《移动通信技术》PPT课件

1 移 动 通 信 技 术 移 动 通 信 概 述 第 一 代 移 动 通 信 ： 模 拟 移 动 通 信 第 二 代 移 动 通 信 ： 数 字 移 动 通 信 移 动 数 据 通 信 第 三 代 移 动 通 信 2 移 动 通 信 概 述 综 述 蜂 窝 技 术 的 基 本 概 念 提 高 容 量 蜂 窝 技 术 不 是 分 割 频 率 而 是 分 割 地 理 区 域 蜂 窝 系 统 的 优 势 ： 频 率 复 用 蜂 窝 移 动 通 信 的 频 率 分 配 我 国 模 拟 蜂 窝 移 动 通 信 曾 使 用 890905MHz（ 移 动 台 发 ， 基 站 收 ） 和 935950MHz（ 基 站 发 ， 移 动 台 收 ） 工 作 频 段 ， 现 已 逐 步 将 部 分 频 率 让 给 GSM 我 国 数 字 蜂 窝 移 动 通 信 使 用 905915MHz（ 移 动 台 发 ， 基 站 收 ） 和 950 960MHz（ 基 站 发 ， 移 动 台 收 ） 工 作 频 段 ， 其 中 中 国 移 动 通 信 公 司 GSM系 统使 用 905909MHz和 950954MHz工 作 频 段 ， 中 国 联 通 公 司 GSM系 统 使 用909915MHz和 954960MHz工 作 频 段 。 此 外 中 国 移 动 通 信 公 司 还 使 用 了1800MHz频 段 的 10MHz的 带 宽 。 第 三 代 移 动 通 信 工 作 在 2000MHz频 段 上 。 3 (a) 7个小 区模 型（ 每个 基站 1个 小区 ） (b) 21个小 区模 型（ 每个 基站 3个 小区 ） (c) 24个小 区模 型（ 每个 基站 6个 小区 ） 12 4:信 道组 编号 1 591317222 6 10141821 3 7111519234 8121620241 59131722 B3 B1B2 A3 A1A2 C3 C1C2 D2 G1G2 F1 E1 D3 D1 E3 G3F2 F3 E2B C G A D F E图 6-8-1 常 用 无 线 区 群 结 构 4我 国 TACS制 式 ：A系 统 （ 摩 托 罗 拉 网 ）B系 统 （ 爱 立 信 网 ） 第 一 代 移 动 通 信 ： 模 拟 移 动 通 信 第 一 代 模 拟 移 动 通 信 系 统 主 要 制 式 AMPS TACS 第 一 代 的 主 要 缺 陷 ： 容 量 有 限 保 密 性 差 ， 容 易 发 生 盗 码 并 机 制 式 不 统 一 ， 互 不 兼 容 ， 妨 碍 漫 游 ， 限 制 了服 务 覆 盖 面 等 5 数 字 蜂 窝 系 统 的 优 势 能 有 效 地 利 用 无 线 频 率 资 源 ， 系 统 容 量 大 呼 叫 质 量 高 能 向 用 户 提 供 话 音 以 外 的 多 种 非 话 业 务 制 式 比 较 统 一 ， 能 方 便 地 提 供 自 动 漫 游 业 务 （ 包 括 国际 漫 游 ） 易 于 加 密 ， 提 供 较 完 善 的 保 密 方 法 （ 如 话 音 、 接 入 加密 等 ） 数 字 网 要 求 的 功 率 较 低 6 第 二 代 数 字 移 动 通 信 系 统 主 要 制 式 GSM(全 球 移 动 通 信 系 统 ) DCS-1800 TDMA IS136(最 初 被 称 为 DAMPS) CDMA IS95（ QCDMA) PDC(个 人 数 字 蜂 窝 )我 国 数 字 蜂 窝 移 动 通 信 网 以 GSM为 主 ， 同 时也 采 用 了 DCS1800以 及 CDMA制 式 7 HLRVLR EIR AUC MSC OMC BSC BTS NSS BSS PLMN PSTN ISDN PSPDN CDPDN MS ISDN 综 合 业 务 数 字 网PSTN 公 众 电 话 交 换 网PLMN 公 众 陆 地 移 动 网PSPDN 分 组 交 换 公 众 数 据 网CSPDN 电 路 交 换 公 众 数 据 网NSS 网 络 交 换 子 系 统MSC 移 动 交 换 中 心HLR 归 属 位 置 寄 存 器VLR 访 问 位 置 寄 存 器AUC 鉴 权 中 心EIR 设 备 识 别 寄 存 器BSS 基 站 子 系 统BSC 基 站 控 制 器BTS 基 站 收 发 信 台OMC 操 作 维 护 中 心 MS 移 动 台图 6-8-2 GSM系 统 结 构 8 GSM系 统 组 成 网 络 交 换 子 系 统 (NSS) 移 动 交 换 中 心 (MSC) 归 属 位 置 寄 存 器 (HLR) 访 问 位 置 寄 存 器 (VLR) 鉴 权 中 心 (AUC) 设 备 识 别 寄 存 器 (EIR) 基 站 子 系 统 (BSS) 基 站 控 制 器 (BSC) 基 站 收 发 信 台 (BTS) 操 作 维 护 中 心 (OMC) 移 动 台 (MS) 9 GSM系 统 的 主 要 优 点 标 准 化 程 度 高 ， 接 口 开 放 ， 联 网 能 力 强 ， 能 国 际 漫 游 能 提 供 准 ISDN业 务 ： 电 信 业 务 、 承 载 业 务 、 补 充 业 务 使 用 SIM卡 ， 实 现 机 卡 分 离 ， 手 机 通 用 ， 适 合 未 来 个人 通 信 的 需 要 保 密 安 全 性 能 好 ， 具 有 鉴 权 、 加 密 功 能 频 谱 利 用 率 比 模 拟 系 统 好 ， 系 统 容 量 大 ， 比 模 拟 网 大三 倍 以 上 价 格 便 宜 10 路 由 选 择 原 则 固 定 用 户 呼 叫 移 动 用 户 ， 应 尽 可 能 快 的就 近 进 入 移 动 网 查 询 路 由 ， 由 移 动 网 进行 接 续 。 移 动 用 户 呼 叫 固 定 用 户 ， 应 立 即 进 入 固定 网 ， 由 固 定 网 进 行 接 续 。 11 移 动 通 信 系 统 主 要 采 用 的 多 址 方 式 频 分 多 址 (FDMA) 时 分 多 址 (TDMA) 码 分 多 址 (CDMA) 在 码 分 多 址 系 统 中 ， 各 发 送 端 用 各 不 相 同 的 、 相 互 (准 )正 交 的地 址 码 调 制 其 所 发 送 的 信 号 。 在 接 收 端 利 用 码 型 的 (准 )正 交 性 ，通 过 地 址 识 别 (相 关 检 测 )， 从 混 合 信 号 中 选 出 相 应 的 信 号 12 实 现 码 分 多 址 的 必 备 条 件（ 实 现 码 分 多 址 的 三 大 关 键 技 术 ） 足 够 多 的 地 址 码 ， 且 要 有 良 好 的 自 相 关 特 性 和互 相 关 特 性 在 各 接 收 端 ， 必 须 产 生 本 地 地 址 码 ， 其 不 但 在码 型 结 构 上 与 对 端 发 来 的 地 址 码 一 致 ， 而 且 在相 位 上 也 要 完 全 同 步 。 用 本 地 码 对 收 到 的 全 部信 号 进 行 相 关 检 测 ， 从 中 选 出 所 需 要 的 信 号 码 分 系 统 必 须 与 扩 展 频 谱 (简 称 扩 频 )技 术 相 结合 13 采 用 CDMA技 术 的 优 点 系 统 容 量 大 语 音 激 活 技 术 扇 区 划 分 技 术 软 容 量 软 切 换 特 有 的 分 集 形 式 与 窄 带 系 统 （ 模 拟 系 统 ） 共 存 保 密 性 强 发 射 功 率 低 频 率 分 配 和 管 理 简 单CDMA系 统 需 攻 克 的 难 点 ： 远 近 效 应 ， 如 功 率 控 制 方 法 14 移 动 数 据 通 信 技 术 传 输 承 载 平 台 技 术 短 消 息 (SMS) 非 结 构 化 补 充 业 务 (USSD) 电 路 交 换 数 据 业 务 (CSD) 高 速 电 路 交 换 数 据 业 务 (HSCSD) 通 用 分 组 无 线 业 务 (GPRS) 增 强 型 分 组 数 据 业 务 (EDGE) 第 三 代 技 术 (3G) 应 用 开 发 平 台 技 术 SIM卡 应 用 工 具 （ SIM Toolkit） 无 线 应 用 协 议 （ WAP） 15 移 动 数 据 业 务 电 路 型 数 据 业 务 CSD（ 接 入 速 率 9.6 kbit s） HSCSD （ 57.6 kbit s） 分 组 型 数 据 业 务 GPRS（ 171.2 kbit s） EDGE （ 384 kbit s） 第 三 代 数 据 业 务 （ 2 Mbit s） 16Internet 计 算 机基 站移 动 交 换 机 PSTN/ISDN 接 入 服 务 器 接 入 服 务 器 IWF IWF:互通 功能 单元 电路 交换 数据 业务 （C SD ）的 实现 17 高 速 电 路 交 换 数 据 业 务(H SCSD) 采 用 了 新 的 信 道 编 码 方 式 ， 使 每 个 时 隙的 传 输 速 率 从 9.6 kbit s提 高 到 14.4 kbit s 可 实 现 14时 隙 捆 绑 ， 使 传 输 速 率 最 高可 达 到 57.6 kbit s 上 下 行 数 据 传 输 可 采 用 不 同 速 率 18 通 用 分 组 无 线 业 务 (G PRS)的 特 点 传 输 速 率 快 支 持 4种 编 码 方 式 ,并 采 用 多 时 隙 (最 多 8个 时 隙 )合 并 传 输 技 术 ， 使 数 据 速 率 最高 可 达 171.2kbit s 可 灵 活 支 持 多 种 数 据 应 用 网 络 接 入 速 度 快 可 长 时 间 在 线 连 接 计 费 更 加 合 理 高 效 地 利 用 网 络 资 源 ， 降 低 通 信 成 本 支 持 多 用 户 共 享 一 个 信 道 的 机 制 (每 个 时 隙 允 许 最 多 8个 用 户 共 享 ) 利 用 现 有 的 无 线 网 络 覆 盖 ， 提 高 网 络 建 设 速 度 ， 降 低 建 设 成 本 在 无 线 接 口 ， GPRS采 用 与 GSM相 同 的 物 理 信 道 ， 定 义 了 新 的 用 于 分 组 数 据 传输 的 逻 辑 信 道 。 可 设 置 专 用 的 分 组 数 据 信 道 ， 也 可 按 需 动 态 占 用 话 音 信 道 GPRS的 核 心 网 络 顺 应 通 信 网 络 的 发 展 趋 势 ， 为 GSM网 向 第 三 代演 进 打 下 基 础 19 PSTN Internet GMSC GGSNSGSN MSC BSS计 算 机 话 音 数 据 电 路 交 换 域分 组 交 换 域 GPRS是移 动网 和I P网 的结 合 SGSN:服务 支持 节点GGSN:网关 支持 节点 GPRS终端 GPRS终端 20 21 增 强 型 数 据 业 务 (EDG E) 采 用 一 种 改 进 的 GSM调 制 技 术 ， 每 时 隙的 速 率 提 高 到 48 kbit/s 允 许 集 中 使 用 多 达 8个 时 隙 ， 此 时 速 率 可达 到 384 kbit/s 属 于 增 强 型 GPRS数 据 业 务 22 WAP网关 WAP应用服务器 WWW应用服务器 IP网（I nternet/Intranet)无 线 网 络 WAP终端 WAP协议（W ML) WAP协议（W ML) WWW协议（H TML)图 6-8-3 WAP系 统 结 构 WAP是 在 Internet业 务 实 现 的 机 制 上 进 行 了 简 化 、优 化 和 扩 展 ， 以 适 应 移 动 终 端 传 输 带 宽 窄 、 存储 和 处 理 能 力 有 限 、 显 示 屏 幕 小 等 特 点 23 WAP系 统 组 成 WAP网 关 (或 WAP代 理 服 务 器 ) 功 能 ： 协 议 转 换 ； 内 容 编 解 码 ； 用 户 认 证 、用 户 管 理 、 计 费 功 能 等 WAP终 端 WAP终 端 安 装 有 支 持 WAP协 议 的 微 型 浏 览 器作 为 用 户 接 口 ， 完 成 类 似 于 Web浏 览 器 的 功能 无 线 网 络 应 用 服 务 器 24 Internet SMS中 心 GGSNSGSN MSC BSS WAP与G SM网 互连 方式 a:短消 息承 载b: CSD承载c: GPRS承载 接 入服 务 器 WAP网 关 WAP终端 ab c 25 26 IMT-2000的 特 点 全 球 无 缝 覆 盖 和 漫 游 高 速 传 输 ， 提 供 窄 带 和 宽 带 多 媒 体 业 务 无 缝 业 务 传 递 支 持 系 统 平 滑 升 级 和 现 有 系 统 的 演 进 适 应 多 种 运 行 环 境 27 第 三 代 移 动 通 信 地 面 无 线 接 口 主 要 技 术 IMT2000 CDMA DS（ 直 接 序 列 ） UTRA/WCDMA cdma2000DS IMT2000 CDMA MC（ 多 载 波 ） cdma2000MC（ 包 括 1x， 3x并 可 扩 展 至 6x， 9x， 12x） IMT2000 CDMA TDD（ 时 分 双 工 ） TD-SCDMA UTRA TDD IMT2000 TDMA SC UWC-l36 IMT2000 TDMA MC EP DECT 28三 种 方 案 的 主 要 差 别 情 况 29 实 施 第 二 代 网 络 向 第 三 代 演 进 时应 该 考 虑 的 关 键 问 题 投 资 技 术 的 可 用 性 与 成 熟 性 操 作 的 灵 活 性 过 渡 要 求 30向 第 三 代 演 进 不 是 立 即 重 新 建 设 一 个 第 三 代 移 动 通 信 网 ， 而 是 在 已 有 的 第 二 代 网 络 上 增 加第 三 代 移 动 通 信 设 备 ， 首 先 在 用 户 密 集 地 区 提 供 第 三 代 移 动 通 信 服 务 ， 平 滑 过 渡 和 升 级 第 二 代 向 第 三 代 过 渡 的 方 案 GSM网 络 向 第 三 代 的 演 进 GPRS EDGE 窄 带 CDMA网 络 向 第 三 代 的 演 进 cdma2000-1x 31 32