通信基礎知識(CDMA)課件

1、通信基礎知識培訓講議目的： 普及通信基礎知識，支撐好經(jīng)營工作。過程： 120分鐘。要點： 通信常識、移動通信知識、CDMA技術優(yōu)勢。收獲： 通過學習了解通信基礎知識，為經(jīng)營工作奠 定必要的專業(yè)基礎。通信基礎知識培訓講議通信基礎知識培訓內容框架：一、通信和電信的基本概念二、電信網(wǎng)基本構成三、移動通信基礎知識 什么是通信、電信？通信的定義一般地說，通信是指由一地向另一地進行消息的有效傳遞。 如打電話，它是利用電話（系統(tǒng)）來傳遞消息；捎口信，是利用人來傳遞消息；飛鴿傳書，是利用鴿子來傳遞消息；古代的 “消息樹”、“烽火臺”和現(xiàn)代仍使用的 “信號燈”等則是利用光的方式傳遞消息的。廣義來講通信網(wǎng)絡就是一

2、張傳送網(wǎng)什么是電信 通信的目的是傳遞消息，消息具有不同的形式，例如：語言、文字、數(shù)據(jù)、圖像、符號等等。通信中消息的傳送是通過信號來進行的，如：紅綠燈信號、狼煙、電壓、電流信號等。信號是消息的載荷者。 在各種各樣的通信方式中，利 用 “電信號” 來承載消息的通信方法稱之為電通信，即電信。這種通信具有迅速、準確、可靠等特點，受時間、地點、空間、距離的限制小，因而得到了飛速發(fā)展和廣泛應用。如今，在自然科學中， “通信”與“電信”幾乎是同義詞了。傳輸系統(tǒng)（傳送）交換系統(tǒng)（路由目標選擇） 終端 （用戶界面）其它電信網(wǎng)的基本構成對電信網(wǎng)運營商而言，網(wǎng)管監(jiān)測和計費等網(wǎng)絡支撐系統(tǒng)同樣是重要不可或缺。通信系統(tǒng)和

3、公路系統(tǒng)有很大的相似性，傳輸相當于公路，信息相當于行人和車輛，交換則相當于交通警，而信令則是交通規(guī)則、路標。通信（電信）系統(tǒng)與公路系統(tǒng)隨著通信網(wǎng)的發(fā)展，傳輸和交換一體化成為趨勢。傳輸已具備路由選擇功能（交換功能）。接入網(wǎng)便是傳輸、交換聯(lián)姻的產物。通信（電信）系統(tǒng)與公路系統(tǒng)電信網(wǎng)的分類方式。業(yè)務 .技術方法終端電信網(wǎng)的分類方式 1）按業(yè)務的分類方式 （電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)） 2）按網(wǎng)絡功能實現(xiàn)的技術方法的分類方式 （有線傳輸網(wǎng)、無線傳輸網(wǎng)、電路交換網(wǎng)、分組交換網(wǎng)） 3）按終端功能的分類方式 （移動網(wǎng)、固定網(wǎng)） 4） 問題： CDMA移動電話網(wǎng)是無線通信網(wǎng)嗎？ 互聯(lián)網(wǎng)是固定通信網(wǎng)嗎？名稱術語并不

4、重要，關鍵是對于本質的理解。移動網(wǎng)絡基礎知識移動網(wǎng)絡基礎知識1、移動通信概述2、GSM系統(tǒng)3、CDMA系統(tǒng)什么是移動通信移動通信的主要概念定義: 通信的雙方至少有一方可以處于運動的信息交換狀態(tài)主要應用: 無繩電話 、無線尋呼 、陸地移動通信系統(tǒng) 、衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)聯(lián)通主要經(jīng)營: 陸地移動通信系統(tǒng)移動通信的組成移動通信系統(tǒng) 包括移動臺MS、交換子系統(tǒng)NSS 、無線子系統(tǒng)BSS和操作維護子系統(tǒng)。交換子系統(tǒng):主要完成交換功能和客戶數(shù)據(jù)與移動性管理、安全性管理所需的數(shù)據(jù)庫功能。無線子系統(tǒng):主要負責完成無線發(fā)送接收和無線資源管理等功能。 操作維護子系統(tǒng):對整個網(wǎng)絡進行管理和監(jiān)控,也就是網(wǎng)管系統(tǒng) 無線通信

5、基本流程是：MS通過無線接口UM到BTS基站再經(jīng)過A-bis接口到BSC基站控制器再通過A接口到MSC.移動通信系統(tǒng)組成NSS:交換子系統(tǒng) HLR/AUC MSC/VLRBSS：基站子系統(tǒng)BSC(無線資源的控制與管理) RNC(無線網(wǎng)絡控制器)BTS(發(fā)送和接收無線信息的站點)-NODEB(無線終端UE)移動通信系統(tǒng)各部分功能HLR/AUC（位置歸屬寄存器/鑒權中心） HLR是一個存儲本地用戶資料的數(shù)據(jù)庫，它的主要功能如下：1、用戶的號碼 MSISDN（手機號+86）、IMSI（國際移動用戶識別碼,查 看歸屬HLR）等2、用戶的業(yè)務類型 國際長權、SMS、呼叫轉移、來電顯示、漫游、呼叫限制3、

6、位置信息（MSC/VLR信息） 另外，AUC是鑒權中心，負責對用戶合法身份的鑒權（KI)。移動通信系統(tǒng)各部分功能VLR（拜訪者位置寄存器） VLR是存儲用戶包括漫游用戶的動態(tài)數(shù)據(jù)庫，它的功能主要是臨時寄存用戶的信息，主要是HLR的用戶信息的“復制”，尤其是漫游用戶的信息，另外，更為詳細的位置信息（LAC）也在這里記錄。移動通信系統(tǒng)各部分功能MSC（移動交換中心） MSC負責用戶的話務處理、呼叫控制、計費信息的生成等功能外，還參與移動性的管理。 1、號碼翻譯 2、路由表 3、計費信息的采集移動通信系統(tǒng)各部分功能 BSC 負責無線資源的管理、切換管理等； BTS 負責與移動臺之間進行無線發(fā)送接收M

7、S 包括移動設備(ME)和用戶識別模塊(SIM/UIM)移動通信業(yè)務分類基本電信業(yè)務 電話業(yè)務、短信業(yè)務和傳真業(yè)務補充業(yè)務 呼叫等待、呼叫保持、呼叫轉移、主叫號碼顯示、三方通話等。增值業(yè)務 語音智能業(yè)務（預付費、VPN等） 無線數(shù)據(jù)業(yè)務（基于短信、電路、IP等）移動通信的主要特點無線電波傳播復雜 具有極度的隨機性 無線電波的衰落移動臺和基站之間的相對位置和相對速度影響通信效果多普勒頻移現(xiàn)象移動通信的組網(wǎng)蜂窩組網(wǎng)將無線覆蓋區(qū)劃分成許多以正六邊形為幾何形狀的覆蓋區(qū)域（小區(qū)），一個較低功率的發(fā)射機覆蓋一個小區(qū)。采用頻率復用技術解決容量問題，為了避免同頻干擾，需要相同的頻率之間要相隔足夠遠的距離，但W

8、CDMA系統(tǒng)全網(wǎng)采用同一個頻率。越區(qū)切換:當通話中的移動用戶由一個小區(qū)進入相鄰小區(qū)時，為了保證通話的連續(xù)性，需要將目前正在通話的信道切換到相鄰小區(qū)的信道，從而保證不中斷業(yè)務。無線市話業(yè)務小靈通“小靈通”不是技術名稱，一種無線市話業(yè)務，即利用市內電話網(wǎng)的交換、傳輸、號碼資源和無線接入技術，在市內電話（或本地電話）網(wǎng)的范圍內打移動的市內電話，其性質是市內電話的延伸?！靶§`通”的網(wǎng)絡是由基站（帶有天線）、“小靈通”手機和公眾交換電話網(wǎng)（PSTN）組成。“小靈通”的基站覆蓋范圍從幾十米（通常為50米）到幾百米，比移動電話基站覆蓋范圍要小。 “小靈通”的工作原理是發(fā)話用戶的手機發(fā)出的信號通過無線傳輸方式

9、送到基站，基站又將信號經(jīng)市內電話線路送到市內電話局，再經(jīng)公眾電話網(wǎng)的交換，連接到受話用戶的手機上或桌機上。 移動通信的發(fā)展移動通信的發(fā)展第一代:模擬通信系統(tǒng) 如美國的AMPS，歐洲的TACS，日本的NAMTS，以FDMA技術為主。特點是頻譜利用率低、通話質量差、制式太多，不利于漫游。 多址技術第一代:模擬通信系統(tǒng)移動通信的發(fā)展第二代:數(shù)字通信系統(tǒng) 以數(shù)字傳輸TDMA（GSM） 、CDMA為主體技術，制定了完善的呼叫處理和網(wǎng)絡管理功能，頻譜效率提高，系統(tǒng)容量增大，保密性好，標準化程度提高，目前主要由歐洲的GSM，北美的DAMPS和IS-95(CDMA) ，日本的PDC。第二代:數(shù)字通信系統(tǒng)3G-

10、第三代移動通信系統(tǒng)北美中國歐洲為了滿足高速數(shù)據(jù)通信任務提出3G：截至2004年8月超過45個國家和地區(qū)的110個3G商用網(wǎng)絡投入使用WCDMA網(wǎng)絡為35個CDMA2000 1x商用網(wǎng)絡67個CDMA2000 1x EVDO網(wǎng)絡8個截至2004年6月全球共發(fā)放IMT2000核心頻段的3G牌照114個WCDMA為112個CDMA2000為2個3G市場全面啟動亞洲：日本和韓國是世界推出3G業(yè)務最早的國家歐洲：和記電訊是3G發(fā)展最好的運營商美國：Spring PCS,Verizon Wireless和AT&T公司使用3G3G應用目前已經(jīng)可以享受的業(yè)務 簡單話音和消息類業(yè)務 多媒體消息類業(yè)務 定位業(yè)務

11、移動接入互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務 高級話音業(yè)務（移動視頻和多媒體電話）3G熱點業(yè)務 多媒體短信息業(yè)務 移動定位服務 可視電話 移動電子商務 移動Internet接入業(yè)務 移動游戲3G業(yè)務3G業(yè)務3G性能要求四種工作環(huán)境下提供數(shù)據(jù)業(yè)務的要求 移動衛(wèi)星 高速移動：500km/h，64-144kbps 室內外步行：384kbps 室內固定用戶：2Mbps全球無縫覆蓋主要業(yè)務要求 提供高質量話音 電路交換和包交換數(shù)據(jù)的高質量傳輸(BER1*10-6) 提供增值業(yè)務和智能網(wǎng)業(yè)務和第二代移動通信系統(tǒng)兼容3G 目標GSM的概念GSM (Global System For Mobile Communication) 即全球

12、移動通信系統(tǒng)，是由歐洲主要電信運營者和制造廠家組成的標準化委員會設計出來的，它是在蜂窩系統(tǒng)的基礎上發(fā)展而成。比如聯(lián)通的130,131 移動的139等號段電信沒有GSM網(wǎng) GSM的信道物理信道 上、下信道頻率間隔為45MHZ，工作在900MHZ附近，每個載波之間的間隔為200KHZ。 隨著業(yè)務的發(fā)展，在900MHZ頻段滿之后，又開辟了1800MHZ新頻段。 每個載波上面分配8個時隙，即提供8個物理信道。 GSM的信道邏輯信道專用信道:傳送用戶語音或數(shù)據(jù)的業(yè)務信道，還有一些用于控制的專用信道。 公共信道:用于傳送基站向移動臺傳送的廣播消息等。GSM系統(tǒng)的演進GPRS 引入分組域設備(GGSN和SG

13、SN) ，組建單獨的GPRS網(wǎng)絡，現(xiàn)在叫分組網(wǎng)，目前網(wǎng)絡規(guī)模發(fā)展最快的網(wǎng)絡，為用戶提供數(shù)據(jù)業(yè)務。 GPRS網(wǎng)與GSM使用同樣的基站，但需要對基站的軟件和硬件進行升級，還要增加新的移動性管理程序。GPRS系統(tǒng)的演進WCDMA無線接口引入CDMA技術核心網(wǎng)向全IP過渡，目前黑龍江聯(lián)通基本完成IP化改造引入軟交換技術，使用寬帶無線接入技術，提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務引入IP多媒體子系統(tǒng)實現(xiàn)各種新業(yè)務什么叫CDMA?碼分多址CDMAodeistributedulti-ddressCDMA、GSM的比較CDMA的概念CDMA、GSM的比較CDMA、GSM的比較CDMA、GSM的比較CDMA、GSM的比較CDMA系

14、統(tǒng)的優(yōu)點保密性強話音清晰、不掉線綠色環(huán)保、低輻射話音清晰、不掉線CDMA系統(tǒng)的優(yōu)點擴頻技術保密性強長碼序列綠色環(huán)保、低輻射擴頻技術擴頻通信的基本原理就是用頻帶換取信噪比，其目的是為了提高通信系統(tǒng)的可靠性。由于擴頻系統(tǒng)使用碼周期很長的偽隨機碼，經(jīng)它調制后的數(shù)字信息類似于隨機噪聲，具有良好的保密性和抗干擾性。擴頻原理Spread 頻譜傳統(tǒng)通信系統(tǒng)發(fā)送的低速信息TX恢復出的低速信息RX窄帶信號擴頻系統(tǒng)快速擴頻序列發(fā)送的低速信息TX恢復出的低速信息RX快速擴頻序列寬帶信號長碼序列 每個移動臺使用一個唯一的用戶長碼序列，該序列是根據(jù)42位長碼寄存器的內容、32位的ESN及掩碼生成的，因此在CDMA系統(tǒng)中

15、有2的42次方種長碼序列用于區(qū)分用戶，根本沒有可能被破譯竊聽。長碼寄存器在移動臺初始化期間與CDMA系統(tǒng)建立同步速率1.2288Mcps，周期為41天10小時12分鐘19.4秒長碼寄存器 ( 1.2288 MCPS)公共長碼掩碼 (靜態(tài))用戶長碼序列(1.2288 MCPS) 1100011000PERMUTEDESNAND=SUM模2加綠色環(huán)保、低輻射話音清晰、不掉線CDMA系統(tǒng)的優(yōu)點保密性強軟切換軟容量小區(qū)呼吸什么是切換？切換就是當移動臺從一個基站的覆蓋范圍進入另外一個基站的覆蓋范圍時移動臺保持與移動電話交換局(MTSO)通信的過程。在以下情況，切換可保持呼叫：用戶穿過小區(qū)的邊界用戶遭遇噪

16、聲或超過特定門限的干擾呼叫期間基站的組成部件出現(xiàn)故障退出服務切換包括以下幾個階段：切換起始目標選擇切換完成CDMA與GSM切換區(qū)別GSM切換先斷后接（break-before-make）通話質量變差掉話的概率增加CDMA切換先接后斷（Make-before-break）用戶沒有感覺改善了呼叫質量基站AHANDOFF基站BMAKETDMABREAK基站A基站B基站A基站BCDMAGSM切換方式CDMA切換方式軟切換軟切換：移動臺開始與目標基站通信但不中斷與當前提供服務的基站的通信.可以同時包括三個基站并使用三個基站的信號移動臺合并從每個基站發(fā)送來的信號基站A基站BMTX（交換機）BSCPSTN更

17、軟切換相同小區(qū)的不同扇區(qū)之間的切換跨越兩扇區(qū)時始終保持與兩個扇區(qū)的同時通信直到移動臺切換完全完成可能頻繁發(fā)生MTX知道但并不參與所有行為由基站管理從兩個扇區(qū)接收到的信號可以被合并以改善信號質量alphabetagamma軟切換優(yōu)勢減少掉話，提高話音質量，增加覆蓋軟切換的缺點 占用多個信道單元和功率資源，影響系統(tǒng)容量，這是影響系統(tǒng)容量的一項重要因素。軟切換的優(yōu)勢及缺點CDMA切換的類型空閑狀態(tài)空閑切換CDMA-to-CDMA切換更軟切換呼叫期間軟切換CDMA-to-Analog切換更高的話務負荷造成更高的噪聲水平移動臺為達到Eb/No（信躁比）, 則必須以更大的功率發(fā)射移動臺發(fā)射功率達到極限 (

18、 23dBm ) 時，即達到了小區(qū)覆蓋邊緣RF容量與小區(qū)覆蓋的關系容量覆蓋 CDMA容量為軟容量：即用戶數(shù)量的逐漸增多只會導致話音質量的微小下降，不會出現(xiàn)接不進來的情況；另外，某個小區(qū)用戶數(shù)的增加會導致本小區(qū)覆蓋范圍的收縮，這就是CDMA系統(tǒng)獨有的小區(qū)呼吸功能。被呼出的用戶將由其他的相鄰小區(qū)提供服務。這樣，本小區(qū)覆蓋范圍小了，用戶少了，話音質量影響也很小。軟容量、小區(qū)呼吸綠色環(huán)保、低輻射話音清晰、不掉線CDMA系統(tǒng)的優(yōu)點保密性強功率控制CDMA 功率控制 Power ControlCDMA是一種基于用戶數(shù)量的干擾受限系統(tǒng)與TDMA系統(tǒng)不同，CDMA系統(tǒng)是軟容量限制系統(tǒng)每個用戶都是共享信道中的噪聲源用戶的噪聲是累積的，因為在同一時間內，所有用戶使用相同的頻率，每一個用戶相對于其他用戶都是干擾。這就對系統(tǒng)能夠容納多少用戶，造成了實際的限制所以，移動臺精確的功率控制是至關重要的！為什么要功率控制？CDMA功率控制功率控制的目標就是，使每個移動臺保持在