移动通信系统

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Company Logo,#,单击此处编辑母版标题样式,Introduction to Computer Systems,138,1,移动通信系统,张昀,Company Logo,2,移动通信,移动通信技术基础,GSM,数字移动通信系统及,GPRS,CDMA,数字移动通信系统,第三代移动通信系统,相关新技术,Company Logo,3,移动通信系统,现代综合业务通信网中不可缺少的一环就是移动通信。由于移动通信几乎集中了有线和无线通信的最新技术成就，不仅可以传送话音信息，而且还能够传送数据信号，使用户随时随地快速而可靠地进行多种信息交换，因此，它和卫星通信、光缆通信一起被列为现代通信领域中的三大新兴通信手段。,Company Logo,4,移动通信简介,移动通信的基本概念：,移动通信是指通信的双方，至少有一方是在移动中进行信息交换的。,Company Logo,5,移动通信的特点,1,.,电波衰落现象,2.,远近效应,3.,多普勒效应,4.,干扰大,5.,环境条件差,Company Logo,6,远近效应：,当两个移动台距基站的距离不同，而以相同的频率和相同的功率发送信号时，则基站接收来自远端移动台的有用信号将淹没在近端移动台所发送的信号之中，这种由于接收点位置不同，使得发信机与基站之间的路径损耗不同，而引起的接收功率下降被称之为远近效应。,移动通信的特点,Company Logo,7,邻道干扰：,邻道干扰是指相邻或相近的频道信号所造成的干扰。,同频干扰：,同频干扰是指所有落到接收机通带内的与有用信号频率相同的无用信号的干扰，也称为同信道干扰。,互调干扰：,当两个以上的不同频率作用于一个非线性电路时，这两个频率将会互相调制，并产生一个新的频率，如果该新频率正好落在某一信道中，则工作于此信道的接收系统将会接收到该新频率信号，由此构成对该接收机的干扰，这种干扰称之为互调干扰。,移动通信的特点,Company Logo,8,移动通信的分类,按设备的使用环境可分为陆地移动通 信、海上移动通信和航空移动通信；,按服务对象可分为专用移动通信和公用移动通信；,按系统组成结构可分为蜂窝移动电话系统、集群调度移动电话系统、无中心个人无线电话系统、公用无绳电话系统和移动卫星通信系统。,Company Logo,9,发展历史,:,1897,年，马可尼在陆地与一只拖船之间，用无线电进行了消息的传递，这是移动通信的开端。,随着无线广播和无线电报的出现，特别是两次世界大战的需要，早期的移动通信的雏形已开发了出来，如步话机、对讲机等等 。,60,年代晶体管的出现，专用无线电话系统大量出现，在公安、消防、出租汽车等行业中应用。,移动通信发展的历史、现状和趋势,Company Logo,10,70,年代初，贝尔实验室提出蜂窝系统的覆盖小区的概念和相关的理论后，立即得到迅速的发展，很快进入了实用阶段。,在,1979,年，,AMPS,制模拟蜂窝式移动电话系统在美国芝加哥试验后，终于在,1983,年,12,月在美国投入商用。,我国开始在,1987,年开始使用模拟式蜂窝电话通信，,1987,年,11,月，第一个移动电话局在广州开通。,移动通信发展的历史、现状和趋势,Company Logo,11,第一代移动通信,(1G),模拟移动电话系统主要采用模拟和频分多址（,FDMA,）技术，属于第一代移动通信技术。,模拟方式：通过电波所传输的信号模拟人讲话声音的高低起伏变化的通信方式。,模拟移动电话系统的质量完全可以与固定电话媲美，使通话双方能够清晰地听出对方的声音。,传输速率：,1.2kb/s,10kb/s.,Company Logo,12,缺点：,频分多址技术造成频率资源不足；保密性较差，极易被并机盗打；只能实现话音业务，无法提供丰富多彩的增值业务；网络覆盖范围小且漫游功能差；模拟手机体积大、重量沉、样式陈旧。,现状：,目前手机供应商已停止生产模拟手机，中国移动通信集团公司于,2001,年,12,月,31,日后关闭模拟移动电话网，停止经营模拟移动电话业务。,第一代移动通信,(1G),Company Logo,13,80,年代后期，大规模集成电路、微型计算机、微处理器和数字信号处理技术的大量应用，为开发数字移动通信系统提供了技术保障，数字移动通信系统,-,GSM,诞生，,GSM,是第二代移动通信，简称,“,2G,”,。,1993,年,9,月,18,日，浙江嘉兴首先开通了我国第一个数字移动通信网。,1994,年,10,月，第一个省级数字移动通信网在广东省开通。,第二代移动通信,(2G),Company Logo,14,GSM,是欧洲成立的一个移动通信小组的简称。,GSM,移动电话系统采用时分多址技术,(TDMA),，对频谱利用率高、容量大，同时可以自动漫游和自动切换，通信质量好，加上其业务种类多、易于加密、抗干扰能力强、用户设备小、成本低等优点。,传输速率,:8kb/s.,第二代移动通信,(2G),Company Logo,15,GSM,以它相对于第一代移动通信的优势，目前广泛地占有市场。同时，在,GSM,基础上，增加了一些新技术，如通用分组无线技术（,GPRS),、无线应用协议,(,WAP),和无线接口技术,(,蓝牙技术,),，增加了多媒体功能。如,上网，聊天，传送彩色图片，后发电子邮件，数码照相机，语音拨号彩色显示，称之为第二代向第三代过渡的,“,2.5G,”,。,第二代移动通信,(2G),Company Logo,16,第三代移动通信,(3G),第三代无线通信又称,3G,。,3G,系统特点：提供更高的容量、更快的数据传输速率及多媒体业务。主要通过在现有网络上发展,2.5G,技术来实现。 核心技术：,CDMA,（扩频）以及更先进的空中接口技术。,传输速率：,9.6kb/s,32kb/s.,Company Logo,17,第四代移动通信,(4G),特点：高容量、更强的多媒体的传输。将多媒体包括语音、数据、影像等大量信息透过宽频的信道传输，提高传输质量。,核心技术：,OFDM(,正交多任务分频技术,),。,其它技术：,CDMA,、无线区域环路,(WLL),和数字音讯广播,(DAB),等,传输速率：最高可达到,10Mb/s,至,20Mb/s,Company Logo,18,移动通信系统的组成,移动通信系统一般由移动台（,MS,）、基站（,BS,）、移动业务交换中心（,MSC,）等组成。,BS,MSC,市话局,MS,市话网,（,PSTN,）,移动电话网,Company Logo,19,移动通信系统的组成,移动通信系统是指移动体之间、移动体与固定用户之间用于建立信息传输通道的通信系统。,Company Logo,20,移动通信机房,Company Logo,21,频率管理,频率是人类所共有的一种特殊资源，它并不是取之不尽的。频率的分配和使用需在全球范围内制定统一的规则。我国分配给民用移动通信的频段主要在,150MHz,、,450MHz,、,900MHz,频段和,1800MHz,频段，各项具体业务如专用对讲机、无绳电话、蜂窝移动电话等的使用频率均有具体的明确规定。,Company Logo,22,频率有效利用技术,频率域的有效利用,：一是信道的窄带化，以便得到更多的载波信道；二是应用宽带多址技术，使一个载波信道上能传输多个用户信息 。,空间域的有效利用,：某一地区使用了某一频率之后，在相隔一定距离的另一地区可以重复使用这一频率，这就是所谓,“,同频复用,”,。,时间域的有效利用,：是指在一地区中，多个用户共用一个载波频率，每个用户占用频率的时间不同，这就是所谓的,“,时分复用,”,。,Company Logo,23,多址接入技术,通信系统中的多址接入指的是让许多用户可以有效地共享有限的网络资源的技术。,FDMA (Frequency Division Multi Access),：将一段频谱划分成更小的频谱，用户独占该小频谱，直至结束，这属于一个维度的重用，早期的模拟通信就是采用,FDMA,的多址接入方式。,TDMA (Time Division Multi Access),：在,FDMA,的基础上，将小的频谱分割成多个时间窗口，每个用户在通信中占用时间窗口，这属于两个维度的重用，,GSM,采用的就是,TDMA,的多址接入方式。,Company Logo,24,多址接入技术,CDMA (Code Division Multi Access),：在,TDMA,的基础上，在一个时间窗口内，通过不同的码字区分用户，达到,3,个维度的重用。,CDMA,标准由美国高通公司提出。,总之，多址接入技术就是为了充分利用有限的频谱资源，达到更大程度的复用，这样就可以在有限的频谱资源上接入更多的用户。,Company Logo,25,多址接入技术,Company Logo,26,蜂窝系统的组网技术,随着经济的发展，移动通信应用日益广泛，有限的无线电频率要提供给越来越多的用户共同使用。频道拥挤、相互干扰已成为阻碍移动通信发展的首要问题。解决这些问题的办法就是按一定的规范组成移动通信网络，保障网内所有用户有序地通信。,Company Logo,27,区域覆盖与网络结构,一个基站能在其天线高度的视距范围为移动用户提供服务，这样的覆盖区成为一个,无线小区,，或简称,小区,。,分为带状服务区和面状服务区,Company Logo,28,服务区的形状,带状服务区,带状服务区主要用于覆盖高速公路、铁路、沿海航道等。它的特点是服务区域狭长，使用多个小区连续覆盖。,Company Logo,29,服务区的形状,面状服务区,面状服务区根据覆盖区半径可分为大区制和小区制。大区制覆盖半径可达,40,公里，单个基站。它的特点是网络简单，但用户数较少，频率利用率低。主要用于移动通信的初期建设。,若通信网的服务范围很大，或者地形复杂等，则需要几个小区才能覆盖整个服务区。,小区制采用彼此相连的多个小区覆盖整个服务区。由于相距较远的小区可以使用相同的频率组，实现了频率复用，提高了频率利用率。,Company Logo,30,服务区的形状,小区基本形状,正三角形,正方形,正六边形,蜂窝,Company Logo,31,同频复用,由几个小区组成一群，群内不能使用相同信道，不同群间可采用,“,同频复用,”,技术，即信道再用的空间域有效利用技术。,空间域的有效利用,：某一地区使用了某一频率之后，在相隔一定距离的另一地区可以重复使用这一频率，这就是所谓,“,同频复用,”,。,Company Logo,32,同频复用,Q:,同频复用比例，与簇的大小有关。对于六边形：,K,N,一个区群中的小区数量,Q,越小，容量越大。,Q,越大，则传播质量越好，因为同频干扰小。,Company Logo,33,同频复用,小区的频率复用有多种方式，常用的是七个频率为一组的。此时的同频复用比,D/R,为,4.6,。,D,为同频复用距离，,R,为小区覆盖半径,Company Logo,34,例 设蜂窝移动网的小区辐射半径为,8km,，根据同频干扰抑制的要求，同信道小区之间的距离应大于,40km,，问该网的区群应如何组成？,解：同道小区之间的安全距离的计算方法，有,Company Logo,35,服务区的形状,-,小区的分裂,随着用户数的增加，可采用小区分裂的办法，达到扩容的目的。常用的是,7-21,模式分裂方式，一个小区分裂为三个小区。,Company Logo,36,小区的种类,Macro,宏小区,Micro,微小区,Pico,皮可小区,Company Logo,37,无线通信的覆盖区域,Company Logo,38,信道的分配,移动通信的基站都采用多信道共用方式，由这些信道组成的一个信道组的频率配置应遵循一定的规则，以避免种种可能的干扰。信道的分配方法主要有两种,:,分区分组配置法,等频距配置法,Company Logo,39,信道的自动选择方式,在移动通信系统中，所有用户共用若干信道，每个移动台都应有选择空闲信道的能力,专用呼叫信道方式,循环定位方式,循环不定位方式,循环分散定位方式,Company Logo,40,专用呼叫信道方式,定义,：在给定的多个信道中，选择一个信道专门用作呼叫。,该信道有两个,作用,：一是,处理呼叫,（下行信道，上行信道）；二是,指配话音信道,。,MS,BS,下行信道 寻呼信道,上行信道 接入信道,专用信道,Company Logo,41,专用信道,1,发空闲信号,MSC,BS,Company Logo,42,专用信道,1,发空闲信号,MSC,BS,MS1,MS2,MSn,Company Logo,43,专用信道,1,发对,MS1,的寻呼信号,MSC,BS,MS1,MS2,MSn,Company Logo,44,专用信道,1,寻呼成功，指定可用信道如信道,3,MSC,BS,MS1,MS2,MSn,Company Logo,45,专用信道,1,MSC,BS,MS1,MS2,MSn,信道,3,发空闲信号,Company Logo,46,循环定位方式,定义,：系统中没有专用的呼叫信道，而是由,BS,临时指定,一个信道做呼叫信道，并在这个信道上发空闲信号，而所有空闲的移动台通过信道扫描，停留在发空闲信号的信道上，一旦有寻呼成功，该信道就成为一个业务信道，基站再另选空闲信道作为临时呼叫信道发空闲信号，空闲的移动台自动转到新的临时信道上守侯（定位）。,Company Logo,47,BS,信道,1,信道,2,信道,n,.,信道,n-1,Company Logo,48,BS,信道,1,信道,2,信道,n,.,信道,n-1,发空闲信号,Company Logo,49,BS,信道,1,信道,2,信道,n,.,信道,n-1,发空闲信号,MS1,MS2,MSn,Company Logo,50,BS,信道,1,信道,2,信道,n,.,信道,n-1,发对,MS2,的,寻呼信号,MS1,MS2,MSn,Company Logo,51,BS,信道,1,信道,2,信道,n,.,信道,n-1,MS2,接入该信道通话,MS1,MS2,MSn,发空闲信号,Company Logo,52,特点,：呼叫信道是临时的，不断变化的，呼叫信道一旦转为通话信道，,BS,要重新确定某空闲信道为临时呼叫信道，发空闲信号。而移动台收不到空闲信道就不断进行信道扫描。这种方式,信道利用率高，接续快；但同抢概率大。,适用场合,：小容量系统。,Company Logo,53,循环不定位方式,定义,：基站在所有空闲信道上都发空闲信号，网内未通话的移动台自动扫描信道，,随机停靠,在就近的空闲信道上（不定位）。当基站呼叫移动台时，选择一个空闲信道发时间足够长的召集信号（其他空闲信道停发空闲信号），而后发选呼信号，网内移动台收不到空闲信号就要重新进入扫描状态，一旦扫到召集信号就在该信道上等候被呼，一旦呼叫成功，被呼移动台就在该信道上接入服务，其他移动台进入信道扫描状态。,Company Logo,54,BS,空闲信道,1,信道,2,信道,n,空闲信道,n-1,发空闲信号,发空闲信号,MS1,MS3,MSn-4,MSn,Company Logo,55,BS,空闲信道,1,信道,2,信道,n,空闲信道,n-1,发召集信号,停发空闲信号,MS1,MS3,MSn-4,MSn,Company Logo,56,BS,空闲信道,1,信道,2,信道,n,空闲信道,n-1,发召集信号 后发选呼信号 如对,MS3,MS1,MS3,MSn-4,MSn,Company Logo,57,BS,信道,1,信道,2,信道,n,空闲信道,n-1,MS1,MS3,MSn-4,MSn,发空闲信号,Company Logo,58,循环分散定位方式,定义,：基站在全部不通话的空闲信道上发空闲信号，网内移动台分散停靠在各个空闲信道上。移动台主呼是在各自停靠的空闲信道上进行；而基站呼叫移动台时，其呼叫信号在所有的空闲信道上发出，并等待应答信号。,Company Logo,59,BS,空闲信道,1,信道,2,信道,n,空闲信道,n-1,发空闲信号,发空闲信号,MS1,MS3,MSn-4,MSn,Company Logo,60,BS,信道,1,信道,2,信道,n,空闲信道,n-1,接入此信道通话,发空闲信号,MS3,MSn-4,MSn,移动台主呼的情况,Company Logo,61,BS,空闲信道,1,信道,2,信道,n,空闲信道,n-1,发对,MS3,的寻呼信号,MS1,MS3,MSn-4,MSn,发对,MS3,的寻呼信号,移动台被呼的情况,Company Logo,62,BS,信道,1,信道,2,信道,n,空闲信道,n-1,接入此信道通话,发空闲信号,MS3,MSn-4,MSn,Company Logo,63,基站天线,3,个板状天线构成,3,个无线扇形小区。,Company Logo,64,区域定义,小区：一个基站天线的覆盖区域,基站区：由一个基站（一个或数个,BTS,）提供服务的所有小区所覆盖的区域。,位置区：移动台可以任意移动不需要进行位置更新的区域。,MSC,区：一个,MSC,所控制的所有小区共同覆盖的区域。,服务区：提供移动通信业务的区域，一个或若干个,MSC,区组成。,Company Logo,65,区域定义,服,务,区,PLMN,PLMN,MSC,MSC,位置区,位置区,基站,基站,扇区,扇区,PLMN,：,Public Land Mobile Network,公用陆地移动通信网,Company Logo,66,越区切换技术,当移动用户离开基站较远时，无线传输质量逐渐下降。这时，系统就需要将移动用户转换到另一个基站。,越区切换,是指移动台在通话状态下从一个基站的话音信道切换到另一个基站的话音信道。切换的过程由系统网络来决定。,Company Logo,67,不同,MSC,之间越区切换示意图,三个,MSC,覆盖整个区域，移动台从,MSC a,向,MSC b,移动。,Company Logo,68,漫游技术,漫游,是指对在本区内活动非本局的移动用户，或者说本局的移动用户移动出家区的范围，需要进行呼叫处理。对漫游用户一般要在数据库中建立有权漫游档案，在接到其位置登记信息后，首先判别其是否是本网用户，是否有权漫游，确认后控制所在的交换局允许移动台发出呼叫，进行漫游。,Company Logo,69,位置登记技术,当移动台在小区之间移动时，或从所属家区移动到其它位置区时，蜂窝系统需要随时了解移动台的当前位置，以便对移动台发出呼叫。,位置登记过程,是当移动台接通电源时，搜索基站发射的位置信息，将收到的位置信息与原来储存的位置数据比较，如果不同，说明移出了原来的位置区，则移动台发送当前的位置信号，网控中心收到后，修改数据库中这个移动台的位置数据，以便下次能找到这个移动台的最新位置，对它发出呼叫。,Company Logo,70,移动通信网的信令,在移动通信网中，除了传输话音信号之外，为使全网有秩序地工作，还必须在正常通话的前后传输很多非话音信号，这些非话音信号统称为“信令”。移动通信中的信令大致可以分为移动台位置登记的信令；有关通话开始的信令；通话中的各种信令以及有关通话结束的信令。传输这些信令的方式有专用控制信道和共用话音信道两种方式。,Company Logo,71,移动通信基础小结,移动通信的电波传播特性存在多径效应和衰落现象，必须采取抗衰落措施,蜂窝移动通信系统通常采用小区制的网络结构,小区的形状采用正六边形，又称蜂窝,移动通信特有的交换方式包括位置登记、漫游和越区切换,Company Logo,72,GSM,移动通信系统,GSM,系统也叫数字移动通信系统，属于第二代移动通信系统。该系统采用频分复用,(FDMA),和时分复用,(TDMA),结合的方式，扩大了用户容量，信道中传输的全部是数字信号，保密性能提高。,Company Logo,73,GSM,由于模拟系统有四大缺点：,各系统间没有公共接口；,很难开展数据承载业务；,频谱利用率低无法适应大容量的需求；,安全保密性差，易被窃听，易做“假机”。,Company Logo,74,1982,年北欧国家为了方便全欧洲统一使用移动电话，需要一种公共的系统，向,CEPT,（欧洲邮电行政大会）提交了一份建议书，要求制定,900,MHz,频段的公共欧洲电信业务规范。在这次大会上就成立了一个在欧洲电信标准学会（,ETSI,）技术委员会下的“移动特别小组,Group Special Mobile,）简称“,GSM,”,，来制定有关的标准和建议书。,GSM,Company Logo,75,1987,年,5,月,GSM,成员国就数字系统采用窄带时分多址,TDMA,、规则脉冲激励线性预测,RPE-LTP,话音编码和高斯滤波最小移频键控,GMSK,调制方式达成一致意见。,1991,年在欧洲开通了第一个系统，将,GSM,更名为“全球移动通信系统”,（,Global System for Mobile Communications,）,GSM,Company Logo,76,移动特别小组还完成了制定,1800,MHz,频段的公共欧洲电信业务的规范，名为,DCS,1800,系统。,1993,年我国开通了第一个数字蜂窝移动通信网。,GSM,Company Logo,77,GSM,标准,参照,GSM,标准的技术要求,主要内容有：使用,900MHz,频段，即,890,915MHz,（移动台基站）和,935,960MHz,（基站移动台），收发间隔,45MHz,，载频间隔,200kHz,。共,124,个载波，每载波信道数,8,个，基站最大功率,300W,，小区半径,0.5,35KM,，传输速率,270Kbps,。,Company Logo,78,TDMA,基本概念,TDMA,的基本思想是小区中各移动台占用同一频带，但使用不同的时隙。通常各移动台只在规定的时隙内以突发的形式发射它的信号，这些信号通过基站的控制在时间上依次排列、互不重叠的；同样，各移动台只要在指定时隙内接收信号，就能从合路信号中把发给它的信号区分出来。,Company Logo,79,MS (Mobile Station),：移动台,BSS (Base Station System):,基站子系统,NSS:,网络子系统,GSM,系统组成,Company Logo,80,GSM,系统组成,由三部分组成：,交换子系统,基站子系统,移动台子系统,移动台与基站之间采用无线连接,Company Logo,81,GSM,系统的功能实体,BTS,BSC,BSC,BTS,BTS,OMC,EIR,HLR/AUC,MSC,/VLR,MS,MS,MS,Company Logo,82,GSM,移动交换机,Company Logo,83,BSC,模块,Company Logo,84,我国,GSM,通信网结构,Company Logo,85,采用独立网号方式来组网的。,“,中国电信,”,GSM,网路接入号为,“,139,”,，,“,中国联通,”,GSM,网路接入号为,“,130,”,。,全国,GSM,移动电话网按大区设立一级汇接中心、省内设立二级汇接中心、移动业务本地网设立端局构成三级网路结构。三级网路结构组成了一个完全独立的数字移动通信网路。,GSM,系统结构,Company Logo,86,GSM,数字移动通信网与,PSTN,网相重叠。公用电话网有它的国际出口局，而,GSM,数字移动通信网却无国际出口局，国际间的通信仍然还需借助于公用电话网的国际局。,在,“,中国联通,”,GSM,移动交换局所在地，联通网和主网,(,邮电部门的,GSM,移动通信网和,PSTN,网,),之间各设一个网间接口局，联通网和主网经过网间接口局连通。,Company Logo,87,省内,GSM,移动通信网的网路结构,省内设若干个移动业务汇接中心,(,即二级汇接中心,),。二级汇接中心可以是单独设置的汇接中心,(,即不带客户，只作汇接,),，也可兼作移动端局,(,与基站相连，可带客户,),。省内,GSM,移动通信网中一般设置二三个移动汇接局较为适宜，最多不超过四个，每个移动端局至少应与省内两个二级汇接中心相连。,Company Logo,88,移动业务本地网的网路结构,全国可划分为若干个移动业务本地网，每个移动业务本地网中应设立一个,HLR,和一个或若干个移动业务交换中心,(,MSC,),， 还可以几个移动业务本地网共用一个,MSC,。,Company Logo,89,(1),移动台,ISDN,号码,(MSISDN),主叫客户为呼叫数字公用陆地蜂窝移动通信网中客户所需拨的号码。号码的结构为：,CC NDC SN,|-,国际移动客户,ISDN,号码,-|,|-,国内有效移动客户,ISDN,号码,-|,CC,：国家码。我国为,86,。,NDC,：国内目的地码，即网路接入号，邮电部门,GSM,网为,139,，“中国联通公司”,GSM,网为,130,。,SN,客户号码，采用等长,7,位编号计划。,GSM,的号码与识别,Company Logo,90,(2),国际移动客户识别码,(IMSI),GSM,移动通信网给移动客户分配一个特定的识别码。存储在客户识别模块,(SIM),、,HLR,、,VLR,中。,一个典型的,IMSI,号码为,460010912121001,MCC(3,位,) MNC(2,位,),MSIN,|-,国际移动客户识别,-|,|-,国内移动客户识别,-|,移动国家识别码,(3),移动网号,(2),移动台号码,(10),+,+,号码与识别,Company Logo,91,MCC:,移动国家号码，由,3,位数字组成，我,国为,460,。,MNC,:,移动网号，由,2,位数字组成，,邮电部门,GSM PLMN,网为,00,，,“中国联通公司”,GSM PLMN,网为,0l,。,MSIN,:,移动客户识别码，采用等长,11,位,数字构成。,号码与识别,Company Logo,92,(3),移动台的编号方案,IMEI,国际移动台设备识别码,(IMEI),：,15,位,唯一地识别一个移动台设备的编码，为一个,15,位的十进制数数字，其结构是：,号码与识别,Company Logo,93,国际移动台设备识别码,(IMEI),6,位数字,2,位数字,6,位数字,1,位数字,TAC FAC SNR SP,TAC:,型号批准码,;,FAC:,工厂装配码，表示生产厂家及其装配地。,SNR:,序号码，,SP:,备用，备作将来使用。,型号批准码,(3),工厂分配码,(2),工厂序号,(6),+,+,+,备用,(1),Company Logo,94,(4),移动客户漫游号码,(MSRN) (,与,MSISDN,结构相同）,移动客户漫游号码,(MSRN),结构是：,XYZ PQR ABCD,|-,国际移动客户,ISDN,号,-|,|-,国内有效移动客户,ISDN,号码,|,Company Logo,95,(5,),临时移动客户识别码,(TMSI),为了对,IMSI,保密，,MSC,VLR,可给来访移动客户分配一个唯一的,TMSI,号码，仅限在本,MSC,业务区内使用。,号码与识别,Company Logo,96,(6),位置区识别码,(,LAI,),位置区识别码用于移动客户的位置更新，其号码结构是：,3,位数字,2,位数字 最大,16bit,MCC MNC LAC,|-LAI-|,MCC,：,移动客户国家码，同,IMSI,中的前三位数字。,MNC,：移动网号，同,IMSI,中的,MNC,。,LAC,：位置区号码，为一个,2,字节,BCD,编码， 在一个,GSM PLMN,网中可定义,65536,个不同的位置区,号码与识别,Company Logo,97,(7),全球小区识别码,(CGI),CGI,是用来识别一个位置区内的小区，它是在位置区识别码,(LAI),后加上一个小区识别码,(CI),，,其结构是：,MCC MNC LAC CI,|-LAI-|,|-CGI-|,CI,是一个,2,字节,BCD,编码，由各,MSC,自定,号码与识别,Company Logo,98,(8),基站识别码,(BSIC),BSIC,是用来识别相邻国家的相邻基站，其结构是：,NCC BCC,NCC,：,国家色码，用来识别,GSM,网,BCC,：基站色码，用于识别基站组，由运营 部门设定。,号码与识别,Company Logo,99,移动台的工作原理,移动台是通信网络的终端无线设备，主要由射频部分和逻辑,/,音频部分组成。不同移动通信网络系统的移动台电路结构有所区别，但其基本的原理是相同的，都是无线终端设备。,Company Logo,100,双频手机,双频手机的诞生是为了适应,GSM,系统的发展需要。,所谓双频手机就是一部手机可以在,900MHz,和,1800MHz,这两个频段中使用，并且可以使用相同的手机号码。,Company Logo,101,GPRS,(General Packet Radio Service),GPRS,是通用分组无线业务的简称，是一种新的分组数据承载业务。与现有的,GSM,话音系统最根本的区别是，,GSM,是一种电路交换系统，而,GPRS,是一种分组交换系统，目前可通过升级,GSM,网络实现。,GPRS,网络的建立不代表,GSM,网络的淘汰，,GPRS,是一项通信技术，是对,GSM,网络的的一个升级。,制定,GPRS,标准的目的：是改变两种网络互相独立的现状，使,GSM,网轻易地实现与高速数据分组的接入。,它是,GSM,向,3G,系,统过渡的必经之路,是,GSM,通向,3G,的一个重要里程碑 。,Company Logo,102,GPRS,系统结构,Internet,(TCP/IP),BTS,BSC,HLR/AUC,MSC/VLR,PCU,SGSN,GGSN,基站子系统,(BSS),PSTN,电路交换子系统,(CSS),分组交换子系统,(PSS),Company Logo,103,GPRS,的优点,速率高容量大,手机永远在线,根据用户传输的数据量收费,Company Logo,104,CDMA,移动通信系统,第二代移动通信系统产生于,20,世纪,80,年代末期，使用数字调制技术，网络采用数字信令，除提供语音业务外，还含有少量短消息服务。,前面介绍的,GSM,系统属于第二代移动通信系统，它采用的是,TDMA,方式。在第二代移动通信系统中，还有一种系统采用的是码分多址（,CDMA,）方式，简称,CDMA,系统。,Company Logo,105,CDMA (Code Division Multiple Access),技术早已在军用抗干扰通信研究中得到广泛应用，,1989,年,11,月，,Qualcomm(,高通,),公司在美国的现场试验证明,CDMA,用于蜂窝移动通信的容量大，并经理论推导其为,AMPS,容量 的,20,倍，实际可达,10,倍以上。,95,年香港和美国的,CDMA,公用网开始投入商用。,96,年韩国用自己的,CDMA,系统开展大规模商用。,CDMA,的发展背景,Company Logo,106,中国,CDMA,的发展也有长期军用研究的技术积累，,93,年国家,863,计划已开展,CDMA,蜂窝技术研究。,94,年,Qualcomm,首先在天津建技术试验网。,1998,年具有,14,万容量的长城,CDMA,商用试验网在北京、广州、上海、西安建成，并开始小部份商用。中国联通也计划在广东、北京、天津、上海等地建,CDMA,商用试验网。,2001,年底前完成的一期工程容量为,1515,万用户，,2002,年初正式对外放号。,CDMA,的发展背景,Company Logo,107,CDMA,发展缓慢的的主要原因：一是没有被重视；二是,CDMA,的蜂窝系统必须具有高速、精确的功率控制要求。功率控制技术在当时的条件下还难以攻破，直到,Qualcomm,公司解决了这一难题后这一状况才有所变化。,解决功率控制的方案：主要是通过测量移动台和基站的接收功率，利用开环和闭环相结合的功率控制方式进行功率控制。,CDMA,的发展背景,Company Logo,108,我国在,1999,年,4,月成立了中国无线通信标准研究组,CWTS,，其主要目的是加强我国的标准制订工作。我国,CDMA,标准的制订主要分为三个阶段。,第一阶段主要是建立起我国标准体系的基本框架。,第二阶段的主要任务是充分发挥已建立的基本框架功能，提供更多的功能和业务，包含的内容有：,UIM,卡方式（卡机分离）、无线智能网、低速数据（,14.4kb/s,）、短消息及其他一些必要的业务。,我国,CDMA,的发展现状,Company Logo,109,第三阶段面向第三代移动通信，积极开展预研，参考国际上已有的标准，如,IS-95B,、,IS-2000,、,IS-2000A,等，加强对分组数据网、无线智能网标准的研究，并积极介入国际标准的制订工作。,我国已经向国际电信联盟递交了第三代移动通信技术规范,TD-SCDMA,标准，该标准在,1999,年,11,月结束的世界第三代移动通信标准制订会上被最终确定为第三代移动通信技术规范的系列标准之一。,我国,CDMA,的发展现状,Company Logo,110,CDMA,是近年来用于数字蜂窝移动通信网的一种先进的无线扩频通信技术。,扩频通信是一种新的信息传输方式，即在系统中所传输的已调信号带宽远大于调制信息带宽。,通常我们以扩频信号带宽,BW,与调制信号带宽,BS,的比作为参考。只有当,BW/BS,100,时，才被称之为扩频通信，否则只能是宽带或窄带通信。,CDMA,技术基础,扩频通信,Company Logo,111,f,S,（,f,）,f0,解扩频前的信号频谱,f,S,（,f,）,f0,扩频前的信号频谱,信号,信号,干扰噪声,f,S,（,f,）,f0,扩频后的信号频谱,信号,f,S,（,f,）,f0,解扩频后的信号频谱,信号,干扰噪声,信号,脉冲干扰,白噪声,CDMA,技术基础,扩频通信,扩频过程,Company Logo,112,扩频通信主要特点,(1),扩,频信号具有隐蔽性,(2),扩频信号具有保密性,(3),扩频信号具有很强的抗干扰能力,(4),提高系统容量,(5),系统复杂,Company Logo,113,CDMA,系统容量,FDMA,和,TDMA,系统提高容量的根本原因,:,减小频率再用的距离。,影响频率再用距离的原因：受载干比的限制。,CDMA,系统：每小区可以使用相同的频率，但存在多址干扰，容量受到限制。,CDMA,提高容量的根本原因：减少多址干扰。,Company Logo,114,CDMA,系统的主要优点,大容量,软容量,软切换,高质量和低功率话音激活,话音激活,保密性好,CDMA,移动通信直放站,Company Logo,115,CDMA,移动手机,对于,CDMA,手机，由于各厂商基本上都使用美国高通公司,(QUALCOMM),的,CDMA,技术方案，不同的厂商所生产的,CDMA,手机的射频与基带电路基本一致。相对来说，,CDMA,手机的电路结构比,GSM,手机的电路结构简单。,Company Logo,116,无线市话系统,无线市话系统是采用先进的微蜂窝技术，以无线方式接入固定电话网的一种个人通信接入手段。,无线市话手机以其小巧的机身、卓越的功能，受到越来越多的人青睐，人们将无线市话系统爱称为,“,小灵通,”,。,Company Logo,117,小灵通的特点,绿色手机,使用方便,经济实惠,音质清晰,网络建设投资低,功能多样化,网络服务多样化,Company Logo,118,小灵通基站,Company Logo,119,移动通信发展进程,AMPS,TACS,NMT,其它,GSM,CDMA,IS95,TDMA,IS-136,PDC,第一代,80,年代,模拟,第二代,90,年代,数字,第三代,IMT-2000,UMTS,WCDMA,CDMA,2000,需求驱动,需求驱动,模,拟,技,术,数,字,技,术,语,音,业,务,宽,带,业,务,TD-,SCDMA,3G,为客户与运营商提供了完整的综合业务解决方案,Company Logo,120,多址技术,用户,1,用户,2,用户,3,用户,1,用户,2,用户,3,时间,频率,时间,时间,频率,频率,码,业务信道在不同,频段分配给不同用户,业务信道在不同,时间分配给不同用户,如,GSM,所有用户在同一时间、同一频段上、根据编码获得业务信道,FDMA,TDMA,CDMA,用户,3,用户,2,用户,1,Company Logo,121,3G,的目标,全球统一频段、统一标准，全球无缝覆盖,高效的频谱效率,更高的服务质量、保密性和可靠性,易于从,2G,系统平滑演进与过渡，并反向兼容,2G,系统,多媒体业务，速率最高可达,2Mbps,车速环境：,144kbps,步行环境：,384kbps,室内环境：,2Mbps,Company Logo,122,3G,关键技术,宽带的码分多址技术,软件无线电技术,智能无线技术,移动,IP,技术,Company Logo,123,规范体制,Company Logo,124,三种体制的比较,Company Logo,125,TD-SCDMA,TD-SCDMA,：时分同步码分多址接入，,1991,年,11,月召开的国际电联芬兰会议确定的第三代移动通信无线接口标准，市移动通信领域的一个重要里程碑。是由中国第一次提出并与国际合作，完成了,TD,SCDMA,标准。在与欧洲、美国各自提出的标准的竞争中，中国提出的,TD-SCDMA,已正式成为全球,3G,标准之一，这标志着中国在移动通信领域已经进入世界领先之列。,该方案的主要技术集中在大唐公司手中，它的设计参照了,TDD(,时分双工,),在不成对的频带上的时域模式。,Company Logo,126,TD-SCDMA,的竞争优势,TD-SCDMA,系统依靠其技术本身的优势，具有较低的成本、较高的频谱利用率、灵活的上下行设置等特点，这使得,TD-SCDMA,系统在差异化业务提供能力方面，具有得天独厚的优势和极大的竞争力。,TD-SCDMA,业务提供能力分析：,高效支持通用的业务类型，具备支持,3GPP,规定的各类业务的能力；,频谱利用率高，具备提供低成本业务的能力；,采用多项先进技术，高效支持高速数据业务；,采用智能天线和时分技术，便于提供差异化业务类型。,Company Logo,127,Company Logo,128,蓝牙无线技术,“,蓝牙,”,原为欧洲中世纪一个丹麦国王的名字，蓝牙国王的成绩不仅在于统一了这个国家,而且在于为这个国家带来了基督教。借用他的名字命名的蓝牙无线技术，是由世界著名的,5,家大公司,Intel,、,Nokia,、,Erission,、,Toshiba,和,IBM,于,1998,年联合宣布的一种无线通信新技术。以,“,蓝牙,”,命名，含义是通过建立一种开放性的、全球统一的标准，一统近距离无线世界天下。,Company Logo,129,蓝牙无线技术,蓝牙是一种新型的低成本、低功率、近距离无线连接技术标准的代称，是实现数据与话音无线传输的开放性规范。,蓝牙技术的目标是开发一种全球统一的开放无线连接技术标准，使移动电话、笔记本电脑、掌上电脑、拨号网络、打印机、传真机、数码相机等各类数据和话音设备，均按此技术标准互连，形成一种个人区域无线通信网络，使得在其范围内的各种信息化设备都能实现 无缝资源共享，并把这种开放无线连接技术标准定名为,BLUETOOTH,，即,“,蓝牙,”,。,Company Logo,130,蓝牙无线技术,蓝牙无线接入技术是一种应用在,PC,机、移动电话及其它便携设备间的小规模、低成本、短距离连接的规范。蓝牙技术将对未来的无线移动数据通信业务产生巨大的促进作用。,支持移动计算设备和通信设备之间的简单快捷无线互连。,实现语音和数据传输，不仅提供低成本、短距离的无线链路功能，还提供接入数据网功能、接口功能和组网功能。,Company Logo,131,蓝牙技术基本特点,使用,2.4GHz,频带，毋需申请，具有全球推广价值。,低功率、短距离，发信机额定输出功率传输距离,10cm,10m,，增大发射功率后距离可扩展到,100m,。,采用跳频扩频通信方式抗衰落、抗干扰，并采用快跳频、短分组、快速确认方法进一步提高抗衰落、抗干扰性能，提高传输的可靠性。,Company Logo,132,蓝牙手机的应用,应用,1,：用蓝牙换手机铃声、图片、小游戏通过网络下载手机图片和铃声，可供选择的内容有限、速度较慢、而且费用较高。只要有了蓝牙设备，用电脑上网，在网站上把图片铃声下载到电脑中，再传输到手机里，就解决了上述难题。相比传输线或红外线，蓝牙手机会比用红外线快。,应用,2,：把蓝牙手机变身为无线,U,盘除了图片、铃声和,Java,小游戏外，一般的文档也能传到蓝牙手机中，这样就可以把蓝牙手机当成,U,盘使用。但它受到手机的存储器容量、手机支持的文档特定格式的制约。,应用,3,：蓝牙手机让电脑无线上网电脑通过手机无线上网，传统的方法是通过传输线或红外线来进行，两者都有缺点。传输线的长度有限，如果使用笔记本电脑上网的话，在空间比较局促的地方，手机可能无处可摆：而红外线上网又得让手机和电脑的红外线端口呈一直线对齐，用蓝牙让电脑和手机连接就没这个烦恼。不必刻意找到最佳位置摆放，只要距离在,10,米内，任何角度都可以实现上网。,Company Logo,133,蓝牙耳机,Company Logo,134,个人通信,个人通信概念：,任何用户在任何时间、任何地方与任何人进行任何方式,(,如语音、数据、图像,),的通信，从某种意义上来说，这种通信可以实现真正意义上的自由通信，它是人类的理想通信，是通信发展的最高目标。,个人通信网把移动通信网和固定公众通信网有机地结合起来，一步步演进形成为所有个人提供多媒体业务的智能型宽带全球性信息网。个人通信技术的核心是通过数据的数字化,不管这些数据是话音、文本还是原始的计算机数据来提供传输服务。个人通信技术能够将种种不同的数据类型交织成一条传输序列，因此能够同时传输话音和数据。,Company Logo,135,个人通信,个人通信的主要特点，是每一个用户有一个属于个人的唯一通信号码，取代了以设备为基础的传统通信的号码（现在的电话号码、传真号码等，是某一台电话机、传真机等的号码）。电信网随时跟踪用户为他服务。不论被呼叫的用户是在车上、船上、飞机上，还是在办公室、家、公园里，电信网都能根据呼叫人所拨的个人号码找到他，接通电路提供通信。用户通信完全不受地理位置的限制。,Company Logo,136,个人通信,个人通信使用户彻底摆脱终端的束缚，以人作为通信对象。它不仅能提供终端的移动性，而且还可提供个人的移动性，打破传统网络中用户、终端、网络接口一一对应的关系，采用与网路无关的唯一的个人通信号码，随时随地建立和维持有效通信。个人通信可以提供许多实用和先进的功能，例如可扩展的话音服务、寻呼服务、高速传输数据服务、传真服务、短信息服务以及数据,modem,服务。个人通信服务不仅功能强大，使用方便，而且价格便宜，它比传统的蜂窝服务价格至少便宜一半以上，因此个人通信将是非常具有吸引力的。,Company Logo,137,个人通信,实现个人通信，需要解决许多技术问题，主要有：,跟踪用户和位置登记：用户从一地移到另一地时，电信网要跟踪并随时登记他的所在位置，跟踪交换，根据用户所在位置自动选接用户所在地点的交换局。,自动灵活计费：因为个人通信是根据个人号码向个人计费的，不是向固定的设备计费，必须要能自动灵活地记下用户的通信费用。,Company Logo,138,个人通信,超大容量的数据库：个人通信的用户数量非常庞大，状态变化复杂，必须要有超大容量的数据库才能随时存储各种状态（例如用户的个人通信号码、随时变动地址的信息，具有何种性能的通信终端设备等），实现先进的服务。,“,无缝网,”,的实现：实现个人通信，必须要把各种技术的通信网组合到一起，把移动通信网和固定的通信网结合在一起，把有线接入和无线接入结合到一起，才能综合成一个容量极大、无处不通的个人通信网，称之为,“,无缝网,”,，形成万能个人通信网（,UPT,）。这是,21,世纪电信技术发展的重要目标之一。,