移动通信论文

移动通信组网及传输基本原理

1 组网：

移动通信系统基本组成及工作原理

数字移动通信系统基本组成

一个数字移动通信系统主要由交换网络子系统NSS、基站子系统BSS和手机MS组成。基站子系统与移动电话机之间依赖无线信道来传输信息。移动通信系统与其他通信系统如PSTN固定电话网之间，需要通过中继线相连，实现系统之间的互连互通，其组成框图如图1-1所示。当然，对整个通信网络需要进行管理和监控，这是由操作维护子系统OMS来完成的。

1.手机MS

终端设备就是移动客户设备部分，它由两部分组成：移动终端(MS)和客户识别模块（SIM）。移动终端在早期是以车载台、便携台形式出现的，现在多为大众化的移动电话机——手机所取代，车载台仍有少量生产，主要用于通信部门和军事上。

2. 基站子系统BSS

基站又称基地台，它是一个能够接收和发送信号的固定电台，负责与手机进行通信。基站（BSS）系统是在一定的无线覆盖区中由MSC控制，与MS进行通信的系统设备，它主要负责完成无线发送接收和无线资源管理等功能。功能实体可分为基站控制器（BSC）和基站收发信台（BTS）。

1）基站收发信台BTS

BTS完全由BSC控制，主要负责无线传输，完成无线与有线的转换、无线分集、无线信道加密、跳频等功能。

2）基站控制器BSC

基站控制器是基站的智能控制部分，负责本基站的收发信机的运行、呼叫管理、信道分配、呼叫接续等。一个基站控制器可以控制管理最多可达256个基站收发器。3．交换网络子系统NSS

交换网络子系统（NSS）主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能。

交换网络子系统NSS能在任意选定的两条用户线（或信道）之间建立和（而后）释放一条通信链路，并实现整个通信系统的运行、管理。

1）移动交换中心MSC

MSC是计算机控制的全自动交换系统。MSC与基站以光缆相连进行通信,一个MSC可以管理数十个基站，并组成局域网。

原理;

移动通信必须采用信道共用的技术，才能满足众多移动用户的通信需求。信道共用的技术，也就是所谓的多址技术，建立在信号可分割的基础上。不同的信号分割方法，导致了不同的多址技术。在频分多址(FDMA)情况下，频道和信道是一回事，频道就是信道，但在时分多址(TDMA)情况下．一个频道可以是多个信道，例如在GSM系统中，一个频道分成8个时隙，每个时隙就是一个信道。码分多址(CDMA)与前两种情况都不同，系统的所有用户可以使用相同的频率和相同的时间在同一地区通信，信道的区分不是频率或时间，而是依靠不同的地址码。

cDMA是一种以扩频通信为基础的调制和多址连接技术。在信号发送端用一自相关性很强而互相关为0(或很小)的高速伪随机码作为地址码，与要传输的用户信息数据相乘。由于伪随机码的速率比用户信息数据的速率高得多，因而就扩展了传输信息的带宽，这个过程称

为扩频。在接收端，以本地产生的、与发送端相同的地址码与接收到的信号相乘，经过相关检测，就能将扩频信号解扩，将原始用户信息数据恢复出来。

信道结构及频率规划

信道结构

信令是移动台与交换系统之间、交换系统与交换系统之间相互传送的地址信息、管理信息（包括呼叫建立、信道分配与保持信息、拆线信息甚至计费信息等）以及其它交换信息。（1）按信令的传输方式分有共路信令和随路信令两种方式。2）按信令的信号形式分有模拟信令和数字信令。3）按信令的功能分为状态标志信令、拨号信令、控制信令

频率规划

移动交换技术

一、漫游技术

移动用户由归属交换局（或归属局）控制区进入被访交换局控制区后，仍能获得移动业务服务的网络功能称为漫游。

1．人工漫游

两地运营部门预先定有协议，为对方预留一定数量的漫游号，用户漫游前必须提出申请。该方式用于A，B两地尚未连网的情况。

2．半自动漫游

漫游用户至访问区发起呼叫时由访问区人工台辅助完成。

3．自动漫游

这种方式要求网络数据库通过7号信令网互连，网络可自动检索漫游用户的数据，并自动分配漫游号，对于用户来说没有任何感觉。

二、切换技术

切换是移动通信系统的一项重要功能，它是移动台在移动过程中为保持与网络的持续连接而发生的波道切换技术，其含义是指正在通话的MS从一个小区移动到另一小区时，移动业务交换中心MSC命令该MS从本小区的无线信道转接到另一个小区的无线信道上，以保持通话的连续性。

三、网络安全技术

移动通信系统（如GSM系统）在网络安全方面提供了较为完备的网络安全功能，主要表现在对用户识别码的加密，接入网络时采用了对用户鉴权，以及对无线路径上传送的用户通信信息加密。

1．用户识别码的加密

国际移动用户识别码（International Mobile Station Identification，IMSI）是移动用户的特征号码，一旦被人截获，就会让他人知道行踪，甚至被他人冒用账户，造成经济损失。

2．用户鉴权

用户鉴权也称为用户认证。确认移动台通过无线传送的移动用户识别码（IMSI）是否是签约的IMSI，即确认用户的合法身份，防止无权用户接入网络。

用户鉴权由鉴权中心（Authority Center，AC）、位置寄存器（VLR）和用户配合完

成。

3．用户通信信息的加密

信息的加密是指基站和移动台之间交换的用户信息和用户参数不被截获或监听，用户信息是否需要加密可在呼叫建立时由信令指明。

2 信息传输：

多址方式

多址技术就是要使众多的客户共用公共通信信道所采用的一种技术。

实现多址的方法基本上有三种，即采用频率、时间或码元分割的多址方式，人们通常称它们为频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）。

1.3.1 频分多址（FDMA）

FDMA是把通信系统的总频段划分成若干个等间隔的频道（或称信道）分配给不同的用户使用。这些频道互不交叠，其宽度应能传输一路话音或数据信息，而在相邻频道之间无明显的串扰。

1.3.2 时分多址（TDMA）

TDMA将每个频带信道分成若干时隙（时间片），然后把每个时隙再分配给每个用户，根据一定的时隙分配原则，使各个移动用户在每帧内只能按指定的时隙向基站发送信号，在满足定时和同步的条件下，基站可以分别在各时隙中接收到各个移动用户的信号而不混扰。

1.3.3 码分多址（CDMA）

在码分多址CDMA通信系统中，不同用户传输信息所用的信号不是靠频率不同或时隙不同来区分的，而是用不同的编码序列来区分的，或者说，靠信号的不同波形来区分。如果从频率域或时间域来观察，多个CDMA信号是互相重叠的。

在FDMA和TDMA系统中，为了扩大通信用户容量，都尽力压缩信道带宽，但这种压缩是有限度的，因为信道带宽的变窄将导致通话质量的下降。而CDMA却相反，可大幅度地增加信道宽度，这是因为它采用了扩频通信技术。

数字调制方式

调制的目的是把要传送的模拟信号或数字信号变换成适合信道传输的信号，该信号称为已调信号。移动通信信道的基本特征是：第一，带宽有限；第二，干扰和噪声影响大；第三，存在着多径衰落。因此，已调信号应具有高的频谱利用率和较强的抗干扰、抗衰落的能力。

数字调制技术可分为：恒包络调制和线性调制。（1）恒包络调制采用的调制方式：FSK、MSK、GMSK、TFM等，特点：使用C类放大器。（2）线性调制技术采用的调制方式：BPSK、MPSK、QPSK、16QAM 、MFSK，特点：从基带到射频变换都需要高度线性。

对数字信号的调制类型有ASK、FSK、PSK以及对这些类型改进或综合而获得的新型技术。

-DQPSK；IS-95蜂窝网络采用QPSK和O-QPSK等。

如IS-54和PDC蜂窝网络均采用4/