GPRS CDMA通信網(wǎng)絡(luò)原理

1、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)原理?xiàng)蠲羧AGPRS CDMA2022/8/121技術(shù)培訓(xùn)室課程安排1、 GPRS通信系統(tǒng)2、 CDMA通信系統(tǒng)3、其他移動(dòng)通信系統(tǒng)4、未來(lái)移動(dòng)通信系統(tǒng)展望2022/8/122技術(shù)培訓(xùn)室GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖BTSBTSBTSBSCMSCEIRAUCHLRVLRPLMNPSTNISDNOMCOMCNMCADCUmABISASS7系統(tǒng)框圖MSBSSNSSOSSMS2022/8/123技術(shù)培訓(xùn)室工作頻段的分配GSM900 Tx：？ Rx：？EGSM900 Tx：？ Rx：？DCS1800 Tx：？ Rx：？2022/8/124技術(shù)培訓(xùn)室GSM的多址方式123567044560123時(shí)間頻率絕

2、對(duì)物理信道時(shí)隙2022/8/125技術(shù)培訓(xùn)室GPRS網(wǎng)絡(luò)原理2022/8/126技術(shù)培訓(xùn)室GSM系統(tǒng)的不足1、容量不足、頻譜利用率低，導(dǎo)致頻率資源緊張；2、數(shù)據(jù)傳輸速率低（只有9.6Kb/S），無(wú)法滿足人們的多媒體移動(dòng)通信。2022/8/127技術(shù)培訓(xùn)室GPRS的概念 GPRS是通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)（General Packet Radio Service）的英文簡(jiǎn)稱。基于GSM系統(tǒng)，采用無(wú)線分組交換技術(shù)，它以分組交換（Packet Switching）為核心技術(shù)。2022/8/128技術(shù)培訓(xùn)室根本區(qū)別：不同的交換技術(shù)GSM：電路交換GPRS:分組交換2022/8/129技術(shù)培訓(xùn)室電路交換分組交換

3、AB1)開始呼叫建立2）信令傳輸3）路由建立 4）傳送信息到B端1)信息傳輸路由I2）信息傳輸路由II，釋放路由I3）信息傳送到B端，傳輸路由III，釋放路由II電路交換和分組交換原理比較ABAB信息ABAB信息AB信息AB信息2022/8/1210技術(shù)培訓(xùn)室優(yōu)勢(shì)： 傳輸時(shí)延小 交換機(jī)對(duì)信息處理方面開銷小 信息格式和編碼方法不受限制不足： 網(wǎng)絡(luò)資源利用率低適用： 話音通信之類的交互式實(shí)時(shí)通信電路交換2022/8/1211技術(shù)培訓(xùn)室分組交換優(yōu)勢(shì)： 網(wǎng)絡(luò)資源利用率高 數(shù)據(jù)傳輸可靠性高不足： 數(shù)據(jù)傳輸效率低 數(shù)據(jù)格式受到限制適用： 突發(fā)性的數(shù)據(jù)傳輸2022/8/1212技術(shù)培訓(xùn)室 在GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的

4、基礎(chǔ)上引入新的部件而組成的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。 PCU（分組控制單元） SGSN（GPRS業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)） GGSN（GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)）GPRS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2022/8/1213技術(shù)培訓(xùn)室GPRS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2022/8/1214技術(shù)培訓(xùn)室分組控制單元PCU管理信息的分組信道編碼方案的控制傳輸錯(cuò)誤檢測(cè)和信息重發(fā)傳輸質(zhì)量和功率控制2022/8/1215技術(shù)培訓(xùn)室GPRS業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN跟蹤移動(dòng)臺(tái)位置執(zhí)行移動(dòng)性管理加密和接入控制2022/8/1216技術(shù)培訓(xùn)室GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)GGSN提供數(shù)據(jù)包在GPRS網(wǎng)和外部數(shù)據(jù)網(wǎng)之間的路由和封裝路由選擇和轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)態(tài)分配IP地址2022/8/1217技術(shù)培訓(xùn)室G

5、PRS系統(tǒng)的性能1、網(wǎng)絡(luò)資源利用率高2、支持低、中、高速數(shù)據(jù)傳輸（提供 9.05171.2kb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率）3、GPRS網(wǎng)絡(luò)接入速度快4、GPRS基于數(shù)據(jù)流量、業(yè)務(wù)類型及服務(wù)質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行計(jì)費(fèi)2022/8/1218技術(shù)培訓(xùn)室GPRS的優(yōu)點(diǎn)：（1）實(shí)時(shí)在線（2）按量計(jì)費(fèi)（3）快捷登陸（4）高速傳輸（5）自如切換2022/8/1219技術(shù)培訓(xùn)室 “實(shí)時(shí)在線” (always online)，即用戶隨時(shí)與網(wǎng)絡(luò)保持聯(lián)系，用戶在訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，手機(jī)就在無(wú)線信道上發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，即使沒(méi)有數(shù)據(jù)傳送，手機(jī)還一直與網(wǎng)絡(luò)保持連接，再次進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)不需要重新發(fā)起，不像普通撥號(hào)上網(wǎng)那樣斷線后得重新?lián)芴?hào)后才能上網(wǎng)沖

6、浪?！皩?shí)時(shí)在線？”2022/8/1220技術(shù)培訓(xùn)室 按數(shù)據(jù)流量計(jì)費(fèi)是指用戶可以一直 在線，按照用戶接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包的數(shù)量來(lái)收取費(fèi)用，沒(méi)有數(shù)據(jù)流量傳遞時(shí)，用戶即使掛在網(wǎng)上，也是不收費(fèi)的！“發(fā)呆是免費(fèi)的？”2022/8/1221技術(shù)培訓(xùn)室 GPRS的用戶一開機(jī)，就始終附著在GPRS網(wǎng)絡(luò)上，一般只需1 3秒就能馬上登陸至互聯(lián)網(wǎng)。而固定撥號(hào)方式接入互聯(lián)網(wǎng)需要撥號(hào)、驗(yàn)證用戶名密碼、登錄服務(wù)器等過(guò)程，至少需要8 10秒甚至更長(zhǎng)的時(shí)間。有多快呢？2022/8/1222技術(shù)培訓(xùn)室 GPRS的信道編碼方案，它定義了四種編碼方案: CS-1（9.05Kb/s） CS-2（13.4 Kb/s） CS-3（15.6

7、Kb/s） CS-4（21.4 Kb/s） 不同的編碼方案，抗誤碼能力不同。 GPRS系統(tǒng)支持多時(shí)隙合并傳輸（最多8時(shí)隙）；因此，GPRS可提供9.05Kb/s(CS-1*1時(shí)隙）至171.2 Kb/s (CS-4 *8時(shí)隙）的數(shù)據(jù)傳輸速率。9.05kb/s&171.2Kb/S ?2022/8/1223技術(shù)培訓(xùn)室GPRS等級(jí)GPRS等級(jí)下行鏈路最大可用時(shí)隙數(shù)上行鏈路最大可用時(shí)隙數(shù)上下行鏈路最大可用時(shí)隙數(shù)總和CLASS 1112CLASS 2213CLASS 3223CLASS 4314CLASS 5224CLASS 6324CLASS 7334CLASS 8415CLASS 9325CLASS

8、 10425CLASS 11435CLASS 124452022/8/1224技術(shù)培訓(xùn)室GPRS手機(jī) GPRS手機(jī)數(shù)據(jù)傳輸與話音傳輸可同時(shí)進(jìn)行或進(jìn)行切換。 GPRS手機(jī)分為三類： A類：同時(shí)工作于GPRS和GSM B類：自動(dòng)地在GPRS和GSM兩者間切換工作 C類：手動(dòng)地在GPRS和GSM兩者間切換工作電話上網(wǎng)兩不誤2022/8/1225技術(shù)培訓(xùn)室GPRS系統(tǒng)的業(yè)務(wù) 除傳統(tǒng)的語(yǔ)音實(shí)時(shí)通信業(yè)務(wù)外，GPRS還有以下功能： 短信 信息查詢 移動(dòng)Internet 移動(dòng)商務(wù)、移動(dòng)銀行 視頻點(diǎn)播 網(wǎng)絡(luò)游戲 信息發(fā)布 控制家庭設(shè)備2022/8/1226技術(shù)培訓(xùn)室CDMA網(wǎng)絡(luò)原理2022/8/1227技術(shù)培訓(xùn)

9、室什么是CDMA？ CDMA是碼分多址的英文縮寫（Code Division Multiple Access）. 給每一個(gè)用戶分配一個(gè)唯一的編碼序列，用它對(duì)所承載的信息進(jìn)行編碼，即以不同的編碼序列來(lái)區(qū)別不同的用戶。2022/8/1228技術(shù)培訓(xùn)室數(shù)據(jù)、編碼信號(hào)及編碼后的數(shù)據(jù)信號(hào)數(shù)據(jù)信號(hào)編碼信號(hào)編碼后的數(shù)據(jù)信號(hào)2022/8/1229技術(shù)培訓(xùn)室CDMA技術(shù)的發(fā)展CDMA的發(fā)展分為三個(gè)時(shí)代：1、先鋒CDMA時(shí)代2、窄帶CDMA時(shí)代3、寬帶CDMA時(shí)代2022/8/1230技術(shù)培訓(xùn)室先鋒CDMA時(shí)代 早在二十世紀(jì)七十年代以前，就提出了CDMA的基本概念,如：擴(kuò)頻技術(shù)、遠(yuǎn)近效應(yīng)、抗多經(jīng)干擾的“RAKE”

10、接收技術(shù)等。2022/8/1231技術(shù)培訓(xùn)室窄帶CDMA時(shí)代 八十年代九十年代：窄帶CDMA實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、并投入商業(yè)運(yùn)行2022/8/1232技術(shù)培訓(xùn)室 1995年香港和美國(guó)CDMA公用網(wǎng)開始投入商用。 1996年韓國(guó)開始大規(guī)模開展CDMA商用網(wǎng)。 1994年，Qualcomm公司首先在天津開展技術(shù)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)。 1998年，具有14萬(wàn)容量的長(zhǎng)城CDMA商用實(shí)驗(yàn)網(wǎng)在北京、廣州、上海、西安建成，并小部分商用。 2002年底-2003初，上海CDMA-1X步入商用。2022/8/1233技術(shù)培訓(xùn)室寬帶CDMA時(shí)代1995年制定了第三代移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)。如：CDMA 2000 W-CDMA TD-SCDMA等

11、2022/8/1234技術(shù)培訓(xùn)室CDMA的關(guān)鍵技術(shù) 1、擴(kuò)頻技術(shù) 2、軟切換技術(shù) 3、功率控制技術(shù) 4、RAKE接收機(jī) 5、多用戶檢測(cè)2022/8/1235技術(shù)培訓(xùn)室CDMA又稱為擴(kuò)頻多址接入WHY? 因?yàn)榫幋a信號(hào)的帶寬比數(shù)據(jù)信號(hào)的帶寬大得多，因此編碼處理擴(kuò)展了數(shù)據(jù)信號(hào)的帶寬，這就是擴(kuò)頻調(diào)制。擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)2022/8/1236技術(shù)培訓(xùn)室擴(kuò)頻通信的基本原理框圖信源數(shù)據(jù)調(diào)制擴(kuò)頻調(diào)制擴(kuò)頻解調(diào)數(shù)據(jù)解調(diào)信息擴(kuò)頻編碼發(fā)生器擴(kuò)頻編碼發(fā)生器同步電路2022/8/1237技術(shù)培訓(xùn)室切換技術(shù)1、硬切換：先斷后通2、軟切換：先通后斷3、更軟切換： 同一小區(qū)的不同扇區(qū)間的切換2022/8/1238技術(shù)培訓(xùn)室硬切換A小

12、區(qū)B小區(qū)C小區(qū)D小區(qū)2022/8/1239技術(shù)培訓(xùn)室MSCMSCMSCABAABB2022/8/1240技術(shù)培訓(xùn)室軟切換A小區(qū)B小區(qū)C小區(qū)2022/8/1241技術(shù)培訓(xùn)室MSCMSCMSCABAABB2022/8/1242技術(shù)培訓(xùn)室軟切換的“乒乓效應(yīng)”A小區(qū)B小區(qū)C小區(qū)2022/8/1243技術(shù)培訓(xùn)室更軟切換A扇區(qū)C扇區(qū)B扇區(qū)2022/8/1244技術(shù)培訓(xùn)室功率控制的目的： 提高系統(tǒng)的容量 要求：使每個(gè)用戶到達(dá)基站的功率相同 因此，功率控制性能的好壞直接決定CDMA系統(tǒng)的容量2022/8/1245技術(shù)培訓(xùn)室功率控制“遠(yuǎn)近效應(yīng)”： 所謂“遠(yuǎn)近效應(yīng)”就是指離基站遠(yuǎn)的移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)較弱，離基站較近的移

13、動(dòng)臺(tái)的信號(hào)較強(qiáng)，強(qiáng)信號(hào)將掩蓋弱信號(hào)。2022/8/1246技術(shù)培訓(xùn)室功率控制方法：1、開環(huán)功率控制 單獨(dú)由移動(dòng)臺(tái)實(shí)現(xiàn)2、閉環(huán)功率控制 移動(dòng)臺(tái)和基站共同作用3、外環(huán)功率控制 通過(guò)計(jì)算接收幀誤率，確定信干比門限值2022/8/1247技術(shù)培訓(xùn)室功率控制原理框圖2022/8/1248技術(shù)培訓(xùn)室多徑干擾如何克服？2022/8/1249技術(shù)培訓(xùn)室RAKE接收機(jī) 通過(guò)多個(gè)相關(guān)監(jiān)測(cè)器，分別收集來(lái)自不同的方向的信號(hào)，獨(dú)立處理，最后經(jīng)過(guò)合并解調(diào)出信號(hào)。 因此： 抗多徑干擾 提高接收性能2022/8/1250技術(shù)培訓(xùn)室多用戶檢測(cè) 基于RAKE接收機(jī)原理，將所需用戶的信息恢復(fù)成語(yǔ)音信號(hào)，而將其他用戶信號(hào)視為干擾信號(hào)

14、。2022/8/1251技術(shù)培訓(xùn)室CDMA的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)1、系統(tǒng)容量大2、系統(tǒng)容量配置靈活3、通話質(zhì)量更佳4、頻率規(guī)劃簡(jiǎn)單5、“綠色手機(jī)”6、建網(wǎng)成本低7、保密性強(qiáng)2022/8/1252技術(shù)培訓(xùn)室其他移動(dòng)通信體系PHS通信系統(tǒng)SCDMA通信系統(tǒng)EDGE通信系統(tǒng)2022/8/1253技術(shù)培訓(xùn)室PHS移動(dòng)通信系統(tǒng)（小靈通）頻段：1.9GHz（1900MHz 1920MHz ）多址方式：TDMA雙工模式：TDD傳輸速率：384Kbps發(fā)射功率：基站500mW 手機(jī)10mW2022/8/1254技術(shù)培訓(xùn)室SCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)俗稱“大靈通”工作頻段：18001805MHz目前我國(guó)政府可能會(huì)用該技術(shù)實(shí)現(xiàn)“村

15、村通”工程2022/8/1255技術(shù)培訓(xùn)室EDGE通信系統(tǒng)EDGE，即增強(qiáng)型數(shù)據(jù)速率GSM演進(jìn)技術(shù)采用8-PSK（8相移鍵控）調(diào)制技術(shù)，使數(shù)據(jù)傳輸速率提高為以前的8倍如：ECSD為384kbps EGPRS為473.6kbps2022/8/1256技術(shù)培訓(xùn)室第三代的數(shù)據(jù)速率 IMT-2000規(guī)定的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率： 1、在高速移動(dòng)大范圍覆蓋條件下提供至少144Kb/s的業(yè)務(wù)； 2、在低速移動(dòng)本地覆蓋范圍條件下提供384Kb/S的業(yè)務(wù)； 3、在室內(nèi)支持2Mb/S數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。2022/8/1257技術(shù)培訓(xùn)室CDMA2000演進(jìn)途徑：IS-95AIS-95BCDMA2000-1XCDMA2000-1XEV1995年頒布 窄帶CDMA98年制定 115kbps 64kbps CDMA2000第一階段 2Mbps DO DV2022/8/1258技術(shù)培訓(xùn)室WCDMAWCDMA：Wideband CDMA有FDD和TDD兩種工作方式頻段劃分： FDD_TX：19201980MHz FDD_RX：21102170MHz TDD：19001920MHz2022/8/1259技術(shù)培訓(xùn)室TD-SCDMATD-SCDMA是目前在中國(guó)發(fā)展起來(lái)的第三代(3G)蜂窩電話標(biāo)準(zhǔn)。1999年11月被ITU接納基于TDD工作方式有以下特點(diǎn)： 1）TDD能使用各種頻