移动通信原理-整理(第一章)

第一章移动通信原理概述1、移动通信（MobileCommunication）系指通信双方或至少一方是处于移动中进行信息交换的通信方式。2、按多址方式，分为频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）和空分多址（SDMA）3、按工作方式，分为同频单工、双频单工、双频双工和半双工；4、蜂窝移动通信系统的基本结构基基BTS基基基基基MSC基基基基基BSC基基基VLR/HLR基基基基基基基基基PSTN基基基基基BSC基基BTS基基BTS基基BTS基基基HSMS基基基MS基基基MSC：（MobileSwitchingCenter）移动交换中心BSC：（BaseStationController）基站控制器BTS：（BaseStationTransceiver）基站收发信机MS：（MobileStation）移动台5、一个基站的构成：不是单纯的由BTS组成，还要包括：铁塔天馈系统，电源设备，电池组，空调设备，传输设备，环境监控等。6、蜂窝移动通信发展历程1GFDMAAMPS、TACS模拟调频2GTDMACDMAGSM系统数字调制3GCDMAWcdmacdma2000td-scdma带宽数字4GOFDMMIMOLTE7、蜂窝技术，同频复用提高系统容量模拟调频，仅限语音业务频谱利用率低，容量有限；制式太多，互不兼容，不利于用户漫游，限制了用户覆盖面；提供的业务种类受限制，不能传送数据信息；容易被窃听；不能与ISDN兼容等。主要特征：窄带数字传输，时分多址(TDMA)或码分多址(CDMA)接入技术。除了传送语音外，还可传送低速率数据业务，如传真和分组的数据业务等。更加完善的呼叫处理和网络管理功能。8、TDMA蜂窝系统较FDMA蜂窝系统有许多优势，如：频谱效率提高，系统容量增大保密性能好，标准化程度提高等。难以满足更大的系统容量和灵活的高速率、多速率数据的传输要求。9、更大的系统容量，更灵活的高速率、多速率数据的传输。除了语音和数据传输外，还能传送高达2Mbit/s的高质量活动图像。真正实现“任何人(whoever)在任何地点(wherever)、任何时间(whenever)可以同任何对方(whomever)进行任何形式(whatever)的通信”这样一个目标。主要采用CDMA技术10、蜂窝技术：美国贝尔（Bell）实验室提出11、蜂窝小区（cell）：将一个移动通信服务区划分成许多正六边形为基本几何图形的覆盖区域，采用一个叫基站的设备来提供无线服务。我们把基站的覆盖范围称之为蜂窝小区。12、超小区(supercell)：小区半径r20km宏小区(macrocell)：小区半径r＝1～20km微小区(microcell)：小区半径r＝0.1～1km微微小区(picocell)：小区半径r0.1km，适于办公室、家庭等移动应用环境。13、频率复用：蜂窝系统的基站工作频率，由于传播损耗提供足够的隔离度，在相隔一定距离的另一个基站可以重复使用同一组频率。使用同一组频率的这些小区叫做同频小区。好处：大大缓解频率资源紧缺的矛盾，增加了用户数目或系统容量。问题：带来同频干扰．14、所谓同频干扰：即指无用信号的载频与有用信号的载频相同，并对接收同频有用信号的接收机造成的干扰。15、越区切换:在通话期间，当移动台从一个小区移动到另一个小区时，网络能进行实时控制，把移动台从原小区所用的信道切换到新小区的某一信道，并保证通话不间断（用户无感觉）。16、小区分裂:将拥塞的小区分成更小的小区的方法。小区分裂能提高信道的复用次数，因而能提高系统容量。17、GSM网络结构18、BSS:基站系统；NSS:网络子系统；OSS:操作维护子系统19、GSM蜂窝系统根据所用频段可以分为GSM900MHz和DCS1800MHz系列。20、900MHz工作频段：890～915MHz移动台发射、基站接收上行935～960MHz移动台接收、基站发射下行双工间隔45MHz，频带带宽25MHz，相邻频道间隔200KHz。21、1800MHz工作频段：1710～1785MHz移动台发射、基站接收1805～1880MHz移动台接收、基站发射双工间隔95MHz，频带带宽75MHz，相邻频道间隔200KHz。22、CDMA系统的优点通信容量大；软容量；软切换；低信号功率谱密度；话音激活技术；通话质量好；抗干扰、抗衰落、保密性23、CDMA网络结构VRL:拜访位置寄存器24、IS-95CDMA蜂窝系统工作频段：上行（移动台发，基站收）824－849MHz下行（基站发，移动台收）869－894MHz双工间隔为45MHzIS-95CDMAPCS系统工作频段：上行（移动台发，基站收）1850－1910MHz下行（基站发，移动台收）1930－1990MHz双工间隔为80MHzIS-95系统采用CDMA接入技术，扩频带宽1.25MHz,码片速率1.2288Mcps.一般将IS-95CDMA系统又称N-CDMA（窄带码分多址）移动通信系统25、第2.5代移动通信系统----GPRSGPRS系统的主要组成包括下述功能单元：（1）分组控制单元（PCU）：主要用于完成RLC/MAC功能和与Gb接口的转换；（2）服务GPRS支持节点（SGSN）：执行移动性管理、安全功能和接入控制和路由选择等功能；（3）网关GPRS支持节点（GGSN）：负责提供GPRSPLMN与外部分组数据网的接口，并提供必要的网间安全机制（如防火墙）。GGSN与HLR之间的Gc接口可选接口，用于GGSN向HLR查询MS的路由信息；（4）边界网关（BG）：边界网关用于PLMN间GPRS骨干网的互连，它应具有基本的安全功能，此外还可以根据运营商之间的漫游协定增加相关功能；（5）计费网关（CG）：计费网关通过Ga接口与GPRS网络中的计费实体如GSN等通信，用于收集各GSN发送的计费数据记录并进行计费；（6）域名服务器（DNS）：负责提供GPRS网内部SGSN、GGSN等网络节点的域名解析以及APN的解析。26、GPRS的优点：覆盖范围大利用GSM的小区覆盖瞬间上网GPRS的用户一开机，就始终附着在GPRS网络上“永远在线”，只要用户的GPRS手机处于开机状态，就随时与移动GPRS网络保持联系快速传输GPRS采用分组交换的技术，提供的最高数据速率达172kbps.按量计费用户总是在线且按流量计费，迅速降低了服务成本。自由切换用户在用移动电话上网冲浪的同时，可以接收语音电话27、第三代（3G）系统：IMT-2000（InternationalMobileTelecommunication-2000）是第三代移动通信系统（3G）的统称。国际电信联盟（ITU）该系统将于2000年左右进入商用市场，工作的频段在2000MHz，最高业务速率为2000Kbit/s28、3G实现的目标：能实现全球漫游：用户可以在整个系统甚至全球范围内漫游，且可以在不同的速率、不同的运动状态下获得有服务质量的保证；能提供多种业务：提供话音、可变速率的数据、活动视频，特别是多媒体业务；能适应多种环境：可以综合现有的公众电话交换网（PSTN）、综合业务数字网、无绳系统、地面移动通信系统、卫星通信系统、提供无缝隙的覆盖；足够的系统容量，强大的多种用户管理能力，高保密性能和服务质量。29、3G的无线传输技术（RTT）要求：高速传输以支持多媒体业务：室内环境至少2Mbit/s；室外步行环境至少384kbit/s；室外车辆运动中至少144kbit/s;卫星移动环境至少9.6kbit/s。传输速率能够按需分配。上下行链路能适应不对称需求。简单的小区结构和易于管理的信道结构。灵活的频率和无线资源的管理、系统配置和服务设施。30、最终形成最具代表性的IMT-2000的三种主流标准：WCDMA，cdma2000和TD-SCDMA。这三种标准均采用CDMA技术。31、IMT-2000系统由移动终端、无线接入网（RAN）、核心网（CN）三部分组成。32、移动终端UNI接口无线接入网无线接入网（RAN）A接口核心网（CN）网络NNI接口网络33、W-CDMATD-SCDMA：GSMMAPCdma2000:ANSI-4134、35、3GPP长期演进(LTE)项目是近年来3GPP启动的最大的新技术研发项目。以OFDM和MIMO为无线网络演进标准，被看作“准4G”技术。36、目标：低传输时延、提高用户数据速率、增大系统容量和覆盖范围、降低运营成本。性能：灵活支持1.4MHz-20MHz可变带宽；峰值数据率达到上行50Mbps，下行100Mbps，频谱效率达到3GPPR6的2-4倍；提高小区边缘用户的数据传输速率；用户面延迟（单向）小于5ms，控制面延迟小于100ms；支持与现有3GPP和非3GPP系统的互操作；支持增强型的多媒体广播和组播业务（MBMS）；降低建网成本，实现低成本演进；实现合理的终端复杂度、成本和耗电；支持增强的IMS和核心网；追求后向兼容，并考虑性能改进和后向兼容之间的平衡；取消CS（电路交换）域，CS域业务在PS（分组交换）域实现，如采用VoIP；优化低速移动用户性能，同时支持高速移动；以尽可能相似的技术支持成对和非成对频段；尽可能支持简单的邻频共存。37、LTE系统的网络结构：舍弃了UTRAN的无线网络控制器－基站（RNC-NodeB）结构，完全由演进型Node（eNodeB）组成MME—移动性管理实体制式W－CDMAcdma2000TD－SCDMA双工方式FDD/TDDFDDTDD带宽（MHz）5/10/20N*1.25N=1，3，6，9，121.6码片速率（Mc/s）3.84N*1.2288N=1，3，6，9，121.28扩谱方式前向：WALSH（信道化）+GOLD序列218（区分小区）反向：WALSH（信道化）+GOLD序列241（区分用户）前向：WALSH（信道化）+M序列215（区分小区）反向：WALSH（信道化）+M序列242-1（区分用户）前向：WALSH（信道化）+PN序列（区分小区）反向：WALSH（信道化）+PN序列（区分用户）基站间同步异步，同步（可选）同步（GPS、GLONSS）同步（GPS或其它方式）eNBMME/S-GWMME/S-GWeNBeNBS1S1S1S1X2X2X2E-UTRAN39、移动运营商的无线网络架构40、LTE无线关键技术aLTE无线接入下行链路:OFDM上行链路:SC-FDMAb灵活的频谱利用灵活的带宽可部署在新的频谱或已有频谱灵活的双工方式:FDD和TDDc先进的多天线系统分集发射和接收波束赋形MIMO41、4G:可称为宽带接入和分布式网络，目前处于研发阶段；车速环境下提供传输速率大于2Mbit/s;室内或静止状态下提供传输速率大于20Mbit/s，甚至100－150Mbit/s的下载速率；提供各种数据业务和语音业务，包括高质量的影像多媒体业务。网络结构是一个全IP网络：核心网和无线接口都采用IP技术。42、FDD方式收发间隔与工作频率的对应关系42、移动通信的特点利用无线电波进行信息传输复杂的无线传播环境导致信号衰落（多径环境多普勒频移噪声影响）在强干扰环境（外部干扰+自身干扰）下工作自身干扰（互调干扰邻道干扰同频干扰）通信容量有限有效利用频率的措施：窄带化、缩小频带间隔、频道重复利用等通信系统复杂对移动台要求高43、移动通信工作频段甚高频（VHF，30~300MHz）特高频（UHF，300～3000MHz）44、GSM900MHz频段：890~915MHz（移动台发、基站收）(GSM)935~960MHz（基站发、移动台收）IS-95CDMA800MHz频段：824~849MHz（移动台发、基站收）869~894MHz（基站发、移动台收）45、移动通信的工作方式：单工通信双工通信半双工通信移动中继方式46、移动通信的应用系统：蜂窝式公用移动通信系统集群调度移动通信系统无绳电话系统无线电寻呼系统卫星移动通信系统分组无线网47、移动通信网的发展趋势：网络业务数据化、分组化网络技术宽带化网络技术智能化更高的频段更