通信系统-通信系统

通信系統部門：新產品品質部姓名：徐圓1我們為什麼要花時間來整理通信系统知识？因為TXC的产品客户有应用在WIFI/WIMAX上面，那我們的產品到底應用在那裡呢?如果我們不知道具體的應用,怎麼開發呢？怎麼做品質管制和品質保證呢……2NPQERoadmap移动通信技术移动通信硬件设施3通信是从一地向另一地传递和交换信息。实现信息传递所需的一切技术设备和传输媒质的总和称为通信系统。基于点与点之间的通信系统的模型可用图1-1来描述。图1-1通信系统的一般模型41按通信业务和用途分类按通信业务和用途，通信系统可分为常规通信和控制通信。常规通信又分为话务通信和非话务通信。话务通信业务主要是电话信息服务业务、语音信箱业务和电话智能网业务。非话务通信主要是分组数据业务、计算机通信、数据库检索、电子信箱、电子数据交换、传真存储转发、可视图文及会议电视、图象通信等。控制通信则包括遥测、遥控、遥信和遥调等。2按调制方式分类根据是否采用调制，可将通信系统分为基带传输和频带（调制）传输。基带传输是将未经调制的信号直接传送，如音频市内电话。频带传输是对各种信号调制后传输的总称。3按传输信号的特征分类按照信道中所传输的是模拟信号还是数字信号，相应地把通信系统分成模拟通信系统和数字通信系统。4按通信方式分类按消息传递的方向和时间关系，通信方式可分为单工、半双工及全双工通信三种。移动通信的分类55按传输媒质分类按传输媒质分，通信系统可以分为有线通信系统和无线通信系统两大类。有线通信是用导线（如架空明线、同轴电缆、光导纤维、波导等）作为传输媒质完成通信的，如明线、电缆、光缆信道等。无线通信是依靠电磁波在空间传播达到传递消息的目的，如短波电离层传播、微波视距传播、卫星中继等。6按传输信号的复用方式分类传输多路信号有三种复用方式，即频分复用、时分复用和码分复用。频分复用是用频谱搬移的方法使不同信号占据不同的频率范围；时分复用是用脉冲调制的方法使不同信号占据不同的时间区间；码分复用是用正交的脉冲序列分别携带不同信号。传统的模拟通信中都采用频分复用，随着数字通信的发展，时分复用通信系统的应用愈来愈广泛，码分复用主要用于空间通信的扩频通信中。7按工作的波段分类可分为长波通信、中波通信、短波通信、红外线通信等。6单工通信——消息只能单方向传输的工作方式，因此只占用一个信道，广播、遥测、遥控、无线寻呼等就是单工通信方式的例子。半双工通信——通信双方都能收发消息，但不能同时进行收和发的工作方式。例如，使用同一载频的对讲机，收发报机以及问询、检索、科学计算等数据通信都是半双工通信方式。全双工通信——通信双方可同时进行收发消息的工作方式，一般情况全双工通信的信道必须是双向信道。普通电话、手机都是最常见的全双工通信方式，计算机之间的高速数据通信也是这种方式。按通信方式分类7发端信道收端发端信道收端发端收端(a)(b)发端信道收端发端收端信道(c)单工、(a)单工；(b)半双工；(c)全双工按通信方式分类8传输多路信号有三种复用方式：1）、频分复用（FDMA):频分复用是用频谱搬移的方法使不同信号占据不同的频率范围；2）、时分复用(TDMA)：时分复用是用脉冲调制的方法使不同信号占据不3）、码分复用(CDMA)：用正交的脉冲序列分别携带不同信号。传统的模拟通信中都采用频分复用，随着数字通信的发展，时分复用通信系统的应用愈来愈广泛，码分复用主要用于空间通信的扩频通信中。按信号复用方式分类9ITU:InternationalTelecommunicationsUnion国际电信联盟IEEE:InstituteofElectricalandElectronicsEngineers美国电气和电子工程师协会IMT-2000:InternationalMobileTelecomSystem-2000国际移动电话系统-20003GPP:The3rdGenerationPartnershipProject3G技术规范机构FDMA/TDMA/CDMA需聯繫移動通信網10略称中文示例参考0G早期封闭无线电话系统出租车调度系统0G8m最早的移动通信技术主要集中在欧洲1G以模拟技术为基础的蜂窝无线电话系统只能进行语音通话的手机速度范围：2.9KB/s～5.6KB/s2G以数字语音技术为基础的无线电话系统支持收发短消息(SMS)的GSM手机/CDMA手机2G中制定的一些标准，虽然功能上和3G接近，但是由于速度未达到目前流行的3G标准而被定义为2.5G和2.75G43G高速数据传输的蜂窝移动通讯技术1.支持移动电视/视频点播/视频会话/远程医疗/定位系统/支持收发Email的手机2.3G能将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。能够处理图像、音乐、视频形式，提供网页浏览、电话会议、电子商务信息服务。3国内3G技术标准使用的状况如下：中国移动：TD-SCDMA中国联通：W-CDMA中国电信：CDMA2000速度范围：300KB/s～2M/s4高速3G：上传5.8M/s、下载14M/s4G静态传输速度达到1Gbps，用户在高速移动状态下可以达到100Mbps的无线通信技术支持网络游戏/高清移动电视/高清视频会议/3D电视的智能手机现有的4G標準移動通信網彙整11移动通信网络的发展历程（1G）•第一代模拟系统（1G)•时间：20世纪80年代-90年代初•功能：仅提供语音服务，不能传输数据•技术：主要采用模拟语音调制技术和频分多址（FDMA)技术。•不足：1G存在很多不足之处，如并存网络制式太多，互不兼容，通话质量不高，不能提供数据业务，它是一种区域性的移动通信系统。12AMPS:AdvancedMobilePhoneSystem（AMPS）高级移动电话系统真正将AMPS从更早的0G系统中区分出来的是最后的呼叫建立功能。在AMPS中，信號中心可以根据信号强度灵活地分配信道给每个手持终端，允许相同的频率在完全不同的位置复用，并且不会有干扰。这使得在一个地区内，大数量的手持终端被同时支持成为可能。移动通信网络的发展历程（1G）13•第二代移动通信系统（2G/2.5G)•时间：起源于90年代初期至现在•功能：满足语音业务和初步的多媒体业务能力•技术：主要采用数字的时分多址技术（TDMA）和码分多址技术（CDMA)•关键词：GPRS/EDGE/CDMA2000•不足：2G技术在发展中不断得到完善，但随着用户规模和网络规模的不断扩大，频率资源已接近枯竭，语音质量不能达到用户满意的标准，数据通信速率太低，无法在真正意义上满足移动多媒体业务的需要。按信号复用方式分类14•GSM•1.GSM系统全称为全球移动通信系统(GlobalSystemforMobileCommunication，GSM)，俗称“全球通”，它依照欧洲通信标准化委员会(ETSI)制定的GSM规范研制而成，是第二代移动通信技术（2G）。其开发目的是让全球各地可以共同使用一个移动电话网络标准，让用户使用一部手机就能行遍全球，具有广阔的发展前景。•2.主要业务：语音通话，短信发送•3.传输速率：9.6kbit/s•4.GSM系统频谱：包括GSM900：900MHz、GSM1800：1800MHz及GSM1900：1900MHz等几个频段。第二代移动通信系统（2G/2.5G)15•GPRS•1.GPRS是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。GPRS可说是GSM的延续。GPRS和以往连续在频道传输的方式不同，是以封包（Packet）式来传输，因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算，并非使用其整个频道，理论上较为便宜。•2.传输速率可提升至56甚至114Kbps。•3.主要业务表现：MMS（彩信），邮件接收•EDGE•EDGE是一种介于现有的第二代移动网络与第三代移动网络之间的过渡技术，比“二代半”技术GPRS更加优良，因此也有人称它为“2.75代”技术•传输速率是GPRS的三倍传输速率，传输速率最高可达384kbit/s•主要业务表现：邮件接收，视频/音乐下载，快速上网第二代移动通信系统（2G/2.5G)16•第三代移动通信系统（3G)•功能：引入大量增殖业务（手机上网、可视电话、视频共享、流媒体、POC对讲专网、短信交流和同化交流）•技术：主流3G标准都采用CDMA技术•关键词：WCDMACDMA2000TD-SCDMA•不足：3G缺乏全球统一标准•理论下载速率WCDMA（7.2/14.4Mbps），CDMA2000(3.1Mbps/单载波)，TD-SCDMA(2.8Mbps/单载波)17国内3G业务•中国移动的TD-SCDMA上网卡–全称TimeDivision-SynchronousCDMA(时分同步CDMA)，–在频谱利用率、对业务支持具有灵活性等独特优势。–优势：中国自有3G技术，获政府支持•中国联通的WCDMA上网卡–全称为WidebandCDMA，也称为CDMADirectSpread，意为宽频分码多重存取–是基于GSM网发展出来的3G技术规范，是欧洲提出的宽带CDMA技术。–优势：有较高的扩频增益，发展空间较大，全球漫游能力最强，技术成熟性最佳•中国电信的CDMA-EVDO上网卡–CDMA2000是由窄带CDMA(CDMAIS95)技术发展而来的宽带CDMA技术–同时也称为CDMAMulti-Carrier，由美国高通公司为主导提出。–优势：可以从原有的CDMA1X直接升级到3G，建设成本低廉.WCDMA是GSM(2G技术)的升级(演进是GSM、GPRS、EDGE、WCDMA)电信3G业务使用的是CDMA20001xEV-DORevA技术,指在一个无线信道传送高速数据报文数据的情况下，支持下行（向前链路）数据速率最高3.1Mbps，上行（反向链路）速率最高到1.8MbpsTD-SCDMA空中接口采用了四种多址技术:TDMA,CDMA,FDMA,SDMA（智能天线）。综合利用四种技术资源分配时在不同角度上的自由度，得到可以动态调整的最优资源分配18CDMA2000与WCDMA、TD-SCDMA优劣势比较19CDMA2000与WCDMA、TD-SCDMA优劣势比较TD-SCDMAWCDMACDMA2000最新版本TD-HSDPAHSUPAEV-DORevA/RevB速率下行2.8Mbps14.4Mbps3.1Mbps/9.3Mbps上行384kbps5.76Mbps1.8Mbps/5.4Mbps功能可视电话、高速数据上网、WAP、彩信、话音、短信可视电话、高速数据上网、WAP、彩信、话音、短信可视电话、高速数据上网、WAP、彩信、话音、短信技术演进TD-SCDMA→TD-HSDPA→TD-HSUPA→TD-HSPA+→LTETDDGSM→GPRS→EDGE→WCDMA→HSDPA→HSUPA→HSPA+→LTEFDDCDMA→CDMA1X→CDMA2000EV-DORev.0→Rev.A→Rev.B→LTEFDD备注：上行=移动终端给基站发送信息时的数据传输速率，比如手机、笔记本等无线终端给基站传输数据速率；下行=基站向移动终端发送信息时的传输速率，比如手机或笔记本等无线终端从基站或者网络下载数据的速率。20•基站覆盖范围比较:•移動TD-SCDMA:TD-SCDMA因为上行同步，其原理根据时隙和光速计算后，最大覆盖半径不能超过11.25Km，这还是不考虑风向的情况下。城区人群密集的地方基站距离一般不超过500米。•联通WCDMA:WCDMA的最理想覆盖密度，500~1000M一个基站，郊区在1-2公里左右。由于有呼吸效应，当地的基站的覆盖面积会随着当地用户数的增多而缩小。目前在中国联通应用中的覆盖密度，2Km~30Km一个基站。•電信CDMA2000:理想覆盖密度在1-2公里左右。由于有呼吸效应，当地的基站的覆盖面积会随着当地用户数的增多而缩小。目前在城区尽量将覆盖半径控制在1-2公里左右,如覆盖过大,会造成污染,影响网络质量。21速度比较22TD-SCDMAWCDMACDMA2000部署国