1、移動通信移動通信2021-12-122021-12-12學習目標學習目標學習完此課程，您將會：移動通信的概況和發展趨勢。GSM和CDMA技術。第三代移動通信技術。課程內容課程內容 移動通信概述 GSM CDMA 3G移動通信概述移動通信概述u移動通信移動通信(Mobile communication)是移動體之間的通信，或移是移動體之間的通信，或移動體與固定體之間的通信。移動體可以是人，也可以是汽動體與固定體之間的通信。移動體可以是人，也可以是汽車、火車、輪船、收音機等在移動狀態中的物體。車、火車、輪船、收音機等在移動狀態中的物體。u移動通信系統從移動通信系統從20世紀世紀80年代誕生以來，到

2、年代誕生以來，到2020年將大體年將大體經過經過5代的發展歷程，而且到代的發展歷程，而且到2010年，將從第年，將從第3代過渡到第代過渡到第4代。代。移動通信的發展趨勢移動通信的發展趨勢發展趨勢發展趨勢如何解決如何解決速率上限速率上限如何解決如何解決MS速度速度如何解決如何解決全球漫游全球漫游如何解決如何解決容量問題容量問題移動通信的構成移動通信的構成地面系統：地面系統：衛星移動無線電臺和天線衛星移動無線電臺和天線基站基站 空間系統空間系統：電磁波電磁波移動臺：移動臺：固定固定MS移動移動MS基站的基本構成基站的基本構成天線7/16接頭1/2跳線7/8電纜 接地卡1/2跳線機柜避雷器接地卡室外

3、接地排1/2單聯饋線卡塔頂放大器7/8三聯饋線卡機房偏置T接頭饋線孔板鐵塔基本知識：分類鐵塔基本知識：分類名稱名稱優點優點缺點缺點用途用途自立塔結構穩固，承載力強成本高，占地多，工程量大可以掛各類天線管塔占地面積小,安裝方便，美觀承載力小，壽命短適合城市，適合掛移動通信天線拉線塔結構簡單,安裝方便承載力差,占地面積大適合鄉村，面積廣闊的地方鐵塔分類（自立塔）鐵塔分類（自立塔）自立塔特點：自立塔特點： 自立塔一般是全鋼結構，可以安裝在地面自立塔一般是全鋼結構，可以安裝在地面或者屋頂，或者屋頂，9090以上的通信鐵塔都是自立塔以上的通信鐵塔都是自立塔，原因是通信對鐵塔穩固性的要求很高，原因是通信對

4、鐵塔穩固性的要求很高。按照材料按照材料, ,自立塔又分為：自立塔又分為：鋼管塔鋼管塔角鋼塔（最常用，費用最低！）角鋼塔（最常用，費用最低！）鋼桿塔（剛性好，費用很高！）鋼桿塔（剛性好，費用很高！）按照塔腳的數目又分為按照塔腳的數目又分為：三角塔，四角塔，八角塔等等，由于四角塔三角塔，四角塔，八角塔等等，由于四角塔架的抗扭性能好，側向剛度大，所以架的抗扭性能好，側向剛度大，所以9090通信通信使用四角塔。使用四角塔。左圖是一個建造左圖是一個建造在屋頂的一個自立塔在屋頂的一個自立塔塔高：塔高：6565米米有有2 2個平臺的角鋼個平臺的角鋼四腳塔。四腳塔。鐵塔分類（管塔）鐵塔分類（管塔）管塔特點：管

5、塔特點： 用料少、安裝方便、占地面積小用料少、安裝方便、占地面積小 穩固性差穩固性差 以前用的比較少，但是目前的以前用的比較少，但是目前的使用較多因為大城市的空地面積較少使用較多因為大城市的空地面積較少注意：不能用于掛微波天線注意：不能用于掛微波天線原因：微波天線對穩固性要求很高原因：微波天線對穩固性要求很高管塔實例管塔實例1 1：具有雙層平臺具有雙層平臺的管塔的管塔管塔一般從塔體管塔一般從塔體內部設有爬梯，內部設有爬梯，方便工程人員方便工程人員施工，維護。施工，維護。當然饋線也是當然饋線也是固定在管體的固定在管體的內部。內部。管塔實例管塔實例2 2：具有具有2 2層圓形平臺層圓形平臺的管塔的

6、管塔鐵塔分類（拉線塔）鐵塔分類（拉線塔）拉線塔特點：拉線塔特點： 安裝極為方便快速，造價便宜安裝極為方便快速，造價便宜，用于緊急情況，對于一些鄉村用，用于緊急情況，對于一些鄉村用戶量較小，又要進行連續覆蓋的情戶量較小，又要進行連續覆蓋的情況較為適用。況較為適用。 但是由于其自身的特點，該塔但是由于其自身的特點，該塔的穩固合承載力較差。的穩固合承載力較差。 拉線塔：拉線塔： 由于塔自身的特由于塔自身的特點，所以我們可點，所以我們可以看到，塔周圍有很以看到，塔周圍有很多的拉線，這也是拉多的拉線，這也是拉線塔名稱的來源。線塔名稱的來源。 拉線塔，塔基處拉線塔，塔基處理非場簡單，主要依理非場簡單，主要

7、依靠拉線來穩定塔身。靠拉線來穩定塔身。拉線塔高和拉線距離的關系：拉線塔高和拉線距離的關系： 45米塔米塔32米拉線；米拉線； 42米塔米塔32米拉線；米拉線； 39米塔米塔30米拉線；米拉線； 30米塔米塔13米拉線米拉線；入口拉線鐵塔的基本知識：材料鐵塔的基本知識：材料1 1、鐵塔的組成材料有角鋼、槽鋼、扁鋼、鐵塔的組成材料有角鋼、槽鋼、扁鋼、圓管、連接板、天線支架、螺栓螺母、禁圓管、連接板、天線支架、螺栓螺母、禁航燈、避雷針等。航燈、避雷針等。2 2、根據防腐要求，鋼材必須經過鍍鋅處理，、根據防腐要求，鋼材必須經過鍍鋅處理，鋅層厚度應保證鐵塔三十年不生銹；對于鄰鋅層厚度應保證鐵塔三十年不生

8、銹；對于鄰海地區應根據當地的實際情況確定鋅層厚度。海地區應根據當地的實際情況確定鋅層厚度。鍍鋅過程在鐵塔工廠內完成。鍍鋅過程在鐵塔工廠內完成。角鋼截面角鋼截面圓管截面圓管截面鐵塔的基本知識：相關概念鐵塔的基本知識：相關概念維護平臺：維護平臺： 從上向下從上向下1 1、2 2、3 3平臺有方形平臺，圓形平臺平臺有方形平臺，圓形平臺, ,六角型平臺，平臺平六角型平臺，平臺平面有焊接鋼筋，有壓花鋼板，有網狀鐵網。面有焊接鋼筋，有壓花鋼板，有網狀鐵網。鐵塔過橋：鐵塔過橋： 從鐵塔爬梯到機房用來固定饋線鐵塔天線抱桿：直徑從鐵塔爬梯到機房用來固定饋線鐵塔天線抱桿：直徑75MM75MM，長度，長度根據天線來

9、確定，全向天線抱桿支臂根據天線來確定，全向天線抱桿支臂=1.5M=1.5M天線掛高：以地平面為基準，天線掛高：以地平面為基準，到天線的下平面的高度。到天線的下平面的高度。鐵塔高度：從塔體地腳水平面鐵塔高度：從塔體地腳水平面到塔尖的距離（避雷針除外）。到塔尖的距離（避雷針除外）。左圖為鐵塔設計側視圖左圖為鐵塔設計側視圖天線方位角天線方位角： 天線前正面朝向方位。天線前正面朝向方位。 扇區區分方法：以正北為扇區區分方法：以正北為0 0度，從度，從塔頂俯視順時針轉動（北偏東）依次按照角塔頂俯視順時針轉動（北偏東）依次按照角度大小，為度大小，為1 1、2 2、3 3扇區。扇區。左圖為俯視鐵塔圖左圖為俯

10、視鐵塔圖鐵塔實例鐵塔實例鐵塔的施工流程鐵塔的施工流程 澆灌混凝土澆灌混凝土鋼筋綁扎鋼筋綁扎基坑開挖基坑開挖施工準備施工準備勘察設計勘察設計隱蔽工程強度檢驗方位尺寸物料質量全面詳細鐵塔安裝鐵塔安裝勘察設計勘察設計氣象勘查氣象勘查 雨量：會影響工期；雨量：會影響工期； 雷電：防雷要求高；雷電：防雷要求高； 風力：影響鐵塔載荷強度風力：影響鐵塔載荷強度地質勘察地質勘察 地質勘察：影響基礎工程量和工時地質勘察：影響基礎工程量和工時 地質活動：影響鐵塔抗震強度地質活動：影響鐵塔抗震強度地形勘察地形勘察 海拔：影響鐵塔高度海拔：影響鐵塔高度 山地地形：影響工程量和工時山地地形：影響工程量和工時 障礙物：影

11、響微波傳輸障礙物：影響微波傳輸 施工準備施工準備基礎材料：水泥，沙子，鋼筋，瀉流鐵板，降阻劑基礎材料：水泥，沙子，鋼筋，瀉流鐵板，降阻劑鐵塔材料：避雷針，塔體材料（含塔靴），爬梯平臺材料，大樣，鐵塔材料：避雷針，塔體材料（含塔靴），爬梯平臺材料，大樣，天線支架，禁航燈。天線支架，禁航燈。輔助設備：攪拌設備（也可人工），絞磨機或卷揚機，有可能用到輔助設備：攪拌設備（也可人工），絞磨機或卷揚機，有可能用到測試儀器如回彈儀，經緯儀等。測試儀器如回彈儀，經緯儀等。注意：所有材料設備必須嚴格檢驗，要有出廠質檢報告，也可現場抽查注意：所有材料設備必須嚴格檢驗，要有出廠質檢報告，也可現場抽查基坑開挖基坑開挖

12、基坑開挖：基坑開挖： 20 20米鐵塔：米鐵塔：3 3米（長）米（長）3 3米（寬）米（寬）2 2米（深）米（深） 50 50米鐵塔：米鐵塔： 3 3米（長）米（長）3 3米（寬）米（寬）2.82.8米（深）米（深） 軟土質：軟土質：4 4人人4 4天天 硬土質：硬土質：4 4人人7 7天天 硬石地質：硬石地質：4 4人人1212天，需要爆破當地公安申請天，需要爆破當地公安申請輔助坑槽開挖：輔助坑槽開挖： 泄流坑：鐵塔基礎坑泄流坑：鐵塔基礎坑15153030米，大小為米，大小為2 2米米1 1米，深米，深2 2米左右米左右坑底部放泄流鐵板，泄流鐵板用扁鐵和鐵塔地網相連坑底部放泄流鐵板，泄流鐵板

13、用扁鐵和鐵塔地網相連 圍墻基礎：為圍墻基礎：為60cm60cm寬，寬，70cm70cm高；高；均壓環槽均壓環槽 泄流坑泄流坑機房電力電桿鐵塔基礎坑圍墻均壓環鐵塔地面布局泄流坑泄流坑鋼筋綁扎鋼筋綁扎地網：地網： 1 1，作用，作用: : 增大觸地面積，形成一個均壓環境增大觸地面積，形成一個均壓環境 2 2，地網材料：地網材料： 12 12 1818鋼筋綁扎成鋼筋綁扎成“”字地網地網結構：字地網地網結構： 3 3，間隔：間隔： 40m40m塔約塔約161620cm20cm（鐵塔越高間隔越小鐵塔越高間隔越小，如，如20m20m鐵塔間隔為鐵塔間隔為30cm30cm）地網中心點，應與地網中心點，應與塔基

14、中心重合塔基中心重合 4 4，基礎鋼筋：，基礎鋼筋： 40m40m塔，從地網處連接塔，從地網處連接1212根根 1616鋼鋼筋，箍筋采用筋，箍筋采用 8 8 注意：鋼筋網的型號、直徑和數量一定注意：鋼筋網的型號、直徑和數量一定要根據設計圖紙確定要根據設計圖紙確定大樣長1.6m地面大樣高出地面10cm塔基高出地面30cm大樣下澆灌45cm地網 12鋼筋 16鋼筋 8箍筋鐵塔基礎示意圖混凝土澆灌混凝土澆灌混凝土拌制混凝土拌制墊層混凝土強度為墊層混凝土強度為C10C10基礎混凝土強度為基礎混凝土強度為C20C20混凝土的配比要參照相應的標準混凝土的配比要參照相應的標準注意：每道工序前都要做試塊檢驗注

15、意：每道工序前都要做試塊檢驗混凝土澆灌混凝土澆灌第一步：在坑底鋪大約第一步：在坑底鋪大約10CM10CM混凝土墊層，加模具澆灌至高出地面混凝土墊層，加模具澆灌至高出地面30CM30CM第二步：做圈梁，圈梁寬度第二步：做圈梁，圈梁寬度30CM30CM，高度，高度50CM,50CM,起到固定基礎和電氣連接的作用起到固定基礎和電氣連接的作用第三步：澆水養護，標準時間第三步：澆水養護，標準時間2828天天注意：澆灌要振搗密實，養護時間要夠，可以用回彈儀測強度注意：澆灌要振搗密實，養護時間要夠，可以用回彈儀測強度鐵塔安裝鐵塔安裝基礎復核基礎復核 邊距，對角線，水平；零部件清點邊距，對角線，水平；零部件清

16、點構件安裝構件安裝 塔靴塔身塔靴塔身校正垂直校正垂直 檢驗垂直度，邊距，對角線，凝緊螺栓檢驗垂直度，邊距，對角線，凝緊螺栓其他構件其他構件 避雷針禁航燈平臺爬梯天支避雷針禁航燈平臺爬梯天支（天線（天線)-)-饋線支架饋線支架現場清理現場清理鐵塔接地示意圖鐵塔接地示意圖（1 1）饋線頂部接地）饋線頂部接地（2 2）饋線中部接地）饋線中部接地（3 3）饋線底部接地）饋線底部接地（4 4）饋線進室內前接地）饋線進室內前接地（5 5）鐵塔接地）鐵塔接地（6 6）室外接地排）室外接地排（7 7）接室外防雷地）接室外防雷地（8 8）饋窗）饋窗 注意：饋線長度超過注意：饋線長度超過6060米，每隔米，每隔2

17、020米增加米增加一處接地一處接地接地制作示意圖接地制作示意圖鐵塔日常維護鐵塔日常維護鐵塔檢修內容鐵塔檢修內容:l 塔燈檢查，保證塔燈的正常工作塔燈檢查，保證塔燈的正常工作 。l 檢查測量鐵塔檢查測量鐵塔l 檢查走線架、爬梯安全和饋線夾強度情況，檢查走線架、爬梯安全和饋線夾強度情況， 結構螺栓連接的松緊程度檢查。結構螺栓連接的松緊程度檢查。l 基礎回填土流失情況檢查基礎回填土流失情況檢查l 防腐防銹檢查防腐防銹檢查桅桿檢修內容：桅桿檢修內容：l 桅桿緊固件檢安裝檢查桅桿緊固件檢安裝檢查l 檢查抱桿、拉線塔拉線、地錨的受力情況。檢查抱桿、拉線塔拉線、地錨的受力情況。l 防腐防銹檢查防腐防銹檢查l

18、 抱桿的垂直度檢查抱桿的垂直度檢查移動通信的分類移動通信的分類u集群移動通信集群移動通信 u集群移動通信，也稱大區制移動通信。它的特點是只有一個基站，天線高度集群移動通信，也稱大區制移動通信。它的特點是只有一個基站，天線高度為幾十米至百余米，覆蓋半徑為為幾十米至百余米，覆蓋半徑為30公里，發射機功率可高達公里，發射機功率可高達200瓦。用戶數約瓦。用戶數約為幾十至幾百，可以是車載臺，也可是以手持臺。它們可以與基站通信，也為幾十至幾百，可以是車載臺，也可是以手持臺。它們可以與基站通信，也可通過基站與其它移動臺及市話用戶通信，基站與市站有線網連接。可通過基站與其它移動臺及市話用戶通信，基站與市站有

19、線網連接。 高功率高功率大范圍大范圍用戶少用戶少移動通信的分類移動通信的分類u衛星移動通信衛星移動通信u利用衛星轉發信號也可實現移動通信，對于車載移動通信可采用赤道固定衛利用衛星轉發信號也可實現移動通信，對于車載移動通信可采用赤道固定衛星，而對手持終端，采用中低軌道的多顆星座衛星較為有利。星，而對手持終端，采用中低軌道的多顆星座衛星較為有利。 衛星中轉站衛星中轉站地球站地球站衛星電話衛星電話微波微波蜂窩移動通信蜂窩移動通信 u蜂窩移動通信蜂窩移動通信u也稱小區制移動通信。它的特點是把整個大范圍的服務區劃分成許多小區，也稱小區制移動通信。它的特點是把整個大范圍的服務區劃分成許多小區，每個小區設置

20、一個基站，負責本小區各個移動臺的聯絡與控制，各個基站通每個小區設置一個基站，負責本小區各個移動臺的聯絡與控制，各個基站通過移動交換中心相互聯系，并與市話局連接。利用超短波電波傳播距離有限過移動交換中心相互聯系，并與市話局連接。利用超短波電波傳播距離有限的特點，離開一定距離的小區可以重復使用頻率，使頻率資源可以充分利用。的特點，離開一定距離的小區可以重復使用頻率，使頻率資源可以充分利用。每個小區的用戶在每個小區的用戶在1000以上，全部覆蓋區最終的容量可達以上，全部覆蓋區最終的容量可達100萬用戶。萬用戶。 資源利用率高資源利用率高整體容量高整體容量高無線電基礎知識無線電基礎知識u無線電波是指在

21、自由空間（包括空氣和真空）傳播的射頻無線電波是指在自由空間（包括空氣和真空）傳播的射頻頻段的頻段的電磁波。電磁波。u無線電波的波長、頻率和傳播速度的關系：無線電波的波長、頻率和傳播速度的關系：u可用式可用式 / / 表示。同一頻率的無線電波在不同的表示。同一頻率的無線電波在不同的媒質中傳播時，速度是不同的，因此波長也不一樣。媒質中傳播時，速度是不同的，因此波長也不一樣。波長波長電磁波的極化方式電磁波的極化方式u無線電波的極化無線電波的極化n 無線電波在空間傳播時，其電場方向是按一定的規律而變化的，這無線電波在空間傳播時，其電場方向是按一定的規律而變化的，這種現象稱為無線電波的極化種現象稱為無線

22、電波的極化。超短波超短波u超短波的傳播超短波的傳播n 無線電波的波長不同，傳播特點也不完全相同。目前無線電波的波長不同，傳播特點也不完全相同。目前GSMGSM和和CDMACDMA移動通信使用的頻段都屬于移動通信使用的頻段都屬于UHFUHF（特高頻）超短波段，其高端屬（特高頻）超短波段，其高端屬于微波。于微波。u超短波和微波的視距傳播超短波和微波的視距傳播 n 超短波和微波的頻率很高，波長較短，它的地面波衰減很快。超短波和微波的頻率很高，波長較短，它的地面波衰減很快。因此也不能依靠地面波作較遠距離的傳播，它主要是由空間波來傳播因此也不能依靠地面波作較遠距離的傳播，它主要是由空間波來傳播的。的。電

23、磁波的傳播特性電磁波的傳播特性u電波的多徑傳播電波的多徑傳播n 電波除了直接傳播外，遇到障礙物，例如，山丘、森林、地面電波除了直接傳播外，遇到障礙物，例如，山丘、森林、地面或樓房等高大建筑物，還會產生反射。因此，到達接收天線的超短波或樓房等高大建筑物，還會產生反射。因此，到達接收天線的超短波不僅有直射波，還有反射波、繞射波、衍射波等。這種現象就叫多徑不僅有直射波，還有反射波、繞射波、衍射波等。這種現象就叫多徑傳輸。傳輸。n 由于多途徑傳播使得信號場強分布相當復雜，波動很大；也由由于多途徑傳播使得信號場強分布相當復雜，波動很大；也由于多徑傳輸的影響，會使電波的極化方向發生變化，因此，有的地方于多

24、徑傳輸的影響，會使電波的極化方向發生變化，因此，有的地方信號場強增強，有的地方信號場強減弱。另外，不同的障礙物對電波信號場強增強，有的地方信號場強減弱。另外，不同的障礙物對電波的反射能力也不同。的反射能力也不同。課程內容課程內容 移動通信概述 GSM GSM移動通信概述 GPRS系統 CDMA 3GGSM發展歷史發展歷史u1982年，年，GSM小組成立，主要目標定位于實現歐洲各國移動通信系統的互聯互通小組成立，主要目標定位于實現歐洲各國移動通信系統的互聯互通n 1986年，在巴黎，對提出的八個建議系統進行現場試驗n 1987年，確定采用頻分雙工窄帶時分多址（FDD-TDMA）、規則脈沖激勵長期

25、預測話音編碼（RPE-LTP）和高斯濾波最小頻移鍵控（GMSK）調制n 1988年，十八個歐洲國家達成GSM諒解備忘錄(MoU)u1989年，年，GSM標準生效標準生效nPHASE 1 標準，主要定義了900M頻段的技術標準nPHASE 2 標準，除了對PHASE I 標準進行必要的修正和業務補充外，主要增加了1800M頻段的技術標準nPHASE 2標準，主要增加了GPRS部分的內容u1991年，年，GSM系統在歐洲正式開通運行，移動通信跨入第二代系統在歐洲正式開通運行，移動通信跨入第二代u1994年，年，GSM進入我國進入我國多址技術多址技術u多址技術使眾多的用戶共用公共的通信線路而相互不干

26、擾u常用的多址技術有三種：頻分多址FDMA、時分多址TDMA、碼分多址CDMATransmissionMediumFDMA頻分多址技術頻分多址技術頻率時間FDMAu各用戶使用不同的頻率各用戶使用不同的頻率TDMA時分多址技術時分多址技術頻率時間TDMAu各用戶使用不同的時隙各用戶使用不同的時隙CDMA碼分多址技術碼分多址技術頻率時間CDMA碼u各用戶使用不同的正交代碼序列各用戶使用不同的正交代碼序列GSM系統頻率資源系統頻率資源uGSM系統采用了系統采用了FDMA、TDMA混合方式：混合方式：FDD-TDMA信道間隔：信道間隔： 200kHz1710178518051880雙工距離雙工距離 :

27、 95 MHz890915935960雙工距離雙工距離 : 45 MHzGSM 900 :GSM 1800 :GSM系統頻率資源系統頻率資源u系統頻點配置uGSM900基站收：基站收：f1（n）890n0.2 MHz基站發：基站發：f2（n）f1（n）45 MHzuGSM1800基站收：基站收：f1（n）1710（n511）0.2 MHz基站發：基站發：f2（n）f1（n）95 MHzuGSM900系統共124個頻點，頻點序號（也即絕對頻點號ARFCN） 為1124，在每端留有200KHz的保護帶。uGSM1800系統共374個頻點，頻點序號（ARFCN）為512885。其他頻率劃分其他頻率劃

28、分系統頻段 (MHz)帶寬(MHz)頻道號載頻數E-GSM上行上行 880915下行下行 9259603501249751023174R-GSM上行上行876915下行下行 9219604001249551023194GT800上行上行806821 下行下行8518661535042576PCS1900 上行上行18501910下行下行1930199060512810299頻率復用頻率復用u頻率復用：處在不同頻率復用：處在不同位置位置( (不同小區不同小區) )上的上的用戶可以同時使用相用戶可以同時使用相同頻率的信道同頻率的信道u可以極大地提高頻譜可以極大地提高頻譜利用率利用率u如果系統設計得

29、不好如果系統設計得不好，將產生嚴重的干擾，將產生嚴重的干擾4X3的復用模式的復用模式uGSMGSM最基本的頻率復用模式為最基本的頻率復用模式為4 43 3頻率復用。頻率復用。“4”4”表示表示4 4個站點，個站點，“3”3”表示每個站點有表示每個站點有3 3個小區，由這個小區，由這1212個小區組成一個復用簇。同一復用簇中的各小區個小區組成一個復用簇。同一復用簇中的各小區，使用的頻率不同，使用的頻率不同189210465371112R載干比的要求載干比的要求所有有用信號 carrierC/I = 所有無用信號interference=u同頻載干比：C/I9dB，工程中加3dB的余量，即C/I1

30、2dBu鄰頻載干比：C/A 9dB，工程中加3dB的余量，即C/A6dB u頻率復用度越高，C/I值越大GSM的網絡結構的網絡結構GSM /GPRS BSSBTSBSCBTSBSCPCU SMS systemPSTNISDNInternet,IntranetMSC/VLRGMSCHLR/AUCSGSNCGBGGGSNGPRS BackboneOther PLMNSS7課程內容課程內容 移動通信概述 GSM GSM移動通信概述 GPRS系統 CDMA 3GGPRS概況概況nGeneral Package Radio Service General Package Radio Service （2

31、.52.5代移動技術）代移動技術）nGPRSGPRS（通用分組無線業務）是在現有的（通用分組無線業務）是在現有的GSMGSM移動通信基礎移動通信基礎上發展起來的一種移動分組數據業務，上發展起來的一種移動分組數據業務，GPRSGPRS通過在通過在GSMGSM數數字移動通信網絡中引入分組交換功能，用分組方式進行的字移動通信網絡中引入分組交換功能，用分組方式進行的數據傳輸。可以看做是在原有的數據傳輸。可以看做是在原有的GSMGSM電路交換系統的基礎電路交換系統的基礎上進行的業務擴充，用來支持移動用戶利用分組數據移動上進行的業務擴充，用來支持移動用戶利用分組數據移動終端接入終端接入InternetIn

32、ternet或者其他分組數據網絡的需求。或者其他分組數據網絡的需求。Why GPRS？n基于現有的基于現有的GSMGSM網絡網絡n重用現有的重用現有的GSMGSM網絡設備網絡設備nGPRSGPRS業務與業務與GSMGSM業務將共同存在業務將共同存在n更高效的利用寶貴的無限資源更高效的利用寶貴的無限資源n分組數據傳輸分組數據傳輸n使用使用IPIP與外部數據網絡連接與外部數據網絡連接n提供靈活的服務提供靈活的服務uGPRS GPRS 特別適用于以下三種情況：特別適用于以下三種情況： u1 1 、非周期性突發數據業務、非周期性突發數據業務 u2 2 、頻繁傳送少量數據、頻繁傳送少量數據 每分鐘傳每分

33、鐘傳送幾次小于送幾次小于 500 500 字節的短數據業字節的短數據業務務 u3 3 、非頻繁傳送大量數據、非頻繁傳送大量數據 每小時每小時傳送幾次幾千字節的長數據業務傳送幾次幾千字節的長數據業務 移動數據業務的發展移動數據業務的發展WCDMA、TDSCDMAGPRS、EDGEHSCSDGSM2MKB/s171.2kb/s384kb/s57.6kb/s9.6Kb/sGPRS網絡結構網絡結構FREIRHLRSMS-GMSCSMS-IWMSCMSC/VLRBSSUTRANSGSNSGSNGGSNBGGGSNCG TE TEInternetX.25SS7ATMDDNISDNIPGPRSBackbon

34、eGsGdGrGfGcGbIuUmUmGpGiGiGnGnATM/IPGaGPRS 主要網元功能主要網元功能 SGSN 位置更新、附著位置更新、附著/分離、分離、PDP激活激活/去激活等移動性管理去激活等移動性管理 儲存用戶信息儲存用戶信息/位置信息：位置信息：IMSI、PSP類型類型/地址、地址、APN等等 中繼、路由、地址翻譯、封裝中繼、路由、地址翻譯、封裝/ /拆包等拆包等路由傳輸功能路由傳輸功能 計費信息采集計費信息采集GGSN 提供提供IP分組網絡接口，可同外網交換分組網絡接口，可同外網交換IP路由信息路由信息 根據根據PDP上下文和上下文和APN，建立、維護、釋放數據鏈路，建立、維

35、護、釋放數據鏈路 儲存數據同儲存數據同SGSN，增加，增加SGSN地址地址 采用透明和非透明兩種方式采用透明和非透明兩種方式 計費信息采集計費信息采集MS A、B、C三種類型終端三種類型終端MSC/VLR 附加功能：附加功能：GPRS關聯、關聯、CS業務尋呼、非業務尋呼、非GPRS業務提示、用戶業務提示、用戶/移動信息、錯誤恢復移動信息、錯誤恢復等等PCU BSS側增加單元，完成業務分組處理和無線資源管理側增加單元，完成業務分組處理和無線資源管理GC 話單手機、合并、預處理，減少計費中心負擔話單手機、合并、預處理，減少計費中心負擔中國中國GPRS網絡結構網絡結構WAP業務舉例：飛信業務舉例：飛

36、信n飛信是一款基于手機應用以及與互聯網深度互通的即時通訊產品。除飛信是一款基于手機應用以及與互聯網深度互通的即時通訊產品。除具備聊天軟件的基本功能外，飛信還可以通過具備聊天軟件的基本功能外，飛信還可以通過PCPC、手機、手機、WAPWAP等多種等多種終端登錄，實現終端登錄，實現PCPC和手機間的無縫即時互通，能夠實現永不離線的狀和手機間的無縫即時互通，能夠實現永不離線的狀態。態。 n飛信業務功能包括：飛信業務功能包括：n 1)1)虛擬虛擬IDID號碼分配功能：客戶通過手機終端或號碼分配功能：客戶通過手機終端或PCPC客戶端等多種客戶端等多種方式申請飛信業務后，系統自動分配一個虛擬方式申請飛信業

37、務后，系統自動分配一個虛擬IDID號號( (簡稱飛信號簡稱飛信號) )的交的交互過程。互過程。n 2)2)手機手機-手機文字通信：手機客戶端之間的文字信息通信。手機文字通信：手機客戶端之間的文字信息通信。n 3)3)手機手機-PC-PC文字通信：手機與文字通信：手機與PCPC客戶端之間的文字信息通信。客戶端之間的文字信息通信。飛信業務網絡結構飛信業務網絡結構高級飛信用戶通信信道普通飛信手機客戶端GPRS信道與飛信服務器數據交換普通飛信PC客戶端飛信通訊服務器飛信廣告代理服務器用戶數據庫廣告商數據庫傳遞多用戶信息課程內容課程內容 移動通信概述 GSM CDMA CDMA含義和主要技術特點 擴頻通

38、信 CDMA網絡結構 CDMA編號計劃 3GCDMA的含義的含義CDMAodeivisionultipleccess碼分多址接入技術碼分多址接入技術“碼分碼分”的基礎是要的基礎是要達到能容納多路用戶達到能容納多路用戶通信的目的，所以要通信的目的，所以要提供足夠數量的地址提供足夠數量的地址碼，而這些地址碼要碼，而這些地址碼要有良好的自相關特性有良好的自相關特性和互相關特性。和互相關特性。相關性相關性相關性反映兩個二進制數列的相似程度相關性反映兩個二進制數列的相似程度 Code #23 01101001011010011001011010010110011010010110100110010110

39、10010110 (Code #23) 1001011010010110011010010110100110010110100101100110100101101001 Code #59 0110011010011001100110010110011010011001011001100110011010011001相同相同XOR：全：全0 0相關性：相關性：100%100%(100%(100%匹配匹配) )正交正交XOR：一半：一半0 0，一半，一半1 1相關性：相關性：0%0%(50%(50%匹配匹配, 50%, 50%不匹配不匹配) )相反相反XOR：全：全1 1相關性：相關性：-100%

40、-100%(100%(100%不匹配不匹配) )#23#23(#23)#23#23#59CDMA800MHz系統頻譜系統頻譜uCDMA800MHz蜂窩系統蜂窩系統n 上行（反向）：上行（反向）：824849MHzn 下行（前向）：下行（前向）：869894MHzPossible CDMA Center Freq. Assignments信道號信道號前向鏈路前向鏈路 ( (即基站發射即基站發射) )反向鏈路反向鏈路 ( (即移動臺發射即移動臺發射) )824MHz849MHz869MHz894MHz其它其它應用應用AAABAB110101.52.5ABAB110101.52.5991102313

41、3333466666771671779999110231333334666667716717799300 kHz300 kHz，可能需要，可能需要防護帶防護帶，如果相鄰頻率信號不是，如果相鄰頻率信號不是CDMACDMA系統系統 ( (而是而是AMPS, TDMA, ESMRAMPS, TDMA, ESMR等等) )CDMA RFn所有所有CDMA RF載頻均為載頻均為1.25 MHz. 當采用8kb聲碼器時，可為22個用戶提供服務(13kb聲碼器，17 個用戶) n12.5MHz的蜂窩頻譜可提供的蜂窩頻譜可提供9個個CDMA載頻載頻在CDMA和非CDMA信號頻帶之間必須有保護頻帶相鄰CDMA載

42、頻之間不需要保護帶。260 kHz防護帶260 kHz防護帶FrequencyPower1.77 MHz1.25 MHzCDMA載頻CDMA技術特點一技術特點一CDMACDMA無線網絡規無線網絡規劃簡單，頻分復劃簡單，頻分復用系數高。容量用系數高。容量明顯大于明顯大于FDMAFDMA和和TDMATDMA一個無線系統總一個無線系統總的業務容量主要的業務容量主要取決于無線信號取決于無線信號的特點及的特點及RFRF方案方案CDMA技術特點二技術特點二覆蓋面積大在反向鏈路預算上，CDMA比GSM高5dBnCDMA小區覆蓋隨負載的變化而變化小區覆蓋隨負載的變化而變化*在無負載的情況下，小區半徑是標準在無

43、負載的情況下，小區半徑是標準GSM的的3倍倍*在每扇區在每扇區20信道的負載條件下，半徑是信道的負載條件下，半徑是標準標準GSM的的2倍倍 nGSM小區在加載的情況下，覆蓋保持不變小區在加載的情況下，覆蓋保持不變在相同覆蓋條件下，在相同覆蓋條件下，基站數量大大減少，節省投資基站數量大大減少，節省投資CDMAGSMMobile TX Power(dBm)2330Mobile Antenna Gain00Soft Handoff Gain40BTS Antenna Gain1818BTS Antenna Cable loss-4-4KT(dBm/Hz)-174-174Noise Bandwidth

44、(dBHz)60.951.3RX Noise Figure55Processing Gain (8KB)-21.140Required CNR (with Diversity)6.2650% Loading Factor (CDMA)30Sensitivity(dBm)-120.04-111.7Reverse Link Margin 161.04155.7CDMA技術特點三技術特點三頻譜利用率高，相同情況下是模擬系統的頻譜利用率高，相同情況下是模擬系統的89倍，是倍，是GSM的的46倍倍采用調頻的多址技術，業務信道在采用調頻的多址技術，業務信道在不同的頻段分給不同用戶。不同的頻段分給不同用戶。

45、TACSTACS、AMPSAMPS采用時分的多址技術，業務信道在采用時分的多址技術，業務信道在不同的時間分給不同用戶。不同的時間分給不同用戶。GSMGSM、DAMPSDAMPSCDMACDMA是采用擴頻的碼分多址技術，是采用擴頻的碼分多址技術，所有用戶在同一時間、同一頻率下所有用戶在同一時間、同一頻率下將不同的擴頻碼分給不同用戶。將不同的擴頻碼分給不同用戶。CDMA技術特點四技術特點四隱蔽性很好，不容易被盜打CDMA技術特點五技術特點五采用獨特的軟切換技術，降低掉話率CDMA：小區/扇區采用軟切換/更軟切換，采用先連續在中斷的方法，降低了掉話率CDMA技術特點六技術特點六話音質量高，采用8KQ

46、CELP、8KEVRC、13KQCELP語音編碼技術，良好的背景噪聲抑制功能CDMA技術特點七技術特點七采用完善的功率控制、語音激活技術，降低手機發射功率，增加了系統容量，延長了電池壽命，對人體的健康影響最小，綠色手機。發射功率小：功率控制，語音激活。CDMA技術特點八技術特點八全高速分組結構：方便向3G的平滑過渡平滑過渡到3G，運營商損失最小、利潤最大課程內容課程內容 移動通信概述 GSM CDMA CDMA含義和主要技術特點 擴頻通信 CDMA網絡結構 CDMA編號計劃 3G什么是擴頻通信什么是擴頻通信u擴頻通信：擴頻通信： 擴頻通信就是擴展頻譜通信的簡稱。在發端采用擴頻碼調制，使擴頻通信

47、就是擴展頻譜通信的簡稱。在發端采用擴頻碼調制，使信號所占的的頻帶寬度遠大于所傳輸信息必須的帶寬，在收端采用相信號所占的的頻帶寬度遠大于所傳輸信息必須的帶寬，在收端采用相同的擴頻碼進行相關解調來解擴以回復所傳信息數據。同的擴頻碼進行相關解調來解擴以回復所傳信息數據。u直接序列擴頻：直接序列擴頻： 簡稱直擴（簡稱直擴（DSDS）：利用比特率非常高的數字編碼隨機序列去調制）：利用比特率非常高的數字編碼隨機序列去調制載波，使信號帶寬遠遠大于原始信號。載波，使信號帶寬遠遠大于原始信號。u頻率跳變擴頻頻率跳變擴頻u跳時擴頻跳時擴頻擴頻通信原理示意圖擴頻通信原理示意圖1.25 MHz30 KHzPower

48、is “Spread” Over a Larger Bandwidth擴頻原理示意圖擴頻原理示意圖許多碼信道被單獨擴展, 然后加在一起,形成一個“”擴頻原理示意圖擴頻原理示意圖UNWANTED POWERFROM OTHER SOURCES使用使用“正確正確”的數學序列可以將的數學序列可以將任一個碼信道從接收到的復合任一個碼信道從接收到的復合信號中抽去出來信號中抽去出來.傳統通信實現方式傳統通信實現方式Spread 頻譜頻譜傳統通信系統傳統通信系統發送的發送的低速信息低速信息TX恢復出的恢復出的低速信息低速信息RX窄帶信號窄帶信號傳統通信系統通常使用的技術力圖把信號壓縮在盡可能傳統通信系統通常

49、使用的技術力圖把信號壓縮在盡可能小的帶寬內；信號傳入無線信道，受噪聲干擾嚴重。小的帶寬內；信號傳入無線信道，受噪聲干擾嚴重。CDMA擴頻通信的實現方式擴頻通信的實現方式擴頻系統擴頻系統快速快速擴頻序列擴頻序列發送的發送的低速信息低速信息TX恢復出的恢復出的低速信息低速信息RX快速快速擴頻序列擴頻序列寬帶信號寬帶信號擴頻系統使用快速的擴展序列與輸入數據混合擴頻系統使用快速的擴展序列與輸入數據混合擴展序列在接收端獨立再生擴展序列在接收端獨立再生, , 并與接收的寬帶信號一起恢復原始數據并與接收的寬帶信號一起恢復原始數據擴頻碼的選擇擴頻碼的選擇Cell每種擴頻序列在前向鏈路和反向鏈路上具有不同每種擴

50、頻序列在前向鏈路和反向鏈路上具有不同的用途的用途但這些序列在兩個方向上均用于生成用戶的碼分但這些序列在兩個方向上均用于生成用戶的碼分信道信道沃氏碼沃氏碼短碼短碼序列序列長碼長碼序列序列序列類型序列類型互相正互相正交交除除0 0偏偏置外正置外正交交近似正近似正交交特性特性6421數量數量64 chips1/19,200 sec.32,768 chips26-2/3 ms75x in 2 sec.242 chips41 days長度長度正交調制正交調制 四相擴頻四相擴頻(0(0偏置偏置) ) 區分用戶區分用戶反向鏈路反向鏈路 功能功能用戶識用戶識別別區分基區分基站和扇站和扇區區數據擾數據擾碼抯碼抯

51、前向鏈前向鏈路功能路功能IQ32,768 chips long26-2/3 ms.(75 repetitions in 2 sec.)64codes64 chips long AND=SUMModulo-2 Addition課程內容課程內容 移動通信概述 GSM CDMA CDMA含義和主要技術特點 擴頻通信 CDMA網絡結構 CDMA編號計劃 3GCDMA網絡結構網絡結構功能實體功能實體MSC/VLR功能實體功能實體HLR/AUC課程內容課程內容 移動通信概述 GSM CDMA CDMA含義和主要技術特點 擴頻通信 CDMA網絡結構 CDMA編號計劃 3G移動用戶號碼薄號碼移動用戶號碼薄號碼

52、MDN號碼號碼MDN號碼為主叫用戶呼叫一個移動用戶時所撥的號碼，采用E.164編碼方式，儲存在HLR和VLR中。國際移動用戶識別碼國際移動用戶識別碼IMSIMCCMNCMSIN國際移動用戶識別國內移動用戶識別MCC：移動國家碼，中國為460MNC：移動網絡碼，中國聯通為03MSIN：移動用戶識別碼，10位10進制數字，同MINIMSI是CDMA唯一的標識移動用戶的號碼，采用E.212編碼方式，儲存于移動臺/UIM卡、HLR和VLR中。移動臺識別碼移動臺識別碼MIN為保證CDMA/AMPS雙模工作而沿用AMPS標準定義的，體制要求是MIN是IMSI的后10位，即MSIN。XX：為分給我國的MIN

53、號碼段。暫定為09/03H0H1H2H3：HLR識別號ABCD：移動用戶號GT號碼和號碼和HLR IN號號于GT尋址有關的號碼我們稱之為GT號碼分為兩大類：與用戶有關：MDN號碼和IMSI。 與用戶無關：MSCIN、HLRIN等其他網絡節點INHLRIN根據HLR所屬的用戶的IMSI號碼不同，HLRIN也不同。分為兩種：IMSI為：460 03 09/03 H0H1H2H3 ABCD HLRIN為：460 03 09/03 H0H1H2H3 0000GT號碼其他網元的其他網元的IN號號除HLRIN號以外的其他網元IN號都可以表示成為： 460 03 09 44 M1M2M3 X00其中X的取值

54、代表這不同的網元。X網元網元1MSC2MC3SCP4IP5VC課程內容課程內容 移動通信概述 GSM CDMA 3G 3G概述 CDMA2000 WCDMA TD-SCDMA移動通信的發展移動通信的發展3G標準化格局標準化格局3GPP技術標準的演進技術標準的演進3GPP2技術標準演進技術標準演進3G的方向：的方向：5個個every任何時間任何地點任何人任何方式任何信息網絡可靠性網絡覆蓋終端多樣化接入方式豐富的業務3G的目標的目標ALLIPNGNALL-IPnALLIP：n 隨著通信的發展，業務需求增大，需要尋找一個穩定性更好、冗隨著通信的發展，業務需求增大，需要尋找一個穩定性更好、冗余性更高、

55、成本更低的傳輸方式來代替余性更高、成本更低的傳輸方式來代替2G2G的的TDMTDM傳輸方式。所以我們傳輸方式。所以我們引入了全引入了全IPIP的傳輸方式，這是通信發展革命的一頁。的傳輸方式，這是通信發展革命的一頁。NGNu全全IP實現了：實現了：n 分組交換分組交換電路交換電路交換n I P傳輸傳輸TDM傳輸傳輸u優點：優點：n 成本低、可靠性高、冗余性好、利于網絡融合。成本低、可靠性高、冗余性好、利于網絡融合。n NGNnNGN：n 軟交換：三個功能層面：控制、承載、業務三個層面分離，軟交換：三個功能層面：控制、承載、業務三個層面分離，由不同的網元來實現。由不同的網元來實現。n 優點：三個功

56、能層面分步實現、使網絡具有彈性（可靠性）；優點：三個功能層面分步實現、使網絡具有彈性（可靠性）；業務獨立、利于擴展。業務獨立、利于擴展。三種主流標準參數對比三種主流標準參數對比制式制式WCDMAcdma2000TDSCDMA雙工方式雙工方式FDD/TDDFDDTDD帶寬（帶寬（M）5/10/201.25/5/10/201.2碼片速率碼片速率（Mbit）N*4.096 N=1，2，4N*1.2288 N=1，3，6，9，121.11擴譜方式擴譜方式前向：前向：WALSH（信道化）（信道化）+GOLD序列序列218（區分（區分小區）小區）反向：反向：WALSH（信道化）（信道化）+GOLD序列序列

57、241（區分（區分用戶）用戶）前向：前向：WALSH（信道化）（信道化）+M序列序列215（區分小區）（區分小區）反向：反向：WALSH（信道化）（信道化）+M序列序列242-1（區分用（區分用戶）戶）前向：前向：WALSH（信道化）（信道化）+PN序列（區分小區）序列（區分小區）反向：反向：WALSH（信道化）（信道化）+PN序列（區分用戶）序列（區分用戶）基站間同步基站間同步異步，同步（可選）異步，同步（可選）同步（同步（GPS、GLONSS）同步（同步（GPS或其它方式）或其它方式）三種制式采用的技術三種制式采用的技術三種制式采用的切換方式三種制式采用的切換方式三種切換對比三種切換對比非

58、主流標準：非主流標準：WiMaxuWiMax：n 全稱：全稱：Word Interoperablilty for Microwave Access 即全球微波即全球微波接入互操作性。接入互操作性。WiMax的另一個名字是的另一個名字是802.16；或者也可以稱為：；或者也可以稱為：寬帶無線接入（寬帶無線接入（Broadband Wireless Access）標準。）標準。n WiMax于于2007年底正式通過年底正式通過ITU的驗證，正式成為的驗證，正式成為3G的第四的第四標準，采用雙工方式是標準，采用雙工方式是TDD。WiMax定位定位uWiMax的定位：的定位：n WiMax主要是面對無

59、線城域網的問題。能提供面向互聯網主要是面對無線城域網的問題。能提供面向互聯網的高速連接，采用了代表未來通信技術發展方向的的高速連接，采用了代表未來通信技術發展方向的OFDM/OFDMA等等先進技術，數據傳輸距離最遠可達先進技術，數據傳輸距離最遠可達50km，而且網絡連接速度能飆，而且網絡連接速度能飆升到升到70M/S。 u三大主流三大主流3G標準和標準和WiMax的差別：的差別：n WiMax倡導寬帶無線化，三主流倡導的是無線寬帶化。所倡導寬帶無線化，三主流倡導的是無線寬帶化。所以以WiMax基礎架構與三主流是完全不同。基礎架構與三主流是完全不同。3G商用情況商用情況日本日本NTT Do Co

60、 Mo 第一個吃螃蟹的人第一個吃螃蟹的人u2001年正式商用，采用非通用年正式商用，采用非通用3GPP版本。版本。u日本最大的運營商，有很好的數據業務基礎。日本最大的運營商，有很好的數據業務基礎。uWCDMA網與現有網與現有PDC網獨立，不需要考慮與網獨立，不需要考慮與2G網的兼容。網的兼容。u已經解決網絡、終端的技術問題，進入了很好的發展階段。已經解決網絡、終端的技術問題，進入了很好的發展階段。u發展的多為高端用戶，發展的多為高端用戶，3G用戶明顯高于用戶明顯高于2G用戶。用戶。u必須要升級成為國際統一標準，才能實現國際漫游必須要升級成為國際統一標準，才能實現國際漫游課程內容課程內容 移動通