01移動(dòng)通信系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)

1、Copyright 2003, ZTE CORPORATION 移動(dòng)通信知識(shí)移動(dòng)通信知識(shí)Copyright 2003, ZTE CORPORATION 目 錄一、無(wú)線通訊基礎(chǔ)知識(shí)一、無(wú)線通訊基礎(chǔ)知識(shí)二、二、GSMGSM三、三、CDMACDMACopyright 2003, ZTE CORPORATION 通信系統(tǒng)的一般模型 信息源和收信者：模擬信源和離散信源 發(fā)送設(shè)備：將信源和傳輸媒介匹配起來(lái) 傳輸媒介：無(wú)線或有線 接收設(shè)備：從帶有干擾的信號(hào)中正確恢復(fù)出原始消息 信 息源發(fā)送設(shè) 備傳輸媒 介接 收設(shè) 備收 信者干擾Copyright 2003, ZTE CORPORATION 模擬移動(dòng)通信 第

2、一代模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)： AMPS（美國(guó)），TACS（英國(guó)等），NMT450/900（荷蘭，芬蘭等等） 模擬移動(dòng)通信的局限性： 各系統(tǒng)間沒(méi)有公共接口 無(wú)法與固定網(wǎng)迅速向數(shù)字化推進(jìn)相適應(yīng)，數(shù)字承載業(yè)務(wù)很難開(kāi)展 頻率利用率低，無(wú)法適應(yīng)大容量的要求安全.利用率低，易于被竊聽(tīng)，易做“假機(jī)” Copyright 2003, ZTE CORPORATION 數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng) 第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)歐洲GSM美國(guó)CDMA(IS-95)日本的PDC、PHS 數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的特點(diǎn)： 頻譜效率高 容量大 話音質(zhì)量高 開(kāi)放的接口 安全性 與ISDN，PSTN等的互連。Copyright 2003, ZTE CORP

3、ORATION 數(shù)字通信系統(tǒng) 信源編碼：去除信源信息的冗余，進(jìn)行壓縮編碼 信道編碼：為了減少信息經(jīng)信道傳輸后產(chǎn)生的差錯(cuò)，增加了一些冗余 信 息源信 源編碼信 道編碼調(diào)制傳輸 媒收 信者信 源解 碼信 道解 碼解 調(diào)噪聲和干擾Copyright 2003, ZTE CORPORATION 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的核心問(wèn)題 頻率資源緊缺頻率資源緊缺 無(wú)線傳播環(huán)境復(fù)雜 用戶大范圍移動(dòng)Copyright 2003, ZTE CORPORATION 蜂窩系統(tǒng)接入方法Copyright 2003, ZTE CORPORATION FDMA:頻分多址Copyright 2003, ZTE CORPORATION TDMA

4、：時(shí)分多址Copyright 2003, ZTE CORPORATION CDMA：碼分多址Copyright 2003, ZTE CORPORATION 蜂窩小區(qū)系統(tǒng) 頻率復(fù)用：蜂窩小區(qū)Copyright 2003, ZTE CORPORATION 蜂窩小區(qū)系統(tǒng)的特點(diǎn) 蜂窩小區(qū)系統(tǒng)有以下主要特點(diǎn)： 無(wú)線頻率資源復(fù)用。 增大話務(wù)量，減少發(fā)射功率。 越區(qū)自動(dòng)切換。 當(dāng)一個(gè)移動(dòng)用戶從某小區(qū)移動(dòng)到另一個(gè)小區(qū)時(shí)，為使通話不被中斷需要自動(dòng)切換信道，用戶不會(huì)察覺(jué)到這個(gè)過(guò)程。信道分配和小區(qū)分裂。 移動(dòng)網(wǎng)由于其本身的特點(diǎn)，話務(wù)分配極不平衡。因而小區(qū)的半徑、每個(gè)小區(qū)分配到的信道是不相同的。隨著話務(wù)量的增加，可以

5、將原有的小區(qū)進(jìn)一步分裂成更小的新小區(qū)。 Copyright 2003, ZTE CORPORATION 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的核心問(wèn)題 頻率資源緊缺 無(wú)線傳播環(huán)境復(fù)雜無(wú)線傳播環(huán)境復(fù)雜 用戶大范圍移動(dòng)Copyright 2003, ZTE CORPORATION 無(wú)線傳播環(huán)境 復(fù)雜、惡劣的傳播條件是移動(dòng)信道的特性，主要表現(xiàn)為各種形式的衰落。 認(rèn)識(shí)無(wú)線傳播環(huán)境的意義，在于針對(duì)移動(dòng)信道的特點(diǎn)，采取抗衰落措施實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)可靠的無(wú)線通訊。Copyright 2003, ZTE CORPORATION 移動(dòng)通信信道特點(diǎn) 三類損耗 路徑傳播損耗：指電波在空間傳播所產(chǎn)生的耗損 慢衰落損耗：由陰影效應(yīng)而產(chǎn)生的損耗 快衰落損耗：

6、由于多徑傳播而產(chǎn)生的損耗 三種效應(yīng) 陰影效應(yīng)：由大型建筑物和其他物體的阻擋而形成在傳播接收區(qū)域上的半盲區(qū) 遠(yuǎn)近效應(yīng)：移動(dòng)用戶與基站間距離隨機(jī)地變化而引起 多普勒效應(yīng)：用戶的高速運(yùn)動(dòng)而引起傳播頻率的擴(kuò)散而導(dǎo)致的，其擴(kuò)散程度與用戶運(yùn)動(dòng)速度成正比Copyright 2003, ZTE CORPORATION 慢衰落和快衰落Copyright 2003, ZTE CORPORATION 多徑傳播 移動(dòng)信道的主要特性：多徑傳播多條路徑的反射波的迭加。路徑的距離不同，反射波到達(dá)的時(shí)間和相位就不同。同相迭加則增強(qiáng)，反相迭加則減弱，引起接收信號(hào)幅度的急劇變化。Copyright 2003, ZTE CORPO

7、RATION 分集技術(shù) 分集技術(shù)利用多條傳輸相同信息，且具有近似相等的平均信號(hào)強(qiáng)度和相互獨(dú)立衰落特性的信號(hào)路徑，在接收端進(jìn)行適當(dāng)合并，以降低多徑衰落的影響，改善傳輸?shù)目煽啃浴?分集的實(shí)現(xiàn)方法 空間分集 極化分集 頻率分集 發(fā)射分集Copyright 2003, ZTE CORPORATION 信道編碼 目的：信號(hào)遇到干擾時(shí)提高傳輸質(zhì)量。 手段：增加冗余的比特。 編碼的一般順序循環(huán)碼 在信息比特后面附加上校驗(yàn)位，用于檢錯(cuò)和糾正短的突發(fā)錯(cuò)，或只用于檢錯(cuò)。卷積碼和Turbo碼 用于糾正隨機(jī)的錯(cuò)誤比特。交織 將接收信號(hào)中的連續(xù)的比特差錯(cuò)轉(zhuǎn)化為隨機(jī)的比特差錯(cuò)。Copyright 2003, ZTE CO

8、RPORATION 數(shù)字信號(hào)解調(diào) 具有優(yōu)良的抗干擾、抗衰落特性 采用均衡技術(shù) 采用多徑分集技術(shù)Copyright 2003, ZTE CORPORATION 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的核心問(wèn)題 頻率資源緊缺 無(wú)線傳播環(huán)境復(fù)雜 用戶大范圍移動(dòng)用戶大范圍移動(dòng)Copyright 2003, ZTE CORPORATION 移動(dòng)性 移動(dòng)臺(tái)的兩種狀態(tài)空閑模式：移動(dòng)臺(tái)在偵聽(tīng)廣播信道，此時(shí)它不占用任一信道專用模式：一條雙向信道分配給需要通信的移動(dòng)臺(tái) 用戶的移動(dòng)性 移動(dòng)用戶呼叫或被呼叫時(shí)，需要知道移動(dòng)用戶所在小區(qū)當(dāng)移動(dòng)用戶在通話中越區(qū)時(shí)，必須自動(dòng)進(jìn)行越區(qū)切換，而不能丟失信息或中斷通話。 針對(duì)措施位置管理越區(qū)切換 Copyri

9、ght 2003, ZTE CORPORATION 位置管理 無(wú)處不在的尋呼：當(dāng)一個(gè)呼叫到來(lái)時(shí)，向網(wǎng)絡(luò)中的所有小區(qū)發(fā)尋呼信息，免除了移動(dòng)臺(tái)向網(wǎng)絡(luò)報(bào)告它當(dāng)前位置的要求。 小區(qū)級(jí)的系統(tǒng)位置更新：移動(dòng)臺(tái)將所在小區(qū)變化的消息通知網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)將每個(gè)用戶當(dāng)前所在小區(qū)信息保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，當(dāng)呼叫到來(lái)時(shí)，訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，然后在移動(dòng)用戶所在的小區(qū)內(nèi)發(fā)尋呼信息。 位置區(qū)（Location Area）：一個(gè)位置區(qū)包含一組小區(qū)，每個(gè)小區(qū)只屬于一個(gè)位置區(qū)，每個(gè)位置區(qū)都有一個(gè)識(shí)別碼。Copyright 2003, ZTE CORPORATION 越區(qū)切換 當(dāng)一個(gè)通話中的用戶從一個(gè)小區(qū)移到另一個(gè)小區(qū)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)能夠自動(dòng)地轉(zhuǎn)換處理而不造

10、成明顯的影響。 切換的方法：硬切換：切換時(shí)先斷開(kāi)源小區(qū)的連接，再和目標(biāo)小區(qū)連接。 同步切換：目標(biāo)小區(qū)和源小區(qū)同步，切換速度快 異步切換：目標(biāo)小區(qū)和源小區(qū)不同步，切換速度較慢軟切換：切換時(shí)同時(shí)保持目標(biāo)小區(qū)和源小區(qū)的連接，切換成功率高。Copyright 2003, ZTE CORPORATION 目 錄GSMGSMCopyright 2003, ZTE CORPORATION GSM的多址方案 FDMA與TDMA的混合方式 每個(gè)載波帶寬為200kHz，含8個(gè)物理信道。 時(shí)間頻率BP15/26ms200KHz間隙Copyright 2003, ZTE CORPORATION GSM的主要特點(diǎn) 頻譜

11、效率高 容量較高 話音質(zhì)量較好 接口開(kāi)放 安全性 利用現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)接口與ISDN、PSTN等互連 在SIM卡的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)漫游 Copyright 2003, ZTE CORPORATION GSM移動(dòng)通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)BSCBTSBTSHLR/AUCEIRSCISDNPLMNPSTNPSPDNOMCBSS(1)BSS（n）MSA接口BS接口Abis接口Um接口圖1.2.1GSM移動(dòng)通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)MSC/VLRCopyright 2003, ZTE CORPORATION GSM移動(dòng)通信網(wǎng)組成 基站收發(fā)信臺(tái)（BTS） 基站控制器（BSC） 移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（MSC） 歸屬位置寄存器（HLR） 拜訪位置寄存器（

12、VLR） 鑒權(quán)中心（AUC） 操作與維護(hù)中心（OMC） Copyright 2003, ZTE CORPORATION CDMA系統(tǒng)特點(diǎn) 頻譜利用率高，頻率復(fù)用系數(shù)為1 通信容量大，是FDMA的10倍，TDMA的4倍 覆蓋范圍大，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本低 蜂窩呼吸技術(shù)，具有軟容量特性 話音品質(zhì)好 平滑的軟切換技術(shù)，掉話率低 信道數(shù)據(jù)速率很高,可提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 保密性能強(qiáng)，易于實(shí)現(xiàn)精確定時(shí)與測(cè)距 手機(jī)符合環(huán)保的要求，被譽(yù)為“綠色手機(jī)”Copyright 2003, ZTE CORPORATION 空中接口參數(shù) 頻率頻率：800MHz 上行 824MHz849MHz 下行869MHz894MHz 載波間隔載波間隔：1.25MHz 調(diào)制方式調(diào)制方式：QPSK 空中傳輸