1、1,移動通信技術(shù),2,移動通信基本概念,移動臺 無線基站 移動交換中心 蜂窩小區(qū) 切換 漫游,3,大區(qū)制 一個基站覆蓋整個服務(wù)區(qū)域 技術(shù)簡單 通信質(zhì)量差 頻率利用率低 系統(tǒng)容量小,蜂窩通信基本原理,4,GSM蜂窩覆蓋示意圖,5,蜂窩通信基本原理,6,蜂窩通信幾個概念和區(qū)別,多址技術(shù) 頻分多址(FDMA) 、時分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA) 雙工技術(shù) 時分雙工與頻分雙工 窄帶系統(tǒng)與寬帶系統(tǒng) 單個信道的帶寬與所期望信道的相干帶寬一致 一個信道的發(fā)射帶寬大于這個信道的相干帶寬 寬帶系統(tǒng)通常能夠帶來頻率分集的優(yōu)勢,7,多址技術(shù)示意圖,傳統(tǒng)多址技術(shù),碼分多址技術(shù),8,頻分多址技術(shù)(FDMA),

2、FDMA信道每次只能傳遞一個電話如果一個FDMA信道沒有使用，并且處于空閑狀態(tài)，它不能被其他用戶使用以增加共享容量。 在分配成語音信道后，基站和移動臺就會同時地連續(xù)不斷地發(fā)射。 FDMA需要精確的RF濾波器，需要雙工器（單天線）。 非線性效應(yīng)：許多信道共享一個天線，功率放大器的非線性會產(chǎn)生交調(diào)頻率（IM），產(chǎn)生額外的RF輻射。 FDMA比TDMA簡單，同步和組幀比特少，系統(tǒng)開銷 FDMA通常是窄帶系統(tǒng)。,9,時分多址技術(shù)(TDMA),多個用戶共享一個載波頻率，分享不同時隙。 TDMA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳遞是不連續(xù)的，是分組發(fā)射，可以關(guān)閉。 不連續(xù)發(fā)送，可以利用空閑時隙監(jiān)聽其他基站，實(shí)現(xiàn)切換處理。 需要

3、自適應(yīng)均衡；需要保護(hù)時隙。 分組發(fā)射需要額外的系統(tǒng)開銷，如保護(hù)數(shù)據(jù)同步。 按照不同的用戶提供不同的帶寬。 TDMA的效率是指發(fā)射的數(shù)據(jù)中信息所占的百分比。,10,移動通信電波傳播的特點(diǎn),多徑環(huán)境,11,移動通信電波傳播的特點(diǎn),電磁波多經(jīng)傳播反射、散射和繞射 多普勒頻率擴(kuò)展，運(yùn)動引起信道變化（擴(kuò)散頻移 ） 無線環(huán)境中的信號衰減分成三部分： 幅度衰減較大的路徑損耗 伴隨中等幅度衰減的具有對數(shù)正態(tài)分布特性的慢變化成分大尺度變化 衰減幅度較小的快變化成分小尺度衰落 兩類典型小尺度衰落包絡(luò)分布的描述方法： 瑞利分布（非視距傳播） 萊斯分布（視距傳播）,12,蜂窩無線區(qū)域的組成方法,頻率復(fù)用的概念（容量擴(kuò)

4、充）,13,無線區(qū)域的劃分,七小區(qū)頻率復(fù)用,14,“扇區(qū)化”的技術(shù)，扇區(qū)化即是將一個基站分成多個小區(qū)，每個小區(qū)都有自己的發(fā)射和接收天線，相當(dāng)于一個獨(dú)立的小區(qū)。 扇區(qū)化的小區(qū)使用特制的定向天線，使該小區(qū)發(fā)射的無線電波集中在一個特定的方向上。這樣做有很多優(yōu)點(diǎn)，首先小區(qū)發(fā)射的無線電波能量集中到了一個更小的區(qū)域如60度，120度或180度，而不是以360度全向發(fā)射，這樣可以獲得更強(qiáng)的信號，有利于“室內(nèi)覆蓋”等。另外，更好地防止同信道干擾和鄰信道干擾，同頻復(fù)用距離縮短，在同一地理區(qū)域可以有更多的小區(qū)，可以支持更多的移動用戶。,服務(wù)小區(qū)“扇區(qū)化”,15,16,兼容性 抗噪聲與干擾 信道擴(kuò)充 標(biāo)準(zhǔn)化開放接口

5、 安全與保密,越區(qū)切換平穩(wěn) 用戶識別 ISDN兼容 語音與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 增強(qiáng)型業(yè)務(wù)與補(bǔ)充業(yè)務(wù),GSM系統(tǒng)特點(diǎn),17,語音與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),普通電話 緊急呼叫 短消息業(yè)務(wù) 雙電話號碼 個人號碼 公司號碼,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 基本數(shù)據(jù)速率 9.6 Kb/s 4.8 Kb/s 2.4 Kb/s 可視圖文與網(wǎng)上瀏覽 用戶電報 傳真,18,增強(qiáng)型業(yè)務(wù)范圍,多方通話,呼叫轉(zhuǎn)移,來顯、呼叫等待,短消息業(yè)務(wù),話費(fèi)查詢,19,GSM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),20,MSC功能與作用,呼叫處理 呼叫建立、連接與清除 切換過程 移動性管理 位置更新過程 用戶身份識別 移動設(shè)備識別,操作與維護(hù) 數(shù)據(jù)庫管理 測量 人機(jī)接口（MMI） 網(wǎng)間互通 計(jì)費(fèi),21,

6、HLR功能與作用,HLR: Home Location Register 用戶識別號（IMSI, MSISDN） 當(dāng)前用戶的VLR（當(dāng)前位置） 業(yè)務(wù)限制信息 用戶申請的補(bǔ)充業(yè)務(wù) 補(bǔ)充業(yè)務(wù)信息（例：當(dāng)前轉(zhuǎn)移的電話號碼） 用戶狀態(tài)（registered/deregistered） 鑒權(quán)key和AUC功能 移動用戶漫游號（MSRN）,HLR,22,VLR功能與作用,VLR,VLR：Visitor Location Register 移動臺狀態(tài) 部分補(bǔ)充業(yè)務(wù)數(shù)據(jù) 移動站的位置登記（LAI） 臨時移動用戶識別號（TMSI）管理 移動用戶漫游號MSRN 管理,23,AUC功能與作用,24,EIR功能與作用

7、,包含所有經(jīng)注冊登記的合法移動設(shè)備,包含所有被禁止使用的移動設(shè)備,包含所有要跟蹤的移動設(shè)備,EIR：Equipment Identity Register 存儲移動設(shè)備分類表（IMEI） 白名單 黑名單 灰名單,25,IMEI查詢流程,26,基站子系統(tǒng)（BSS）的組成,OMC-R,TC,BSC,BTS,BTS,MS,MS,UM接口,Abis接口,A接口,基站控制器 BSC 基站收發(fā)信機(jī) BTS 無線操作維護(hù)中心 OMC-R 碼變換器 TC（Transcoder）,27,BSC的一般結(jié)構(gòu),數(shù)字中繼,交換網(wǎng)絡(luò),控制網(wǎng)絡(luò),數(shù)字中繼,A接口,Abis接口,28,BSC的作用功能,實(shí)現(xiàn)A接口物理層規(guī)定（

8、PCM/E1） 實(shí)現(xiàn)A接口No.7號信令功能（SP） 實(shí)現(xiàn)Abis接口物理層規(guī)定（PCM/E1） 實(shí)現(xiàn)Abis接口數(shù)據(jù)鏈路層（LAPD） 實(shí)現(xiàn)A接口與Abis接口間信道交換功能 實(shí)現(xiàn)部分網(wǎng)絡(luò)層的功能 實(shí)現(xiàn)無線資源管理（RR） 實(shí)現(xiàn)BSS管理應(yīng)用部分的功能 實(shí)現(xiàn)切換功能等,29,BTS的一般結(jié)構(gòu),BTS的功能模塊,30,BTS的作用功能,實(shí)現(xiàn)Abis接口物理層規(guī)定（PCM/E1） 實(shí)現(xiàn)Abis接口數(shù)據(jù)鏈路層（LAPD） 實(shí)現(xiàn)BTS管理功能 實(shí)現(xiàn)部分無線資源管理（RR） 實(shí)現(xiàn)Um接口物理層規(guī)定（PCM/E1） 實(shí)現(xiàn)Um接口數(shù)據(jù)鏈路層（LAPDm） 實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)跳頻功能 實(shí)現(xiàn)信道加密、解密功能 實(shí)現(xiàn)信道

9、編譯碼、交織與解交織功能 實(shí)現(xiàn)調(diào)制與解調(diào)功能,31,移動臺（MS）的組成,ME,SIM,32,移動臺的電原理圖,33,功率控制與接收靈敏度,34,用戶識別卡（SIM）,35,GSM網(wǎng)絡(luò)的接口,36,GSM系統(tǒng)的頻率配置,37,DCS1800的頻率配置,38,公眾陸地移動網(wǎng) (PLMN) 結(jié)構(gòu),39,公眾陸地移動網(wǎng) (PLMN) 的組網(wǎng),40,移動被叫計(jì)費(fèi)原則,41,GPSR簡介 GPRS （General Packet Radio Service）通用無線分組業(yè)務(wù)作為第二代移動通信技術(shù)GSM向第三代移動通信（3G）的過渡技術(shù)，是由英國BT Cellnet公司早在1993年提出的，是GSM Ph

10、ase2+ (1997年)規(guī)范實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容之一，是一種基于GSM的移動分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，面向用戶提供移動分組的IP或者X.25連接。,GPRS技術(shù),42,GPRS發(fā)展背景,Internet數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的推動 原有GSM系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)的缺點(diǎn) 無線/網(wǎng)絡(luò)資源利用率低，費(fèi)用昂貴 數(shù)據(jù)速率低，HSCSD最高64kbit/s 移動數(shù)據(jù)通信市場的巨大需求 向第三代移動通信邁進(jìn),43,GPRS的優(yōu)勢,無線/網(wǎng)絡(luò)資源利用率高，計(jì)費(fèi)方式靈活，價格合理 速率較高：1-8個時隙，CS1-CS4，可達(dá)約10kbit/s - 170kbit/s 分組交換平臺為多種業(yè)務(wù)提供承載 可以逐步向3G、全I(xiàn)P網(wǎng)演進(jìn),44,GPRS的特點(diǎn)

11、,上下行鏈路可不對稱，數(shù)據(jù)速率可變 “永遠(yuǎn)在線”：在不進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時可將數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)掛起，不占用無線/網(wǎng)絡(luò)資源，再進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時能較快恢復(fù)，無需重新發(fā)起業(yè)務(wù) 一個MS可同時進(jìn)行多個數(shù)據(jù)會話 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)和MS的工作模式，用戶可以分別/交替/同時進(jìn)行話音和分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),45,GPRS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),BG 邊界網(wǎng)關(guān) CG 收費(fèi)網(wǎng)關(guān) DNS 域名服務(wù)器 DHCP 動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議 GIN GPRS截獲節(jié)點(diǎn) MFS 多功能服務(wù)器 TC 碼型變換器 WP 無線應(yīng)用協(xié)議,GPRS網(wǎng)絡(luò)可以看作是一個IP子網(wǎng),46,CDMA的基本概念,擴(kuò)頻多址（SSMA） 所傳信號的帶寬必須遠(yuǎn)大于信息的帶寬。 所產(chǎn)生的射頻信號的帶寬與所

12、傳信息無關(guān)。,通信原理與信息論的著名Shannon公式：C=FTLg(1+S/N) ；其中：F為限頻帶寬； T為限時帶寬；S/N為信號功率信噪比； C為信道容量。,一個限時(T) 限頻(F)限功率(S)的連續(xù)白色高斯信道，其信道容量C可 以形象的用3個主要信號參量所決定的體積來表示。擴(kuò)頻通信的基本原理，就是用頻帶換取信噪比 。,47,CDMA移動通信系統(tǒng)的特點(diǎn),強(qiáng)抗干擾能力 、語音質(zhì)量更佳 信號在信道中傳輸功率低，降低了干擾，提高了保密性 寬帶傳輸系統(tǒng)，利用了信道的頻率分集效果 碼字的多址傳輸，利用了多用戶分集的效果 采用RAKE接收機(jī)，有效利用了信道相干時間形成的時間分集效應(yīng) 擴(kuò)頻因子靈活變

13、換，又助于多媒體等多速率并發(fā)業(yè)務(wù)的傳輸 頻譜效率高，優(yōu)于以往的AMPS和GSM 支持軟切換和更軟切換 支持新技術(shù)的應(yīng)用，如多用戶檢測 同步難度大、系統(tǒng)更復(fù)雜,48,cdma2000 1x技術(shù)特點(diǎn),IS-95A/B是cdma2000的子集 碼片速率1.2288 Mcps 擴(kuò)頻調(diào)制：前向QPSK，反向HPSK 反向?qū)ьl，相干解調(diào) 快速前向和反向功率控制 前向發(fā)射分集：OTD、STS 信道編碼增加Turbo碼 可變幀長，5ms, 10ms, 20ms, 40ms, 80ms,支持F-QPCH，延長手機(jī)待機(jī)時間 速率最大可達(dá)307.2kbps 支持QoS協(xié)商 支持多媒體業(yè)務(wù) 支持8K/13K QCELP 8 kbps EVRC 信道容量是IS-95A/B的2倍,49,cdma2000網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),50,三種主要3G體制比較,51,3G 使用的頻段,ITU identifications,1850,1900,1950,2000,2050,2100,2150,2200,Reserve,IMT 2000,GSM 1800,DECT,MSS,IMT 2000,MSS,IMT 2000,IMT 2000,MSS,IMT 2000,IMT 2000,IMT 20