傳輸與接入專業(yè)(一)傳輸技術(shù)

1、傳輸與接入專業(yè) 第一章 傳輸技術(shù)9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心教 學(xué) 內(nèi) 容自測訓(xùn)練題9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心第一章 傳輸技術(shù) 第一節(jié) 藍(lán)牙無線通信技術(shù) 第二節(jié) 第三代移動通信技術(shù) 第三節(jié) 自動光交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心第一節(jié) 藍(lán)牙無線通信技術(shù) 一、藍(lán)牙技術(shù)概述 二、藍(lán)牙系統(tǒng)組成 三、藍(lán)牙系統(tǒng)的配置環(huán)境 四、藍(lán)牙系統(tǒng)的設(shè)計方案9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心藍(lán)牙其內(nèi)涵是將計算機、通信和家電等行業(yè)各自為戰(zhàn)的局面統(tǒng)一起來。藍(lán)牙是一種全新的無線數(shù)據(jù)交換技術(shù)，它使各種電子設(shè)備與家用電器融為一體，省卻了各種數(shù)字設(shè)備之間

2、需要經(jīng)過復(fù)雜的軟件安裝與調(diào)試的有線連接過程，并且在技術(shù)上做到了緊緊咬合，無縫連接。藍(lán)牙是一種開放的技術(shù)規(guī)范，它可在世界上的任何地方實現(xiàn)短距離的無線語音和數(shù)據(jù)通信。 第一節(jié)、 藍(lán)牙無線通信技術(shù) 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心藍(lán)牙技術(shù)的關(guān)鍵點主要體現(xiàn)在以下七面：開放性。由藍(lán)牙特殊利益集團(SIG)制定的藍(lán)牙無線通信的規(guī)范完全是公開的和共享的。只要是SIG的成員，都有權(quán)無償使用藍(lán)牙的新技術(shù)，而且藍(lán)牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制訂后，任何廠商都可以無償?shù)啬脕砩a(chǎn)產(chǎn)品，只要產(chǎn)品通過SIG組織的測試并符合藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)后即可投放市場。短距離。藍(lán)牙無線技術(shù)通信距離較短，一般為10m，消耗功率極低。無線性。藍(lán)牙通過無

3、線的方式連成一個個人網(wǎng)絡(luò)，省去了用戶接線，在各種便攜設(shè)備之間實現(xiàn)無縫的資源共享。9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心藍(lán)牙產(chǎn)品的互操作性和兼容性。藍(lán)牙產(chǎn)品在滿足藍(lán)牙規(guī)范的前提下，還必須通過SIG的認(rèn)證程序才能走向市場，保證不同公司的藍(lán)牙產(chǎn)品，可以實現(xiàn)互操作和數(shù)據(jù)共享，達到完全兼容的目的。語音和數(shù)據(jù)。藍(lán)牙無線通信同時支持語音和數(shù)據(jù)傳輸，以其中的一種方式或兩種方式同時使用。對人體安全影響不大。藍(lán)牙產(chǎn)品的輸出功率僅為1mw，輸出只有很小一部分被入體吸收。工作于世界上的任何地方。藍(lán)牙工作在全球通用的2.45 GHz ISM頻段上，因為ISM是工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)免付費、免申請的無線電頻段，所以無論

4、身在何處，利用藍(lán)牙無線通信的設(shè)備不需考慮頻率受限制的問題。9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心一、藍(lán)牙技術(shù)概述 1、技術(shù)參數(shù) 2、通信與調(diào)制方式 3、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 4、語音信道 5、藍(lán)牙與相關(guān)設(shè)備的連接 6、藍(lán)牙技術(shù)的特點9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心 1、技術(shù)參數(shù)(1) 工作頻段藍(lán)牙工作在全球通用的2.4GHz ISM頻段。為了保證在噪雜的無線環(huán)境中安全可靠地工作，藍(lán)牙特別設(shè)計了“快速確認(rèn)”和“跳頻”方案以確保鏈路穩(wěn)定?！疤l”技術(shù)是把頻帶分成若干個跳頻信道，在一次連接中，無線電收發(fā)器按一定的碼序列(偽隨機碼)不斷地從一個信道“跳”到另一個信道，只有收發(fā)雙方是按這個

5、規(guī)律進行通信的，而其他的干擾不可能按同樣的規(guī)律進行干擾；在理論上，這種跳頻每秒為1600次，系統(tǒng)有78個可能的信道。 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心 (2) 傳輸距離藍(lán)牙技術(shù)傳輸距離有三種類型： 當(dāng)功率為100mW時，傳輸距離是100m； 當(dāng)功率為25 mW時，傳輸距離是10m； 當(dāng)傳輸距離為1 mW時，傳輸距離是10cm。 (3)傳輸速率在理想條件下藍(lán)牙技術(shù)的傳輸速率可達1Mb/s。然而由于錯誤校正和其他的環(huán)境因素，真正的傳輸速率大約為700到800kb/s，不過這對替代電纜的藍(lán)牙技術(shù)來說已經(jīng)足夠了。一些其他的因素也能影響藍(lán)牙的速度，其他2.4GHz設(shè)備的存在，如一個IEEE

6、802.11b的WAN就能降低藍(lán)牙技術(shù)的性能。 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心2、通信方式和調(diào)制方式 (1)通信方式藍(lán)牙采用無線通信方式。藍(lán)牙程序一般寫在一個9mm9mm的微芯片中，通過它可以使在半徑10m方圓里的信息設(shè)備(個入電腦、手機電話、PDA、打印機及傳真機等)以無線方式進行通信和信息交換。藍(lán)牙使用時,先由配備了藍(lán)牙的設(shè)備搜索出位于半徑10m以內(nèi)的另外一臺配備藍(lán)牙的設(shè)備，經(jīng)過雙方認(rèn)證后就可以用無線方式進行通信。 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心 (2)調(diào)制方式藍(lán)牙采用FM調(diào)制方式。以時分雙工方式(TDD)進行全雙工通信，其基帶協(xié)議是電路交換和分組交換的組合

7、。一個調(diào)頻頻率發(fā)送一個同步分組，每個分組占用一個時隙，實際上可以被擴展到五個時隙。藍(lán)牙技術(shù)支持一個異步數(shù)據(jù)信道(ACL)，或三個并發(fā)的同步語音信道(SCO)，還可以用一個信道同時傳送異步數(shù)據(jù)和同步語音。每個語音信道支持64 kb/s同步語音；異步信道可以支持一端最大速率為721 kb/s，而另一端速率為57.6kb/s的不對稱連接，也可以支持432.6kb/s的對稱連接。采用前向糾錯(FEC)編碼技術(shù)，包括1/3FEC、2/3FEC和自動重發(fā)請求(ARQ)，目的是減少重發(fā)次數(shù)，減少遠(yuǎn)距離傳輸時的隨機噪聲影響。9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心 3、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 藍(lán)牙系統(tǒng)能支持兩種連

8、接，即點對點連接和點對多點連接，形成兩種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：微微網(wǎng)(Piconet)和散射網(wǎng)Scatternet)。 (a)只有一個從設(shè)備的微微網(wǎng) (b)多個從設(shè)備的微徽網(wǎng) (c)散射網(wǎng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖MasterSlave(a)(b)(c)9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心在一個微微網(wǎng)中，只有一個主單元(Master)，最多支持七個從單元(Slave)與Master建立通信，Master靠不同的跳頻序列來識別每一個Slave，并與之通信。若干個Piconet形成了一個散射網(wǎng)絡(luò)，如果一個藍(lán)牙設(shè)備單元在一個Piconet中是一個Master，在另一個Piconet中可能就是一個Slave

9、。幾個Piconet可以被連接在一起，靠跳頻順序識別每個Piconet。同一Piconet的所有用戶都與這個跳頻順序同步。其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以被描述為“多Piconet”結(jié)構(gòu)。在一個“多Piconet”結(jié)構(gòu)中，在帶有10個全負(fù)載的獨立的Piconet的情況下，全雙工數(shù)據(jù)速率超過6Mb/s。 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心 4、語音信道 語音信道采用連續(xù)可變斜率增量調(diào)制(CVSD)語音編碼方案，不重發(fā)語音數(shù)據(jù)包。CVSD編碼擅長處理被丟失和被損壞的語音采樣，既使比特錯誤率達到4，CVSD編碼的語音還是可聽的。 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心 5、藍(lán)牙與相關(guān)設(shè)備的連接 (

10、1)藍(lán)牙與PC的連接 藍(lán)牙規(guī)范接口可以直接集成到筆記本電腦，或者通過PC卡或USB接口連接。筆記本電腦的使用模型包括：通過藍(lán)牙蜂窩電話連接遠(yuǎn)端網(wǎng)絡(luò)；利用藍(lán)牙蜂窩電話做揚聲器；藍(lán)牙筆記本電腦、手持機和移動電話間的商用卡交易；藍(lán)牙筆記本電腦、手持機和移動電話間的時間同步。藍(lán)牙是一個獨立的操作系統(tǒng)，不與任何操作系統(tǒng)捆綁，適用于幾種不同商用操作系統(tǒng)的藍(lán)牙規(guī)范正在完善中。9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心(2)藍(lán)牙與電話的連接 藍(lán)牙規(guī)范接口可以直接集成到蜂窩電話中或通過附加設(shè)備連接。電話的使用模型包括： 通過藍(lán)牙無線耳機實現(xiàn)電話的免提功能；與筆記本電腦和手持機的無電纜連接；與其他藍(lán)牙電話、筆

11、記本電腦和手持機的商用卡交易；與信任的藍(lán)牙筆記本電腦或手持機自動同步地址簿 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心(3)藍(lán)牙與其他設(shè)備的連接其他藍(lán)牙設(shè)備的使用模型包括：耳機；手持機和其他便攜設(shè)備；入機接口設(shè)備；數(shù)據(jù)及語音接入點。9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心6、藍(lán)牙技術(shù)特點 (1)藍(lán)牙最突出的魅力在于簡單易用，操作順序：由一臺配備了藍(lán)牙技術(shù)的通信設(shè)備，搜索出位于半徑10m以內(nèi)的另外一臺配備藍(lán)牙技術(shù)的設(shè)備，經(jīng)過雙方認(rèn)證后就可以進行通信。 (2)在通信速度及通信距離方面，與用于無線LAN的IEEE802.11b的傳輸速度11Mb/s和距離50m相比，藍(lán)牙的傳輸速度為1Mbb

12、/s，但通信距離只有10m。 (3)價格相對較高。由于該項技術(shù)的綜合成本很高，因而導(dǎo)致一些嵌入藍(lán)牙技術(shù)模塊設(shè)備的成本增高。 (4)通訊距離極其有限。藍(lán)牙無線通信有效距離較短，一般為10m左右，這也是目前藍(lán)牙技術(shù)迫切需要研究和解決的一個問題。 (5)藍(lán)牙的傳輸速度并不是最快，而且入們普遍認(rèn)為藍(lán)牙技術(shù)存在兼容性和安全性差的缺點。9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心二、藍(lán)牙系統(tǒng)的組成 1、無線射頻單元 2、鏈路控制基帶單元 3、鏈路管理單元 4、軟件結(jié)構(gòu)單元9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心藍(lán)牙系統(tǒng)由無線射頻、鏈路控制(基帶)、鏈路管理和軟件結(jié)構(gòu)四個功能單元組成。1、無線射頻單

13、元 藍(lán)牙系統(tǒng)天線指標(biāo)是按0dBm設(shè)計的，根據(jù)FCC(美國聯(lián)邦通信委員會)有關(guān)電平為0dBm的ISM頻段的標(biāo)準(zhǔn)。由于采用擴頻技術(shù)，發(fā)射功率可達到100 mW。系統(tǒng)最大的跳頻速率為1600 跳/秒，在2.402 GHz和2.480GHz之間，采用79個間隔為1 MHz的頻點來實現(xiàn)。系統(tǒng)的設(shè)計通信范圍為10cm到10m，但是通過增大發(fā)送功率可以將范圍擴大至100m。9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心2、鏈路控制(基帶)單元鏈路控制(基帶)單元的主要功能包括：(1)建立網(wǎng)絡(luò)連接鏈路控制(基帶)單元(2)差錯控制(3)鑒權(quán)和保密 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心(1)建立網(wǎng)絡(luò)連

14、接鏈路控制(基帶)單元 在Piconet內(nèi)的連接被建立之前，所有的設(shè)備都處于待機(Standby)狀態(tài)。在待機狀態(tài)下，未連接單元每隔1.28 s周期性地監(jiān)聽信息。每當(dāng)一個設(shè)備被激活，它就監(jiān)聽規(guī)劃給該單元32個跳頻頻點。9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心作為Master的設(shè)備首先初始化連接程序，如果地址已知，則通過呼叫(Page)消息建立連接，如果地址未知，則通過一個后接Page消息的Inquiry(查詢)消息建立連接。在最初的呼叫狀態(tài)，Master單元將在分配給被呼叫單元的16個跳頻頻點上發(fā)送一串16個相同的Page消息。如果沒有應(yīng)答，Master則按照激活次序在剩余16個頻點上繼

15、續(xù)呼叫。 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心對于Piconet中已經(jīng)處于連接的設(shè)備，如果在較長一段時間內(nèi)沒有數(shù)據(jù)傳輸，藍(lán)牙還支持節(jié)能工作模式。 Master可以把Slave置為Hold(保持)模式，除Hold模式外，藍(lán)牙還支持另外兩種節(jié)能工作模式：Sniff(呼吸)模式和Park(休眠)模式。各種節(jié)能模式按照電源能耗由低到高的排列依次是：休眠模式保持模式呼吸模式。9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心藍(lán)牙基帶技術(shù)支持兩種連接類型：同步面向連接(SCO)類型(主要用于傳送語音)；異步無連接(ACL)類型(主要用于傳送數(shù)據(jù)包)。同一個Piconet中不同的主從對可以使用不同的連

16、接類型，而且在一個階段內(nèi)還可以任意改變連接類型。每個連接類型最多可以支持16種不同類型的數(shù)據(jù)包，其中包括四個控制分組，這一點對SCO和ACL來說都是相同的。兩種連接類型都使用TDD(時分雙工傳輸方案)實現(xiàn)全雙工傳輸。9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心同步面向連接(SCO)的功能和作用 SCO連接為對稱連接，利用保留時隙傳送數(shù)據(jù)包。連接建立后，Master和Slave可以未被選中就發(fā)送SCO數(shù)據(jù)包。SCO數(shù)據(jù)包既可以傳送語音，也可以傳送數(shù)據(jù)，但在傳送數(shù)據(jù)時，只用于重發(fā)被損壞的那部分?jǐn)?shù)據(jù)。 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心異步無連接(ACL)的功能和作用ACL鏈路定向發(fā)送

17、數(shù)據(jù)包，它既支持對稱連接，也支持不對稱連接。Master負(fù)責(zé)控制鏈路帶寬，并決定Piconet中的每個Slave可以占用多少帶寬和連接的對稱性。Slave只有被選中時才能傳送數(shù)據(jù)。ACL鏈路也支持接收Master發(fā)給Piconet中所有Slave的廣播消息。 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心(2)差錯控制基帶控制器有三種糾錯方案： 13比例前向糾錯(FEC)碼； 23比例前向糾錯碼； 數(shù)據(jù)的自動請求重發(fā)方案。FEC方案的目的是減少數(shù)據(jù)重發(fā)的次數(shù)，降低數(shù)據(jù)傳輸負(fù)載。要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無差錯傳輸，F(xiàn)EC就必然要生成一些不必要的開銷比特，從而降低數(shù)據(jù)的傳送效率。在無編號的ARQ方案中，在一個

18、時隙中傳送的數(shù)據(jù)必須在下一個時隙獲得收到消息的確認(rèn)。只有數(shù)據(jù)在收端通過了報頭錯誤檢測和循環(huán)冗余檢測后認(rèn)為無錯后，才向發(fā)端發(fā)回確認(rèn)消息，否則返回一個錯誤消息。9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心(3)鑒權(quán)和保密藍(lán)牙基帶部分在物理層為用戶提供保護和信息保密機制。鑒權(quán)基于“請求響應(yīng)”運算法則。鑒權(quán)是藍(lán)牙系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分，它允許用戶為個人的藍(lán)牙設(shè)備建立一個信任域，比如只允許主人自己的筆記本電腦通過主人自己的移動電話通信。加密被用來保護連接中的個人信息。密鑰由程序的高層來管理。網(wǎng)絡(luò)傳送協(xié)議和應(yīng)用程序，可以為用戶提供一個較強的安全機制。9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心3、鏈路管理單

19、元鏈路管理(LM)軟件模塊提供如下服務(wù)功能：(1)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)；(2)設(shè)備號請求,能夠有效地查詢和報告長度最大可達16位的設(shè)備ID；(3)鏈路地址查詢；(4)建立連接；(5)鑒權(quán)；9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心(6)鏈路模式協(xié)商和建立，比如數(shù)據(jù)模式或者語音數(shù)據(jù)模式；(7)決定幀的類型；(8)將設(shè)備設(shè)為Sniff模式，工作在在Sniff模式的設(shè)備只接收M時隙的數(shù)據(jù)，M時隙的位置是由LM協(xié)商決定的，Master只能有規(guī)律地在特定的時隙發(fā)送數(shù)據(jù)；(9)將設(shè)備設(shè)為Hold模式，工作在Hold模式的設(shè)備為了節(jié)能在一個較長的周期內(nèi)停止接收數(shù)據(jù)，平均每4秒激活一次鏈路，它由LM定義、LC(

20、鏈路控制器)具體操作；(10)當(dāng)設(shè)備不需要傳送或接收數(shù)據(jù)但仍需保持同步時，將設(shè)備設(shè)為暫停模式。處于暫停模式的設(shè)備周期性地激活并跟蹤同步，并檢查Page消息。 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心4、軟件結(jié)構(gòu)單元軟件結(jié)構(gòu)需有如下功能：(1)設(shè)置及故障診斷工具；(2)能自動識別其他設(shè)備；(3)取代電纜連接；(4)與外設(shè)通信；(5)音頻通信與呼叫控制；(6)商用卡的交易與號簿網(wǎng)絡(luò)協(xié)議9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心藍(lán)牙系統(tǒng)的配置主要有建筑環(huán)境的配置和會議室環(huán)境的配置(或只是桌面到桌面環(huán)境的配置)。建筑環(huán)境的配置可使用戶在各處都能得到藍(lán)牙的好處，不過如果準(zhǔn)備進行建筑環(huán)境的配置，

21、并擁有或計劃配置一個無線LAN的時候，需要考慮這兩項技術(shù)間可能的互相于擾。會議室環(huán)境配置帶來了特別的文件共享以及其他的優(yōu)點。然而，會議室配置也能應(yīng)答無線環(huán)境，不過是在一個很小的范圍之內(nèi)。三、 藍(lán)牙系統(tǒng)的配置環(huán)境 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心四、藍(lán)牙系統(tǒng)的設(shè)計方案 1、藍(lán)牙軟件設(shè)計方案 2、藍(lán)牙硬件解決方案 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心1、藍(lán)牙軟件設(shè)計方案根據(jù)藍(lán)牙協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)，藍(lán)牙系統(tǒng)軟件配置如圖所示。 HCI鏈路管理器基帶RFHCIHCI驅(qū)動器 L2CAPSDPRFCOMM其他層 OS適配器應(yīng)用用戶OS9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心1、藍(lán)牙

22、軟件設(shè)計方案支持藍(lán)牙低層協(xié)議的程序以目標(biāo)碼格式存放在基帶模塊的處理器中，主機的處理器支持上層協(xié)議的原程序。實現(xiàn)藍(lán)牙系統(tǒng)時，需要取得上層協(xié)議的原程序，并將其集成到主機的應(yīng)用程序中去。主機通過HCI和低層協(xié)議進行通信。在進行藍(lán)牙系統(tǒng)設(shè)計時，外購的RF和基帶技術(shù)，也得到了LM，HCI和低層協(xié)議，但是需要在主機的應(yīng)用軟件中安裝HCI驅(qū)動器和其他上對藍(lán)牙的支持。此外一些嵌入式的藍(lán)牙系統(tǒng)低層協(xié)議和上層協(xié)議都集成在單藍(lán)牙層協(xié)議軟件(如L2CAP，SDP，RFCOMM等)，才能實現(xiàn)主機芯片內(nèi)。9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心 2、藍(lán)牙硬件解決方案 現(xiàn)在各個公司推出一般的硬件解決方案都包含四個模塊

23、：RF；Baseband；Micro control1er；Memory。許多公司根據(jù)自己的芯片制造工藝，有三種系統(tǒng)集成方案：一是單芯片，即四個模塊集成在一個芯片內(nèi)；二是四芯片，即每個模塊集成在一個芯片內(nèi)；三是三芯片，即RF和Memory分別集成在各自芯片，而Baseband和Micro controller集成在一個芯片內(nèi)。9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心藍(lán)牙典型的應(yīng)用無需電纜的計算機、超級耳機、三合一電話、交互式會議、互聯(lián)網(wǎng)橋、即插卡和隱蔽計算等。1、無需電纜的計算機藍(lán)牙無線通信的根本目的就是替代電纜。使用有線電纜的設(shè)備，最典型的是臺式計算機。2、超級耳機藍(lán)牙技術(shù)為了支持語音

24、通信而產(chǎn)生了這種使用模型。超級耳機的一大優(yōu)勢是可移動性。頭戴耳機的入不再被固定在音頻設(shè)備的旁邊，而是可以自由地在行進中保持通話。超級耳機的另外一大優(yōu)勢是允許多個設(shè)備共享一個耳機。五、藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心3、三合一電話三合一電話使用模型是指一個移動電話能當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)方式的蜂窩電話使用，當(dāng)連接到一個語音接入點(無繩電話基站)時能當(dāng)無繩電話使用，還能當(dāng)對講機或walkietalkie在近距離與另一個設(shè)備實現(xiàn)直接機對機通信。三合一電話的突出優(yōu)點是只要一部電話就能滿足一個人的全部需求。如果利用藍(lán)牙無線通信的多個語音接入點在家庭、辦公室和公共場合都能使用，在任何地方只需

25、一部個人電話就可以了，減少了在家庭、辦公室和旅行中需要不同的電話和不同的電話號碼的麻煩。采用語音接入點還可以減少蜂窩空中轉(zhuǎn)接費用。三合一電話的直接機對機或walkietalkie使用模型適用于100m距離范圍、20dBm被放大了功率的無線電波。使對話雙方彼此之間的距離在10m左右(標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙無線電波)，不需使用電話或是直接提高嗓門大聲交談，而是利用三合一電話的直接機對機的功能進行通話。五、藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心4、交互式會議(文件傳輸)采用藍(lán)牙無線通信可以實現(xiàn)文件和對象傳送。在一間交互式會議室里，與會人員彼此會相互交換商務(wù)名片和文件。文件不僅可以在兩臺計算

26、機之間傳輸，而且可以在任何兩種使用藍(lán)牙無線通信方式的設(shè)備之間傳輸。無線文件傳輸?shù)幕緝?yōu)勢在于它的便捷性。無需使用電纜，也無需在設(shè)備之間建立和構(gòu)造一個網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)便能夠在兩種或是更多種設(shè)備之間相互交換.在會議室里，文件和其他對象能夠立即交換，而不必將計算機或其他設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)上才能下載或傳輸文件。五、藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心5、互聯(lián)網(wǎng)橋存在兩種不同的采用藍(lán)牙通信作為一種無線“橋梁”來建立起互聯(lián)網(wǎng)、校園網(wǎng)或企業(yè)網(wǎng)的方法。一種方法就是將電話作為無線數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器的撥號上網(wǎng)方式；另一種是利用數(shù)據(jù)接入點直接接入當(dāng)?shù)鼐钟蚓W(wǎng)(LAN)的方式。(1)撥號上網(wǎng)方式傳統(tǒng)的計算機

27、上互聯(lián)網(wǎng)是通過調(diào)制解調(diào)器以電話撥號方式接通一個因特服務(wù)供應(yīng)商。這種典型撥號上網(wǎng)的使用模型在計算機和電話之間需要一根電纜，甚至利用移動電話，也需要在計算機和移動電話之間使用一根電纜。藍(lán)牙通信技術(shù)完全以無線方式實現(xiàn)這種使用模型，即只需要一臺計算機和一部電話就構(gòu)成了撥號上網(wǎng)應(yīng)用模板，這種終端對終端的互聯(lián)網(wǎng)連接方式可以是無線的。 五、藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心 (2)直接接入方式直接接入當(dāng)?shù)鼐钟蚓W(wǎng)的方式通常是給互聯(lián)網(wǎng)提供一個網(wǎng)關(guān)，而不需要撥號連接，便能從當(dāng)?shù)鼐钟蚓W(wǎng)接入互聯(lián)網(wǎng)。通過藍(lán)牙無線通信進行直接網(wǎng)絡(luò)接入可以使用數(shù)據(jù)接入點。數(shù)據(jù)接入點允許設(shè)備以無線方式與之相連，隨

28、后數(shù)據(jù)接入點連接到當(dāng)?shù)鼐钟蚓W(wǎng)。采用藍(lán)牙無線通信技術(shù)的數(shù)據(jù)接入點也僅僅是相當(dāng)于提供了一個“無線插座”與互聯(lián)網(wǎng)相接?；ヂ?lián)網(wǎng)橋是藍(lán)牙無線通信取代電纜的又一個例子，它使上網(wǎng)更容易和方便。采用藍(lán)牙無線通信的直接網(wǎng)絡(luò)接入使用模型優(yōu)越性是省掉原先終端用戶與每個接入點相連需要嵌入在建筑物內(nèi)的有線基本設(shè)施，無線數(shù)據(jù)接入點還能提供設(shè)備共享接入點的可能性。數(shù)據(jù)接入點可以設(shè)計成插入已建成的網(wǎng)絡(luò)有線基本設(shè)施部分的形式，這樣既方便實現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)邊緣的無線接入，又利用和保護了已建成的有線網(wǎng)絡(luò)部分。五、藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心6、即插卡即插卡是除了移動電話或計算機工作平臺之外，僅有的幾個包含

29、其他類設(shè)備的使用模型之一。此模型的基本意圖是利用數(shù)碼相機將照相圖片無線傳輸?shù)狡渌O(shè)備，而這些設(shè)備又能夠?qū)⒋藞D片作成一張電子“明信片”，通過電子郵件發(fā)送給接收者。即插卡不僅可以用來散發(fā)“明信片”式的照片給親朋好友，而且還適于商用。除了替代電纜，藍(lán)牙技術(shù)還可以改變數(shù)碼相機的使用方式，多數(shù)照片可以直接由相機傳輸?shù)揭徊恳苿与娫捝希缓笞鳛殡娮余]件的附件發(fā)送，而不需要計算機這個中介。由數(shù)碼相機發(fā)出的照片能以實時的方式傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫或圖片庫。五、藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心7、隱蔽計算 隱蔽計算是藍(lán)牙技術(shù)最具發(fā)展?jié)摿Φ囊豁棏?yīng)用。隱蔽計算包含如下應(yīng)用：一是未被公開使用的設(shè)備仍

30、然能為設(shè)備的主入完成某些服務(wù)工作；二是典型的隱蔽計算是自動同步方式，在此模式下，放在提包中的PDA無需人的干預(yù)和操作就能實現(xiàn)與其他設(shè)備間的同步。五、藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心藍(lán)牙無線通信技術(shù)隱蔽計算中還包含有其他類似應(yīng)用的例子： (1)“隱藏”在公文包中的筆記本電腦正處于“休眠”狀態(tài)，但只要被設(shè)置成周期性蘇醒，就能接收新的電子郵件并發(fā)送消息，例如通過移動電話提示主人有新的電子郵件到達，隨后，用戶自己決定是利用移動電話瀏覽電子郵件還是在筆記本電腦上處理電子郵件。 (2)“隱藏”在公文包中的筆記本電腦，在做適當(dāng)設(shè)置之后，可以通過移動電話以互聯(lián)網(wǎng)橋的方式(撥號上網(wǎng)

31、方式)上網(wǎng)。一旦計算機以這種方式連接到網(wǎng)絡(luò)上，就可以啟動網(wǎng)絡(luò)同步或電子郵件的發(fā)送和接收，所有這些都不需要用戶干預(yù)操作其中任何一種設(shè)備。五、藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心 未來的藍(lán)牙技術(shù)還可能包括如下的應(yīng)用： 根據(jù)用戶個人的喜好控制周圍環(huán)境的設(shè)置(例如房間的溫度和照明、音樂、汽車駕駛座椅及后視鏡的調(diào)整等等)；放在衣袋或行李中的設(shè)備幫助消費者在商業(yè)網(wǎng)點自動付款消費；當(dāng)人們預(yù)訂飛機票或旅館房間的時候自動核實和確認(rèn)。 五、藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心第二節(jié) 第三代移動通信技術(shù) 一、第三代移動通信概念 二、UMTS總體結(jié)構(gòu) 三、無線接口協(xié)

32、議結(jié)構(gòu) 四、UE-UTRAN接口9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心1985年第三代移動通信系統(tǒng)開始最初的研究工作，提出的目標(biāo)主要定位于實現(xiàn)全球的無縫漫游；1991年，國際電聯(lián)正式成立TG81 任務(wù)組，負(fù)責(zé)FPLMTS標(biāo)準(zhǔn)的制定工作； 1992年，國際電聯(lián)召開世界無線通信系統(tǒng)會議(WARC)，對FPLMTS的頻率進行了劃分。這次會議成為第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)制定進程中的一個重要里程碑； 1994年，ITU-T與ITU-R正式攜手研究FPLMTS。 一、第三代移動通信概述9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心1996年，F(xiàn)PLMTS正式更名為IMT-2000，即國際移動通信系統(tǒng)，工

33、作于2000MHz頻段，定于2000年左右投入商用； 1997年初，ITU發(fā)出通函，要求世界各國在1998年6月之前提交IMT2000無線接口技術(shù)方案。1998年6月，ITU共收到了15個有關(guān)第三代移動通信無線接口的候選技術(shù)方案。 1999年3月，ITU-RTG8/1第16次會議在巴西召開，確定了第三代移動通信技術(shù)的大格局。IMT-2000地面無線接口被分為兩大組，即CDMA與TDMA。這次會議的結(jié)果雖然表明第三代標(biāo)準(zhǔn)將是多技術(shù)的，但同時也為各技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的融合提供了機會。9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心1999年3月至6月間，三十多家世界主要無線運營商以及十多家設(shè)備廠商針對CDMA

34、 FDD技術(shù)達成了融合協(xié)議，使兩種寬帶CDMA技術(shù)(WCDMA與cdma2000)實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。1999年6月，ITU-RTG8/1第17次會議在北京召開。不僅全面確定了第三代移動通信系統(tǒng)無線接口最終規(guī)范的詳細(xì)框架，而且在進一步推進CDMA技術(shù)融合方面取得了重大成果，使技術(shù)融合前景更加光明 1999年10月25日至11月5日在芬蘭赫爾辛基召開的ITU TG8/1第18次會議最終通過了IMT-2000無線接口技術(shù)規(guī)范建議(IMTRSPC)，確立了IMT-2000所包含的無線接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，將無線接口標(biāo)準(zhǔn)明確為五個標(biāo)準(zhǔn) 。2001年3月16日，TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)被正式寫入3GPP Releas

35、e4，這是TD-SCDMA發(fā)展史上的一個重要里程碑。 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心IMT-2000所包含的五個無線接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。1、CDMA技術(shù)：IMT-2000 CDMA DS，對應(yīng)于WCDMA；2、IMT-2000 CDMA MC，對應(yīng)于cdma2000； 3、IMT-2000 CDMA TDD，對應(yīng)于TDSCDMA和UTRA TDD；4、TDMA技術(shù)IMT-2000 TDMA SC，對應(yīng)于UWC-136； 5、IMT-2000 FDMAFDMA，對應(yīng)于DECT。ITU對上述五個名稱進一步簡化為IMT-DS、IMT-MC、IMT-TD、IMT-SC和IMT-FT。9/27

36、/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心(1)IMT2000 CDMA DS(1MT-DS) IMT2000 CDMA DS是3GPP(第三代伙伴計劃)的WCDMA技術(shù)與3GPP2(第三代伙伴計劃2)的cdma2000技術(shù)直接擴頻部分(DS)融合后的技術(shù)，仍稱為WCDMA。此標(biāo)準(zhǔn)將同時支持GSMMAP和ANSI-41兩個核心網(wǎng)絡(luò)。(2)IMT2000CDMAMC(IMT-MC) IMT-2000 CDMA MC即cdma2000，在融合之后只含多載波方式，即1X、3X、6X和9X等。此標(biāo)準(zhǔn)也將同時支持ANSI-41和GSMMAP兩大核心網(wǎng)。 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心(3)I

37、MT2000 CDMATDD(IMT-TD) IMT-2000 CDMA TDD實際上包括低碼片速率的TD-SCDMA和高碼片速率的UTRA TDD(TD-CDMA)兩種技術(shù)。目前這兩種技術(shù)的物理層完全分開，分別采用我國CWTS和3GPP的兩套技術(shù)規(guī)范，層2和層3基本相同。這兩種技術(shù)已經(jīng)進行了部分關(guān)鍵內(nèi)容的融合，包括以下兩個方面： 碼片速率分別為3.84Mchip/s和1.28Mchip/s (3.84Mchip/s 的1/3)；層2和層3基本一致，采用3GPP的技術(shù)規(guī)范，并定義了部分兼容點，以便針對TDSCDMA進行兼容擴展。 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心IMT-2000系

38、統(tǒng)主要組成：終端(UIM+MT)、無線接入網(wǎng)(RAN)和核心網(wǎng)(CN)三部分。2、IMT-2000系統(tǒng)結(jié)構(gòu)UIM用戶智能卡MT移動臺RAN無線網(wǎng)CN核心網(wǎng)其他家族成員核心網(wǎng)UIM-MT接口（UIM）無線接口（UNI）RAN-CN接口NNI接口圖1-4 IMT2000功能子系統(tǒng)的接口 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心ITU在1997年提出的“家族”概念，無線接入網(wǎng)和核心網(wǎng)兩部分的標(biāo)準(zhǔn)化工作主要在“家族成員”內(nèi)部進行。目前的家族主要有兩個：一個是基于GSM MAP核心網(wǎng)的家族；一個是基于ANSI41核心網(wǎng)的家族；兩個“家族”網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)互通將通過網(wǎng)絡(luò)一網(wǎng)絡(luò)接口(NNl)來進行。9/

39、27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心GSM MAP和ANSI-41兩類核心網(wǎng)與IMT-2000的三種主流CDMA無線接入技術(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系如1-5圖所示。 WCDMA和CDMATDD對應(yīng)于GSMMAP核心網(wǎng),cdma2000對應(yīng)于ANSI-41核心網(wǎng)，但目前的標(biāo)準(zhǔn)允許任何無線接口能夠同時兼容兩個核心網(wǎng)，可以通過在無線接口上定義相應(yīng)的兼容協(xié)議來接入不同的核心網(wǎng)。 ANS-41核心網(wǎng)GSM MAP核心網(wǎng)cdma2000CDMA TDDWCDMANNI3GPP3GPP2圖15 IMT-2000無線接入技術(shù)與核心網(wǎng)之間的關(guān)系 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心3、第三代移動通信系統(tǒng)標(biāo)

40、準(zhǔn)化現(xiàn)狀 (1) 3GPP的標(biāo)準(zhǔn)化進展 (2) 3GPP2的標(biāo)準(zhǔn)化進展9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心 (1) 3GPP的標(biāo)準(zhǔn)化進展 3GPP主要負(fù)責(zé)制定基于GSM MAP核心網(wǎng)、以WCDMA和CDMA TDD為無線接口的標(biāo)準(zhǔn)，稱為UTRA；3GPP同時也負(fù)責(zé)在無線接口上定義與ANSI-41核心網(wǎng)兼容的協(xié)議。3GPP標(biāo)準(zhǔn)目前分為Release 99、Release 4及Release 5三個版本。9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心Release 99標(biāo)準(zhǔn)已基本凍結(jié)；核心網(wǎng)將在第二代MSC+GPRS的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上演進；無線接入網(wǎng)(RAN)則是全新的 ；核心網(wǎng)以GSM的移動

41、交換中心(MSC)和分組交換網(wǎng)絡(luò)(PSN)為基礎(chǔ)；無線接入網(wǎng)由RNC和NodeB兩個物理實體構(gòu)成，分別對應(yīng)于第二代網(wǎng)絡(luò)的BSC和BTS。 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心從圖1-6中可以看出，核心網(wǎng)以GSM的移動交換中心(MSC)和分組交換網(wǎng)絡(luò)(PSN)為基礎(chǔ)，這樣有利于實現(xiàn)2G向3G網(wǎng)絡(luò)的平滑演進；無線接入網(wǎng)協(xié)議中新定義的Iu接口與接入網(wǎng)相連。Iu接口包括支持電路交換業(yè)務(wù)的Iu-CS和支持分組交換業(yè)務(wù)的Iu-PS兩部分，分別用于實現(xiàn)電路交換和分組交換業(yè)務(wù)。 GSM BSSVMSCGMSCIPA接口PSTN/ISDNGPSNSPSNHLRMAPIMT-2000RANGbIu-PS

42、Iu-CS 圖1-6 基于演進的GSM MAP核心網(wǎng)的第三代移動通信系統(tǒng) 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心無線接入網(wǎng)由RNC和NodeB兩個物理實體構(gòu)成，分別對應(yīng)于第二代網(wǎng)絡(luò)的BSC和BTS；除Iu接口外，無線接入網(wǎng)內(nèi)部還定義了Iub和Iur兩個接口，如圖1-7所示。 Iu、Iub和Iur接口協(xié)議的傳輸網(wǎng)絡(luò)層規(guī)定了ATM和IP兩種方式，供運營商和設(shè)備提供商選擇。 RNSRNCRNSRNCNode BNode BNode BNode BIuIuIurIubIubIubIub核心網(wǎng)圖1-7 UTRAN無線接入網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心（2） 3GPP2

43、的標(biāo)準(zhǔn)化進展3GPP2主要負(fù)責(zé)制定基于ANSI-41核心網(wǎng)、以cdma2000為無線接口的標(biāo)準(zhǔn)；也負(fù)責(zé)在無線接口上定義與GSM MAP核心網(wǎng)兼容的協(xié)議。 3GPP2的標(biāo)準(zhǔn)化工作是分階段進行的，2G與3G之間在接入網(wǎng)和核心網(wǎng)部分都是平滑過渡的。1999年，3GPP2完成了cdma2000-1X(單載波)和cdma2000-3X(多載波)無線接口的標(biāo)準(zhǔn)。A接口在原先的基礎(chǔ)上增加了支持移動IP的A10、A11協(xié)議；核心網(wǎng)部分引入新的分組交換節(jié)點接入IP網(wǎng)絡(luò)，以支持IP業(yè)務(wù)，而電路型業(yè)務(wù)仍然由原先的MSC來支持 。如圖18所示。 新定義的A10、A11接口采用IP協(xié)議。 9/27/2022吉林通信行業(yè)

44、職業(yè)技能鑒定中心（2） 3GPP2的標(biāo)準(zhǔn)化進展3GPP2主要負(fù)責(zé)制定基于ANSI-41核心網(wǎng)、以cdma2000為無線接口的標(biāo)準(zhǔn)；圖1-8 基于ANSI-41網(wǎng)的cdma2000系統(tǒng) IS-95A,BBTSBSCMSCIPPSTN/ISDNPDSNBSCANSI-41cdma 2000-1X/3XA1,A2,A5A3 A7A10 A119/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心二、UMTS總體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)組成：核心網(wǎng)(CN)、UMTS陸地?zé)o線接入網(wǎng)(UTRAN)和終端用戶設(shè)備(UE)三大部分；由兩個開放的公共接口(Uu和Iu接口)將它們連接起來，其中Uu接口連接UE和UTRAN， Iu接口連接

45、UTRAN和CN。Uu和Iu接口的標(biāo)準(zhǔn)化使得系統(tǒng)的不同部分可以獨立開發(fā)設(shè)計給設(shè)備制造商和網(wǎng)絡(luò)運營商帶來了極大的便利。CNIUUUUTRANUE圖19 第三代移動通信系統(tǒng)UMTS的總體結(jié)構(gòu) 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心二、UMTS總體結(jié)構(gòu)UMTS在垂直方向上，UMTS分為接入層(AS)和非接入層(NAS)兩大部分；接入層(AS)和非接入層(NAS)之間的接口稱為服務(wù)接入點(SAP)；接入層為非接入層提供了三種類型的服務(wù)接入點：公共控制業(yè)務(wù)接入點GC-SAP；專用控制業(yè)務(wù)接入點DC-SAP；尋呼及通告業(yè)務(wù)接入點Nt-SAP。9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心三、 UM

46、TS無線接口協(xié)議結(jié)構(gòu) UMTS在空中接口上采用WCDMA無線傳輸技術(shù)分三個協(xié)議層：L1、L2和L3，分別對應(yīng)于OSI參考模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層。L2被分為媒體接入控制協(xié)議(MAC)、無線鏈路控制協(xié)議(RLC)、分組數(shù)據(jù)集中協(xié)議(PDCP)和廣播/多播控制協(xié)議(BMC)。 L3和L2的RLC子層分為控制平面和用戶平面兩部分，PDCP和BMC子層僅存在于用戶平面。 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心三、 UMTS無線接口協(xié)議結(jié)構(gòu) L3controlcontrolcontrolcontrol邏輯信道s傳輸信道控制平面信令用戶平面信息PHYL2/MACL1RLCDCNtGCL2/

47、RLC MACRLCRLCRLCRLCRLCRLCRLC重復(fù)避免UuS 邊界BMCL2/BMCRRCcontrolPDCPPDCPL2/PDCPDCNtGC9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心三、 UMTS無線接口協(xié)議結(jié)構(gòu) 在控制平面上，L3也被分為幾個子層，其中最低的一個子層稱為無線資源控制(RRC)，它直接與L2交互并終止于UTRAN，也就是說，核心網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層是沒有RRC子層的。L3的第2個子層提供“重復(fù)避免功能，終止于CN，但屬于接入層，可以提供接入層業(yè)務(wù)給高層，移動性管理(MM)和呼叫控制(CC)等屬于非接入層功能。 在RLC和PDCP等協(xié)議中還存在一個多實例問題，圖中所示的

48、每一個方框各代表一個協(xié)議實體。對等層通信的業(yè)務(wù)接入點用層間的橢圓來表示。9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心三、 UMTS無線接口協(xié)議結(jié)構(gòu) 從圖中可以看到，在RRC與RLC之間、RRC與MAC之間和RRC與物理層之間都有一個控制接口，這些控制接口使得RRC可以控制底層實體的配置。RLC子層和無線傳輸技術(shù)一起提供自動重發(fā)請求(ARQ)功能。在移動通信系統(tǒng)中，用戶的位置是隨時間不斷變化的，這就造成了UE和網(wǎng)絡(luò)之間連接的移動性，因而數(shù)據(jù)的傳輸也就不再是連續(xù)的了。如何避免丟失、保證數(shù)據(jù)能夠可靠傳輸就是一個必須要考慮的問題。 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心三、 UMTS無線接口

49、協(xié)議結(jié)構(gòu) 在保證Iu連接點不變的情況下，核心網(wǎng)可以要求UTRAN防止任何數(shù)據(jù)的丟失(例如當(dāng)無線接口上有切換發(fā)生時，就需要UTRAN具有這樣的功能)，這是對RLC子層提供的接入網(wǎng)重傳功能的一個最基本的要求；在Iu連接點改變的情況下，避免數(shù)據(jù)丟失的功能就不再是UTRAN的職責(zé)了，此時該功能要由核心網(wǎng)的“重復(fù)避免”來完成。通過無線接口傳輸?shù)男帕钕⒅饕袃煞N：RRC產(chǎn)生的信令消息和高層產(chǎn)生的非接入層消息。在一條信令連接建立完成之后，還會建立一個附加的信令無線承載，使用透明模式的RLC實體傳輸RRC產(chǎn)生的信令消息。9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心四、 UE-UTRAN接口 1、媒體接入控

50、制協(xié)議MAC 2、無線鏈路控制協(xié)議RLC 3、分組數(shù)據(jù)集中協(xié)議PDCP 4、廣播與多播控制協(xié)議BMC 5、無線資源控制協(xié)議RRC9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心1、媒體接入控制協(xié)議MACMAC位于UTRAN空中接口的物理層之上，是數(shù)據(jù)鏈路層(L2)的一個子層。MAC子層提供邏輯信道上的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。協(xié)議中定義了邏輯信道，每一種邏輯信道類型都是根據(jù)它所傳輸?shù)男畔⒌念愋投x的：傳輸控制信息的信道稱為控制信道，包括廣播控制信道(BCCH)、尋呼控制信道(PCCH)、專用控制信道(DCCH)、公共控制信道(CCCH)和共享信道控制信道(SHCCH)；傳輸業(yè)務(wù)信息的信道稱為業(yè)務(wù)信道，包括專

51、用業(yè)務(wù)信道(DTCH)和公共業(yè)務(wù)信道(CTCH)兩種。 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心MAC子層提供邏輯信道類型的具體配置 控制信道(CCH)廣播控制信道(BCCH)尋呼控制信道(PCCH)專用控制信道(DCCH)公共控制信道(CCCH)共享信道控制信道(SHCCH)業(yè)務(wù)信道(TCH)專用業(yè)務(wù)信道(DTCH)公共業(yè)務(wù)信道(CTCH)9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心MAC層負(fù)責(zé)傳輸信道的調(diào)度和使用，具體協(xié)議功能的執(zhí)行是由MAC實體來完成的。根據(jù)所處理的傳輸信道的不同，MAC實體可以分為MAC-b、MAC-c/sh和MAC-d三類。MAC-b負(fù)責(zé)處理廣播信道(BCH)

52、；MAC-c/sh負(fù)責(zé)處理公共及共享傳輸信道，包括前向接入信道(FACH)、隨機接入信道(RACH)、FDD模式下的公共分組信道(CPCH)、下行共享信道(DSCH)以及TDD模式下的上行共享信道(USCH)；MAC-d負(fù)責(zé)處理專用傳輸信道(DCH)。 RRC負(fù)責(zé)控制對MAC子層的配置。9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心2、無線鏈路控制協(xié)議RLC無線鏈路控制協(xié)議位于UTRAN空中接口的第二層。利用MAC子層提供的邏輯信道為高層提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)第三代移動通信系統(tǒng)在RLC子層引入了許多新的自動重發(fā)請求(ARQ)機制，以適應(yīng)高服務(wù)質(zhì)量的要求。根據(jù)不同級別的QoS要求，RLC可以提供

53、三種模式的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)：透明、非確認(rèn)模式和確認(rèn)模式。透明模式的服務(wù)質(zhì)量最低，非確認(rèn)模式次之，確認(rèn)模式的服務(wù)質(zhì)量是最高的。自動重發(fā)機制僅僅體現(xiàn)在確認(rèn)模式的RLC實體中。9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心RLC為用戶數(shù)據(jù)和控制信息提供分段和重組功能。在用戶平面上，RLC子層向上層提供的業(yè)務(wù)稱為無線承載(RB)；在控制平面上，RLC子層向上層提供的業(yè)務(wù)稱為信令無線承載(SRB)。這兩種承載在RLC子層是統(tǒng)一編號的，SRB可以被認(rèn)為是一種特殊的RB。在目前的協(xié)議版本中，一個UE最多可以有32個RB，前幾個是固定分配給SRB傳輸控制平面消息的。RLC子層用于保證UE和UTRAN之間數(shù)據(jù)的點到

54、點可靠傳輸，所以UE和UTRAN的RLC實體應(yīng)該是一一對應(yīng)的。9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心3、分組數(shù)據(jù)集中協(xié)議PDCP （1）PDCP子層概述（2）PDCP子層結(jié)構(gòu)（3）PDCP功能（4）頭壓縮（5）數(shù)據(jù)傳輸（6）無損SRNS重定位9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心（1）PDCP概述分組數(shù)據(jù)集中協(xié)議位于UTRAN協(xié)議?？罩薪涌诘腞LC子層之上，是L2的一個子層，其主要功能是在空中接口上承載網(wǎng)絡(luò)層的分組數(shù)據(jù)，例如IP數(shù)據(jù)流。網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的目的是在各種子網(wǎng)和數(shù)據(jù)鏈路層提供的服務(wù)之上運行，UMTS支持多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，這些網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議能夠?qū)Ψ?wù)使用者提供透明傳輸，基于此所支持

55、的協(xié)議是IPv4和IPv6。9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心在UTRAN內(nèi)傳輸?shù)男碌木W(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的引入不應(yīng)對UTRAN協(xié)議進行任何改變。因此，來自高層的數(shù)據(jù)包(PDCP SDU)的傳輸所涉及的所有功能應(yīng)該由UTRAN網(wǎng)絡(luò)實體以透明方式承載，這是UTRAN PDCP協(xié)議的需求之一。 PDCP的另一個需求是提高信道效率，IP頭壓縮通過不同的優(yōu)化算法來實現(xiàn)的，目前已知的方法是標(biāo)準(zhǔn)的IETF頭壓縮算法。每個RB連接到一個PDCP實體，而每個PDCP實體又連接到一個RLC實體，PDCP實體位于PDCP子層。9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心（2）PDCP子層結(jié)構(gòu) 每個PDCP-S

56、AP使用一個PDCP實體，每個PDCP實體使用零、一或幾種頭壓縮算法。圖1-16 PDCP子層結(jié)構(gòu)PDCP實體協(xié)議壓縮實體算法1協(xié)議壓縮實體算法2協(xié)議壓縮實體算法1協(xié)議壓縮實體算法2協(xié)議壓縮實體算法1PDU編號PDU編號PDCP實體RLC-SDUPDCP-SDURLCTr-SAPAM-SAPUM-SAPPDCP子層PDCP-SAPsC-SAP無線承載9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心（3）PDCP功能在發(fā)送端和接收端分別實現(xiàn)IP數(shù)據(jù)流(如TCP/IP和RTP/UDP/IP)的頭壓縮和解壓縮，對于特定的網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和高層協(xié)議組合，頭壓縮算法是特定的；傳輸用戶數(shù)據(jù)，即從NAS接收PD

57、CP SDU，并傳給RLC層，反之亦然；僅在支持無損SRNS重定位時，實現(xiàn)PDCP SDU和相應(yīng)序列號的前向轉(zhuǎn)發(fā)。 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心（4）頭壓縮 頭壓縮方式對于特定的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議是特定的。對于每一個PDCP協(xié)議實體來說，RRC都會對其使用的頭壓縮算法及相應(yīng)參數(shù)進行配置，并通過控制服務(wù)接入點(PDCP-C-SAP)通知給PDCP。協(xié)議運行期間，對等PDCP實體的壓縮和解壓縮功能之間的初始化信令由用戶平面承載。PDCP能夠支持多種頭壓縮算法。PDCP子層可以有一個或幾個PD-CP實體，每個PDCP實體可使用零、一或幾種頭壓縮算法，而且可以為一個PDCP實體建立幾種PDC

58、P算法，不同的PDCP實體可以包含相同的頭壓縮算法。PDCP應(yīng)能區(qū)分不同的頭壓縮包類型，以便使用正確的頭壓縮算法來處理，這是利用PDU結(jié)構(gòu)中的PID域來實現(xiàn)的。 9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心PID值的分配須遵循的基本規(guī)則 PID值0永遠(yuǎn)保留為不壓縮； PID值從1開始，以遞增順序分配； PID值針對每個PDCP實體進行獨立分配； PID值在頭壓縮算法重協(xié)商后要重新分配； 協(xié)商(或重協(xié)商)后的頭壓縮實體的列表應(yīng)從列表中的第一個開始檢查； 如果沒有足夠的未使用過的PID值分配給頭壓縮算法，那么采用該頭壓縮算法的協(xié)商后的頭壓縮實體應(yīng)該被忽略，而且不產(chǎn)生錯誤警告； 已使用的和未定義的

59、PID值與PDCP PDU不沖突； 對于PDCP實體中的特定算法，PID值從n+1開始分配。9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心（5）數(shù)據(jù)傳輸 在RLC確認(rèn)模式下進行的數(shù)據(jù)傳輸。如果頭壓縮協(xié)商成功，則PDCP實體在收到PDCP-DATA-Req原語后進行頭壓縮，壓縮后的PDCP PDU通過RLC-AM-DATA-Req原語傳給RLC。對等PDCP實體收到包含在RLC-AM-DATA-Ind原語中的PDCP PDU后，將進行PDCPPDU的解壓縮以得到PDCP SDU，并通過PDCP-DATA-Ind原語將該SDU上傳給PDCP SDU的用戶。圖1-17 PDCP通過RLC確認(rèn)模式進行

60、數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程。 PDCP UserPDCP RLCPDCP UserPDCP RLC發(fā)送端 接收端 PDCP-DATA.reqRLC-AM-DATA.reqRLC-AM-DATA.cnfAcknowledgementRLC-AM-DATA.indPDCP-DATA.ind9/27/2022吉林通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心（5）數(shù)據(jù)傳輸 在RLC非確認(rèn)和透明模式下進行的數(shù)據(jù)傳輸。如果頭壓縮協(xié)商成功，則PDCP實體在收到PDCP-DATA-Req原語后進行頭壓縮，壓縮后的PDCP PDU通過RLC-UM-DATA-Req或RLC-Tr-DATA-Req原語傳給RLC。對等PDCP實體收到包含在RLC