移動通信系統(tǒng)基礎(chǔ)

移動通信系統(tǒng)根底大唐移動通信學(xué)院課程目標(biāo)掌握移動通信根底知識了解2G/2G+移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)掌握3G移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和演進(jìn)掌握CN結(jié)構(gòu)和移動通信根本呼叫流程參考書目【1】《TD-SCDMA第三代移動通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)》.李世鶴.【2】《TD-SCDMA第三代移動通信系統(tǒng)、信令及實現(xiàn)》.李小文、李貴勇等.人民郵電出版社.【3】《移動通信》郭俊強，李成北京大學(xué)出版社大唐移動?版權(quán)所有2移動通信系統(tǒng)簡史移動通信根底知識第二代通信系統(tǒng)第三代移動通信系統(tǒng)大唐移動?版權(quán)所有31.1移動通信系統(tǒng)開展1.2移動通信系統(tǒng)的特性1.3移動通信系統(tǒng)體制1.4移動通信系統(tǒng)頻率劃分1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)1.6移動通信系統(tǒng)呼叫大唐移動?版權(quán)所有4移動通信系統(tǒng)簡史1移動通信根底知識第一代移動通信系統(tǒng)：AMPS〔美國〕TACS〔英國〕

NMT〔北歐〕第二代移動通信系統(tǒng)：GSM/DCS1800〔歐洲〕IS-95CDMA〔美國〕第三代移動通信系統(tǒng)：

WCDMAcdma2000TD-SCDMAWiMAX模擬系統(tǒng)數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字系統(tǒng)由模擬向數(shù)字的開展：1移動通信根底知識1.1移動通信系統(tǒng)開展5大唐移動?版權(quán)所有第四代移動通信系統(tǒng)：LTETDDLTEFDD1移動通信根底知識1.1移動通信系統(tǒng)開展6大唐移動?版權(quán)所有歷史回憶：1978年，美國的貝爾實驗室成功開發(fā)了AMPS〔AdvanceMobilePhoneService〕系統(tǒng)，實現(xiàn)了真正意義上的可以隨時隨地通信的大容量的蜂窩移動通信系統(tǒng)。1987年，中國首個TACS制式模擬移動系統(tǒng)建成商用，之后AMPS也曾被引入中國。主要標(biāo)準(zhǔn)：美國的AMPS、歐洲的TACS、英國的ETACS、歐洲的NMT-450和NMT-900、日本的NTT和JTACS/NTACS。主要特點：用戶的接入方式采用頻分多址〔FDMA〕，當(dāng)一個呼叫建立后，該用戶在其呼叫結(jié)束以前一直占用一個頻段；調(diào)制方式：FM；業(yè)務(wù)的種類單一，主要是話音業(yè)務(wù)；系統(tǒng)的保密性較差；頻譜效率較低，有限頻譜資源和無限用戶；容量之間的矛盾十分突出。7大唐移動?版權(quán)所有1移動通信根底知識1.1移動通信系統(tǒng)開展歷史回憶：1992年，第一個數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)——歐洲的GSM〔GlobalSystemforMobileCommunication〕網(wǎng)絡(luò)在歐洲開始鋪設(shè)，由于其優(yōu)越的性能，在全球范圍內(nèi)以驚人的速度得以擴張，目前已是全球最大的蜂窩通信系統(tǒng)。1993年，中國的第一個全數(shù)字移動GSM系統(tǒng)建成開通，之后中國電信和中國聯(lián)通都采用了GSM。主要特點：微蜂窩小區(qū)結(jié)構(gòu)數(shù)字化技術(shù)---語音信號數(shù)字化新的調(diào)制方式---GMSK、QPSK等FDMA/TDMA頻譜利用率高，系統(tǒng)容量大便于實現(xiàn)通信平安保密8大唐移動?版權(quán)所有1移動通信根底知識1.1移動通信系統(tǒng)開展歷史回憶：1995年，美國的高通公司〔Qualcomm〕提出了一種采用碼分多址〔CDMA)方式的數(shù)字蜂窩系統(tǒng)技術(shù)解決方案〔IS-95CDMA)，目前已分別在中國香港、韓國、北美等國家和地區(qū)投入使用，用戶反映良好。CDMA系統(tǒng)的主要特點：用戶的接入方式采用碼分多址〔CDMA〕軟容量、軟切換，系統(tǒng)容量大抗多徑衰落可運用話音激活、分集接收等先進(jìn)技術(shù)IS-95CDMA9大唐移動?版權(quán)所有1移動通信根底知識1.1移動通信系統(tǒng)開展3G的主要特點：支持移動多媒體業(yè)務(wù)寬帶CDMA技術(shù)高頻譜效率

FDMA/TDMA/CDMA

從電路交換到分組交換

從媒體(media)到多媒體(Multi-media)

高保密性全球范圍無縫漫游系統(tǒng)微蜂窩結(jié)構(gòu)3G主流技術(shù)：

WCDMAcdma2000TD-SCDMA10大唐移動?版權(quán)所有1移動通信根底知識1.1移動通信系統(tǒng)開展InformationServicesSMSChatRoomE-Mailm-stocktradingm-bankingm-cashPictureMailRouteplanningMulti-playerGamesMobileOfficeScheduleManagementWorkflowManagementElectronicConferenceFileSharingRadioMusicVideoMailVideostreamingWebInteractiveTVTVConference低速數(shù)據(jù)高速數(shù)據(jù)WAPGPRS3G11大唐移動?版權(quán)所有1移動通信根底知識1.1移動通信系統(tǒng)開展1.1移動通信系統(tǒng)開展1.2移動通信系統(tǒng)的特性1.3移動通信系統(tǒng)體制1.4移動通信系統(tǒng)頻率劃分1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)1.6移動通信系統(tǒng)呼叫流大唐移動?版權(quán)所有12移動通信系統(tǒng)簡史1移動通信根底知識電磁波的自由空間傳播：

接收機和發(fā)射機之間無任何阻擋的視距路徑 接收功率：

接收機功率隨著收發(fā)兩端之間距離的平方衰減1移動通信根底知識1.2移動通信系統(tǒng)的特性13大唐移動?版權(quán)所有反射

繞射散射電磁波的根本傳播機制1移動通信根底知識1.2移動通信系統(tǒng)的特性14大唐移動?版權(quán)所有反射、散射反射波直射波地面散射波基站天線移動臺天線1移動通信根底知識1.2移動通信系統(tǒng)的特性15大唐移動?版權(quán)所有繞射基站天線移動臺天線繞射波山峰1移動通信根底知識1.2移動通信系統(tǒng)的特性16大唐移動?版權(quán)所有移動環(huán)境的場強特性：接收信道統(tǒng)計分析曲線移動通信環(huán)境下場強變化劇烈場強變化的平均值隨距離增加而衰減場強特性曲線的中值呈慢速變化〔慢衰落〕場強特性曲線的瞬時值呈快速變化〔快衰落〕空間傳播損耗---路徑損耗陰影效應(yīng)---由地形結(jié)構(gòu)引起，表現(xiàn)為慢衰落多徑效應(yīng)---由移動體周圍的局部散射體引起的多徑傳播，表現(xiàn)為快衰落多普勒效應(yīng)---由于移動體的運動速度和方向引起，多徑條件下將引起多普勒頻譜展寬移動環(huán)境的幾個效應(yīng)：1移動通信根底知識1.2移動通信系統(tǒng)的特性17大唐移動?版權(quán)所有

接收信號的場強中值在長時間內(nèi)的緩慢變化稱為慢衰落服從對數(shù)正態(tài)分布移動環(huán)境的衰落特性---慢衰落式中，為信號中值的分貝值為信號中值的均值〔分貝〕1移動通信根底知識1.2移動通信系統(tǒng)的特性18大唐移動?版權(quán)所有移動環(huán)境的衰落特性---快衰落產(chǎn)生原因 多徑效應(yīng)：同一信號沿著兩個或多個路徑傳播 多普勒頻移：移動臺與基站之間的相對運動，隨機頻率調(diào)制 環(huán)境物體相對于基站和移動臺在運動，時變。對系統(tǒng)性能的影響 場強信號隨機快速起伏、時延擴展、隨機調(diào)頻移動信道的系統(tǒng)特性表征 瑞利〔Rayleigh〕分布 萊斯〔Ricean〕分布 Nakagami－m分布1移動通信根底知識1.2移動通信系統(tǒng)的特性19大唐移動?版權(quán)所有多普勒頻移fcfcfd-fcfd+信號功率f1移動通信根底知識1.2移動通信系統(tǒng)的特性20大唐移動?版權(quán)所有直射波光滑地面反射波基站天線多徑對信號的影響1移動通信根底知識1.2移動通信系統(tǒng)的特性21大唐移動?版權(quán)所有1.1移動通信系統(tǒng)開展1.2移動通信系統(tǒng)的特性1.3移動通信系統(tǒng)體制1.4移動通信系統(tǒng)頻率劃分1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)1.6移動通信系統(tǒng)呼叫流大唐移動?版權(quán)所有22移動通信系統(tǒng)簡史1移動通信根底知識基站f1f2f4f5f6MS1MS3MS2f3上行信號下行信號一個信道包含收、發(fā)一對頻率23大唐移動?版權(quán)所有1移動通信根底知識1.3移動通信系統(tǒng)體制蜂窩移動通信的根本概念蜂窩系統(tǒng)---“小區(qū)制〞系統(tǒng)將所要覆蓋的地區(qū)劃分為假設(shè)干個小區(qū)，每個小區(qū)的半徑可視用戶的分布密度在1-10km左右,在每個小區(qū)設(shè)立一個基站為本小區(qū)范圍內(nèi)的用戶效勞?！邦l率復(fù)用〞的概念特點：用戶容量大，效勞性能較好，頻譜利用率較高，用戶終端小巧且電池使用時間長，輻射小等問題：系統(tǒng)復(fù)雜，越區(qū)切換，漫游，位置登記；更新和管理以及系統(tǒng)鑒權(quán)等蜂窩分類宏蜂窩(Macro-cll)2-20km微蜂窩(Micro-celel)0.4－2km微微蜂窩(Pico-cell)<400m分層蜂窩(由多種蜂窩組成)24大唐移動?版權(quán)所有1移動通信根底知識1.3移動通信系統(tǒng)體制F1F1F1F3F3F8F8F1蜂窩技術(shù)不單純分割頻率而是分割地理區(qū)域更加有效的使用無線頻率25大唐移動?版權(quán)所有1移動通信根底知識1.3移動通信系統(tǒng)體制oo中心發(fā)射小區(qū)邊角發(fā)射小區(qū)26大唐移動?版權(quán)所有1移動通信根底知識1.3移動通信系統(tǒng)體制由大區(qū)向蜂窩的開展容量大幅度提高連續(xù)覆蓋面廣功率大大降低27大唐移動?版權(quán)所有1移動通信根底知識1.3移動通信系統(tǒng)體制系統(tǒng)的總面積為As，小區(qū)的面積為Ac，單位帶寬所能支持的小區(qū)用戶數(shù)〔小區(qū)容量〕為m，整個工作頻段的帶寬為W，系統(tǒng)的簇尺寸為K。系統(tǒng)的總用戶數(shù)為：

整個系統(tǒng)在單位帶寬、單位面積內(nèi)的用戶數(shù)〔系統(tǒng)容量〕為：

系統(tǒng)容量n和小區(qū)容量m成正比，和簇尺寸K成反比，和小區(qū)面積Ac成反比。28大唐移動?版權(quán)所有1移動通信根底知識1.3移動通信系統(tǒng)體制1.1移動通信系統(tǒng)開展1.2移動通信系統(tǒng)的特性1.3移動通信系統(tǒng)體制1.4移動通信系統(tǒng)頻率劃分1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)1.6移動通信系統(tǒng)呼叫流大唐移動?版權(quán)所有29移動通信系統(tǒng)簡史1移動通信根底知識1移動通信根底知識1.4移動通信系統(tǒng)頻率劃分30大唐移動?版權(quán)所有3G頻率規(guī)劃1880192019802010202521102170220023002400TDDFDD衛(wèi)星TDD空FDD衛(wèi)星空TDD40MHz60MHz301585MHz60MHz30100MHz100MHz1移動通信根底知識1.4移動通信系統(tǒng)頻率劃分31大唐移動?版權(quán)所有1.1移動通信系統(tǒng)開展1.2移動通信系統(tǒng)的特性1.3移動通信系統(tǒng)體制1.4移動通信系統(tǒng)頻率劃分1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)1.6移動通信系統(tǒng)呼叫流大唐移動?版權(quán)所有32移動通信系統(tǒng)簡史1移動通信根底知識分類：

頻分多址(FDMA)---按頻道劃分用戶，頻帶獨享，時間共享 時分多址(TDMA)---按時隙劃分用戶，時隙獨享，頻率共享 碼分多址(CDMA)---按碼型劃分用戶，時隙/頻率共享 空分多址(SDMA)---按空間角度劃分用戶，頻率/時隙/碼型共享多址技術(shù)分類1移動通信根底知識1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)33大唐移動?版權(quán)所有頻分多址〔FDMA〕技術(shù)含義：每個用戶占用一個頻率用戶識別：頻道號特點： 簡單，容易實現(xiàn)，適用于模擬和數(shù)字信號 以頻率復(fù)用為根底，以頻帶劃分各種小區(qū) 需要嚴(yán)格的頻率規(guī)劃，是頻率受限和干擾受限系統(tǒng) 以頻道區(qū)分用戶地址，一個頻道傳輸一路模擬/數(shù)字話路 對功控的要求不嚴(yán)，硬件設(shè)備取決于頻率規(guī)劃和頻道設(shè)置 基站由多部不同載波頻率的發(fā)射機同時工作，不適宜大容量系統(tǒng)使用應(yīng)用：模擬/數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)PowerFrequencyTimeFDMA1移動通信根底知識1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)34大唐移動?版權(quán)所有時分多址〔TDMA〕技術(shù)含義：每個用戶占用一個時隙用戶識別：時隙特點： 以頻率復(fù)用為根底，小區(qū)內(nèi)以時隙區(qū)分用戶 每個時隙傳輸一路數(shù)字信號，軟件對時隙動態(tài)配置 系統(tǒng)要求嚴(yán)格的系統(tǒng)定時同步 對功控的要求不嚴(yán) 是時隙受限和干擾受限系統(tǒng) TDD模式下，上下型信道信息可以共享應(yīng)用：GSM系統(tǒng)FrequencyPowerTimeFDMA/TDMA1移動通信根底知識1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)35大唐移動?版權(quán)所有碼分多址〔CDMA〕技術(shù)FrequencyCDMAPowerTime含義：每個用戶使用一個碼型，頻率/時間共享用戶識別：碼型特點：

每個基站只需一個射頻系統(tǒng) 每個碼傳輸一路數(shù)字信號 每個用戶共享時間和頻率 是一個多址干擾受限系統(tǒng) 需要嚴(yán)格的功率控制 需要定時同步 軟容量、軟切換，系統(tǒng)容量大 抗衰落、抗多徑能力強應(yīng)用：IS-95CDMA系統(tǒng)、cdma2000系統(tǒng)、WCDMA系統(tǒng)1移動通信根底知識1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)36大唐移動?版權(quán)所有空分多址〔SDMA〕技術(shù)依靠智能天線實現(xiàn)1移動通信根底知識1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)37大唐移動?版權(quán)所有調(diào)制技術(shù)目的：使傳輸?shù)臄?shù)字信號與信道特性相匹配，以便有效進(jìn)行信息傳輸分類： 調(diào)制信號：模擬調(diào)制、數(shù)字調(diào)制 相位連續(xù)性：相位連續(xù)調(diào)制、相位不連續(xù)調(diào)制 信號包絡(luò)：恒定包絡(luò)調(diào)制、非恒定包絡(luò)調(diào)制1移動通信根底知識1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)38大唐移動?版權(quán)所有數(shù)字調(diào)制技術(shù)分類BFSK(二進(jìn)制頻移鍵控）MFSK（多進(jìn)制頻移鍵控）FSK(頻移鍵控）ASK(幅移鍵控）QAM（正交幅度調(diào)制）MQAM（星座調(diào)制）非恒定包絡(luò)OQPSK(參差QPSK）л/4QPSKDQPSK（差分QPSK）QPSK(正交四相相移鍵控）DPSK（差分二進(jìn)制相移鍵控）BPSK（二進(jìn)制相移鍵控）PSK（相移鍵控）CPM（連續(xù)相位調(diào)制）MSK（最小頻移鍵控）GMSK（高斯成型MSK）TFM（平滑調(diào)頻）恒定包絡(luò)數(shù)字調(diào)制1移動通信根底知識1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)39大唐移動?版權(quán)所有模擬調(diào)制技術(shù)---FM應(yīng)用：第一代模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)1移動通信根底知識1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)40大唐移動?版權(quán)所有

恒定包絡(luò)調(diào)制技術(shù)---FSK、MSK、GFSK、GMSK特點：強

對線性要求低，可使用C類放大器，功率效率高 帶外輻射低可達(dá)-60-70dB

可使用限幅器---鑒頻器檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，實現(xiàn)容易 限幅器可克服隨機噪聲和瑞利衰落導(dǎo)致的信號幅度的變化，抗干擾和衰落能力具有較好的解調(diào)門限1移動通信根底知識1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)41大唐移動?版權(quán)所有MSK調(diào)制/解調(diào)技術(shù)差分編碼串/并轉(zhuǎn)換ak碼bk碼調(diào)制器解調(diào)器1移動通信根底知識1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)42大唐移動?版權(quán)所有GMSK調(diào)制技術(shù)目的：抑制高頻分量，防止過量的瞬時頻率偏移，滿足相干檢測的需要要求：帶外輻射功率為－60～－80dB特點：實現(xiàn)簡單，在原MSK調(diào)制器的根底上增加前置濾波器 高斯濾波器：帶寬窄且為銳截止型 較低的過脈沖響應(yīng) 輸出脈沖的面積不變應(yīng)用：GSM系統(tǒng)高斯成型濾波器1移動通信根底知識1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)43大唐移動?版權(quán)所有BPSK調(diào)制技術(shù)調(diào)制器解調(diào)器

m（t）S（t）x（t）cos

ct

y（t）S（t）r（t）cos

ctLPF

∫dtT1

T0星座圖QI1移動通信根底知識1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)44大唐移動?版權(quán)所有調(diào)制器解調(diào)器QPSK調(diào)制技術(shù)

LPFRb/2

LPFRb/2串并變換本振90°相移﹢BPF輸入RbQPSK信號

LPF

LPF載波恢復(fù)電路90°相移BPF接收信號恢復(fù)電路符號時序恢復(fù)判決電路判決電路復(fù)用1移動通信根底知識1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)45大唐移動?版權(quán)所有QPSK調(diào)制技術(shù)星座圖QIQI載波相位為(0，

/2，，3/2)載波相位為(/4，3/4,5/4,7/4)1移動通信根底知識1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)46大唐移動?版權(quán)所有1移動通信根底知識1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)47大唐移動?版權(quán)所有信道編碼是抗干擾的有效方式1移動通信根底知識1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)48大唐移動?版權(quán)所有交織是抗衰落的有效方式數(shù)據(jù)調(diào)制OVSF碼擾碼擴頻加擾后的復(fù)值碼片經(jīng)過信道編碼和交織的數(shù)據(jù)流脈沖成型1移動通信根底知識1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)49大唐移動?版權(quán)所有經(jīng)過物理信道映射之后，信道上的數(shù)據(jù)將進(jìn)行擴頻和加擾處理。擴頻，就是用高于數(shù)據(jù)bit速率的數(shù)字序列與信道數(shù)據(jù)相乘，相乘的結(jié)果擴展了信號的帶寬，將bit速率的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成了具有碼片速率的數(shù)據(jù)流；擴頻處理通常也叫信道化操作，所用的數(shù)字序列稱為信道化碼；加擾與擴頻類似，就是用擾碼與擴頻后數(shù)據(jù)流相乘；不同的是，擾碼的數(shù)字序列與擴頻后待發(fā)送信號序列具有相同的碼片速率；擾碼的目的是為了標(biāo)識數(shù)據(jù)的小區(qū)屬性。1移動通信根底知識1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)50大唐移動?版權(quán)所有碼速率1.28Mcps載波間隔1.6MHz數(shù)據(jù)調(diào)制方式QPSK/8PSK/16QAM碼片調(diào)制根升余弦滾降系數(shù)α=0.22擴頻特性正交Q碼片/符號Q＝2P，P＝0,1,2,3,4來源于物理信道映射的比特流在進(jìn)行擴頻處理之前，先要經(jīng)過數(shù)據(jù)調(diào)制，把連續(xù)的二進(jìn)制比特映射成復(fù)數(shù)值的數(shù)據(jù)符號；1移動通信根底知識1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)51大唐移動?版權(quán)所有連續(xù)二進(jìn)制bit復(fù)數(shù)符號00+j01+110-111-j1移動通信根底知識1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)52大唐移動?版權(quán)所有Qk，也就是SF，為1、2、4、8和16。在同一時隙上的不同擴頻因子的擴頻碼須保持正交。當(dāng)一個碼已經(jīng)在一個時隙中采用，其父系上的碼和子系上的碼就不能在同一時隙中被采用。信道化碼標(biāo)識了用戶〔碼分信道〕。SF=1SF=2SF=41移動通信根底知識1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)53大唐移動?版權(quán)所有128個擾碼分成32組，每組4個，擾碼碼組由基站使用的SYNC-DL序列確定，與根本midamble碼一一對應(yīng)；擾碼長度16位，v=(v1,v2,…,v16)；復(fù)數(shù)擾碼為：vi=(j)ivii=1,…,16；加擾前可以通過級聯(lián)16/SF個擴頻數(shù)據(jù)來實現(xiàn)長度匹配；擾碼在業(yè)務(wù)上標(biāo)識了小區(qū)。1移動通信根底知識1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)54大唐移動?版權(quán)所有Base1Base2Base3小區(qū)軟切換1移動通信根底知識1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)55大唐移動?版權(quán)所有小區(qū)軟切換1移動通信根底知識1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)56大唐移動?版權(quán)所有接力切換根本定義

使用上行預(yù)同步技術(shù)，在切換過程中，UE從源小區(qū)接收下行數(shù)據(jù)，向目標(biāo)小區(qū)發(fā)送上行數(shù)據(jù)，即上下行通信鏈路先后轉(zhuǎn)移到目標(biāo)小區(qū)。接力切換原理

在切換測量期間，使用上行預(yù)同步的技術(shù)，提前獲取切換后的上行信道發(fā)送時間、功率信息，從而到達(dá)減少切換時間，提高切換的成功率、降低切換掉話率的目的。接力切換目標(biāo)高切換成功率高資源利用率1移動通信根底知識1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)57大唐移動?版權(quán)所有大唐移動?版權(quán)所有〔1〕測量控制過程〔3〕切換判決過程〔2〕測量〔預(yù)同步〕過程〔4〕切換執(zhí)行過程1移動通信根底知識1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)58切換前切換中切換后1移動通信根底知識1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)59大唐移動?版權(quán)所有接力切換硬切換軟切換〔長期保持〕軟切換浪費資源！硬切換容易掉話！在切換操作中大大減少因失步造成的丟包，這樣在不損失容量的前提下，極大的提升了通信質(zhì)量。實際測試結(jié)果已驗證了接力切換的性能優(yōu)勢！1移動通信根底知識1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)60大唐移動?版權(quán)所有相對于軟切換，TD-SCDMA系統(tǒng)采用接力切換，一個用戶不會長時間同時占用多個基站的空中業(yè)務(wù)信道資源及其網(wǎng)絡(luò)傳輸資源。節(jié)約了基站資源，增加了用戶接入量。節(jié)約運營商網(wǎng)絡(luò)傳輸資源，減少運營投入。簡化了RAN系統(tǒng)的處理，提高了集成度。接力切換資源占用少15%以上1移動通信根底知識1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)61大唐移動?版權(quán)所有大唐移動?版權(quán)所有根本原理調(diào)整UE發(fā)射功率，使距離NodeB遠(yuǎn)近不同的UE的信號到達(dá)NodeB的功率大小根本相等；特點功控是CDMA系統(tǒng)的根底；補償衰落，陰影效應(yīng)和多徑衰落；克服遠(yuǎn)近效應(yīng)；快速功控可以有效提高接收電平穩(wěn)定度；1移動通信根底知識1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)621移動通信根底知識1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)63大唐移動?版權(quán)所有開環(huán)功控主要針對上行鏈路主要用于隨機接入UE空閑模式下的開環(huán)功控大唐移動?版權(quán)所有NodeB以PTX-PCCPCH在PCCPCH上發(fā)射，并在系統(tǒng)消息廣播中通報此功率UE接收BCH廣播，并測量接收到的PCCPCH功率PPCCPCH-RSCPUE計算路損=PPCCPCH-RSCP-PTX-PCCPCH1移動通信根底知識1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)64大唐移動?版權(quán)所有外環(huán)功控測量誤塊率，調(diào)整目標(biāo)SIR；內(nèi)環(huán)功控測量SIR和目標(biāo)SIR的差異，并向?qū)Ψ桨l(fā)送調(diào)整指令；內(nèi)環(huán)外環(huán)測量接收信號SIR并與目標(biāo)SIR比較測量接收數(shù)據(jù)BLER并與目標(biāo)BLER比較下發(fā)TPC設(shè)置SIRtar設(shè)置BLERtarUENodeBRNC1移動通信根底知識1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)65大唐移動?版權(quán)所有66上行內(nèi)環(huán)功控詳細(xì)過程內(nèi)環(huán)功控基于SIR，且使用DPCH的TPC命令；NodeB估計接收到的上行DPCH的信干比SIRest。然后，按以下規(guī)那么生成并發(fā)送TPC命令：如果SIRest>SIRtarget，那么要發(fā)射的TPC命令設(shè)置為〞down〞;如果SIRest<SIRtarget，那么要發(fā)射的TPC命令設(shè)置為〞up〞。UE側(cè)執(zhí)行TPC比特的軟判決。TPC為“Down〞：功率減小一個功控步長；TPC為“Up〞:：功率增加一個功控步長。1移動通信根底知識1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)1.1移動通信系統(tǒng)開展1.2移動通信系統(tǒng)的特性1.3移動通信系統(tǒng)體制1.4移動通信系統(tǒng)頻率劃分1.5移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)1.6移動通信系統(tǒng)呼叫流大唐移動?版權(quán)所有67移動通信系統(tǒng)簡史1移動通信根底知識1移動通信根底知識1.6移動通信系統(tǒng)呼叫流程68大唐移動?版權(quán)所有思考題：移動通信系統(tǒng)分為哪幾類？蜂窩區(qū)制相對于大區(qū)制有哪些優(yōu)點？請說出有哪幾種多址方案？69大唐移動?版權(quán)所有第二代通信系統(tǒng)CDMA移動通信系統(tǒng)GSM移動通信系統(tǒng)GPRS移動通信系統(tǒng)大唐移動?版權(quán)所有702.1CDMA移動通信系統(tǒng)2.2GSM移動通信系統(tǒng)2.3GPRS移動通信系統(tǒng)大唐移動?版權(quán)所有71移動通信系統(tǒng)簡史

第二代移動通信系統(tǒng)2.1CDMA移動通信系統(tǒng)2.2GSM移動通信系統(tǒng)2.3GPRS移動通信系統(tǒng)2.4移動通信系統(tǒng)呼叫流程大唐移動?版權(quán)所有72移動通信系統(tǒng)簡史

第二代移動通信系統(tǒng)CDMA擴頻技術(shù)原理擴頻原理：以頻帶換取信噪比 香農(nóng)理論：C=Bwlog2(1+S/N)擴頻系統(tǒng)的優(yōu)點：抗干擾能力強，可抗白噪聲、人為干擾、多徑干擾等保密性好。擴頻信號頻譜近似白噪聲，假設(shè)不知PN序列生成方法就難以獲取原始信息隱蔽性好。擴頻信號近似白噪聲，難以檢測，寬帶擴頻信號功率譜密度很低，難以監(jiān)聽易于實現(xiàn)大容量多址通信易于精確定時和測距易于采用各種先進(jìn)的分集技術(shù)，如RAKE接收、智能天線等2第二代通信系統(tǒng)

2.1CDMA移動通信系統(tǒng)73大唐移動?版權(quán)所有CDMA直接序列擴頻技術(shù)2第二代通信系統(tǒng)

2.1CDMA移動通信系統(tǒng)74大唐移動?版權(quán)所有CDMA多址碼碼分：用戶、信道和基站均依靠多址碼識別針對不同的多址碼需求，分別使用不同類型的碼組基站的識別---不同相移的PN序列，碼元周期為215－1信道的識別---正交的Walsh函數(shù)，完全正交的64階Walsh碼用戶的識別---周期足夠長的PN序列，碼元周期為242－1 公共掩碼：移動臺電子序列號〔ESN〕 專用掩碼：移動臺識別號〔MIN〕卷積編碼和重復(fù)：解決多速率業(yè)務(wù)的矛盾在IS-95系統(tǒng)中采用低速率重復(fù)和高速率并行選通發(fā)送在WCDMA系統(tǒng)中采用層間可變速率擴頻正交碼〔OVSF〕，多信道并行發(fā)送塊交織：抗快衰落75大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.1CDMA移動通信系統(tǒng)IS95CDMA功率控制{反向功率控制前向功率控制{開環(huán)功率控制閉環(huán)功率控制{內(nèi)環(huán)功率控制外環(huán)功率控制76大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.1CDMA移動通信系統(tǒng)基站的識別---不同相移的PN序列，碼元周期為215－1信道的識別---正交的Walsh函數(shù)，完全正交的64階Walsh碼用戶的識別---周期足夠長的PN序列，碼元周期為242－1 公共掩碼：移動臺電子序列號〔ESN〕 專用掩碼：移動臺識別號〔MIN〕IS95CDMA地址碼的選擇77大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.1CDMA移動通信系統(tǒng)直接序列擴頻—PN碼長碼發(fā)生器ESN

=

(E31,E30,E29,E28,E27,E26,E25,...

E2,

E1,

E0)重新排列的ESN=(E0,E31,E22,E13,E4,E26,E17,E8,E30,E21,E12,E3,E25,E16,E7,E29,E20,E11,E2,E24,E15,E6,E28,E19,E10,E1,E23,E14,E5,E27,E18,E9)++++++1234567891039404142x1x2x3x4x5x6x7x8x9x39x40x41x42x10LongCode4242-bitLongCodeMaskModulo-2AdditionMSBLSBM41～M32

=

1100011000M31～M0

=

重排的ESN公用長碼掩碼：78大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.1CDMA移動通信系統(tǒng)PN碼短碼發(fā)生器PI(x)=x15

+x13

+x9

+x8

+x7

+x5

+1PQ(x)=x15

+x12

+x11

+x10

+x6

+x5

+x4

+x3

+1前向鏈路用于區(qū)分機站反向鏈路用于擴頻79大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.1CDMA移動通信系統(tǒng)FrequencyDomainUser#3User#2User#1SynchPagingPilot1.2288MHzfreqCodeDomain0123456789324063User1User3User2WalshCodePilotPagingSynchIS-95系統(tǒng)：信號在頻域和碼域上的分布情況80大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.1CDMA移動通信系統(tǒng)前向鏈路導(dǎo)頻信道調(diào)制＋＋＋基帶濾波×Q信道序列1.2288McpsI信道序列1.2288Mcpssin〔2fct〕基帶濾波×cos〔2fct〕∑s〔t〕I〔t〕Q〔t〕IQ導(dǎo)頻信道W0215215全0〔無數(shù)據(jù)〕81大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.1CDMA移動通信系統(tǒng)前向鏈路同步信道調(diào)制卷積編碼器R＝1/2，L＝9碼符號重復(fù)塊交織1.2kb/s2.4kb/s4.8kb/s4.8kb/s碼符號碼符號碼符號＋＋＋基帶濾波×Q信道序列1.2288McpsI信道序列1.2288Mcpssin〔2fct〕基帶濾波×cos〔2fct〕∑s〔t〕I〔t〕Q〔t〕IQ同步信道幀結(jié)構(gòu)W3221521582大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.1CDMA移動通信系統(tǒng)前向鏈路卷積編碼r＝1/2，k＝983大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.1CDMA移動通信系統(tǒng)IQPhase00π/4103π/411-3π/401-π/4前向CDMA信道調(diào)制—QPSKI、Q映射星座和相位轉(zhuǎn)移圖84大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.1CDMA移動通信系統(tǒng)反向接入信道調(diào)制增加8bit尾比特卷積編碼器R＝1/3，L＝9碼符號重復(fù)塊交織64-階正交調(diào)制4.4kb/s4.8kb/s14.4ks/s28.8ks/s28.8ks/s307.2kcps碼符號碼符號碼符號調(diào)制符＋242長碼發(fā)生器長碼掩碼＋＋D基帶濾波×Q信道序列1.2288McpsI信道序列1.2288Mcpssin（2fct）基帶濾波×cos（2fct）∑s（t）I（t）Q（t）IQ延時1/2PN碼片＝406.9ns接入信道幀結(jié)構(gòu)PN碼片1.2288Mcps85大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.1CDMA移動通信系統(tǒng)反向鏈路卷積編碼r＝1/2，k＝986大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.1CDMA移動通信系統(tǒng)IQPhase00π/4103π/411-3π/401-π/4反向CDMA信道調(diào)制—OQPSKI、Q映射星座和相位轉(zhuǎn)移圖87大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.1CDMA移動通信系統(tǒng)基帶濾波88大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.1CDMA移動通信系統(tǒng)分集技術(shù)最優(yōu)相干合并前向鏈路多徑/基站分集非相干最大比合并反向鏈路多徑/基站分集符號判決維特比譯碼器天線1天線2直射路徑反射路徑徑1徑2徑3徑489大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.1CDMA移動通信系統(tǒng)2.1CDMA移動通信系統(tǒng)2.2GSM移動通信系統(tǒng)2.3GPRS移動通信系統(tǒng)2.4移動通信系統(tǒng)呼叫流程大唐移動?版權(quán)所有90移動通信系統(tǒng)簡史

第二代移動通信系統(tǒng)PSTN/ISDNGMSCMSC/VLRSCPHLR/AC/EIRNSSAbisBSCBTSBSSSMSIW/GMSCMSAUmBSCGSM結(jié)構(gòu)圖2第二代通信系統(tǒng)

2.2GSM移動通信系統(tǒng)91大唐移動?版權(quán)所有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)Cell92大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.2GSM移動通信系統(tǒng)位置區(qū)(LocationArea)MSCVLRLA1LA2LA3LA4LA5LA6cell11cell12cell7cell8cell9cell4cell6cell5cell3cell2cell193大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.2GSM移動通信系統(tǒng)BTS/CELL/SECTORBTSBTS定向站全向站小區(qū)小區(qū)小區(qū)小區(qū)0度，扇區(qū)1240度，扇區(qū)3120度，扇區(qū)294大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.2GSM移動通信系統(tǒng)MSMSBSSBSSMSCMSCOMCHLRVLRAUCEIRPDNPSTNISDNUm接口A接口GCR網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)95大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.2GSM移動通信系統(tǒng)BTSBTSBSCAUmMSCMSCVLRVLRHLRAUCEIRBCEFGHDNSSBSSNSS96大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.2GSM移動通信系統(tǒng)MSMSBSCBTSA接口Um接口BTS

OMC_R

TRAUAbis接口Asub接口BSS97大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.2GSM移動通信系統(tǒng)CMMMRRLAPDmTDMARRBTSMLAPDmLAPDTDMAPCMRRBTSMLAPDPCMBSSMAPSCCPMTP

MAPSCCPMTPMMCMUmAbisAMSBTSBSCMSC網(wǎng)絡(luò)信令結(jié)構(gòu)98大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.2GSM移動通信系統(tǒng)用于儲存歸屬移動用戶信息，包括：國際移動用戶身份〔IMSI〕移動臺ISDN號碼〔MSISDN〕用于呼叫接續(xù)和計費的位置信息，如MS漫游號、VLR地址和MSC地址等等業(yè)務(wù)能力信息業(yè)務(wù)限制信息語音群業(yè)務(wù)信息補充業(yè)務(wù)能力信息，等等歸屬位置登記處HLR99大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.2GSM移動通信系統(tǒng)用于儲存其管轄區(qū)內(nèi)的移動用戶信息，包括：國際移動用戶身份〔IMSI〕移動臺ISDN號碼〔MSISDN〕MS漫游號臨時移動用戶身份〔TMSI〕用戶位置區(qū)等必要時，VLR需從HLR提取有關(guān)用戶信息拜訪位置登記處VLR100大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.2GSM移動通信系統(tǒng)用于儲存相關(guān)HLR中所有用戶的加密鍵，包括：用于用戶身份鑒別的加密鍵〔A3、A8算法〕用于無線接口加密的加密鍵〔A5算法〕鑒權(quán)中心AUC101大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.2GSM移動通信系統(tǒng)BTSBTSBSCMSC/VLRHLR/AUC/EIRMSC/VLRCFFCEGAUmB，H為內(nèi)部接口移動業(yè)務(wù)交換中心MSC102大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.2GSM移動通信系統(tǒng)電信業(yè)務(wù)用戶終端業(yè)務(wù)承載業(yè)務(wù)根本業(yè)務(wù)根本業(yè)務(wù)根本業(yè)務(wù)＋補充業(yè)務(wù)根本業(yè)務(wù)＋補充業(yè)務(wù)GSM系統(tǒng)的業(yè)務(wù)

103大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.2GSM移動通信系統(tǒng)GSMPLMN其它網(wǎng)絡(luò)終端網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備終端設(shè)備承載業(yè)務(wù)用戶終端業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)分類104大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.2GSM移動通信系統(tǒng)用戶終端業(yè)務(wù)是一種電信業(yè)務(wù)，它提供給用戶包括終端設(shè)備功能在內(nèi)的各種必須功能，使之能與其他用戶通信。業(yè)務(wù)緊急呼叫業(yè)務(wù)短消息業(yè)務(wù)移動被叫點對點短消息業(yè)務(wù)移動主叫點對點短消息業(yè)務(wù)播送型短消息業(yè)務(wù)語音和三類交替業(yè)務(wù)自動的三類業(yè)務(wù)話音群呼叫業(yè)務(wù)話音播送業(yè)務(wù)105大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.2GSM移動通信系統(tǒng)用戶終端業(yè)務(wù)是一種電信業(yè)務(wù)，它在某個接入點上提供用戶所需的傳送相應(yīng)信號的能力。雙向異步數(shù)據(jù)電路〔300～9600bps〕雙向同步數(shù)據(jù)電路〔1200～9600bps〕異步分組數(shù)據(jù)接入電路〔300～9600bps〕雙向同步分組數(shù)據(jù)〔2400～9600bps〕交替語音和數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)后接語音業(yè)務(wù)承載業(yè)務(wù)106大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.2GSM移動通信系統(tǒng)補充業(yè)務(wù)用于補充或修飾根本業(yè)務(wù)，以提供用戶完整的業(yè)務(wù)補充業(yè)務(wù)不能獨立存在例如：主叫號碼顯示、呼叫轉(zhuǎn)移等。根本業(yè)務(wù)和補充業(yè)務(wù)107大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.2GSM移動通信系統(tǒng)2.1CDMA移動通信系統(tǒng)2.2GSM移動通信系統(tǒng)2.3GPRS移動通信系統(tǒng)2.4移動通信系統(tǒng)呼叫流程大唐移動?版權(quán)所有108移動通信系統(tǒng)簡史

第二代移動通信系統(tǒng)什么是2G+2.5G稱為下一代過渡技術(shù)建立兩個平行的電路〔CS〕與分組〔PS〕交換平臺，并在其根底上完成數(shù)字式話音和小于64kbps的電路交換、小于171.2bps的分組交換的各類數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)效勞；例如：通用分組無線電業(yè)務(wù)GPRS高速電路交換數(shù)據(jù)HSCSD另：GSM演進(jìn)增強型數(shù)據(jù)率EDGE〔2.75G〕2第二代通信系統(tǒng)

2.3GPRS移動通信系統(tǒng)109大唐移動?版權(quán)所有GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)PSTN/ISDN/現(xiàn)有PLMNINTERNETGGSNGSS(IPNetwork)GMSCMSC/VLRSCPHLR/AC/EIRBG其他GPRSNSSMSAbisBSCBTSBSSSGSNSMSIW/GMSCMSAGbCGDNSUmPCU110大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.3GPRS移動通信系統(tǒng)GPRS網(wǎng)絡(luò)新增的網(wǎng)元SGSN：與BSS接口，和GSM網(wǎng)中的MSC/VLR功能類似，為MS提供分組數(shù)據(jù)效勞GGSN：負(fù)責(zé)提供GPRS網(wǎng)與外局部組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的接口。111大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.3GPRS移動通信系統(tǒng)GPRS網(wǎng)絡(luò)的接口Gb：BSS和SGSN之間的接口，提供移動性管理和平安管理功能。其它接口詳見備注112大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.3GPRS移動通信系統(tǒng)EDGE系統(tǒng)從根本上來講，EDGE僅僅是一種新的調(diào)制技術(shù)和新的信道編碼，可以用于傳輸分組交換〔PS〕和電路交換〔CS〕數(shù)據(jù)/語音。EDGE網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)與GPRS網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)根本相同。3GPP已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化EDGE，成為了眾所知的GERAN。113大唐移動?版權(quán)所有2第二代通信系統(tǒng)

2.3GPRS移動通信系統(tǒng)2.1CDMA移動通信系統(tǒng)2.2GSM移動通信系統(tǒng)2.3GPRS移動通信系統(tǒng)2.4移動通信系統(tǒng)呼叫流程大唐移動?版權(quán)所有114移動通信系統(tǒng)簡史

第二代移動通信系統(tǒng)1移動通信根底知識2.4移動通信系統(tǒng)呼叫流程115大唐移動?版權(quán)所有UE發(fā)起位置更新請求，發(fā)送LAI和IMSI到核心網(wǎng)的VLR設(shè)備1VLR找到UE歸屬HLR，并請求鑒權(quán)數(shù)組并完成對用戶鑒權(quán)加密操作2VLR向HLR發(fā)送用戶位置更新請求消息，消息中攜帶了VLR號碼3HLR發(fā)送位置更新接受消息，并向舊VLR發(fā)送取消用戶數(shù)據(jù)的消息同時新VLR向用戶發(fā)送位置更新接受的消息5HLR向VLR插入用戶數(shù)據(jù)，包括簽約信息，權(quán)限等，VLR收到后回確認(rèn)消息4RNCNodeBUEMGWVLR(OLD)HLRMSCSERVERVLR(NEW)得到鑒權(quán)數(shù)組鑒權(quán)加密完成插入用戶數(shù)據(jù)完成116大唐移動?版權(quán)所有1移動通信根底知識2.4移動通信系統(tǒng)呼叫流程……..86138000MSRN86136001MSRN……..139010MSISDN138119MSISDN137000MSISDN…….PSTNPSTNPSTN……..131010PSTN133011PSTN……..UE撥號，發(fā)起服務(wù)請求1對UE進(jìn)行鑒權(quán)加密操作2UE向CN發(fā)送呼叫信息，MSCSERVER命令MGW和RNC分配資源3命令MGW為本次呼叫分配資源并將資源信息通過IAM消息發(fā)送給PSTN5MSCSERVER進(jìn)行被叫號碼分析，被叫屬性是PSTN號碼4UERNCNodeBMGWMSCSERVERVLRPSTN交換機58832678PSTN處理完畢回送ACM消息，此時被叫振鈴6丁鈴鈴……丁玲玲……117大唐移動?版權(quán)所有1移動通信根底知識2.4移動通信系統(tǒng)呼叫流程MSCSERVER收到ACM消息后，命令MGW給UE放回鈴音1被叫用戶摘機，停止振鈴，PSTN發(fā)ANS消息給MSCSERVER2通話計時開始（產(chǎn)生話單），MSCSERVER命令MGW停止發(fā)送回鈴音3拆線，MSCSERVER命令MGW和RNC釋放此次呼叫占用的資源5從主叫到被叫語音通道完全連接，通話開始，4UERNCNodeBMGWMSCSERVERVLRPSTN交換機58832678丁鈴鈴……丁玲玲……喂!118大唐移動?版權(quán)所有1移動通信根底知識2.4移動通信系統(tǒng)呼叫流程PSTN撥發(fā)起服務(wù)請求1PSTN交換機進(jìn)行號碼分析，向GMSCServer發(fā)IAM消息2GMSCServer根據(jù)MSISDN號進(jìn)行GT分析，尋找被叫歸屬的HLR并發(fā)送SRI_REQ消息3VLR為該用戶分配MSRN，回送PRI_ACK消息5HLR根據(jù)被叫漫游信息向VLR發(fā)PRI_REQ消息(此時被叫標(biāo)識已變?yōu)镮MSI)4UERNCNodeBMGWMSCSERVERVLRPSTN交換機58832678HLR將MSRN號通過SRI_ACK消息回送給GMSCServer6MGWGMSCSERVERHLR119大唐移動?版權(quán)所有1移動通信根底知識2.4移動通信系統(tǒng)呼叫流程GMSCServer命令MGW為該呼叫分配資源并向MSCServer發(fā)IAM消息1MSCServer根據(jù)MSRN號向VLR查詢用戶信息2MSCServer根據(jù)VLR提供的TMSI&LAI號通過RNC向用戶發(fā)起尋呼3MSCServer命令MGW和RNC為此次呼叫分配資源5UE響應(yīng)尋呼消息4UERNCNodeBMGWMSCSERVERVLRPSTN交換機58832678UE與MGW之間的語音通路搭建成功，UE開始振鈴6MGWGMSCSERVERHLR120大唐移動?版權(quán)所有1移動通信根底知識2.4移動通信系統(tǒng)呼叫流程MSCServer回ACM消息，GMSCServer向PSTN回ACM消息1PSTN給主叫播放回鈴音2UE摘機通話開始3UERNCNodeBMGWMSCSERVERVLRPSTN交換機58832678MGWGMSCSERVERHLR喂!121大唐移動?版權(quán)所有1移動通信根底知識2.4移動通信系統(tǒng)呼叫流程HLR/AUC

(mnc01.mcc208)A.V.IMSIxSGSNPDPcontext:

1type:IPPDPIP@

=0APN:QoS:...AV請求IMSI2AV3OK位置更新6SGSN當(dāng)前地址7位置更新應(yīng)答10IMSIxP-TMSIx5接入模式:

GSM/GPRSSubscription

PDPcontext:

1

type:IPPDP@

=(MSIP@)APN=isp1.mnc1.mcc2.gprsQoS:...插入用戶數(shù)據(jù)8P-TMSIx鑒權(quán)4當(dāng)前RA9SS7網(wǎng)11附著接受(P-TMSIx)1附著請求(IMSIx)PMM別離PMM連接122大唐移動?版權(quán)所有1移動通信根底知識2.4移動通信系統(tǒng)呼叫流程TEMTGPRS骨干網(wǎng)SGSNGGSN激活PDP_context請求(APN=PDN1/PDN2,PDP_address=0)1創(chuàng)建PDP_context請求(APN=PDN1/PDN2,PDP_address=0)3APN配置

透明模式

DHCP參數(shù)

路由隧道DHCP4DNS2激活PDP_context響應(yīng)(PDPaddress=UE@IP)6創(chuàng)建PDP_context響應(yīng)(PDPaddress=UE@IP)5PDN1internetIntranetPDN2PDP激活流程123大唐移動?版權(quán)所有1移動通信根底知識2.4移動通信系統(tǒng)呼叫流程思考題：請畫出GSM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖？請說說GSM系統(tǒng)有哪些傳輸控制信道？GSM系統(tǒng)中抗衰落采用的技術(shù)有哪些？說說GPRS系統(tǒng)有哪些相關(guān)業(yè)務(wù)？GPRS業(yè)務(wù)對GSM網(wǎng)絡(luò)有哪些影響？124大唐移動?版權(quán)所有第三代移動通信系統(tǒng)第三代移動通信系統(tǒng)開展第三代移動通信系統(tǒng)體制第三代移動通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)第三代移動通信系統(tǒng)后續(xù)演進(jìn)大唐移動?版權(quán)所有1253.1第三代移動通信系統(tǒng)開展3.2第三代移動通信系統(tǒng)體制3.3第三代移動通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)3.4第三代移動通信系統(tǒng)演進(jìn)大唐移動?版權(quán)所有126移動通信系統(tǒng)簡史

第三代移動通信系統(tǒng)IMT-2000IMT2000(InternationalMobileTelecommunications-2000)1985年ITU(國際電聯(lián))提出FPLMTS1996年正式更名為IMT2000IMT-2000系統(tǒng)無線接口的根本要求全球范圍高度的兼容性支持多媒體業(yè)務(wù)的能力，特別是支持internet業(yè)務(wù)。高頻譜效率高效勞質(zhì)量低本錢高保密性3第三代通信系統(tǒng)3.1第三代移動通信系統(tǒng)開展127大唐移動?版權(quán)所有為什么開展IMT-2000現(xiàn)有第二代數(shù)字移動通信系統(tǒng)的缺乏頻譜利用率不夠高—容量問題傳輸速率較低—業(yè)務(wù)單一存在多個標(biāo)準(zhǔn)—無法實現(xiàn)全球漫游個人通信的目標(biāo)—“任何人，在任何地點、任何時間與其他任何人進(jìn)行任何方式的通信。〞128大唐移動?版權(quán)所有3第三代通信系統(tǒng)3.1第三代移動通信系統(tǒng)開展EnvironmentRTServicePeakRate(Delayfixed20–300ms)NRTServicePeakRate(Delayvaries20–300ms)RuralOutdoor(Speed<250km/h)144–384kb/s144–384kb/sUrban/Suburban(Speed<150km/h)384–512kb/s384–512kb/sIndoor/LowRangeOutdoor(Speed<10km/h)-2Mb/s(Specialconditions)-2Mb/s(Specialconditions)RT:RealTimePedestrian&Office(<10km/h):Outdoor(<150km/h)Outdoor(<250km/h):3GRadioAccess3G的主要目標(biāo)：實現(xiàn)移動通信網(wǎng)絡(luò)全球化、業(yè)務(wù)綜合化和通信個人化。129大唐移動?版權(quán)所有3第三代通信系統(tǒng)3.1第三代移動通信系統(tǒng)開展國際3G標(biāo)準(zhǔn)化格局3GPP制定基于GSM/GPRS核心網(wǎng)、全I(xiàn)P核心網(wǎng)，無線技術(shù)為WCDMA、TD-SCDMA和EDGE的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；中國無線通信標(biāo)準(zhǔn)組〔CWTS〕于1999年參加3GPP。3GPP2制定基于ANSI-41核心網(wǎng)、全I(xiàn)P核心網(wǎng)，無線技術(shù)為cdma2000的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)130大唐移動?版權(quán)所有3第三代通信系統(tǒng)3.1第三代移動通信系統(tǒng)開展GSM2.5GRel'5新運營商Rel'4Rel'99131大唐移動?版權(quán)所有3第三代通信系統(tǒng)3.1第三代移動通信系統(tǒng)開展3GPP:R99網(wǎng)絡(luò)ATMNetworkUTRANMSCGGSNMSCSGSNIPNetworkPSTNGnIuCSIuPSGiAMRVoiceoverAAL-2IP(GTP)overAAL-5TDM132大唐移動?版權(quán)所有3第三代通信系統(tǒng)3.1第三代移動通信系統(tǒng)開展3GPPR99網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)IuCSIubPSTN/ISDN/現(xiàn)有PLMNINTERNETRNCIuPSGGSNPSBackbone(IPNetwork)GMSCMSC/VLRSCPHLR/AC/EIRBG其他GPRSCSBackbone〔TDM〕NodeBRNSMSAbisBSCBTSBSSSGSNSMSIW/GMSCMSAGbBSDomainIuBCCBCGeCGDNSIurUuUm新增接口133大唐移動?版權(quán)所有3第三代通信系統(tǒng)3.1第三代移動通信系統(tǒng)開展R99網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)元接入網(wǎng)絡(luò)包括兩類功能實體：NodeB、RNCNodeB與BTS功能類似RNC與BSC功能類似接入網(wǎng)內(nèi)部接口基于ATM。134大唐移動?版權(quán)所有3第三代通信系統(tǒng)3.1第三代移動通信系統(tǒng)開展

R99網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)元核心網(wǎng)CS域：包括MSC、VLR、GMSC等設(shè)備，增加IuCS接口的功能，向3G移動用戶提供傳統(tǒng)的話音業(yè)務(wù)。核心網(wǎng)PS域：由SGSN(效勞GPRS支持節(jié)點)和GGSN(關(guān)口GPRS支持節(jié)點)兩局部組成。HLR/AuC：作為公共設(shè)施，存儲移動用戶的業(yè)務(wù)和位置等數(shù)據(jù)，存儲與用戶平安有關(guān)的鑒權(quán)數(shù)據(jù)及鑒權(quán)算法。135大唐移動?版權(quán)所有3第三代通信系統(tǒng)3.1第三代移動通信系統(tǒng)開展3GPP:R4網(wǎng)絡(luò)IP/MPLSNetworkUTRANMSCserver/MGWGGSNMSCserver/MGWSGSNIPNetworkPSTNIuCSIuPSGiAMRVoiceRTP/UDP/IPIP(GTP)TDMGnNb136大唐移動?版權(quán)所有3第三代通信系統(tǒng)3.1第三代移動通信系統(tǒng)開展R4網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

IuCSIubPSTN/ISDN/現(xiàn)有PLMNINTERNETRNCIuPSGGSNPSBackbone(IPNetwork)其他GPRSNodeBRNSMSAbisBSCBTSBSSSGSNMSAGb新增接口BG新增設(shè)備業(yè)務(wù)層控制層媒體/接入層信令信令和數(shù)據(jù)GMSCServerMGWSCPHLR/AC/EIRCSBackbone（ATM/IP）MGWMSCServerSGWMcMcNcNbAS137大唐移動?版權(quán)所有3第三代通信系統(tǒng)3.1第三代移動通信系統(tǒng)開展

R4核心網(wǎng)新增網(wǎng)絡(luò)實體R4核心網(wǎng)中新增設(shè)備〔主要發(fā)生在電路域〕包括：MSC效勞器〔MSCServer〕：它獨立于底層承載協(xié)議，主要實現(xiàn)呼叫控制、移動性管理、媒體網(wǎng)關(guān)接入控制等主要功能。GMSC效勞器〔GMSCServer〕：與MSC效勞器的功能根本相似。媒體網(wǎng)關(guān)〔MGW〕：主要功能是將一種網(wǎng)絡(luò)中的媒體轉(zhuǎn)換成另一種網(wǎng)絡(luò)所要求的媒體格式〔媒體轉(zhuǎn)換和幀協(xié)議轉(zhuǎn)換〕。138大唐移動?版權(quán)所有3第三代通信系統(tǒng)3.1第三代移動通信系統(tǒng)開展R4核心網(wǎng)新增接口R4核心網(wǎng)新增接口〔主要發(fā)生在電路域〕包括：Mc：是MSCServer與MGW之間的接口Nc：是MSCServer與GMSCServer之間的接口Nb：是MGW之間的接口，實現(xiàn)承載的控制與傳輸。GMSCServer與PSTN/ISDN/現(xiàn)有PLMN的接口：該接口應(yīng)用層協(xié)議為TUP、ISUP、MAP，基于MTP。139大唐移動?版權(quán)所有3第三代通信系統(tǒng)3.1第三代移動通信系統(tǒng)開展3GPP:R5網(wǎng)絡(luò)IP/MPLSNetworkUTRANMSCserver/MGWGGSNMSCserver/MGWSGSNIPNetworkPSTNGnNbIuCSIuPSGiAMRVoiceRTP/UDP/IPIP(GTP)IMSTDM140大唐移動?版權(quán)所有3第三代通信系統(tǒng)3.1第三代移動通信系統(tǒng)開展R5概述R5的工作集中在業(yè)務(wù)側(cè)---基于IP的多媒體業(yè)務(wù)域(IMS)，完成路由選取以及多媒體會話等功能。在傳統(tǒng)的電路交換域〔CSdomain〕和分組交換域〔PSdomain〕,其架構(gòu)保持不變。為解決IP管理問題IMS引入了IPv6，目前業(yè)界普遍認(rèn)為3G的開展將是運營商部署IPv6網(wǎng)絡(luò)的最大推動力。隨著R5的完成，將為轉(zhuǎn)向全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)的運營商提供一個可以開始建設(shè)的根底。141大唐移動?版權(quán)所有3第三代通信系統(tǒng)3.1第三代移動通信系統(tǒng)開展R5網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

IuCSIubPSTN/ISDN/現(xiàn)有PLMNINTERNETRNCIuPS

GGSNPSBackbone(IPNetwork)3GGMSCSCPHSS其他GPRSCSBackbone〔ATM/IP〕NodeBRNSMSAbisBSCBTSBSSSGSNMSAGb新增接口BG3GMSC新增功能實體信令信令和數(shù)據(jù)IMS-MGWMGCFCSCFOtherIPIMNetworkIMSMRFBG142大唐移動?版權(quán)所有3第三代通信系統(tǒng)3.1第三代移動通信系統(tǒng)開展3.1第三代移動通信系統(tǒng)開展3.2第三代移動通信系統(tǒng)體制3.3第三代移動通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)3.4第三代移動通信系統(tǒng)演進(jìn)大唐移動?版權(quán)所有143移動通信系統(tǒng)簡史

第三代移動通信系統(tǒng)全球有代表性的3G協(xié)議ＷＣＤＭＡDS-FDDJ-Phone愛立信阿爾卡特諾基亞朗訊北電ＮＴＴ富士通夏普ＣＤＭＡ2000MC-FDD美國高通摩托羅拉朗訊韓國三星ＴＤ-ＳＣＤＭＡDS-TDD(LCR)大唐西門子中興華為普天3第三代通信系統(tǒng)

3.2第三代移動通信系統(tǒng)體制144大唐移動?版權(quán)所有三種標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)參數(shù)比較WCDMATD-SCDMAcdma2000載頻間隔5MHz1.6MHz1.25MHz碼片速率3.84Mc/s1.28Mc/s1.2288Mc/s幀長10ms10ms（兩個子幀）20ms基站同步不需要需要,GPS需要，GPS功率控制快速功控：上、下行1500Hz0~200Hz開環(huán),閉環(huán)反向：800Hz前向：慢速、快速功控檢測方式相干解調(diào)相干解調(diào)(聯(lián)合檢測)相干解調(diào)信道估計公共導(dǎo)頻DwPCH、UpPCH、Midamble前向、反向?qū)ьl編碼方式卷積碼Turbo碼卷積碼Turbo碼卷積碼Turbo碼145大唐移動?版權(quán)所有3第三代通信系統(tǒng)

3.2第三代移動通信系統(tǒng)體制CDMA2000CDMA2000的第一階段也稱為1x比1x更高的CDMA2000技術(shù)進(jìn)展包括1xEV(高速數(shù)據(jù)速率)cdma2000的網(wǎng)絡(luò)組織方式為模塊化方式146大唐移動?版權(quán)所有3第三代通信系統(tǒng)

3.2第三代移動通信系統(tǒng)體制CDMA2000(續(xù))無線局部采用前向功率控制、TURBO碼等新技術(shù)電路交換局部采用傳統(tǒng)的電路交換方式分組交換局部以IP技術(shù)為根底的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)147大唐移動?版權(quán)所有3第三代通信系統(tǒng)

3.2第三代移動通信系統(tǒng)體制WCDMAWCDMA采用FDD雙工方式由于接收機可獲取的信道信息較多，可以適應(yīng)更加高速的移動信道。上下行頻段對稱分配，更加適合話音等對稱業(yè)務(wù)。上下行信道間隔較大，不利于智能天線的使用。148大唐移動?版權(quán)所有3第三代通信系統(tǒng)

3.2第三代移動通信系統(tǒng)體制TD-SCDMATD-SCDMA采用TDD雙工方式由于接收機不能連續(xù)接收信號，不利于高速移動用戶信號的接收