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文檔簡(jiǎn)介
移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)2012年5月第一部分:通信概述第二部分:移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介第三部分:常用知識(shí)匯總什么是通信?
通信是由一地向另一地傳遞消息的過(guò)程.通信的目的
無(wú)論是古代的烽火臺(tái),還是現(xiàn)今的書(shū)信電話(huà)等,通信的目的只有一個(gè):傳遞消息。電通信
所謂電通信是指利用“電”來(lái)傳遞消息的通信方式,它有迅速、有效、準(zhǔn)確、可靠的特點(diǎn)。信息和信號(hào)把語(yǔ)言和聲音、音樂(lè)、文字和符號(hào)、數(shù)據(jù)、圖像等統(tǒng)稱(chēng)為消息。把消息從非電形式變換成相應(yīng)的電形式,就得到電信號(hào)。電話(huà)機(jī)、攝像機(jī)和錄像機(jī)等都可實(shí)現(xiàn)上述功能。模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)電信號(hào)通常分為兩大類(lèi):模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。
模擬信號(hào):某一電參量(幅度、頻率)在一定取值范圍內(nèi)連續(xù)變化的信號(hào)。
數(shù)字信號(hào):某一電參量(幅度、頻率)在一定取值范圍內(nèi)跳躍變化,僅有有限個(gè)取值的信號(hào)。通信系統(tǒng)信源發(fā)送設(shè)備信道接收設(shè)備信宿噪聲如電話(huà)通信:信源是通信者發(fā)出的聲音信宿是通信者接收的聲音發(fā)送設(shè)備是電話(huà)機(jī)+發(fā)音話(huà)筒接收設(shè)備是電話(huà)機(jī)+接收話(huà)筒信道即電話(huà)線(xiàn)噪聲即線(xiàn)路中出現(xiàn)的干擾1、基本模型2、通信系統(tǒng)的分類(lèi)按傳遞信號(hào)的信道媒質(zhì)來(lái)分,可分為有線(xiàn)通信和無(wú)線(xiàn)通信。有線(xiàn)通信雙絞線(xiàn)電纜光纖光纜無(wú)線(xiàn)通信微波衛(wèi)星移動(dòng)按信源來(lái)分,可分為語(yǔ)音通信系統(tǒng),計(jì)算機(jī)(數(shù)據(jù))通信系統(tǒng)和圖像(多媒體)通信系統(tǒng)。按復(fù)用方式來(lái)分,可分為頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用和碼分復(fù)用。通信中的基本概念1、交換的概念一對(duì)用戶(hù)間進(jìn)行通信,意味著其中任意兩個(gè)用戶(hù)之間需要一對(duì)連線(xiàn)。為此,在用戶(hù)分布的中心位置設(shè)置一個(gè)完成交換功能的設(shè)備。用戶(hù)B用戶(hù)A交換機(jī)交換機(jī)的功能3.判別被叫用戶(hù)的當(dāng)前狀態(tài)4.若被叫空閑,選擇空閑鏈路,建立連接1.識(shí)別用戶(hù)的呼叫請(qǐng)求2.記錄被叫用戶(hù)的號(hào)碼5.通話(huà)結(jié)束,拆線(xiàn),釋放鏈路7.允許多對(duì)用戶(hù)同時(shí)通話(huà)6.使任意兩個(gè)交換機(jī)中的用戶(hù)自由通話(huà)2、編碼與解碼
由于模擬信號(hào)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,抗干擾能力差,而數(shù)字信號(hào)信號(hào)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,抗干擾能力強(qiáng),所以模擬通信必然被數(shù)字通信所取代。模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)抽樣、量化和編碼三個(gè)過(guò)程,轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)。編碼是把量化的抽樣信號(hào)變換成二進(jìn)制碼流的過(guò)程。解碼則是編碼的逆過(guò)程。3、調(diào)制與解調(diào)信號(hào)變換越快,所占用的不同頻率的信號(hào)越多,頻帶越寬,這些不同頻率組合就成為一段頻譜,如話(huà)音模擬信號(hào)。(0.3-3.4KHZ)話(huà)音信號(hào)所占用的頻率范圍:signal0.33.4f(khz)
對(duì)話(huà)音模擬信號(hào)進(jìn)行8khz抽樣,8為編碼,得到數(shù)字信號(hào),傳輸速率為64kb/s,則頻帶為0-32khz。不同的傳輸媒質(zhì),有不同的特性,適合不同的頻譜信號(hào)傳輸。(即能否傳,傳得是否遠(yuǎn))。調(diào)制,就是調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律去改變載波某些參數(shù)的過(guò)程,也就是將調(diào)制信號(hào)的頻譜搬到載波頻譜上。解調(diào)是調(diào)制的逆過(guò)程。調(diào)制器調(diào)制器調(diào)制器相加器信道濾波解調(diào)濾波解調(diào)濾波解調(diào)M1(t)M2(t)Mn(t)……………………..w1w2WnM1(t)M2(t)Mn(t)調(diào)制解調(diào)示意圖:4、復(fù)用的概念1)頻分復(fù)用:以不同頻率來(lái)調(diào)制信號(hào)。各用戶(hù)使用不同的頻率時(shí)間頻率FDMA
將給定的頻譜資源劃分為若干個(gè)等間隔的頻道(或稱(chēng)信道)供不同的用戶(hù)使用。接收方根據(jù)載波頻率的不同來(lái)識(shí)別發(fā)射地址而完成多址連接。4、復(fù)用的概念2)時(shí)分復(fù)用:以不同的時(shí)間來(lái)傳輸信號(hào)。時(shí)間頻率TDMA各用戶(hù)使用不同的時(shí)隙把時(shí)間分割成周期的幀,每幀再分割成若干時(shí)隙,各MS只能按指定的時(shí)隙向基站發(fā)送信號(hào),同時(shí),基站發(fā)向多個(gè)MS的信號(hào)都按順序安排在預(yù)定的時(shí)隙中傳輸,各移動(dòng)臺(tái)只要在指定的時(shí)隙內(nèi)接收,就能在合路信號(hào)中把發(fā)給它的信號(hào)區(qū)分出來(lái)。4、復(fù)用的概念3)碼分復(fù)用:以不同的碼序列來(lái)調(diào)制信號(hào)。時(shí)間頻率CDMA碼各用戶(hù)使用不同的正交代碼序列各發(fā)送端用各不相同、相互(準(zhǔn))正交的地址碼調(diào)制其所發(fā)送的信號(hào),在接收端利用碼型的(準(zhǔn))正交性,通過(guò)地址識(shí)別(相關(guān)檢測(cè))從混合信號(hào)中選出相應(yīng)的信號(hào)。固定電話(huà)通信網(wǎng)固定電話(huà)網(wǎng)絡(luò)圖示:
A關(guān)傳遞的是模擬信號(hào)B關(guān)傳遞的是經(jīng)交換局模數(shù)轉(zhuǎn)換并復(fù)用的數(shù)字信號(hào)。傳輸設(shè)備將多路數(shù)字信號(hào)再?gòu)?fù)接,并調(diào)制到一個(gè)合適的頻段上,在信道中傳送。固定電話(huà)接續(xù)過(guò)程主叫電話(huà)摘機(jī),本側(cè)交換局送撥號(hào)音;本側(cè)交換機(jī)根據(jù)接收號(hào)碼,找到一條通路到被叫所屬交換機(jī);被叫側(cè)交換機(jī)收到被叫號(hào)碼,判定被叫用戶(hù)閑。如忙則給主叫方送忙音;被叫側(cè)交換機(jī)給被叫電話(huà)送振鈴音,同時(shí)給主叫電話(huà)送回鈴聲;被叫摘機(jī),通話(huà)開(kāi)始任一方掛機(jī),本側(cè)交換機(jī)通知對(duì)方掛機(jī),釋放電路。固定電話(huà)編號(hào)規(guī)則:
國(guó)家代碼+長(zhǎng)途區(qū)號(hào)+用戶(hù)號(hào)867601234567移動(dòng)電話(huà)編碼計(jì)劃:移動(dòng)臺(tái)ISDN號(hào)碼(MSISDN)MSISDN=國(guó)家代碼+國(guó)內(nèi)目的地編碼+(0-9)+用戶(hù)號(hào)碼861390h1h2h3abcd如:008613902821234h1h2h3用于識(shí)別哪個(gè)HLR國(guó)際移動(dòng)用戶(hù)識(shí)別碼(IMSI):為了在無(wú)線(xiàn)路徑和整個(gè)GSMPLMN網(wǎng)上正確的識(shí)別,給每個(gè)用戶(hù)分配了一個(gè)特定的識(shí)別碼,IMSI碼:
IMSI=國(guó)家代碼+移動(dòng)網(wǎng)代碼+移動(dòng)臺(tái)標(biāo)識(shí)號(hào)碼
46000h1h2h39xxxxxxIMSI碼存放于HLR、VLR和SIM卡中。移動(dòng)臺(tái)漫游號(hào)碼:移動(dòng)臺(tái)漫游通話(huà)時(shí)必須有一個(gè)暫時(shí)的漫游號(hào)碼MSRN:
MSRN=國(guó)際碼+國(guó)內(nèi)目的地碼+用戶(hù)號(hào)碼MSC通過(guò)分析MSRN來(lái)完成路由選擇和計(jì)費(fèi)工作。第一部分:通信概述第二部分:移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介1、移動(dòng)通信發(fā)展2、CDMA網(wǎng)絡(luò)3、GSM網(wǎng)絡(luò)4、第四代移動(dòng)通信第三部分:常用知識(shí)匯總第一代――模擬蜂窩通信系統(tǒng)第一代移動(dòng)電話(huà)系統(tǒng)采用了蜂窩組網(wǎng)技術(shù),蜂窩概念由貝爾實(shí)驗(yàn)室提出,70年代在世界許多地方得到研究,當(dāng)?shù)谝粋€(gè)試運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)在芝加哥開(kāi)通時(shí),美國(guó)第一個(gè)蜂窩系統(tǒng)AMPS(高級(jí)移動(dòng)電話(huà)業(yè)務(wù))在1979年成為現(xiàn)實(shí).代表:英國(guó)TACS(全接入通信系統(tǒng))、北歐NMT(北歐移動(dòng)電話(huà))模擬移動(dòng)通信的缺點(diǎn):A)各系統(tǒng)間沒(méi)有公共接口。B)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。C)頻率利用率低,無(wú)法適應(yīng)大容量的要求。D)安全利用率低,易于被竊聽(tīng),易做“假機(jī)”。第二代――數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)由于模擬制式存在的各種缺點(diǎn),90年代開(kāi)發(fā)出了以數(shù)字傳輸、時(shí)分多址和窄帶碼分多址為主體的移動(dòng)電話(huà)系統(tǒng),稱(chēng)之為第二代移動(dòng)電話(huà)系統(tǒng)。代表產(chǎn)品分為兩類(lèi):1)TDMA系統(tǒng):有代表性的制式有:泛歐GSM、美國(guó)D-AMPS和日本PDC。2)N-CDMA系統(tǒng):
N-CDMA(碼分多址)系列主要是以高通公司為首研制的基于IS-95的N-CDMA(窄帶CDMA)。第二代移動(dòng)電話(huà)系統(tǒng)的不足:A、頻帶太窄,不能提供如高速數(shù)據(jù)、慢速圖像與電視圖像等的各種寬帶信息業(yè)務(wù),無(wú)法滿(mǎn)足新業(yè)務(wù)的需要。B、無(wú)線(xiàn)資源頻率緊張,采用小區(qū)裂變方式引起切換頻繁,干擾嚴(yán)重,降低了通話(huà)質(zhì)量。有限的頻率資源利用率低。而隨著科學(xué)技術(shù)和通信業(yè)務(wù)的發(fā)展,需要的將是一個(gè)綜合現(xiàn)有移動(dòng)電話(huà)系統(tǒng)功能和提供多種服務(wù)的寬帶、綜合、數(shù)據(jù)、多媒體網(wǎng)絡(luò)。第三代――IMT-2000IMT-2000,它的關(guān)鍵特性有:(1)提供高速率和多種速率等很大范圍的業(yè)務(wù)(速率可達(dá)2Mbit/s)(2)世界范圍設(shè)計(jì)的高度一致性;各種通信系統(tǒng)的全面綜合,實(shí)現(xiàn)無(wú)縫業(yè)務(wù)傳遞的全球服務(wù);(3)IMT-2000內(nèi)業(yè)務(wù)與固定網(wǎng)絡(luò)的兼容;(4)提供高質(zhì)量的業(yè)務(wù);(5)體積小,功耗低,實(shí)現(xiàn)無(wú)縫的全球漫游;(6)靈活的頻率和無(wú)線(xiàn)資源管理、系統(tǒng)配置。(7)較多的用戶(hù)容量。具有代表性的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)技術(shù):主要存在兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn):(1)以Qualcomm公司為代表提出的與IS-95系統(tǒng)反向兼容的寬帶cdmaOne建議。美國(guó)考慮在IMT-2000網(wǎng)絡(luò)發(fā)展目標(biāo)上,支持寬帶分組交換網(wǎng)為核心,將當(dāng)前的從功能上分層的網(wǎng)絡(luò)模式演變成端到端的客戶(hù)-服務(wù)器模式。(2)專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)與GSM系統(tǒng)反向兼容的UMTS標(biāo)準(zhǔn),包括兩個(gè)子方案:日本的W-CDMA歐洲的TD-CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展歷程第一部分:通信概述第二部分:移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介1、移動(dòng)通信發(fā)展2、CDMA網(wǎng)絡(luò)3、GSM網(wǎng)絡(luò)4、第四代移動(dòng)通信第三部分:常用知識(shí)匯總CDMA基本概念:發(fā)送端使用各不相同的、相互(準(zhǔn))正交的偽隨機(jī)地址碼調(diào)制其所發(fā)送的信號(hào);在收端則采用同樣的偽隨機(jī)地址碼從混合信號(hào)中解調(diào)檢測(cè)出相應(yīng)的信號(hào)。擴(kuò)頻通信概念:
CDMA傳輸系統(tǒng)中采用了擴(kuò)頻技術(shù)。即是將原始信號(hào)的帶寬變換為比原始帶寬寬的多的傳輸信號(hào),以來(lái)達(dá)到提高通信系統(tǒng)的抗干擾目的。碼分多址技術(shù)(CDMA):不同用戶(hù)傳輸信息所用的信號(hào)不是靠頻率不同或時(shí)隙不同來(lái)區(qū)分,而是采用相同的頻率用各自不同的編碼序列來(lái)區(qū)分,或者說(shuō),取信號(hào)的不同波形來(lái)區(qū)分。如果從頻域或時(shí)域來(lái)觀(guān)察,多個(gè)CDMA信號(hào)是互相重疊的。接收機(jī)用相關(guān)器可以在多個(gè)CDMA信號(hào)中選出使用預(yù)定碼型的信號(hào)。其他使用不同碼型的信號(hào)因?yàn)楹徒邮諜C(jī)本地產(chǎn)生的碼型不同而不能被解調(diào),它們的存在類(lèi)似于在信道中引入了噪聲或干擾,所以CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)也是自干擾系統(tǒng)。碼分多址技術(shù)(CDMA):
在CDMA蜂窩通信系統(tǒng)中,用戶(hù)之間的信息傳輸也是由基站進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)和控制的。為了實(shí)現(xiàn)雙工通信,正向傳輸和反向傳輸各使用一個(gè)頻率,即通常所謂的頻分雙工。無(wú)論正向傳輸或反向傳輸,除去傳輸業(yè)務(wù)信息外,還必須傳送相應(yīng)的控制信息。為了傳送不同的信息,需要設(shè)置相應(yīng)的信道。但是,CDMA通信系統(tǒng)既不分頻道又不分時(shí)隙,無(wú)論傳送何種信息的信道都靠采用不同的碼型來(lái)區(qū)分。
CDMA系統(tǒng)的工作示意圖在碼分多址通信系統(tǒng)中,利用自相關(guān)性很強(qiáng)而互相關(guān)值為0或很小的周期性碼序列作為地址碼,與用戶(hù)信息數(shù)據(jù)相乘(或模2加),經(jīng)過(guò)相應(yīng)的信道傳輸后,在接收端以本地產(chǎn)生的已知地址碼為參考,根據(jù)相關(guān)性的差異對(duì)收到的所有信號(hào)進(jìn)行鑒別,從中將地址碼與本地地址碼一致的信號(hào)選出,把不一致的信號(hào)除掉(稱(chēng)之為相關(guān)檢測(cè))。多徑效應(yīng):分集技術(shù):自干擾、呼吸效應(yīng)、軟容量:功率控制:切換:擴(kuò)頻通信什么是擴(kuò)頻通信?
擴(kuò)展頻譜通信,是一種把信息的頻譜展寬之后再進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù),是利用擴(kuò)頻碼發(fā)生器產(chǎn)生擴(kuò)頻序列去調(diào)制數(shù)字信號(hào)以展寬信號(hào)的頻譜的技術(shù)。頻譜的展寬是通過(guò)使待傳送的信息數(shù)據(jù)被數(shù)據(jù)傳輸速率高許多倍的偽隨機(jī)碼序列的調(diào)制來(lái)實(shí)現(xiàn)的,與所傳信息數(shù)據(jù)無(wú)關(guān)。在接收端則采用相同的擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)同步接收、解擴(kuò),將寬帶信號(hào)恢復(fù)成原來(lái)的窄帶信號(hào),從而獲得原有數(shù)據(jù)信息。1、擴(kuò)頻通信的三層含義信號(hào)的頻譜被展寬:擴(kuò)頻通信系統(tǒng)用100倍以上的信號(hào)帶寬來(lái)傳輸信息,最主要的目的是為了提高通信的抗干擾能力,即在強(qiáng)干擾條件下保證安全可靠地通信。采用擴(kuò)頻序列調(diào)制的方式來(lái)展寬信號(hào)頻譜;由信號(hào)理論知道,在時(shí)間上有限的信號(hào),其頻譜是無(wú)限的。脈沖信號(hào)寬度越窄,其頻譜就越寬。作為工程估算,信號(hào)的頻帶寬度與其脈沖寬度近似成反比。例如,1μs脈沖的帶寬約為1MHz。因此,如果很窄的脈沖序列被所傳信息調(diào)制,則可產(chǎn)生很寬頻帶的信號(hào)。所采用的擴(kuò)頻序列與所傳的信息數(shù)據(jù)是無(wú)關(guān)的,也就是說(shuō)它與一般的正弦載波信號(hào)是相類(lèi)似的,絲毫不影響信息傳輸?shù)耐该餍?。擴(kuò)頻碼序列僅僅起擴(kuò)展信號(hào)頻譜的作用。3)在接收端用相關(guān)解調(diào)來(lái)解擴(kuò):接收端采用與發(fā)送端相同的擴(kuò)頻碼序列同收到的擴(kuò)頻調(diào)制信號(hào)進(jìn)行相關(guān)解調(diào),恢復(fù)所傳的信息。換句話(huà)說(shuō),這種相關(guān)解調(diào)起到了解擴(kuò)的作用,即把擴(kuò)展后的寬帶信號(hào)又恢復(fù)成原來(lái)所傳的窄帶信息。擴(kuò)頻通信2、擴(kuò)頻通信的實(shí)現(xiàn)條件
信號(hào)的帶寬須遠(yuǎn)大于原有信息的最小帶寬;所產(chǎn)生的射頻信號(hào)的帶寬與原有信息無(wú)關(guān)。3、擴(kuò)頻通信工作原理信息調(diào)制擴(kuò)頻調(diào)制射頻調(diào)制射頻解調(diào)信息解調(diào)擴(kuò)頻解調(diào)擴(kuò)頻碼發(fā)生器射頻發(fā)生器擴(kuò)頻碼發(fā)生器射頻發(fā)生器信息擴(kuò)頻通信3、擴(kuò)頻通信工作原理擴(kuò)頻通信4、擴(kuò)頻通信的特點(diǎn)1)隱蔽性好,對(duì)各種窄帶通信系統(tǒng)的干擾很小。由于擴(kuò)頻信號(hào)在相對(duì)較窄的頻帶上被擴(kuò)展了,單位頻帶內(nèi)的功率很小,信號(hào)被淹沒(méi)在噪聲里,一般不容易被發(fā)現(xiàn),而想進(jìn)一步檢測(cè)信號(hào)的參數(shù)就更加困難,因此隱蔽性好。2)頻譜利用率高,易于重復(fù)使用頻率擴(kuò)頻通信發(fā)送功率極低(1—650mW),又采用了相關(guān)接收技術(shù),而且可以工作在信道噪聲和熱噪聲背景中,因此,易于在同一地區(qū)重復(fù)使用同一頻率,也可以與現(xiàn)今各種窄帶通信共享同一頻率資源。所以,擴(kuò)頻通信是解決目前無(wú)限頻譜資源有限問(wèn)題的一把金鑰匙。4)可以實(shí)現(xiàn)碼分多址擴(kuò)頻通信用多個(gè)偽隨機(jī)序列分別作為不同用戶(hù)的地址碼,可以共用一個(gè)頻段來(lái)實(shí)現(xiàn)碼分多址通信。可以說(shuō),擴(kuò)頻通信本身就是一種多址通信方式,稱(chēng)為擴(kuò)頻多址(SSMA),實(shí)際上是碼分多址的一種。擴(kuò)頻通信實(shí)現(xiàn)的碼分多址能夠獲得比其他多址方式更高的通信容量。5)易于數(shù)字化,能夠開(kāi)展多種通信業(yè)務(wù)。3)抗干擾性強(qiáng),誤碼率低其抗干擾能力與其頻帶擴(kuò)展的倍數(shù)成正比,頻譜擴(kuò)展的越寬,抗干擾能力就越強(qiáng)。CDMA的特點(diǎn)1.大容量根據(jù)理論計(jì)算以及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明,CDMA系統(tǒng)的信道容量是模擬系統(tǒng)的10——20倍,是TDMA系統(tǒng)的4倍。CDMA系統(tǒng)的高容量很大一部分因素是出于它的頻率復(fù)用系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他制式的蜂窩系統(tǒng),另外一個(gè)主要因素是它使用了話(huà)音激活和扇區(qū)化等技術(shù)。
在相同的頻譜利用度情況下,CDMA的容量是GSM的4-5倍.CDMA的特點(diǎn)1.大容量
CDMA技術(shù)多址能力決定于地址碼間的多址干擾的大小,在實(shí)際的CDMA系統(tǒng)中,各地址碼之間不是完全正交,它們之間存在一定的互相關(guān)性,此互相關(guān)性導(dǎo)致的多址干擾是影響CDMA多址能力的決定性因素。CDMA采用多種手段使得多址干擾足夠小,從而使CDMA的多址能力比FDMA、TDMA更強(qiáng):
選擇有良好的自相關(guān)性、互相關(guān)性的地址碼;采用信號(hào)處理的方法消除多址干擾;使用功率控制克服遠(yuǎn)-近效應(yīng),使得系統(tǒng)在一定接收質(zhì)量下,每用戶(hù)以“剛剛足夠”的功率通信。此外,在蜂窩移動(dòng)通信中,還采用語(yǔ)音激活技術(shù)、高效糾錯(cuò)碼及CDMA扇形分區(qū)等技術(shù),使整個(gè)CDMA通信系統(tǒng)的容量增大。2.軟容量
在FDMA、TDMA系統(tǒng)中,當(dāng)小區(qū)服務(wù)的用戶(hù)數(shù)達(dá)到最大信道數(shù),已滿(mǎn)載的系統(tǒng)絕對(duì)無(wú)法再增添一個(gè)信道,此時(shí)若有新的呼叫,該用戶(hù)只能聽(tīng)到忙音。而在CDMA系統(tǒng)中,用戶(hù)數(shù)目和服務(wù)質(zhì)量之間可以相互折中,靈活確定。經(jīng)營(yíng)者可以在話(huà)務(wù)量高峰期將誤幀率稍微提高,從而增加可用信道數(shù)。同時(shí),當(dāng)相鄰小區(qū)的負(fù)荷較輕時(shí),本小區(qū)受到的干擾減少,容量就可適當(dāng)增加。體現(xiàn)軟容量的另一種形式是小區(qū)呼吸功能。所謂小區(qū)呼吸功能就是指各個(gè)小區(qū)的覆蓋大小是動(dòng)態(tài)的,當(dāng)相鄰兩個(gè)小區(qū)負(fù)荷一輕一重時(shí),負(fù)荷重的小區(qū)通過(guò)減小導(dǎo)頻發(fā)射功率,使本小區(qū)的邊緣用戶(hù)由于導(dǎo)頻強(qiáng)度不夠,切換到相鄰小區(qū),使負(fù)荷分擔(dān),即相當(dāng)于增加了容量。1.提高誤幀率可增加可用信道數(shù),這時(shí)通話(huà)質(zhì)量降低。2.呼吸功能:調(diào)整基站導(dǎo)頻值來(lái)調(diào)整小區(qū)覆蓋大小。導(dǎo)頻1=6導(dǎo)頻2=143.軟切換
指當(dāng)移動(dòng)臺(tái)需要切換時(shí),先與新的基站連通再與原基站切斷聯(lián)系,而不是先切斷與原基站的聯(lián)系再與新的基站連通。軟切換只能在同一顛率的信道間進(jìn)行,因此,模擬系統(tǒng)、TDMA系統(tǒng)不具有這種功能。軟切換可以有效地提高切換的可靠性,大大減少切換造成的掉話(huà),因?yàn)閾?jù)統(tǒng)計(jì),模擬系統(tǒng)、TDMA系統(tǒng)無(wú)線(xiàn)信道上的掉話(huà)90%發(fā)生在切換中。軟切換可以提供分集,從而保證通信的質(zhì)量。但是軟切換也相應(yīng)帶來(lái)了一些缺點(diǎn);導(dǎo)致硬件設(shè)備的增加,降低了前向容量等。CDMA小區(qū)/扇區(qū)切換采用軟/更軟切換切換是先接續(xù)再中斷,服務(wù)質(zhì)量高,有效減低掉話(huà)其他無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)小區(qū)/扇區(qū)切換采用硬切換,切換是先中斷再接續(xù),容易產(chǎn)生掉話(huà)更軟切換:同一基站、相同頻率、不同扇區(qū)的CDMA信道間。
4.高的話(huà)音質(zhì)量和低發(fā)射功率
由于CDMA系統(tǒng)中采用有效的功率控制,強(qiáng)糾錯(cuò)能力的信道編碼,以及多種形式的分集技術(shù),可以使基站和移動(dòng)臺(tái)以非常節(jié)約的功率發(fā)射信號(hào),延長(zhǎng)手機(jī)電池使用時(shí)間,同時(shí)獲得優(yōu)良的話(huà)音質(zhì)量。5.保密CDMA系統(tǒng)的信號(hào)擾碼方式提供了高度的保密性,使這種數(shù)字蜂窩系統(tǒng)在防止串話(huà)、盜用等方面具有其他系統(tǒng)不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。CDMA的數(shù)字話(huà)音信道還可將數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)或其他標(biāo)準(zhǔn)的加密技術(shù)直接引入。6.話(huà)音激活
典型的全雙工雙向通話(huà)中,每次通話(huà)的占空比小于35%,在FDMA和TDMA系統(tǒng)里,由于通話(huà)停止時(shí)重新分配信道存在一定時(shí)延,所以難以利用話(huà)音激活因素。CDMA系統(tǒng)因?yàn)槭褂昧丝勺兯俾事暣a器,在不講話(huà)時(shí)傳輸速率降低,減輕了對(duì)其他用戶(hù)的干擾,這即是CDMA系統(tǒng)的話(huà)音激活技術(shù)。CDMA系統(tǒng)頻率劃分CDMA蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖BTS(BaseTransmitterStation
):基站收發(fā)信臺(tái)BSC(BaseStationController):基站控制器BS(BaseStation):基站MSC(MobileSwitchCentre):移動(dòng)交換中心VLR(VisitorLocationRegister):拜訪(fǎng)位置寄存器HLR(HomeLocationRegister):歸屬位置寄存器AC(AuthenticationCentre): 鑒權(quán)中心MC(MessageCentre): 消息中心SME(ShortMessageEntity): 短消息實(shí)體PSTN(PublicSwitchedTelephoneNetwork):共用電話(huà)交換網(wǎng)ISDN(IntegratedServiceDigitalNetwork):綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)PSPDN(PacketSwitchedPublicDataNetwork)分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)CDMA網(wǎng)包括:移動(dòng)終端、BSS子系統(tǒng)、MSS子系統(tǒng)、OMM子系統(tǒng)等部分
基站子系統(tǒng)BSS可分為兩部分。通過(guò)無(wú)線(xiàn)接口與移動(dòng)臺(tái)相連的基站收發(fā)信臺(tái)(BTS)以及與移動(dòng)交換中心相連的基站控制器(BSC),BTS負(fù)責(zé)無(wú)線(xiàn)傳輸、BSC負(fù)責(zé)控制與管理。MS(MobileStation):移動(dòng)臺(tái),實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端功能BTS(BaseTransceiverStation):基站收發(fā)信臺(tái),實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信系統(tǒng)與MS之間的無(wú)線(xiàn)通信BSC(BaseStationController):基站控制器,實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)到交換系統(tǒng)的集線(xiàn)功能、無(wú)線(xiàn)資源管理功能以及其它與無(wú)線(xiàn)相關(guān)的控制功能?;咀酉到y(tǒng)BSS:移動(dòng)交換子系統(tǒng)MSS完成CDMA的主要交換功能,同時(shí)管理用戶(hù)數(shù)據(jù)和移動(dòng)性所需的數(shù)據(jù)庫(kù)。MSS子系統(tǒng)的主要作用是管理CDMA移動(dòng)用戶(hù)之間的通信和CDMA移動(dòng)用戶(hù)與其它通信網(wǎng)用戶(hù)之間的通信。移動(dòng)交換子系統(tǒng)MSS包括以下主要功能單元:移動(dòng)交換中心(MSC)拜訪(fǎng)位置寄存器(VLR)歸屬位置寄存器(HLR)鑒權(quán)中心(AUC)短消息中心(MC)MSS子系統(tǒng):移動(dòng)交換中心(MSC):
MSC是CDMA網(wǎng)絡(luò)的核心。MSC對(duì)位于它所覆蓋區(qū)域中的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行控制和完成話(huà)路接續(xù)的功能,也是CDMA網(wǎng)和其他網(wǎng)絡(luò)之間的接口。另外,為了建立至移動(dòng)臺(tái)的呼叫路由,每個(gè)MSC還完成GMSC的功能。
MSC從三種數(shù)據(jù)庫(kù),拜訪(fǎng)位置寄存器(VLR)、歸屬位置寄存器(HLR)和鑒權(quán)中心(AUC)中取得處理用戶(hù)呼叫請(qǐng)求所需的全部數(shù)據(jù)。反之,MSC根據(jù)其最新數(shù)據(jù)更新數(shù)據(jù)庫(kù)。拜訪(fǎng)位置寄存器(VLR):
VLR通常與MSC合設(shè),其中存儲(chǔ)MSC所管轄區(qū)域中的移動(dòng)臺(tái)(稱(chēng)拜訪(fǎng)客戶(hù))的相關(guān)用戶(hù)數(shù)據(jù),包括:用戶(hù)號(hào)碼、移動(dòng)臺(tái)的位置區(qū)信息、移動(dòng)用戶(hù)識(shí)別碼、批準(zhǔn)數(shù)據(jù)、鑒權(quán)數(shù)據(jù)和用戶(hù)服務(wù)清單等參數(shù)。
VLR是一個(gè)動(dòng)態(tài)用戶(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)。VLR從移動(dòng)用戶(hù)的歸屬位置寄存器(HLR)處獲取并存貯必要的數(shù)據(jù),一旦移動(dòng)用戶(hù)離開(kāi)該VLR的控制區(qū)域,則重新在另一個(gè)VLR登記,原VLR將取消該移動(dòng)用戶(hù)的數(shù)據(jù)記錄。歸屬位置寄存器(HLR):
HLR存儲(chǔ)管理部門(mén)用于移動(dòng)用戶(hù)管理的數(shù)據(jù)。每個(gè)移動(dòng)用戶(hù)都應(yīng)在其歸屬位置寄存器(HLR)注冊(cè)登記,它主要存儲(chǔ)兩類(lèi)信息:一是有關(guān)移動(dòng)用戶(hù)的參數(shù),包括移動(dòng)用戶(hù)識(shí)別號(hào)碼、電子序列號(hào)、用戶(hù)號(hào)碼、服務(wù)項(xiàng)目清單、批準(zhǔn)有效時(shí)間等;一是有關(guān)移動(dòng)用戶(hù)目前所處位置的信息,以便建立至移動(dòng)臺(tái)的呼叫路由,例如MSC、VLR地址等。還包括下列信息:電信業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)智能業(yè)務(wù)短消息業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)服務(wù)限制(如:漫游限制)補(bǔ)充業(yè)務(wù)參數(shù)鑒權(quán)中心(AUC):AUC屬于HLR的一個(gè)功能單元部分,專(zhuān)門(mén)用于CDMA系統(tǒng)的安全性管理,用來(lái)鑒別用戶(hù)身份的合法性以及對(duì)無(wú)線(xiàn)接口上的話(huà)音、數(shù)據(jù)、信令信號(hào)進(jìn)行加密,防止無(wú)權(quán)用戶(hù)接入和保證移動(dòng)用戶(hù)通信的安全。鑒權(quán)中心一般與HLR合設(shè)。
包括參數(shù):A_key,SSD、MIN/IMSI、AAV等短消息中心(MC):
短消息中心的主要功能是接收、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)用戶(hù)的短消息。通過(guò)短消息中心能夠更可靠地將信息傳送到目的地。如果傳送失敗,短消息中心保存失敗消息直至發(fā)送成功為止。短消息實(shí)體(SME):合成與分解短消息。操作維護(hù)中心(OMC)
為運(yùn)營(yíng)商提供對(duì)網(wǎng)絡(luò)的操作和維護(hù)服務(wù)、管理簽約用戶(hù)信息,對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行規(guī)劃。
主要實(shí)現(xiàn)以下功能:
1、維護(hù)測(cè)試2、障礙檢測(cè)及處理3、系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視4、系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制
5、局?jǐn)?shù)據(jù)修改6、性能管理7、用戶(hù)跟蹤、告警8、話(huà)務(wù)統(tǒng)計(jì)等OMC與各單元的關(guān)系系統(tǒng)各個(gè)接口和協(xié)議就CDMA系統(tǒng)與外界的聯(lián)系,可劃分為三大邊界,因而也有了三大外部接口:CDMA運(yùn)營(yíng)者外部網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)OSSMSSBSCMS1、A接口:基站子系統(tǒng)與交換子系統(tǒng)之間的接口即A接口,其物理鏈路通過(guò)采用標(biāo)準(zhǔn)的2.048Mbit/s的PCM數(shù)字傳輸鏈路來(lái)實(shí)現(xiàn)。此接口傳遞的信息包括移動(dòng)臺(tái)管理、基站管理、移動(dòng)性管理、接續(xù)管理等。一般采用IS-634標(biāo)準(zhǔn)、IOS2.0、IOS4.0等。2.Abis接口:基站子系統(tǒng)中BSC與BTS之間的接口。支持對(duì)BTS無(wú)線(xiàn)設(shè)備的控制。物理層采用直接互聯(lián)的方法,無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。3.Um接口:
Um接口被定義為MS與BTS之間的通信接口,即空中接口。它實(shí)現(xiàn)了各種制造商的移動(dòng)臺(tái)與不同運(yùn)營(yíng)者的網(wǎng)絡(luò)間的兼容性,從而實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)臺(tái)的漫游。此接口遵守IS-95A標(biāo)準(zhǔn)。移動(dòng)交換子系統(tǒng)MSS內(nèi)部接口如下圖所示:網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部接口B接口:MSC和VLR間的接口,內(nèi)部接口,沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)定義。C接口:MSC和HLR間的接口,接口的物理層為2.048Mbit/s的PCM傳輸鏈路。信令接口符合24bit七號(hào)信令系統(tǒng)規(guī)范。
D接口:VLR和HLR間的接口,接口的物理層為2.048Mbit/s的PCM傳輸鏈路。信令接口符合24bit七號(hào)信令系統(tǒng)規(guī)范。
E接口:MSC和MSC間的接口,接口的物理層為2.048Mbit/s的PCM傳輸鏈路。信令接口符合24bit。七號(hào)信令系統(tǒng)規(guī)范。H接口:HLR和AUC間的接口,內(nèi)部接口。N接口:HLR和MC間的接口,接口的物理層為2.048Mbit/s的PCM傳輸鏈路。信令接口符合24bit七號(hào)信令系統(tǒng)規(guī)范。Ai/Di接口::MSC和PSTN/ISDN間的接口,采用2Mb/sPCM數(shù)字鏈路,接口的物理層為2.048Mbit/s的PCM傳輸鏈路。信令接口符合24bit七號(hào)信令系統(tǒng)規(guī)范,采用TUP、ISUP以及隨路信令。Q接口::MSC和MC間的接口,采用2Mb/sPCM數(shù)字鏈路,接口的物理層為2.048Mbit/s的PCM傳輸鏈路。在CDMA網(wǎng)絡(luò)中用到了三種碼:短碼用于區(qū)分不同的小區(qū);長(zhǎng)碼用于區(qū)分不同的反向信道;沃爾什碼用于區(qū)分不同的前向信道。短碼(shortPNcode)
短碼是由一個(gè)15位長(zhǎng)的移位寄存器產(chǎn)生的偽隨機(jī)序列,用于區(qū)分不同的小區(qū)。碼組長(zhǎng)度為215=32768個(gè)碼片,其中32767個(gè)碼片由15位移位寄存器產(chǎn)生,1個(gè)碼片為人為設(shè)計(jì)插入。短碼的碼片速率是1.2288Mcps,可以計(jì)算出一個(gè)短碼周期為32768/1.2288M=26.67ms,每個(gè)碼片時(shí)長(zhǎng)為26.67ms/32768=813.802ns。由于空中傳播的時(shí)延以及多徑效應(yīng),CDMA系統(tǒng)并不是使用全部的32768個(gè)不同的時(shí)延,而是每64個(gè)碼片為一時(shí)延段,稱(chēng)之為短碼偏置(shortPNoffset),即共有32768/64=512個(gè)短碼偏置。用PN(i)表示,i從0到511,因而有512個(gè)值可被不同基站使用。不同的短碼偏置即代表不同的基站。CDMA系統(tǒng)是一個(gè)全網(wǎng)同步的系統(tǒng),它們使用同一個(gè)時(shí)鐘源,來(lái)自衛(wèi)星的GPS(全球定位系統(tǒng))時(shí)鐘。所有基站每隔2秒鐘對(duì)基站進(jìn)行一次校準(zhǔn),2秒鐘恰好是75個(gè)短碼周期(2000ms/26.67ms=75)。長(zhǎng)碼(longPNcode)長(zhǎng)碼是由一個(gè)42位長(zhǎng)的移位寄存器產(chǎn)生的偽隨機(jī)序列,用于區(qū)分不同的反向信道。碼組長(zhǎng)度為242個(gè)碼片,其中242-1個(gè)碼片由42位移位寄存器產(chǎn)生,1個(gè)碼片為人為設(shè)計(jì)插入。短碼的碼片速率是1.2288M/cps,可以計(jì)算出一個(gè)長(zhǎng)碼周期時(shí)間為242/1.2288M=41.4天。長(zhǎng)碼也稱(chēng)長(zhǎng)碼掩碼,在全網(wǎng)中具有唯一性。CDMA系統(tǒng)中的長(zhǎng)碼都由相同的發(fā)生器產(chǎn)生,不論長(zhǎng)碼如何組成,只能產(chǎn)生相同的長(zhǎng)碼序列,但產(chǎn)生不同的時(shí)間位移,使得MS使用的長(zhǎng)碼偏置各不相同,并達(dá)到獨(dú)自地、快速地與網(wǎng)絡(luò)同步的目的。
64維沃爾什碼(Walshcode)IS-95CDMA系統(tǒng)中,使用64維的沃爾什碼,用來(lái)區(qū)分同一小區(qū)下的不同的前向信道。沃爾什碼被標(biāo)識(shí)為Wi64,其中64表示64維,i表示第i個(gè)沃爾什碼。即有64個(gè)沃爾什碼,每個(gè)沃爾什碼長(zhǎng)64維。在同一小區(qū)內(nèi)沃爾什碼是唯一的。
IS-95CDMA信道IS-95CDMA系統(tǒng)中,把信道分為前向信道和反向信道。前向是指從基站到移動(dòng)臺(tái)方向,反向是指從移動(dòng)臺(tái)到基站方向。IS-95CDMA系統(tǒng)采用頻分雙工(FDD)來(lái)實(shí)現(xiàn)雙工通信,雙工間隔45MHZ,頻道帶寬為1.23MHZ,使用的無(wú)線(xiàn)電波頻段為:前向信道870-890MHZ,反向信道825-845MHZ。導(dǎo)頻信道同步信道前向業(yè)務(wù)信道
前向信道尋呼信道邏輯信道反向信道接入信道反向業(yè)務(wù)信道補(bǔ)充信道導(dǎo)頻信道補(bǔ)充信道前向信道同一小區(qū)前向信道使用同一個(gè)短碼,它們之間通過(guò)64維沃爾什碼(Wi64)的不同來(lái)彼此區(qū)分。64個(gè)沃爾什碼分配如下:W064
用于導(dǎo)頻信道,W1-764
用于尋呼信道,W3264
用于同步信道,其余的55個(gè)用于前向業(yè)務(wù)信道。由計(jì)算可知,實(shí)際當(dāng)中只能使用40余個(gè)信道。通常一個(gè)載頻(1.23MHz)供18~24個(gè)用戶(hù)同時(shí)通信較合適。通過(guò)采用扇區(qū)劃分每個(gè)蜂窩,小區(qū)的一個(gè)載頻可供使用信道數(shù)達(dá)100以上,也就是說(shuō)可供100多人同時(shí)通信。導(dǎo)頻信道(Pilot)1)導(dǎo)頻信道的功能在移動(dòng)臺(tái)接入系統(tǒng)時(shí),導(dǎo)頻信道為所有的移動(dòng)臺(tái)提供基準(zhǔn),來(lái)區(qū)分CDMA載頻與其他無(wú)線(xiàn)信號(hào),與系統(tǒng)初同步;移動(dòng)臺(tái)用導(dǎo)頻信號(hào)來(lái)比較不同基站之間的信號(hào)強(qiáng)度,從而確定哪個(gè)小區(qū)為服務(wù)小區(qū);導(dǎo)頻信道為移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行相干解調(diào)提供相位基準(zhǔn)以確保相干解調(diào)。在移動(dòng)臺(tái)接入系統(tǒng)后,移動(dòng)臺(tái)用導(dǎo)頻信號(hào)來(lái)比較不同基站之間的信號(hào)強(qiáng)度,從而確定何時(shí)進(jìn)行切換。2)導(dǎo)頻信道的結(jié)構(gòu)導(dǎo)頻信道不傳送任何信息,內(nèi)容為全零碼信息,導(dǎo)頻信道被劃分成26.67ms的幀,使用W064來(lái)區(qū)分其他信道。所有基站的導(dǎo)頻信道電平一般要比業(yè)務(wù)信道電平高4-6dB,并且導(dǎo)頻信道不做功率控制,以恒定功率持續(xù)發(fā)射。同步信道(SYNC)1)同步信道的功能:用于移動(dòng)臺(tái)與系統(tǒng)之間的同步系統(tǒng)識(shí)別號(hào)(SID)/網(wǎng)絡(luò)識(shí)別號(hào)(NID),來(lái)區(qū)分不同的網(wǎng)絡(luò);導(dǎo)頻短碼偏移量(短碼偏置),區(qū)分不同的基站/扇區(qū);長(zhǎng)碼狀態(tài),告訴用戶(hù)現(xiàn)在的長(zhǎng)碼狀態(tài)以便于同步;系統(tǒng)時(shí)間,用于校準(zhǔn)移動(dòng)臺(tái)的時(shí)間,以便CDMA系統(tǒng)全網(wǎng)的移動(dòng)臺(tái)時(shí)間相同;尋呼信道數(shù)據(jù)速率(4.8kbps或9.6kbps),通知移動(dòng)臺(tái)尋呼信道的數(shù)據(jù)速率為多少。
2)同步信道的結(jié)構(gòu):同步信道消息速率為1.2kbps,幀時(shí)長(zhǎng)26.67ms,三個(gè)幀構(gòu)成一個(gè)80ms的超幀,同步信道消息通過(guò)N個(gè)同步信道超幀傳輸,不足的用“0”填充。卷積編碼:一進(jìn)二出,標(biāo)識(shí)為R=1/2;由八位移位寄存器實(shí)現(xiàn)前后9個(gè)碼片相關(guān),標(biāo)識(shí)為K=9;經(jīng)過(guò)卷積編碼后,傳輸內(nèi)容的名稱(chēng)從“比特bit”變?yōu)椤胺?hào)symbol”;傳輸單位從“比特每秒bps”變?yōu)椤胺?hào)每秒sps”,傳輸速率從1.2kbps變?yōu)?.4ksps。符號(hào)重復(fù):傳輸速率從2.4ksps變?yōu)?.8ksps。塊交織:交織跨度是一幀,交織并不改變傳輸速率,只是改變符號(hào)排序,傳輸速率保持4.8ksps不變。加W3264:固定使用W3264
,W3264的速率是1.2288Mcps,傳輸內(nèi)容的名稱(chēng)從“符號(hào)symbol”變?yōu)椤按a片chip”;傳輸單位從“符號(hào)每秒sps”變?yōu)椤按a片每秒cps”,傳輸速率為1.2288Mcps。同步信道(SYNC):尋呼信道(Paging):1)尋呼信道的功能尋呼信道用于廣播系統(tǒng)參數(shù),系統(tǒng)尋呼移動(dòng)臺(tái)和信道指配。最多可有7個(gè)尋呼信道。尋呼信道信道的內(nèi)容:系統(tǒng)參數(shù)消息(如基站標(biāo)識(shí)符)、接入?yún)?shù)消息、鄰區(qū)列表消息、CDMA信道列表消息、尋呼消息、標(biāo)準(zhǔn)的指令消息、信道分配消息、鑒權(quán)查詢(xún)消息、SSD更新消息、特性通知消息等。2)尋呼信道的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)碼發(fā)生器:產(chǎn)生尋呼信道長(zhǎng)碼掩碼,擾碼的作用。64:1抽取器:變換1.2288Mcps成19.2ksps,為尋呼信道產(chǎn)生一個(gè)與本機(jī)相關(guān)的擾碼,為通信保密。前向業(yè)務(wù)信道(TCH)1)前向業(yè)務(wù)信道的功能用于BTS到MS話(huà)音和數(shù)據(jù)的傳輸,伴有必要的信令。2)前向業(yè)務(wù)信道的結(jié)構(gòu):前向業(yè)務(wù)信道(TCH)根據(jù)不同的速率被分為172bit、80bit、40bit和16bit的20ms幀,對(duì)應(yīng)的信息速率分別為8.6kbps、4.0kbps、2.0kbps、0.8kbps。幀質(zhì)量指示僅用于8.6kbps、4.0kbps;分別加12bit和8bit幀質(zhì)量指示位,用于前向查錯(cuò);信息速率變?yōu)?.2kbps、4.4kbps。8bit尾比特:用于消除本幀對(duì)下一幀的影響,8bit為預(yù)先設(shè)置碼,加上8bit尾比特后的速率為9.6kbps、4.8kbps、2.4kbps、1.2kbps。64:1抽取器:變換1.2288Mcps成19.2ksps,為業(yè)務(wù)信道產(chǎn)生一個(gè)與本機(jī)相關(guān)的擾碼,為通信保密。24:1抽取器:變換19.2ksps成800sps,為業(yè)務(wù)信道產(chǎn)生一個(gè)800HZ的頻率,用于控制加入功率控制比特的時(shí)鐘。功率控制比特800bps:用于插入功率控制比特的節(jié)奏,最快功率控制速率可達(dá)800HZ,也可比800HZ低。加Wi64:用來(lái)區(qū)分其他前向信道,i在一個(gè)小區(qū)必須唯一。IS-95CDMA反向信道接入信道(Access):1)接入信道的功能移動(dòng)臺(tái)通過(guò)反向接入信道接入CDMA系統(tǒng)2)接入信道的結(jié)構(gòu)反向接入信息的速率為4.8kbps(4.4kbps),被劃分成20ms的幀,接入信息以1個(gè)接入時(shí)隙傳輸,不足的用“0”填充符占位。接入時(shí)隙的長(zhǎng)度可根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)參數(shù)計(jì)算出占用的幀的個(gè)數(shù),相關(guān)參數(shù)來(lái)自尋呼信息。接入信道(Access):64維正交調(diào)制:加強(qiáng)反向的抗干擾特性。就是把塊交織后的碼片,6位分為一段,并且這6位二進(jìn)制對(duì)應(yīng)的10進(jìn)制的Wi64來(lái)代替,即6bit變成64bit,產(chǎn)生大量的冗余信息。例:6位二進(jìn)制為101011,其轉(zhuǎn)換過(guò)程為(101011)2=(1*32+1*8+1*2+1)10=(43)10,即用W4364代替101011。長(zhǎng)碼掩碼:掩碼結(jié)構(gòu)如圖所示。其中,Pilot-PN來(lái)自同步信道消息,BASE-ID來(lái)自尋呼信道,ACN、PCN是移動(dòng)臺(tái)根據(jù)尋呼信道的消息計(jì)算出來(lái)的值。所以接入信道長(zhǎng)碼掩碼是移動(dòng)臺(tái)計(jì)算出來(lái)的,不是隨意產(chǎn)生的。反向業(yè)務(wù)信道(TCH):1)反向業(yè)務(wù)信道的功能用于MS到BTS的話(huà)音和數(shù)據(jù)傳輸,并伴有必要的信令。2)反向業(yè)務(wù)信道的結(jié)構(gòu):利用長(zhǎng)碼來(lái)區(qū)分不同的信道。反向業(yè)務(wù)信道(TCH):
隨機(jī)突發(fā):由數(shù)據(jù)子幀隨機(jī)發(fā)生器來(lái)完成,它把前面符號(hào)重復(fù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行隨機(jī)掩蔽,保證隨機(jī)發(fā)送不重復(fù)的符號(hào)信息,與幀數(shù)據(jù)速率有關(guān)。
反向業(yè)務(wù)信道的長(zhǎng)碼:長(zhǎng)碼結(jié)構(gòu)如圖所示。它與接入信道長(zhǎng)碼掩碼的結(jié)構(gòu)不同,使用了電子序號(hào)(ESN),對(duì)于機(jī)卡分離系統(tǒng),移動(dòng)臺(tái)中的UIM卡中的ESN取代了移動(dòng)設(shè)備中的ESN。CDMA20001X主要設(shè)計(jì)改進(jìn)CDMA20001X特點(diǎn):目前商用1X系統(tǒng)增加的信道:前向:快速尋呼信道F-QPCH前向補(bǔ)充信道F-SCH反向:導(dǎo)頻信道R-SCH補(bǔ)充信道R-SCH前向快速尋呼信道F-QPCH前向補(bǔ)充業(yè)務(wù)信道F-SCH:反向?qū)ьl信道R-SCH:反向補(bǔ)充業(yè)務(wù)信道R-SCH:CDMA20001X信道結(jié)構(gòu)CDMA20001X信道結(jié)構(gòu)CDMA網(wǎng)絡(luò)主要使用的識(shí)別號(hào)碼
系統(tǒng)識(shí)別碼(SID)
網(wǎng)絡(luò)識(shí)別碼(NID)
登記區(qū)識(shí)別碼(REGZONE)
基站識(shí)別碼(ID)國(guó)際移動(dòng)用戶(hù)識(shí)別碼(IMSI)
臨時(shí)移動(dòng)用戶(hù)識(shí)別碼(TMSI)
移動(dòng)電話(huà)薄號(hào)碼(MDN)
移動(dòng)用戶(hù)臨時(shí)本地電話(huà)號(hào)碼(TLDN)電子序號(hào)(ESN)系統(tǒng)識(shí)別碼(SID):系統(tǒng)識(shí)別碼(SID)是CDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中,唯一地識(shí)別一個(gè)CDMA蜂窩系統(tǒng)(即一個(gè)移動(dòng)業(yè)務(wù)本地網(wǎng))的號(hào)碼。移動(dòng)臺(tái)中必須存儲(chǔ)該號(hào)碼,用于識(shí)別移動(dòng)臺(tái)歸屬的CDMA移動(dòng)業(yè)務(wù)本地網(wǎng)。系統(tǒng)識(shí)別碼總長(zhǎng)為15比特。網(wǎng)絡(luò)識(shí)別碼(NID):網(wǎng)絡(luò)識(shí)別碼(NID)是CDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中,唯一地識(shí)別一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的號(hào)碼。網(wǎng)絡(luò)識(shí)別碼總長(zhǎng)為16個(gè)比特,其中0與65535(即全0和全1)保留。在中國(guó),網(wǎng)絡(luò)識(shí)別碼由各省郵電管理局自行分配,例如NID可用于識(shí)別一個(gè)移動(dòng)業(yè)務(wù)本地網(wǎng)內(nèi)不同的移動(dòng)交換中心區(qū)。登記區(qū)識(shí)別碼(REGZONE):是在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)唯一地識(shí)別一個(gè)登記區(qū)域的號(hào)碼。登記區(qū)識(shí)別碼總長(zhǎng)為12個(gè)比特。中國(guó)由各省郵電管理局自行分配。(類(lèi)似于GSM中的LA)。基站識(shí)別碼(ID):在一個(gè)CDMA網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)唯一地識(shí)別一個(gè)基站的號(hào)碼。總長(zhǎng)為16比特,中國(guó)由各省電信運(yùn)營(yíng)商自行分配。國(guó)際移動(dòng)用戶(hù)識(shí)別碼(IMSI):國(guó)際移動(dòng)用戶(hù)識(shí)別碼用于識(shí)別CDMA網(wǎng)中用戶(hù),全網(wǎng)具有唯一性??傞L(zhǎng)度為15位十進(jìn)制數(shù)字,共60比特。移動(dòng)國(guó)家碼:中國(guó)的MCC為460。移動(dòng)網(wǎng)號(hào):用于識(shí)別歸屬的移動(dòng)通信網(wǎng)。移動(dòng)用戶(hù)識(shí)別碼:用于識(shí)別移動(dòng)通信網(wǎng)中的移動(dòng)用戶(hù)。臨時(shí)移動(dòng)用戶(hù)識(shí)別碼(TMSI):為了安全起見(jiàn),在空中傳送用戶(hù)識(shí)別時(shí)TMSI來(lái)代替IMSIVLR控制新的TMSI的分配,并將它們報(bào)告給HLRTMSI可在下列情況下更新:呼叫建立時(shí);進(jìn)入新的區(qū)域,進(jìn)入新的訪(fǎng)問(wèn)位置寄存器(VLR)。移動(dòng)電話(huà)薄號(hào)碼(MDN):就是手機(jī)號(hào),總長(zhǎng)不超過(guò)15位數(shù)字,中國(guó)采用的是14位。由三部分組成:MDN=國(guó)家碼(CC)+國(guó)內(nèi)地區(qū)碼(NDC)+用戶(hù)號(hào)碼(SN)。具體格式如下:國(guó)家碼(CC):中國(guó)為086國(guó)內(nèi)地區(qū)碼(NDC):中國(guó)為133用戶(hù)號(hào)碼(SN):前三位為移動(dòng)交換局端局號(hào)碼,HLR地址。例如:086-133-045-67890移動(dòng)用戶(hù)臨時(shí)本地電話(huà)號(hào)碼(TLDN):移動(dòng)用戶(hù)臨時(shí)本地電話(huà)號(hào)碼(TLDN)構(gòu)成與移動(dòng)電話(huà)薄號(hào)碼(MDN)相同,用于移動(dòng)用戶(hù)漫游到其他服務(wù)區(qū)時(shí)使用。該號(hào)碼為預(yù)留的不能被用戶(hù)使用的電話(huà)號(hào)碼。當(dāng)移動(dòng)用戶(hù)漫游到其他服務(wù)區(qū)時(shí),由移動(dòng)用戶(hù)目前所在的移動(dòng)交換中心(MSC)和訪(fǎng)問(wèn)位置寄存器(VLR)為尋址該用戶(hù)臨時(shí)分配給移動(dòng)用戶(hù)的號(hào)碼,用于路由選擇。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)離開(kāi)該區(qū)域后,被訪(fǎng)訪(fǎng)問(wèn)位置寄存器(VLR)和歸屬位置寄存器(HLR)都要?jiǎng)h除該漫游號(hào)碼。以便可再分配給其他移動(dòng)臺(tái)使用。該號(hào)碼的數(shù)量通常按移動(dòng)用戶(hù)號(hào)碼數(shù)量的1/100來(lái)考慮。電子序號(hào)(ESN):用于唯一識(shí)別一個(gè)移動(dòng)設(shè)備,每個(gè)移動(dòng)臺(tái)分配一個(gè)唯一的電子序號(hào)。網(wǎng)絡(luò)識(shí)別碼總長(zhǎng)為32比特,由四部分組成:ESN=設(shè)備序號(hào)+保留比特+設(shè)備編號(hào)+廠(chǎng)商編號(hào)。具體格式如下:其中設(shè)備序號(hào)、設(shè)備編號(hào)由各廠(chǎng)商自行分配。在中國(guó)由于采用了機(jī)卡分離,移動(dòng)設(shè)備沒(méi)使用這個(gè)號(hào)碼,而是使用UIM卡來(lái)識(shí)別。CDMA系統(tǒng)的移動(dòng)性管理位置更新越區(qū)切換鑒權(quán)加密當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在CDMA系統(tǒng)中移動(dòng)時(shí),位置是不斷變化的。系統(tǒng)要不斷地更新移動(dòng)臺(tái)的位置,登記注冊(cè)就是實(shí)現(xiàn)位置更新的手段。登記注冊(cè)是移動(dòng)臺(tái)向基站報(bào)告其位置、狀態(tài)、身份標(biāo)志和其它特征的過(guò)程。通過(guò)注冊(cè),基站可以知道移動(dòng)臺(tái)的位置、等級(jí)和通信能力,確定移動(dòng)臺(tái)在尋呼信道的哪個(gè)時(shí)隙中監(jiān)聽(tīng),并能有效地向移動(dòng)臺(tái)發(fā)起呼叫等。任何一種蜂窩網(wǎng)都是采用小區(qū)制方式,小區(qū)中常常分為若干個(gè)扇區(qū)(如3個(gè)或6個(gè)),因此移動(dòng)臺(tái)從一個(gè)扇區(qū)到另一個(gè)扇區(qū),或從一個(gè)小區(qū)到另一個(gè)小區(qū),甚至從一個(gè)業(yè)務(wù)區(qū)到另一個(gè)業(yè)務(wù)區(qū),都需要進(jìn)行過(guò)區(qū)切換,或者統(tǒng)稱(chēng)為過(guò)境切換。CDMA系統(tǒng)的過(guò)境切換與FDMA或TDMA系統(tǒng)的過(guò)境切換是不同的。鑒權(quán)(認(rèn)證)技術(shù)的目的:通過(guò)交換移動(dòng)臺(tái)和基站及網(wǎng)絡(luò)端的信息,以確認(rèn)移動(dòng)臺(tái)的合理身份;通過(guò)鑒權(quán)保證數(shù)據(jù)用戶(hù)的完整性,防止錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的插入和防止正確數(shù)據(jù)被篡改。加密技術(shù)的目的:防止非法用戶(hù)從信道中竊取合法用戶(hù)正在傳送的信息,它包括:語(yǔ)音加密、數(shù)據(jù)加密、信令加密。越區(qū)切換的分類(lèi):硬切換先斷開(kāi)原有的連接,再建立與新的連接。可能存在掉話(huà)。GSM系統(tǒng)就是采用的這種硬切換的方式,經(jīng)統(tǒng)計(jì)表明,GSM系統(tǒng)中90%的掉話(huà)都是越區(qū)切換引起的。CDMA系統(tǒng)也存在硬切換,常見(jiàn)的硬切換有:不同CDMA系統(tǒng)之間的切換;不同載頻之間的切換。軟切換移動(dòng)臺(tái)從一個(gè)小區(qū)進(jìn)入相同載頻的另外一個(gè)小區(qū)時(shí)采用的過(guò)境切換。此時(shí)移動(dòng)臺(tái)與不同小區(qū)或三個(gè)扇區(qū)保持通信,開(kāi)始與新的基站通信時(shí)不立即中斷它和原來(lái)基站通信。軟切換又分同一BSC內(nèi)的軟切換和不同BSC內(nèi)的軟切換。對(duì)于同一BSC內(nèi)的軟切換反向的兩路信號(hào)由BSC進(jìn)行幀選擇,前向信號(hào)由BSC進(jìn)行幀復(fù)制;對(duì)于不同BSC內(nèi)的軟切換反向的兩路信號(hào)由始呼BSC進(jìn)行幀選擇,前向信號(hào)由始呼BSC進(jìn)行幀復(fù)制,要求兩個(gè)BSC之間要有連接。更軟切換更軟切換是指同一BTS下,不同小區(qū)(扇區(qū))之間的軟切換。更軟切換進(jìn)行時(shí)基站處理占一個(gè)用戶(hù)的處理能力;基站發(fā)射時(shí)占兩路用戶(hù)資源,即占用兩路Walsh碼;基站接收時(shí),多路信號(hào)運(yùn)算成一路信號(hào)后,傳給BSC。軟軟切換移動(dòng)臺(tái)從一個(gè)小區(qū)的兩個(gè)扇區(qū)進(jìn)入相同載頻的另外一個(gè)小區(qū)的扇區(qū)采用的過(guò)境切換。這種類(lèi)型的切換網(wǎng)絡(luò)資源包括小區(qū)A和B之間的雙方軟切換資源加上小區(qū)B內(nèi)的更軟切換資源。軟切換的優(yōu)勢(shì):1、提高切換的可靠性。在硬切換中,如果找不到空閑信道或切換指令的傳輸發(fā)生錯(cuò)誤,則切換失敗,通信中斷。此外,當(dāng)移動(dòng)臺(tái)靠近兩個(gè)小區(qū)的交界處需要切換的時(shí)候,兩個(gè)小區(qū)的基站在該處的信號(hào)電平都較弱而且有起伏變化,這會(huì)導(dǎo)致移動(dòng)臺(tái)在兩個(gè)基站之間反復(fù)要求切換(即“乒乓”現(xiàn)象),從而重復(fù)地往返傳送切換消息,使系統(tǒng)控制的負(fù)荷加重,或引起過(guò)載,并增加中斷通信的可能性。2、軟切換為實(shí)現(xiàn)分集接收提供了條件。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)處于兩個(gè)(或三個(gè))小區(qū)的交界處進(jìn)行軟切換時(shí),會(huì)有兩個(gè)(或三個(gè))基站同時(shí)向它發(fā)送相同的信息,移動(dòng)臺(tái)采用RAKE接收機(jī),進(jìn)行分集合并,即起到了多基站宏分集的作用,從而能提高正向業(yè)務(wù)信道的抗衰落性能,提高話(huà)音質(zhì)量。同樣,在反向業(yè)務(wù)信道中,當(dāng)移動(dòng)臺(tái)處于兩個(gè)(或三個(gè))小區(qū)的交界處進(jìn)行軟切換時(shí),會(huì)有兩個(gè)(或三個(gè))基站同時(shí)收到一個(gè)移動(dòng)臺(tái)發(fā)出的信號(hào),這些基站對(duì)所收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)并作質(zhì)量估計(jì),然后送往移動(dòng)交換中心(MSC)。這些來(lái)自不同基站而內(nèi)容相同的信息由MSC采用選擇式合并方式,逐幀挑選。軟切換的產(chǎn)生:
基站發(fā)出的導(dǎo)頻信號(hào)在使用相同頻率時(shí),只由引導(dǎo)PN序列的不同偏置來(lái)區(qū)分,每一可用導(dǎo)頻要和與它同一CDMA信道中的正向業(yè)務(wù)信道相配合才有效。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)檢測(cè)到一個(gè)足夠強(qiáng)的導(dǎo)頻而它未與任何一個(gè)正向業(yè)務(wù)信道相配合,它就向基站發(fā)送一導(dǎo)頻測(cè)量報(bào)告,于是基站就給移動(dòng)臺(tái)指定一正向業(yè)務(wù)信道和該導(dǎo)頻相對(duì)應(yīng),這樣的導(dǎo)頻稱(chēng)為激活導(dǎo)頻或稱(chēng)有效導(dǎo)頻。同一CDMA信道的導(dǎo)頻分為如下4類(lèi):(1)激活組。激活組是指分配給移動(dòng)臺(tái)的正向業(yè)務(wù)信道相結(jié)合的導(dǎo)頻。(2)候選組。候選組是指未列入激活組,但具有足夠的強(qiáng)度的導(dǎo)頻,它與正向業(yè)務(wù)信道結(jié)合能成功地被解調(diào)。(3)鄰近組。鄰近組是指未列入激活組和候選組,但可作為切換的備用導(dǎo)頻。(4)剩余組。剩余組是指未列入上述3組的導(dǎo)頻。(1)導(dǎo)頻強(qiáng)度超過(guò)門(mén)限(上),移動(dòng)臺(tái)向基站發(fā)送一導(dǎo)頻強(qiáng)度測(cè)量消息.并把導(dǎo)頻轉(zhuǎn)換到候選組;(2)基站向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送一切換引導(dǎo)消息;(3)移動(dòng)臺(tái)把導(dǎo)頻轉(zhuǎn)換到激活組,并向基站發(fā)送一切換完成消息;(4)導(dǎo)頻強(qiáng)度降低到門(mén)限(下)之下,移動(dòng)臺(tái)啟動(dòng)一“切換下降計(jì)時(shí)器”;(5)切換下降計(jì)時(shí)器終止,移動(dòng)臺(tái)向基站發(fā)送一導(dǎo)頻測(cè)量消息;(6)基站向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送一切換消息;(7)移動(dòng)臺(tái)把導(dǎo)頻從激活組轉(zhuǎn)移到鄰近組,并向基站發(fā)送一切換完成消息:CDMA系統(tǒng)的功率控制功率控制的目的CDMA系統(tǒng)是一種自干擾系統(tǒng),由于所有的移動(dòng)臺(tái)在相同的頻段傳送信號(hào),系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)在干擾在決定系統(tǒng)容量和話(huà)音質(zhì)量方面起到了關(guān)鍵作用,因此必須對(duì)來(lái)自每個(gè)移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率進(jìn)行控制,從而限制干擾。然而功率電平值必須足夠使話(huà)音質(zhì)量達(dá)到比較滿(mǎn)意的程度。CDMA系統(tǒng)的功率控制的最基本原則是:在滿(mǎn)足系統(tǒng)規(guī)定的信噪比的前提下,盡可能降低發(fā)射功率,以降低相互之間的干擾,從而提高系統(tǒng)容量。功率控制的分類(lèi)從通信的正向、反向鏈路角度來(lái)考慮,可分為反向功率控制和正向功率控制;從實(shí)現(xiàn)功控的方式則可劃分為集中式功率控制和分布式功率控制;從功率控制環(huán)路的類(lèi)型來(lái)劃分,又可分為開(kāi)環(huán)功控、閉環(huán)功控。反向功率控制CDMA系統(tǒng)的通信質(zhì)量和容量主要受限于收到干擾功率的大小。若基站接收到移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)功率太低,則誤比特率太大而無(wú)法保證高質(zhì)量的通信;反之,若基站接收到的某一移動(dòng)臺(tái)的功率太高,雖然保證了該移動(dòng)臺(tái)與基站間的通信質(zhì)量,卻對(duì)其他移動(dòng)臺(tái)增加了干擾,導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)質(zhì)量惡化和容量減小。只有當(dāng)每個(gè)移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率控制到基站所需信噪比的最小值,通信系統(tǒng)的容量才能達(dá)到最大值。反向功控是指反向鏈路的功率控制,是分布式的功控。反向功控用來(lái)控制各移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率的大小,使基站接收到的所有移動(dòng)臺(tái)發(fā)射到基站的信號(hào)功率或SIR(信干比)基本相等反向功率控制的目的反向功控使各用戶(hù)之間相互干擾最小,并能達(dá)到克服“遠(yuǎn)近效應(yīng)”的目的。反向功控使系統(tǒng)達(dá)到最大容量,這是由于CDMA為干擾受限系統(tǒng),干擾小,容量就大。反向功控可使每個(gè)移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率最合理,以節(jié)省能量,延長(zhǎng)移動(dòng)臺(tái)電池使用壽命。前向功率控制指基站根據(jù)接收的每個(gè)移動(dòng)臺(tái)傳送的信號(hào)質(zhì)量信息來(lái)調(diào)節(jié)基站業(yè)務(wù)信道發(fā)射功率的過(guò)程。其目的是使所有移動(dòng)臺(tái)在保證通信質(zhì)量的條件下,基站臺(tái)的發(fā)射功率為最小。因?yàn)榍跋蜴溌饭β士刂茖⒂绊懕姸嗟囊苿?dòng)用戶(hù)的通信,所以每次的功率調(diào)節(jié)量很小,僅為0.5dB。調(diào)節(jié)的動(dòng)態(tài)范圍也有限,為標(biāo)稱(chēng)功率的+6dB。調(diào)節(jié)速率也較低,為每次15—20ms。前向功率控制的目的避免向距離近的移動(dòng)臺(tái)發(fā)射過(guò)大的信號(hào)功率防止或減少由于移動(dòng)臺(tái)進(jìn)入傳播條件惡劣或背景干擾過(guò)強(qiáng)的地區(qū)而發(fā)生誤碼率增大或通信質(zhì)量下降的現(xiàn)象。第一部分:通信概述第二部分:移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介1、移動(dòng)通信發(fā)展
2、CDMA網(wǎng)絡(luò)3、GSM網(wǎng)絡(luò)4、第四代移動(dòng)通信第三部分:常用知識(shí)匯總GSM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)PSTNOMCOMCNMCOMSSIMMEMSBTSBTSBSCAUmMSCMSCVLRVLRHLRAUCBCEGHDNSSBSSNSS系統(tǒng)接口A(yíng)接口:MSC與BSC間的接口A(yíng)bis接口:BSC與BTS間的接口Um接口:BTS與MS間的接口B接口:MSC與VLR間的接口C接口:MSC與HLR間的接口D接口:HLR與VLR間的接口E接口:MSC與MSC間的接口G接口:VLR與VLR間的接口H接口:HLR與AUC間的接口GSM各區(qū)域間的關(guān)系GSM業(yè)務(wù)區(qū)PLMN業(yè)務(wù)區(qū)MSC業(yè)務(wù)區(qū)位置區(qū)LAC小區(qū)CellGSM頻譜分配
目前我國(guó)所使用的900MGSM系統(tǒng),一共分為124對(duì)雙工載頻,載頻間隔為200KHz。其中中國(guó)移動(dòng)擁有94個(gè)頻點(diǎn),中國(guó)聯(lián)通擁有30個(gè)頻點(diǎn)。
由于系統(tǒng)采用了時(shí)分復(fù)用(TDMA)方式,每載頻共分為8個(gè)時(shí)隙,即為8個(gè)信道。也就是說(shuō),一個(gè)載頻可以被8個(gè)用戶(hù)同時(shí)使用。如果一個(gè)小區(qū)有8個(gè)頻點(diǎn),那么,簡(jiǎn)單的說(shuō),它就能滿(mǎn)足64個(gè)用戶(hù)同時(shí)通話(huà)。GSM頻率復(fù)用頻率復(fù)用也稱(chēng)頻率再用,就是重復(fù)使用(reuse)頻率,在GSM網(wǎng)絡(luò)中頻率復(fù)用就是,使同一頻率覆蓋不同的區(qū)域(一個(gè)基站或該基站的一部分(扇形天線(xiàn))所覆蓋的區(qū)域),這些使用同一頻率的區(qū)域彼此需要相隔一定的距離(稱(chēng)為同頻復(fù)用距離),以滿(mǎn)足將同頻干擾抑制到允許的指標(biāo)以?xún)?nèi)。干擾保護(hù)比的要求:同頻道干擾保護(hù)比:C/I(載波/干擾)≥9dB鄰頻道干擾保護(hù)比:C/I(載波/干擾)≥-9dB載波偏離400KHz時(shí)的干擾保護(hù)比:C/I(載波/干擾)≥-41dB
注:工程設(shè)計(jì)中需對(duì)以上C/I另加3dB余量。4
3標(biāo)準(zhǔn)復(fù)用模式(GSM體制推薦)緊密復(fù)用模式3313(NORTEL)26(MOTOROLA)多重復(fù)用MAP(ERICSSON)第一部分:通信概述第二部分:移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介1、移動(dòng)通信發(fā)展
2、CDMA網(wǎng)絡(luò)3、GSM網(wǎng)絡(luò)4、第四代移動(dòng)通信第三部分:常用知識(shí)匯總第三代移動(dòng)通信技術(shù)WCDMACDMA-2000TD-SCDMA是在1G、2G、和3G基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的是與2G和3G共存的(目前:2.5G代表:GPRS、Edge)傳輸速率較3G提高10倍、成本降低10倍4G的直觀(guān)描述圖數(shù)據(jù)速率覆蓋面積移動(dòng)性宏小區(qū)高的移動(dòng)性微小區(qū)有限的移動(dòng)性固定接入64kbps2Mbps200MbpsP-MP(LMDS)Milli-waveLAN2GWLAN4G3G4G系統(tǒng)技術(shù)目標(biāo)和特點(diǎn)1
4G系統(tǒng)應(yīng)具有更高的數(shù)據(jù)率、更好的業(yè)務(wù)質(zhì)量(QoS)、更高的頻譜利用率、更高的安全性、更高的智能性、更高的傳輸質(zhì)量、更高的靈活性;4G系統(tǒng)應(yīng)能支持非對(duì)稱(chēng)性業(yè)務(wù),并能支持多種業(yè)務(wù);4G系統(tǒng)應(yīng)體現(xiàn)移動(dòng)與無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)和IP網(wǎng)絡(luò)不斷融合的發(fā)展趨勢(shì),因此4G系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)是一個(gè)全I(xiàn)P的網(wǎng)絡(luò)。4G系統(tǒng)的容量4G系統(tǒng)的容量至少為3G系統(tǒng)的10倍4G系統(tǒng)的頻譜效率應(yīng)當(dāng)為3G系統(tǒng)的5到10倍4G系統(tǒng)目標(biāo)速率為:高速移動(dòng)用戶(hù)(250km/h),數(shù)據(jù)速率為2Mbps;中速移動(dòng)用戶(hù)(60km/h),數(shù)據(jù)速率為20Mbps;低速移動(dòng)用戶(hù)(室內(nèi)或步行者),數(shù)據(jù)速率為100Mbps具有不同速率間的自動(dòng)切換能力,以保證通信質(zhì)量.4G系統(tǒng)技術(shù)目標(biāo)和特點(diǎn)24G系統(tǒng)是一個(gè)無(wú)縫網(wǎng)4G系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)多個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間的無(wú)縫漫游,應(yīng)能實(shí)現(xiàn)與無(wú)線(xiàn)LAN的無(wú)縫連接。并實(shí)現(xiàn)高速移動(dòng)中系統(tǒng)間切換和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián).4G的無(wú)縫特性,包含系統(tǒng)、業(yè)務(wù)和覆蓋等多方面的無(wú)縫性4G系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)是一個(gè)綜合系統(tǒng),蜂窩部分提供廣域移動(dòng)性,而WLAN提供熱點(diǎn)地區(qū)的高速業(yè)務(wù),同時(shí)也應(yīng)當(dāng)包含家庭和辦公室的個(gè)人LAN.
4G系統(tǒng)是一個(gè)基于IP的網(wǎng)絡(luò)
4G應(yīng)當(dāng)是一個(gè)基于IP的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò),可以采用多種無(wú)線(xiàn)接入方式,比如IEEE802.11,WCDMA,Bluetooth,HyperLAN等。全I(xiàn)P的核心網(wǎng)可以與無(wú)線(xiàn)接入方式獨(dú)立地發(fā)展。4G系統(tǒng)將會(huì)采用Ipv6。Ipv6將能在IP網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)話(huà)音和多媒體業(yè)務(wù)。4G系統(tǒng)將能實(shí)現(xiàn)不同QoS的業(yè)務(wù)
4G系統(tǒng)通過(guò)動(dòng)態(tài)帶寬分配和調(diào)節(jié)發(fā)射功率來(lái)提供不同質(zhì)量的業(yè)務(wù)。能提供用戶(hù)定義的個(gè)性化服務(wù),按服務(wù)級(jí)別收費(fèi).4G系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)11.LTE
LTE(LongTermEvolution,長(zhǎng)期演進(jìn))項(xiàng)目是3G的演進(jìn),它改進(jìn)并增強(qiáng)了3G的空中接入技術(shù),采用OFDM和MIMO作為其無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的唯一標(biāo)準(zhǔn)。主要特點(diǎn)是在20MHz頻譜帶寬下能夠提供下行100Mbit/s與上行50Mbit/s的峰值速率,相對(duì)于3G網(wǎng)絡(luò)大大的提高了小區(qū)的容量,同時(shí)將網(wǎng)絡(luò)延遲大大降低:內(nèi)部單向傳輸時(shí)延低于5ms,控制平面從睡眠狀態(tài)到激活狀態(tài)遷移時(shí)間低于50ms,從駐留狀態(tài)到激活狀態(tài)的遷移時(shí)間小于100ms。2.
LTE-Advanced
LTE-Advanced的正式名稱(chēng)為FurtherAdvancementsforE-UTRA,它滿(mǎn)足ITU-R的IMT-Advanced技術(shù)征集的需求,是3GPP形成歐洲IMT-Advanced技術(shù)提案的一個(gè)重要來(lái)源。LTE-Advanced是一個(gè)后向兼容的技術(shù),完全兼容LTE,是演進(jìn)而不是革命,相當(dāng)于HSPA和WCDMA這樣的關(guān)系。LTE-Advanced的相關(guān)特性如下:帶寬:100MHz
峰值速率:下行1Gbps,上行500Mbps
峰值頻譜效率:下行30bps/Hz,上行15bps/Hz
針對(duì)室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化有效支持新頻段和大帶寬應(yīng)用峰值速率大幅提高,頻譜效率有限的改進(jìn)4G系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)23.WiMaxWiMax:WiMax(WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess),即全球微波互聯(lián)接入,WiMAX的另一個(gè)名字是IEEE802.16。WiMAX的技術(shù)起點(diǎn)較高,WiMax所能提供的最高接入速度是70M,這個(gè)速度是3G所能提供的寬帶速度的30倍。對(duì)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō),這的確是一個(gè)驚人的進(jìn)步。WiMAX逐步實(shí)現(xiàn)寬帶業(yè)務(wù)的移動(dòng)化,而3G則實(shí)現(xiàn)移動(dòng)業(yè)務(wù)的寬帶化,兩種網(wǎng)絡(luò)的融合程度會(huì)越來(lái)越高,這也是未來(lái)移動(dòng)世界和固定網(wǎng)絡(luò)的融合趨勢(shì)。
802.16工作的頻段采用的是無(wú)需授權(quán)頻段,范圍在2GHz至66GHz之間,而802.16a則是一種采用2G至11GHz無(wú)需授權(quán)頻段的寬帶無(wú)線(xiàn)接入系統(tǒng),其頻道帶寬可根據(jù)需求在1.5M至20MHz范圍進(jìn)行調(diào)整,目前具有更好高速移動(dòng)下無(wú)縫切換的IEEE802.16m的技術(shù)正在研發(fā)。因此,802.16所使用的頻譜可能比其它任何無(wú)線(xiàn)技術(shù)更豐富,WiMax具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)對(duì)于已知的干擾,窄的信道帶寬有利于避開(kāi)干擾,而且有利于節(jié)省頻譜資源。
(2)靈活的帶寬調(diào)整能力,有利于運(yùn)營(yíng)商或用戶(hù)協(xié)調(diào)頻譜資源。
(3)WiMax所能實(shí)現(xiàn)的50公里的無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸距離是無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)所不能比擬的,網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積是3G發(fā)射塔的10倍,只要少數(shù)基站建設(shè)就能實(shí)現(xiàn)全城覆蓋,能夠使無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積大大提升。不過(guò)WiMax網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積和網(wǎng)絡(luò)的帶寬上優(yōu)勢(shì)巨大,但是其移動(dòng)性卻有著先天的缺陷,無(wú)法滿(mǎn)足高速(≧50km/h)下的網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫鏈接,從這個(gè)意義上講,WiMax還無(wú)法達(dá)到3G網(wǎng)絡(luò)的水平,嚴(yán)格地說(shuō)并不能算作移動(dòng)通信技術(shù),而僅僅是無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的技術(shù)。但是WiMax的希望在于IEEE802.11m技術(shù)上,將能夠有效的解決這些問(wèn)題,4G系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)34.HSPA+HSPA+:高速下行鏈路分組接入技術(shù)(HighSpeedDownlinkPacketAccess),而HSUPA即為高速上行鏈路分組接入技術(shù),兩者合稱(chēng)為HSPA技術(shù),HSPA+是HSPA的衍生版,能夠在HSPA網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行改造而升級(jí)到該網(wǎng)絡(luò),是一種經(jīng)濟(jì)而高效的4G網(wǎng)絡(luò)。
HSPA+符合LTE的長(zhǎng)期演化規(guī)范,將作為4G網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)與其它的4G網(wǎng)絡(luò)同時(shí)存在,它將很有利于目前全世界范圍的WCDMA網(wǎng)絡(luò)和HSPA網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)與過(guò)度,成本上的優(yōu)勢(shì)很明顯。對(duì)比HSPA網(wǎng)絡(luò),HSPA+在室內(nèi)吞吐量約提高12.58%,室外小區(qū)吞吐量約提高32.4%,能夠適應(yīng)高速網(wǎng)絡(luò)下的數(shù)據(jù)處理,將是短期內(nèi)4G標(biāo)準(zhǔn)的理想選擇。目前聯(lián)通已經(jīng)在著手相關(guān)的規(guī)劃,T-Mobile也開(kāi)通了這個(gè)4G網(wǎng)絡(luò),但是由于4G標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有被ITU完全確定下來(lái),所以動(dòng)作并不大。5.WirelessMAN
WirelessMAN-Advanced:WirelessMAN-Advanced事實(shí)上就是WiMax的升級(jí)版,即IEEE802.16m標(biāo)準(zhǔn),802.16系列標(biāo)準(zhǔn)在IEEE正式稱(chēng)為WirelessMAN,而WirelessMAN-Advanced極為IEEE802.16m。其中,802.16m最高可以提供1Gbps無(wú)線(xiàn)傳輸速率,還將兼容未來(lái)的4G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。802.16m可在“漫游”模式或高效率/強(qiáng)信號(hào)模式下提供1Gbps的下行速率。該標(biāo)準(zhǔn)還支持“高移動(dòng)”模式,能夠提供1Gbps速率。其優(yōu)勢(shì)如下:
1.提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋,改建鏈路預(yù)算;
2.提高頻譜效率;
3.提高數(shù)據(jù)和VOIP容量;
4.低時(shí)延&QoS增強(qiáng);
5.功耗節(jié)??;目前的WirelessMAN-Advanced有5種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)規(guī)格,其中極低速率為16kbps,低數(shù)率數(shù)據(jù)及低速多媒體為144kbps,中速多媒體為2Mbps,高速多媒體為30Mbps超高速多媒體則達(dá)到了30Mbps--1Gbps。4G系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)可以由下而上分為:物理網(wǎng)絡(luò)層、中間環(huán)路層、應(yīng)用層等三層。物理網(wǎng)絡(luò)層提供接入和選路功能;中間環(huán)路層作為橋接層提供QoS映射、地址轉(zhuǎn)換、安全管理等。物理網(wǎng)絡(luò)層與中間環(huán)境層及其應(yīng)用環(huán)境之間的接口是開(kāi)放的,它使發(fā)展和提供新的應(yīng)用及服務(wù)變得更為容易,提供無(wú)縫高數(shù)據(jù)率的無(wú)線(xiàn)服務(wù),并運(yùn)行于多個(gè)頻帶。這一服務(wù)能自適應(yīng)多個(gè)無(wú)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)及多模終端能力,跨越多個(gè)運(yùn)營(yíng)者和服務(wù),提供大范圍服務(wù)。4G系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)1第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)包括信道傳輸;抗干擾性強(qiáng)的高速接入技術(shù)、調(diào)制和信息傳輸技術(shù);高性能、小型化和低成本的自適應(yīng)陣列智能天線(xiàn);大容量、低成本的無(wú)線(xiàn)接口和光接口;系統(tǒng)管理資源;軟件無(wú)線(xiàn)電、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)協(xié)議等。無(wú)線(xiàn)接入方式與多址方案—OFDM技術(shù)(正交頻分復(fù)用)OFDM是4G系統(tǒng)最為合適的多址方案,OFDM也是將來(lái)4G系統(tǒng)最有可能采用的多址方式。OFDM技術(shù)的特點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)高度可擴(kuò)展,具有良好的抗噪聲性能和抗多信道干擾能力,可以提供比目前無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)技術(shù)質(zhì)量更高(速率高、時(shí)延小)的服務(wù)和更好的性能價(jià)格比,能為4G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)提供更好的方案。OFDM的主要優(yōu)點(diǎn):各個(gè)信號(hào)間不會(huì)相互干擾;對(duì)多徑衰落和多普勒頻移不敏感;用戶(hù)間和相鄰小區(qū)間無(wú)干擾;可實(shí)現(xiàn)低成本的單波段接收機(jī)等。OFDM的主要缺點(diǎn):功率效率不高(PAPR峰值平均功率比,PeaktoAveragePowerRatio
)、及頻偏問(wèn)題。OFDM主要思想是:將信道分成若干正交子信道,將高速數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流,調(diào)制在每個(gè)子信道上進(jìn)行傳輸。正交信號(hào)可以通過(guò)在接收端采用相關(guān)技術(shù)來(lái)分開(kāi),這樣可以減少子信道之間的相互干擾(ICI)。每個(gè)子信道上的信號(hào)帶寬小于信道的相關(guān)帶寬,因此每個(gè)子信道上的信號(hào)可以看成平坦性衰落,從而可以消除符號(hào)間干擾。而且由于每個(gè)子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分,信道均衡變得相對(duì)容易。4G系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)2
調(diào)制與編碼4G系統(tǒng)將會(huì)采用多載波調(diào)制(MCM)技術(shù)
MC-CDMA或OFDM-TDMA,并考慮功率與自適應(yīng)調(diào)制的平衡.MC-CDMA采用QP
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