2022年通信网络基础知识总结 .pdf

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1、OFDM 技术的基本原理在传统的多载波通信系统中，整个系统频带被划分为若干个互相分离的子信道（载波）。载波之间有一定的保护间隔，接收端通过滤波器把各个子信道分离之后接收所需信息。这样虽然可以避免不同信道互相干扰，但却以牺牲频率利用率为代价。而且当子信道数量很大的时候，大量分离各子信道信号的滤波器的设置就成了几乎不可能的事情。上个世纪中期， 人们提出了频带混叠的多载波通信方案，选择相互之间正交的载波频率作子载波，也就是我们所说的OFDM 。这种“正交”表示的是载波频率间精确的数学关系。按照这种设想， OFDM 既能充分利用信道带宽，也可以避免使用高速均衡和抗突发噪声差错。OFDM 是一种特殊的多

2、载波通信方案，单个用户的信息流被串/并变换为多个低速率码流，每个码流都用一个子载波发送。OFDM不用带通滤波器来分隔子载波，而是通过快速傅立叶变换（ FFT）来选用那些即便混叠也能够保持正交的波形。OFDM是一种无线环境下的高速传输技术。无线信道的频率响应曲线大多是非平坦的，而OFDM技术的主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输。这样， 尽管总的信道是非平坦的，具有频率选择性， 但是每个子信道是相对平坦的，在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相应带宽，因此就可以大大消除信号波形间的干扰。由于在OFDM 系统中各

3、个子信道的载波相互正交，它们的频谱是相互重叠的，这样不但减小了子载波间的相互干扰，同时又提高了频谱利用率。OFDM 技术属于多载波调制（Multi Carrier Modulation ， MCM ）技术。有些文献上将OFDM和 MCM 混用，实际上不够严密。 MCM 与 OFDM 常用于无线信道， 它们的区别在于： OFDM技术特指将信道划分成正交的子信道，频道利用率高；而MCM ，可以是更多种信道划分方法。OFDM技术的推出其实是为了提高载波的频谱利用率，或者是为了改进对多载波的调制，它的特点是各子载波相互正交，使扩频调制后的频谱可以相互重叠，从而减小了子载波间的相互干扰。 在对每个载波完

4、成调制以后，为了增加数据的吞吐量、提高数据传输的速度，它又采用了一种叫作HomePlug 的处理技术， 来对所有将要被发送数据信号位的载波进行合并处理，把众多的单个信号合并成一个独立的传输信号进行发送。另外OFDM 之所以备受关注，其中一条重要的原因是它可以利用离散傅立叶反变换/离散傅立叶变换（IDFT/DFT ）代替多载波调制和解调。OFDM增强了抗频率选择性衰落和抗窄带干扰的能力。在单载波系统中，单个衰落或者干扰可能导致整个链路不可用，但在多载波的OFDM 系统中，只会有一小部分载波受影响。此外， 纠错码的使用还可以帮助其恢复一些载波上的信息。通过合理地挑选子载波位置，可以使 OFDM 的

5、频谱波形保持平坦，同时保证了各载波之间的正交。OFDM 尽管还是一种频分复用（FDM） ，但已完全不同于过去的FDM 。OFDM 的接收机实际上是通过FFT 实现的一组解调器。它将不同载波搬移至零频，然后在一个码元周期内积名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 35 页 - - - - - - - - - 分，其他载波信号由于与所积分的信号正交，因此不会对信息的提取产生影响。OFDM的数据传输速率也与子载波的数量有关。OFDM每个载波所使用的调制方法可以不同。各个

6、载波能够根据信道状况的不同选择不同的调制方式，比如BPSK、QPSK、8PSK、 16QAM 、 64QAM 等等，以频谱利用率和误码率之间的最佳平衡为原则。我们通过选择满足一定误码率的最佳调制方式就可以获得最大频谱效率。无线多径信道的频率选择性衰落会使接收信号功率大幅下降，经常会达到30dB 之多，信噪比也随之大幅下降。为了提高频谱利用率，应该使用与信噪比相匹配的调制方式。可靠性是通信系统正常运行的基本考核指标，所以很多通信系统都倾向于选择BPSK 或 QPSK调制，以确保在信道最坏条件下的信噪比要求，但是这两种调制方式的频谱效率很低。OFDM技术使用了自适应调制，根据信道条件的好坏来选择不

7、同的调制方式。比如在终端靠近基站时，信道条件一般会比较好，调制方式就可以由BPSK（频谱效率1bit/s/Hz）转化成 16QAM64QAM （频谱效率46bit/s/Hz） ，整个系统的频谱利用率就会得到大幅度的提高。自适应调制能够扩大系统容量，但它要求信号必须包含一定的开销比特，以告知接收端发射信号所应采用的调制方式。终端还要定期更新调制信息，这也会增加更多的开销比特。OFDM还采用了功率控制和自适应调制相协调工作方式。信道好的时候，发射功率不变，可以增强调制方式（如64QAM ） ，或者在低调制方式（如QPSK）时降低发射功率。功率控制与自适应调制要取得平衡。也就是说对于一个发射台，如果

8、它有良好的信道，在发送功率保持不变的情况下，可使用较高的调制方案如64QAM；如果功率减小，调制方案也就可以相应降低，使用QPSK 方式等。自适应调制要求系统必须对信道的性能有及时和精确的了解，如果在差的信道上使用较强的调制方式，那么就会产生很高的误码率，影响系统的可用性。OFDM系统可以用导频信号或参考码字来测试信道的好坏。发送一个已知数据的码字，测出每条信道的信噪比，根据这个信噪比来确定最适合的调制方式。什么是 OFDM OFDM 的英文全称为Orthogonal Fre-quency Division Multiplexing， 中文含义为正交频分复用技术。这种技术是HPA 联盟（ Ho

9、mePlug Powerline Alliance ）工业规范的基础，它采用一种不连续的多音调技术，将被称为载波的不同频率中的大量信号合并成单一的信号，从而完成信号传送。 由于这种技术具有在杂波干扰下传送信号的能力，因此常常会被利用在容易受外界干扰或者抵抗外界干扰能力较差的传输介质中。其实， OFDM 并不是如今发展起来的新技术，OFDM 技术的应用已有近40 年的历史，主要用于军用的无线高频通信系统。但是，一个OFDM 系统的结构非常复杂，从而限制了其进一步推广。直到上世纪70 年代，人们采用离散傅立叶变换来实现多个载波的调制，简化了系统结构， 使得 OFDM 技术更趋于实用化。80 年代，

10、人们研究如何将OFDM 技术应用于高速 MODEM 。 进入 90 年代以来， OFDM 技术的研究深入到无线调频信道上的宽带数据传输。目前 OFDM 技术已经被广泛应用于广播式的音频、视频领域和民用通信系统，主要的应用包括：非对称的数字用户环路（ADSL ） 、 ETSI 标准的数字音频广播（DAB ） 、数字视频广播（ DVB ） 、高清晰度电视（HDTV ） 、无线局域网（WLAN ）等。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 35 页 - - - - -

11、- - - - = QAMQAM （Quadrature Amplitude Modulation ）数字调制器作为DVB 系统的前端设备，接收来自编码器、复用器、DVB 网关、视频服务器等设备的TS 流，进行RS 编码、卷积编码和QAM 数字调制，输出的射频信号可以直接在有线电视网上传送，同时也可根据需要选择中频输出。它以其灵活的配置和优越的性能指标，广泛的应用于数字有线电视传输领域和数字MMDS 系统。QAM 调制技术在 QAM （正交幅度调制）中，数据信号由相互正交的两个载波的幅度变化表示。模拟信号的相位调制和数字信号的PSK（相移键控）可以被认为是幅度不变、仅有相位变化的特殊的正交幅度

12、调制。因此，模拟信号频率调制和数字信号的FSK（频移键控）也可以被认为是 QAM 的特例，因为它们本质上就是相位调制。这里主要讨论数字信号的QAM ，虽然模拟信号QAM 也有很多应用，例如NTSC 和 PAL 制式的电视系统就利用正交的载波传输不同的颜色分量。有关 PSK 和 FSK 方面的知识在本系列丛书网络工程师必读网络工程基础一书中有详细介绍，参见即可。QAM 是一种矢量调制，将输入比特先映射（一般采用格雷码）到一个复平面（星座）上，形成复数调制符号，然后将符号的I、Q 分量（对应复平面的实部和虚部，也就是水平和垂直方向）采用幅度调制，分别对应调制在相互正交（时域正交）的两个载波（cos

13、 wt和 sin wt）上。这样与幅度调制（AM ）相比，其频谱利用率将提高1 倍。QAM 是幅度、相位联合调制的技术，它同时利用了载波的幅度和相位来传递信息比特，因此在最小距离相同的条件下可实现更高的频带利用率，目前 QAM 最高已达到1 024-QAM（ 1 024 个样点）。样点数目越多，其传输效率越高，例如具有16 个样点的16-QAM 信号，每个样点表示一种矢量状态， 16-QAM 有 16 态，每4 位二进制数规定了16 态中的一态， 16-QAM中规定了16种载波和相位的组合，16-QAM 的每个符号和周期传送4 比特。QAM 调制器的原理是发送数据在比特/符号编码器 （也就是串

14、并转换器）内被分成两路，各为原来两路信号的1/2，然后分别与一对正交调制分量相乘，求和后输出。接收端完成相反过程， 正交解调出两个相反码流，均衡器补偿由信道引起的失真，判决器识别复数信号并映射回原来的二进制信号。作为调制信号的输入二进制数据流经过串并变换后变成四路并行数据流。这四路数据两两结合，分别进入两个电平转换器，转换成两路4 电平数据。例如， 00 转换成 -3，01 转换成 -1，10 转换成 1， 11 转换成 3。这两路 4 电平数据g1（t）和g2（ t）分别对载波cos2fct 和 sin2fct 进行调制，然后相加，即可得到16-QAM 信号。类似于其他数字调制方式，QAM

15、发射的信号集可以用星座图方便地表示，星座图上每一个星座点对应发射信号集中的那一点。星座点经常采用水平和垂直方向等间距的正方网格配置， 当然也有其他的配置方式。数字通信中数据常采用二进制数表示，这种情况下星座点的个数一般是2 的幂。常见的QAM 形式有 16-QAM 、64-QAM 、256-QAM 等。星座点数越多，每个符号能传输的信息量就越大。但是， 如果在星座图的平均能量保持不变的情况下增加星座点， 会使星座点之间的距离变小，进而导致误码率上升。因此高阶星座图的可靠性比低阶要差。采用 QAM 调制技术，信道带宽至少要等于码元速率，为了定时恢复，还需要另外的带名师资料总结 - - -精品资料

16、欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 35 页 - - - - - - - - - 宽，一般要增加15%左右。与其他调制技术相比，QAM 编码具有能充分利用带宽、抗噪声能力强等优点。 但 QAM 调制技术用于ADSL 的主要问题是如何适应不同电话线路之间较大的性能差异。要取得较为理想的工作特性，QAM 接收器需要一个和发送端具有相同的频谱和相应特性的输入信号用于解码，QAM 接收器利用自适应均衡器来补偿传输过程中信号产生的失真，因此采用QAM 的 ADSL 系统的复杂性来自于它的自适应均衡器。

17、当对数据传输速率的要求高过8-PSK 能提供的上限时，一般采用QAM 的调制方式。 因为 QAM 的星座点比PSK 的星座点更分散，星座点之间的距离因此更大，所以能提供更好的传输性能。 但是 QAM 星座点的幅度不是完全相同的，所以它的解调器需要能同时正确检测相位和幅度，不像PSK 解调只需要检测相位，这增加了QAM 解调器的复杂性。= 交换机与路由器区别交换机 (Switch) 是一种基于MAC（网卡的硬件地址）识别， 能完成封装转发数据包功能的网络设备。交换机可以“学习”MAC 地址，并把其存放在内部地址表中，通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径，使数据帧直接由源地址到达

18、目的地址。现在的交换机分为：二层交换机， 三层交换机或是更高层的交换机。三层交换机同样可以有路由的功能，而且比低端路由器的转发速率更快。它的主要特点是：一次路由，多次转发。路由器 (Router)亦称选径器，是在网络层实现互连的设备。它比网桥更加复杂，也具有更大的灵活性。路由器有更强的异种网互连能力，连接对象包括局域网和广域网。过去路由器多用于广域网，近年来， 由于路由器性能有了很大提高，价格下降到与网桥接近，因此在局域网互连中也越来越多地使用路由器。路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”，以使它们能够相互“读”懂对方的数据，从而构成一个更大的

19、网络。路由器有两大典型功能，即数据通道功能和控制功能。数据通道功能包括转发决定、背板转发以及输出链路调度等，一般由特定的硬件来完成；控制功能一般用软件来实现，包括与相邻路由器之间的信息交换、系统配置、系统管理等。就路由器与交换机来说，主要区别体现在以下几个方面：（1）工作层次不同最初的的交换机是工作在OSI RM 开放体系结构的数据链路层，也就是第二层，而路由器一开始就设计工作在OSI 模型的网络层。由于交换机工作在OSI 的第二层（数据链路层） ，所以它的工作原理比较简单，而路由器工作在OSI 的第三层（网络层） ，可以得到更多的协议信息，路由器可以做出更加智能的转发决策。（2）数据转发所依

20、据的对象不同交换机是利用物理地址或者说MAC 地址来确定转发数据的目的地址。而路由器则是利用不同网络的ID 号（即IP 地址）来确定数据转发的地址。IP 地址是在软件中实现的，描述的是设备所在的网络，有时这些第三层的地址也称为协议地址或者网络地址。MAC 地址名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 35 页 - - - - - - - - - 通常是硬件自带的，由网卡生产商来分配的，而且已经固化到了网卡中去，一般来说是不可更改的。而IP 地址则通常由网络管理员或系

21、统自动分配。（3）传统的交换机只能分割冲突域，不能分割广播域；而路由器可以分割广播域由交换机连接的网段仍属于同一个广播域，广播数据包会在交换机连接的所有网段上传播，在某些情况下会导致通信拥挤和安全漏洞。连接到路由器上的网段会被分配成不同的广播域，广播数据不会穿过路由器。虽然第三层以上交换机具有VLAN功能，也可以分割广播域，但是各子广播域之间是不能通信交流的，它们之间的交流仍然需要路由器。（4）路由器提供了防火墙的服务路由器仅仅转发特定地址的数据包，不传送不支持路由协议的数据包传送和未知目标网络数据包的传送，从而可以防止广播风暴。交换机一般用于LAN-WAN的连接，交换机归于网桥，是数据链路层

22、的设备，有些交换机也可实现第三层的交换。路由器用于WAN-WAN之间的连接，可以解决异性网络之间转发分组，作用于网络层。他们只是从一条线路上接受输入分组，然后向另一条线路转发。这两条线路可能分属于不同的网络，并采用不同协议。相比较而言， 路由器的功能较交换机要强大， 但速度相对也慢，价格昂贵， 第三层交换机既有交换机线速转发报文能力，又有路由器良好的控制功能，因此得以广泛应用。= ATM 与 IP 一、 ATM 网ATM 是异步转移模式的英文缩写。ITU 对 ATM 的定义是： ATM 是一种转移模式。在这种转移模式中，信息被组织成“信元”，来自某用户信息的各个信元不需要周期性地出现。从这个意

23、义上来说，这种转移模式是异步的。这里，“转移模式”是指网络中所采用的复用、交换、传输技术，即信息从一地“转移”到另一地所用的传递方式。“异步”是指ATM统计复用的性质。所以，A TM就是一种在网络中以信元为单位进行统计复用和交换、传输的技术。信元实际上就是具有固定长度的分组，信元长度为53 个字节，其中5 个字节是信头，48 个字节是信息段， 或称净荷。 信头包含表示信元去向的逻辑地址、优先等级等控制信息。信息段装载来自不同用户、不同业务的信息。任何业务的信息都经过切割封装成统一格式信元。ATM 采用异步时分复方式（即统计复用），将来自不同信息源的信元汇集到一起，在缓冲器内排队， 队列中的信元

24、根据到达的先后按优先等级逐个输出到传输线路上，形成首尾相接的信元流。具有同样标志的信元在传输线上并不对应着某个固定的时隙，也不是按周期出现的。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 35 页 - - - - - - - - - 异步时分复用使A TM 具有很大的灵活性，任何业务都按实际信息量来占用资源，使网络资源得到最大限度的利用。此外，不论业务源的性质有多么不同（如速率高低、突发性大小、质量和实时性要求如何），网络都按同样的模式来处理，真正做到完全的业务综合。为

25、了提高处理速度、保证质量、降低时延和信元丢失率，ATM 以面向连接的方式工作。通信开始时先建立虚电路，并将虚电路标志写入信头（即前面说的地址信息），网络根据虚电路标志将信元送往目的地。虚电路是可以拆除释放的。在ATM 网络的节点上完成的只是虚电路的交换。为了简化网络的控制，ATM 将差错控制和流量控制交给终端去做，不需逐段链路的差错控制和流量控制。因此，ATM 兼顾了分组交换方式统计复用、灵活高效和电路交换方式传输时延小、实时性好的优点。为了保证服务质量、更好地支持各种业务，ATM 在流量管理、拥塞控制、业务分类与结构、支持话音业务、交换式虚电路、反复用技术等方面开展了大量研究工作和取得了许多

26、成果。二、 IP 网IP 网是基于TCP/IP 协议（传输控制协议/互联网协议）的分组网。严格说它并非新技术。其概念早在1973 年就由美国斯坦福大学提出，1980 年左右研制成功， 1983 年全部取代ARPA网原来采用的网络控制协议NCP，1986 年应用于美国国家科学基金会的NSFnet。TCP/IP 是互联网的基础协议，它规范了数据在网上打包、寻址、选路的标准方法。协议简单灵活，使网络资源得到充分利用，代表了网络无连接化和全球寻址的大趋势。TCP/IP 协议框架中的IP 层对应于OSI 参考模型中的网络层，完成路由选择和分组转发功能。TCP 对应于 OSI 参考模型中的传送层，完成端到

27、端之间的数据收妥确认与差错纠正等。IP 协议实质上是一种不需要预先建立连接，而直接依赖于IP 分组报头信息决定分组转发路径的数据协议。从技术上讲，它具有以下几大特点：一是分布式结构；二是端到端原则，所有增值功能都在网络之外由终端完成；三是IP 网可以建立在任何传输通道上，可以保证异种网络的互通 （即 IP over Everything ） ； 四是具有统一的寻址体系，网络可扩展性强。具体讲 IP 网是一个路由器加专线的存储转发型网络，路由器所承载的是以无连接模式传送的不定长分组。 随着用户终端性能的提升和要求的增加，对路由器的要求越来越高，路由器的性能和吞吐量大大提高。近年来，IP 网为了实

28、现IP over everything和 everything on IP 在组网、保证服务质量、 协议开发等方面开展了大量研究工作。IP over everything 和 everything on IP 的实质也就是让IP 成为网络层的共同语言。三、 ATM 网与 IP 网的异同ATM 网与 IP 网的相同点可以说只有一个，那就是均为分组交换技术。但它们的不同点有很多，其中最要害的不同点恐怕是面向连接和面向无连接。某种程度上， 可以比作铁路和公路之分。铁路是面向连接的，例如北京到广州，只要铁路信号往沿路各站一送，道岔一合（类似交换的概念） ，火车就可以从北京直达广州，一路畅通，保证运输质

29、量。而公路则不然，卡车从北京到广州一路要经过许多岔路口，在每个岔路口都要进行选路，遇见道路拥塞时还名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 35 页 - - - - - - - - - 要考虑如何绕道走，要是拥塞情况较多时就会影响运输，或者时间延误， 或者货物受到影响，质量得不到保证。这就是无连接的情况。火车的车皮都是固定长度的，要排列好才能发（类似复用的概念） ，而卡车可长可短，在每个岔路口每辆卡车都按地址单独发出（类似选路转发的概念）。由于 ATM 和 IP 的

30、差异，后来就引起了ATM 和 IP 之争。= 什么是接力切换？切换 (handover)是指在移动通信的过程中,在保证通信不间断的前提下,把通信的信道从一个无线信道转换到另一个无线信道的这种功能。这是移动通信系统不可缺少的重要功能。用户在通话过程中,从一个基站覆盖区移动到另一个基站覆盖区时,或由于受到外界的干扰或其他原因使通信质量下降时,使用中的话音信道就会自动发出一个请求转换信道的信号,通知移动通信业务交换中心,请求转换到另一个覆盖区基站的信道上去,或是转换到另一条接收质量较好的信道上,以保证正常的通信。信道切换的方式可分为硬切换和软切换两种。硬切换是在不同频率的基站或覆盖小区之间的切换。这

31、种切换的过程是移动台(手机 )先暂时断开通话 ,在与原基站联系的信道上,传送切换的信令,移动台自动向新的频率调谐,与新的基站接上联系 ,建立新的信道,从而完成切换的过程。简单来说就是“先断开、后切换”,切换的过程中约有1/5 秒时间的短暂中断。这是硬切换的特点。在FDMA 和 TDMA 系统中，所有的切换都是硬切换。当切换发生时，手机总是先释放原基站的信道，然后才能获得新基站分配的信道，是一个释放 -建立 的过程，切换过程发生在两个基站过度区域或扇区之间，两个基站或扇区是一种竞争的关系。如果在一定区域里两基站信号强度剧烈变化，手机就会在两个基站间来回切换，产生所谓的乒乓效应 。这样一方面给交换

32、系统增加了负担，另一方面也增加了掉话的可能性。现在我们广泛使用的“全球通(GSM) ”系统就是采用这种硬切换的方式。因为原基站和移动到的新基站的电波频率不同,移动台在与原基站的联系信道切断后,往往不能马上建立新基站的新信道 ,这时就出现一个短暂的通话中断时间。在“全球通”系统,这个时间大约是200 毫秒。它对通话质量有点影响。软切换是发生在同一频率的两个不同基站之间的切换。在码分多址 (CDMA) 移动通信系统中,采用的就是这种软切换方式。当一部手机处于切换状态下同时将会有两个甚至更多的基站对它进行监测，系统中的基站控制器将逐帧比较来自各个基站的有关这部手机的信号质量报告，并选用最好的一帧。可

33、见 CDMA 的切换是一个建立 -比较 -释放 的过程， 我们称这种切换为软切换，以区别与FDMA 、 TDMA中的切换。软切换可以是同一基站控制器下的不同基站或不同基站控制器下不同基站之间发生的切换。所谓软切换,就是在移动台进入切换过程时 ,与原基站和新基站都有信道保持着联系,一直到移动台进入新基站覆盖区并测出与新基站之间的传输质量已经达到指标要求时,才把与原基站之间的联系信道切断。简单地说,软切换的特点是“先切换、后断开”。这种切换方式是在与新基站建立联系信道后,才断开与原基站的联系信道 ,因此在切换过程中没有中断的问题,对通信质量没有影响。由于软切换是在频率相同的基站之间进行的,因此当移

34、动台移动到多个基站覆盖区交界处时,移动台将同时和多个基站保持联系,起了业务信道分集的作用,加强了抗衰落的能力,因而不可能产生“掉话” 。即使当移动台进入了切换区而一时不能得到新基站的链路,也进入了等待切换的队列 ,从而减少了系统的阻塞率。因此也可以说,软切换是实现了“无缝”的切换。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 35 页 - - - - - - - - - 接力切换 (Baton Handover) 接力切换是TD-SCDMA系统的一项特色技术，也是核心技

35、术之一。接力切换的设计思想是：利用终端上行预同步技术，预先取得与目标小区的同步参数，并通过开环方式保持与目标小区的同步，一旦网络判决切换，终端可迅速由原小区切换到目标小区， 在切换过程中， 终端从源小区接收下行数据，向目标小区发送上行数据，即上下行通信链路先后转移到目标小区。提前获取切换后的上行信道发送时间、功率信息提高了切换成功率，缩短了切换时延。接力切换工作流UE 收到切换命令前的场景：上下行均与源小区连接UE 收到切换命令后执行接力切换的场景：利用开环预计同步和功率控制，首先只将上行链转移到目标小区，而下行链路仍与源小区通信UE 执行接力切换完毕后的场景：经过N 个 TTI 后，下行链路

36、转移到目标小区，完成接力切换硬切换，软切换，接力切换三种切换方式比较越区切换在蜂窝移动通信系统中占有重要的地位。在早期的频分多址（FDMA ）和时分多址（TDMA ）移动通信系统中，采用的是“硬切换技术”，该技术使系统在切换过程中大约丢失 300ms 的信息，同时占用信道资源较多。美国高通公司开发的CDMAIS 95。无线通信系统使用了“软切换技术”，软切换过程不丢失信息、不中断通信，还可增加CDMA系统的容量。但是，软切换技术只解决了终端在使用相同载波频率的小区或扇区间切换的问题，对于不同载波的基站之间，FDDCDMA系统仍然只能使用硬切换方式。而且，处于切换过程中的每一个终端要同时接收来自

37、两个或三个基站的信息，并在反向链路中向这些基站发送相应信息，这占用了较多的通信设备和信道，造成系统资源的浪费。而在 TD SCDMA 系统中，采用了一种新的越区切换方法，即 “接力切换” 。 TD SCDMA的独特之处是使用了智能天线获得用户终端的方位（DOA ） ，采用同步CDMA技术获得用户终端与基站间的距离。若将这两个信息予以综和，基站就可以确定用户终端的具体位置，从而为接力切换奠定了基础。接力切换不丢失信息、不中断通信，节约了信道资源。正是由于TDSCDMA 系统采用了智能天线以及使用两个基站对终端进行定位，具有对终端精确定位的功能，所以能够实现更有效的越区切换，即所谓的“接力切换”。

38、在接力切换的过程中，同频小区之间的两个小区的基站都将接收同一个终端的信号，并对其定位，将确定可能切换区域的定位结果向基站控制器报告，完成向目标基站的切换，克服了 “软切换”浪费信道资源的缺点。接力切换不仅具有上述的“软切换”功能，而且可以使用在不同载波频率的TD SCDMA 基站之间，甚至能够在TD SCDMA 系统与其它移动通信系统（如GSM、CDMAIS 95 等）的基站之间，实现不丢失信息、不中断通信的理想的越区切换。在一般情况下， “接力切换”与“软切换”相比较，能够使系统容量增加一倍以上。= 电信网 (telecommunication network) 是构成多个用户相互通信的多个

39、电信系统互连的通信体系，是人类实现远距离通信的重要基础设施，利用电缆、无线、光纤或者其它电磁系统，传送、发射和接收标识、文字、图像、声音或其它信号。电信网由终端设备、传输链路和交换设备三要素构成，运行时还应辅之以信令系统、通信协议以及相应的运行支撑系统。现在世界各国的通信体系正向数字化的电信网发展，将逐渐代替模拟通信的传输和交换，并且向智能化、 综合化的方向发展，但是由于电信网具有全程全网互通的性质，已有的电信网不能同名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 35

40、页 - - - - - - - - - 时更新，因此，电信网的发展是一个逐步的过程。电信网按不同的分类体系可以划分如下: 按电信业务的种类分为:电话网、电报网、用户电报网、数据通信网，传真通信网、图像通信网、有线电视网等。按服务区域范围分为:本地电信网、农村电信网、长途电信网、移动通信网、国际电信网等。按传输媒介种类分为:架空明线网、电缆通信网、光缆通信网、卫星通信网、用户光纤网、低轨道卫星移动通信网等。按交换方式分为:电路交换网、报文交换网、分组交换网、宽带交换网等。按结构形式分为:网状网、星形网、环形网、栅格网、总线网等。按信息信号形式分为:模拟通信网、数字通信网、数字模拟混合网等。按信息

41、传递方式分为:同步转移模式(STM) 的综合业务数字网(ISDN) 和异地转移模式(ATM)的宽带综合业务数字网(B-ISDN) 等。什么是智能网 ? 智能网 (Intelligentized Network)的思想起源于美国。20 世纪 80 年代初， AT&T 公司就采用集中数据库方式提供800 号(被叫付费 )业务和电话记帐卡业务，这是智能网的雏形。后来国际电联 ITU-T (International Telecommunications Union)在 1992 年正式命名了智能网一词。智能网是在现有交换与传输的基础网络结构上，为快速、方便、经济地提供电信新业务(或称增值业务 )而设

42、置的一种附加网络结构。智能网提供新业务的突出优点是可以做到快速、经济和方便。 由于智能网技术有标准模型约束，系统的实现可以独立于将要生成的新业务，且有标准通信协议支持产品的互联，从而为快速提供新业务创造了基础条件。智能网是以计算机和数据库为核心的，从理论上说， 智能网能提供的新业务是无限的。但是开办新业务要考虑实际需要和经济效益等因素。现在世界上已经提供的智能新业务有几十种。但各地提供的种类不同，例如我国目前分国际、全国、省内三大类，所提供的业务也不尽相同。在世界上已经提供的常用的智能新业务如下：被叫集中付费业务：美国人把这种电话叫做“免费电话”，实际上只是打电话的人不付费，而由被叫用户付费。

43、使用这种业务时，用户需先拨“800” ，因此也叫“800 业务” 。大众服务业务： 用户拨通特定号码字头的电话号码，就能获得某种信息或可以进行咨询的服务。在美国，使用这种业务时用户先拨“900” ，所以又叫“900 号业务”。可选记帐业务：简称“ABS 业务”。它可以提供多种记费方式，如主叫付费、被叫付费、主叫被叫分摊付费、第三方付费或信用卡付费等多种形式的记帐方式。专用虚拟网业务： 用户可以按照自己的意愿，灵活地组建非永久性的专用网，称为“虚拟网”。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - -

44、- - - 第 9 页，共 35 页 - - - - - - - - - 广域集中小交换机业务(WAC业务 )：用户可以享受市内专用小交换机的一切功能，而不用设置专用小交换机。通用号码业务：给有多个分号的企业分配一个通用的电话号码来受理业务。智能网的主要组成部分有：业务交换点(SSP)，用来识别用户对智能网的呼叫；业务控制点(SCP)， 完成对业务的控制，通常由大、 中型计算机和大型数据库组成；业务管理系统 (SMS) ，是智能网中的操作、维护、管理及监视系统。总之，整个电信网络正逐步向着智能化、宽带化、个人化的方向发展。随着智能网的发展，可以实现智能网的网间互通，智能网与互联网Interne

45、t 的结合，智能网与宽带综合业务数字网 B-ISDN 的结合，明天的智能网将更加智能化。什么是“一线通”? ISDN (Intergrated Service Digital Network)的中文名称是综合业务数字网,中国电信将 “窄带综合业务数字网”(N-ISDN) 俗称为“一线通” 。 “一线通”采用数字传输和数字交换技术,将电话、传真、数据、图像等多种业务综合在一个统一的数字网络进行传输和处理,向用户提供基本速率 (2B D,144kbit/s) 和一次群速率 (30B D,2Mkbit/s) 两种接口。 基本速率接口包括两个能独立工作的B 信道 (64Kkbit/s) 和一个 D 信

46、道 (16Kkbit/s) 。其中 B 信道一般用来传输话音、数据和图像 ,D 信道用来传输信令或分组信息。“一线通”是以电话综合数字网为基础发展而成的通信网 ,能提供端到端的数字连接,可承载话音和非话音业务,用户能够通过多用途用户网络接口接入网络。 “一线通”不仅能提供电路交换业务,还能提供分组交换和非交换的专用线业务 ,客户可根据需要灵活选用,并且能与现有电话网、分组网实现互通。“一线通”能够向用户提供三大类业务：、承载业务(与用户终端类型无关,如电路交换的承载业务和分组交换的承载业务等);、用户终端业务(如数字电话、四类传真、数据通信、视频通信等 );、丰富的补充业务(如主 /被叫用户号

47、码识别显示/限制、 呼叫等待、 呼叫转移、多用户号码、子地址、三方通信等)。ISDN 有以下一些特点：通信业务的综合化:利用一条用户线,在上网的同时,可打电话或收发传真,如同拥有二条电话线一样 ,通过配置适当的终端设备,也可以实现会议电视功能。实现高可靠性、高质量的通信:使用“一线通” ,由于终端之间的信息完全数字化,噪音、串音及信号衰落失真非常小,数据传输的比特误码特性比电话线路至少改善了10 倍,因此通信质量很高。通过“一线通”可以以64kb/s 或 128kb/s 的速率使用Internet 网。“一线通” 还可以提供丰富的附加功能：主叫号码显示 ,呼叫等待 ,呼叫保持 ,呼叫转移 ,多

48、用户号码 ,子地址 ,终端可以移动性等。价格适宜 :由于使用单一的网络来提供多种业务,ISDN 大大地提高了网络资源的利用率,以名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 35 页 - - - - - - - - - 低廉的费用向用户提供业务,ISDN大大地提高了网络资源的利用率,以低廉的费用向用户提供业务 ,用户不必购买和安装不同的设备和线路接入不同的网络,只需要一个接口就能够得到各种业务 ,大大节省了投资。使用灵活方便:只需一个入网接口,使用一个统一的号码,就能

49、从网络得到所需要使用的各种业务 ,用户在这个接口上可以连接多个不同种类的终端,而且有多个终端可以同时通信。统一的接入使通信设备像家用电器一样可以方便地在不同的地点之间搬动。运用前景广阔:可用于贸易型企业(公司 )、金融保险机构、股票证券交易所、医院和学校,特别是个人电脑用户。在语音通信方面,ISDN 比传统模拟电话网提供更多的业务。由于 ISDN提供综合业务能力,能应用于更多的领域。个人用户在使用ISDN 上网时 ,比 MODEM 具有更多的优势 ,如降低费用以及提供真正的128K 速率连接。什么是 xDSL? xDSL 是 Digital Subscriber Line (DSL) 的缩写，

50、意即数字用户线路，是以铜电话线为传输介质的点对点传输技术。xDSL 中， “ x”代表着不同种类的数字用户线路技术。DSL 技术在传统的电话网络 (POTS) 的用户环路上支持对称和非对称传输模式，解决了经常发生在网络服务供应商和最终用户间的“最后一公里” 的传输瓶颈问题。由于电话用户环路已经被大量铺设，如何充分利用现有的铜缆资源，通过铜质双绞线实现高速接入就成为业界的研究重点，因此 DSL 技术很快就得到重视，并在一些国家和地区得到大量应用。各种数字用户线路技术的不同之处，主要表现在信号的传输速率和距离。xDSL 技术主要分为对称和非对称两大类。对称 DSL 技术主要用于替代传统的T1/E1