网优基础知识培训一

网优基础知识培训一2009年五月多址技术—频分多址功率分配给用户的频带，用滤波器分离保护频带多址技术—时分多址多个用户使用同一频带，每个用户预先分配一个时隙，在时间上分开每个用户。功率1分帧、分时隙用户在分配的时隙内突发信息，标“源地址、目的地址”FDMATDMA多址方式—码分多址频率时间功率各用户同时共享一频谱CDMA码分多址采用宽带传输，功率谱密度低，允许许多用户同时在同一宽带信道传输信息。每个地址信号都各有自己的码序列，在接收机用相关器只接收希望的信号，而不希望的信号只表现为一噪声，大量的CDMA信号共用一个频谱空间多址技术—码分多址d(t)窄带数据信号c(t)宽带扩频序列s(t)已扩输出信号数据信号1bit101101100100101101101扩频序列数据信号频谱已扩信号频谱)(0tCOSwr(t)射频输出信号无线网络基本结构与原理OMCMSCServerBSSinAreaADHCP/DNSMGWSGSNHLR/AucGGSNFirewallUMTSCNCGServiceLayerBSSinareaBBSCSMSCSCPVC1PSTN2PLMNInternetBTSBTSBTSSS7/FEATMIPLegendSS7(TDM)SS7(IP)TDMIPBTSBTSBTSBGTransmissionNetwork交换网路子系统（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。MSC：是GSM系统的核心，是对位于它所覆盖区域中的移动台进行控制和完成话路交换的功能实体，也是移动通信系统与其它公用通信网之间的接口。它可完成网路接口、公共信道信令系统和计费等功能，还可完成BSS、MSC之间的切换和辅助性的无线资源管理、移动性管理等。另外，为了建立至移动台的呼叫路由，每个MS、还应能完成口MSC（GMSC）的功能，即查询位置信息的功能。VLR：是一个数据库，是存储MSC为了处理所管辖区域中MS（统称拜访客户）的来话、去话呼叫所需检索的信息，例如客户的号码，所处位置区域的识别，向客户提供的服务等参数。HLR：也是一个数据库，是存储管理部门用于移动客户管理的数据。每个移动客户都应在其归属位置寄存器（HLR）注册登记，它主要存储两类信息：一是有关客户的参数；二是有关客户目前所处位置的信息，以便建立至移动台的呼叫路由，例如MSC、VLR地址等。AUC：用于产生为确定移动客户的身份和对呼叫保密所需鉴权、加密的三参数（随机号码RAND，符合响应SRES，密钥Kc）的功能实体。EIR：也是一个数据库，存储有关移动台设备参数。主要完成对移动设备的识别、监视、闭锁等功能，以防止非法移动台的使用。无线网络结构-交换子系统无线网络结构-基站子系统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）。BSC：具有对一个或多个BTS进行控制的功能，它主要负责无线网路资源的管理、小区配置数据管理、功率控制、定位和切换等，是个很强的业务控制点。BTS：无线接口设备，它完全由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。无线网络结构-移动台移动台就是移动客户设备部分，它由两部分组成，移动终端(MS)和客户识别卡（SIM）。移动终端就是“机”，它可完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。SIM卡就是“身份卡”，它类似于我们现在所用的IC卡，因此也称作智能卡，存有认证客户身份所需的所有信息，并能执行一些与安全保密有关的重要信息，以防止非法客户进入网路。SIM卡还存储与网路和客户有关的管理数据，只有插入SIM后移动终端才能接入进网，但SIM卡本身不是代金卡。无线网络结构--操作维护子系统•GSM系统还有个操作维护子系统（OMC），它主要是对整个GSM网路进行管理和监控。通过它实现对GSM网内各种部件功能的监视、状态报告、故障诊断等功能。OMC与MSC之间的接口目前还未开放，因为CCITT对电信网路管理的Q3接口标准化工作尚未完成。工作频段的分配--GSM•见图3-1。我国陆地公用蜂窝数字移动通信网GSM通信系统采用900MHz频段：•905～915（移动台发、基站收）•950～960（基站发、移动台收）•随着业务的发展，可视需要向下扩展，或向1.8GHz频段的DCSI800过渡，即1800MHz频段：•1710～1785（移动台发、基站收）•1805～1880（基站发、移动台收工作频段分配-CDMA中国联通CDMA网的工作频段为：825MHz—835MHz（上行,基站收、移动台发）870MHz—880MHz（下行,基站发、移动台收）共计10MHz频段。频率使用计划中国联通目前已使用3个频点，第一载频283，第二载频201，第三载频242。根据后续章节的分析，需要启用第四载频，建议上海联通通过总部向我国无线电管理委员会申请160号频点在全上海市行政管理区域内的使用权。CDMA通信基本原理级关键技术•1、优点–大容量–软容量–话音激活–低发射功率–大覆盖范围•2、关键技术–功率控制技术–切换技术–分集技术CDMA网络优点--大容量•信道容量公式：C=B*log2(1＋S/N)–C是可获得的传输链路速率；–B是链路的带宽；–S是平均信号功率；–N是平均噪声功率•依据香农定理可知，获得的最大传输速率与带宽、信号功率、噪声功率三个因素相关。•而在CDMA系统中，其容量得益于处理增益、Eb/No、话音激活因子、天线扇区数、频率复用效率、功率控制等。•根据理论计算及现场试验表明:CDMA系统的信道容量是模拟系统的10-20倍，是TDMA系统的4倍。CDMA网络优点—软容量•在FDMA、TDMA系统中，当小区服务的用户数达到最大信道数，已满载的系统再无法增添一个信号，此时若有新的呼叫，该用户只能听到忙音。•而在CDMA系统中，用户数目和服务质量之间可以相互折中，灵活确定。例如可以将目标误帧率稍稍提高，从而增加可用信道数。同时，在相邻小区的负荷较轻时，本小区受到的干扰较小，容量就可以适当增加。•体现软容量的另外一种形式是小区呼吸功能。所谓小区呼吸功能就是指各个小区的覆盖大小是动态的。当相邻两个小区负荷一轻一重时，负荷重的小区通过减小导频发射功率，使本小区的边缘用户由于导频强度不够，切换到相邻的小区，使负荷分担，即相当于增加了容量。CDMA网络优点—低发射功率•从手机发射功率限制的角度来比较：•目前普遍使用的GSM手机900MHz频段最大发射功率为2W（33dBm），1800MHz频段最大发射功率为1W（30dBm），同时规范要求，对于GSM900和1800频段，通信过程中手机最小发射功率分别不能低于5dBm和0dBm。CDMAIS-95A规范对手机最大发射功率要求为0.2W–1W（23dBm–30dBm），实际上目前网络上允许手机的最大发射功率为23dBm（0.2W），规范对CDMA手机最小发射功率没有要求。•在通常的网络设计和规划中，对于基本相同的误帧率要求，GSM系统要求到达基站的手机信号的载干比通常为9dB左右。由于CDMA系统采用扩频技术，扩频增益对全速率编码的增益约为21dB(以9.6k为例)，所以对解扩前信号的等效载干比的要求为-14dB。–注：CDMA系统通常要解扩后信号的值为7dB左右•在通话状态下，每1.25ms基站会向手机发送一个功率控制命令信息，命令手机增大或减少发射功率，步长通常为1dB。CDMA网络优点—大覆盖范围•在CDMA的链路预算中包含以下的一些因素：软切换增益、分集增益等，这些因素是GSM系统中所没有的。CDMA在链路预算中还要考虑自干扰对覆盖范围的影响（加入了干扰余量因子）以及CDMA手机最大发射功率低于GSM手机的最大发射功率，但是从总体来说，CDMA的链路预算所得出的允许的最大路径损耗要比GSM大（通常是10-15dB）。•这意味着，在相同的发射功率和相同的天线高度条件下，CDMA有更大的覆盖半径，因此需要的基站也更少（对于覆盖受限的区域，意义非常重大）；•另外一个好处是，对于相同的覆盖半径，CDMA所需要的发射功率更低。CDMA网络关键技术—功率控制•为什么采用功率控制技术?•CDMA系统是干扰受限系统，所有的基站共用同一个宽带信道，因此需要采用功率控制技术：•1、由同一小区中相互自干扰成为限制系统容量的主要因素•2、克服远近效应，优化系统容量•3、增加手机电池的使用时间•功率控制目标•通过功率控制技术，使得各移动台到达基站的信号电平均相同，并满足系统最低要求的载噪比（S/N）。CDMA网络关键技术—功率控制•反向（上行链路）采用开环、闭环和外环功率控制相结合的技术，主要解决“远近效应”问题，保证所有信号到达基站时都具有相同的平均功率。•前向（下行链路）则采用闭环和外环功率控制相结合的技术，主要解决同频干扰问题，可以使处于严重干扰区域的移动台保持较好的通信质量，减小对其它移动台的干扰。•所有类型的功率控制是同时工作的，其目的是：在保证信号能够正确解调的前提下，尽可能地降低基站、手机发射功率。减少系统内的自干扰，增大系统的容量。CDMA网络关键技术—切换•软切换：在这种切换中，当移动台开始与一个新的基站联系时，并不立即切断与原基站之间的联系。软切换只能发生在具有相同频率的CDMA信道之间。•软切换是由MSC、BSC、基站共同完成的。将来自不同基站的信号都送至声码器/选择器（Vocoder/Selector），由选择器选择最好的一路，再进行话音编解码。软切换需要额外系统开销。CDMA网络关键技术—切换•更软切换：这种切换发生在同一基站具有相同频率的不同扇区之间。是由基站独自完成的，不需要BSC参与，不通知MSC。对于同一移动台，不同扇区天线的接收信号相当于多径分集，并被合成为一个话音帧送至选择器，作为此基站的语音帧。因此，更软切换不需要额外的开销。CDMA网络关键技术—切换•CDMA-CDMA的硬切换：在这种切换中，移动台先中断与源基站的联系，再与新基站取得联系。通常发生在下列两种情况下：•(1)CDMA信道的工作频率不同(频点切换)•(2)处于切换的小区归属不同的MSCCDMA网络关键技术—分集•频率分集：在不同的频率发射或接收信号。要求两个频率的间隔大于•信道的相关带宽。•时间分集：在不同的时间发射或接收信号。时间分集则是在不同的时•间发射冗余数据，因为不同时间的衰落是独立的。数字扩•频系统更有效且实用的时间分集方法就是交织与纠错编码。•空间分集：在不同的位置发射或接收信号。空间分集实现的方式可以•从一个基站的多个天线发射信号；也可以从不同的基站发•射信号。•极化分集：在不同的极化方式发射或接收信号。3G技术概述1、WCDMA全称为WidebandCDMA，这是基于GSM网发展出来的3G技术规范，是欧洲提出的宽带CDMA技术，它与日本提出的宽带CDMA技术基本相同，目前正在进一步融合。该标准提出了GSM（2G）—GPRS—EDGE—WCDMA（3G）的演进策略。GPRS是GeneralPacketRadioService（通用分组无线业务）的简称，EDGE是EnhancedDatarateforGSMEvolution（增强数据速率的GSM演进）的简称，这两种技术被称为2.5代移动通信技术。目前中国移动正在采用这一方案向3G过渡，并已将原有的GSM网络升级为GPRS网络。3G技术概述•2、CDMA2000CDMA2000是由窄带CDMA（CDMAIS95）技术发展而来的宽带CDMA技术，由美国主推，该标准提出了从CDMAIS95（2G）—CDMA20001x—CDMA20003x（3G）的演进策略。CDMA20001x被称为2.5代移动通信技术。CDMA20003x与CDMA20001x的主要区别在于应用了多路载波技术，通过采用三载波使带宽提高。目前中国联通正在采用这一方案向3G过渡，并已建成了CDMAI