移動通信技術（第3版）（魏紅）1第1章

移動通信概念.ppt第2章

移動通信主要技術.ppt第3章

2G移動通信系統(tǒng)及技術應用.ppt第4章

3G移動通信系統(tǒng)及技術應用.ppt第5章

B3G和4G移動通信系統(tǒng)及技術應用.ppt第6章

其他移動通信系統(tǒng).ppt第7章

電波的傳播特性.ppt第8章

移動通信中的噪聲和干擾.ppt第9章實訓.ppt全套可編輯PPT幻燈片課件（共9章）移動通信技術

(第3版)第1章移動通信概念2第1章移動通信概念內(nèi)容移動通信的基本概念、特點、工作方式、編號計劃移動通信系統(tǒng)中的信號基本處理過程移動通信系統(tǒng)提供的業(yè)務3重點移動通信的概念、特點移動通信系統(tǒng)中的信號的基本處理過程難點移動通信系統(tǒng)中的信號的基本處理過程目的和要求掌握移動通信概念、特點理解移動通信系統(tǒng)中的信號的基本處理過程41.1移動通信的基本概念移動通信概念移動通信的特點移動通信的發(fā)展概述移動通信的工作方式5個人通信(5W)whoever，whenever，wherever，whomever，whatever移動通信為其的實現(xiàn)提供了條件和可能性6移動通信的概念通信雙方或至少有一方在移動中進行信息交換的通信方式

如：移動體（車輛、船舶、飛機）與固定點之間的通信、或活動的人與固定點、人與人及人與移動體之間的通信等可以雙向或單向工作多種信息形式1.移動通信概念7移動通信的類型按使用對象分按用途和區(qū)域分按經(jīng)營方式分按信號性質(zhì)分按無線頻段工作方式分按網(wǎng)絡形式分按多址方式分82.移動通信的特點移動通信是有線、無線相結合的通信方式無線接入有線或無線傳輸計算機控制9（1）電波傳播條件惡劣，存在嚴重的多徑衰落

多徑傳播條件：地形、地物（建筑物）……多徑衰落傳播的途徑不同，到達接收點時的幅度和相位都不一樣，移動臺在行進途中接收信號的電平起伏不定可能嚴重地影響通話質(zhì)量

要求：在移動通信系統(tǒng)設計時，必須具有一定的抗衰落能力和儲備

10（2）強干擾條件下工作強干擾：噪聲、干擾主要噪聲人為噪聲----汽車點火噪聲要求選擇抗干擾性強的調(diào)制方式（調(diào)頻或調(diào)相）移動通信設備須有足夠的抗人為噪聲的能力及儲備

主要干擾互調(diào)干擾鄰道干擾同頻干擾11互調(diào)干擾由設備的非線性引起

多信號同時進入非線性設備產(chǎn)生大量的互調(diào)產(chǎn)物進入接收機帶寬，并有一定的幅度要求：移動通信設備必須具有良好的選擇性同頻干擾相同載頻電臺之間的干擾

蜂窩系統(tǒng)、小區(qū)制：同頻復用要求：在組網(wǎng)時予以充分重視頻率配置12鄰道干擾相鄰或鄰近的信道（或頻道）之間的干擾

遠近效應：離BS近的MS的強信號干擾

鄰道上離BS遠的MS的弱信號要求：移動設備中使用自動功率控制電路（APC）

13（3）具有多普勒效應相對速度----相對頻移要求：采用鎖相技術（VCO）（4）存在陰影（盲區(qū)）信號被吸收或反射要求：在網(wǎng)絡規(guī)劃設置基站時必須予以充分的考慮

（5）用戶經(jīng)常移動，與BS無固定聯(lián)系要求：采用跟蹤交換技術

位置登記、越區(qū)切換、漫游…143.移動通信的發(fā)展概述移動通信的發(fā)展我國移動通信通信系統(tǒng)的發(fā)展15（1）移動通信的發(fā)展軍用→民用；低頻→高頻；窄帶→寬帶；單一業(yè)務→多業(yè)務1G→2G→(2.5G)→3G→4G、5G16（2）我國移動通信通信系統(tǒng)的發(fā)展1989年：TACS1994年：GSM2001年：GPRS、IS-95CDMA

模擬網(wǎng)關閉2008年：3G（WCDMA、cdma2000、

TD-SCDMA）2013年：4G（TD-LTE、LTEFDD）174.移動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：對講機18雙工通信雙方同時收發(fā)例：移動電話準雙工----雙工方式的一種特殊形式接收機常開，發(fā)射機只在有信號需發(fā)射時才開優(yōu)點：移動臺省電

減少空中干擾電平19半雙工一方輪流收發(fā)(單工)，另一方同時收發(fā)(雙工)雙工側(cè)采用天線共用器例：集群調(diào)度201.2移動通信系統(tǒng)的組成組成：MSC、BS、MS

與其他網(wǎng)絡相連的中繼線MS、BS均有一套收發(fā)信機和天饋系統(tǒng)無線小區(qū)：BS天線覆蓋范圍影響無線小區(qū)大小的因素發(fā)射功率（傳播衰耗）基站天線高度（視距傳播特性）211.3移動通信中的編號計劃GSM與CDMA系統(tǒng)中的編號GPRS中的編號SAE/LTE中的編號221.3.1GSM與CDMA系統(tǒng)中的編號GSM中的編號CDMA中的編號231.GSM中的編號（1）MSISDN移動用戶的ISDN號(13S，15S，18S)呼叫號碼結構：CC+MDC+SN

8613SH0H1H2H3

13S：網(wǎng)絡接入號

S為9-4移動用戶；0-2聯(lián)通用戶；3電信用戶

H0H1H2H3：HLR號（確定用戶歸屬，精確到地市）

前三位國家統(tǒng)一分配；后一位各省自行分配24

H2H1

01234567891北京北京北京北京江蘇江蘇上海上海上海上海2天津天津廣東廣東廣東廣東廣東廣東廣東廣東3廣東河北河北河北山西山西黑龍江河南河南河南4遼寧遼寧遼寧吉林吉林黑龍江黑龍江內(nèi)蒙古黑龍江遼寧5福建江蘇江蘇山東山東安徽安徽浙江浙江福建6福建江蘇江蘇山東山東浙江浙江浙江浙江福建7江西湖北湖北湖南湖南海南海南廣西廣西廣西8四川四川四川四川湖南貴州湖北云南云南西藏9四川陜西廣東甘肅甘肅寧夏安徽青海遼寧新疆以“1390”為例：25（2）IMSI國際移動用戶識別號

15位長，需保密作用：在國際上惟一識別一個移動用戶結構：MCC+MNC+MSIN

460與NDC+SN對應26（3）TMSI臨時移動用戶識別碼作用：為對IMSI保密，IMSI僅在空中傳送一次，即用由VLR臨時分配的TMSI代替TMSI僅在本地有效，由VLR分配

可隨時改變27（4）MSRN移動用戶漫游號碼作用：為漫游的移動用戶選路MSRN僅在本地有效，由VLR分配

臨時，在漫游用戶有呼叫時分配28（5）IMEI國際移動設備識別碼

15位長，在出廠時設置作用：在國際上惟一識別一個移動設備結構：TAC(6)+FAC(2)+SNR(6)+SP(1)

可識別生產(chǎn)廠家、產(chǎn)地*#06#讀取29（6）區(qū)域和設備識別位置區(qū)識別號LAI作用：在網(wǎng)中的位置區(qū)識別結構：MCC+MNC+LAC

46000(移動)位置區(qū)號碼全球小區(qū)識別碼GCI作用：在全球范圍內(nèi)小區(qū)識別結構：LAI+CI

小區(qū)識別號30基站識別碼BSIC作用：相鄰國家、地區(qū)、運營商的相鄰BTS的識別結構：NCC+BCC

網(wǎng)絡色碼基站色碼MSC/VLR號、HLR號：NO.7中使用HON號：由目標MSC臨時分配給移動用戶的一個號碼MSRN的一部分，在切換通話中使用312.CDMA中的編號與GSM中的編號基本一致移動用戶號碼薄號碼MDN移動用戶識別號MIN/IMSI設備電子序列號ESN/MEID臨時本地用戶號TLDN系統(tǒng)標識SID/NIDMSC標識MSCID發(fā)送者識別碼SIN321.3.2GPRS中的編號與GSM相同的編號：MSISDN、IMSI、IMEI、TMSI、LAI、CGI、…新編號路由尋址區(qū)標識RAI分組臨時移動用戶標識符P-TMSIPDP地址網(wǎng)絡層服務接入點標識NSAPI臨時邏輯鏈路標識TLLI隧道標識符TIDGSN地址和GSN號碼33（1）路由尋址區(qū)標識RAI路由尋址區(qū)RA：一些小區(qū)的集合，比LA小

LA>RA>cell用于選路、接續(xù)結構：RAI=LAI+RAC（2）分組臨時移動用戶標識符P-TMSI類似于TMSI區(qū)分：

TMSI：00、01、10

P-TMSI：1134（3）PDP地址用戶網(wǎng)絡層地址，用于在網(wǎng)絡層識別用戶可以有一個或多個PDP地址的分配臨時或永久分配可以是IPV4、IPV6或X.121地址傳輸時用PDP分組數(shù)據(jù)協(xié)議PDP地址的激活、失效對應PDP報文激活、修改和清除35（4）網(wǎng)絡層服務接入點標識NSAPI和臨時邏輯鏈路標識TLLINSAPI用于在一個路由區(qū)內(nèi)標識MS和SGSN間的邏輯鏈路----端點形式：標識PDP報文（和MS相關）TLLI用于標識MS和SGSN間的邏輯鏈路----鏈路形式：定義一個RA內(nèi)，MS和SGSN間的對應關系

即：只對MS和SGSN有效36（5）隧道標識符TID隧道技術：將不同的地點的兩個同類型網(wǎng)絡相連，節(jié)點對信息內(nèi)容不作任何處理用于在SGSN與GGSN間標識PDP報文結構：IMSI和NSAPI的組合

----唯一標識匿名接入時為AA-TID

由TLLI和NSAPI組成，結構與TID相同

37（6）GSN地址與GSN號碼GSN地址每個GSN(包括SGSN、GGSN)一個IP地址，用于骨干網(wǎng)間通信IPV4或IPV6型

內(nèi)部地址：GGSN分配

形成專用內(nèi)網(wǎng)，公眾互聯(lián)網(wǎng)不能接入GSN號碼與GSM設備通信的需要No.7信令系統(tǒng)中的號碼381.3.3SAE/LTE中的編號SAE/LTE的編號計劃仍包括MSISDN、IMSI、MSRN、HOT（HON）等號碼，由于HSS/HLR與3G/2G網(wǎng)絡的NO.7互通時使用外，其他場景均使用IP協(xié)議，因此與NO.7有關的信令點逐漸消失。39（1）EPC承載標識EBI唯一標識UE接入E-UTRAN的一個EPC承載由MME負責分配（2）隧道端點標識符TEID基于GTP通信的兩個節(jié)點使用GTP隧道時，每個GTP隧道在一個節(jié)點的標識同時使用IP地址、UDP端口和TEID（3）全球唯一MME標識GUMMEI由“MCC+MNC+MMEI”組成40（4）全球唯一臨時標識GUTI在網(wǎng)絡中對用戶作唯一標識，提供UE標識符的保密性由MME分配給UE（5）SAE臨時移動用戶標識S-TMSIEPC尋呼時使用S-TMSI對IMSI保密由“MMEC+M-TMSI”組成（6）接入點編號APN用于選擇P-GW/GGSN由APN網(wǎng)絡標識APN-NI（必選）和APN運營商標識APN-OI（可選）組成41（7）跟蹤區(qū)標識符TAI用于標識跟蹤區(qū)域，表示用戶的位置信息，進行移動性管理跟蹤區(qū)列表TAList由一組TA組成

TAList可以在附著、TAU或GUTI重分配過程中，由MME分配給UE421.4

移動通信中信號的基本處理過程數(shù)字移動通信系統(tǒng)中，需把模擬信號轉(zhuǎn)換成適合在空中無線信道中傳輸?shù)臄?shù)字信號數(shù)字語音信號處理GSM系統(tǒng)中的數(shù)字信號處理過程CDMA系統(tǒng)中的數(shù)字信號處理過程數(shù)字語音信號處理包括發(fā)射信號處理和接收信號處理431.4.1GSM系統(tǒng)中的信號處理過程1.發(fā)射信號處理MS中，話筒接收下來的信號，需先進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，根據(jù)抽樣定理轉(zhuǎn)換成速率為8KHz的13bit的均勻量化數(shù)字信號，再按20ms分段，每20ms段160個采樣。分段后按有聲段和無聲段對信號進行分開處理44（1）語音編碼信源編碼作用：使信號適合在信道中傳輸不同的數(shù)字移動通信系統(tǒng)采用不同的話音編碼方式

如：GSM：RPE-LTP

IS-95CDMA：QCELP類型波形編碼：低速信號質(zhì)量差

（如PCM）參量編碼：可低速，質(zhì)量中等

（模擬信號發(fā)生過程）混合編碼：低速，且質(zhì)量較好

兼有波形編碼和參量編碼的優(yōu)點45（2）信道編碼作用：糾錯（前向糾錯FEC）誤碼類型隨機性誤碼：單個碼元錯誤，隨機發(fā)生

主要由噪聲引起突發(fā)性誤碼：連續(xù)數(shù)個碼元錯誤，群誤碼

主要由衰落或陰影造成原理：發(fā)端：信息發(fā)送前增加冗余碼元收端：根據(jù)冗余碼元及信道模型檢出或糾正誤碼46方法卷積碼（特殊的分組碼）Turbo碼GSM中的信道編碼與解碼電路47（3）交織編碼作用：把可能存在的連續(xù)差錯比特分散，以便于信道解碼時糾錯。

糾正突發(fā)差錯原理：分散連續(xù)比特48方法：橫向?qū)懭虢豢椌仃嚕缓罂v向讀出GSM中20ms編碼話音交織（一次交織）49（4）數(shù)字信號調(diào)制作用：將數(shù)字信號調(diào)制成模擬信號在模擬無線信道中傳輸，以提高抗干擾、抗衰落能力數(shù)字調(diào)制方式：ASK、FSK、PSK(DPSK)GSM系統(tǒng)采用GMSK調(diào)制（特殊的FSK）

IS-95CDMA中采用了QPSK方式50（5）變頻調(diào)制后的信號進入射頻電路進行信號處理，首先上變頻到發(fā)射頻率在接收端，接收下來的高頻信號也須下變頻（混頻）到中頻才能實現(xiàn)解調(diào)。512.接收信號處理自天線接收下來的微弱信號先經(jīng)高頻放大后，在混頻電路中下變頻為中頻信號，中頻放大后用與發(fā)送端調(diào)制方式相同的方法將模擬信號恢復成數(shù)字基帶信號，再送入數(shù)字信號處理部分進行接收數(shù)字信號處理，包括均衡、解密、去交織、信道解碼、話音解碼和數(shù)/模轉(zhuǎn)換等52均衡作用：產(chǎn)生信道模型，供信道解碼中檢錯、糾錯原因：多徑衰落碼間干擾誤碼碼間干擾示意圖多徑時延引起的誤碼率53原理：輸出端已知正確的發(fā)射序列，與收到的序列比較得到信道傳輸模型

可根據(jù)收到序列推測出正確的發(fā)送序列

（有限誤碼個數(shù)）541.4.2CDMA系統(tǒng)中信號處理過程IS-95CDMA系統(tǒng)中，前向業(yè)務信道在完成與GSM系統(tǒng)相同的模數(shù)變換、分段后，按圖1-17所示完成語音信號處理，再通過合路器、雙工器送往天線發(fā)射。相比GSM系統(tǒng)增加了如“幀質(zhì)量指示、加尾比特、碼元重復”等處理過程。為了提供碼分多址技術的用戶、信道、基站識別，增加了用戶地址調(diào)制（擾碼）、信道地址調(diào)制和基站地址調(diào)制（擴頻），在地址調(diào)制時均采用相應的地址碼與信息相乘的方法實現(xiàn)。為適應系統(tǒng)的功率控制技術的應用，還增加了功率控制比特復用過程。551.4.3各移動通信系統(tǒng)模型比較通信模型中的各部分基本功能：（1）信源編碼：把要傳遞的信息（語音、圖象）變成數(shù)字信號，該功能在終端和業(yè)務提供商（ISP）處實現(xiàn)；（2）信道編碼：提高信號的抗干擾能力，通過一些算法在信源數(shù)據(jù)里增加一些冗余碼、校驗碼；（3）加擾：在同頻組網(wǎng)的情況下，需要采用擾碼來區(qū)分小區(qū)；（4）調(diào)制：把基頻（基帶）信號送到射頻信道的技術，是無線接口寬帶化的首選技術；（5）發(fā)射和接收：在天線上收發(fā)射頻信號。561.5移動通信系統(tǒng)的業(yè)務類型按信息類型分話音業(yè)務數(shù)據(jù)業(yè)務按業(yè)務的提供方式分基本業(yè)務補充業(yè)務增值業(yè)務

不同的運營商所提供的業(yè)務分類會有所區(qū)別571.基本業(yè)務電話業(yè)務緊急呼叫業(yè)務短消息業(yè)務語音信箱業(yè)務傳真和數(shù)據(jù)通信業(yè)務……582.補充業(yè)務不單獨向用戶提供，須與基本業(yè)務一起提供，同一補充業(yè)務可應用到若干個基本業(yè)務用戶操作歸屬局申請激活、刪除、查詢類型號碼識別類呼叫提供類

（遇忙、無應答、無條件、不可及呼叫轉(zhuǎn)移）呼叫限制類（呼入、呼出）呼叫完成類（等待、保持、至忙用戶呼叫完成）多方通信（三方、會議電話）集團用戶（VPN）計費類593.增值業(yè)務手機銀行手機證券手機郵箱信息點播彩信隨e行WAP娛音在線

……60小結移動通信系統(tǒng)中，由于用戶能在移動中進行通信，具有與有線通信不同的特點，需一定措施以解決所存在問題移動通信系統(tǒng)中的編號計劃直接影響到系統(tǒng)的性能和容量，非常重要。GSM和CDMA系統(tǒng)中使用的編號基本相同。GPRS中由于采用分組交換和IP傳輸技術而采用了新的編號，SAE/LTE也作了適應IP協(xié)議的編號的調(diào)整61移動通信系統(tǒng)中數(shù)字語音信號處理時，發(fā)射端要經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換、語音編碼、信道編碼、交織編碼、加密、信號格式形成、調(diào)制、上變頻、功率放大；在接收端，信號收天線接收下來后，必須經(jīng)過低噪聲放大、混頻、解調(diào)、均衡、解密、去交織、信道解碼、語音解碼、D/A轉(zhuǎn)換才能回復出原始的語音信號。而在CDMA系統(tǒng)發(fā)射端還需實現(xiàn)用戶地址調(diào)制（擾碼）、信道地址調(diào)制、基站地址調(diào)制（擴頻）等處理過程移動通信系統(tǒng)可提供的業(yè)務包括基本業(yè)務、補充業(yè)務和增值業(yè)務三大類62移動通信技術

(第3版)第2章移動通信主要技術63第2章移動通信主要技術無線區(qū)域覆蓋結構頻率利用移動通信中的控制與交換路由及接續(xù)移動通信系統(tǒng)中的安全措施移動網(wǎng)絡的抗衰落、抗干擾技術64重點移動通信中的跟蹤交換技術、選路與接續(xù)過程、抗衰落抗干擾技術難點移動通信中的組網(wǎng)技術、安全技術、抗衰落抗干擾技術目的和要求了解移動通信系統(tǒng)的組網(wǎng)制式、無線區(qū)群結構、信道選擇方法理解多信道共用、頻率復用概念掌握移動通信中的跟蹤交換技術技術理解移動通信中的選路與接續(xù)過程了解移動通信中的安全技術掌握移動通信系統(tǒng)中常用的抗衰落抗干擾技術652.1無線區(qū)域覆蓋結構區(qū)域覆蓋結構組網(wǎng)制式正六邊形無線區(qū)群結構移動通信網(wǎng)絡結構和信道66區(qū)域覆蓋結構根據(jù)其接續(xù)、覆蓋方式分成多重結構

無線小區(qū)基站區(qū)位置區(qū)MSC區(qū)PLMN區(qū)GSM服務區(qū)67小區(qū)：一個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：一個基站的所有小區(qū)所覆蓋的區(qū)域。位置區(qū)：MS可任意移動不需要進行位置更新的區(qū)域。位置區(qū)可由一個或若干個小區(qū)組成。MSC區(qū)：一個MSC所管轄的所有小區(qū)共同覆蓋的區(qū)域。一個MSC可由一個或若干個位置區(qū)組成。PLMN服務區(qū)：若干個MSC區(qū)組成。系統(tǒng)服務區(qū)：MS可獲得服務的區(qū)域，無須知道MS實際位置而可馬上通信的區(qū)域?？捎扇舾蓚€同標準公用移動電話網(wǎng)組成。682.1.1組網(wǎng)制式按服務區(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691.大區(qū)制概念整個服務區(qū)內(nèi)只設一個基站，負責區(qū)內(nèi)聯(lián)絡與控制R為分集接收臺70要求為增大服務區(qū)：

天線架設要高；發(fā)射功率要大解決上行信號弱的問題：

采用分集接收臺優(yōu)點：設備簡單，技術上易實現(xiàn)

缺點：頻譜利用率低，用戶容量小

（所有MS采用不同頻率）適用：小城市或業(yè)務量不大的城市712.小區(qū)制概念整個服務區(qū)劃分為若干個小區(qū)，每個小區(qū)設一個基站，負責本小區(qū)的聯(lián)絡與控制，并在MSC的統(tǒng)一控制下，實現(xiàn)小區(qū)間轉(zhuǎn)接與其他網(wǎng)絡的聯(lián)系適用：大容量移動通信系統(tǒng)72優(yōu)點服務區(qū)域縮小，同頻復用距離減小，提高了頻率利用率區(qū)域內(nèi)用戶數(shù)可靈活確定，小區(qū)的大小也可根據(jù)用戶數(shù)靈活確定小區(qū)中用戶數(shù)增大到一定程度，可實現(xiàn)“小區(qū)分裂”MS和BS發(fā)射功率減小，減小了相互間的干擾缺點切換概率增加控制交換復雜建網(wǎng)成本提高小區(qū)數(shù)增加，BS數(shù)增加733.小區(qū)形狀的選擇服務區(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)劃設計中為鄰接覆蓋服務區(qū)，用圓內(nèi)接正多邊形代替圓

(正三角形、正方形、正六邊形)74三種圓內(nèi)接正多邊形的比較小區(qū)形狀正三角形正方形正六邊形比較相鄰小區(qū)的中心距離r大：BS間干擾小單位小區(qū)

面積大：所需小區(qū)數(shù)少交疊區(qū)域

距離r小：便于跟蹤交換交疊區(qū)域

面積?。和l干擾小最少頻率

個數(shù)643少：頻率利用率高正六邊形小區(qū)形狀最佳，相互鄰接構成蜂窩狀網(wǎng)絡結構752.1.2正六邊形無線區(qū)群結構無線區(qū)群的構成激勵方式761.無線區(qū)群的構成無線區(qū)群（頻率分配）從覆蓋角度：無線小區(qū)無線區(qū)群服務區(qū)由若干個無線小區(qū)構成，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77構成條件能彼此鄰接，同頻小區(qū)中心間隔距離相等N=a2+ab+b2

(a、b均為正整數(shù)或0，但不能同時為0，或一個為0一個為1)例：a=1,b=1N=3a=2,b=0N=4a=2,b=1N=7a=3,b=1N=9……78圖2-5各種單位無線區(qū)群的圖形79同頻小區(qū)中心間隔距離距離同頻復用保護距離D

不產(chǎn)生同頻干擾的最小距離同頻復用時不產(chǎn)生同頻干擾的條件

dg≥D80思考：如何選擇無線區(qū)群的小區(qū)數(shù)N？（1）N=a2+ab+b2

（2）（3）在滿足上述兩個條件的情況下，

選N最小，頻率利用率最高。81（2）激勵方式類型中心激勵----全向天線頂點激勵----定向天線三葉草形120°扇形60°扇形82定向天線的方向性提供了一定的隔離度，

允許以較小的同頻復用距離工作

單位無線區(qū)群的N數(shù)減??；

全向天線改定向天線可減小同頻干擾83無線區(qū)大小的確定（根據(jù)用戶數(shù)靈活確定）設服務區(qū)容量密度均勻

無線區(qū)大小相同，每個無線區(qū)分配的信道數(shù)相同實際容量密度不同

市區(qū)用戶密度高無線區(qū)小些，分配的信道數(shù)多些；

郊區(qū)用戶密度低無線區(qū)大些，分配的信道數(shù)少些84容量密度不等時區(qū)域劃分85小區(qū)分裂：一分三、一分四86無線區(qū)域的劃分依據(jù)（綜合考慮）地形地物情況容量密度通信容量有效利用頻譜……872.1.3移動通信網(wǎng)絡結構和信道無線區(qū)域覆蓋結構網(wǎng)絡結構信道881.無線區(qū)域覆蓋結構從頻率配置、覆蓋角度：

無線小區(qū)無線區(qū)群服務區(qū)從控制角度：

無線小區(qū)基站小區(qū)位置區(qū)MSC區(qū)PLMN服務區(qū)GSM業(yè)務區(qū)目前主要網(wǎng)絡結構：

三級集中交換式網(wǎng)絡結構

（MSC、BS、MS）892.網(wǎng)絡結構移動本地網(wǎng)的網(wǎng)絡結構移動通信網(wǎng)絡和其他網(wǎng)絡互聯(lián)的原則移動通信話路網(wǎng)與NO.7信令網(wǎng)的關系90小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模本地網(wǎng)本地網(wǎng)含義：具有相同長途區(qū)號網(wǎng)絡結構中設備間連接關系P移動側(cè)：TMSC1、TMSC2----一、二級匯接中心

TMm、Tm----本地匯接局

GWm----移動網(wǎng)關

PSTN側(cè)：GWp----固網(wǎng)網(wǎng)關HLR：一般設一個，可增設

MSC：可一個或多個GMSC、TMSC可兼作MSC，與路由方式相關GWm和GMSC（1）移動本地網(wǎng)的網(wǎng)絡結構91與其他網(wǎng)絡的互連PSTN、PSPDN、CHINANET…原則：與其他網(wǎng)絡之間應設接口局，接口局的數(shù)量應盡量少，可獨立設置，也可兼設(GWp、GWm)

為澄清網(wǎng)絡結構，與其他網(wǎng)絡間應逐步采用來去話匯接方式，接口局作為網(wǎng)間結算的計費點對來去話進行計費（2）移動通信網(wǎng)絡和其他網(wǎng)絡互聯(lián)的原則92與NO.7的關系一般：TMSC1設HSTP

TMSC2設LSTP

MSC設SPGSM與NO.7的互聯(lián)（3）移動通信話路網(wǎng)與NO.7信令網(wǎng)的關系933.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方式時雙向使用分開的兩個無線頻率

上行：MSBS

下行：BSMS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=時隙----TDMACDMA：信道=地址碼----CDMA942.2頻率利用頻率資源頻譜管理同頻復用多信道共用多址技術信道自動選擇方式95頻率資源特殊資源不會用盡、不能儲存不用與使用不當都是浪費具有時間、空間、頻率三維特性同一時間、同一地點不能重復使用不同時間或不同地點可重復使用同頻復用TDMA（不同時間的頻率重復使用）962.2.1頻譜管理1.頻譜管理管理機構國際：ITU國內(nèi)：無線電管理委員會日常管理工作：審核頻率使用的合法性；檢查有害干擾；檢查設備與系統(tǒng)的技術條件；考核操作人員的技術條件，登記業(yè)務種類，電臺使用日期等。97頻率分配的基本原則頻道間隔要求公共邊界的頻率協(xié)調(diào)原則多頻道共用、頻率復用原則共同遵守一些主要規(guī)則：雙工間隔、頻率分配、輻射功率、有效天線高度等98影響頻譜利用率的因素：網(wǎng)路結構、頻道帶寬、用戶密度、每用戶話務量、呼損率、共用頻道數(shù)等頻譜利用率的定量評價：在相同傳輸質(zhì)量和相同呼損（阻塞）率前提下的頻率利用率：Erl/(單位帶寬3KHz.km2)或Erl/(Hz.m2)992.我國移動通信頻譜使用頻率（MHz）用途頻率（MHz）用途825~840（上行）870~885（下行）CDMA（2G、3G）FDD1920~1935（上行）2110~2125（下行）CDMA2000（3G）FDD885~915（上行）930~960（下行）EGSM900（2G）FDD1940~1955（上行）2130~2145（下行）WCDMA(3G)FDD1710~1785（上行）1805~1880（下行）GSM（DCS1800）（2G）FDD1880~19202010~2025TD-SCDMA（3G）TDD100我國4G的TD－LTE主要使用2300~2400MHz、2500~2690MHz頻段中國移動使用1880~1900MHz（原TD-SCDMA頻段）、2320~2370MHz、2575~2635MHz；中國聯(lián)通使用2300~2320MHz、2555~2575MHz；中國電信使用2370~2390MHz、2635~2655MHz。101頻道分配方法小型專用網(wǎng)：分區(qū)分組的無三階互調(diào)頻道組的分配方法大型公用網(wǎng)：等頻距的頻道分配方法1023.載波干擾保護比同頻干擾保護比C/I

同頻復用保護距離調(diào)整鄰道干擾保護比C/A

APC載波偏離400KHz時的干擾保護比

鎖相環(huán)穩(wěn)定載頻保護頻帶系統(tǒng)內(nèi)：FDD雙工間系統(tǒng)間不同系統(tǒng)間1032.2.2同頻復用解決頻率擁擠的方法開發(fā)新頻段（頻段有限）有效利用頻率，提高頻率利用率同頻復用多信道共用104同頻復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（相當于頻率資源再生）

即：小區(qū)制中間隔一定距離重復使用相同頻率蜂窩移動通信網(wǎng)絡由若干個無線小區(qū)構成，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

假設每個群N個小區(qū)，則需N組頻率同頻復用須考慮同頻干擾問題105同頻復用方式：4×3

、3×3、2×6、1×3方式…4×3方式指4個基站組成一個無線區(qū)群，

每個基站3個扇區(qū)

即至少需12個載頻構成一個區(qū)群覆蓋的頻道組

因此，4×3方式也可表示為4/12方式復用越緊密，頻率利用率越高

但需考慮同頻干擾問題選擇復用方式需考慮網(wǎng)絡具體情況106頻率緊密復用需注意的問題跳頻方式、功控、DTX等抗干擾措施跳頻點數(shù)頻率加載率網(wǎng)絡優(yōu)化……1072.2.3多信道共用多信道共用的概念話務理論每頻道容納的用戶數(shù)的估算1081.多信道共用的概念占用信道方式獨立信道方式多信道方式多信道共用：多個用戶共同享用多個信道1092.話務理論（1）呼叫話務量A度量通話業(yè)務量或繁忙程度單位時間內(nèi)呼叫次數(shù)與每次呼叫平均占時的乘積A=C×t(Erl)1Erl：一個信道被連續(xù)占用1小時的話務量

一個信道的最大話務量

多個信道或中繼線上的話務量可能大于1Erl110類型完成話務量A0損失話務量AL(

AL=A-A0

)

呼損：多信道共用時，由于用戶數(shù)大于信道數(shù)，

多個用戶同時需要通話時可能由于信道數(shù)

不夠而使一部分用戶不能通話，導致

呼叫失敗損失話務量：呼叫失敗損失的話務量111（2）呼損率B多信道共用時呼叫失敗的概率B=(AL/A)×100%

=(CL/C)×100%A、B在需求上是一對矛盾

服務質(zhì)量、用戶需要B減小

需減小流入話務量

需減小用戶數(shù)112呼損率的計算愛爾蘭公式條件：呼叫的隨機性、同時間概率愛爾蘭呼損表：A、B、n的關系

n：共用信道數(shù)

113ABn1%2%3%5%7%10%20%40.8691.0921.2591.5251.7482.0452.94551.3611.6571.8752.2182.5042.8814.01061.9092.2762.5432.9603.3053.7585.10972.5012.9353.2503.7384.1394.6666.23083.1283.6273.9874.5434.9995.5977.36993.7834.3454.7485.3705.8796.5468.522104.4615.0845.5296.2166.7767.5119.685114（3）繁忙小時集中率K忙時：一天中最繁忙的一小時

非忙時：K=忙時話務量/全日話務量

115（4）每用戶忙時話務量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間

C×K：可視為忙時呼叫次數(shù)專用系統(tǒng)：0.06Erl/用戶

公用系統(tǒng)：0.01Erl/用戶116每信道容納的用戶數(shù)：

A/n表示一定呼損條件下，每信道平均話務量

n個信道容納的總用戶數(shù)：

m×n=A/A用戶3.每信道容納的用戶數(shù)1172.2.4多址技術多路復用發(fā)端：用專門的合路設備將多用戶信號

合在一條路徑上傳輸

收端：用分路設備將各用戶的信號分開適用于有線傳輸

提高中繼線路的利用率118多址技術發(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（時間）CDMA（編碼）SDMA（空間方向）1191201.FDMA概念：以頻率區(qū)分不同的用戶信號每個用戶占用一個頻道傳輸信息區(qū)別于FDD（頻分雙工）

FDM（頻分復用）原理：發(fā)端：每個用戶的信息調(diào)制到不同載頻上傳輸

收端：接收解調(diào)獲取自己的信息121特點：頻率利用率低，系統(tǒng)容量有限

每個頻道一對頻率，只可送一路話音信息連續(xù)傳輸。FDMA不需要復雜的成幀、同步和突發(fā)脈沖序列的傳輸，MS設備相對簡單。技術成熟，易實現(xiàn)，但系統(tǒng)中多個頻率信號易相互干擾，且保密性差

BS的共用設備成本高且數(shù)量大

每個信道需要一套收發(fā)信機

越區(qū)切換時，只能在話音信道中傳輸數(shù)字指令，要抹掉一部分話音而傳輸突發(fā)脈沖序列

獨立應用于模擬系統(tǒng)1222.TDMA概念：以傳輸時間區(qū)分不同的用戶信號每個用戶占用一個頻道的不同時間段傳輸信息區(qū)別于TDD（時分雙工）

TDM（時分復用）原理：發(fā)端：每個用戶的信息調(diào)制到一個載頻上

在規(guī)定的時間段傳輸

收端：在規(guī)定的時間段接收

解調(diào)獲取自己的信息123同步位同步(比特同步)幀同步系統(tǒng)定時定時提前量TA為避免與下一時隙的信息重疊，根據(jù)估算的傳播時延確定發(fā)射的提前時間。

與突發(fā)中的保護間隔有相同功能TA根據(jù)MS與BTS間距離而定，在MS與BTS間不斷傳送124特點少量發(fā)射機可避免多發(fā)射機同時工作而產(chǎn)生互調(diào)干擾，抗干擾能力強，保密性好

不存在頻率分配問題，對時隙的管理和分配簡單而經(jīng)濟。對時隙動態(tài)分配，有利于提高容量，系統(tǒng)容量較FDMA大

空閑時隙可用來檢測信號強度或控制信息，有利于加強網(wǎng)絡的控制功能和保證MS的越區(qū)切換

需要嚴格定時與同步，以免信號重疊或混淆

因為信道時延不固定

可提高頻譜利用率，減少BS工作頻道數(shù)，從而降低BS造價，方便非話業(yè)務的傳輸

GSM中采用FDMA/TDMA方式1253.CDMA概念：以不同編碼特征區(qū)分不同的用戶信號每個用戶、信息、基站用不同的編碼調(diào)制

（地址調(diào)制）126（1）CDMA系統(tǒng)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127頻率利用率高使用相同頻率，占用相同帶寬，同時收發(fā)信號容量大容量：CDMA>TDMA>FDMACDMA約是TDMA的4～6倍

約是FDMA的20倍（2）CDMA特點128軟容量特性高負荷時，適當降低通信質(zhì)量提高系統(tǒng)容量；小區(qū)呼吸：高負荷小區(qū)可適當降低導頻信號強度，使周邊用戶切換到相鄰低負荷小區(qū)軟切換特性MS在切換時先不中斷與原基站的連接，在與目標基站建立可靠通信后，再中斷與原基站的通信一個MS可有多個BTS同時提供通信連接129上下行功率控制GSM中利用APC對MS進行功率控制（上行）CDMA可對MS進行上行信號功率控制，也可對BTS進行下行信號功率控制抗干擾、抗衰落、保密性好地址碼調(diào)制（地址碼的正交性）擴頻技術的應用130（3）碼同步CDMA中特有

收端地址解調(diào)時須用與發(fā)端完全相同的地址碼作用：實現(xiàn)本地地址碼與接收信號地址碼的同步頻率上相同，相位上一致131原理兩個階段捕獲階段：搜索發(fā)端信號，把發(fā)來的PN與本地PN在相位上納入可保持同步的范圍跟蹤階段：PN的頻率或相位有較小偏移時，系統(tǒng)都能自動調(diào)整，保持精確同步當收發(fā)端PN失步時，需重新捕獲和跟蹤132實現(xiàn)過程：

載頻捕獲→偽碼捕獲→偽碼跟蹤→載頻跟蹤偽碼捕獲以載頻捕獲為前提：

若載頻偏差較大，則會導致解擴后輸出輻度過小，無法判斷收發(fā)PN的偏差；載頻跟蹤建立在偽碼跟蹤基礎上：

若PN碼不同步，解擴后輸出載噪比太低，導致鎖相環(huán)無法鎖定1334.SDMA定向天線多波束天線概念：以不同空間方向性區(qū)分不同的用戶信號每個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)射方向自適應陣列天線134類型多波束天線自適應陣列天線應用TDD方式易實現(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）一般不單獨使用

例：TD-SCDMA1352.2.5信道自動選擇方式專用呼叫信道方式專用呼叫信道指定的專門用于呼叫的信道作用：處理呼叫；指定話音信道優(yōu)點：呼叫處理時間短適用大容量系統(tǒng)

缺點：若在小容量系統(tǒng)中使用信道利用率低適用大容量系統(tǒng)136循環(huán)定位方式循環(huán)不定位方式循環(huán)分散定位方式1372.3移動通信中的控制與交換移動交換系統(tǒng)的特殊要求位置登記越區(qū)切換漫游1382.3.1移動交換系統(tǒng)的特殊要求設備：數(shù)字程控交換機（特殊要求）程控交換

軟交換

電路交換

分組交換139對移動交換機的特殊要求用戶數(shù)據(jù)存儲：鑒權、位置信息、漫游用戶位置登記：有效尋呼和接入尋呼用戶的信令系統(tǒng)識別及處理：有效尋呼和接入越區(qū)切換：通話不中斷過荷控制：用戶流動性、通信質(zhì)量保證遠距離檔案存?。郝?、位置登記、鑒權、尋址路由控制：選路、切換1402.3.2位置登記（位置更新）概念：MS向BS發(fā)送報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中存儲位置區(qū)

家區(qū)(歸屬區(qū))----HLR

被訪區(qū)----VLR141類型強制登記----開機或進入新的位置區(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，根據(jù)位置信息表明被呼用戶在某個位置區(qū)，但不知其所處的具體小區(qū)時，則位置區(qū)內(nèi)所有基站一齊發(fā)出被呼移動臺識別碼MS在收到被呼信息后自動應答，其他由應答小區(qū)提供接續(xù)服務延遲撥發(fā)：MS主叫時先撥號再按發(fā)射鍵發(fā)射

1422.3.3越區(qū)切換概念通常：通話過程中，MS由一個小區(qū)進入另一個小區(qū)時，為保持通話不斷，進行的頻道轉(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143根據(jù)切換實現(xiàn)過程分硬切換：在切換時先中斷與原基站的通信，再建立與新基站的通信軟切換：在切換時先不中斷與原基站的通信，與目標基站取得可靠通信后再中斷與原基站的通信接力切換：在切換過程中首先將上行鏈路轉(zhuǎn)移到目標小區(qū)，而下行鏈路仍與原小區(qū)保持通信，經(jīng)短暫時間的分別收發(fā)過程后，再將下行鏈路轉(zhuǎn)移到目標小區(qū)144硬切換信號有短時中斷（GSM中要求<800ms）易發(fā)生乒乓效應，產(chǎn)生掉話軟切換信號不中斷，同時有多個基站為一個MS提供接續(xù)服務不易產(chǎn)生乒乓效應，不易掉話CDMA中在相同MSC的同頻小區(qū)間進行145切換依據(jù)MS測試報告：

工作信道的信號強度RSSI、

鄰小區(qū)控制信道RSSIBS測試報告：

MS的RSSI、比特誤碼率BER切換時間：BS計算確定何時切換，切換到哪1462.3.4漫游概念：MS離開注冊入網(wǎng)的服務區(qū)域仍能獲得入網(wǎng)通話服務的功能實現(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1472.4路由及接續(xù)電路群的設置路由選擇用戶的激活與分離呼叫接續(xù)1482.4.1電路群的設置電路群的類型低呼損電路群直達電路群電路群的設置低呼損路由、高效直達路由、迂回路由一般設低呼損電路群業(yè)務量較大時設高效直達電路群1492.4.2路由選擇原則：盡快接入被叫所在的網(wǎng)絡被叫為PSTN用戶：盡快接入PSTN

被叫為PLMN用戶：盡快接入PLMN

先選直達路由，再選迂回路由1501.國內(nèi)呼叫選路與接續(xù)MS呼叫PSTN用戶PSTN用戶呼叫MS151GSM用戶呼叫GSM用戶

VMSC：被訪MSC1522.國際呼叫選路與接續(xù)MS主叫始發(fā)MSC分析為國際接入碼00后，則立即從始發(fā)地通過接口局進入PSTN網(wǎng)MS被叫由國外一直接續(xù)到北京、上海、廣州PSTN的國際局，就近接入移動本地的接口局，在當?shù)谿MSC進行路由查詢，并建立接續(xù)1533.位置更新MS由小區(qū)1

小區(qū)2

位置區(qū)不變，不需位置更新MS由小區(qū)3

小區(qū)2

由LA2LA1，需位置更新，由同一個MSC控制

MS由小區(qū)3

小區(qū)5

由LA2LA3，需位置更新，由不同的MSC控制154同一MSC下的位置更新155不同MSC下的位置更新1564.越區(qū)切換概念目的定位（依據(jù)、內(nèi)容）157類型BSC內(nèi)切換

158同一MSC，BSC下切換

159不同MSC下切換

1601612.4.3用戶的激活與分離用戶開機MS：入網(wǎng)位置登記系統(tǒng)：MS激活，對其IMSI作“附著”標記用戶關機MS：關機前發(fā)關機信息系統(tǒng)：對該MS的IMSI作“分離”標記162周期性位置登記：概念：每隔一定時間進行一次位置登記，表明MS仍處于工作狀態(tài)原因：為避免MS關機信息未被系統(tǒng)正確解調(diào)，誤以為MS仍開機，有呼叫時盲目尋呼，浪費資源方法：每次登記須連續(xù)發(fā)送報文，直到收到系統(tǒng)的響應1632.4.4呼叫接續(xù)移動用戶主呼移動用戶被呼164MS被叫①GMSC向HLR詢問被叫MS的漫游號碼②HLR要求被訪VLR分配MSRN③VLR分配存儲后通知HLR④HLR收到后轉(zhuǎn)發(fā)MSRN給GMSC⑤GMSC收到后對MSRN號碼分析，并將呼叫轉(zhuǎn)接到MS所在的MSC⑥MS所在的MSC根據(jù)位置信息發(fā)起一齊呼叫1652.5移動通信系統(tǒng)中的安全措施SIM與UIM安全措施1662.5.1SIM與UIMSIM卡簡介SIM的功能SIM卡的結構SIM卡的使用1671.SIM卡簡介

智能IC卡，用于用戶識別、鑒權及加密GSM：SIM

CDMA：UIM

3G：USIM（MicroSIM）

PAS：PIM168數(shù)據(jù)存儲：IMSI、TMSI、鑒權鍵Ki、密鑰Kc、密鑰序號n、加密算法A3、A5、A8、PIN、PUK、PLMN號、LAI、BSIC、業(yè)務、個人信息執(zhí)行安全操作：鑒權、加密、IMSI的保密、PIN操作2.SIM的功能169組成：CPU、RAM、ROM、EEPROM、串行通信單元觸點：3.SIM卡的結構170SIM卡的軟件特性植入了COS（CardOperatingSystem，芯片操作系統(tǒng)）；以文件模型進行信息管理；文件標志符作為唯一標志信息；存儲著一系列的網(wǎng)絡參數(shù)及鑒權信息SIM卡的邏輯結構1714.SIM卡的使用（1）寫卡遠程寫卡：通過營業(yè)廳或代理渠道使用寫卡設備或?qū)Ｓ媒K端，通過有線或無線網(wǎng)絡方式遠程申請寫卡數(shù)據(jù)，完成寫卡并實時開通的業(yè)務?？罩袑懣ǎ褐竿ㄟ^無線接入方式完成遠程寫卡業(yè)務，即通過短信或BIP等無線方式實時申請個人數(shù)據(jù)，并完成數(shù)據(jù)下載、寫入及實時開通。172（2）SIM的使用業(yè)務提供空中下載OTA業(yè)務射頻識別RFID用戶使用注意事項壽命：物理壽命插撥約1萬次；芯片壽命寫入約5萬次注意：不人為浸水、硬物括擦；不隨意彎折；不經(jīng)常插拔；拆前先關機；保持清潔，清潔用純酒精或橡皮擦拭；正確進行PIN操作PIN操作PIN連續(xù)輸錯3次，SIM被鎖，需輸入PUK解鎖PUK連續(xù)輸錯10次，SIM報廢1732.5.2安全措施安全措施如：鑒權、加密、IMSI的保密、設備識別、PIN操作GSM中的安全措施CDMA中的安全措施3G中的安全措施LTE/SAE中的安全措施1741.GSM中的安全措施三參數(shù)組隨機數(shù)RAND符號響應SRES加密密鑰Kc175鑒權SRES’SRES’不等：拒絕接入在HLR中進行SRES’SRES’176加密177IMSI的保密為防止IMSI被竊取，由VLR分配TMSI代替IMSI在空中傳輸，并不斷更新TMSI的更新178SIM卡的安全正確輸入PIN碼操作移動設備識別在EIR中對接收到的IMEI比較白名單、灰名單、黑名單，確定是否允許接入MS主呼接入時，同時發(fā)送三個號碼：

IMSI----鑒權；

IMEI----設備識別；

被叫號碼----號碼分析，接續(xù)選路1792.CDMA中的安全措施2G：CAVE鑒權、MD5鑒權1803.3G中的安全措施R99采用基于Milenage算法的AKA鑒權，實現(xiàn)了終端和網(wǎng)絡間的雙向認證，定義了強制的完整性保護和可選的加密保護

R4增加了基于IP的信令的保護R5增加了IMS的安全機制R6增加了通用鑒權架構

GAA和MBMS安全機制AKA鑒權：適用于具有

ISIM卡的移動和固定終端

（鑒權流程如右圖）1814.LTE/SAE中的安全措施LTE網(wǎng)絡中更多的是沿用3G的安全策略，在鑒權上使用AKA雙向鑒權機制，實現(xiàn)了終端和網(wǎng)絡側(cè)的雙向鑒權LTE/SAE安全架構1822.6移動網(wǎng)絡的抗衰落、抗干擾技術跳頻間斷傳輸分集功率控制擴頻1832.6.1跳頻1.概念通話期間，工作載頻在幾個頻點上跳變184采用跳頻技術的原因多徑衰落與頻率有關：不同頻率，其衰落谷點位置不同利用跳頻技術盡可能作用：改善由衰落造成的誤碼特性，提高系統(tǒng)的抗衰落性能185跳頻的類型快跳頻FFH：跳頻速率高于比特傳輸速率慢跳頻SFH：跳頻速率低于比特傳輸速率GSM中采用SFH，跳頻速率為217跳/秒跳頻原理MS與BTS經(jīng)運算得到相同的跳頻序列BTS把跳頻算法發(fā)送給MS跳頻序列在小區(qū)內(nèi)正交MS和BTS同步跳變支持BCH的物理信道不跳GSM中每個時隙一跳1862.跳頻的實現(xiàn)基帶跳頻：基帶信號按跳頻序列傳送到各個不同載頻的發(fā)射機上進行調(diào)制適用于多發(fā)射機系統(tǒng)187頻率合成器跳頻（射頻跳頻）：頻率合成器根據(jù)跳頻序列合成不同的載頻供發(fā)射機進行信號調(diào)制可單發(fā)射機工作GSM系統(tǒng)中跳頻的實現(xiàn)BTS設備可能支持兩種跳頻方式，但只能選一種實現(xiàn)MS只能采用頻率合成器跳頻方式1882.6.2間斷傳輸MS數(shù)字信號處理中：…A/D分段：有聲段、無聲段…準雙工語音不連續(xù)發(fā)射DTX數(shù)字語音插空DSI1891.DTX概念：僅在有信息需發(fā)送時才打開發(fā)射機，而在無聲段關閉發(fā)射機

關發(fā)射機時信道不分配給其他用戶使用作用：為MS省電減少空中干擾電平

間接提高頻率利用率190DTX原理發(fā)端話音檢測：有聲段：開發(fā)射機

無聲段：發(fā)SID后關發(fā)射機噪聲估計：關發(fā)射機關進行噪聲估計，產(chǎn)生SID收端噪聲發(fā)生：在無聲期間根據(jù)收到的SID產(chǎn)生舒適的背景噪聲語音幀置換：用前語音幀替代受干擾的語音壞幀1912.DSI原理發(fā)端話音識別器檢測是否有話音，決定是否分配信道CDMA中，相對來說，更便于利用話音插空技術，即將DSI與可變速率話音編碼結合起來，從而獲得通信容量的增加1923.DTX與DSI的區(qū)別DTX不能將收回的信道重新分配，只關發(fā)射機DSI可將收回的信道重新分配1932.6.3分集分集技術的作用移動通信中的衰落問題（30dB～40dB）利用分集技術增強抗衰落能力不能增大發(fā)射功率，會造成對其他用戶的干擾1941.分集的概念分集接收：接收端對收到的多個衰落特性相互獨立的信號進行特定處理，以降低信號電平起伏。含義：發(fā)端分散傳輸

收端集中合并處理195分集的類型宏分集------減小慢衰落影響又稱多基站分集，把多個基站設置在不同的地理位置上和不同方向上，同時和一個MS通信，MS選用其中信號最好的一個基站通信。微分集------減小快衰落影響1962.分集技術空間分集極化分集頻率分集時間分集197空間分集依據(jù)：任意兩個不同位置上接收同一個信號，在位置距離大到一定程度時，衰落特性不相關實現(xiàn)：兩副相隔距離d的天線

（d越大，相關性越弱）

d與λ、地物及天線高度有關，通常取值：市區(qū)：d=0.5λ

郊區(qū)：d=0.8λ應用：BTS（d取幾個波長）、MS（車載臺）

（900MHz頻段：兩副天線間隔約0.27m）198極化分集依據(jù)：不同極化的電磁波有獨立的衰落特性實現(xiàn)：用兩個極化方式不同的天線分別收發(fā)可視為空間分集的一種特殊情況，二重分集

也需兩副天線，但天線間距離可減小。發(fā)射功率損失一半，因為

射頻功率分給兩個不同極化的天線場分量分集和空間分集優(yōu)于極化分集。199頻率分集依據(jù)：頻率間隔大于相關帶寬的兩個信號的衰落是不相關的。

相關帶寬：Bc=1/(2πΔ)-------Δ延時擴展

例：市區(qū)Δ=3μs，Bc約為53KHz實現(xiàn)：頻率間隔大于53KHz的兩部發(fā)射機應用：BTS

設備復雜，頻率利用不經(jīng)濟200時間分集依據(jù)：時間間隔足夠大的同一信號衰落特性互不相關。實現(xiàn)：同一信號間隔一定的時間多次重發(fā)(交織)應用：衰落信道中傳輸數(shù)字信號

（也可克服多普勒效應引起的信號衰落）注意：時間分集對處于靜止狀態(tài)的MS，不能改善由多普勒效應引起的信號衰落2013.合并技術概念：接收機對收到的多個具有不同衰落特性的信號，合并處理，減小衰落的影響。

選擇不同的加權系數(shù)，構成不同的合并方式類型：選擇式合并

最大比值合并

等增益合并2024.分集技術的比較信噪比的改善

誤碼率的改善誤碼率的改善數(shù)字系統(tǒng)中衡量分集效果的指標是誤碼率從誤碼率角度比較：

最佳比值合并----最好

等增益合并----其次

選擇式合并----最差2032.6.4功率控制概念：對MS、BTS的發(fā)射功率值按需要進行控制，使系統(tǒng)獲得最佳的通信質(zhì)量和最大的通信容量。主要執(zhí)行對MS的功率控制功控原因移動通信系統(tǒng)是一個自干擾系統(tǒng)，通信質(zhì)量和容量受限于收到干擾功率的大小。每個MS的發(fā)射功率控制在基站所需信噪比最小值時，通信容量才最大。在移動通信系統(tǒng)中解決遠近效應，同時避免對其他用戶的過大干擾，必須嚴格功率控制204功率控制技術的類型反向功率控制（對MS發(fā)射功率實行控制）開環(huán)功率控制閉環(huán)功率控制前向功率控制（對BTS發(fā)射功率實行控制）功率控制的應用GSM：反向閉環(huán)功率控制IS-95CDMA：反向開環(huán)、反向閉環(huán)、前向功率控制205CDMA系統(tǒng)中的功率控制：206擴頻通信的概念：占用頻帶寬度遠大于原始信號帶寬的傳輸方式，且?guī)捙c原始信號無關

W>>B（100倍以上）

占用頻帶寬度W；原始信號帶寬B擴頻系統(tǒng)的頻帶寬度要求：處理增益Gp=W/B作用：提高系統(tǒng)的抗干擾能力，改善通信質(zhì)量常與CDMA系統(tǒng)結合使用2.6.5擴頻207依據(jù)：香農(nóng)定理公式：

C為系統(tǒng)容量；

W為傳輸時占用頻帶寬度；

S/N為信噪比

由公式可知：當所需容量確定時，傳輸帶寬增加，信噪比的要求可下降。即系統(tǒng)的抗干擾能力提高了208擴頻系統(tǒng)種類直接序列（DS）擴頻系統(tǒng)----直擴系統(tǒng)跳頻（FH）擴頻系統(tǒng)脈沖線性調(diào)頻（chirp）擴頻系統(tǒng)跳時（TH）擴頻系統(tǒng)混合系統(tǒng)其中一、二兩種為民用系統(tǒng)2091.擴頻通信的基本原理實現(xiàn)實現(xiàn)

收發(fā)端偽碼（擴頻碼）完全相同時，

才能正常接收diPNiPNk發(fā)端：擴頻收端：解擴210211擴頻通信系統(tǒng)的抗干擾原理：通過增大有用信號與干擾信號功率差實現(xiàn)抗干擾性能的提高212擴頻系統(tǒng)的指標處理增益公式：Gp=W/B表示系統(tǒng)信噪比改善程度（常以dB表示）抗干擾容限概念：保證接收機能正常工作時，接收機輸入端允許進入的干擾信號比有用信號高出的分貝數(shù)。接收機允許的極限干擾信號強度公式：Mj=Gp-(Ls+(S/N)o)2132.擴頻通信的特點抗干擾能力強（有用信號和干擾功率差值大）保密性好（單位頻帶內(nèi)功率小，淹沒在噪聲中）可實現(xiàn)CDMA（與CDMA實現(xiàn)方式相同）抗多徑干擾

（利用RAKE接收機合成多徑信號，變害為寶）精確定時、測距（GPS）214小結為了提高頻譜的利用率，大容量移動通信系統(tǒng)采用正六邊形無線小區(qū)制結構，并進行多頻道共用和同頻復用，專用呼叫信道方式可用于提高呼叫接續(xù)的速度移動通信系統(tǒng)中常用的多址技術有FDMA、TDMA、CDMA和SDMA等，不同的系統(tǒng)可組合應用，以提高系統(tǒng)容量由于用戶的可移動性，移動交換機必須具有特定的功能，移動通信網(wǎng)必須具有如位置登記、越區(qū)切換、漫游等跟蹤交換技術215移動通信系統(tǒng)的選路接續(xù)與其網(wǎng)絡特性、網(wǎng)絡結構相關。MS開關機時，在系統(tǒng)中會對其作附著或分離標記，以標明MS狀態(tài)為了保證用戶的信息安全和系統(tǒng)的運行安全，2G/3G/4G移動通信系統(tǒng)各自采用了不同的安全措施為了改善移動通信系統(tǒng)的性能，系統(tǒng)采用很多抗衰落、抗干擾技術，主要技術包括跳頻、語音間斷傳輸、分集、功率控制、擴頻等，不同的系統(tǒng)在應用時會有所區(qū)別216移動通信技術

(第3版)第3章2G移動通信系統(tǒng)及技術應用217第3章2G移動通信系統(tǒng)及技術應用內(nèi)容GSM、GPRS和IS-95CDMA系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構、關鍵技術及無線接口重點GSM、GPRS和IS-95CDMA系統(tǒng)網(wǎng)絡結構、關鍵技術GSM、GPRS系統(tǒng)的幀結構、用戶數(shù)據(jù)的傳輸擴頻通信基本原理218難點GSM、GPRS和IS-95CDMA系統(tǒng)的無線接口、關鍵技術碼分多址技術基本原理目的和要求掌握GSM、GPRS、IS-95CDMA系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構、關鍵技術和幀結構了解GSM、GPRS、IS-95CDMA系統(tǒng)無線接口中的信道配置理解碼分多址技術與擴頻通信基本原理219模擬系統(tǒng)的缺點設備體制混雜制式混雜業(yè)務種類單一頻率利用率低容量小安全性、保密性差手機體積大，電池充電后有效工作時間短2203.1GSMGSM系統(tǒng)組成及網(wǎng)絡結構GSM數(shù)字信號的處理GSM中的頻率利用GSM中的無線接口221GSM數(shù)字移動通信系統(tǒng)的優(yōu)點頻譜利用率更高，進一步提高了系統(tǒng)容量提供了一種公共標準，便于全自動漫游提供新型非話業(yè)務，與ISDN兼容保密性好，安全性好數(shù)字傳輸技術抗衰落性強，傳輸質(zhì)量高，話音質(zhì)量好可降低成本費用，減小設備體積

222GSM技術指標及參數(shù)頻段：GSM900：下行：935～960MHz

上行：890～915MHz

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時隙；全速信道8個223通信方式：全雙工（準雙工）信道總速率：270.8kbit/s調(diào)制方式：GMSK話音編碼：RPE-LTP

輸出速率：13kbit/s數(shù)據(jù)速率：9.6kbit/s（低速）跳頻速率：217跳/秒每時隙信道速率：33.8kbit/s其他技術：FDMA/TDMA多址技術、跳頻、間斷傳輸、分集接收，交織信道編碼，自適應均衡…2243.1.1GSM系統(tǒng)組成及網(wǎng)絡結構GSM系統(tǒng)組成GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡結構2251.GSM系統(tǒng)組成GSM系統(tǒng)(符合典型2G數(shù)字移動通信系統(tǒng)結構)網(wǎng)絡子系統(tǒng)NSS（或交換子系統(tǒng)SS）MSCHLR、VLR、AUC、EIR基站子系統(tǒng)（BSS）BSCBTS操作維護子系統(tǒng)（OSS）OMC移動臺子系統(tǒng)（MS）226227（1）網(wǎng)絡子系統(tǒng)NSS功能：系統(tǒng)交換（MSC）

用戶數(shù)據(jù)管理（HLR）

移動性管理（VLR）

安全性管理（AUC）

移動設備管理（EIR）228MSC：電話交換功能----核心功能

呼叫建立，路由選擇，控制、終止呼叫

交換區(qū)內(nèi)切換

業(yè)務提供，費用信息

信令及網(wǎng)絡接口類型：普通MSC

網(wǎng)關MSC（GMSC）----選路

匯接MSC（TMSC）----匯接229HLR：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)管理存儲信息：用戶信息（入網(wǎng)、業(yè)務…）

位置信息（LAI）號碼：MDN（GSM中為MSISDN）、IMSIVLR：臨時存儲進入被控區(qū)域的移動用戶的信息----動態(tài)數(shù)據(jù)庫功能：移動性管理用戶離開時，信息即被刪除230EIR：存移動設備的ESN功能：防止非法設備入網(wǎng)使用

比較白、灰、黑名單移動設備管理AC：存鑒權信息和加密密鑰等用于安全方面的信息功能：安全性管理注：HLR/AC

MSC/VLR231組成：無線信號收發(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、時間確定；功率控制；時間提前量確定BTS：功能：提供與MS的接口及無線鏈路由BSC控制并服務于某小區(qū)的無線收發(fā)設備，

完成信道轉(zhuǎn)接，與MS間無線傳輸及相關控制（2）基站子系統(tǒng)BSS232功能：操作控制、維護管理主要管理項目及功能單元：移動用戶管理----HLR

計費管理----MSC、GMSC

移動設備管理----EIR

移動網(wǎng)絡管理----OMCOMC：網(wǎng)絡監(jiān)視、操作無線規(guī)劃交換系統(tǒng)管理性能管理……（3）操作維護子系統(tǒng)OSS233MS：提供用戶接入系統(tǒng)的接口用戶設備：手機、車載臺、MT…MS=ME+UIM(GSM中為SIM)移動臺必須插入UIM才能正常呼叫在緊急呼叫時可不插UIM

如：119、120、110、122、112（4）移動臺MS234我國的GSM網(wǎng)絡結構：二、三級混合網(wǎng)絡結構二、三級混合網(wǎng)絡結構的連接方案TMSC1：網(wǎng)狀結構，各省一對TMSC2：與對應的一對TMSC1相連MSC：與對應的兩個TMSC相連2.GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡結構235GSM話路網(wǎng)網(wǎng)絡結構二級網(wǎng)絡結構

TMSC1、MSC三級網(wǎng)絡結構

TMSC1、TMSC2、MSC2363.1.2GSM數(shù)字信號的處理BS與MS的數(shù)字信號處理過程相似

區(qū)別：基站處理信號來自MSC的64kbit/s的PCM信號(8bit)

MS處理的語音信號來自話筒MS對語音信號的處理過程237GSM的話音編碼：RPE-LTP編碼過程預處理線性預測短時分析預測長期預測

規(guī)則激勵編碼1.話音編碼238信道編碼方法：信道編碼后輸出速率：

456bit/20ms=22.8kbit/s2.信道編碼239GSM中的交織（第一次交織）3.交織240重排和交織241二次交織242GSM中的編碼過程A/D分段RPE/LTP信道編碼交織信息經(jīng)交織編碼形成8幀，每幀114bit。將114bit分成兩段，填入普通突發(fā)脈沖序列。

243分級幀結構由普通突發(fā)脈沖序列構成幀、復幀、超幀、超高幀的分級幀結構每個突發(fā)脈沖序列共156.25bit，占時577μs，在一個時隙中發(fā)送8個時隙組成一個4.62ms的TDMA幀26個話音TDMA幀組成一個持續(xù)時間為120ms的復幀；在控制信道中51個幀組成一個復幀51個26幀的復幀（或26個5