移动通信技术基础.ppt
《移动通信技术基础.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《移动通信技术基础.ppt(95页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、移动通信技术基础移动通信技术基础移动通信技术基础移动通信技术基础2008年年12月月课程目标课程目标熟悉移动通信基础知识熟悉移动通信基础知识了解了解2G/2G+移动通信系统结构移动通信系统结构了解了解3G移动通信系统结构和演进移动通信系统结构和演进了解了解CN结构和移动通信基本呼叫流程结构和移动通信基本呼叫流程移动通信技术基础移动通信基础知识移动通信基础知识12G/2G+移动通信系统移动通信系统23G移动通信系统移动通信系统3CN与移动通信呼叫流程与移动通信呼叫流程41 移动通信基础知识1.1 移动通信发展历程1.2 移动通信的主要特点1.3 移动通信网络结构与体制1.4 移动通信呼叫相关概念
2、1.5 移动通信的主要技术1.1.1 移动通信发展历程移动通信发展历程第一代蜂窝系统:AMPS(美国)TACS(英国)NMT(北欧)第二代蜂窝系统:GSM/DCS1800(欧洲)IS-95 CDMA(美国)第三代蜂窝系统:WCDMAcdma2000 TD-SCDMA模拟系统数字系统数字系统1.1.2 移动通信发展历程移动通信发展历程1G2G3G时间(年)1981199619902001业务模拟电话语音数据数据语音消息高速数据宽带视频多媒体结构宏蜂窝微蜂窝、微微蜂窝、宏蜂窝微蜂窝、微微蜂窝、宏蜂窝无线技术模拟调频FDD FDMA数字调制、CDMA、使用TDD和FDD的TDMACDMA可能与TDM
3、A结合、或者与TDD和FDD的结合频段800MHz800MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz2000MHz+实例AMPS、TACS、NMT450/900IS-95GSM/DCS1800PHSCDMA2000WCDMATD-SCDMA1.1.3 移动通信发展历程移动通信发展历程以音频为主的单媒体以流业务为主的多媒体微波/光纤光纤/微波有线/无线无线/有线PDH/SDHSDH/PDHSTM/IPv4ATM/IPv620世纪世纪21世纪世纪21世纪通信的重大变革无线宽带多媒体通信系统无线IP和无线ATM无线通信和互联网/多媒体通信相结合1 移动通信基础知识1.2 移动通信的主要特点1
4、.1 移动通信发展历程1.3 移动通信网络结构与体制1.4 移动通信呼叫相关概念1.5 移动通信的主要技术1.2.1 移动通信的主要特点移动通信的主要特点概念指移动通信双方或至少其中一方在运动状态中进行信息传递的通信方式。特点利用无线电波进行信息传输在复杂的干扰环境中运行1.2.2 移动通信的主要特点移动通信的主要特点无线传输损耗模型路径损耗阴影衰落(慢衰落)多径衰落(快衰落)1.2.3 移动通信的主要特点移动通信的主要特点资源紧张:日益增长的用户数和有限频谱资源的矛盾环境恶劣:用户对业务质量的需求和无线传播环境的矛盾可靠性可靠性有效性有效性1.2.4 移动通信的主要特点移动通信的主要特点无线
5、传播环境的复杂性:天波(电离层、对流层)、地波(直射、反射、衍射、透射等)无线通信的传播信道特性无线通信的传播信道特性信道的分类带宽受限信道和功率受限信道非色散信道和色散信道恒参信道和变参信道点对点信道和多址信道1.2.5 移动通信的主要特点移动通信的主要特点带宽受限信道Eb/N0 W 无限 功率受限信道W Eb/N0 有限;当W ,Eb/N0 -1.6dB,即为香农极限;加性高斯白噪声信道上的香农定理噪声功率N与信道带宽B有关,故若噪声单边功率谱密度为n0(W/Hz),则噪声功率N=n0*B 1 移动通信基础知识1.3 移动通信网络结构与体制1.1 移动通信发展历程1.2 移动通信的主要特点
6、1.4 移动通信呼叫相关概念1.5 移动通信的主要技术1.3.1 移动通信网络结构移动通信网络结构移动终端:多模式、多频段、多样化的终端设备无线接入网:包括RNC、NodeB等,实现无线传输和控制功能核心网络:包括MSC、HLR、VLR、SGSN、GGSN等,提供信息交换和传输、控制电话交换网络:PSTNIP网络 1.3.2 大区大区制和小区制制和小区制1.3.3 蜂窝小区蜂窝小区 蜂窝技术 不单纯分割频率 通过分割地理区域 更加有效的使用无线频率1.3.4 蜂窝蜂窝规划规划系统的总面积为As,蜂窝小区的面积为Ac,单位带宽所能支持的小区用户数(小区容量)为m,整个工作频段的带宽为W,系统的簇
7、尺寸为K。系统的总用户数为:系统容量和小区容量成正比,和簇尺寸成反比,和小区面积成反比系统容量和小区容量成正比,和簇尺寸成反比,和小区面积成反比整个系统在单位带宽、单位面积内的用户数(系统容量)为:1.3.5 蜂窝蜂窝扇区化扇区化系统的容量及干扰对簇尺寸的要求是互相矛盾的。提高簇尺寸K,可以增加接收的C/I值,但同时也降低了系统的容量。根据载干比的最低要求选定簇尺寸K。在此条件下再采取其它提高容量的措施。扇区化能够减少干扰,降低对簇尺寸的要求,提高系统容量扇区化能够减少干扰,降低对簇尺寸的要求,提高系统容量1 移动通信基础知识1.4 移动通信呼叫相关概念1.1 移动通信发展历程1.2 移动通信
8、的主要特点1.3 移动通信网络结构与体制1.5 移动通信的主要技术1.4.1 移动通信系统的基本呼叫移动通信系统的基本呼叫MOCMTCMMC三种基本的呼叫过程:MOCMTCMMC1.4.2 移动移动主叫有关的体系结构主叫有关的体系结构MOC基本的呼叫过程,涉及:UE、RNC/NodeB、(G)MSC(VLR)、HLR、PSTN等实体接口包括Uu、Iub、Iu-CS/Iu-PS、No.7等媒体方式包括AMR、64k(PCM)移动移动被叫有关的体系结构被叫有关的体系结构Home Location与Visting LoacationMSC与多个UTRAN(RNC/NodeB)单个UTRAN(Node
9、B/RNC)与多个UEs1.4.4 漫游漫游漫游是蜂窝移动电话的用户在离开本地区或本国时,仍可以在其他一些地区或国家继续使用他们的移动电话手机。1.4.5 切换切换技术技术按控制方式分:网络控制切换移动设备控制切换移动设备辅助切换网络辅助切换按进行切换需要交换的信息资源分:后向切换前向切换按切换期间同时连接的基站数目分:硬切换软切换(更软切换)接力切换1.切换前切换前接力切换接力切换硬切换硬切换软切换软切换原服务基站目标基站原服务基站目标基站原服务基站目标基站1.切换中切换中接力切换接力切换硬切换硬切换软切换软切换(长期保持)(长期保持)原服务基站目标基站原服务基站目标基站原服务基站目标基站软
10、切换浪费资源!软切换浪费资源!硬切换容易掉话!硬切换容易掉话!1.切换后切换后接力切换接力切换硬切换硬切换软切换软切换原服务基站目标基站原服务基站目标基站原服务基站目标基站1 移动通信基础知识1.5 移动通信的主要技术1.1 移动通信发展历程1.2 移动通信的主要特点1.4 移动通信呼叫相关概念1.3 移动通信网络结构与体制1.5.1 移动通信的主要技术移动通信的主要技术信源编码信道编码调制信道干扰信源译码信道译码解调1.5.2 多址多址接入技术接入技术基本类型 FDMA:Frequency Division Multiple Access TDMA:Time Division Multipl
11、e Access CDMA:Code Division Multiple Access SDMA*:Space Division Multiple Access概念在一个通信网内各个移动台、站共用指定的射频频道,进行相互间的多边通信。主要是用于网络侧区别不同的上行用户;1.5.2.1 多址技术多址技术-MultiplexSDMA1.5.3 双工技术双工技术频分双工(FDD)是移动终端至基站的无线双工联系的传统方式,即上下行链路使用各自的频段。时分双工(TDD)是指上行和下行使用同一频段,但需要根据时间进行传输方向的转换。1.5.3.1 FDD/FDMA和和TDD/TDMATDD:用户的收发信息
12、,通过上行和下行信息在不同时间间隙进行传递,从而实现用户能够同时进行信息的收发。TDMA:用户在收发信息时,区别于其他用户的方式,是独占一个频率的无线信道的某些固定时间间隙FDD:用户的收发信息,通过上行和下行的不同频率信道进行传递,从而实现用户能够同时进行信息的收发。FDMA:用户在收发信息时,区别于其他用户的方式,是独占一个频率的无线信道。1.5.4 扩频调制技术扩频调制技术Shannon 在1948年发表论文,对信道极限容量进行了分析:W 为带宽,单位:Hz S 为信号功率,单位:W N 为总的噪声功率,单位:W C 为信道容量,单位:bit/s扩频码扩频码扩频码扩频码信号合并信号合并窄
13、带信号窄带信号fP(f)宽带信号宽带信号P(f)f噪声噪声P(f)f噪声噪声+宽带信号宽带信号P(f)f信号与噪声分离信号与噪声分离P(f)f1.5.4.1 CDMA扩频技术扩频技术1.5.4.2 窄带干扰窄带干扰1.5.4.3 宽带干扰宽带干扰1.5.5 CDMA 技术技术-码树的概念码树的概念1 移动通信基础知识1.1 移动通信发展历程1.2 移动通信的主要特点1.4 移动通信呼叫相关概念1.5 移动通信的主要技术 1.3 移动通信网络结构与体制课程回顾课程回顾移动通信技术基础2移动通信基础知识移动通信基础知识13G移动通信系统移动通信系统3CN与移动通信呼叫流程与移动通信呼叫流程42G/
14、2G+移动通信系统移动通信系统2 2G/2G+移动通信系统2.1 GSM网络2.2 2G+网络2.1.1 GSM网络网络FDD/TDMAGSM在单一数字电路交换平台上,完成数字式话音与同一低速率电路交换的数据业务;2.1.2 结构和网络实体结构和网络实体基站子系统(BSS):负责提供和管理移动台与网络和交换子系统设备间的传输路径。基站控制器(BSC):管理设备,控制BTS,负责所有的无线接口管理,主要是无线信道的分配、释放及切换管理。基站收发台(BTS):是传输设备,包括无线发射和接收设备、天线及所有无线接口特有的信号处理设备。网络和交换子系统(NSS):管理GSM用户和其他电信网络用户之间的
15、通信。移动业务交换中心(MSC-Mobile Switch Center)访问位置寄存器(VLR-Visited Location Register)归属位置寄存器(HLR-Home Location Register)鉴权中心(AuC-Authentication Centre)设备识别寄存器(EIR-Equipment Identify Register)GSM业务控制实体(gsmSCF)PSTN/ISDNMSC/VLRGMSCNSSBTSBSCBSSAHLR/AuC/EIRSMCIW/GMSCSCP2.1.3 GSM区域的概念及逻辑结构区域的概念及逻辑结构2.1.4 BTS/CELL/S
16、ECTOR定向站全向站三扇区2 2G/2G+移动通信系统2.2 2G+网络2.1 GSM网络2.2.1 什么是什么是2G+2G+是在电路(CS)交换平台之外再建设一个分组(PS)交换平台,承担分组交换的各类数据业务服务:通用分组无线电业务(GPRS);GSM演进增强型数据速率(EDGE);2.2.2 GPRS网络结构网络结构SGSN:与BSS接口,与GSM网中网元MSC/VLR功能类似,为MS提供分组数据服务GGSN:负责提供GPRS网与外部分组数据网络的接口。Internetx.25其他的其他的GPRS网络网络SGSNGGSNGPRS骨干网骨干网BTSBSCBSSGbGTP隧道协议隧道协议2
17、.2.3 GPRS网络的接口网络的接口Gb:BSS和SGSN之间的接口,提供移动性管理和安全管理功能。SGSNGGSNMSC/VLRHLRBTSBSCBSSPDNSGSNGGSN外部外部PLMNSMS-GMSCSMS-IWMSCEIRSM-SCGbGnGnGiGrGcGsGdGpGfCGGaADCEGa2.2.4 EDGEEDGE 采用了新的调制技术和新的信道编码,可以用于传输分组交换(PS)和电路交换(CS)数据/语音。EDGE 网络的体系结构与GPRS 网络的体系结构基本相同允许在GPRS现有网络软、硬件架构改动不大的情况下,在现有频段上支持GSM向IMT2000/UMTS演进;3GPP
18、已经标准化EDGE,即GERAN;2 2G/2G+移动通信系统2.1 GSM网络2.2 2G+网络课程回顾课程回顾移动通信技术基础3G移动通信系统移动通信系统32G/2G+移动通信系统移动通信系统2移动通信移动通信基础基础知识知识3CN与移动通信呼叫流程与移动通信呼叫流程43 3G移动通信系统3.1 了解3G3.2 R99、R4、R5、R6网络3.3 3G三大标准比较3.4 3G业务3.1.1 了解了解3GIMT2000(International Mobile Telecommunications-2000)1985年ITU(国际电联)提出FPLMTS1996年正式更名为IMT2000IMT
19、-2000的特点全球漫游(陆地+卫星)与2G后向兼容经济、灵活的接入高速数据业务/多媒体电路/分组交换高的系统容量保证高的业务质量IMT-2000家族内兼容与固网融合3.1.2 为什么发展为什么发展IMT-2000现有第二代数字移动通信系统的不足频谱利用率不够高-容量问题传输速率较低-业务单一存在多个标准-无法实现全球漫游3.1.3 3G的目标的目标 主要目标:实现移动通信网络全球化、业务综合化和通信个人化移动场景RT业务峰值速率(误码率10-310-7延迟固定20300ms)NRT业务峰值速率(误码率10-510-8延迟可变150ms以上)农村室外(速度250km/h)144 384 kb/
20、s144 384 kb/s城区/郊区室外(速度150km/h)384 512 kb/s384 512 kb/s室内或小范围室外(速度10km/h)2 Mb/s2 Mb/s3.1.4 3G国际标准化格局国际标准化格局3GPP制定基于GSM/GPRS核心网、全IP核心网,无线技术为WCDMA、TD-SCDMA和EDGE的技术规范;3GPP2制定基于ANSI-41核心网、全IP核心网,无线技术为cdma2000的技术规范3.1.4 IMT-2000频谱规划频谱规划(含扩展频谱含扩展频谱)60MHz60MHz15 MHz100MHz240023002483,5ISM频段(WLAN,oven,bluet
21、ooth)83,5 MHz25002690(空空)190 MHz155 MHz频段用于TDD!至少有120 MHz频段用于FDD1900 19201980201020252110217018801805175530 MHz30 MHz185035+5MHz 3.1.5 中国的中国的3G频率规划频率规划TDDISMIMT-2000 扩展频段扩展频段FDD(上行上行)TDDTDDDCS(下行下行)卫星卫星(空空)FDD(下行下行)FDD补充补充FDD补充补充3 3G移动通信系统3.2 R99、R4、R5、R6网络3.1 了解3G3.3 3G三大标准比较3.4 3G业务3.2.1 移动通信技术及演进
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 移动 通信 技术 基础
限制150内