3節(jié)移動(dòng)通信的分類(lèi)第4節(jié)移動(dòng)通信的工作方式61.1無(wú)線通信系統(tǒng)組成
發(fā)基帶單元發(fā)中頻單元發(fā)射頻單元發(fā)天線單元收基帶單元收中頻單元收射頻單元收天線單元無(wú)線傳播信道7
發(fā)端接口處理發(fā)端信道處理發(fā)端調(diào)制映射發(fā)端基帶濾波收端接口處理收端信道處理收端解調(diào)映射收端基帶濾波比特流及時(shí)鐘輸入比特流及時(shí)鐘輸出復(fù)接、分接擾碼、去擾糾錯(cuò)、交織均衡、去干擾擴(kuò)頻映射二進(jìn)/多進(jìn)映射基帶成形匹配濾波基帶復(fù)矢量信號(hào)輸出基帶復(fù)矢量信號(hào)輸入1.1無(wú)線通信系統(tǒng)組成:基帶單元框圖81.1無(wú)線通信系統(tǒng)組成:中頻單元框圖
復(fù)數(shù)調(diào)制器中頻放大濾波復(fù)數(shù)解調(diào)器中頻信道處理AGC中頻放大收端中頻濾波發(fā)送中頻信號(hào)輸出接收中頻信號(hào)輸入基帶復(fù)矢量信號(hào)輸入基帶復(fù)矢量信號(hào)輸出發(fā)端中頻本振載波時(shí)鐘同步91.1無(wú)線通信系統(tǒng)組成:射頻單元框圖
上變頻器射頻功率放大下變頻器射頻信道處理射頻前置放大收端射頻濾波發(fā)送射頻信號(hào)輸出接收射頻信號(hào)輸入接收中頻信號(hào)輸出發(fā)端射頻本振收端射頻本振發(fā)送中頻信號(hào)輸入發(fā)端射頻濾波頻率控制101.1移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)111.1移動(dòng)通信的組成121.1移動(dòng)通信的組成移動(dòng)通信系統(tǒng)是移動(dòng)體之間、移動(dòng)體和固定用戶之間以及固定用戶與移動(dòng)體之間,能夠建立許多信息傳輸通道的通信系統(tǒng)。移動(dòng)通信包括無(wú)線傳輸、有線傳輸,信息的收集、處理和存儲(chǔ)等,使用的主要設(shè)備有無(wú)線收發(fā)信機(jī)、移動(dòng)交換控制設(shè)備和移動(dòng)終端設(shè)備。移動(dòng)通信無(wú)線服務(wù)區(qū)由許多正六邊形小區(qū)覆蓋而成,呈蜂窩狀,通過(guò)接口與公眾通信網(wǎng)(PSTN、ISDN、PDN)互聯(lián)。移動(dòng)通信系統(tǒng)包括移動(dòng)交換子系統(tǒng)(SS)、操作維護(hù)管理子系統(tǒng)(OMS)、基站子系統(tǒng)(BSS)和移動(dòng)臺(tái)(MS),是一個(gè)完整的信息傳輸實(shí)體。131.1移動(dòng)通信的組成移動(dòng)通信中建立一個(gè)呼叫是由BSS和SS共同完成的;BSS提供并管理MS和SS之間的無(wú)線傳輸通道,SS負(fù)責(zé)呼叫控制功能,所有的呼叫都是經(jīng)由SS建立連接的;OMS負(fù)責(zé)管理控制整個(gè)移動(dòng)網(wǎng)。MS也是一個(gè)子系統(tǒng)。它實(shí)際上是由移動(dòng)終端設(shè)備和用戶數(shù)據(jù)兩部分組成的,移動(dòng)終端設(shè)備稱為移動(dòng)設(shè)備;用戶數(shù)據(jù)存放在一個(gè)與移動(dòng)設(shè)備可分離的數(shù)據(jù)模塊中,此數(shù)據(jù)模塊稱為用戶識(shí)別卡(SIM)。14內(nèi)容介紹第1章移動(dòng)通信概述第1節(jié)移動(dòng)通信的組成第2節(jié)移動(dòng)通信的特點(diǎn)第3節(jié)移動(dòng)通信的分類(lèi)第4節(jié)移動(dòng)通信的工作方式151.2移動(dòng)通信的特點(diǎn)(1/3)移動(dòng)通信必須利用無(wú)線電波進(jìn)行信息傳輸由于在通信中至少有一方處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài),只能通過(guò)無(wú)線電波進(jìn)行聯(lián)絡(luò),因此移動(dòng)通信也稱為移動(dòng)無(wú)線電通信方式。具有復(fù)雜的電波傳播環(huán)境由于電波受到城市高大建筑物的阻擋等原因,移動(dòng)臺(tái)接收到的是多徑信號(hào),即同一信號(hào)通過(guò)各種途徑到達(dá)接收天線。這種信號(hào)的幅度會(huì)發(fā)生快速和劇烈的變化,稱為快衰落。因此,當(dāng)出現(xiàn)嚴(yán)重的衰落現(xiàn)象,而移動(dòng)臺(tái)又處于高速運(yùn)動(dòng)中的時(shí)候,就會(huì)加快衰落現(xiàn)象,其衰落深度可達(dá)30dB左右。此時(shí),就要求移動(dòng)臺(tái)具有良好的抗衰落的技術(shù)指標(biāo)。另外,移動(dòng)通信是在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行的,移動(dòng)臺(tái)之間會(huì)出現(xiàn)近處移動(dòng)臺(tái)干擾遠(yuǎn)處移動(dòng)臺(tái)的現(xiàn)象,稱為遠(yuǎn)近效應(yīng)。因此,一般要求移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率具有自動(dòng)調(diào)整的能力,同時(shí)移動(dòng)臺(tái)的接收機(jī)需要具有自動(dòng)增益控制的能力,當(dāng)通信距離迅速改變時(shí)能自動(dòng)進(jìn)行信號(hào)調(diào)整。161.2移動(dòng)通信的特點(diǎn)(2/3)干擾大,需采用抗干擾措施移動(dòng)臺(tái)通信環(huán)境變化是很大的,經(jīng)常處于強(qiáng)干擾區(qū)。例如,移動(dòng)臺(tái)附近的發(fā)射機(jī)可能對(duì)正在通信的移動(dòng)臺(tái)形成強(qiáng)干擾。又如,汽車(chē)在公路上行駛,本車(chē)和其它車(chē)輛的噪聲所形成的干擾也相當(dāng)嚴(yán)重。因此,要求移動(dòng)通信具備很強(qiáng)的抗干擾能力。對(duì)移動(dòng)臺(tái)的要求高移動(dòng)臺(tái)長(zhǎng)期處于運(yùn)動(dòng)中,塵土、振動(dòng)、日曬雨淋的情況時(shí)常遇到,這就要求它必須有防振、防塵、防潮、抗沖擊等能力,還要求性能穩(wěn)定可靠、攜帶方便、低功耗等。同時(shí),為了方便用戶使用,要求操作方便、堅(jiān)固耐用,這就給移動(dòng)臺(tái)的設(shè)計(jì)和制造帶來(lái)很多困難。171.2移動(dòng)通信的特點(diǎn)(3/3)通道容量有限有限的頻率資源決定了有限的信道數(shù)目,這和日益增長(zhǎng)的用戶量形成了一對(duì)矛盾。為了解決這個(gè)矛盾,除了開(kāi)辟新的頻段,縮小頻道間隔之外,研究各種有效利用頻率的技術(shù)和新的體制是移動(dòng)通信面臨的重要課題。多普勒效應(yīng)運(yùn)動(dòng)中的移動(dòng)臺(tái)所接收的信號(hào)頻率將隨運(yùn)動(dòng)速度而變化,產(chǎn)生不同的頻移(稱為“多普勒效應(yīng)”),從而造成接收點(diǎn)的信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)不斷變化,其變化范圍可達(dá)20~30dB。18內(nèi)容介紹第1章移動(dòng)通信概述第1節(jié)移動(dòng)通信的組成第2節(jié)移動(dòng)通信的特點(diǎn)第3節(jié)移動(dòng)通信的分類(lèi)第4節(jié)移動(dòng)通信的工作方式19按使用對(duì)象可分為民用設(shè)備和軍用設(shè)備;按使用環(huán)境可分為陸地通信、海上通信和空中通信;按多址方式可分為頻分多址(FDMA)、時(shí)分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)等;按覆蓋范圍可分為廣域網(wǎng)和局域網(wǎng);按業(yè)務(wù)類(lèi)型可分為電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)和綜合業(yè)務(wù)網(wǎng);按工作方式可分為同頻單工、異頻單工、異頻雙工和半雙工;按服務(wù)范圍可分為專(zhuān)用網(wǎng)和公用網(wǎng);按信號(hào)形式可分為模擬網(wǎng)和數(shù)字網(wǎng)。
1.3移動(dòng)通信的分類(lèi)201.3多址接入方式FDMA、TDMA和CDMA的示意圖
211.3FDMA系統(tǒng)原理FDMA為每一個(gè)用戶指定了特定信道,這些信道按要求分配給請(qǐng)求服務(wù)的用戶。在呼叫的整個(gè)過(guò)程中,其他用戶不能共享這一頻段。
221.3FDMA系統(tǒng)中的干擾問(wèn)題
互調(diào)干擾互調(diào)干擾是指系統(tǒng)內(nèi)由于非線性器件產(chǎn)生的各種組合頻率成分落入本頻道接收機(jī)通帶內(nèi)造成的對(duì)有用信號(hào)的干擾。鄰道干擾鄰道干擾是指相鄰頻道信號(hào)中存在的寄生輻射落入本頻道接收機(jī)帶內(nèi)造成的對(duì)有用信號(hào)的干擾。同頻道干擾同頻道干擾一般是指相同頻率電臺(tái)之間的干擾。在蜂窩系統(tǒng)中,同頻道干擾是指相鄰區(qū)群中同信道信號(hào)之間造成的干擾。它與蜂窩結(jié)構(gòu)和頻率規(guī)劃密切相關(guān)。231.3FDMA系統(tǒng)的特點(diǎn)
FDMA信道每次只能傳送一路電話。每信道占用一個(gè)載頻,相鄰載頻之間的間隔應(yīng)滿足傳輸信號(hào)帶寬的要求。符號(hào)時(shí)間與平均延遲擴(kuò)展相比較是很大的。移動(dòng)臺(tái)較簡(jiǎn)單,和模擬的較接近?;緩?fù)雜龐大,重復(fù)設(shè)置收發(fā)信設(shè)備。FDMA系統(tǒng)每載波單個(gè)信道的設(shè)計(jì),使得在接收設(shè)備中必須使用帶通濾波器允許指定信道里的信號(hào)通過(guò),濾除其他頻率的信號(hào),從而限制鄰近信道間的相互干擾。越區(qū)切換較為復(fù)雜和困難。241.3TDMA系統(tǒng)原理
TDMA是在一個(gè)寬帶的無(wú)線載波上,把時(shí)間分成周期性的幀,每一幀再分割成若干時(shí)隙(無(wú)論幀或時(shí)隙都是互不重疊的),每個(gè)時(shí)隙就是一個(gè)通信信道,分配給一個(gè)用戶。
251.3TDMA系統(tǒng)的特點(diǎn)
突發(fā)傳輸?shù)乃俾矢撸h(yuǎn)大于語(yǔ)音編碼速率,每路編碼速率設(shè)為Rbit/s,共N個(gè)時(shí)隙,則在這個(gè)載波上傳輸?shù)乃俾蕦⒋笥贜Rbit/s。發(fā)射信號(hào)速率隨N的增大而提高。TDMA用不同的時(shí)隙來(lái)發(fā)射和接收,因此不需雙工器?;緩?fù)雜性減小。抗干擾能力強(qiáng),頻率利用率高,系統(tǒng)容量大。越區(qū)切換簡(jiǎn)單。
261.3CDMA系統(tǒng)原理CDMA系統(tǒng)為每個(gè)用戶分配了各自特定的地址碼,利用公共信道來(lái)傳輸信息。CDMA系統(tǒng)的地址碼相互具有準(zhǔn)正交性,以區(qū)別地址,而在頻率、時(shí)間和空間上都可能重疊。271.3CDMA技術(shù)特點(diǎn)CDMA系統(tǒng)的許多用戶共享同一頻率,不管使用的是TDD還是FDD技術(shù)。容量的軟特性。由于信號(hào)被擴(kuò)展在一較寬頻譜上從而可以減小多徑衰落。在CDMA系統(tǒng)中,信道數(shù)據(jù)速率很高。281.3CDMA系統(tǒng)存在的問(wèn)題CDMA系統(tǒng)存在著兩個(gè)重要的問(wèn)題:一個(gè)問(wèn)題是來(lái)自非同步CDMA網(wǎng)中不同用戶的擴(kuò)頻序列不完全是正交的,這種擴(kuò)頻碼集的非零互相關(guān)系數(shù)會(huì)引起各用戶間的相互干擾,即多址干擾(MAI),在異步傳輸信道以及多徑傳播環(huán)境中多址干擾將更為嚴(yán)重。另一個(gè)問(wèn)題是“遠(yuǎn)—近”效應(yīng)。
29內(nèi)容介紹第1章移動(dòng)通信概述第1節(jié)移動(dòng)通信的組成第2節(jié)移動(dòng)通信的特點(diǎn)第3節(jié)移動(dòng)通信的分類(lèi)第4節(jié)移動(dòng)通信的工作方式301.4移動(dòng)通信的工作方式單工通信:?jiǎn)喂ねㄐ攀侵竿ㄐ烹p方電臺(tái)交替地進(jìn)行收信和發(fā)信,根據(jù)收、發(fā)頻率的異同,又可分為同頻單工和異頻單工。雙工通信:是指通信雙方可用同時(shí)進(jìn)行傳輸消息的工作方式,有時(shí)也稱全雙工通信。半雙工通信與雙工通信相似,移動(dòng)臺(tái)采用單工的“按——講”方式,即按下按講開(kāi)關(guān),發(fā)射機(jī)才工作,而接收機(jī)總是工作的。311.4雙工技術(shù)上行數(shù)據(jù)下行數(shù)據(jù)時(shí)分/TDD頻分/
FDD對(duì)于數(shù)字移動(dòng)通信而言,雙向通信可以用頻率或時(shí)間分開(kāi),前者稱為FDD(頻分雙工),后者稱為T(mén)DD(時(shí)分雙工)。
EVDO的頻率分配321.4TDD:時(shí)分雙工時(shí)分雙工的優(yōu)勢(shì)無(wú)須成對(duì)頻率資源適合非對(duì)稱業(yè)務(wù)上下行特性相同無(wú)須射頻雙工器EVDO的頻率分配331.4FDD:頻分雙工1網(wǎng)絡(luò)不需要嚴(yán)格同步,不依賴GPS2系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)沒(méi)有上下行干擾3網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、優(yōu)化相對(duì)簡(jiǎn)單頻分雙工FDD的優(yōu)勢(shì)EVDO的頻率分配34目錄第一章移動(dòng)通信概述第二章移動(dòng)通信信道的電波傳輸?shù)谌翪DMA蜂窩移動(dòng)通信的發(fā)展史第四章CDMA蜂窩移動(dòng)通信的特征及業(yè)務(wù)第五章CDMA基本原理第六章CDMA頻段的劃分第七章CDMA網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)第八章編號(hào)計(jì)劃第九章常用名稱解釋35內(nèi)容介紹第2章移動(dòng)通信信道的電波傳輸?shù)?節(jié)無(wú)線電波基本概念第2節(jié)移動(dòng)通信信道的傳輸特性36傳播特性直接關(guān)系到通信設(shè)備的能力、天線高度的確定、通信距離的計(jì)算、以及為實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)可靠的通信所必須采用的技術(shù)措施等一系列系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題。移動(dòng)通信系統(tǒng)的無(wú)線信道環(huán)境比固定無(wú)線通信的信道環(huán)境更復(fù)雜,必須根據(jù)移動(dòng)通信的特點(diǎn)按照不同的傳播環(huán)境和地理特征進(jìn)行分析和仿真。2.1無(wú)線傳播概述372.1無(wú)線電波概念1.1無(wú)線電波什么叫無(wú)線電波?無(wú)線電波是一種能量傳輸形式,在傳播過(guò)程中,電場(chǎng)和磁場(chǎng)在空間是相互垂直的,同時(shí)這兩者又都垂直于傳播方向。無(wú)線電波什么叫無(wú)線電波?無(wú)線電波是一種能量傳輸形式,在傳播過(guò)程中,電場(chǎng)和磁場(chǎng)在空間是相互垂直的,同時(shí)這兩者又都垂直于傳播方向。382.1無(wú)線電波頻率劃分不同頻段內(nèi)的頻率具有不同的傳輸特性392.1無(wú)線電波的傳播特點(diǎn)402.1無(wú)線電波的傳播示意圖412.1無(wú)線電波的波長(zhǎng)公式42無(wú)線電波的傳播速率、頻率無(wú)線電波是電磁波,在真空中的傳播速度是每秒30萬(wàn)千米。無(wú)線電波的波長(zhǎng)波長(zhǎng)=無(wú)線電波的速率/無(wú)線電波的頻率。
800M電波的波長(zhǎng):約37.5CM1900M電波的波長(zhǎng):約15.8CM432.1無(wú)線電波傳播途徑44表面波傳播
電波是緊靠著地面?zhèn)鞑サ?,地面的性質(zhì),地貌,地物等的情況都會(huì)影響電波的傳播。一方面使電波發(fā)生變化和引起電波的吸收。另一方面由于地球表面是球型,使沿它傳播的電波發(fā)生繞射。外層空間傳播
電磁波由地面發(fā)出,經(jīng)低空大氣層和電離層而到達(dá)外層空間的傳播,如衛(wèi)星傳播、宇宙探測(cè)等均屬于這種遠(yuǎn)距離傳播。宇宙空間近似于真空狀態(tài),傳輸特性比較穩(wěn)定。2.1電波的各種傳播方式45天波傳播
籍此電離層的反射作用,電波在地面與電離層之間來(lái)回反射傳播至較遠(yuǎn)的地方。我們把經(jīng)過(guò)電離層反射到地面的電波叫作天波。散射傳播
當(dāng)天線輻射出去的電波,投射到那些不均勻體的時(shí)候,類(lèi)似于光的散射和反射現(xiàn)象,電波發(fā)生散射或反射,一部分能量傳播到接收點(diǎn),這種傳播稱為散射傳播。2.1電波的各種傳播方式46空間波傳播—移動(dòng)通信
電磁波直接從發(fā)射天線傳播到接收天線,另外還可以經(jīng)地面反射而到達(dá)接收天線。所以接收天線處的場(chǎng)強(qiáng)是直接波和反射波的合成場(chǎng)強(qiáng),直接波不受地面影響,地面反射波要經(jīng)過(guò)地面的反射,因此要受到反射點(diǎn)地質(zhì)地形的影響。
空間波在大氣的底層傳播,傳播的距離受到地球曲率和低空大氣層的影響。收,發(fā)天線之間的最大距離被限制在視線范圍內(nèi),要擴(kuò)大通信距離,就必須增加天線高度。一般地說(shuō),視線距離可以達(dá)到50km左右。2.1電波的各種傳播方式47移動(dòng)通信電波的三種基本傳播方式在移動(dòng)通信中,影響傳播的三種最基本的機(jī)制為反射、繞射和散射。(接收功率或它的反面,路徑損耗)是基于反射、散射和繞射的大尺度傳播模型預(yù)測(cè)的最重要的參數(shù)。這三種傳播機(jī)制也描述了小尺度衰弱和多徑傳播。48移動(dòng)通信電波的三種基本傳播方式-反射當(dāng)電磁波遇到比波長(zhǎng)大得多的物體時(shí)發(fā)生反射,反射發(fā)生于地球表面、建筑物和墻壁表面。反射波和傳輸波的電場(chǎng)強(qiáng)度取決于費(fèi)涅爾Fresnel)反射系數(shù)G。反射系數(shù)為材料的函數(shù),并與極性、入射角和頻率有關(guān)。49移動(dòng)通信電波的三種基本傳播方式-繞射當(dāng)接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間的無(wú)線路徑被尖利的邊緣阻擋時(shí)發(fā)生繞射。由阻擋表面產(chǎn)生的二次波散布于空間,甚至于阻擋體的背面。當(dāng)接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間不存在視距路徑,圍繞阻擋體也產(chǎn)生波彎曲。在高頻波段,繞射與反射一樣,依賴于物體的形狀,以及繞射點(diǎn)入射波振幅、相位和極化的情況。50移動(dòng)通信電波的三種基本傳播方式-散射當(dāng)電磁波穿行的介質(zhì)中存在小于或等于波長(zhǎng)的物體并且單位體積內(nèi)阻擋體的個(gè)數(shù)非常巨大時(shí),發(fā)生散射。散射波產(chǎn)生于粗糙表面、小物體或其它不規(guī)則物體。在實(shí)際通信系統(tǒng)中,樹(shù)葉、街道標(biāo)志和燈柱都會(huì)引發(fā)散射。51電磁波直接從發(fā)射天線傳播到接收天線,另外還可以經(jīng)地面反射及其他物體的散射而到達(dá)接收天線。所以接收天線處的場(chǎng)強(qiáng)是直接波和反射波、散射波的合成場(chǎng)強(qiáng),直接波不受地面影響,地面反射波要經(jīng)過(guò)地面的反射,因此要受到反射點(diǎn)地質(zhì)地形的影響。
空間波在大氣的底層傳播,傳播的距離受到地球曲率和低空大氣層的影響。收,發(fā)天線之間的最大距離被限制在視線范圍內(nèi),要擴(kuò)大通信距離,就必須增加天線高度。一般地說(shuō),視線距離可以達(dá)到50km左右。移動(dòng)通信電波的三種基本傳播方式52覆蓋區(qū)大小與天線的高度和增益成比例。在蜂窩系統(tǒng)中,基站天線高度從20m~100m不等,其具體取值由環(huán)境確定,例如城市中天線高度約為30m,郊區(qū)高度取50m,鄉(xiāng)村取80m。天線增益的取值同樣依賴于環(huán)境2.1空間波傳播環(huán)境53長(zhǎng)波傳播(波長(zhǎng)1000米以上) 以表面波或天波的形式傳播。 對(duì)其他接受臺(tái)干擾很強(qiáng)烈;天電干擾對(duì)長(zhǎng)波的接收的影響嚴(yán)重,特別是雷雨較多的夏季中波傳播(波長(zhǎng)100-1000米) 以表面波或天波的形式傳播 波長(zhǎng)在2000-200米的中短波主要用于廣播短波傳播(波長(zhǎng)10-100米) 靠表面波和天波傳播。2.1各個(gè)波段的傳播特點(diǎn)54超短波和微波(波長(zhǎng)為10米以下)的頻率很高,表面波衰減很大;電波穿入電離層很深,甚至不能反射回來(lái),所以超短波、微波一般不用表面波、天波的傳播方式,而只能用空間波、散射波和穿透外層空間的傳播方式。超短波和微波的頻帶很寬。超短波廣泛應(yīng)用于電視,調(diào)頻廣播,雷達(dá)等方面。利用微波可同時(shí)傳送幾千路電話或幾套電視節(jié)目。超短波和微波的傳播特點(diǎn)基本上相同,主要是在低空大氣層做視距傳播。因此,為了增大通信距離,一般把天線架高。2.1各個(gè)波段的傳播特點(diǎn)55傳送的功率指的是發(fā)射機(jī)所發(fā)射的能量。擁有較高的傳輸功率將有助于壓制它的頻帶內(nèi)其他的干擾信號(hào),但是擁有較高傳輸功率的設(shè)備也將可能耗電較多,同時(shí)對(duì)別的信號(hào)的干擾也加強(qiáng)。靈敏性指的是在信道中可以被接收機(jī)接受的最弱信號(hào)的測(cè)量。數(shù)值愈低的那臺(tái)接收機(jī)的設(shè)備就愈好。但是這要求所有的制造商和標(biāo)準(zhǔn)都用相同的參考值(如包丟失率)來(lái)定義靈敏度。信道是對(duì)無(wú)線通信中發(fā)送端和接收端之間的通路的一種形象比喻,信道有一定的帶寬。2.1傳播性能的指標(biāo)56內(nèi)容介紹第2章移動(dòng)通信信道的電波傳輸?shù)?節(jié)無(wú)線電波基本概念第2節(jié)移動(dòng)通信信道的傳輸特性57模擬有線信道中典型的信噪比約為46dB。通過(guò)選擇合適的材料與精心加工,可以確保有一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的電氣環(huán)境。信噪比的波動(dòng)通常不超過(guò)l一2dB。陸地移動(dòng)系統(tǒng)中,移動(dòng)臺(tái)處于城市建筑群之中或處于地形復(fù)雜的區(qū)域,其天線將接收從多條路徑傳來(lái)的信號(hào),再加移動(dòng)臺(tái)本身的運(yùn)動(dòng),使得移動(dòng)臺(tái)和基站之間的無(wú)線信道多變且難以控制。衰落是經(jīng)常發(fā)生的,衰落深度可達(dá)30dB。無(wú)線信道包括了電波的多徑傳播,時(shí)延擴(kuò)展,衰落特性以及多普勒效應(yīng)2.2移動(dòng)信道的復(fù)雜性582.2移動(dòng)通信中的多徑傳播特性移動(dòng)信道環(huán)境592.2移動(dòng)通信中的多徑傳播特性陸地移動(dòng)信道的主要特征是多徑傳播。傳播過(guò)程中會(huì)遇到各種建筑物、樹(shù)木、植被以及起伏的地形,會(huì)引起電波的反射,如上圖所示。這樣,到達(dá)移動(dòng)臺(tái)天線的信號(hào)不是單一路徑來(lái)的,而是許多路徑來(lái)的眾多反射波的合成。由于電波通過(guò)各個(gè)路徑的距離不同,因而各條反射波到達(dá)時(shí)間不同,相位也就不同。不同相位的多個(gè)信號(hào)在接收端疊加,有時(shí)同相疊加而增強(qiáng),有時(shí)反相疊加而減弱。這樣,接收信號(hào)的幅度將急劇變化,即產(chǎn)生了衰落。這種衰落是由于多徑現(xiàn)象所引起的,稱為多徑衰落。602.2移動(dòng)通信中的多徑傳播特性通常在移動(dòng)通信系統(tǒng)中,基站用固定的高天線,移動(dòng)臺(tái)用接近地面的低天線。例如,基站天線通常高30m,最高可達(dá)90m;移動(dòng)臺(tái)天線通常高2m~3m。移動(dòng)臺(tái)周?chē)膮^(qū)域稱為近端區(qū)域,該區(qū)域內(nèi)的物體造成的反射是造成多徑效應(yīng)的主要原因。離移動(dòng)臺(tái)較遠(yuǎn)的區(qū)域稱為遠(yuǎn)端區(qū)域,在遠(yuǎn)端區(qū)域,只有高層建筑、較高的山峰等的反射才能對(duì)該移動(dòng)臺(tái)構(gòu)成多徑,而且這些路徑要比近端區(qū)域中建筑物所引起的多徑的長(zhǎng)度要長(zhǎng)。61由于電波通過(guò)各個(gè)路徑的距離不同,因而各個(gè)路徑來(lái)的反射波到達(dá)時(shí)間不同,相位也就不同。不同相位的多個(gè)信號(hào)在接收端迭加,有時(shí)迭加而加強(qiáng)(方向相同),有時(shí)迭加而減弱(方向相反)。這樣,接收信號(hào)的幅度將急劇變化,即產(chǎn)生了快衰落。在城市環(huán)境中,一輛快速行駛車(chē)輛上的移動(dòng)臺(tái)的接收信號(hào)在一秒鐘之內(nèi)的顯著衰落可達(dá)數(shù)十次。多徑傳播使接收端的信號(hào)近似于一種叫做Rayleigh分布的數(shù)學(xué)分布,故多徑快衰落又稱為Rayleigh衰落。多徑衰弱,可以從時(shí)間和空間兩個(gè)方面來(lái)描述和測(cè)試。多徑衰弱是產(chǎn)生小尺寸衰弱的重要原因。2.2多徑衰落622.2移動(dòng)通信中的陰影效應(yīng)當(dāng)電波在傳播路徑上遇到起伏地形、建筑物、植被(高大的樹(shù)林)等障礙物的阻擋時(shí),會(huì)產(chǎn)生電磁場(chǎng)的陰影。移動(dòng)臺(tái)在運(yùn)動(dòng)中通過(guò)不同障礙物的陰影時(shí),就構(gòu)成接收天線處場(chǎng)強(qiáng)中值的變化,從而引起衰落,稱為陰影衰落。由于這種衰落的變化速率較慢,又稱為慢衰落。慢衰落是以較大的空間尺度來(lái)度量的衰落。632.2移動(dòng)通信中的陰影效應(yīng)慢衰落速率主要決定于傳播環(huán)境,即移動(dòng)臺(tái)周?chē)匦?,包括山丘起伏,建筑物的分布與高度,街道走向,基站天線的位置與高度,移動(dòng)臺(tái)行進(jìn)速度等,而與頻率無(wú)關(guān)。慢衰落的深度,即接收信號(hào)局部中值電平變化的幅度取決于信號(hào)頻率與障礙物狀況。頻率較高的信號(hào)比頻率較低的信號(hào)容易穿透建筑物,而頻率較低的信號(hào)比頻率較高的信號(hào)更具有較強(qiáng)的繞射能力。慢衰落的特性是與環(huán)境特征密切相關(guān)的,可用電場(chǎng)實(shí)測(cè)的方法找出其統(tǒng)計(jì)規(guī)律。64接收信號(hào)除瞬時(shí)值出現(xiàn)快衰落之外,場(chǎng)強(qiáng)平均值也會(huì)出現(xiàn)緩慢變化。這種由陰影效應(yīng)和氣象原因引起的信號(hào)變化稱為慢衰落。慢衰落接收信號(hào)近似服從一種叫做對(duì)數(shù)正態(tài)分布的數(shù)學(xué)分布,變化幅度取決于障礙物狀況、工作頻率、障礙物和移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)速度等??焖ヂ浜吐ヂ涫怯上嗷オ?dú)立的原因產(chǎn)生,隨著移動(dòng)臺(tái)的移動(dòng),這二者構(gòu)成移動(dòng)通信接收信號(hào)不穩(wěn)定的因素。2.2慢衰落65 由于電波通過(guò)各個(gè)路徑的距離不同,因而各個(gè)路徑來(lái)的反射波到達(dá)時(shí)間不同,也就是各信號(hào)的時(shí)延不同。當(dāng)發(fā)送端發(fā)送一個(gè)極窄的脈沖信號(hào)時(shí),移動(dòng)臺(tái)接收的信號(hào)由許多不同時(shí)延的脈沖組成,我們稱為時(shí)延擴(kuò)展。2.2時(shí)延擴(kuò)展66
在移動(dòng)通信中,當(dāng)移動(dòng)臺(tái)移向基站時(shí),頻率變高,遠(yuǎn)離基站時(shí),頻率變低,所以我們?cè)谝苿?dòng)通信中要充分考慮“多普勒效應(yīng)”,這也加大了移動(dòng)通信的復(fù)雜性。
最大多普勒頻移fm與載波頻率fc及接收機(jī)最大移動(dòng)速度vm相關(guān):
fm=fcvm/C 其中c為無(wú)線電波傳播速度。 發(fā)射機(jī)的載波頻率為910MHz,以步行速度1.33m/s移動(dòng)由此引起的最大多普勒頻移為±4Hz;以60英里/小時(shí)的速度移動(dòng),則多普勒頻移將增加到±120Hz。2.2多普勒頻移67菲涅耳區(qū)菲涅耳區(qū)一個(gè)直接環(huán)繞在可見(jiàn)視距傳播路徑周?chē)臋E球區(qū)域,其半徑會(huì)因信號(hào)傳播路徑長(zhǎng)度和信號(hào)頻率的不同而有所變化。當(dāng)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)處于視距時(shí),可以建立直達(dá)的傳播路徑。如果路徑中有凸出障礙物進(jìn)入了菲涅耳區(qū),盡管其高度不足以阻擋信號(hào)的傳播,但無(wú)線電波的衍射仍會(huì)使部分信號(hào)偏轉(zhuǎn),致使其到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間略晚于直達(dá)信號(hào)。由于這些繞射的信號(hào)與直達(dá)信號(hào)有相位差,疊加的時(shí)候就會(huì)削弱直達(dá)信號(hào),干擾了直達(dá)信號(hào)??偠灾M管發(fā)射機(jī)能夠看到接收機(jī),但這并不意味著發(fā)射機(jī)就能夠建立到接收機(jī)良好的信號(hào)傳輸路徑。68(1)理論分析,即用電磁場(chǎng)理論或統(tǒng)計(jì)理論分析電波在移動(dòng)環(huán)境個(gè)中的傳播特性,并用各種數(shù)學(xué)模型來(lái)描述移動(dòng)信道。往往要提出一些假設(shè)條件使信道數(shù)學(xué)模型簡(jiǎn)化,所以數(shù)學(xué)模型對(duì)信道的描述都是近似的。(2)現(xiàn)場(chǎng)電波傳播實(shí)測(cè),即在不同的傳播環(huán)境中,做電波傳播實(shí)測(cè)試驗(yàn)。測(cè)試參數(shù)包括接收信號(hào)幅度、延時(shí)以及其它反映信道特征的參數(shù)。對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,可以得出一些有用的結(jié)果。(3)移動(dòng)信道的計(jì)算機(jī)模擬,計(jì)算機(jī)具有很強(qiáng)的計(jì)算能力,能靈活快速地模擬各種移動(dòng)環(huán)境。相輔相成,可用于研究進(jìn)程的不同階段移動(dòng)信道研究的基本方法69目錄第一章移動(dòng)通信概述第二章移動(dòng)通信信道的電波傳輸?shù)谌翪DMA蜂窩移動(dòng)通信的發(fā)展史第四章CDMA蜂窩移動(dòng)通信的特征及業(yè)務(wù)第五章CDMA基本原理第六章CDMA頻段的劃分第七章CDMA網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)第八章編號(hào)計(jì)劃第九章常用名稱解釋70內(nèi)容介紹第3章CDMA蜂窩移動(dòng)通信的發(fā)展史第1節(jié)移動(dòng)通信發(fā)展簡(jiǎn)史第2節(jié)CDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展第3節(jié)CDMA2000的發(fā)展趨勢(shì)71713.1移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展歷程3G1G2G2.5G話音通信主要系統(tǒng):AMPS、TACS、NMT、J-TACS等1G-模擬蜂窩(FDMA)話音通信、低速數(shù)據(jù)通信:9.6Kbps主要系統(tǒng):GSM、CDMAIS-95、TDMAIS-136、PDC2G-數(shù)字蜂窩(TDMA、CDMA)話音通信、數(shù)據(jù)通信:115Kbps/144Kbps主要系統(tǒng):GPRS、cdma20001X2.5G-數(shù)據(jù)通信(TDMA、CDMA)話音通信、數(shù)據(jù)通信、移動(dòng)多媒體:2Mbps主要系統(tǒng):W-CDMA、cdma2000EV、TD-SCDMA3G-多媒體數(shù)據(jù)通信(CDMA-DS/MC/TDD、TDMA)723.1移動(dòng)通信發(fā)展簡(jiǎn)史第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)采用頻分多址(FDMA),模擬系統(tǒng)代表系統(tǒng):美國(guó)的AMPS、歐洲的TACS主要缺點(diǎn)頻譜利用率低 采用FDMA所致業(yè)務(wù)種類(lèi)有限 采用模擬方式所致無(wú)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 采用模擬方式所致保密性差 采用模擬方式所致設(shè)備成本高、體積、重量大 采用模擬方式所致733.1移動(dòng)通信的發(fā)展簡(jiǎn)史第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)(2G)采用時(shí)分多址(TDMA)或窄帶碼分多址(CDMA),數(shù)字系統(tǒng)代表系統(tǒng):美國(guó)的IS-95A(CDMA)、歐洲的GSM(TDMA)、日本的JDC對(duì)第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)缺點(diǎn)的改善頻譜利用率提高 -提高了2倍(GSM)或10倍(CDMA)業(yè)務(wù)種類(lèi)增加 -提供了較豐富的電信業(yè)務(wù)窄帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) -提供了低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(最大64Kbit/s)保密性較好 -具有良好的保密性能減小了設(shè)備成本 -設(shè)備(尤其是終端設(shè)備)成本大大降低 體積、重量也大大減少743.1移動(dòng)通信的發(fā)展簡(jiǎn)史第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)(3G):IMT2000采用寬帶碼分多址(CDMA),實(shí)現(xiàn)移動(dòng)寬帶多媒體通信IMT2000:2000年,在2000M頻段實(shí)現(xiàn)2000K的數(shù)據(jù)通信3G對(duì)數(shù)據(jù)通信速率的要求室內(nèi)環(huán)境至少2Mbps室內(nèi)外步行環(huán)境至少384kbps室外車(chē)輛運(yùn)動(dòng)中至少144kbps衛(wèi)星移動(dòng)環(huán)境至少9.6kbpsIMT2000推薦的3種制式:WCDMA(歐洲)、CDMA2000(美國(guó))、TD-SCDMA(中國(guó))TD-SCDMA:中國(guó)的第一個(gè)國(guó)際通信標(biāo)準(zhǔn)75制式WCDMACDMA2000TD-SCDMA雙工方式FDD/TDDFDDTDD帶寬(M)5/10/201.25/5/10/201.2擴(kuò)頻方式前向:WALSH(區(qū)分信道)+GOLD序列218(區(qū)分小區(qū))反向:WASLH(區(qū)分信道)+GOLD序列241(區(qū)分用戶)前向:WALSH(區(qū)分信道)+M序列215(區(qū)分小區(qū))反向:WASLH(碼片轉(zhuǎn)換)+M序列241-1(區(qū)分用戶)前向:WALSH(區(qū)分信道)+PN序列(區(qū)分小區(qū))反向:WASLH(區(qū)分信道)+PN序列(區(qū)分用戶)基站間同步異步/同步同步同步3.13G三種制式比較(1)763.13G三種制式比較(2)WCDMACDMA2000TD-SCDMA接收機(jī)結(jié)構(gòu)RAKERAKERAKE閉環(huán)功率控制支持支持支持越區(qū)切換軟、硬切換軟、硬切換軟、硬切換解調(diào)方式相干解調(diào)相干解調(diào)相干解調(diào)碼片速率(Mcps)3.84N*1.22881.28發(fā)射分集方式TSTDSTTDFBTDOTDSTS無(wú)同步方式異步同步異步核心網(wǎng)GSMMAPANSI-41GSMMAP制式77內(nèi)容介紹第3章CDMA蜂窩移動(dòng)通信的發(fā)展第1節(jié)移動(dòng)通信發(fā)展簡(jiǎn)史第2節(jié)CDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展第3節(jié)CDMA2000的發(fā)展趨勢(shì)783.2CDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展79CDMA2000空中接口演進(jìn)19951999200020019.6kbps64kbps153.6/307.2kbpsIS95AIS95Bcdma20001xcdma20001xEV-DOcdma20001xEV-DV2.4Mbps4-6Mbps80CDMA20001X200120022003~2005200620072008CDMA20001xEV-DOCDMACDMA/TDMOFDM1xEV-DORev.A1xEV-DORev.BUMBCDMA2000路標(biāo)下行:153.6k上行:153.6k下行:2.4M上行:153.6k下行:3.1M上行:1.8M1.25M-20M下行:46.5M上行:27MR5HSDPAR6HSUPAWCDMA路標(biāo)R99/R4WCDMAR7HSPA+下行:384k上行:384k下行:14.4M上行:384k下行:14.4M上行:5.76M下行:40M上行:10MCDMA網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)20092010+R8HSPA+1.25M-20M下行:280M+上行:50~100MLTE813.2CDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展CDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展經(jīng)歷了兩個(gè)階段。第一階段:融合IS-95CDMA標(biāo)準(zhǔn)的cdmaOne系統(tǒng)。IS-95窄帶CDMA是cdmaOne系列標(biāo)準(zhǔn)中最先發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn),真正在全球得到廣泛應(yīng)用的第一個(gè)CDMA標(biāo)準(zhǔn)是IS-95A,這一標(biāo)準(zhǔn)支持8k編碼話音服務(wù)。其后又分別出版了13k話音編碼器的TSB74標(biāo)準(zhǔn),支持1.9GHz的CDMAPCS系統(tǒng)的STD-008標(biāo)準(zhǔn),其中13k編碼話音服務(wù)質(zhì)量已經(jīng)非常接近有線電話的話音質(zhì)量。823.2CDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展隨著移動(dòng)通信對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的增長(zhǎng),1998年2月,美國(guó)高通公司宣布將IS-95B標(biāo)準(zhǔn)用于CDMA基礎(chǔ)平臺(tái)上。IS-95B在兼容IS-95A配置的基礎(chǔ)上,提高了CDMA系統(tǒng)性能,并增加用戶移動(dòng)通信設(shè)備的數(shù)據(jù)流量,提供對(duì)64kbps數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持。833.2CDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展第二階段:從窄帶cdmaOne向第三代cdma2000過(guò)渡。cdma2000成為窄帶CDMA系統(tǒng)向第三代系統(tǒng)過(guò)渡的標(biāo)準(zhǔn)。cdma2000在標(biāo)準(zhǔn)研究的前期,提出了1X和3X的發(fā)展策略。由于cdma2000-1x只能提供114kbit/s速率的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),不能提供ITU要求的3G的2Mbit/s的高速數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù),因此提供了cdma2000-3x和cdma2000-1x-EV標(biāo)準(zhǔn),以提供高速業(yè)務(wù)。但由于cdma2000-3x的優(yōu)勢(shì)僅在于提高了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),占用的頻譜相對(duì)較寬,難以實(shí)現(xiàn),應(yīng)用的可能性不大,故在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi),運(yùn)營(yíng)商都不會(huì)考慮cdma2000-3x。目前cdma2000有由3GPP2制定的Release0、A、B、C和D五個(gè)支持cdma2000-1x及其增強(qiáng)型技術(shù)的版本,由EIA/TIA發(fā)布的支持cdma20001xEV-DO的IS-856和IS-856A標(biāo)準(zhǔn),以及cdma20001xEV-DV。84內(nèi)容介紹第3章CDMA蜂窩移動(dòng)通信的發(fā)展第1節(jié)移動(dòng)通信發(fā)展簡(jiǎn)史第2節(jié)CDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展第3節(jié)CDMA2000的發(fā)展趨勢(shì)853.3CDMA2000的發(fā)展趨勢(shì)(1/2)cdma2000-1x是cdma2000的第一個(gè)階段,是1999年6月由ITU確立的標(biāo)準(zhǔn),稱之為2.75G移動(dòng)通信系統(tǒng)。Cdma2000-1x采用直接序列擴(kuò)頻碼分多址DS-CDMA、頻分雙工FDD方式,碼片速率為1.2288Mcps,載波帶寬為1.25MHz。cdma2000-1x-EV的標(biāo)準(zhǔn)是在cdma2000-1x基礎(chǔ)上制定的演進(jìn)技術(shù)。第一階段:1x-EV-DO(DataOnly)。Cdma2000-1x-EV-DO(也稱為HRPD)技術(shù),主要對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行了增強(qiáng),不支持語(yǔ)音,在1.25MHz的帶寬內(nèi)可提供最高2.4Mbps的下行數(shù)據(jù)傳輸速率。DORev0版本已經(jīng)在韓國(guó)、美國(guó)和日本等國(guó)家商用。DORevA版本在1.25MHz的帶寬內(nèi)可提供最高3.1Mbps的下行數(shù)據(jù)傳輸速率。在DORevA的基礎(chǔ)上,采用多載波捆綁的方式進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)速率,形成了DORevB標(biāo)準(zhǔn),也稱為空中接口演進(jìn)AIEPhase1,該標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)發(fā)布。863.3CDMA2000的發(fā)展趨勢(shì)(2/2)cdma2000-1x-EV的標(biāo)準(zhǔn)是在cdma2000-1x基礎(chǔ)上制定的演進(jìn)技術(shù)。第二階段:1x-EV-DV(DataandVoice)。Cdma2000-1x-EV-DV即1x演進(jìn)數(shù)據(jù)話音業(yè)務(wù),通過(guò)引入一系列新技術(shù),提高了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和語(yǔ)音業(yè)務(wù)的性能。LTE(LongTermEvolution,長(zhǎng)期演進(jìn))項(xiàng)目是3G的演進(jìn),始于2004年3GPP的多倫多會(huì)議。LTE并非人們普遍誤解的4G技術(shù),而是3G與4G技術(shù)之間的一個(gè)過(guò)渡,是3.9G的全球標(biāo)準(zhǔn),它改進(jìn)并增強(qiáng)了3G的空中接入技術(shù),采用OFDM和MIMO作為其無(wú)線網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的唯一標(biāo)準(zhǔn)。在20MHz頻譜帶寬下能夠提供下行326Mbit/s與上行86Mbit/s的峰值速率。改善了小區(qū)邊緣用戶的性能,提高小區(qū)容量和降低系統(tǒng)延遲。87目錄第一章移動(dòng)通信概述第二章移動(dòng)通信信道的電波傳輸?shù)谌翪DMA蜂窩移動(dòng)通信的發(fā)展史第四章CDMA蜂窩移動(dòng)通信的特征及業(yè)務(wù)第五章CDMA基本原理第六章CDMA頻段的劃分第七章CDMA網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)第八章編號(hào)計(jì)劃第九章常用名稱解釋88內(nèi)容介紹第4章第三代CDMA移動(dòng)通信的特征及業(yè)務(wù)第1節(jié)第三代CDMA移動(dòng)通信的新技術(shù)第2節(jié)第三代CDMA移動(dòng)通信的業(yè)務(wù)及其特征2023/1/14BSSPackage89技術(shù)特點(diǎn)4.1第三代移動(dòng)通信特點(diǎn)90多址技術(shù)*糾錯(cuò)編碼技術(shù)*功率控制技術(shù)*軟切換技術(shù)*調(diào)制技術(shù)多用戶檢測(cè)*RAKE接收機(jī)*智能天線*軟件無(wú)線電* 。。。。。高速率傳輸以支持多媒體業(yè)務(wù)傳輸速率能夠按需分配上下行鏈路能適應(yīng)不對(duì)稱要求提供不同QoS要求的多種業(yè)務(wù)高頻譜利用率高容量高抗干擾能力4.1第三代移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù)914.1第三代移動(dòng)通信的新技術(shù)(1/6)1.高效信道編譯碼技術(shù)在第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中都采用了卷積碼和Turbo碼兩種糾錯(cuò)編碼。在高速率、對(duì)譯碼時(shí)延要求不高的數(shù)據(jù)鏈路中使用Turbo碼以利于其優(yōu)異的糾錯(cuò)性能;考慮到Turbo碼譯碼的復(fù)雜度、時(shí)延的原因,在語(yǔ)音和低速率、對(duì)譯碼時(shí)延要求比較苛刻的數(shù)據(jù)鏈路中使用卷積碼,在其他邏輯信道中也使用卷積碼。924.1第三代移動(dòng)通信的新技術(shù)(2/6)2.軟件無(wú)線電技術(shù)軟件無(wú)線電技術(shù)的基本思想是高速模/數(shù)(A/D)和數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換器盡可能靠天線處理,所有基帶信號(hào)處理都用軟件方式替代硬件實(shí)施。第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)需要很多關(guān)鍵性技術(shù),軟件無(wú)線電技術(shù)基于同一硬件平臺(tái),通過(guò)加載不同的軟件,就可以獲得不同的業(yè)務(wù)特性,這對(duì)于系統(tǒng)升級(jí)、網(wǎng)絡(luò)平滑過(guò)渡、多頻多模的運(yùn)行情況來(lái)講,相對(duì)簡(jiǎn)單容易、成本低廉,因此對(duì)于第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的多模式、多頻段、多速率、多業(yè)務(wù)、多環(huán)境的特殊要求特別重要。934.1第三代移動(dòng)通信的新技術(shù)(3/6)3.智能天線技術(shù)無(wú)線覆蓋范圍、系統(tǒng)容量、業(yè)務(wù)質(zhì)量、阻塞和掉話等問(wèn)題一直困擾著蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng),采用智能天線陣(AdaptiveAntennaArrays)技術(shù)可以提高第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的容量及服務(wù)質(zhì)量。智能天線陣技術(shù)是基于自適應(yīng)天線陣列原理,利用天線陣列的波束合成和指向,產(chǎn)生多個(gè)獨(dú)立的波束,自適應(yīng)地調(diào)整其方向圖以跟蹤信號(hào)變化;對(duì)干擾方向調(diào)零以減少甚至抵消干擾信號(hào),提高接收信號(hào)的載干比(C/I),以增加系統(tǒng)的容量和頻譜效率。其特點(diǎn)在于以較低的代價(jià)換得無(wú)線覆蓋范圍、系統(tǒng)容量、業(yè)務(wù)質(zhì)量、抗阻塞和掉話等性能的顯著提高。智能天線陣由N單元天線陣、A/D轉(zhuǎn)換器、波束形成器(Beam-former)、波束方向估計(jì)及跟蹤器等幾部分組成。944.1第三代移動(dòng)通信的新技術(shù)(46)4.多用戶檢測(cè)和干擾消除技術(shù)多用戶檢測(cè)的基本思想是把所有用戶的信號(hào)都當(dāng)做有用信號(hào),而不是當(dāng)做干擾信號(hào)。經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展,CDMA系統(tǒng)多址干擾抑制或多用戶檢測(cè)技術(shù),已慢慢走向成熟及實(shí)用??紤]到復(fù)雜度及成本等的原因,目前的多用戶檢測(cè)實(shí)用化研究,主要圍繞基站進(jìn)行。954.1第三代移動(dòng)通信的新技術(shù)(5/6)5.向全I(xiàn)P網(wǎng)過(guò)渡第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的應(yīng)用和服務(wù)將在數(shù)據(jù)速率和帶寬方面提出更多的要求,唯一的辦法就是過(guò)渡到全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)。它將真正實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音和和數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)融和。移動(dòng)IP的目標(biāo)就是將無(wú)線語(yǔ)音和無(wú)線數(shù)據(jù)綜合到一個(gè)技術(shù)平臺(tái)上傳輸,這一平臺(tái)就是IP協(xié)議。全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)可節(jié)約成本,提高可擴(kuò)展性、靈活性和使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)作更有效率等;基于移動(dòng)IP技術(shù),為用戶快速、高效、方便地部署豐富的應(yīng)用服務(wù)成為可能。964.1第三代移動(dòng)通信的新技術(shù)(6/6)6.IMT-2000無(wú)線協(xié)議分層模型在IMT-2000中將Um接口分成4層:物理層、介質(zhì)接入層、鏈路接入層和網(wǎng)絡(luò)層(包括呼叫控制、移動(dòng)性管理和無(wú)線電資源管理)。在此無(wú)線接口基礎(chǔ)上可為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者設(shè)計(jì)各種業(yè)務(wù)提供靈活的開(kāi)發(fā)環(huán)境。97內(nèi)容介紹第4章第三代移動(dòng)通信的特征及業(yè)務(wù)第1節(jié)第三代移動(dòng)通信的新技術(shù)第2節(jié)第三代移動(dòng)通信的業(yè)務(wù)及其特征98MobilityEntertainmentNetworkAppsVoiceInternetGameMusicCommunicationEntertainmentM-BankE-PaymentFinancialServiceTVCableTVTVVODIP-TVBCMCSVideoTelephoneMobileTV4.2移動(dòng)數(shù)據(jù)用戶想要…9915413162463919765摘自:3Gtoday運(yùn)營(yíng)商部署的業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)娛樂(lè)與媒體多媒體消息Web連接個(gè)人定制定位業(yè)務(wù)移動(dòng)廣告社區(qū)一鍵通其他移動(dòng)電視音樂(lè)游戲Email即時(shí)信息視頻信息博客Internet接入移動(dòng)web瀏覽彩鈴移動(dòng)portal導(dǎo)航用戶位置位置搜索移動(dòng)交易拍賣(mài)廣告調(diào)研比賽社交一鍵通語(yǔ)音一鍵通視頻生產(chǎn)遠(yuǎn)程理療公共安全4.2第三代移動(dòng)通信的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)
1004.2第三代移動(dòng)通信的業(yè)務(wù)及其特征3G業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)的演進(jìn)
3G的業(yè)務(wù)完全包含2G的業(yè)務(wù),對(duì)于2G上原有的電路交換型業(yè)務(wù)初期主要在CS域?qū)崿F(xiàn),而PS域上主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。隨著網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn),各種業(yè)務(wù)逐步在PS域上實(shí)現(xiàn)。3G業(yè)務(wù)特征3G的業(yè)務(wù)從2G繼承而來(lái),在新的體系結(jié)構(gòu)下,又產(chǎn)生了一些新的業(yè)務(wù)能力,所以其支持的業(yè)務(wù)種類(lèi)繁多,業(yè)務(wù)特性差異很大,總體上有如下特征:對(duì)于語(yǔ)音等實(shí)時(shí)業(yè)務(wù),普遍有QoS的要求;向后兼容GSM上所有的業(yè)務(wù);引入多媒體業(yè)務(wù)的概念。
1014.2第三代移動(dòng)通信的業(yè)務(wù)及其特征3G業(yè)務(wù)分類(lèi)基本電信業(yè)務(wù)補(bǔ)充業(yè)務(wù)承載業(yè)務(wù)智能業(yè)務(wù)位置業(yè)務(wù)多媒體業(yè)務(wù)
1024.2第三代移動(dòng)通信的業(yè)務(wù)及其特征基本電信業(yè)務(wù)語(yǔ)音業(yè)務(wù),對(duì)于電路交換語(yǔ)音業(yè)務(wù),其QoS有保證,不需另外提供保障機(jī)制,對(duì)于分組交換語(yǔ)音業(yè)務(wù),需要提供專(zhuān)門(mén)的QoS保障機(jī)制。緊急呼叫,屬于傳統(tǒng)業(yè)務(wù),用戶可以不受網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)的限制,發(fā)起對(duì)特定緊急服務(wù)號(hào)碼的呼叫。短消息業(yè)務(wù),包括點(diǎn)對(duì)點(diǎn)移動(dòng)終止短消息業(yè)務(wù),點(diǎn)對(duì)點(diǎn)發(fā)起短消息業(yè)務(wù),小區(qū)廣播型短消息業(yè)務(wù)。電路型傳真業(yè)務(wù),包括交替話音和G3傳真,自動(dòng)G3傳真業(yè)務(wù)。1034.2第三代移動(dòng)通信的業(yè)務(wù)及其特征補(bǔ)充業(yè)務(wù)呼叫偏轉(zhuǎn):呼叫偏轉(zhuǎn)是一種特殊的呼叫前轉(zhuǎn),是一種由用戶而不是網(wǎng)絡(luò)決定的移動(dòng)用戶忙呼叫前轉(zhuǎn)。號(hào)碼標(biāo)識(shí):主叫顯示,主叫限制,連接號(hào)顯示,連接限制。呼叫前轉(zhuǎn):無(wú)條件呼叫前轉(zhuǎn),移動(dòng)用戶忙呼叫前轉(zhuǎn),無(wú)應(yīng)答呼叫前轉(zhuǎn),移動(dòng)用戶不可及前轉(zhuǎn)呼叫完成:呼叫等待,呼叫保持。多方會(huì)話:多方會(huì)話MPTY選擇通信:緊密用戶群CUG。1044.2第三代移動(dòng)通信的業(yè)務(wù)及其特征補(bǔ)充業(yè)務(wù)呼叫限制:呼出限制(BAOC),國(guó)際呼出限制(BOIC),歸屬國(guó)外國(guó)際呼出限制(BOIC-EXHC),呼入限制(BAIC),國(guó)外漫游呼入限制(BIC-ROAM)。直接呼叫轉(zhuǎn)移:直接呼叫轉(zhuǎn)移同呼叫前轉(zhuǎn)不同的是直接呼叫轉(zhuǎn)移在呼叫中發(fā)生轉(zhuǎn)移,而呼叫前轉(zhuǎn)是在呼叫前發(fā)生轉(zhuǎn)移;直接呼叫轉(zhuǎn)移同呼叫等待、呼叫保持不同的是直接呼叫轉(zhuǎn)移在呼叫轉(zhuǎn)移后原有的呼叫結(jié)束,而呼叫等待、呼叫保持在轉(zhuǎn)移后不結(jié)束原有呼叫,處于保持狀態(tài)。用戶忙呼叫完成:CCBS名字標(biāo)識(shí):主叫名顯示(CNAP)1054.2第三代移動(dòng)通信的業(yè)務(wù)及其特征承載業(yè)務(wù)基本電路型數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)異步電路型數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)同步電路型數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)分組電路型數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)1064.2第三代移動(dòng)通信的業(yè)務(wù)及其特征智能業(yè)務(wù)基于電路交換呼叫的CAMEL控制業(yè)務(wù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)呼叫的計(jì)費(fèi),鑒權(quán)等功能。GPRS的CAMEL控制業(yè)務(wù)可以實(shí)現(xiàn)GPRS承載的計(jì)費(fèi),鑒權(quán)等功能USSD的CAMEL控制業(yè)務(wù)SMS的CAMEL控制業(yè)務(wù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)短消息的鑒權(quán),計(jì)費(fèi),轉(zhuǎn)移等功能移動(dòng)性管理的CAMEL控制業(yè)務(wù)位置信息的CAMEL控制業(yè)務(wù)1074.2第三代移動(dòng)通信的業(yè)務(wù)及其特征位置業(yè)務(wù):位置業(yè)務(wù)是一種比較特殊的業(yè)務(wù),是移動(dòng)網(wǎng)上的一種特色服務(wù),商業(yè)價(jià)值很大。包括:公共安全業(yè)務(wù)基于位置的計(jì)費(fèi)特定用戶計(jì)費(fèi)接近位置計(jì)費(fèi)特定區(qū)域計(jì)費(fèi)跟蹤業(yè)務(wù)資產(chǎn)管理業(yè)務(wù)增強(qiáng)呼叫路由(EnhancedCallRouting)基于位置的信息業(yè)務(wù)(LocationBasedInformationServices)移動(dòng)黃頁(yè)網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)業(yè)務(wù)(NetworkEnhancingServices)1084.2第三代移動(dòng)通信的業(yè)務(wù)及其特征多媒體業(yè)務(wù):在3G中的多媒體業(yè)務(wù)首先發(fā)展的將是分布式的多媒體業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)的分類(lèi)描述:電路型實(shí)時(shí)多媒體業(yè)務(wù):在電路域上實(shí)現(xiàn)的多媒體業(yè)務(wù),主要使用H.324協(xié)議實(shí)現(xiàn)。分組型實(shí)時(shí)多媒體業(yè)務(wù):在分組域上實(shí)現(xiàn)的多媒體業(yè)務(wù),主要使用SIP協(xié)議實(shí)現(xiàn)。非實(shí)時(shí)多媒體消息業(yè)務(wù):此種業(yè)務(wù)稱MMS,屬于短消息業(yè)務(wù)的自然發(fā)展,它使用戶可以發(fā)送或接收由文字、圖像、動(dòng)畫(huà)、音樂(lè)等組成的多媒體消息,為了保持互操作性,它必須兼容現(xiàn)有的多媒體格式。109內(nèi)容介紹第一章移動(dòng)通信概述第二章移動(dòng)通信信道的電波傳輸?shù)谌翪DMA蜂窩移動(dòng)通信的發(fā)展史第四章CDMA蜂窩移動(dòng)通信的特征及業(yè)務(wù)第五章CDMA基本原理第六章CDMA頻段的劃分第七章CDMA網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)第八章編號(hào)計(jì)劃第九章常用名稱解釋110無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃簡(jiǎn)單,頻率復(fù)用系數(shù)高,工程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,擴(kuò)容方便CDMA移動(dòng)通信的特點(diǎn)AMPS,D-AMPS,N-AMPSCDMA303010kHz200kHz1250kHz131Users8Users20Users1111111111111112344325617TypicalFrequencyReuseN=7TypicalFrequencyReuseN=4TypicalFrequencyReuseN=1Vulnerability:C/I@17dBVulnerability:C/I@
12-14dBVulnerability:Eb/No
@
6--7dBGSM111CDMA移動(dòng)通信的特點(diǎn)覆蓋范圍大,是標(biāo)準(zhǔn)GSM的2倍左右,相同覆蓋范圍所用的基站少,節(jié)省投資;覆蓋1000km2:GSM需要200個(gè)基站,CDMA只需50個(gè)基站。112CDMA移動(dòng)通信的特點(diǎn)頻譜利用率高,相同頻譜情況下容量是模擬系統(tǒng)的8~10倍;是GSM的5.5倍;FrequencyTimePowerFrequencyTimePowerFrequencyTimePowerFDMATDMACDMA采用調(diào)頻的多址技術(shù).業(yè)務(wù)信道在不同頻段分配給不同的用戶。TACS、AMPS采用時(shí)分的多址技術(shù)。業(yè)務(wù)信道在不同的時(shí)間分配給不同的用戶GSM、DAMPSCDMA是采用擴(kuò)頻的碼分多址技術(shù)。所有用戶在同一時(shí)間、同一頻段上、根據(jù)不同的編碼獲得業(yè)務(wù)信道113CDMA移動(dòng)通信的特點(diǎn)隱蔽性好,保密性好。有效信號(hào)淹沒(méi)在噪聲中。偽隨機(jī)序列信源信號(hào)TX解調(diào)信號(hào)RX偽隨機(jī)序列擴(kuò)頻信號(hào)114CDMA:小區(qū)/扇區(qū)切換采用軟/更軟切換切換是先接續(xù)再中斷服務(wù)質(zhì)量高,有效減低掉話其他無(wú)線系統(tǒng):小區(qū)/扇區(qū)切換采用硬切換切換是先中斷再接續(xù)容易產(chǎn)生掉話更軟切換:同一基站、相同頻率、不同扇區(qū)的CDMA信道間。CDMA移動(dòng)通信的特點(diǎn):掉話率低采用獨(dú)特的軟切換技術(shù),降低了掉話率;115話音質(zhì)量高,采用8K、8KEVRC、13K語(yǔ)音編碼技術(shù),良好的背景噪聲抑制功能;CDMA移動(dòng)通信的特點(diǎn):話音質(zhì)量高話音質(zhì)量64kPCM13kGSM8kCDMA13kCDMA8kEVRCCDMA116采用完善的功率控制、話音激活技術(shù),降低了手機(jī)發(fā)射功率,增加了系統(tǒng)容量,延長(zhǎng)了電池使用時(shí)間,對(duì)人體健康的影響最小CDMA移動(dòng)通信的特點(diǎn):輻射小發(fā)射功率?。汗β士刂?,語(yǔ)音激活.2023/1/14BSSPackage117技術(shù)特點(diǎn)第三代移動(dòng)通信特點(diǎn)118多址技術(shù)*糾錯(cuò)編碼技術(shù)*功率控制技術(shù)*軟切換技術(shù)*調(diào)制技術(shù)多用戶檢測(cè)*RAKE接收機(jī)*智能天線*軟件無(wú)線電* 。。。。。高速率傳輸以支持多媒體業(yè)務(wù)傳輸速率能夠按需分配上下行鏈路能適應(yīng)不對(duì)稱要求提供不同QoS要求的多種業(yè)務(wù)高頻譜利用率高容量高抗干擾能力第三代移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù)119FDD:上下行頻率配對(duì)
TDD:上下行頻率相同
雙工技術(shù)120SDMA:空分多址FDMA:頻分多址TDMA:時(shí)分多址CDMA:碼分多址,3G多址技術(shù)121在CDMA系統(tǒng)中,移動(dòng)臺(tái)與基站之間采用碼分多址方式進(jìn)行連接,這種多址方式完全區(qū)別于傳統(tǒng)的信號(hào)調(diào)制方式,信號(hào)在頻率,時(shí)間和空間上互相重疊;采用碼分多址接入技術(shù)和擴(kuò)頻技術(shù),加上豐富的碼字資源,使得3G系統(tǒng)具有極高的頻率利用率,而且同一頻率還可以在相鄰小區(qū)中復(fù)用,這使頻率規(guī)劃簡(jiǎn)單,容量大。在相同的頻段內(nèi)提供的系統(tǒng)容量比模擬TDMA系統(tǒng)大10~20倍,比TDMA數(shù)字系統(tǒng)大4~6倍。CDMA用碼字區(qū)分信道,碼字長(zhǎng)度不同,信道提供的速率就不同,所需要的功率也不同,這為3G系統(tǒng)有效支持多種業(yè)務(wù)、提供不同等級(jí)的服務(wù)質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)。碼分多址技術(shù)122CDMA概念類(lèi)比:國(guó)際性集會(huì)-同一房間(頻率)的多個(gè)交談-每一對(duì)話的音量要控制到最小(功率控制)-使用不同的語(yǔ)言(碼分)小區(qū)呼吸軟容量123信源編碼—有效性采用速率可變信源編碼進(jìn)一步提高編碼效率8KEVRC(EnhancedVariableRateVocoder),8KQCELP,13KQCELP(QualcommCode-ExcitedLinearPredictive)AMR(動(dòng)態(tài)多碼率編碼):AMR編碼允許系統(tǒng)根據(jù)無(wú)線接口的資源動(dòng)態(tài)調(diào)整話音編碼速率信源編碼技術(shù)124無(wú)糾錯(cuò)編碼:BER<10-1~
10-2不能滿足通信需要卷積編碼:BER<10-3滿足語(yǔ)音、信令、低速數(shù)據(jù)通信需要Turbo碼:BER<10-6滿足數(shù)據(jù)通信需要信道編碼-可靠性125每個(gè)用戶對(duì)于其他用戶都相當(dāng)于干擾,遠(yuǎn)近效應(yīng)嚴(yán)重影響系統(tǒng)容量采用功控技術(shù)減少了用戶間的相互干擾,提高了系統(tǒng)整體容量Powerf目的:為了克服寬帶CDMA系統(tǒng)的遠(yuǎn)近效應(yīng),需要的功率控制基本原則:在可接受的信號(hào)質(zhì)量下,功率控制到最小功率控制技術(shù)126快速功率控制小區(qū)發(fā)射功率功率控制手機(jī)發(fā)射信號(hào)功率控制節(jié)約基站的功率資源減小多址干擾,保證網(wǎng)絡(luò)容量克服遠(yuǎn)近效應(yīng)和多徑衰落延長(zhǎng)電池使用時(shí)間127硬切換(同頻率、不同頻率、不同系統(tǒng))
軟切換(同頻率,不同基站)更軟切換(同基站不同扇區(qū))切換技術(shù)128
先斷后通(Break-before-make)硬切換129
先通后斷(Make-before-break)主要算法在基站控制器中CDMASoftHandoff軟切換130內(nèi)容介紹第一章移動(dòng)通信概述第二章移動(dòng)通信信道的電波傳輸?shù)谌翪DMA蜂窩移動(dòng)通信的發(fā)展史第四章CDMA蜂窩移動(dòng)通信的特征及業(yè)務(wù)第五章CDMA基本原理第六章CDMA頻段的劃分第七章CDMA網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)第八章編號(hào)計(jì)劃第九章常用名稱解釋131
800MHz頻譜分配情況基本信道3778119160201242283384425466507548589630736777輔助信道A段B段A’B’段
共10M7個(gè)載頻共5M3個(gè)載頻691846.5MHz845MHz849MHz835MHz825MHz電信C網(wǎng)長(zhǎng)城網(wǎng)未分配載頻基站收(上行、反向):825.00+0.03N基站發(fā)(下行、前向):870.00+0.03NN=840MHzCDMA頻點(diǎn)與信道CDMA反向信道1.25MHzCDMA前向信道1.25MHz碼分信道頻率上、下行頻點(diǎn)相差45MHz133800MHz頻譜分配情況CDMA占用的載頻:上行、下行各10M
上行(825MHz-835MHz)下行(870MHz-880MHz)上、下行頻點(diǎn)相差45MHz載頻計(jì)算:上行:載頻=0.030MHz*載頻號(hào)+825.000MHz
下行:載頻=0.030MHz*載頻號(hào)+870.000MHz134中國(guó)電信C網(wǎng)頻段目前,中國(guó)電信CDMA網(wǎng)絡(luò)共有7個(gè)頻段可使用:依次為:283,242,201,160,119,78,37。283頻段的中心頻點(diǎn)是:上行:825+0.03*283=833.49MHz
下行:870+0.03*283=878.49MHz135內(nèi)容介紹第一章移動(dòng)通信概述第二章移動(dòng)通信信道的電波傳輸?shù)谌翪DMA蜂窩移動(dòng)通信的發(fā)展史第四章CDMA蜂窩移動(dòng)通信的特征及業(yè)務(wù)第五章CDMA基本原理第六章CDMA頻段的劃分第七章CDMA網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)第八章編號(hào)計(jì)劃第九章常用名稱解釋136CDMA系統(tǒng)組網(wǎng)示意圖MSCHLR/AUC2GBTS3GBTS或2GBTS版本升級(jí)3GBTSAbisAbisAbisPSTN/PLMN3GBSC或2GBSC版本升級(jí)3GBSCInternetPDSNHAAAAserver路由器路由器Ethernet2GBTS2GBSCAbis3G終端2G終端137UmEAbisAQ
CBN
HMS
BTS
BSC
PSTNISDNPSPDN
MSC
SCP
MSC/SSP
VLR
HLR
AUC
MC
DMC
SME
M
MSME
M
SCP
CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖(電路域)MSS138CDMA網(wǎng)包括:移動(dòng)終端、BSS子系統(tǒng)、MSS子系統(tǒng)、OMM子系統(tǒng)等部分
基站子系統(tǒng)BSS可分為兩部分。通過(guò)無(wú)線接口與移動(dòng)臺(tái)相連的基站收發(fā)信臺(tái)(BTS)以及與移動(dòng)交換中心相連的基站控制器(BSC),BTS負(fù)責(zé)無(wú)線傳輸、BSC負(fù)責(zé)控制與管理。基站子系統(tǒng)BSS139
移動(dòng)交換子系統(tǒng)MSS完成CDMA的主要交換功能,同時(shí)管理用戶數(shù)據(jù)和移動(dòng)性所需的數(shù)據(jù)庫(kù)。MSS子系統(tǒng)的主要作用是管理CDMA移動(dòng)用戶之間的通信和CDMA移動(dòng)用戶與其它通信網(wǎng)用戶之間的通信。移動(dòng)交換子系統(tǒng)MSS包括以下主要功能單元:移動(dòng)交換中心(MSC)拜訪位置寄存器(VLR)歸屬位置寄存器(HLR)鑒權(quán)中心(AUC)短消息中心(MC)
MSS子系統(tǒng)140MSC是CDMA網(wǎng)絡(luò)的核心。1)對(duì)位于它所覆蓋區(qū)域中的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行控制和完成話路接續(xù)的功能。2)是CDMA網(wǎng)和其他網(wǎng)絡(luò)之間的接口。3)每個(gè)MSC還完成GMSC的功能。4)每個(gè)MSC還完成SSP的功能。
MSC從三種數(shù)據(jù)庫(kù),拜訪位置寄存器(VLR)、歸屬位置寄存器(HLR)和鑒權(quán)中心(AUC)中取得處理用戶呼叫請(qǐng)求所需的全部數(shù)據(jù)。反之,MSC根據(jù)其最新數(shù)據(jù)更新數(shù)據(jù)庫(kù)。
移動(dòng)交換中心(MSC)141VLR是一個(gè)動(dòng)態(tài)用戶數(shù)據(jù)庫(kù)。VLR從移動(dòng)用戶的歸屬位置寄存器(HLR)處獲取并存貯必要的數(shù)據(jù),包括:用戶號(hào)碼、移動(dòng)臺(tái)的位置區(qū)信息、移動(dòng)用戶識(shí)別碼、批準(zhǔn)數(shù)據(jù)、鑒權(quán)數(shù)據(jù)和用戶服務(wù)清單等參數(shù)。一旦移動(dòng)用戶離開(kāi)該VLR的控制區(qū)域,則重新在另一個(gè)VLR登記,原VLR將取消該移動(dòng)用戶的數(shù)據(jù)記錄。通常VLR與MSC合設(shè)。
拜訪位置寄存器(VLR)142
HLR是一個(gè)靜態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù),存儲(chǔ)管理部門(mén)用于移動(dòng)用戶管理的數(shù)據(jù)。每個(gè)移動(dòng)用戶都應(yīng)在其歸屬位置寄存器(HLR)注冊(cè)登記,它主要存儲(chǔ)兩類(lèi)信息:一是有關(guān)移動(dòng)用戶的參數(shù),包括移動(dòng)用戶識(shí)別號(hào)碼、電子序列號(hào)、用戶號(hào)碼、服務(wù)項(xiàng)目清單、批準(zhǔn)有效時(shí)間等;一是有關(guān)移動(dòng)用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。歸屬位置寄存器(HLR)143
AUC屬于HLR的一個(gè)功能單元部分,專(zhuān)門(mén)用于CDMA系統(tǒng)的安全性管理,用來(lái)鑒別用戶身份的合法性以及對(duì)無(wú)線接口上的話音、數(shù)據(jù)、信令信號(hào)進(jìn)行加密,防止無(wú)權(quán)用戶接入和保證移動(dòng)用戶通信的安全。鑒權(quán)中心一般與HLR合設(shè)。包括參數(shù):A_key,SSD、MIN/IMSI、AAV等鑒權(quán)中心(AUC)144
短消息中心的主要功能是接收、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)用戶的短消息。通過(guò)短消息中心能夠更可靠地將信息傳送到目的地。如果傳送失敗,短消息中心保存失敗消息直至發(fā)送成功為止。短消息中心(MC)145
為運(yùn)營(yíng)商提供對(duì)網(wǎng)絡(luò)的操作和維護(hù)服務(wù)、管理簽約用戶信息,對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行規(guī)劃。
主要實(shí)現(xiàn)以下功能:
1、維護(hù)測(cè)試2、障礙檢測(cè)及處理
3、系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視4、系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制
5、局?jǐn)?shù)據(jù)修改6、性能管理
7、用戶跟蹤、告警8、話務(wù)統(tǒng)計(jì)等
操作維護(hù)中心(OMC)1461、A接口:基站子系統(tǒng)與交換子系統(tǒng)之間的接口即A接口,其物理鏈路通過(guò)采用標(biāo)準(zhǔn)的2.048Mbit/s的PCM數(shù)字傳輸鏈路來(lái)實(shí)現(xiàn)。此接口傳遞的信息包括移動(dòng)臺(tái)管理、基站管理、移動(dòng)性管理、接續(xù)管理等。一般采用IS-634標(biāo)準(zhǔn)、IOS2.0、IOS4.0等。網(wǎng)絡(luò)接口
系統(tǒng)各個(gè)接口和協(xié)議-11473.Um接口:
Um接口被定義為MS與BTS之間的通信接口,即空中接口。它實(shí)現(xiàn)了各種制造商的移動(dòng)臺(tái)與不同運(yùn)營(yíng)者的網(wǎng)絡(luò)間的兼容性,從而實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)臺(tái)的漫游。此接口遵守IS-95或CDMA20001X標(biāo)準(zhǔn)。2.Abis接口:基站子系統(tǒng)中BSC與BTS之間的接口。支持對(duì)BTS無(wú)線設(shè)備的控制。物理層采用直接互聯(lián)的方法,無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。
系統(tǒng)各個(gè)接口和協(xié)議-2148移動(dòng)交換子系統(tǒng)MSS內(nèi)部接口如下圖所示:MSCVLRBMSCVLRB
EHLR/AUCBSCBTSABSS子系統(tǒng)CDHMCQN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部接口149A接口,信令協(xié)議的參考模型DTAPBSSMAP分配功能BSSAPSCCPMTPDTAPBSSMAP分配功能BSSAPSCCPMTPA接口BSSAP:BSS應(yīng)用部分SCCP:信令連接控制部分DTAP:直接轉(zhuǎn)移應(yīng)用部分MTP:消息傳遞部分BSSMAP:BSS移動(dòng)應(yīng)用部分圖A接口信令協(xié)議參考模型150MSS內(nèi)部及CDMA系統(tǒng)與PSTN之間的協(xié)議TUP:電話用戶部分BSSAP:BSS應(yīng)用部分ISUP:ISDN用戶部分SCCP:信令連接控制部分MAP:移動(dòng)應(yīng)用部分MTP:消息傳遞部分TCAP:事務(wù)處理應(yīng)用部分應(yīng)用于CDMA系統(tǒng)的7號(hào)信令協(xié)議層151內(nèi)容介紹第一章移動(dòng)通信概述第二章移動(dòng)通信信道的電波傳輸?shù)谌翪DMA蜂窩移動(dòng)通信的發(fā)展史第四章CDMA蜂窩移動(dòng)通信的特征及業(yè)務(wù)第五章CDMA基本原理第六章CDMA頻段的劃分第七章CDMA網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)第八章編號(hào)計(jì)劃第九章常用名稱解釋152MDNIMSI/MINTLDNHLRSIDNIDESNMSC/VLRREG-ZONE號(hào)碼類(lèi)型1531、移動(dòng)用戶號(hào)碼簿號(hào)碼(MDN)
CC
SN
MAC國(guó)際移動(dòng)用戶DN號(hào)碼國(guó)內(nèi)有效用戶DN號(hào)碼
號(hào)碼組成
86N1N2N3H0H1H2H3XXXX此號(hào)碼為主叫用戶呼叫一個(gè)數(shù)字移動(dòng)用戶時(shí)所需撥的號(hào)碼。
154
中國(guó)國(guó)家號(hào)為86
國(guó)內(nèi)有效移動(dòng)用戶號(hào)碼簿號(hào)碼由三部分組成:移動(dòng)業(yè)務(wù)接入號(hào)(N1N2N3),
HLR識(shí)別號(hào)(H0H1H2H3)
移動(dòng)用戶號(hào)(XXXX)。移動(dòng)業(yè)務(wù)接入號(hào)(N1N2N3)為133。
HLR識(shí)別號(hào)(H0H1H2H3)見(jiàn)表1。移動(dòng)用戶號(hào)(SN):XXXX,由各HLR自行分配。1、移動(dòng)用戶號(hào)碼簿號(hào)碼(MDN)155H0一般為2,H3由各省自行分配,H1H2H3的分配應(yīng)首先與PSTN本地網(wǎng)的一致,一個(gè)HLR可包含一個(gè)或若干個(gè)H2H3數(shù)值。表中空格處的H1H2(H1不等于0)為備用。備用部分根據(jù)發(fā)展另行分配。1、移動(dòng)用戶號(hào)碼簿號(hào)碼(MDN)156在數(shù)字公用陸地蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)中,唯一地識(shí)別一個(gè)移動(dòng)用戶的15位號(hào)碼。
MCCMNCMSIN
國(guó)際移動(dòng)用戶識(shí)別
國(guó)內(nèi)移動(dòng)用戶識(shí)別移動(dòng)國(guó)家號(hào)碼MCC:460;移動(dòng)網(wǎng)號(hào)MNC:03;移動(dòng)用戶識(shí)別碼MSIN:10位十進(jìn)制的數(shù)字2.國(guó)際移動(dòng)用戶識(shí)別碼(IMSI):157移動(dòng)臺(tái)識(shí)別碼(MIN)為保證CDMA/AMPS雙模工作而沿用AMPS標(biāo)準(zhǔn)定義的,體制要求MIN是IMSI的后10位,即MSIN。XX+H0H1H2H3+ABCDXX:為分配給我國(guó)的MIN號(hào)碼段,暫定為09(03)H0H1H2H3:同MDN號(hào)碼中的H0H1H2H3;
ABCD:用戶號(hào)碼158
460030944M1M2M3100
在NO.7信令消息中使用的、代表MSC/VLR的號(hào)碼,M1M2的分配同H1H2的分配。3、MSC/VLR號(hào)碼:159
由被叫所在的MSC/VLR分配的用于選路由的臨時(shí)號(hào)碼,用于網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行路由選擇。
聯(lián)通暫時(shí)定8613344M1M2M3號(hào)段的1000個(gè)號(hào)碼為T(mén)LDN。4、臨時(shí)本地用戶號(hào)碼(TLDN)160
4600309
H0H1H2H30000
在NO.7信令消息中使用的、代表HLR的號(hào)碼,
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