移動(dòng)通信概述(崗前培訓(xùn))

1、移動(dòng)通信概述(崗前培訓(xùn))提綱2移動(dòng)通信工作方式1移動(dòng)通信基本概念3 移動(dòng)通信系統(tǒng)分類1、目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)5WWhoever任何人Whenever任何時(shí)候Wherever任何地方Whomever 任何人Whatever任何方式2、組成固定通信網(wǎng)（有線網(wǎng)）移動(dòng)通信網(wǎng)（無線網(wǎng)）移動(dòng)通信的定義移動(dòng)通信就是指移動(dòng)體之間、移動(dòng)體與固定體之間的通信。指通信雙方或至少有一方處于運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行信息傳輸和交換的通信方式。例如包括移動(dòng)臺(tái)（汽車、火車、飛機(jī)、船艦等移動(dòng)體上）與固定臺(tái)之間通信，移動(dòng)臺(tái)與移動(dòng)臺(tái)之間，人與活動(dòng)中的人或人與移動(dòng)臺(tái)之間的通信。移動(dòng)通信技術(shù)特點(diǎn)電波傳播環(huán)境復(fù)雜 頻率范圍：短波（RF 330MHz ）甚高頻（

2、VHF，30300MHz） 和特高頻（UHF，3003000MHz）內(nèi) ，有利用更高 頻段的趨勢(shì)。 多徑傳輸：直射 反射 散射:由傳播介質(zhì)的不均勻性引起的光線或電波向四周射去的現(xiàn)象開放環(huán)境易受干擾 系統(tǒng)（設(shè)備）內(nèi)/間干擾：共道干擾、鄰道干擾、互調(diào)干擾、多址干擾，以及近地?zé)o用強(qiáng)信號(hào)壓制遠(yuǎn)地有用弱信號(hào)的現(xiàn)象等 。 自然環(huán)境干擾：天氣、氣候、天文異動(dòng)、自然災(zāi)害等 工業(yè)（電器）干擾：城市噪聲、電機(jī)點(diǎn)火、電器開關(guān)等。 人為干擾：惡意干擾移動(dòng)通信技術(shù)特點(diǎn)頻譜資源稀缺歐洲3G運(yùn)營頻段曾拍出3000億歐元天價(jià)移動(dòng)設(shè)備要求高低功耗便攜靈活低成本（復(fù)雜度）低輻射高性能（業(yè)務(wù)能力強(qiáng)）移動(dòng)通信技術(shù)特點(diǎn)系統(tǒng)復(fù)雜：以3G

3、PP R4網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為例Co-operatingNetworksUser EquipmentRadio Access NetworkCore NetworkNote: Not all interfaces areshown and namedBSCBTSUmAbisBSSFHLRDCEIRAUCEAGMSCGfGnSGSNGbGrGnSGSNGGSNGsGcGiGdIuCSMSC/VLRGHGpIuPSRNCNode BUuIurIubRNCNode BIubRNSRNSUTRANIurMECuorSIM-ME i/fUSIMSIMMSISDNPSTNPSPDNCSPDNPDN:- Intran

4、et- Extranet- Internet- X.25SMSMSC/VLRSCFMESIM-ME i/fSIMMS移動(dòng)通信技術(shù)特點(diǎn)MSCeMGWHLR/ACSMCAAAHAPDSNInternetMGWPSTN/GSM/WCDMAA10A11yyC/DNQBTS39/xx39/xxAi/DizzGMSCeCSPSC/DBSSNSSMSCe：移動(dòng)軟交換中心 AAA：鑒權(quán)、授權(quán)和計(jì)費(fèi)BSS：基站子系統(tǒng)VLR：拜訪位置寄存器SMC：短消息中心NSS：網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)MGW：媒體網(wǎng)關(guān) PDSN：分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)結(jié)點(diǎn)PS：分組交換域GMSC：關(guān)口移動(dòng)交換中心 HA：歸屬代理，是PDSN系統(tǒng)和Internet的接

5、口CS：電路交換域HLR：歸屬位置寄存器PSTN：公用電話交換網(wǎng)BSC/PCFBTSA1A2BSC/PCF系統(tǒng)復(fù)雜：3G實(shí)際網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)移動(dòng)通信技術(shù)特點(diǎn)基本組網(wǎng)設(shè)備MS：Mobile Station，移動(dòng)臺(tái)，手機(jī)、固定臺(tái)或數(shù)據(jù)卡。便攜機(jī)數(shù)據(jù)卡手機(jī)固定臺(tái)基本組網(wǎng)設(shè)備BTS： Base Station Transceiver，基站，主要完成無線信號(hào)的收發(fā)功能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)和移動(dòng)臺(tái)之間的通信。3601小基站3606基站防雷保護(hù)器主饋線走線架板狀天線抱桿室外饋線室內(nèi)超柔饋線基站主設(shè)備天饋系統(tǒng)基本組網(wǎng)設(shè)備BSC：Base Station Controller，基站控制器，完成呼叫處理、移動(dòng)性管理（例如：登記）、

6、切換、功率控制、無線資源管理等功能?；窘M網(wǎng)設(shè)備MSC：Mobile Switching Center，移動(dòng)交換中心，主要負(fù)責(zé)呼叫的處理、用戶移動(dòng)性管理（例如：漫游）。VLR：Visitor Location Register，拜訪位置寄存器，一般與MSC合設(shè)，在處理用戶呼叫時(shí)，MSC從VLR獲取用戶信息，如：位置信息、業(yè)務(wù)能力等。基本組網(wǎng)設(shè)備HLR：Home Location Register，歸屬位置寄存器，保存用戶信息，包括永久信息和臨時(shí)狀態(tài)信息，如：ESN、MDN、簽約的業(yè)務(wù)信息、當(dāng)前位置、狀態(tài)信息等），一個(gè)HLR對(duì)應(yīng)多個(gè)VLR。網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備GMSC：Gateway MSC，網(wǎng)關(guān)MSC

7、，PLMN和PSTN的接口設(shè)備。TMSC：Trunk MSC，中繼MSC，多個(gè)PLMN間通過TMSC互連。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)設(shè)備PCF：Packet Control Function，分組控制功能，無線接入網(wǎng)與PDSN之間的數(shù)據(jù)報(bào)傳遞。PDSN：Packet Data Serving Node，分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(diǎn)，是無線網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)之間的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了無線網(wǎng)絡(luò)與分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)傳遞。主要功能包括用戶數(shù)據(jù)的路由，用戶數(shù)據(jù)會(huì)話的建立、保持、釋放等。AAA：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的鑒權(quán)、授權(quán)和計(jì)費(fèi)功能。AN-AAA：專門用于EVDO終端的接入鑒權(quán)。PDSN機(jī)柜PDSN機(jī)框AAA/AN-AAASGSN（服務(wù)GPRS支

8、持節(jié)點(diǎn)）SGSN（服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)）是PS域功能節(jié)點(diǎn)，它通過Iu_PS接口與RAN相連，通過Gn/Gp接口與GGSN相連，通過Gr接口與HLR/AUC相連，通過Gs接口與MSC/VLR，通過CAP接口與SCP相連，通過Gd接口與SMC相連，通過Ga接口與CG相連，通過Gn/Gp接口與SGSN相連。SGSN的主要功能是提供PS域的路由轉(zhuǎn)發(fā)、移動(dòng)性管理、會(huì)話管理、鑒權(quán)和加密等功能。功能GTP 隧道; 移動(dòng)性和分組呼叫管理終結(jié) Iu-ps, Gn, Gp, Gr, Ga 接口CAMEL Phase 3 PS域預(yù)付費(fèi)服務(wù)服務(wù)質(zhì)量(QoS)協(xié)商高性能40Gbps 內(nèi)部分組交換 （將來70 Gbps)

9、靈活的接口配置(FE、GE、PoS、ATM等)支持900K負(fù)載用戶 SGSN設(shè)備SGSNGGSN（網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)）GGSN（網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)）是PS域功能節(jié)點(diǎn)，通過Gn/Gp接口與SGSN相連，通過Gi接口與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（Internet /Intranet）相連。GGSN提供數(shù)據(jù)包在移動(dòng)網(wǎng)和外部數(shù)據(jù)網(wǎng)之間的路由和封裝。GGSN主要功能是同外部IP分組網(wǎng)絡(luò)的接口功能，GGSN需要提供UE接入外部分組網(wǎng)絡(luò)的關(guān)口功能，從外部網(wǎng)的觀點(diǎn)來看，GGSN就好象是可尋址移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中所有用戶IP的路由器，需要同外部網(wǎng)絡(luò)交換路由信息。功能支持Gn接口的GTP (v0/v1)隧道協(xié)議在Gi接口支持眾多IE

10、TF協(xié)議路由協(xié)議: RIP, OSPF, BGP4隧道協(xié)議: L2TP and IPSec (DES/3DES)通過RADIUS提供用戶鑒權(quán)計(jì)費(fèi)Ga接口到計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)熱計(jì)費(fèi) 高容量1百萬GTP隧道 875kpps吞吐量GGSN設(shè)備GGSN eNBMMEServing GWPDN GW無線資源管理IP頭壓縮和用戶數(shù)據(jù)流加密UE附著時(shí)的MME選擇用戶面數(shù)據(jù)向S-GW的路由尋呼消息和廣播信息的調(diào)度和發(fā)送移動(dòng)性測(cè)量和測(cè)量報(bào)告的配置NAS信令處理NAS信令的安全保護(hù)3GPP內(nèi)不同節(jié)點(diǎn)之間的移動(dòng)性管理空閑移動(dòng)終端的跟蹤和可達(dá)TA List管理PDN GW和Serving GW選擇MME和SGSN的選擇合法監(jiān)聽

11、漫游控制安全認(rèn)證承載管理eNodeB之間的切換的本地錨點(diǎn)E-UTRAN空閑模式下數(shù)據(jù)緩存以及觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)側(cè)Service Request流程合法監(jiān)聽數(shù)據(jù)包路由和轉(zhuǎn)發(fā)上下行傳輸層數(shù)據(jù)包標(biāo)記基于用戶和QCI力度的統(tǒng)計(jì)（用于運(yùn)營商間計(jì)費(fèi)）基于用戶、PDN和QCI力度的上行和下行的計(jì)費(fèi)基于用戶的包過濾合法監(jiān)聽IP地址分配上下行傳輸層數(shù)據(jù)包標(biāo)記PCCnon-GBR的基于AMBR的下行速率控制GBR的基于MBR的下行速率控制DHCPv4和DHCPv6（client、server）上行和下行的承載綁定上行承載綁定校驗(yàn)類似SGSN的控制面功能類似SGSN的用戶面功能類似GGSN的功能E-UTRAN（Evolved

12、 UTRAN，演進(jìn)的無線接入網(wǎng)）E-UTRAN可以提供更高的上下行速率，更低的傳輸延遲和更加可靠的無線傳輸。E-UTRAN中包含的網(wǎng)元是eNodeB（Evolved NodeB，演進(jìn)的NodeB），為終端的接入提供無線資源。 S3/S4 SGSN（Service GPRS Supporting Node，服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)）S3/S4 SGSN為臨時(shí)存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)的服務(wù)器，負(fù)責(zé)管理和存儲(chǔ)UE相關(guān)信息，如UE用戶標(biāo)識(shí)、移動(dòng)性管理狀態(tài)、用戶安全參數(shù)等，為用戶分配臨時(shí)標(biāo)識(shí)。完成用戶安全功能，完成用戶移動(dòng)性管理功能和會(huì)話管理功能，處理SGSN和UE之間的所有非接入層消息。移動(dòng)通信基本組網(wǎng)設(shè)備（九）HS

13、S（Home Subscriber Server，歸屬用戶服務(wù)器）HSS存儲(chǔ)并管理用戶簽約數(shù)據(jù)，包括用戶鑒權(quán)信息、位置信息及路由信息。PCRF（Policy and Charging Rule Functionality，策略和計(jì)費(fèi)規(guī)則功能實(shí)體）PCRF功能實(shí)體主要根據(jù)業(yè)務(wù)信息和用戶簽約信息以及運(yùn)營商的配置信息產(chǎn)生控制用戶數(shù)據(jù)傳遞的QoS（Quality of Service，服務(wù)質(zhì)量）規(guī)則以及計(jì)費(fèi)規(guī)則。該功能實(shí)體也可以控制接入網(wǎng)中承載的建立和釋放。移動(dòng)通信基本組網(wǎng)設(shè)備（九）提綱2移動(dòng)通信工作方式1移動(dòng)通信基本概念3 移動(dòng)通信系統(tǒng)分類單向通信方式 通信雙方中的一方只能接收信號(hào)，而另一方只能發(fā)送

14、信號(hào)，不能互逆。 收信方不能對(duì)發(fā)信方直接進(jìn)行信息反饋。 無線尋呼系統(tǒng)就采用這種工作方式。雙向通信方式單工通信3.雙工通信2.半雙工通信（1）單工制：?jiǎn)晤l（同頻）單工 移動(dòng)通信的雙方只能交替地進(jìn)行發(fā)信和收信，不能同時(shí)進(jìn)行。常用的對(duì)講機(jī)就采用這種通信方式。單頻：通信的雙方使用相同的工作頻率單工：通信雙方的操作采用“按講”方式平時(shí)，雙方的接收機(jī)均處于守聽狀態(tài)。如果A方需要發(fā)話，可按“按講”開關(guān)，關(guān)掉A方接收機(jī)，使其發(fā)射機(jī)工作，這時(shí)由于B方接收機(jī)處于守聽狀態(tài)，即可實(shí)現(xiàn)由A至B的通話；同理，也可實(shí)現(xiàn)由B至A的通話。收發(fā)使用同一個(gè)頻率的按鍵通信方式發(fā)送時(shí)不能接收，接收時(shí)不能發(fā)送（2）半雙工制：指通信的雙方

15、，有一方（如A方）使用雙工方式，即收發(fā)信機(jī)同時(shí)工作，且使用兩個(gè)不同的頻率而另一方（如B方），則采用雙頻單工方式，即收發(fā)信機(jī)交替工作半雙工制主要用于汽車調(diào)度、集群調(diào)度系統(tǒng)（3）雙工制：通信的雙方收發(fā)信機(jī)均同時(shí)工作，即任意一方在發(fā)話的同時(shí)也能收到對(duì)方的話音目前移動(dòng)通信系統(tǒng)都采用這種制式分類：頻分雙工 （FDD）：GSM使用時(shí)分雙工 （TDD）：TD-SCDMA使用FDD、TDD頻分雙工FDD（freguency division duplex）：對(duì)于接收和發(fā)送通道，利用兩個(gè)不同的頻率。兩個(gè)工作頻率之間的間隔稱為“雙工間隔”。時(shí)分雙工TDD（time division duplex）：對(duì)于接收和發(fā)送

16、通道，利用兩個(gè)不同的時(shí)隙。在3G中:TD-SCDMA采用了：TDDWCDMA 采用了：FDD+TDD (商用的都是FDD)CDMA2000 采用了：FDD4G:LTE FDD;TD-LTEFDD TDDFDD:收發(fā)采用兩個(gè)不同的頻率，f1,f2之間有一定的頻率間隔（避免發(fā)射機(jī)和接收機(jī)干擾），采用這種制式的移動(dòng)臺(tái)需要天線共用裝置雙工器優(yōu)點(diǎn)：a.由于發(fā)送頻帶和接收頻帶有一定的間隔，所以發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的干擾可以大大降低b.使用方便，不需收發(fā)按鍵控制操作c.適宜多頻道（即多用戶）同時(shí)工作的系統(tǒng)，這些頻道在頻率上互相分開，互不重疊缺點(diǎn)：由于發(fā)射機(jī)通常處于連續(xù)發(fā)射狀態(tài)，電源耗電量較大 TDD：通信雙方

17、分別在自身控制器的控制下，以1個(gè)時(shí)隙發(fā)信，以另一個(gè)時(shí)隙收信的方式進(jìn)行通信優(yōu)點(diǎn)：提高了頻譜利用率缺點(diǎn)：技術(shù)比較復(fù)雜TDD的優(yōu)勢(shì)：不需要成對(duì)的頻率，能使用各種頻率資源，適用于不對(duì)稱的上下行數(shù)據(jù)傳輸速率，特別適用于IP型的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 頻譜利用效率更高，系統(tǒng)地容量更大上下行工作于同一頻率，電波傳播的對(duì)稱特性使之便于使用智能天線等新技術(shù)，達(dá)到提高性能、降低成本的目的智能天線波束賦形技術(shù)，利用空間隔離進(jìn)行資源復(fù)用，為空分多址接入(SDMA)技術(shù)開辟了新的局面,接入的多個(gè)用戶可以使用完全相同的頻率、時(shí)隙和碼道資源，因而有效提升了系統(tǒng)容量覆蓋范圍更廣，特別適合農(nóng)村等地區(qū)設(shè)備成本較低，比FDD系統(tǒng)低20%-50%

18、 但是，TDD在高速移動(dòng)時(shí)具有先天的弱勢(shì)：FDD是連續(xù)控制的系統(tǒng)，TDD是時(shí)間分隔控制的系統(tǒng)：TDD在高速移動(dòng)時(shí)，多普勒效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致快衰落，速度越高，衰落變換頻率越高，衰落深度越深。在目前芯片處理速度和算法的基礎(chǔ)上：當(dāng)數(shù)據(jù)率為144kb/s時(shí)，TDD的最大移動(dòng)速度可達(dá)250km/h，與FDD系統(tǒng)相比還有一定差距。國際電信聯(lián)盟（ITU）要求：TDD系統(tǒng)移動(dòng)速度達(dá)到120km/hFDD系統(tǒng)移動(dòng)速度達(dá)到500km/h提綱2移動(dòng)通信工作方式1移動(dòng)通信基本概念3 移動(dòng)通信系統(tǒng)分類 按使用對(duì)象可分為民用設(shè)備和軍用設(shè)備； 按使用環(huán)境可分為陸地通信、海上通信和空中通信； 按多址方式可分為頻分多址（FDMA）、時(shí)

19、分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA）等； 按覆蓋范圍可分為廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)、局域網(wǎng)和個(gè)域網(wǎng)； 按業(yè)務(wù)類型可分為 網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)和綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)； 按工作方式可分為同頻單工、同頻雙工、異頻單工、異頻雙工和半雙工； 按服務(wù)范圍可分為專用網(wǎng)和公用網(wǎng)； 按信號(hào)形式可分為模擬網(wǎng)和數(shù)字網(wǎng)。移動(dòng)通信的分類幾種主要分類方法：實(shí)際使用的移動(dòng)通信系統(tǒng)航空（航天）通信系統(tǒng)航海通信系統(tǒng)、陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)： 無線尋呼系統(tǒng)、無繩 系統(tǒng)、集群移動(dòng)通信系統(tǒng)和蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)國際衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)（INMARSAT)無線尋呼系統(tǒng)無繩 系統(tǒng)集群移動(dòng)通信系統(tǒng)移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)組成：無線尋呼控制中心尋呼發(fā)射臺(tái)（基站）尋呼接收機(jī)

20、（BB機(jī)、BP機(jī)）工作方式：人工手動(dòng)無線尋呼系統(tǒng)無繩 是一種以有線 網(wǎng)為依托的通信方式，是有線 網(wǎng)的無線延伸。無繩 具有發(fā)射功率小、省電、設(shè)備簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，因而發(fā)展十分迅速，目前已經(jīng)形成了多種數(shù)字式無繩 系統(tǒng)。無繩 為了防止彼此干擾，發(fā)射功率較低。一般而言，基站輸出功率小于1W，手機(jī)發(fā)射功率小于，所以有效服務(wù)范圍有限。通常在室外開闊地帶約為200m，樓群間約為100m，室內(nèi)約為50m。歐洲數(shù)字無繩 系統(tǒng)（DECT）個(gè)人手持 系統(tǒng)（PHS）個(gè)人接入通信系統(tǒng)（PACS）在我國應(yīng)用比較廣泛的“小靈通”采用了PHS協(xié)議，是屬于無繩 衍生的通信手段。集群移動(dòng)通信系統(tǒng)屬于調(diào)度系統(tǒng)的專用通信網(wǎng)。集群移動(dòng)通信系統(tǒng)采用的基本技術(shù)是頻率公用技術(shù)。集群移動(dòng)通信系統(tǒng)采用半雙工工作方式。集群移動(dòng)通信系統(tǒng)主要以無線用戶為主，即以調(diào)度臺(tái)與移動(dòng)臺(tái)之間的通話為主。集群移動(dòng)通信系統(tǒng)屬于專用移動(dòng)通信網(wǎng)，適用于在各個(gè)行業(yè)（或幾個(gè)行業(yè)合用）中間進(jìn)行調(diào)度和指揮，對(duì)網(wǎng)中的不同用戶常常賦予不同的優(yōu)先等級(jí)。作用：公共汽車、公安、消防等的調(diào)度特點(diǎn)：基站天線高度為幾十米至百余米，覆蓋半徑為305