移动通信基础知识(初级)
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CDMA频段 我国为中国电信cdma2000分配的频率是1920～ 1935MHz(上行)/2110～2125MHz(下行)，共15MHz×2。 目前实际在使用的是上行825MHz ～ 835MHz、下行 870MHz ～ 880MHz的800M A段频带，每载波宽度为 1.25MHz，共有283、242、201、160、119、78、37七 个频点。其中283为1X网络主用频点，37一般是给3G的 EV-DO使用的。
1、移动通信基本概念
3G的标准 3G的标准
CDMA2000 3GPP2
FDD mode
WCDMA 3GPP
FDD mode
TD-SCDMA
3G system
CWTS
TDD mode
1、移动通信基本概念
3G三种制式的比较 3G三种制式的比较
1、移动通信基本概念
1X网络结构 1.3 CDMA 1X网络结构
1、移动通信基本概念
CDMA通信模型
信源 编码
Interleaving
信道 编码 交织
加扰
扩频
调制
射频 发射
信源 解码
去交织 deinterleaving 解扰 信道解 码
解调 解扩
射频 接收
1、移动通信基本概念
几个常用术语 • 爱尔兰 爱尔兰是衡量话务量大小的一个指标， 爱尔兰是衡量话务量大小的一个指标，是话务量的单位 ）。1Erl表示一条信道在 小时内被完全占用。 表示一条信道在1小时内被完全占用 （Erl）。 ）。 表示一条信道在 小时内被完全占用。 • 阻塞率 阻塞率是衡量系统服务等级GOS（Grade Of Service） 阻塞率是衡量系统服务等级 （ ） 的一个概念， 的一个概念，就是表示系统的信道数少于用户数目的情 通常用百分比表示。 况，通常用百分比表示。GOS=2％就表示你拨打 ％就表示你拨打100次 次 电话，有两次可能会遇到系统拥塞的情况。 电话，有两次可能会遇到系统拥塞的情况。
GMSC主要功能： 主要功能： 主要功能
•在呼叫建立期间GMSC要求HLR提供呼叫路由信息； •根据路由信息进行呼叫选路；
1、移动通信基本概念
• HLR (Home Location Register)：归属位置登记处。实际上是一 个数据库，主要储存两类数据： – 用户数据，主要包括：
• • • • 用户的身份IMSI 用户ISDN号码 补充业务 鉴权信息
– QCELP可变速率声码器 – 8K、EVRC、13K三种算法
1、移动通信基本概念
• 功率控制 – 反向开环功率控制、反向闭环功率控制 – 前向功率控制 • 移动台辅助切换 – 更软切换、软切换、硬切换 • 小区呼吸功能 • 移动台发射功率小 • 可实现向 的平滑过渡 可实现向3G的平滑过渡
1、移动通信基本概念
1、移动通信基本概念
CDMA系统介绍 1.4 CDMA系统介绍 CDMA发展历程
1、移动通信基本概念
CDMA技术的特点 • 频谱利用率高 – 频谱复用系数为1 • 系统容量大 • 多种分集方式解决多径衰落 – 时间分集：符号交织、卷积编码等 – 频率分集：正交扩频、1.25MHz宽带传输 – 空间分集：RAKE接收 • 话音质量好
SCP
无线网络
核心网电路域
1、移动通信基本概念
1、移动通信基本概念
华为CDMA 1X BSS组网结构
HA SoftSite SoftSite INTERNET
Ab is
BSC/PCF
11 0/A A1
PDSN/FA
AAA 分分分
iSiteC
BTS3606
A1/A2
MSC/SSP/VLR
来自百度文库
iSiteC
移动通信的多址方式
1、移动通信基本概念
CDMA、TDMA和FDMA三者主要性能比较 CDMA、TDMA和FDMA三者主要性能比较
模拟FDMA 模拟FDMA 信道带宽 系统容量 话音质量 安全保密性 基站覆盖范围 系统规划 高级功能 手机通话时间 窄 较小 一般 易截获 小 较复杂 较 少 较短 宽 大 较好 数字TDMA 数字TDMA 更宽 更大 更好、 更好、更稳定可靠 CDMA
1、移动通信基本概念 MSC主要功能： 主要功能： 主要功能
•控制呼叫建立、连接、释放，呼叫选路； •计费，提供补充业务，处理SMS业务； •与HLR进行通信，如在呼叫到MS时HLR要求MSC提供路由信息； •与VLR进行通信，如在呼叫建立期间要求VLR提供用户信息； •与其他MSC进行通信，如在两个MSC间进行小区切换； •控制与其连接的BSC； •直接接入Internet；
Abis A3/A7
PLMN HLR/AC GMSC/SSP
Ab is
Abis
A1/A2
BTS3612 BSC
Ab is
PSTN ISDN
BTS3612
MSC/SSP/VLR
BTS3612 无无无无 电电分
光纤 E1
iSiteCTM： 一体化小基站 BTS3612：12载波基站 ： 载波基站
SoftSiteTM： 单载波软基站 BTS3606： 6载波基站 ： 载波基站
加密和鉴权安全 加密和鉴权更安全 较大 较复杂 较多 较短 更大 简单 更多 较长
1、移动通信基本概念
下面我们将生活化地描述CDMA与其他通信技术的区别： 与其他通信技术的区别： 下面我们将生活化地描述 与其他通信技术的区别 模拟系统：采用FDMA（频分多址）技术。我们可以想象一个很大的房间被 模拟系统：采用 （频分多址）技术。 做成很多的隔断，每一个隔断里有一对人正在交谈。由于隔断的分隔，谈话者 做成很多的隔断，每一个隔断里有一对人正在交谈。由于隔断的分隔， 不会听到其他人的交谈，这就是FDMA频分多址系统。这是我国最早采用的移 频分多址系统。 不会听到其他人的交谈，这就是 频分多址系统 动通信技术。它的缺点是系统受房间面积（也就是频率）的限制很大， 动通信技术。它的缺点是系统受房间面积（也就是频率）的限制很大，无线频 率的利用率很低。 率的利用率很低。 GSM蜂窝数字系统：采用 蜂窝数字系统： 蜂窝数字系统 采用TDMA（时分多址）技术。我们可以想象把隔断作 （时分多址）技术。 得大些，这样一个隔断可容纳几对交谈者。但大家交谈有一个原则：只能同时 得大些，这样一个隔断可容纳几对交谈者。但大家交谈有一个原则： 有一对人讲话。如果再把交谈的时间按交谈者的数目分成若干等分， 有一对人讲话。如果再把交谈的时间按交谈者的数目分成若干等分，就成为一 个TDMA（时分多址）系统。这种系统受容量的限制很大，即一个隔断中有几 （时分多址）系统。这种系统受容量的限制很大， 个人是确定的，如果人数已满，则无法进入。 个人是确定的，如果人数已满，则无法进入。 CDMA数字通信系统：采用 数字通信系统： 数字通信系统 采用CDMA（码分多址）技术。可以想象一个宽敞的 （码分多址）技术。 房间内正在进行一个聚会，宾客在两两一对进行交谈。假设每一对人使用一种 房间内正在进行一个聚会，宾客在两两一对进行交谈。 语言，有说中文的，有说英语的，也有日语的等等， 语言，有说中文的，有说英语的，也有日语的等等，所有交谈的人都只懂一种 语言。于是对于正在交谈的每一对人来说，别人的交谈声就成了一个背景噪声。 语言。于是对于正在交谈的每一对人来说，别人的交谈声就成了一个背景噪声。 在这里“宽敞的房间”就是CDMA扩频通信所采用的宽带载波，交谈者所有的 扩频通信所采用的宽带载波， 在这里“宽敞的房间”就是 扩频通信所采用的宽带载波 语言就是区分不同的用户的码，交谈者就是CDMA的用户，这就是一个 的用户， 语言就是区分不同的用户的码，交谈者就是 的用户 这就是一个CDMA （码分多址）通信系统。如果能够很好的控制住背景噪声，那么这个系统中就 码分多址）通信系统。如果能够很好的控制住背景噪声， 可以容纳很多的用户，而不受容量的限制。 可以容纳很多的用户，而不受容量的限制。
1、移动通信基本概念
• 漫游 漫游是指移动台（用户） 漫游是指移动台（用户）离开开户区域而继续使用移动 通信网络的能力。 通信网络的能力。 • 切换 切换是指将移动台从一个信道或基站转移到另一个信道 或基站的过程， 或基站的过程，在切换过程中并不会中断通话或数据业 务的连接。 务的连接。
2、无线电传播特性
– 用户的位置信息 如MSC/VLR地址 • VLR (Visitor Location Register)：拜访位置登记处。实际上是一 个分布式HLR数据库，临时储存用户信息，主要包括：
– – – – – MSRN (Mobile Station Roaming Number) 移动台漫游号码 TMSI、IMSI 移动台登记的位置区（LAC） 与补充业务有关的数据 MS的状态
1、移动通信基本概念
通信系统网络的分类
核心网
光纤接入： PON、APON 光纤接入： 、
FTTB/C/H/R
通信网 接入网
有线接入
混合光纤同轴网 Cable Modem DSL(ADSL、HDSL) 、
无线接入
卫星接入 高空平台 蜂窝接入 微波接入 FWA、WLL 、 WLAN PAN
1、移动通信基本概念
移动通信基础知识（初级） 移动通信基础知识（初级）
广东省电信工程有限公司
GUANGDONG TELECOM ENGINEERING CO,LTD
2010.05
1、移动通信基本概念
1.1 移动通信的发展
1、移动通信基本概念
1、移动通信基本概念
1.2 移动通信的分类
工作方式分类 单工，双工（ 分类： 按工作方式分类：单工，双工（FDD,TDD)，半双工 ， 多址方式分类 分类： 按多址方式分类：FDMA、TDMA、CDMA、SDMA 、 、 、 信号形式分类 分类： 按信号形式分类：模拟网和数字网 按覆盖范围分类：城域网、局域网、广域网 覆盖范围分类 城域网、局域网、 分类： 业务类型分类 电话网、数据网、综合业务网、 分类： 按业务类型分类：电话网、数据网、综合业务网、多媒体网 服务特性分类 专用网、 分类： 按服务特性分类：专用网、公用网 使用环境分类 陆地通信、海上通信、 分类： 按使用环境分类：陆地通信、海上通信、空中通信 使用对象分类 民用系统、 分类： 按使用对象分类：民用系统、军用系统
iManager M2000
HA PDSN/FA
计费系统 移动综合网管平台
IP骨干网 IP骨干网
AAA
数据业务平台
BTS BSC/PCF
核心网分组域
iSiteC
BTS
SoftSite
STP MSC/ SSP/VLR/IP GMSC/SSP
PLMN/ PSTN/ ISDN
SoftSite
光纤
MC
HLR/AC
1、移动通信基本概念
各模块功能
电路域： • MS (Mobile Station)：移动台，实现移动终端功能。 • BTS (Base Transceiver Station)：基站收发信台，通过无线接 口，实现移动通信系统与MS之间的无线通信。 • BSC (Base Station Controller)：基站控制器，实现无线系统到 交换系统的集线功能、无线资源管理功能以及其它与无线相关 的控制功能。 分组域： • AT：接入终端，与IS2000系统中的MS是同一个概念； • AN：接入网络，包含BSC和BTS； • AN AAA：接入网络侧的AAA服务器；
2.1 无线传播的特点
LOS和NLOS 和 陆地移动通信的电波传播机制
实际环境的无线 传播
①建筑物反射波 ②绕射波 ③直射波 ④地面反射波
2、无线电传播特性
移动信道是最复杂的通信信道，因为无线信号在传播时会受到各种各样 的干扰。 除了有线信道中的干扰外，在无线信号的传播途中会有各种各样的障碍 物使信号产生多径效应、阴影效应、散射和衍射产生衰落，导致信号受 到地形的影响。 此外天气的变化也会使无线信号产生慢衰落。当移动台处于高速移动的 状态下情况会更糟，信号还会产生多普勒频移效应。 所有的这些因素又会因为移动台的移动而变化，因此移动通信信道具有 以下特点： 多径传播 由多径传播传播引起的多径干扰，是指无线电波因传输路径的不同引起 到达时间的不同而导致接收端码元的相互干扰。它可使所传输的数据信 号幅度衰落，可能引起波形展宽，因而数据传输速率会受到限制。 移动信道中多径的产生主要是因为庞大建筑物对信号的反射造成的。从 移动台的角度看，就是相同的信号以不同的时间和方向到达移动台。
1、移动通信基本概念
3G的标准 3G的标准
CDMA2000 3GPP2
FDD mode
WCDMA 3GPP
FDD mode
TD-SCDMA
3G system
CWTS
TDD mode
1、移动通信基本概念
3G三种制式的比较 3G三种制式的比较
1、移动通信基本概念
1X网络结构 1.3 CDMA 1X网络结构
1、移动通信基本概念
CDMA通信模型
信源 编码
Interleaving
信道 编码 交织
加扰
扩频
调制
射频 发射
信源 解码
去交织 deinterleaving 解扰 信道解 码
解调 解扩
射频 接收
1、移动通信基本概念
几个常用术语 • 爱尔兰 爱尔兰是衡量话务量大小的一个指标， 爱尔兰是衡量话务量大小的一个指标，是话务量的单位 ）。1Erl表示一条信道在 小时内被完全占用。 表示一条信道在1小时内被完全占用 （Erl）。 ）。 表示一条信道在 小时内被完全占用。 • 阻塞率 阻塞率是衡量系统服务等级GOS（Grade Of Service） 阻塞率是衡量系统服务等级 （ ） 的一个概念， 的一个概念，就是表示系统的信道数少于用户数目的情 通常用百分比表示。 况，通常用百分比表示。GOS=2％就表示你拨打 ％就表示你拨打100次 次 电话，有两次可能会遇到系统拥塞的情况。 电话，有两次可能会遇到系统拥塞的情况。
GMSC主要功能： 主要功能： 主要功能
•在呼叫建立期间GMSC要求HLR提供呼叫路由信息； •根据路由信息进行呼叫选路；
1、移动通信基本概念
• HLR (Home Location Register)：归属位置登记处。实际上是一 个数据库，主要储存两类数据： – 用户数据，主要包括：
• • • • 用户的身份IMSI 用户ISDN号码 补充业务 鉴权信息
– QCELP可变速率声码器 – 8K、EVRC、13K三种算法
1、移动通信基本概念
• 功率控制 – 反向开环功率控制、反向闭环功率控制 – 前向功率控制 • 移动台辅助切换 – 更软切换、软切换、硬切换 • 小区呼吸功能 • 移动台发射功率小 • 可实现向 的平滑过渡 可实现向3G的平滑过渡
1、移动通信基本概念
1、移动通信基本概念
CDMA系统介绍 1.4 CDMA系统介绍 CDMA发展历程
1、移动通信基本概念
CDMA技术的特点 • 频谱利用率高 – 频谱复用系数为1 • 系统容量大 • 多种分集方式解决多径衰落 – 时间分集：符号交织、卷积编码等 – 频率分集：正交扩频、1.25MHz宽带传输 – 空间分集：RAKE接收 • 话音质量好
SCP
无线网络
核心网电路域
1、移动通信基本概念
1、移动通信基本概念
华为CDMA 1X BSS组网结构
HA SoftSite SoftSite INTERNET
Ab is
BSC/PCF
11 0/A A1
PDSN/FA
AAA 分分分
iSiteC
BTS3606
A1/A2
MSC/SSP/VLR
来自百度文库
iSiteC
移动通信的多址方式
1、移动通信基本概念
CDMA、TDMA和FDMA三者主要性能比较 CDMA、TDMA和FDMA三者主要性能比较
模拟FDMA 模拟FDMA 信道带宽 系统容量 话音质量 安全保密性 基站覆盖范围 系统规划 高级功能 手机通话时间 窄 较小 一般 易截获 小 较复杂 较 少 较短 宽 大 较好 数字TDMA 数字TDMA 更宽 更大 更好、 更好、更稳定可靠 CDMA
1、移动通信基本概念 MSC主要功能： 主要功能： 主要功能
•控制呼叫建立、连接、释放，呼叫选路； •计费，提供补充业务，处理SMS业务； •与HLR进行通信，如在呼叫到MS时HLR要求MSC提供路由信息； •与VLR进行通信，如在呼叫建立期间要求VLR提供用户信息； •与其他MSC进行通信，如在两个MSC间进行小区切换； •控制与其连接的BSC； •直接接入Internet；
Abis A3/A7
PLMN HLR/AC GMSC/SSP
Ab is
Abis
A1/A2
BTS3612 BSC
Ab is
PSTN ISDN
BTS3612
MSC/SSP/VLR
BTS3612 无无无无 电电分
光纤 E1
iSiteCTM： 一体化小基站 BTS3612：12载波基站 ： 载波基站
SoftSiteTM： 单载波软基站 BTS3606： 6载波基站 ： 载波基站
加密和鉴权安全 加密和鉴权更安全 较大 较复杂 较多 较短 更大 简单 更多 较长
1、移动通信基本概念
下面我们将生活化地描述CDMA与其他通信技术的区别： 与其他通信技术的区别： 下面我们将生活化地描述 与其他通信技术的区别 模拟系统：采用FDMA（频分多址）技术。我们可以想象一个很大的房间被 模拟系统：采用 （频分多址）技术。 做成很多的隔断，每一个隔断里有一对人正在交谈。由于隔断的分隔，谈话者 做成很多的隔断，每一个隔断里有一对人正在交谈。由于隔断的分隔， 不会听到其他人的交谈，这就是FDMA频分多址系统。这是我国最早采用的移 频分多址系统。 不会听到其他人的交谈，这就是 频分多址系统 动通信技术。它的缺点是系统受房间面积（也就是频率）的限制很大， 动通信技术。它的缺点是系统受房间面积（也就是频率）的限制很大，无线频 率的利用率很低。 率的利用率很低。 GSM蜂窝数字系统：采用 蜂窝数字系统： 蜂窝数字系统 采用TDMA（时分多址）技术。我们可以想象把隔断作 （时分多址）技术。 得大些，这样一个隔断可容纳几对交谈者。但大家交谈有一个原则：只能同时 得大些，这样一个隔断可容纳几对交谈者。但大家交谈有一个原则： 有一对人讲话。如果再把交谈的时间按交谈者的数目分成若干等分， 有一对人讲话。如果再把交谈的时间按交谈者的数目分成若干等分，就成为一 个TDMA（时分多址）系统。这种系统受容量的限制很大，即一个隔断中有几 （时分多址）系统。这种系统受容量的限制很大， 个人是确定的，如果人数已满，则无法进入。 个人是确定的，如果人数已满，则无法进入。 CDMA数字通信系统：采用 数字通信系统： 数字通信系统 采用CDMA（码分多址）技术。可以想象一个宽敞的 （码分多址）技术。 房间内正在进行一个聚会，宾客在两两一对进行交谈。假设每一对人使用一种 房间内正在进行一个聚会，宾客在两两一对进行交谈。 语言，有说中文的，有说英语的，也有日语的等等， 语言，有说中文的，有说英语的，也有日语的等等，所有交谈的人都只懂一种 语言。于是对于正在交谈的每一对人来说，别人的交谈声就成了一个背景噪声。 语言。于是对于正在交谈的每一对人来说，别人的交谈声就成了一个背景噪声。 在这里“宽敞的房间”就是CDMA扩频通信所采用的宽带载波，交谈者所有的 扩频通信所采用的宽带载波， 在这里“宽敞的房间”就是 扩频通信所采用的宽带载波 语言就是区分不同的用户的码，交谈者就是CDMA的用户，这就是一个 的用户， 语言就是区分不同的用户的码，交谈者就是 的用户 这就是一个CDMA （码分多址）通信系统。如果能够很好的控制住背景噪声，那么这个系统中就 码分多址）通信系统。如果能够很好的控制住背景噪声， 可以容纳很多的用户，而不受容量的限制。 可以容纳很多的用户，而不受容量的限制。
1、移动通信基本概念
• 漫游 漫游是指移动台（用户） 漫游是指移动台（用户）离开开户区域而继续使用移动 通信网络的能力。 通信网络的能力。 • 切换 切换是指将移动台从一个信道或基站转移到另一个信道 或基站的过程， 或基站的过程，在切换过程中并不会中断通话或数据业 务的连接。 务的连接。
2、无线电传播特性
– 用户的位置信息 如MSC/VLR地址 • VLR (Visitor Location Register)：拜访位置登记处。实际上是一 个分布式HLR数据库，临时储存用户信息，主要包括：
– – – – – MSRN (Mobile Station Roaming Number) 移动台漫游号码 TMSI、IMSI 移动台登记的位置区（LAC） 与补充业务有关的数据 MS的状态
1、移动通信基本概念
通信系统网络的分类
核心网
光纤接入： PON、APON 光纤接入： 、
FTTB/C/H/R
通信网 接入网
有线接入
混合光纤同轴网 Cable Modem DSL(ADSL、HDSL) 、
无线接入
卫星接入 高空平台 蜂窝接入 微波接入 FWA、WLL 、 WLAN PAN
1、移动通信基本概念
移动通信基础知识（初级） 移动通信基础知识（初级）
广东省电信工程有限公司
GUANGDONG TELECOM ENGINEERING CO,LTD
2010.05
1、移动通信基本概念
1.1 移动通信的发展
1、移动通信基本概念
1、移动通信基本概念
1.2 移动通信的分类
工作方式分类 单工，双工（ 分类： 按工作方式分类：单工，双工（FDD,TDD)，半双工 ， 多址方式分类 分类： 按多址方式分类：FDMA、TDMA、CDMA、SDMA 、 、 、 信号形式分类 分类： 按信号形式分类：模拟网和数字网 按覆盖范围分类：城域网、局域网、广域网 覆盖范围分类 城域网、局域网、 分类： 业务类型分类 电话网、数据网、综合业务网、 分类： 按业务类型分类：电话网、数据网、综合业务网、多媒体网 服务特性分类 专用网、 分类： 按服务特性分类：专用网、公用网 使用环境分类 陆地通信、海上通信、 分类： 按使用环境分类：陆地通信、海上通信、空中通信 使用对象分类 民用系统、 分类： 按使用对象分类：民用系统、军用系统
iManager M2000
HA PDSN/FA
计费系统 移动综合网管平台
IP骨干网 IP骨干网
AAA
数据业务平台
BTS BSC/PCF
核心网分组域
iSiteC
BTS
SoftSite
STP MSC/ SSP/VLR/IP GMSC/SSP
PLMN/ PSTN/ ISDN
SoftSite
光纤
MC
HLR/AC
1、移动通信基本概念
各模块功能
电路域： • MS (Mobile Station)：移动台，实现移动终端功能。 • BTS (Base Transceiver Station)：基站收发信台，通过无线接 口，实现移动通信系统与MS之间的无线通信。 • BSC (Base Station Controller)：基站控制器，实现无线系统到 交换系统的集线功能、无线资源管理功能以及其它与无线相关 的控制功能。 分组域： • AT：接入终端，与IS2000系统中的MS是同一个概念； • AN：接入网络，包含BSC和BTS； • AN AAA：接入网络侧的AAA服务器；
2.1 无线传播的特点
LOS和NLOS 和 陆地移动通信的电波传播机制
实际环境的无线 传播
①建筑物反射波 ②绕射波 ③直射波 ④地面反射波
2、无线电传播特性
移动信道是最复杂的通信信道，因为无线信号在传播时会受到各种各样 的干扰。 除了有线信道中的干扰外，在无线信号的传播途中会有各种各样的障碍 物使信号产生多径效应、阴影效应、散射和衍射产生衰落，导致信号受 到地形的影响。 此外天气的变化也会使无线信号产生慢衰落。当移动台处于高速移动的 状态下情况会更糟，信号还会产生多普勒频移效应。 所有的这些因素又会因为移动台的移动而变化，因此移动通信信道具有 以下特点： 多径传播 由多径传播传播引起的多径干扰，是指无线电波因传输路径的不同引起 到达时间的不同而导致接收端码元的相互干扰。它可使所传输的数据信 号幅度衰落，可能引起波形展宽，因而数据传输速率会受到限制。 移动信道中多径的产生主要是因为庞大建筑物对信号的反射造成的。从 移动台的角度看，就是相同的信号以不同的时间和方向到达移动台。