通信技術(shù)(總結(jié)).ppt

1、1,移動(dòng)通信技術(shù)(第2版),2,第1章 移動(dòng)通信概念,內(nèi)容 移動(dòng)通信的基本概念 移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成,3,1.1 移動(dòng)通信的基本概念,移動(dòng)通信概念 移動(dòng)通信的特點(diǎn) 移動(dòng)通信的工作方式,4,移動(dòng)通信的概念 通信雙方或至少有一方在移動(dòng)中進(jìn)行信息交換的通信方式如：移動(dòng)體（車輛、船舶、飛機(jī)）與固定點(diǎn)之間的通信、或活動(dòng)的人與固定點(diǎn)、人與人及人與移動(dòng)體之間的通信等 可以雙向或單向工作 多種信息形式,1.1.1移動(dòng)通信概念,5,移動(dòng)通信的類型 按使用對(duì)象分 按用途和區(qū)域分 按經(jīng)營方式分 按信號(hào)性質(zhì)分 按無線頻段工作方式分 按網(wǎng)絡(luò)形式分 按多址方式分,1.1.1移動(dòng)通信概念,6,1.1.2 移動(dòng)通信的特點(diǎn),移動(dòng)

2、通信是有線、無線相結(jié)合的通信方式 電波傳播條件惡劣，存在嚴(yán)重的多徑衰落 強(qiáng)干擾條件下工作 具有多普勒效應(yīng) 存在陰影（盲區(qū)） 用戶經(jīng)常移動(dòng)，與BS無固定聯(lián)系,7,1.1.3 移動(dòng)通信的工作方式,單工 輪流收、發(fā)（按-講） 同頻單工、異頻單工 例：對(duì)講機(jī) 雙工 通信雙方同時(shí)收發(fā) 例：移動(dòng)電話,8,半雙工 一方輪流收發(fā)(單工)，另一方同時(shí)收發(fā)(雙工) 雙工側(cè)采用天線共用器 例：集群調(diào)度 準(zhǔn)雙工-雙工方式的一種特殊形式 接收機(jī)常開，發(fā)射機(jī)只在有信號(hào)需發(fā)射時(shí)才開 優(yōu)點(diǎn)：移動(dòng)臺(tái)省電 減少空中干擾電平,1.1.4 移動(dòng)通信的工作方式,9,1.2 移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成,組成： MSC（Mobile servic

3、e switching center） BS（Base station） MS（Mobile station） PSTN（Public switched telephone network） 與其他網(wǎng)絡(luò)相連的中繼線,10,1.3 移動(dòng)通信中信號(hào)的基本處理過程,數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)中，需把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合在空中無線信道中傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào) 發(fā)射信號(hào)處理 接收信號(hào)處理以GSM信號(hào)處理為例：,11,本章小結(jié),移動(dòng)通信概念 移動(dòng)通信的特點(diǎn) 移動(dòng)通信的工作方式 移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成,12,第2章 移動(dòng)通信主要技術(shù),無線區(qū)域覆蓋結(jié)構(gòu) 頻率利用 移動(dòng)通信中的控制與交換 路由及接續(xù) 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的抗衰落、抗干擾技術(shù),13

4、,2.1無線區(qū)域覆蓋結(jié)構(gòu),區(qū)域覆蓋結(jié)構(gòu) 組網(wǎng)制式 正六邊形無線區(qū)群結(jié)構(gòu) 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和信道,14,區(qū)域覆蓋結(jié)構(gòu),根據(jù)其接續(xù)、覆蓋方式分成多重結(jié)構(gòu)無線小區(qū)基站區(qū)位置區(qū)MSC區(qū)PLMN區(qū)GSM服務(wù)區(qū),15,小區(qū)：一個(gè)基站或基站的一部分（扇形天線）所覆蓋的區(qū)域。 基站區(qū)域：一個(gè)基站的所有小區(qū)所覆蓋的區(qū)域。 位置區(qū)：MS（Mobile station，移動(dòng)臺(tái)）可任意移動(dòng)不需要進(jìn)行位置更新的區(qū)域。位置區(qū)可由一個(gè)或若干個(gè)小區(qū)組成。 MSC區(qū)（Mobile Service Switching Center ，移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心 ）：一個(gè)MSC所管轄的所有小區(qū)共同覆蓋的區(qū)域。一個(gè)MSC可由一個(gè)或若干個(gè)位置區(qū)

5、組成。 PLMN服務(wù)區(qū)：若干個(gè)MSC區(qū)組成。（Public Land Mobile Network，公共陸地移動(dòng)網(wǎng)絡(luò) ） 系統(tǒng)服務(wù)區(qū)：MS可獲得服務(wù)的區(qū)域，無須知道MS實(shí)際位置而可馬上通信的區(qū)域?？捎扇舾蓚€(gè)同標(biāo)準(zhǔn)公用移動(dòng)電話網(wǎng)組成。,16,2.1.1組網(wǎng)制式,按服務(wù)區(qū)覆蓋方式可分為 大區(qū)制 小區(qū)制 大區(qū)制 小區(qū)制 小區(qū)形狀的選擇,17,1.大區(qū)制,概念 整個(gè)服務(wù)區(qū)內(nèi)只設(shè)一個(gè)基站，負(fù)責(zé)區(qū)內(nèi)聯(lián)絡(luò)與控制,R為分集接收臺(tái),18,2.小區(qū)制,概念 整個(gè)服務(wù)區(qū)劃分為若干個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)設(shè)一個(gè)基站，負(fù)責(zé)本小區(qū)的聯(lián)絡(luò)與控制，并在MSC的統(tǒng)一控制下，實(shí)現(xiàn)小區(qū)間轉(zhuǎn)接與其他網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)系 適用：大容量移動(dòng)通信系統(tǒng),19

6、,3.小區(qū)形狀的選擇,服務(wù)區(qū)形狀：線狀、面狀（無縫覆蓋） 相同地形地物、全向天線圓形小區(qū) 規(guī)劃設(shè)計(jì)中為鄰接覆蓋服務(wù)區(qū)，用圓內(nèi)接正多邊形代替圓(正三角形、正方形、正六邊形),20,2.1.2正六邊形無線區(qū)群結(jié)構(gòu),無線區(qū)群的構(gòu)成 激勵(lì)方式,21,2.1.3.信道,傳輸信息的通道（雙向）有線信道、無線信道（根據(jù)媒介不同分） 無線信道：MS與BS間的一條雙向傳輸通道 FDD方式時(shí)雙向使用分開的兩個(gè)無線頻率上行：MS BS下行：BS MS 雙工間隔：上下行頻率的差值 信道的含義 模擬系統(tǒng)：信道=頻道（波道）-FDMA 數(shù)字GSM：信道=時(shí)隙 -TDMA CDMA： 信道=地址碼 -CDMA,22,2.2

7、頻率利用,頻率資源 同頻復(fù)用 多信道共用 多址技術(shù),23,2.2.2同頻復(fù)用,同頻復(fù)用概念 同頻復(fù)用方式,24,同頻復(fù)用 同一載波的無線信道用于覆蓋相隔一定距離的不同區(qū)域（相當(dāng)于頻率資源再生）即：小區(qū)制中間隔一定距離重復(fù)使用相同頻率 蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)由若干個(gè)無線小區(qū)構(gòu)成，區(qū)群內(nèi)使用不同頻率，不同的區(qū)群可使用相同的頻率假設(shè)每個(gè)群N個(gè)小區(qū)，則需N組頻率 同頻復(fù)用須考慮同頻干擾問題,25,2.同頻復(fù)用方式,43 、33、26、13方式 43方式指4個(gè)基站組成一個(gè)無線區(qū)群，每個(gè)基站3個(gè)扇區(qū)即至少需12個(gè)載頻構(gòu)成一個(gè)區(qū)群覆蓋的頻道組 復(fù)用越緊密，頻率利用率越高但需考慮同頻干擾問題 選擇復(fù)用方式需考慮網(wǎng)絡(luò)

8、具體情況,26,2.2.3多信道共用,占用信道方式 獨(dú)立信道方式 多信道方式 多信道共用：多個(gè)用戶共同享用多個(gè)信道,思考：多少用戶共用多少信道最佳？,27,1.話務(wù)理論,呼叫話務(wù)量A 度量通話業(yè)務(wù)量或繁忙程度 單位時(shí)間內(nèi)呼叫次數(shù)與每次呼叫平均占時(shí)的乘積 A=Ct (Erl) 1Erl：一個(gè)信道被連續(xù)占用1小時(shí)的話務(wù)量一個(gè)信道的最大話務(wù)量多個(gè)信道或中繼線上的話務(wù)量可能大于1Erl,28,類型 完成話務(wù)量A0 損失話務(wù)量AL ( AL=A-A0 ) 呼損：多信道共用時(shí)，由于用戶數(shù)大于信道數(shù)， 多個(gè)用戶同時(shí)需要通話時(shí)可能由于信道數(shù) 不夠而使一部分用戶不能通話，導(dǎo)致 呼叫失敗 損失話務(wù)量：呼叫失敗損失

9、的話務(wù)量,29,呼損率B 多信道共用時(shí)呼叫失敗的概率 B=(AL/A)100% =(CL/C)100% A、B在需求上是一對(duì)矛盾服務(wù)質(zhì)量、用戶需要B減小 需減小流入話務(wù)量需減小用戶數(shù),運(yùn)營商不愿意,30,呼損率的計(jì)算 愛爾蘭公式 條件：呼叫的隨機(jī)性、同時(shí)間概率 愛爾蘭呼損表：A、B、n的關(guān)系 n：共用信道數(shù) 工程上使用,31,32,繁忙小時(shí)集中率K 忙時(shí)：一天中最繁忙的一小時(shí)非忙時(shí)： K=忙時(shí)話務(wù)量/全日話務(wù)量,33,每用戶忙時(shí)話務(wù)量A用戶 A用戶=CTK/3600 (Erl/用戶) C：每天平均呼叫的次數(shù)T(秒)：每次呼叫平均占用信道時(shí)間CK：可視為忙時(shí)呼叫次數(shù) 專用系統(tǒng)：0.06 Erl/

10、用戶公用系統(tǒng)：0.01 Erl/用戶 例2-1,34,2.2.4多址技術(shù),多路復(fù)用 發(fā)端：用專門的合路設(shè)備將多用戶信號(hào) 合在一條路徑上傳輸收端：用分路設(shè)備將各用戶的信號(hào)分開 適用于有線傳輸提高中繼線路的利用率,35,多址技術(shù) 發(fā)端：給用戶信息賦予不同的特征， 然后向空中發(fā)射，自然合路收端：根據(jù)不同的特征，從空中提取自己的信號(hào) 適用于無線傳輸提高頻率利用率 類型（不同特征） FDMA（頻率） TDMA（時(shí)間） CDMA（編碼） SDMA（空間方向）,36,37,1. FDMA,概念：以頻率區(qū)分不同的用戶信號(hào) 每個(gè)用戶占用一個(gè)頻道傳輸信息 區(qū)別于FDD（頻分雙工） FDM（頻分復(fù)用） 原理： 發(fā)端

11、：每個(gè)用戶的信息調(diào)制到不同載頻上傳輸收端：接收解調(diào)獲取自己的信息,38,39,特點(diǎn)： 頻率利用率低，系統(tǒng)容量有限每個(gè)頻道一對(duì)頻率，只可送一路話音 信息連續(xù)傳輸。,40,2.TDMA,概念：以傳輸時(shí)間區(qū)分不同的用戶信號(hào) 每個(gè)用戶占用一個(gè)頻道的不同時(shí)間段傳輸信息 區(qū)別于TDD（時(shí)分雙工） TDM（時(shí)分復(fù)用） 原理： 發(fā)端：每個(gè)用戶的信息調(diào)制到一個(gè)載頻上 在規(guī)定的時(shí)間段傳輸收端：在規(guī)定的時(shí)間段接收 解調(diào)獲取自己的信息,41,特點(diǎn) 抗干擾能力強(qiáng)，保密性好 不存在頻率分配問題，對(duì)時(shí)隙的管理和分配簡單而經(jīng)濟(jì)。對(duì)時(shí)隙動(dòng)態(tài)分配，有利于提高容量，系統(tǒng)容量較FDMA大 需要嚴(yán)格定時(shí)與同步，以免信號(hào)重疊或混淆因?yàn)樾?/p>

12、道時(shí)延不固定 可提高頻譜利用率，減少BS工作頻道數(shù)，從而降低BS造價(jià)，方便非話業(yè)務(wù)的傳輸 GSM中采用FDMA/TDMA方式,42,3. CDMA,概念：以不同編碼特征區(qū)分不同的用戶信號(hào) 每個(gè)用戶、信息、基站用不同的編碼調(diào)制（地址調(diào)制）,43,(1)原理,發(fā)端：不同用戶信息用不同的地址碼調(diào)制后傳輸收端：用與發(fā)送端相同的地址碼解調(diào)獲取自己的信息,44,頻率利用率高 使用相同頻率，占用相同帶寬，同時(shí)收發(fā)信號(hào) 容量大 容量：CDMATDMAFDMA CDMA約是TDMA的46倍 約是FDMA的20倍,(2)特點(diǎn),45,(3)CDMA系統(tǒng)容量,容量：CDMATDMAFDMA CDMA與GSM的容量比較

13、 CDMA的容量不固定（軟容量）,46,4. SDMA,定向天線多波束天線 概念：以不同空間方向性區(qū)分不同的用戶信號(hào) 每個(gè)用戶占用不同的空間波束 原理：（波束賦形） 根據(jù)來波方向角估算確定定向發(fā)射方向 自適應(yīng)陣列天線,47,類型 多波束天線（2G） 自適應(yīng)陣列天線（3G） 應(yīng)用 TDD方式易實(shí)現(xiàn)（上下行空間傳播特性接近） FDD方式較難（上下行空間傳播特性差異大） 一般不單獨(dú)使用例：TD-SCDMA,48,2.3移動(dòng)通信中的控制與交換,移動(dòng)交換系統(tǒng)的特殊要求 位置登記 越區(qū)切換 漫游,49,2.3.1移動(dòng)交換系統(tǒng)的特殊要求,設(shè)備：數(shù)字程控交換機(jī)（特殊要求） （軟交換設(shè)備） 對(duì)移動(dòng)交換機(jī)的特殊要

14、求 用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 用戶位置登記 尋呼用戶的信令系統(tǒng)識(shí)別及處理 越區(qū)切換 過荷控制 遠(yuǎn)距離檔案存取 路由控制,50,2.3.2位置登記（位置更新）,概念：MS向BS發(fā)送報(bào)文表明自己所處位置的過程歸屬用戶位置寄存器HLR、訪問用戶位置寄存器VLR中存儲(chǔ) 位置區(qū)家區(qū)(歸屬區(qū))-HLR被訪區(qū)-VLR,51,類型 強(qiáng)制登記-開機(jī)或進(jìn)入新的位置區(qū) 周期性登記-表明MS仍處于工作狀態(tài) 一齊呼叫 概念：在有某MS的呼叫時(shí)，根據(jù)位置信息表明被呼用戶在某個(gè)位置區(qū)，但不知其所處的具體小區(qū)時(shí)，則位置區(qū)內(nèi)所有基站一齊發(fā)出被呼移動(dòng)臺(tái)識(shí)別碼 位置區(qū)小區(qū) MS在收到被呼信息后自動(dòng)應(yīng)答，其他由應(yīng)答小區(qū)提供接續(xù)服務(wù) 延遲撥發(fā)：M

15、S主叫時(shí)先撥號(hào)再按發(fā)射鍵發(fā)射 節(jié)省占用信道的時(shí)間,52,2.3.3越區(qū)切換,概念 通常：通話過程中，MS由一個(gè)小區(qū)進(jìn)入另一個(gè)小區(qū)時(shí)，為保持通話不斷，進(jìn)行的頻道轉(zhuǎn)換 空閑狀態(tài)下的切換（控制信道） 類型 根據(jù)控制區(qū)域劃分 同一BSC下小區(qū)間的切換 同一MSC，不同BSC下小區(qū)間的切換 不同MSC小區(qū)間的切換,53,根據(jù)切換實(shí)現(xiàn)過程分 硬切換：在切換時(shí)先中斷與原基站的通信，再建立與新基站的通信 軟切換：在切換時(shí)先不中斷與原基站的通信，與目標(biāo)基站取得可靠通信后再中斷與原基站的通信,54,硬切換：信號(hào)有短時(shí)中斷（GSM中要求800ms）易發(fā)生乒乓效應(yīng)，產(chǎn)生掉話 軟切換：信號(hào)不中斷，同時(shí)有多個(gè)基站為一個(gè)M

16、S提供接續(xù)服務(wù)不易產(chǎn)生乒乓效應(yīng)，不易掉話CDMA中在相同MSC的同頻小區(qū)間進(jìn)行,55,2.3.4漫游,概念：MS離開注冊(cè)入網(wǎng)的服務(wù)區(qū)域仍能獲得入網(wǎng)通話服務(wù)的功能 實(shí)現(xiàn)過程：位置登記、呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫建立 歸屬區(qū)-歸屬局-本局用戶被訪區(qū)-被訪局-漫游用戶,56,2.4路由及接續(xù),周期性位置登記： 概念：每隔一定時(shí)間進(jìn)行一次位置登記，表明MS仍處于工作狀態(tài) 原因：為避免MS關(guān)機(jī)信息未被系統(tǒng)正確解調(diào)，誤以為MS仍開機(jī)，有呼叫時(shí)盲目尋呼，浪費(fèi)資源 方法：每次登記須連續(xù)發(fā)送報(bào)文，直到收到系統(tǒng)的響應(yīng),57,本章小結(jié),為了提高頻譜的利用率，大容量移動(dòng)通信系統(tǒng)采用正六邊形無線小區(qū)制結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行多頻道共用和同頻復(fù)

17、用，專用呼叫信道方式可用于提高呼叫接續(xù)的速度。 移動(dòng)通信系統(tǒng)中常用的多址技術(shù)有FDMA、TDMA、CDMA和SDMA等，不同的系統(tǒng)可組合應(yīng)用，以提高系統(tǒng)容量 由于用戶的可移動(dòng)性，移動(dòng)交換機(jī)必須具有特定的功能，移動(dòng)通信網(wǎng)必須具有如位置登記、越區(qū)切換、漫游等跟蹤交換技術(shù)。 MS開關(guān)機(jī)時(shí)，在系統(tǒng)會(huì)對(duì)其作附著或分離標(biāo)記，以標(biāo)明MS狀態(tài)。,58,第3章IS-95CDMA到cdma2000的發(fā)展及技術(shù)應(yīng)用,內(nèi)容 IS-95 CDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及基本原理 IS-95 CDMA的無線接口及關(guān)鍵技術(shù) IMT2000的系統(tǒng)組成 CDMA2000的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn) CDMA2000的無線接口及關(guān)鍵技術(shù),59,3.1 IS-9

18、5CDMA(CMS),CDMA系統(tǒng)組成及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 上、下行鏈路工作原理 CDMA中的關(guān)鍵技術(shù),60,3.1.1 CDMA系統(tǒng)組成及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),典型的數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)組成 網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)NSS（或交換子系統(tǒng)SS） MSC HLR、VLR、AUC、EIR 基站子系統(tǒng)（BSS） BSC BTS 操作維護(hù)子系統(tǒng)（OSS） 移動(dòng)臺(tái)子系統(tǒng)（MS）,61,3.1.1 CDMA系統(tǒng)組成及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),62,1. 網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)NSS,功能：系統(tǒng)交換（MSC） 用戶數(shù)據(jù)管理（HLR） 移動(dòng)性管理（VLR） 安全性管理（AC） 移動(dòng)設(shè)備管理（EIR）,63,MSC：電話交換功能-核心功能 呼叫建立，路由選擇，控制

19、、終止呼叫 交換區(qū)內(nèi)切換 業(yè)務(wù)提供，費(fèi)用信息 信令及網(wǎng)絡(luò)接口 類型：普通MSC 網(wǎng)關(guān)MSC（GMSC） -選路 匯接MSC（TMSC） -匯接,1. 網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)NSS,64,HLR：存所有被管理用戶的數(shù)據(jù) -靜態(tài)數(shù)據(jù)庫 功能：用戶數(shù)據(jù)管理 存儲(chǔ)信息：用戶信息（入網(wǎng)、業(yè)務(wù)） 位置信息（LAI） 號(hào)碼：MDN（GSM中為MSISDN）、IMSI VLR：臨時(shí)存儲(chǔ)進(jìn)入被控區(qū)域的移動(dòng)用戶的信息-動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫 功能：移動(dòng)性管理 用戶離開時(shí)，信息即被刪除,1. 網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)NSS,65,EIR：存移動(dòng)設(shè)備的ESN 功能：防止非法設(shè)備入網(wǎng)使用比較白、灰、黑名單 移動(dòng)設(shè)備管理 AC：存鑒權(quán)信息和加密密鑰等用于安全

20、方面的信息 功能：安全性管理 注：HLR/AC MSC/VLR,1. 網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)NSS,66,組成：無線信號(hào)收發(fā)（BTS） 無線資源管理（BSC） BSC：功能：各種接口管理， 無線資源和無線參數(shù)管理 如：切換定位、時(shí)間確定；功率控制；時(shí)間提前量確定 BTS： 功能：提供與MS的接口及無線鏈路 由BSC控制并服務(wù)于某小區(qū)的無線收發(fā)設(shè)備，完成信道轉(zhuǎn)接，與MS間無線傳輸及相關(guān)控制,2.基站子系統(tǒng)BSS,67,功能：操作控制、維護(hù)管理 主要管理項(xiàng)目及功能單元： 移動(dòng)用戶管理-HLR計(jì)費(fèi)管理 -MSC、GMSC 移動(dòng)設(shè)備管理-EIR移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)管理-OMC OMC： 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視、操作 無線規(guī)劃 交換系統(tǒng)管理

21、 性能管理 ,3.操作維護(hù)子系統(tǒng)OSS,68,MS：提供用戶接入系統(tǒng)的接口 用戶設(shè)備：手機(jī)、車載臺(tái)、MT MS=ME+UIM(GSM中為SIM) 移動(dòng)臺(tái)必須插入U(xiǎn)IM才能正常呼叫 在緊急呼叫時(shí)可不插UIM如：119、120、110、122、112,4.移動(dòng)臺(tái)MS,69,3.1.2 上、下行鏈路工作原理,無線信道 下行鏈路（前向：BTS發(fā)往MS） 上行鏈路（反向：MS發(fā)往BTS）,70,3.1.3 CDMA中的關(guān)鍵技術(shù),越區(qū)切換,71,1.越區(qū)切換,同一載頻、同一MSC下的小區(qū)間的軟切換 同一載頻在同一基站扇區(qū)間的更軟切換 不同載頻或不同MSC下小區(qū)間的硬切換 CDMA與AMPS系統(tǒng)間的切換（*

22、美國：數(shù)、模系統(tǒng)間的切換）,72,3.2 cdma2000,3G概述 cdma2000標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn) cdma2000無線接入技術(shù) cdma2000關(guān)鍵技術(shù),73,3.2.1 3G概述,IMT2000：預(yù)計(jì)2002年左右商用 使用2GHz頻段 家族概念,74,IMT-2000系統(tǒng)結(jié)構(gòu),組成： 由四個(gè)功能子系統(tǒng)組成：核心網(wǎng)CN、無線接入網(wǎng)RAN、移動(dòng)臺(tái)MT和用戶識(shí)別模塊UIM,75,3.2.2 cdma2000標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn),cdma2000的發(fā)展 cdma2000的特點(diǎn) cdma2000網(wǎng)絡(luò)側(cè)標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn) 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的演進(jìn),76,1. cdma2000的發(fā)展,cdma2000無線側(cè)標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)過程 cdma2

23、000寬帶CDMA技術(shù)數(shù)據(jù)速率：室內(nèi)：2Mbit/s 室外車輛：144kbit/s 室外步行：384kbit/s IS-95IS-2000CDMAoneIMT2000 cdma2000 1x, cdma2000 1xEV-DO, cdma2000 1xEV-DV, cdma2000 3x,77,2. cdma2000的特點(diǎn),cdma2000 1x 使用1.25MHz帶寬的載波 相同條件下，語音容量是IS-95的2倍，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)容量是IS-95的3.2倍,78,本章小結(jié),IS-95 CDMA系統(tǒng)(CMS)由NSS、BSS、MS和OSS組成 CDMA是用編碼區(qū)分不同用戶的，可以用同一頻率、相同帶寬同

24、時(shí)為用戶提供收發(fā)雙向的通信服務(wù)。,79,CDMA系統(tǒng)支持硬切換、軟切換、與模擬AMPS系統(tǒng)間的切換。但是，CDMA系統(tǒng)優(yōu)先使用軟切換，軟切換根據(jù)導(dǎo)頻信號(hào)的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間決定切換的,80,IMT2000由CN、RAN、MT和UIM組成，并定義了4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口。3G標(biāo)準(zhǔn)中最受關(guān)注的是基于GSM系統(tǒng)的WCDMA、基于IS-95 CDMA的cdma2000和TD-SCDMA,81,第4章 GSM、GPRS到WCDMA的發(fā)展及技術(shù)應(yīng)用,內(nèi)容 GSM主要技術(shù)及無線接口 GPRS無線接口和關(guān)鍵技術(shù) WCDMA的無線接口和關(guān)鍵技術(shù),82,4.1 GSM,GSM系統(tǒng)組成及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) GSM數(shù)字信號(hào)的處理 GSM中的

25、頻率利用 無線接口 SIM及安全技術(shù),83,GSM技術(shù)指標(biāo)及參數(shù),頻段： GSM900：下行：935960MHz 上行：890915MHz雙工間隔：45MHz 頻帶寬度：25MHz 載頻間隔：200KHz （頻道間隔） 信道分配：每載頻8時(shí)隙；全速信道8個(gè)通信方式：全雙工 （準(zhǔn)雙工） 調(diào)制方式：GMSK,84,4.1.1 GSM系統(tǒng)組成及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),GSM系統(tǒng) (符合典型2G數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)) 網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)NSS（或交換子系統(tǒng)SS） MSC HLR、VLR、AUC、EIR 基站子系統(tǒng)（BSS） BSC BTS 操作維護(hù)子系統(tǒng)（OSS） OMC 移動(dòng)臺(tái)子系統(tǒng)（MS）,85,2.頻道序號(hào)對(duì)應(yīng)工作頻

26、率的計(jì)算,已知n為頻道序號(hào) GSM900 n：1124 上行：fl(n)=890.2+(n-1)*0.2MHz 下行：fh(n)=935.2+(n-1)*0.2MHz = fl(n)+45MHz *實(shí)際工作中的“信道”往往指的是頻道，請(qǐng)注意區(qū)分使用場(chǎng)合 DCS1800 n：512885 上行：fl(n)=1710.2+(n-512)*0.2MHz 下行：fh(n)=1805.2+(n-512)*0.2MHz = fl(n)+95MHz,86,4.1.2 SIM及安全技術(shù),SIM（用戶識(shí)別模塊） 功能 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：IMSI、TMSI、鑒權(quán)鍵Ki、密鑰Kc、密鑰序號(hào)n、加密算法A3、A5、A8、PI

27、N、PUK、PLMN號(hào)、LAI、BSIC、業(yè)務(wù)、個(gè)人信息 執(zhí)行安全操作：鑒權(quán)、加密、IMSI的保密、PIN操作,87,4.2 GPRS,GPRS概述 GPRS的結(jié)構(gòu) 無線接口 GPRS功能及實(shí)現(xiàn),88,GPRS概念：在GSM Phase2+階段引入的通用分組無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，核心網(wǎng)采用基于分組交換的IP傳輸技術(shù)，傳送不同速率的數(shù)據(jù)及信令。 GPRS是對(duì)GSM的升級(jí)，應(yīng)用于GSM，不會(huì)替代GSM；是2.5G的過渡技術(shù)。,4.2.1 GPRS概述,89,4.2.2 GPRS的結(jié)構(gòu),基于GSM的GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),90,組成（在GSM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上的改造） 新增節(jié)點(diǎn) 業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN：鑒權(quán)、移動(dòng)性管理、防

28、火墻、位置登記、傳輸、計(jì)費(fèi) 網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)GGSN：轉(zhuǎn)發(fā)、協(xié)議轉(zhuǎn)換、防火墻、地址分配、計(jì)費(fèi) 分組控制單元PCU：信道管理、（對(duì)分組數(shù)據(jù)）接入控制 -設(shè)在BSC中,1.基于GSM的GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),91,4.3 WCDMA,WCDMA標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn) WCDMA無線接入技術(shù) WCDMA中的關(guān)鍵技術(shù),92,4.3.1 WCDMA無線接入技術(shù),UMTS系統(tǒng)結(jié)構(gòu),93,1UMTS系統(tǒng)結(jié)構(gòu),UMTS是采用WCDMA空中接口技術(shù)的3G，通常也把UMTS系統(tǒng)稱為WCDMA通信系統(tǒng) 由核心網(wǎng)CN、UMTS陸地?zé)o線接入網(wǎng)UTRAN和用戶設(shè)備UE組成 UMTS網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計(jì)時(shí)遵循以下原則 RAN與CN功能盡量分離，即對(duì)無線資

29、源的管理集中在RAN完成，而與業(yè)務(wù)和應(yīng)用相關(guān)功能在CN執(zhí)行其中，CN與UTRAN的接口定義為Iu，UTRAN與UE的接口為Uu接口,94,95,4.3.2 WCDMA中的關(guān)鍵技術(shù),主要技術(shù)及參數(shù),96,1.主要技術(shù)及參數(shù),基站同步方式：支持異步和同步的基站運(yùn)行 信號(hào)帶寬：5MHz 調(diào)制方式：QPSK 解調(diào)方式：導(dǎo)頻輔助的相干解調(diào)方式 語音編碼：AMR（自適應(yīng)多速率話音編碼）,97,WCDMA與GSM指標(biāo)的比較,98,本章小結(jié),GSM與CMS具有相同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 GSM系統(tǒng)采用FDMA/TDMA兩種多址技術(shù)，先把總頻段按200KHz的間隔劃分頻道，再把每個(gè)頻道劃分為8個(gè)時(shí)隙。 GSM系統(tǒng)中用戶側(cè)

30、的所有用戶信息存儲(chǔ)在SIM卡中，GSM系統(tǒng)用SIM卡中的信息來區(qū)分用戶，用戶在使用時(shí)必須插入SIM卡,99,GPRS是GSM在Phase2+階段引入的通用分組無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，其核心網(wǎng)采用基于分組交換模式的IP技術(shù)，傳送不同速率的數(shù)據(jù)及信令，是對(duì)GSM的升級(jí)，應(yīng)用于GSM，不會(huì)替代GSM GPRS須在GSM基礎(chǔ)上新增SGSN、GGSN節(jié)點(diǎn)，在BSC上增加PCU模塊，同時(shí)對(duì)GSM的BTS、HLR、MSC/VLR、OMC、計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、終端作軟件升級(jí)或改造 GSM到WCDMA的演進(jìn)經(jīng)歷了多個(gè)版本，最初由GSM和GPRS合并升級(jí)而成。,100,第5章TD-SCDMA的發(fā)展及技術(shù)應(yīng)用,內(nèi)容 TD-SCDMA的發(fā)展及演進(jìn) TD-SCDMA的無線接入技術(shù) TD-SCDMA的關(guān)鍵技術(shù),101,1.SDMA與CDMA的互補(bǔ)作用,當(dāng)用戶靠得很近時(shí)，純SDMA無法精確分辨用戶位置，利用CDMA可準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn) SDMA采用CDMA技術(shù)后，運(yùn)算量降低 CDM