移動通信基站基礎(chǔ)知識概括

關(guān)于移動通信基站基礎(chǔ)知識概括第一頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/242

移動通信是指通信雙方或至少一方處于移動中進(jìn)行信息交互的通信，即移動體與移動體、移動體與固定體之間的通信。按照移動體所處的運(yùn)動區(qū)域不同，移動通信可分為陸地移動通信、海上移動通信和空中移動通信。陸地移動通信以蜂窩移動通信系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛，以數(shù)字蜂窩移動通信發(fā)展最為迅速，本章著重介紹數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)。

第1章移動通信系統(tǒng)概述第二頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/243

第一節(jié)移動通信的特點及分類移動通信系統(tǒng)由于用戶的移動性，管理技術(shù)要比固定通信要復(fù)雜，移動通信網(wǎng)中依靠的是無線電波的傳播，傳播環(huán)境比有線媒質(zhì)的傳播特性復(fù)雜，移動通信有著與固定通信不同的特點。一、移動通信的特點

1、無線電波傳播環(huán)境復(fù)雜：移動通信的電波處在特高頻（300－3000MHz）頻段，電波傳播主要方式是視距傳播。電磁波在傳播時不僅有直射波信號，還有經(jīng)地面、建筑群等產(chǎn)生的反射、折射、繞射的傳播，從而產(chǎn)生多徑傳播引起的快衰落、陰影效應(yīng)引起的慢衰落，系統(tǒng)必需配有抗衰落措施，才能保證正常運(yùn)行。第三頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2442、噪聲和干擾嚴(yán)重：移動臺在移動時即受到環(huán)境噪聲的干擾，又有系統(tǒng)干擾。由于系統(tǒng)內(nèi)有多個用戶，必須采用頻率復(fù)用技術(shù)，系統(tǒng)就有了互調(diào)干擾、鄰道干擾、同頻干擾等主要的系統(tǒng)干擾，這就要求系統(tǒng)有合理的同頻復(fù)用規(guī)劃和無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等措施。3、用戶的移動性：用戶的移動性和移動的不可預(yù)知性，要求系統(tǒng)有完善的管理技術(shù)對用戶的位置進(jìn)行登記、跟蹤，不因位置改變中斷通信。4、頻率資源有限：ITU對無線頻率的劃分有嚴(yán)格規(guī)定，要設(shè)法提高系統(tǒng)的頻率利用率。第四頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/245二、移動通信的分類

1.按服務(wù)對象分類：

公用移動通信和專用移動通信。

2.按組網(wǎng)方式分類：

峰窩狀移動通信、移動衛(wèi)星通信、移動數(shù)據(jù)通信、公用無繩電話、集群調(diào)度電話等。

3.按工作方式分類：單向和雙向通信方式兩大類，雙向通信方式可又分為單工、雙工和半雙工通信方式。

4.按采用的技術(shù)分類：分為模擬移動通信系統(tǒng)和數(shù)字移動通信系統(tǒng)。第五頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/246

第二節(jié)移動通信的發(fā)展歷程80年代發(fā)展起來的第一代模擬移動通信系統(tǒng)。90年代初發(fā)展為第二代數(shù)字移動通信系統(tǒng)。現(xiàn)正在建設(shè)第三代寬帶數(shù)字移動通信系統(tǒng)（3G）。3G以寬帶多媒體移動通信為目標(biāo)，數(shù)據(jù)傳輸速率：

高速移動環(huán)境－144kbit/s；

步行慢速移動環(huán)境－384kbit/s；

室內(nèi)靜態(tài)環(huán)境－2Mbit/s；3G世界三大主流標(biāo)準(zhǔn)：

WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA（我國提出的標(biāo)準(zhǔn)）。

第六頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/247

第三節(jié)數(shù)字移動通信技術(shù)一、數(shù)字調(diào)制技術(shù)數(shù)字調(diào)制是使在信道上傳送的信號特性與信道特性相匹配的一種技術(shù)。模擬語音信號，經(jīng)過語音編碼所得到的數(shù)字信號必須經(jīng)過調(diào)制才能實際傳輸。無線傳輸系統(tǒng)中，是利用載波來攜帶語音編碼信號的，即用語音編碼后的數(shù)字信號對載波進(jìn)行調(diào)制。數(shù)字調(diào)制方式有以下幾種：第七頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/248移頻鍵控（FSK）：載波的頻率按照數(shù)字信號“1”、“0”變化而對應(yīng)變化；移相鍵控（PSK）：載波的相位按照數(shù)字信號“1”、“0”變化而對應(yīng)變化；振幅鍵控（ASK）：載波的振幅按照數(shù)字信號“1”、“0”變化而對應(yīng)變化。GSM移動通信系統(tǒng)采用高斯預(yù)濾波最小移頻鍵控GMSK。移動通信使用的調(diào)制技術(shù)還有：二相移相鍵控（BPSK）、四相移相鍵控（QPSK）、正交調(diào)幅（QAM）,頻譜利用率較高,設(shè)計難度和成本較高。第八頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/249二、多址技術(shù)多址技術(shù)就是把多個用戶接入一個傳輸媒質(zhì)實現(xiàn)相互間通信時，給每個用戶信號賦予不同的特征，以區(qū)分不同的用戶的技術(shù)。常用的多址方式：

頻分多址（FDMA）、時分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA）。GSM系統(tǒng)使用：頻分多址（FDMA）/時分多址（TDMA）混和多址方式，即

FDMA/TDMA。3G系統(tǒng)多址方式使用：碼分多址（CDMA)方式。第九頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/24101、頻分多址（FDMA）FDMA是把工作頻段劃分成多個無線載頻，每一個載頻信道可以傳輸一路語音或控制信息，通信時不同的MS占用不同的頻率信道進(jìn)行通信。FDMA的特點：（1）信道的帶寬較窄（25－30KHz），相鄰頻道要留有防護(hù)頻帶；（2）與TDMA系統(tǒng)比，F(xiàn)DMA系統(tǒng)的復(fù)雜程度低。（3）采用單路單載波（SCPC）設(shè)計，需使用高性能的射頻（RF）帶通濾波器來減少鄰道干擾，成本較高。

第十頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/24112、時分多址（TDMA）TDMA是把時間分成周期性的幀，每一幀再分割成若干時隙，一個時隙就是一個通信信道。通信時，給每個用戶分配一個時隙，使各移動臺在每幀內(nèi)只能按指定的時隙向基站發(fā)射或接收信號。同一個頻道就可供幾個用戶同時進(jìn)行通信。GSM系統(tǒng)無線路徑上采用TDMA方式，每一個載頻可分成8個時隙，一個時隙為一個信道，一個載頻最多可有8個移動用戶同時進(jìn)行通信。

供幾個用戶第十一頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2412如下圖所示的頻分多址和時分多址方式：

a.FDMAb.TDMA第十二頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2413時分多址（TDMA）的特點（1）TDMA系統(tǒng)中幾個用戶共享同一個載頻，但每個用戶使用彼此互不重疊的時隙。（2）TDMA系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)發(fā)射是不連續(xù)的，是以突發(fā)方式發(fā)射，耗電較少，移動臺可在空閑的時隙里監(jiān)聽其他基站，使越區(qū)切換大為簡化。（3）共享設(shè)備的成本低，每一載頻為許多用戶提供業(yè)務(wù)，用戶平均成本大大低于FDMA系統(tǒng)。（4）移動臺復(fù)雜，它需要處理復(fù)雜的數(shù)字信號。第十三頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/24143、碼分多址（CDMA）移動通信中，多個用戶使用的頻率和時間都是相同的，而給每個移動臺分配一個獨立的碼序列，這種用不同的正交編碼序列來區(qū)分不同移動用戶的通信方式，稱為碼分多址。碼分多址（CDMA)的特點（1）系統(tǒng)容量大。CDMA無線信道容量比FDMA大近10倍。（2）有很強(qiáng)的抑制干擾和多徑衰落的能力。CDMA的擴(kuò)頻系統(tǒng)可以把多徑干擾信號解擴(kuò)去除。（3）具有軟容量和小區(qū)呼吸功能。系統(tǒng)忙時只需少許增加系統(tǒng)噪聲就可增加通話用戶，即所謂軟容量。小區(qū)呼吸功能是指負(fù)荷量動態(tài)控制。

第十四頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2415（4）軟切換。當(dāng)移動臺超越小區(qū)或扇區(qū)時，由于工作頻率相同，只是地址碼序列不同，不需要頻率的切換，稱之為軟切換。軟切換是先接后斷切換，軟切換可靠性高。（5）存在多址干擾和遠(yuǎn)近效應(yīng)。CDMA的地址碼不可能完全正交，在解擴(kuò)過程中必然帶來用戶間的干擾；CDMA的信道也采用地址碼分割，并切公用載波，增加信道的同時干擾也增加。

CDMA系統(tǒng)通過自動功率控制減輕其影響。由于信道地址碼的相互作用，任何一個信道將受到其他不同地址碼信道的干擾，稱為多址干擾。第十五頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2416CDMA系統(tǒng)的多址干擾直接限制容量的擴(kuò)大。碼分多址技術(shù)是基于以下兩種擴(kuò)頻通信方式：（1）跳頻技術(shù)跳頻技術(shù)是擴(kuò)頻通信中的一種，GSM系統(tǒng)中使用跳頻技術(shù)，其主要功能是可有效地減小傳播信道對某個頻率的選擇性衰落；可避免多徑信號的干擾。跳頻分為基帶跳頻和射頻跳頻兩種。如圖所示。（a）基帶跳頻（b）射頻跳頻（2）擴(kuò)頻技術(shù)第十六頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2417TRXnTRX2TRX1耦合器基帶信號時隙交叉控制圖1.2（a）基帶跳頻第十七頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2418PN碼發(fā)生器可變頻率合成器射頻調(diào)制頻率合成器射頻調(diào)制耦合器基帶信令基帶信息F0F1-Fn圖1.2（b）射頻跳頻第十八頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2419

擴(kuò)頻通信是將信息信號的頻譜擴(kuò)展后再進(jìn)行傳輸，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力，在強(qiáng)干擾甚至信號被噪聲淹沒的情況下，能保證可靠通信。

常用的擴(kuò)頻通信技術(shù)如下：直接擴(kuò)頻（DS）－將要傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)用高速偽隨機(jī)碼序列調(diào)制，由于偽隨機(jī)序列的速率（帶寬）遠(yuǎn)大于信息數(shù)據(jù)速率，使要傳遞信息數(shù)據(jù)信號的頻譜被展寬。跳頻（FH）－荷載信息的信號受偽隨機(jī)序列的控制，在一組預(yù)先指定的頻率上離散地跳變，從而擴(kuò)展了發(fā)射信號的頻譜。第十九頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2420三、雙工方式

1、頻分雙工（FDD）：收發(fā)信各占用一個頻率。優(yōu)點是收、發(fā)信號同時進(jìn)行，時延小，技術(shù)成熟，缺點是設(shè)備成本高。

2、時分雙工（TDD）：收發(fā)信使用同一個頻率,但使用不同時隙。優(yōu)點是頻譜利用靈活,上、下行使用相同的頻率，傳輸特性相同，有利于使用智能天線,無收發(fā)間隔要求,支持不對稱業(yè)務(wù),設(shè)備成本低等。缺點是小區(qū)半徑小,抗快衰落和多普勒效應(yīng)的能力低于FDD,終端移動速度不能超過120km/h。第二十頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2421四、頻率復(fù)用技術(shù)在移動通信系統(tǒng)中，頻率資源有限，為提高頻譜利用率，在相隔一定距離后重新使用相同的頻率組，這種采用同頻復(fù)用和頻率分組來提高頻率利用率方式，就是頻率復(fù)用技術(shù)。實際應(yīng)用中常采用4/12和3/9頻率復(fù)用分組方式。即將12組頻率輪流分配到4個基站和將9組頻率輪流分配到3個基站，每個站點可用到3個頻率組。頻率復(fù)用會帶來小區(qū)間的干擾，GSM系統(tǒng)要求：同頻干擾保護(hù)比C/I≥9dB

鄰頻干擾保護(hù)比C/I≥-9dB第二十一頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2422圖1.3按4/12方式復(fù)用的小區(qū)示意圖第二十二頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2423圖1.5按3/9方式復(fù)用的小區(qū)示意圖第二十三頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2424

第四節(jié)無線電頻譜管理與使用

1、無線電頻譜管理

2、移動通信的頻譜特性和管理第二十四頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2425GSM是全球第一個標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)，它對數(shù)字調(diào)制方式、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)種類等進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范，GSM系統(tǒng)可以提供全球漫游。主要特點1、頻譜效率高：采用了高效調(diào)制器、信道編碼和語音編碼等技術(shù)，系統(tǒng)具有高頻譜效率。2、容量大：比TACS（模擬移動通信系統(tǒng)）高3-5倍3、話音質(zhì)量好：接收信號在門限值以上時，達(dá)到與有線傳輸相同的水平而與無線傳輸質(zhì)量無關(guān)。第2章GSM系統(tǒng)的基本原理第二十五頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/24264、開放的接口：

GSM系統(tǒng)從空中接口到網(wǎng)絡(luò)之間以及網(wǎng)絡(luò)中各實體之間，提供的接口都是開放性的。

5、安全性高：通過鑒權(quán)、加密和TMSI（臨時用戶識別碼）號碼的使用，實現(xiàn)了安全保護(hù)，鑒權(quán)用來驗證用戶的入網(wǎng)權(quán)力，加密防止有人跟蹤而泄漏地理位置。

6、可與ISDN（綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)）、PSTN（公用電話網(wǎng)）等互連，與其它網(wǎng)絡(luò)互連是利用現(xiàn)有接口。在SIM卡基礎(chǔ)上實現(xiàn)漫游，漫游是移動通信的重要特征，GSM系統(tǒng)可以提供全球漫游。第二十六頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2427

第一節(jié)GSM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一、GSM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要由移動臺（MS）、基站子系統(tǒng)（BSS）和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）三部分組成。

GSM系統(tǒng)通過一定的網(wǎng)絡(luò)接口和用戶連接。其結(jié)構(gòu)方框圖見圖2.1第二十七頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2428SMC圖2.1GSM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖第二十八頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/24291.移動臺（MS）：是移動用戶設(shè)備部分，由移動終端和用戶識別卡(SIM)兩部分組成，移動終端是“機(jī)”，SIM卡是“身份卡”，存有認(rèn)證用戶身份的所有信息。SIM卡還存儲與網(wǎng)絡(luò)和用戶有關(guān)的管理數(shù)據(jù)，只有插入SIM卡后移動臺才能接入進(jìn)網(wǎng)。2.基站子系統(tǒng)（BSS）：由基站控制器（BSC）和基站收發(fā)信機(jī)（BTS）兩部分組成，是GSM系統(tǒng)的基本組成部分?；究刂破鳎˙SC）：具有對一個或多個BTS進(jìn)行控制的功能，主要負(fù)責(zé)無線資源管理、小區(qū)配置數(shù)據(jù)管理、功率控制、定位和切換等?；究刂破鳎˙SC)是一個很強(qiáng)的業(yè)務(wù)控制點。

第二十九頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2430

基站收發(fā)信臺（BTS）：是無線接口設(shè)備，主要包括無線發(fā)射和接收設(shè)備、天線設(shè)備及信號處理部分。完成無線傳輸、有線與無線轉(zhuǎn)換、分集、加密、跳頻等。實現(xiàn)BTS與MS之間無線傳輸和相關(guān)控制功能。3.網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）：由移動業(yè)物交換中心（MSC）、來訪用戶位置寄存器（VLR）、歸屬用戶位置寄存器（HLR）、鑒權(quán)中心（AUC）和移動設(shè)備識別寄存器（EIR）、短消息業(yè)物中心（SMC)等單元組成。主要完成交換功能和用戶數(shù)據(jù)與移動性管理、安全性管理所需的數(shù)據(jù)庫功能。第三十頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2431

（1）移動業(yè)務(wù)交換中心（MSC）：是GSM系統(tǒng)的核心，它一側(cè)和BSS接口，另一側(cè)與外部網(wǎng)絡(luò)接口，主要提供交換功能，MSC可以從HLR、VLR和AUC中獲取有關(guān)處理用戶位置登記和呼叫請求的全部數(shù)據(jù)，支持位置登記和更新、越區(qū)切換、漫游和計費功能。外部網(wǎng)絡(luò)用戶與GSM用戶之間呼叫時，外部網(wǎng)絡(luò)用戶首先被接到入口移動交換中心（GMSC－網(wǎng)關(guān)移動業(yè)務(wù)交換中心），它負(fù)責(zé)獲取移動用戶的位置信息，并把呼叫轉(zhuǎn)移到可向被叫用戶提供服務(wù)的MSC。

第三十一頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2432（2）來訪用戶位置寄存器（VLR）：是一個動態(tài)用戶數(shù)據(jù)庫，存儲著進(jìn)入其控制區(qū)域內(nèi)來訪的移動用戶的有關(guān)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是從該用戶的歸屬位置寄存器獲得并暫存的，當(dāng)該用戶離開它的控制區(qū)域時，暫時存儲的該用戶數(shù)據(jù)即被刪除。VLR可以看作是一個動態(tài)用戶數(shù)據(jù)庫。

VLR總是和MSC集成在一起的（MSC/VLR）。（3）歸屬用戶位置寄存器（HLR）：它也是一個數(shù)據(jù)庫，存儲著該GSM系統(tǒng)業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)所有移動用戶的有關(guān)數(shù)據(jù)。存儲的靜態(tài)數(shù)據(jù)有：移動用戶號碼、訪問能力、用戶類別和補(bǔ)充業(yè)務(wù)等，還暫存移動用戶漫游時的有關(guān)動態(tài)信息數(shù)據(jù)。第三十二頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2433（4）鑒權(quán)中心（AUC）：用于產(chǎn)生為確定移動用戶

的身份和對呼叫保密所需監(jiān)權(quán)、加密的3個參數(shù)（隨機(jī)數(shù)RAND.響應(yīng)數(shù)SRES.密鑰Kc）。（5）移動設(shè)備識別寄存器（EIR）：也是一個數(shù)據(jù)庫，存儲有關(guān)移動臺設(shè)備識別碼（IMSI）。通過核查白色、黑色和灰色三種清單，完成對移動設(shè)備的識別、監(jiān)視、閉鎖功能，以防止非法移動臺的使用。（6）短消息業(yè)務(wù)中心（SMC）：短消息業(yè)務(wù)是一種類似傳呼機(jī)的業(yè)務(wù)功能，在移動用戶和移動用戶之間或移動用戶和固定用戶之間發(fā)送較短的信息。第三十三頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/24344.操作維護(hù)中心（OMC）操作維護(hù)中心，是對整個GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制和操作。通過它實現(xiàn)對GSM系統(tǒng)內(nèi)的自檢、故障診斷和處理、話務(wù)量統(tǒng)計和計費數(shù)據(jù)的記錄和傳遞，以及各種參數(shù)的收集、分析與顯示等。

5.GSM的網(wǎng)絡(luò)接口如圖5.2所示。（1）主要接口

GSM主要接口是指A接口、Abis接口和Um

接口。這三種接口可保證不同廠商生產(chǎn)的MS、BSS及NSS等設(shè)備能夠納入GSM系統(tǒng)中正常運(yùn)行和使用。第三十四頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2435BTSMSVLRMSCEIRBSCHLRVLRMSCUmAbisABCDEFG圖2.2GSM系統(tǒng)的接口BTSMSVLRMSCEIRBSCHLRVLRMSCUmAbisABCDEFGBTSMSVLRMSCEIRBSCHLRVLRMSCUmAbisABCDEFG第三十五頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2436

1）A接口。A接口為NSS與BSS之間的通信接口。從系統(tǒng)實體來看，就是MSC與BSC之間的互連接口，其網(wǎng)絡(luò)連接是通過采用標(biāo)準(zhǔn)的2.048Mbit/s的PCM數(shù)字傳輸鏈路來實現(xiàn)的。A接口傳送的信息包括對移動臺和基站的管理、移動性及呼叫接續(xù)管理等。

2）Abis接口。是基站子系統(tǒng)的BSC與BTS之間的通信接口。它是采用標(biāo)準(zhǔn)的2.048Mbit/s或64Kbit/s的PCM數(shù)字傳輸鏈路來實現(xiàn)。

Abis接口支持所有向用戶提供的服務(wù)，支持對BTS無線設(shè)備的控制和無線資源的分配。第三十六頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2437

3）Um接口（空中接口）。

Um接口定義為MS和BTS之間的無線通信接口，是GSM系統(tǒng)中最重要、最復(fù)雜的接口，包含信令接口和物理接口兩方面的含義。⑵網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）內(nèi)部接口。

NSS內(nèi)部接口有：B接口、C接口、D接口、E接口、F接口、G接口。⑶GSM系統(tǒng)與其它公用網(wǎng)絡(luò)接口。

GSM通過移動業(yè)務(wù)交換中心MSC與PSTN、ISDN等公用網(wǎng)絡(luò)連接，一般采用No.7信令接口，其物理連接是2.048Mbit/s的PCM數(shù)字傳輸鏈路。第三十七頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2438

第二節(jié)GSM的TDMA信道GSM系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)，由小區(qū)構(gòu)成，每個小區(qū)有多個載頻，每個載頻又有8個時隙，即8個物理信道。GSM采用

FDMA/TDMA

的混和接入方式。

下面介紹FDMA/TDMA接入方式中的無線信道。一、TDMA信道TDMA信道：可分為物理信道和邏輯信道。物理信道：一個物理信道就是一個時隙。邏輯信道：是根據(jù)BTS與MS之間傳遞的消息種類不同而定義的不同邏輯信道，邏輯信道要通過BTS影射到不同的物理信道上來傳送，從BTS到MS的方向稱為下行鏈路，從MS到BTS方向稱為上行鏈路。第三十八頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2439

邏輯信道又可分為業(yè)務(wù)信道和控制信道。1、業(yè)務(wù)信道（TCH）用于傳送數(shù)字話音或數(shù)據(jù)，還有少量控制信令。業(yè)務(wù)信道可分為：語音業(yè)務(wù)信道和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道，在TCH中可安排慢速隨路控制信道（SACCH)或快速隨路控制信道（FACCH)。2、控制信道（CCH）用于傳送信令或同步數(shù)據(jù)。根據(jù)所完成的功能把控制信道分為：廣播信道(BCH)、公共控制信道(CCCH)和專用控制信道(DCCH)。（1）廣播信道（BCH）：用于基站向移動臺廣播公用

第三十九頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2440

用于基站向移動臺廣播公用信息。

BCH包括廣播控制信道（BCCH）、頻率校正信道（FCCH）和同步信道（SCH）。它們攜帶的信息目標(biāo)是小區(qū)內(nèi)所有手機(jī)，是一點對多點的單向的下行信道。（2）公共控制信道（CCCH）：用于傳輸MS接入過程中所需的控制指令。接入許可信道（AGCH）、尋呼信道（PCH）、小區(qū)廣播控制信道（CBCH）和隨機(jī)接入信道（RACH）。（3）專用控制信道（DCCH）：是一種雙向控制信道，其用途是在呼叫接續(xù)階段以及在通信進(jìn)行中，在MS和BTS之間傳輸必需的控制信息。又分為SDCCH、SACCH和FACCH。第四十頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2441二、TDMA幀結(jié)構(gòu)GSM系統(tǒng)TDMA的物理信道，是用幀來描述的，每一個載頻被定義為一個幀。每個幀的周期是4.615ms，包括8個時隙：

TS0－TS7,每個時隙占0.577ms。TDMA幀的編號以超高幀為周期的：從0－2715647，每2715648個TDMA幀為一個超高幀。一個超高幀由2048個超幀組成，一個超幀的幀長為6.12s，它由51業(yè)務(wù)復(fù)幀或26個控制復(fù)幀組成。第四十一頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2442

第三節(jié)話音、信道編碼和交織一、話音編碼

1.GSM是全數(shù)字系統(tǒng)，話音或其他信號都要進(jìn)行數(shù)字化處理，第一步就是要把話音模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。

2.PCM編碼是波形編碼，可分為三個步驟：⑴采樣⑵量化⑶編碼

3.采用PCM方式編碼數(shù)字話信號的速率是：8bit（一個字節(jié)）×8000次/s＝64Kbit/s8個時隙的速率：64kbit/s×8=512kbit/s。第四十二頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2443GSM系統(tǒng)若采用這種編碼方式，則8個語音信道的比特率就是64kbt/s×8＝

512Kbit/s，GSM系統(tǒng)的載頻間隔為200KHz,要保持在規(guī)定的頻帶內(nèi)，必需大大降低每路語音信道的編碼的比特率。4、GSM采用了規(guī)則脈沖激勵長期預(yù)測編碼器（RPE-LTP編碼器）,來降低每路語音信道編碼比特率。這種混和編碼一路數(shù)字話的比特率為13Kbt/s；混合編碼的優(yōu)點：編碼速率低,語音質(zhì)量好。

8路數(shù)字話的速率是：13Kbit/s×8＝104Kbit/s,滿足了無線信道帶寬(200Kbit/s)的傳輸要求。第四十三頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2444圖2.4GSM話音編碼器框圖第四十四頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2445二、信道編碼信道編碼的目的信道編碼用于改善信道的傳輸質(zhì)量，克服各種干擾因素對信號產(chǎn)生的不良影響。是以增加比特而降低信息量為代價的。編碼的基本原理在所傳送的數(shù)據(jù)上增加一些冗余比特信息，進(jìn)行糾錯編碼，減少傳輸過程中比特差錯率。信道編碼的糾錯方式

1.塊卷積碼：主要用于糾錯，糾錯效果好。

2.糾錯循環(huán)碼：用于檢測和糾正成組的誤碼。

3.奇偶校驗碼：常用最簡單的檢測誤碼的方法。第四十五頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2446三、交織技術(shù)無線電信道是變參信道，比特差錯經(jīng)常是成串發(fā)生的，這是由于持續(xù)的深衰落會影響到相繼一串的比特。辦法是信息中的相繼比特分開，把順序相關(guān)的比特非相關(guān)化，使突發(fā)差錯信道變?yōu)殡x散信道，再用信道編碼的糾錯功能來糾正差錯，這種辦法就是交織技術(shù)。交織可以把碼字順序相關(guān)的bit非相關(guān)化，把m個bit的碼字分布到n個傳輸單元之中,n越大，非相關(guān)性越好,持續(xù)誤碼越少,傳輸質(zhì)量越高。但會增加傳輸時延，移動臺和中繼電路上增加了回波抵消器，改善由時延引起的通話回音。第四十六頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2447

第四節(jié)GSM的調(diào)制技術(shù)一、GSM調(diào)制方式

GSM采用的是高斯濾波最小移頻鍵控GMSK。工作原理：在保持MSK較好的頻譜特性和較低的誤碼率基礎(chǔ)上，在MSK之前加入一高斯濾波器，輸入的基帶信號經(jīng)過高斯濾波器形成的高斯脈沖包絡(luò)無陡峭沿、拐點，經(jīng)調(diào)制后的信號比較平滑，改善了頻譜特性。GMSK調(diào)制方式，改善了頻譜特性，加快帶外衰減，滿足了相鄰信道干擾電平小于-60dB要求。

第四十七頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2448二、GMSK的解調(diào)可以采用正相干解調(diào)，但相干載波提取比較難。GMSK信號的解調(diào)常采用差分解調(diào)和鑒頻器解調(diào)等非相干解調(diào)。預(yù)調(diào)制濾波器MSK輸入GMSKh=0.5圖5.5GMSK調(diào)制原理框圖第四十八頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2449

第五節(jié)GSM的控制和管理

控制和管理對GSM系統(tǒng)的正常運(yùn)行是至關(guān)重要，本節(jié)僅就位置登記和更新、鑒權(quán)與保密、呼叫接續(xù)和越區(qū)切換等控制和管理進(jìn)行討論。一、位置登記和更新

GSM為了跟蹤

MS的位置變化,對其位置信息進(jìn)行登記、刪除和更新的過程。二、鑒權(quán)與加密

GSM系統(tǒng)為了保證安全，采取了鑒權(quán)與加密。

1.鑒權(quán)：確認(rèn)MS的合法性。

2.加密：防止第三者竊聽。

第四十九頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/24503.設(shè)備識別碼（IMEI)

每個移動臺均有一個惟一的設(shè)備識別碼IMEI，EIR中存儲了所有入網(wǎng)移動臺設(shè)備的IMEI，目的是確保系統(tǒng)中使用的設(shè)備不是盜用或非法的。

EIR中存有3種名單：即白名單（合法）、黑名單（禁用）、灰名單（由運(yùn)營商決定）。4.臨時識別碼（TMSI）是為防止非法監(jiān)聽或盜用用戶識別碼IMSI，在無線鏈路上需要傳送IMSI時，均用臨時用戶識別碼TMSI代替IMSI。由MSC/VLR分配并定期更換TMSI,在無線信道上傳送的是TMSI,確保了IMSI的安全性。第五十頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2451三、GSM用戶呼叫接續(xù)過程

1、移動用戶主叫固定用戶：移動臺在“隨機(jī)信道RACH”向基站發(fā)出“信道請求”信息，若BS接收成功，給MS分配一個“專用接入信道DCCH”，即在“準(zhǔn)許接入信道AGCH”上，向MS發(fā)出“立刻分配”指令。MS在發(fā)起呼叫的同時，設(shè)置一定時器，在規(guī)定的時間內(nèi)可重復(fù)呼叫。

MS收到“立即分配”的信令后，利用分配的DCCH與BS建立起信令鏈路，經(jīng)BS

向

MSC

發(fā)送“業(yè)務(wù)請求信息”。

MSC向VLR發(fā)送“開始接入請求”應(yīng)答信令，VLR收到后，經(jīng)MSC和BS向MS發(fā)出“鑒權(quán)請求”，其中包含一隨機(jī)數(shù)（RAND），MS按鑒權(quán)算法A3進(jìn)行處理后，向MSC發(fā)回“鑒權(quán)”響應(yīng)信息。

第五十一頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2452

若鑒權(quán)通過，承認(rèn)MS的合法性，VLR就給MSC發(fā)送“置密模式”信息，由MSC經(jīng)BS向MS發(fā)送“置密模式”指令。

MS收到并完成置密后，要向MSC發(fā)送“置密模式完成”的相應(yīng)信息，經(jīng)鑒權(quán)、置密完成后，VLR才向MSC作出“開始接入請求”應(yīng)答。為了保護(hù)IMSI不被監(jiān)聽或盜用，VLR將給MS分配一個新的TMSI。接著MS向MSC發(fā)出“建立呼叫請求”，MSC收到后，向VLR發(fā)出指令，要求它傳送建立呼叫所需的信息。第五十二頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2453

如果成功，MSC即向MS發(fā)送“呼叫開始”的指令，并向BS發(fā)出分配無線業(yè)務(wù)信道的“信道指配”指令。如果BS有空閑“業(yè)務(wù)信道TCH”，即向MS發(fā)出“信道指配”指令，當(dāng)MS得到業(yè)務(wù)信道時，向BS和MSC發(fā)送“信道指配完成”的信息。

MSC在無線鏈路和地面有線鏈路建立后，把呼叫接續(xù)到固定網(wǎng)絡(luò)，并和被叫的固定用戶建立連接，然后給MS發(fā)送回鈴音。當(dāng)被叫固定用戶摘機(jī)后，MSC向

BS和MS發(fā)送“連接”指令，待MS

發(fā)回“連接”確認(rèn)后，即轉(zhuǎn)入通話狀態(tài)，完成整個接續(xù)過程。

第五十三頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/24542、固定用戶主叫移動用戶：固定用戶向移動用戶撥出號碼后發(fā)起呼叫后，固定網(wǎng)絡(luò)把呼叫接續(xù)到就近入口移動交換中心

GMSC。

GMSC即向相應(yīng)的HLR查詢路由信息，HLR

在保存的用戶位置數(shù)據(jù)庫中，查出被叫

MS

所在的地區(qū)，并向該區(qū)

VLR查詢該

MS的漫游號碼MSRN，VLR把該

MS

的MSRN

送到

HLR,并轉(zhuǎn)發(fā)給查詢路由信息的GMSC。

GMSC即把呼叫接續(xù)到被叫

MS所在地區(qū)的移動交換中心

VMSC。VMSC向該VLR

查詢有關(guān)的“呼叫參數(shù)”，獲得成功后，再向相關(guān)的基站BS

發(fā)出“尋呼請求”。第五十四頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2455

基站控制器BSC

根據(jù)MS

所在的小區(qū)，確定所用的收發(fā)臺BTS，在“尋呼信道BCH

”上發(fā)送此“尋呼要求”信息。MS收到尋呼請求信息后，在“隨機(jī)信道RACH”向BS發(fā)送“信道請求”，由BS分配“專用控制信道DCCH”，在“公用控制信道CCCH”上給MS發(fā)送“立即分配”指令。MS利用分配到的

DCCH

與BS建立起信令鏈路，然后向

VMSC

發(fā)回“尋呼

響應(yīng)”。

VMSC接到MS的“尋呼相應(yīng)”后，向VLR

發(fā)送“開始接入請求”，按著啟動常規(guī)的“鑒權(quán)”和“置密模式”的過程之后，VLR

即向

VMSC

發(fā)回“開始接入應(yīng)答”和“完成呼叫”的請求。第五十五頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2456

VMSC向BS及MS

發(fā)送“呼叫建立”的信令。被叫MS

收到信令后，向

BS和VMSC

發(fā)回“呼叫證實”信息，表明MS已可進(jìn)入通信狀態(tài)。

VMSC收到MS

的“呼叫證實”信息后，向BS發(fā)出信道“指配請求”，要求BS給MS分配無線“業(yè)務(wù)信道TCH”，接著，MS向BS及VMSC發(fā)回“指配完成”響應(yīng)和回鈴音，VMSC向固定用戶發(fā)送“連接完成”信息。被叫MS摘機(jī)時，向VMSC

發(fā)送“連接”信息。VMSC向主叫固定用戶發(fā)送“撥號應(yīng)答”信息，并向MS發(fā)送“連接”確認(rèn)信息，整個接續(xù)過程全部完成。第五十六頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2457四、越區(qū)切換越區(qū)切換是指通信期間，當(dāng)MS從一個小區(qū)進(jìn)入另一個小區(qū)時，網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實時控制把MS在原小區(qū)所用的信道轉(zhuǎn)換到新小區(qū)的某一信道的過程。

1、同一個BSC、不同BTS之間的切換，包括不同扇區(qū)的切換；

2、同一個MSC/VLR、不同BSC之間的切換；

3、不同的MSC/VLR之間的切換。GSM系統(tǒng)采取了移動臺輔助切換法（MAHO）,MS測量本基站和周圍基站的信號強(qiáng)度,把測得的結(jié)果送給MSC分析和處理,從而作出越區(qū)切換的決定。如果不能進(jìn)行切換,BS會向MS發(fā)出拒絕切換的決定。第五十七頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2458

第六節(jié)GPRS系統(tǒng)

GPRS是通用分組無線業(yè)務(wù)的英文簡寫，是GSM向3G演進(jìn)的第一階段，GPRS也稱為2.5G。一、特點：（1）GPRS數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)100kbit/s以上，比GSM網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率9.6Kbit/s高的多。實際的非對稱速率只有14-43kbit/s

，但仍使圖片、視頻等多媒體業(yè)務(wù)的應(yīng)用成為現(xiàn)實。（2）GPRS采用分組交換技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)信道只在用戶需要時分配，提高了信道利用率，充分利用了網(wǎng)絡(luò)資源。（3）GPRS用戶訪問互聯(lián)網(wǎng)時，保持著邏輯上的連接，可使GPRS用戶“實時在線”,按用戶下載流量計費。

第五十八頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2459二、GPRS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（1）在GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上：增加SGSN（GPRS服務(wù)支持節(jié)點）和GGSN（GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點）兩個節(jié)點，構(gòu)成了移動分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。如圖2.10所示。（2）SGSN的功能：類似于MSC，與MSC同一級別，記錄移動臺當(dāng)前的位置信息，執(zhí)行安全功能和接入控制，在MS和GGSN之間完成移動分組數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。（3）GGSN的功能：是網(wǎng)關(guān)作用，可以和多種不同的數(shù)據(jù)網(wǎng)連接，如ISDN、LAN、PSPDN

等，GPRS提供了移動網(wǎng)到TCP/IP或X.25的網(wǎng)絡(luò)接口。可把GPRS網(wǎng)絡(luò)看作是一個IP子網(wǎng)。第五十九頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2460GPRS

GGSNSGSNGn

GsPSTN/ISDNInternet(TCP/IP)MSCHLRBSCBTSMSGb圖2.10GPRS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)第六十頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2461三、GPRS的網(wǎng)絡(luò)接口和參考點（1）Um接口：無線空中接口，射頻部分與GSM相同，邏輯信道增加了分組信道PDCH,采用了4種新的編碼方式，并支持多時隙傳輸方式，最多可傳輸8個時隙。（2）Gb接口：

SGSN與BSS之間的接口。

Gb接口即傳送信令又傳送話務(wù)信息，提供流量控制，支持移動管理和會話功能，如GPRS附著/分離、安全、路由更新、數(shù)據(jù)連接信息的激活/去活等，支持移動臺分組業(yè)務(wù)經(jīng)BSS到SGSN的傳輸。（3）Gn接口：同一個PLMN中的兩個GSN（GPRS支持節(jié)點）之間的接口，支持用戶數(shù)據(jù)和有關(guān)信令的傳輸，支持移動性管理。

第六十一頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2462（4）Gp接口。不同PLMN中的兩個GSN的接口。Gp接口的功能與Gn相似，它還提供邊緣網(wǎng)關(guān)（BG）、防火墻及不同PLMN間互聯(lián)功能，如安全和路由等。（5）Gr接口。SGSN與HLR之間的接口。

Gr接口為SGSN提供了接入HLR并獲得用戶管理數(shù)據(jù)和位置信息的接口，通過MAP信令進(jìn)行傳送,該HLR可以屬于不同PLMN。（6）Gs接口。SGSN與MSC/VLR之間的接口。是用來支持SGSN和MSC/VLR配合工作的，使SGSN可以向MSC/VLR發(fā)送MS的位置信息或接收來自MSC/VLR的尋呼信息。Gs接口能使網(wǎng)絡(luò)為一個MS同時提供電路和分組業(yè)務(wù)服務(wù)。第六十二頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2463（7）Gc接口。

GGSN與HLR之間的接口。選用Gc接口，GGSN可直接從HLR中獲得MS的位置信息。（8）Gi參考點。GGSN與外部分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)IP、X.25之間的接口參考點。GPRS可支持各種數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，Gi不是標(biāo)準(zhǔn)接口，是一個參考點。（9）Gf接口。SGSN

與EIR之間的接口，交換有關(guān)數(shù)據(jù)、認(rèn)證MS

的IMSI信息。（10）Gd接口。SMS-GMSC（短消息業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)移動交換中心）和SGSN之間的接口，SMS-IWMSC（短消息業(yè)務(wù)互通移動交換中心）和SGSN之間的接口，可以提高SMS的使用效率。第六十三頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2464

碼分多址（CDMA)系統(tǒng),是在數(shù)字技術(shù)的分支－擴(kuò)頻通信技術(shù)上發(fā)展起來的一種無線通信技術(shù)，它源自于人類對無線通信更高質(zhì)量的要求，全球許多國家都已建有CDMA網(wǎng)絡(luò)。第一節(jié)碼分多址（CDMA)技術(shù)碼分多址（CDMA）采用的關(guān)鍵技術(shù)有：

擴(kuò)頻技術(shù)、碼分多址技術(shù)、信道技術(shù)、功率控制技術(shù)、切換技術(shù)等。

第3章碼分多址系統(tǒng)

和移動通信的發(fā)展第六十四頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2465一、CDMA擴(kuò)頻通信技術(shù)

1、擴(kuò)頻通信的基本原理

擴(kuò)頻通信技術(shù)是CDMA的關(guān)鍵技術(shù)之一。CDMA采用的是直接擴(kuò)頻：發(fā)送端：將需傳送的窄帶信息數(shù)據(jù)，用一個帶寬遠(yuǎn)大于信號帶寬的高速偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制，使窄帶數(shù)據(jù)信號的帶寬被擴(kuò)展，稱為擴(kuò)頻，再經(jīng)調(diào)制載波后發(fā)送出去。接收端：使用完全相同的偽隨機(jī)碼，與接收的被擴(kuò)展的寬帶信號作相關(guān)解調(diào)，把寬帶信號換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號即解擴(kuò),以實現(xiàn)信息通信。第六十五頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2466

發(fā)送端：帶有用戶信息的窄帶數(shù)據(jù)信號

d(t)，通過偽隨機(jī)碼c(t)擴(kuò)頻后，在頻域內(nèi)被擴(kuò)展成寬帶頻譜信號s(t),經(jīng)調(diào)制載波后發(fā)射出去。接收端：接收機(jī)接收到的寬帶信息,經(jīng)載波同步解調(diào)后不僅有用戶信息的寬帶信號s(t)，而且還有窄帶干擾噪聲n(t)。因此，合成信號為s(t)+n(t)

如圖3.1和圖3.2所示。

第六十六頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2467對合成信號s(t)+n(t)解擴(kuò)過程：用同樣的偽隨機(jī)碼c(t)進(jìn)行解擴(kuò)，由于偽隨機(jī)碼c(t)具有尖銳的自相關(guān)特性，即可認(rèn)為c(t)c(t)=1,得到：

[s(t)+n(t)]c(t)=s(t)c(t)+n(t)c(t)=d(t)c(t)c(t)+n(t)c(t)=d(t)+n(t)c(t)n(t)c(t)實際是對窄帶干擾噪聲的擴(kuò)頻操作，結(jié)果n(t)被擴(kuò)展成寬帶頻譜，單位頻帶內(nèi)的噪聲功率降低了，對有用信號的干擾減小了，通過帶通濾波器后，寬帶低功率噪聲干擾大部分被濾除，只輸出用戶信號d(t)和濾波器帶通內(nèi)干擾噪聲。第六十七頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2468數(shù)字信號d(t)載頻s(t)發(fā)送端PN碼c(t)濾波PN碼c(t)載頻圖3.1CDMA擴(kuò)頻示意圖接收端s(t)+n(t)d(t)+n(t)c(t)d(t)第六十八頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2469fffff擴(kuò)頻信號s(t)信號d(t)干擾噪聲n(t)信號信號d(t)干擾噪聲n(t)c(t)信號d(t)干擾噪聲n(t)c(t)圖3.2擴(kuò)頻和解擴(kuò)過程示意圖第六十九頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/24702.處理增益和抗干擾容限

處理增益（Gp）和抗干擾容限（Mj）是擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的兩個重要指標(biāo)。處理增益（Gp）：又稱擴(kuò)頻增益，它定義為擴(kuò)頻信號帶寬（Bw）與信息帶寬（Bs）之比。即：Gp=Bw/Bs

擴(kuò)頻增益Gp表示擴(kuò)頻系統(tǒng)輸出信噪比改善的程度，是擴(kuò)頻系統(tǒng)的一個重要指標(biāo)。Gp值越大，系統(tǒng)的信噪比改善程度越大，通信質(zhì)量也越好。

第七十頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2471抗干擾容限：反映了擴(kuò)頻通信系統(tǒng)抗干擾能力，表示在保證系統(tǒng)所要求的信噪比（S/Nout）時，系統(tǒng)能夠承受的最大干擾值。就是接收機(jī)輸入端能承受的干擾信號比有用信號高出的分貝數(shù)。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

Mj=Gp-[Ls+(S/Nout)]

式中：Gp為處理增益，Ls為系統(tǒng)損耗，

S/Nout為系統(tǒng)所要求的信噪比。一般要求接收機(jī)輸出信噪比S/Nout≥10dB。第七十一頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2472二、碼分多址通信技術(shù)碼分多址技術(shù)是CDMA通信的基本技術(shù)，是區(qū)別于TDMA、FDMA的重要標(biāo)志。如圖3.3所示。CDMA引入了碼域概念，在同時同頻下完成通信，不同的用戶被不同的地址碼所區(qū)分，這些地址碼彼此都是正交的。當(dāng)用這樣的地址碼對于不同的低頻用戶信息進(jìn)行擴(kuò)頻后,被調(diào)制的高頻信號就可以在空中傳播，接收端接收到已調(diào)制高頻信號，經(jīng)載波同步解調(diào)后，再用同樣的地址碼對擴(kuò)頻的寬帶信號進(jìn)行解擴(kuò)處理，就可以正確地獲得低頻用戶信息。CDMA技術(shù)實現(xiàn)了頻率在多個小區(qū)內(nèi)重復(fù)使用。

第七十二頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2473圖3.3碼分多址原理示意圖第七十三頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2474在選擇用戶的地址碼或擴(kuò)頻碼時，自相關(guān)特性和互相關(guān)特性是兩個重要標(biāo)準(zhǔn)。要求自相關(guān)性尖銳：碼序列本身相乘疊加后歸一化值為

1，稱為自相關(guān)性尖銳。要求互相關(guān)特性良好：任意兩個不同碼序列相乘后積分的值為

0，稱互相關(guān)性良好（稱兩個碼序列為正交）。擴(kuò)頻碼的互相關(guān)性良好，有利于消除碼間干擾；擴(kuò)頻碼的自相關(guān)性尖銳，有利于同步和消除多徑干擾。第七十四頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2475CDMA系統(tǒng)里常用Walsh函數(shù)正交碼，作為擴(kuò)頻碼。CDMA系統(tǒng)里常用偽隨機(jī)序列（PN碼）作為地址碼。偽隨機(jī)序列是一種貌似隨機(jī)但實際上是有規(guī)律的周期性二進(jìn)制序列。在CDMA系統(tǒng)中常用M序列來用來區(qū)分用戶；用Gold序列來區(qū)分用戶或基站。M序列：是“最大長度線性移位寄存器序列”簡稱。

Gold序列：是一種基于M序列優(yōu)選對的碼序列，序列資源豐富。第七十五頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2476三、CDMA信道通信系統(tǒng)都有不同用途的信道，以完成復(fù)雜的信令和業(yè)務(wù)的傳輸。CDMA不用開辟不同的頻段或時隙來作信道，CDMA的信道是通過碼來區(qū)分的，分成前向信道和反向信道分別描述CDMA信道的作用。

1、CDMA前向信道(BS到MS方向)CDMA前向信道由導(dǎo)頻信道、同步信道、尋呼信道和業(yè)務(wù)信道組成。每個信道有特定的Walsh序列碼調(diào)制（W0－W63)。每個信道的基帶速率有多種，最高達(dá)到19.2kbit/s,

每個基帶數(shù)據(jù)流與64碼片長的Walsh序列相乘后，總速率為19.2kbit/s×64＝1.2288Mbit/s數(shù)據(jù)流。

第七十六頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2477

（1）導(dǎo)頻信道：始終發(fā)送一個不含信息的擴(kuò)頻信號，導(dǎo)頻信號發(fā)射功率比其他信道大，以便MS對BS的捕獲和跟蹤。導(dǎo)頻信號也是MS判斷是否要越區(qū)切換的基準(zhǔn)。（2）同步信道（SCH）：作用是發(fā)送基站的同步消息。包括系統(tǒng)時間和導(dǎo)頻偏置，使MS確認(rèn)正在接入的是哪一個BS。（3）尋呼信道（PCH）：每個BS有一個或幾個PCH，用于發(fā)送系統(tǒng)信息和指令，在MS接入信道發(fā)出接入請求后對消息進(jìn)行確認(rèn)。（4）前向業(yè)務(wù)信道（F-TCH）：用于傳送用戶數(shù)字語音和其他業(yè)務(wù)信息。還包括功率控制子信道，還傳輸越區(qū)切換等控制信息。第七十七頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2478

2、CDMA反向信道（MS到BS方向）

CDMA有兩種反向信道：接入信道和業(yè)務(wù)信道。（1）接入信道（ACH）：反向信道中有1個到32個接入信道。前向信道中每個尋呼信道，對應(yīng)一個接入信道。接入信道用于MS初始化呼叫、響應(yīng)基站的尋呼要求和信息要求等。當(dāng)需要時，接入信道可變成業(yè)務(wù)信道，傳輸用戶業(yè)務(wù)信息。（2）反向業(yè)務(wù)信道（R-TCH）：

反向業(yè)務(wù)信道與前向業(yè)務(wù)信道類似，主要用于傳送業(yè)務(wù)信息和信令。第七十八頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2479四、CDMA功率控制技術(shù)功率控制技術(shù)是CDMA的基本技術(shù)之一。率控制目的：克服遠(yuǎn)近效應(yīng)；提高系統(tǒng)容量。功率控制方式：前向功率控制和反向功率控制。

1、反向功率控制反向功率控制的對象：是控制MS的發(fā)射功率，控制依據(jù)是前向信道的接收信號強(qiáng)度、前向信道的誤幀率等參數(shù)。反向功率控制有：開環(huán)功率控制、閉環(huán)功率控制和外環(huán)功率控制。第七十九頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2480⑴反向開環(huán)功率控制：當(dāng)MS發(fā)起呼叫或者響應(yīng)BS的呼叫時首先工作的，目的是使所有MS發(fā)出的信號在到達(dá)BS時都有相同的功率。基本方法：MS測量接收的導(dǎo)頻信號的功率電平，估算出前向鏈路路徑損耗，調(diào)整MS發(fā)射功率。⑵反向閉環(huán)功率控制：反向閉環(huán)功率控制是反向功率控制的核心,是由BS協(xié)助MS，對MS的開環(huán)功率估測作出校正,使MS始終保持理想發(fā)射功率的一種技術(shù)。

第八十頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/24812、前向功率控制前向功率控制的實現(xiàn)是BS根據(jù)MS提供的測量結(jié)果，調(diào)整對每個MS的發(fā)射功率。對路徑衰耗小的MS分配比較小的前向發(fā)射功率；對較遠(yuǎn)及解調(diào)信噪比較低的MS分配較大的前向發(fā)射功率，前向功率控制也采取了閉環(huán)控制。結(jié)論：CDMA功率控制是一種合并機(jī)制，在幾種機(jī)制共同作用下，不斷地調(diào)整發(fā)射功率以彌補(bǔ)無線信道的衰減變化，保證通信質(zhì)量和提高系統(tǒng)容量。第八十一頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2482五、切換技術(shù)

CDMA的切換技術(shù)包括軟切換和硬切換。

1、軟切換技術(shù)

軟切換技術(shù)是CDMA系統(tǒng)的又一關(guān)鍵技術(shù)。軟切換：軟切換是先通后斷的切換方式。軟切換是指MS在具有相同頻率CDMA頻道中的小區(qū)或扇區(qū)之間進(jìn)行的切換，軟切換不需要MS變更收發(fā)頻率。更軟切換：更軟切換是指在同一個小區(qū)內(nèi)不同扇區(qū)之間的切換，不需要MS變更收發(fā)頻率，切換是由BS完成，BS只是報MSC備案。第八十二頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/24832.硬切換技術(shù)硬切換：是指MS在不同系統(tǒng)的BS之間、不同

CDMA頻道或不同幀偏移量之間進(jìn)行的切換。硬切換是先斷后接的切換方式。硬切換需要MS變更收發(fā)頻率，即先切斷原來的收發(fā)頻率，再搜索使用新的頻道，會造成無線鏈路的瞬間中斷，如切換時間大于200ms，將影響用戶通信。CDMA系統(tǒng)的切換絕大部分是通過軟切換實現(xiàn)的，可以保證很高的切換成功率。硬切換成功率相對于軟切換低，提高硬切換成功率一直是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和系統(tǒng)調(diào)整的一個重點。第八十三頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2484

第二節(jié)CDMA系統(tǒng)的特點（1）發(fā)射功率低

CDMA手機(jī)采用完備的功率控制算法,使手機(jī)的發(fā)射功率剛好滿足正常通信，通過擴(kuò)頻通信方式抑制窄帶干擾，使手機(jī)發(fā)射功率降低，大約是GSM手機(jī)的1/10。（2）通話質(zhì)量優(yōu)：

CDMAD擴(kuò)頻碼分通信制式，可以過濾環(huán)境中的背境噪聲，使用戶語音更為清晰，采用軟切換算法提高了切換成功率，使得小區(qū)交界處語音質(zhì)量得以保證。第八十四頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2485（3）保密性能好

CDMA系統(tǒng)在空中傳輸?shù)氖歉咚贁U(kuò)頻信號，擴(kuò)頻碼是很復(fù)雜的偽隨機(jī)碼，具有非常好的保密性。（4）更好的用戶容量

CDMA系統(tǒng)小區(qū)容量是柔性的，通過功率控制技術(shù)應(yīng)用，可以限制單個用戶前向功率的控制范圍，保證容量。（5）CDMA技術(shù)提高了語音和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

結(jié)論：CDMA是寬帶系統(tǒng)，有較高的擴(kuò)頻增益，在C/I為負(fù)值時仍能得到較好的服務(wù)質(zhì)量，在同等條件下比GSM傳播距離大1.3-2.1倍左右。在郊區(qū)開闊地，基站覆蓋半徑可達(dá)50km以上。第八十五頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2486

第三節(jié)移動通信無線頻率的分配一、GSM900MHz系統(tǒng)的工作頻率（載頻）上行(MS發(fā)，BS收）工作頻率范圍：

890－915MHz下行（BS發(fā)，MS收）工作頻率范圍：

935－960MHz工作帶寬：25MHz雙工間隔：45MHz載頻間隔：200KHz共有124個載頻頻道，頻道號為1－124。載頻頻道：每個載頻信道帶寬200KHz。第八十六頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2487中國移動占用低端94個頻道，中國聯(lián)通占用高端30個頻道。二、GSM1800MHz系統(tǒng)的工作頻率上行頻率范圍：1710－1785MHz下行頻率范圍：1805－1880MHz雙工間隔：95MHz

工作帶寬：75MHz

載頻間隔：200MHz，共有374個載頻頻道。三、CDMA800MHz系統(tǒng)的工作頻率上行頻率范圍：825－835MHz下行頻率范圍：870－880MHz第八十七頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2488

第四節(jié)第三代移動通信的發(fā)展在GSM和窄帶CDMA的第二代移動通信時期，實現(xiàn)了部分國家和地區(qū)的漫游，也暴露出一些問題,如系統(tǒng)容量小，頻譜利用率不高，不適合于傳輸高速數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)等。第三代移動通信系統(tǒng)（3G）是在ITUIMT－2000建議基礎(chǔ)上,工作在2GHz頻段,最高速率可達(dá)2Mbit/s的寬帶移動通信系統(tǒng)。其基本特征如下：（1）全球普及和全球無縫漫游的系統(tǒng)。2G系統(tǒng)一般為區(qū)域或國家標(biāo)準(zhǔn)，而3G系統(tǒng)是在全球范圍內(nèi)覆蓋和使用的系統(tǒng)，全球統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。第八十八頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2489（2）具有支持多媒體業(yè)務(wù)能力。

2G系統(tǒng)主要提供語音業(yè)務(wù)為主，GSM演進(jìn)到最高階段的速率能為384kbit/s，而3G系統(tǒng)的業(yè)務(wù)從支持語音業(yè)務(wù)到分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)到多媒體業(yè)務(wù)，根據(jù)具體業(yè)務(wù)需要，提供必要的帶寬。ITU規(guī)定的第三代移動通信系統(tǒng)無線傳輸技術(shù)RTT必需滿足以下3種環(huán)境的最低要求，即：快速移動環(huán)境，傳輸速率達(dá)144kbit/s;室外到室內(nèi)或步行環(huán)境，傳輸速率達(dá)384kbit/s;室內(nèi)環(huán)境，傳輸速率達(dá)2Mbit/s。第八十九頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2490

（3）便于過渡、演進(jìn)。

3G系統(tǒng)引入時，2G網(wǎng)絡(luò)已具有相當(dāng)規(guī)模，3G網(wǎng)絡(luò)一定要在2G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上逐漸靈活過渡，并應(yīng)與固定網(wǎng)絡(luò)兼容。（4）高頻譜效率。（5）高服務(wù)質(zhì)量。（6）低成本。（7）高保密性。第九十頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2491

一.ITU對3G的基本要求

3G系統(tǒng)有衛(wèi)星通信網(wǎng)和地面移動通信網(wǎng)組成，將成為全球無縫覆蓋的立體通信網(wǎng)絡(luò)。適用于多種無線運(yùn)營環(huán)境，支持多種業(yè)務(wù)，如移動高速業(yè)務(wù)、實時圖像傳輸、流媒體傳輸和移動計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)、移動性個人業(yè)務(wù)、交互視頻業(yè)務(wù)、TV/Radio/Data和Internet增值業(yè)務(wù)等。第三代移動通信系統(tǒng)頻普利用率高，有高度的靈活性和較強(qiáng)的抗干擾能力，并且具有從2G系統(tǒng)平滑演進(jìn)到3G系統(tǒng)的特點。第九十一頁，共三百二十頁，編輯于2023年，星期三2023/3/2492

二、3G的核心網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)（1）EvolvedGSMMAP標(biāo)準(zhǔn)。是基于GSM

的

MAP（移動應(yīng)用部分）信令所開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)，它用于無線接入為UMTS（通用移動通信系統(tǒng)）的網(wǎng)絡(luò)。包括：WCDMA

和TD-SCDMA，都是由GSM

網(wǎng)絡(luò)向上過渡而成的。（2）Evolved