1、移动通信基本原理移动通信基本原理.txt 生活是一张千疮百孔的网，它把所有激情的水都漏光了。寂寞就是你说话时没人在听，有人在听时你却没话说了！ 本文由 267405041 贡献ppt 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。中国电信无线维护 岗位认证培训教材技术原理篇系列教材之移动通信基本原理 移动通信基本原理1通信技术的发展日新月异，移动业 务渗入了人们生活的方方面面，给人们 生活带来了极大便利。 CDMA 是移动通信领域中发展最快 的数字无线技术之一，它提供的各类业 务在信号质量、安全性、功耗和可靠性 等方面都表现出很强的技术优势。 随着全球第三
2、代移动通信系统的开 通运营，移动通信新时代正在来临并蓬 勃发展，本课程介绍移动通信基本原理。2学习完此课程，您将会： 移动通信的组成、特点、 分类及工作方式 移动通信信道的电波传输 CDMA 技术标准的发展、 CDMA2000 的发展趋势等 第三代移动通信的新技术、 业务及其特征,等3第 1 章 第 2 章 第 3 章 第 4 章 第 5 章 第 6 章 第 7 章无线电波传播基本理论 移动通信的发展简史 CDMA 的特点及基本原理 CDMA 的特点及基本原理 CDMA 频段的划分 CDMA 频段的划分 CDMA 网络基本架构 CDMA 网络基本架构 编号计划 常用名称解释4无线信号的传输的简
3、单模型信源（发射机）信道信宿（接收 机） ? 空中接口的信道是开放的，很容易引入干 扰。5无线电波的传播速率、 无线电波的传播速率、频率无线电波是电磁波，在真空中的传播速度 是每秒 30 万千米。 ? 无线电波的波长 波长无线电波的速率/无线电波的频率。 800M电波的波长：约 37.5CM 1900M 电波的波长：约 15.8CM6无线传播概述传播特性直接关系到通信设备的能力、天线 高度的确定、通信距离的计算、以及为实现 优质可靠的通信所必须采用的技术措施等一 系列系统设计问题。 ? 移动通信系统的无线信道环境比固定无线通 信的信道环境更复杂，必须根据移动通信的 特点按照不同的传播环境和地理
4、特征进行分 析和仿真。7电波的各种传播方式表面波传播 电波是紧靠着地面传播的，地面的性质， 地貌，地物等的情况都会影响电波的传播。 一方面使电波发生变化和引起电波的吸收。 另一方面由于地球表面是球型，使沿它传播 的电波发生绕射。 ? 外层空间传播 电磁波由地面发出，经低空大气层和电 离层而到达外层空间的传播，如卫星传播、 宇宙探测等均属于这种远距离传播。宇宙空 间近似于真空状态，传输特性比较稳定。8电波的各种传播方式天波传播 籍此电离层的反射作用，电波在地面与电离层 之间来回反射传播至较远的地方。我们把经过电 离层反射到地面的电波叫作天波。 ? 散射传播 当天线辐射出去的电波，投射到那些不均匀
5、体 的时候，类似于光的散射和反射现象，电波发生 散射或反射，一部分能量传播到接收点，这种传 播称为散射传播。9移动通信电波的三种基本传播方式 ? 在移动通信中，影响传播的三种最基本的 机制为反射、绕射和散射。 ? （接收功率或它的反面，路径损耗）是基 于反射、散射和绕射的大尺度传播模型预 测的最重要的参数。 ? 这三种传播机制也描述了小尺度衰弱和多 径传播。10移动通信电波的三种基本传播方式 移动通信电波的三种基本传播方式反射当电磁波遇到比波长大得多的物体时发生 反射，反射发生于地球表面、建筑物和墙 壁表面。 ? 反射波和传输波的电场强度取决于费涅尔 Fresnel）反射系数 G。反射系数为材
6、料的 函数，并与极性、入射角和频率有关。11移动通信电波的三种基本传播方式 移动通信电波的三种基本传播方式绕射当接收机和发射机之间的无线路径被尖利 的边缘阻挡时发生绕射。由阻挡表面产生 的二次波散布于空间，甚至于阻挡体的背 面。当接收机和发射机之间不存在视距路 径，围绕阻挡体也产生波弯曲。在高频波 段，绕射与反射一样，依赖于物体的形状， 以及绕射点入射波振幅、相位和极化的情 况。12移动通信电波的三种基本传播方式 移动通信电波的三种基本传播方式散射当电磁波穿行的介质中存在小于或等于波 长的物体并且单位体积内阻挡体的个数非 常巨大时，发生散射。散射波产生于粗糙 表面、小物体或其它不规则物体。在实
7、际 通信系统中，树叶、街道标志和灯柱都会 引发散射。13移动通信电波的三种基本传播方式 ? 电磁波直接从发射天线传播到接收天线， 另外还可以经地面反射及其他物体的散射而 到达接收天线。所以接收天线处的场强是直 接波和反射波、散射波的合成场强，直接波 不受地面影响，地面反射波要经过地面的反 射，因此要受到反射点地质地形的影响。 空间波在大气的底层传播，传播的距离 受到地球曲率和低空大气层的影响。收，发 天线之间的最大距离被限制在视线范围内， 要扩大通信距离，就必须增加天线高度。一 般地说，视线距离可以达到 50km 左右。14空间波传播环境覆盖区大小与天线的高度和增益成比例。在 蜂窝系统中，基站
8、天线高度从 20m100m 不等， 其具体取值由环境确定，例如城市中天线高 度约为 30m，郊区高度取 50m，乡村取 80m。天 线增益的取值同样依赖于环境15各个波段的传播特点长波传播（波长 1000 米以上） 以表面波或天波的形式传播。 对其他接受台干扰很强烈；天电干扰对长波的接 收的影响严重，特别是雷雨较多的夏季 中波传播（波长 100-1000 米） 以表面波或天波的形式传播 波长在 2000200 米的中短波主要用于广播 短波传播（波长 10-100 米） 靠表面波和天波传播。16各个波段的传播特点超短波和微波（波长为 10 米以下）的频率很高，表 面波衰减很大；电波穿入电离层很深
9、，甚至不能反 射回来，所以超短波、微波一般不用表面波、天波 的传播方式，而只能用空间波、散射波和穿透外层 空间的传播方式。 ? 超短波和微波的频带很宽。超短波广泛应用于电视， 调频广播，雷达等方面。利用微波可同时传送几千 路电话或几套电视节目。 ? 超短波和微波的传播特点基本上相同，主要是在低 空大气层做视距传播。因此，为了增大通信距离， 一般把天线架高。17传播性能的指标传送的功率指的是发射机所发射的能量。拥有较高 的传输功率将有助于压制它的频带内其他的干扰信 号，但是拥有较高传输功率的设备也将可能耗电较 多，同时对别的信号的干扰也加强。 ? 灵敏性指的是在信道中可以被接收机接受的最弱信 号
10、的测量。数值愈低的那台接收机的设备就愈好。 但是这要求所有的制造商和标准都用相同的参考值 （如包丢失率）来定义灵敏度。 ? 信道是对无线通信中发送端和接收端之间的通路的 一种形象比喻，信道有一定的带宽。18移动信道的复杂性（特点） 移动信道的复杂性（特点）易衰弱。移动信道中信号的强度与距离的高次幂成反比。而 在有线信道中，信号的强度与距离成反比 ? 干扰强。自然环境中的干扰，工业干扰、系统内干扰。 ? 不稳定。陆地移动系统中，移动台处于城市建筑群之中或处 于地形复杂的区域，其天线将接收从多条路径传来的信号， 再加移动台本身的运动，使得移动台和基站之间的无线信道 多变且难以控制。衰落是经常发生的
11、，衰落深度可达30dB。 ? 无线信道包括了电波的多径传播，时延扩展，衰落特性以及 多普勒效应19阴影效应由于高频的无线电波以直射波为主，高大建筑和 山峰会成为无线电波的阻碍，这就象阳光被高大 建筑的阻挡，会产生阴影一样。 ? 在高大建筑背后，接收信号的强度大幅度下降， 这种效应称为阴影衰弱效应。 ? 阴影衰弱是慢衰弱的一种，也就是接收信号的强 度主要随空间变化而变化随时间变化不大。 ? 阴影衰弱服从对数正态分布。20多径衰落 多径衰落1由于电波通过各个路径的距离不同，因而各个路径 来的反射波到达时间不同，相位也就不同。不同相 位的多个信号在接收端迭加，有时迭加而加强（方 向相同） ，有时迭加
12、而减弱（方向相反） 。这样，接收信号的幅度将急剧变化，即产生了快衰落。 ? 多径衰弱，可以从时间和空间两个方面来描述和测 试。 ? 多径衰弱是产生小尺寸衰弱的重要原因。21多径衰落 多径衰落2多径传播使接收端的信号近似于一种叫做 Rayleigh 瑞利分布的数学分布，故多径快 衰落又称为 Rayleigh 瑞利衰落。 ? 在城市环境中，一辆快速行驶车辆上的移 动台的接收信号在一秒钟之内的显著衰落 可达数十次。22慢衰落接收信号除瞬时值出现快衰落之外，场强平 均值也会出现缓慢变化。这种由阴影效应和 气象原因引起的信号变化称为慢衰落。慢衰 落接收信号近似服从一种叫做对数正态分布 的数学分布，变化幅
13、度取决于障碍物状况、 工作频率、障碍物和移动台移动速度等。 ? 快衰落和慢衰落是由相互独立的原因产生， 随着移动台的移动，这二者构成移动通信接 收信号不稳定的因素。23时延扩展由于电波通过各个路径的距离不同，因而各个路 径来的反射波到达时间不同，也就是各信号的时 延不同。当发送端发送一个极窄的脉冲信号时， 移动台接收的信号由许多不同时延的脉冲组成， 我们称为时延扩展。24多普勒频移 多普勒频移1在移动通信中，当移动台移向基站时，频 率变高，远离基站时，频率变低，所以我们在 移动通信中要充分考虑“多普勒效应”,这也 加大了移动通信的复杂性。 最大多普勒频移 fm 与载波频率 fc及接收机最 大移
14、动速度 vm 相关： fm= fc vm/C 其中 c 为无线电波传播速度。 发射机的载波频率为 910MHz，25多普勒频移 多普勒频移2以步行速度 1.33m/s 移动由此引起的最大多普勒频 移为4Hz； ? 以 60 英里/小时的速度移动，则多普勒频移将增加 到120Hz 左右。26菲涅耳区菲涅耳区一个直接环绕在可见视距传播路径周围 的椭球区域，其半径会因信号传播路径长度和信号频 率的不同而有所变化。 ? 当发射机和接收机处于视距时，可以建立直达的 传播路径。如果路径中有凸出障碍物进入了菲涅 耳区，尽管其高度不足以阻挡信号的传播，但无 线电波的衍射仍会使部分信号偏转，致使其到达 接收机的
15、时间略晚于直达信号。由于这些绕射的 信号与直达信号有相位差，叠加的时候就会削弱 直达信号，干扰了直达信号。总而言之，尽管发 射机能够看到接收机，但这并不意味着发射机就 能够建立到接收机良好的信号传输路径。27移动信道研究的基本方法（1）理论分析，即用电磁场理论或统计理论分析电波在移 动环境个中的传播特性，并用各种数学模型来描述移动信 道。往往要提出一些假设条件使信道数学模型简化，所以 数学模型对信道的描述都是近似的。 （2）现场电波传播实测，即在不同的传播环境中，做电波 传播实测试验。测试参数包括接收信号幅度、延时以及其 它反映信道特征的参数。对实测数据进行统计分析，可以 得出一些有用的结果。
16、 （3）移动信道的计算机模拟，计算机具有很强的计算能力， 能灵活快速地模拟各种移动环境。相辅相成， 相辅相成，可用于研究进程的不同阶段28第 1 章 第 2 章 第 3 章 第 4 章 第 5 章 第 6 章无线电波传播基本理论 移动通信的发展简史 CDMA 的特点及基本原理 CDMA 的特点及基本原理 CDMA 频段的划分 CDMA 频段的划分 CDMA 网络基本架构 CDMA 网络基本架构 编号计划29移动通信技术的发展历程1G1G模拟蜂窝（FDMA） 模拟蜂窝（ ）话音通信 主要系统： 主要系统：AMPS、TACS、NMT、J-TACS、其它 、 、 、 、2G2G数字蜂窝（TDMA、C
17、DMA） 数字蜂窝（ 、 ）2.5G话音通信、低速数据通信： 话音通信、低速数据通信：9.6Kbps 主要系统：GSM、IS-95 CDMA、TDMA IS-136、PDC 主要系统： 、 、 、2.5G数据通信（TDMA、CDMA） 数据通信（ 、 ）话音通信、数据通信： 话音通信、数据通信：115Kbps/144Kbps 主要系统： 主要系统：GPRS、cdma2000 1X 、3G3G多媒体数据通信（CDMA-DS/MC/TDD、TDMA） 多媒体数据通信（ 、 ）话音通信、数据通信、 话音通信、数据通信、移动多媒体 ：2Mbps 主要系统： 主要系统：W-CDMA、cdma2000 E
18、V、TD-SCDMA 、 、30移动通信技术的发展历程第一代移动通信系统 采用频分多址（FDMA） ，模拟系统代表系统：美国的 AMPS、欧洲的 TACS 主要缺点? ? ? ? 频谱利用率低 采用 FDMA 所致 业务种类有限 采用模拟方式所致 无数据业务 采用模拟方式所致 保密性差 采用模拟方式所致 设备成本高、体积、重量大 采用模拟方式所致31移动通信技术的发展历程第二代移动通信系统（2G） 采用时分多址（TDMA）或窄带码分多址（CDMA） ， 数字系统 代表系统：美国的 IS95A（CDMA） 、欧洲的 GSM （TDMA） 、日本的 JDC 对第一代移动通信系统缺点的改善频谱利用率
19、提高 （CDMA） ? 业务种类增加 ? 窄带数据业务 ? 保密性较好 ? 减小了设备成本 降低 提高了 2 倍（GSM）或 10 倍 提供了较丰富的电信业务 提供了低速数据业务（最大64Kbit/s） 具有良好的保密性能 设备（尤其是终端设备）成本大大 体积、重量也大大减少32移动通信技术的发展历程第三代移动通信系统（3G）：IMT2000 采用宽带码分多址（CDMA） ，实现移动宽带多媒体 通信 IMT2000：2000 年，在 2000M 频段实现 2000K 的数据 通信 3G 对数据通信速率的要求? ? ? 室内环境至少 2Mbps 室内外步行环境至少 384kbps 室外车辆运动中
20、至少 144kbps 卫星移动环境至少 9.6kbps IMT2000 推荐的 3 种制式：WCDMA（欧洲） 、 CDMA2000（美国） 、TDSCDMA（中国） TDSCDMA：中国的第一个国际通信标准333G 三种制式比较（1） 三种制式比较（ ） 三种制式比较制式 双工方式 带宽（ 带宽（M） WCDMA FDD/TDD 5/10/20 前向：WALSH（ 前向：WALSH（区 分信道） GOLD 序 分信道）+GOLD序 区分小区） 列 218（区分小区） 反向：WASLH（ 反向：WASLH（区 分信道） GOLD 序 分信道）+GOLD 序 区分用户） 列241（区分用户） 异
21、步/ 异步/同步 CDMA2000 FDD 1.25/5/10/20 前向：WALSH（ 前向：WALSH（区 分信道） 分信道）+M 序列 区分小区） 215（区分小区） 反向：WASLH（ 反向：WASLH（码 片转换）片转换）+M 序列 区分用户） 241-1（区分用户） 同步 TDTD-SCDMA TDD 1.2 前向：WALSH（ 前向：WALSH（区 分信道） PN 序列 分信道）+PN 序列 区分小区） （区分小区） 反向：WASLH（ 反向：WASLH（区 分信道） PN 序列 分信道）+PN 序列 区分用户） （区分用户） 同步34扩频方式基站间同步3G 三种制式比较（2）
22、三种制式比较（ ） 三种制式比较制式 接收机结构 闭环功率控制 越区切换 解调方式 码片速率 Mcps） （Mcps） 发射分集方式 同步方式 核心网 WCDMA RAKE 支持 软、硬切换 相干解调 3.84 TSTD STTD FBTD 异步 GSM MAP CDMA2000 RAKE 支持 软、硬切换 相干解调 N*1.2288 OTD STS 同步 ANSIANSI-41 TDTD-SCDMA RAKE 支持 软、硬切换 相干解调 1.28无 异步 GSM MAP353G 移动通信技术标准的不同发展趋势 3G 移动通信技术标准的不同发展趋势PDC US-TDMA GPRS GSM ED
23、GEWCDMA/ TD-SCDMAHSPDAIS-95A CDMACdma2000 1Xcdma2000 3XIS-95B CDMA Data Only 1XEV-DOData 覆盖 1000 km2： GSM 需要 200 个基站，CDMA 只需 50 个 基站。45CDMA 移动通信的特点 移动通信的特点频谱利用率高，相同频谱情况下容量是模拟系 统的 810 倍;是 GSM 的 5.5 倍； FDMA采用调频的多址技术. 采用调频的多址技术.业务信道在不同 频段分配给不同的用户。 频段分配给不同的用户。 TACS、 TACS、AMPS 采用时分的多址技术。 采用时分的多址技术。业务信道在不
24、 同的时间分配给不同的用户 GSM、 GSM、DAMPSPowerTDMAPowerCDMA 是采用扩频的码分多址技术。 CDMA 是采用扩频的码分多址技术。所 是采用扩频的码分多址技术 有用户在同一时间、同一频段上、 有用户在同一时间、同一频段上、根 据不同的编码获得业务信道CDMAPower46CDMA 移动通信的特点 移动通信的特点隐蔽性好，保密性好。有效信号淹没在噪声中。扩频信号 信源信号TX RX解调信号伪随机序列伪随机序列47CDMA 移动通信的特点：掉话率低 移动通信的特点： 移动通信的特点 采用独特的软切换技术，降低了掉话率；更软切换：同一基站、相同频率、不 同扇区的 CDMA
25、 信道间。CDMA：小区/扇区切换采用软/更软切换切换是先接续 再中断服务质量高,有效减低掉话 其他无线系统：小区/扇区切换采用硬切换切换是先中 断再接续容易产生掉话48CDMA 移动通信的特点：话音质量高 移动通信的特点： 移动通信的特点 话音质量高，采用 8K、8K EVRC、13K 语音 编码技术，良好的背景噪声抑制功能；话音质量64k PCM13k GSM8k 13k CDMA CDMA8kEVRC CDMA49CDMA 移动通信的特点：辐射小 移动通信的特点： 移动通信的特点采用完善的功率控制、话音激活技术，降低了 手机发射功率，增加了系统容量，延长了电池 使用时间，对人体健康的影响
26、最小发射功率小：功率控制， 发射功率小 语音激活.技术体制 GSM CDMA 平均发射功率 最大发射功率 125 mW 2W 2 mW 200mW50第三代移动通信特点特点容量高技术扩 频 /编 码功率控制软切换/ 更软切换可变速编码器为运营商 带来的好处节省设备投资 提高频率利用 率 提高服务质量 争取用户 节省设备投资 减少工程设计 工作量，扩容 方便 提高网络的安 全性，为用户 提供安全保障 提高服务质量 争取用户 提高用户的方 便性和通话可 靠性 “绿色”手机话音质量高 覆盖大 网络频率 规划简单 增强的私密 和安全性 减少掉话 延长手机电 池使用时间 减少对其它 电子系统的 干扰)2
27、011-2-15BSS Package51第三代移动通信关键技术多址技术 纠错编码技术 功率控制技术 软切换技术 调制技术 多用户检测* RAKE 接收机* 智能天线* 软件无线电* 高速率传输以支持多媒 体业务传输 速率能够按需分配 上下行链路能适应不对 称要求 提供不同 QoS 要求的多种 提供不同 QoS 要求的多种 QoS 业务 高频谱利用率 高容量 高抗干扰能力52双工技术FDD: 上下行频率配对TDD：上下行频率相同53多址技术? ? ?SDMA：空分多址 FDMA:频分多址 TDMA：时分多址 CDMA：码分多址，3G54码分多址技术在 CDMA 系统中,移动台与基站之间采用码分
28、多址方式进行 连接, 这种多址方式完全区别于传统的信号调制方式,信 号在频率,时间和空间上互相重叠； ? 采用码分多址接入技术和扩频技术，加上丰富的码字资源， 使得 3G 系统具有极高的频率利用率，而且同一频率还可以 在相邻小区中复用，这使频率规划简单，容量大。在相同 的频段内提供的系统容量比模拟 TDMA 系统大 1020 倍，比 TDMA数字系统大 46 倍。 ? CDMA 用码字区分信道，码字长度不同，信道提供的速率就 不同，所需要的功率也不同，这为 3G 系统有效支持多种业 务、提供不同等级的服务质量奠定了基础。55CDMA 概念类比: 国际性集会-同一房间（频率）的多个交谈 -每一对
29、话的音量要控制到最小(功率控制） -使用不同的语言（码分）u 小区呼吸 u 软容量56信源编码技术 信源编码有效性采用速率可变信源编码进一步提高编码效率8K EVRC（Enhanced Variable Rate Vocoder), 8K QCELP,13KQCELP （Qualcomm Code-Excited Linear Predictive ） AMR(动态多码率编码)：AMR 编码允许系统根据无线接口 的资源动态调整话音编码速率57信道编码 信道编码可靠性无纠错编码： 卷积编码： Turbo 码：BER10-1 10-2 BER10-3 BER10-6不能满足通信需要 满足语音、信令
30、、 低速数据通信需要 满足数据通信需要58功率控制技术u目的：为了克服宽带系统的远近效应，需要的功率 Power 控制fu基本原则: 在可接受的信号质量下，功率控制到最小每个用户对于其他用户都 相当于干扰， 相当于干扰，远近效应严 重影响系统容量采用功控技术减少了用 户间的相互干扰， 户间的相互干扰，提高 了系统整体容量59快速功率控制小区发射功率 手机发射信号功率控制功率控制节约基站的功率资源 减小多址干扰， 减小多址干扰，保证网络容量克服远近效应和多径衰落 延长电池使用时间60切换技术 ? 硬切换（同频率、不同频率、不同 系统） ? 软切换（同频率，不同基站） ? 更软切换（同基站不同扇区
31、）61硬切换先断后通（Break-before-make） 先断后通（ 先断后通 ）62软切换CDMA Soft Handoff先通后断（Make-before-break） 先通后断（ 先通后断 ） ?主要算法在基站控制器中 主要算法在基站控制器中63第 1 章 第 2 章 第 3 章 第 4 章 第 5 章 第 6 章无线电波传播基本理论 移动通信的发展简史 CDMA 的特点及基本原理 CDMA 的特点及基本原理 CDMA 频段的划分 CDMA 频段的划分 CDMA 网络基本架构 CDMA 网络基本架构 编号计划64800MHz 频谱分配情况基本信道A 段825MHz N= 835MHz辅
32、助信道B 段840MHzA845MHzB 段849MHz846.5MHz37 78 119 160 201 242 283 384 425 466 507 548 589 630 691 736 777电信 C 网长城网未分配共 10M 7 个载频共 5M 3 个载频载 频: 825.00+0.03N : 870.00+0.03N65CDMA 频点与信道上、下行频点相差 45MHzCDMA 反向信道 1.25 MHzCDMA 前向信道 1.25 MHz码分信道频率800MHz 频谱分配情况 频谱分配情况 ? CDMA 占用的载频：上行、下行各 10M 上行（825MHz-835MHz） 下行（
33、870MHz-880MHz） ? 上、下行频点相差 45MHz ? 载频计算：上行：载频=0.030MHz*载频号+825.000MHz 下行：载频=0.030MHz*载频号+870.000MHz67中国电信 C 网频段 中国电信 网频段目前，中国电信 CDMA 网络共有 7 个频段可 使用：依次为：283，242，201，160， 119，78，37。 ? 283 频段的中心频点是： 上行：825+0.03*283=833.49MHz 下行：870+0.03*283=878.49MHz68第 1 章 第 2 章 第 3 章 第 4 章 第 5 章 第 6 章无线电波传播基本理论 移动通信的发
34、展简史 CDMA 的特点及基本原理 CDMA 的特点及基本原理 CDMA 频段的划分 CDMA 频段的划分 CDMA 网络基本架构 CDMA 网络基本架构 编号计划69无线通信系统组成发基带 单元 发中频 单元 发射频 单元 发天线 单元无线传播 信道收基带 单元收中频 单元收射频 单元收天线 单元70无线通信系统组成： 无线通信系统组成：基带单元框图比特流及 时钟输入发端接 口处理发端信 道处理发端调 制映射发端基 带滤波基带复矢量 信号输出复接、分接 扰码、去扰纠错、交织 均衡、去干扰扩频映射 二进/多进映射基带成形 匹配滤波 基带复矢量 信号输入比特流及 时钟输出收端接 口处理收端信 道
35、处理收端解 调映射收端基 带滤波71无线通信系统组成： 无线通信系统组成：中频单元框图基带复矢量 信号输入复数 调制器 发端中 频本振中频放 大滤波发送中频 信号输出载波时 钟同步基带复矢量 信号输出接收中频 信号输入复数 解调器中频信 道处理AGC 中频放大收端 中频滤波72无线通信系统组成： 无线通信系统组成：射频单元框图发送中频 信号输入上 变频器 发端射 频本振射频功 率放大发端 射频滤波发送射频 信号输出频率 控制收端射 频本振接收射频 信号输入接收中频 信号输出下 变频器射频信 道处理射频前 置放大收端 射频滤波73CDMA 系统组网示意图 系统组网示意图HLR/AUC Abis2
36、G BTS 2G BSC 2G 终 端 2G BTSPSTN/PLMNMSCAbisInternetAbis3G BSC 或 2G BSC 版本升级 3G BTS 或 2G BTS 版本升级3G 终端PDSN 路由器 路由器EthernetAbis3G BSC3G BTSAAA serverHA74CDMA 移动通信系统网络结构图（电路域） 移动通信系统网络结构图（电路域） 移动通信系统网络结构图MS Um BT S Abis BSC A MSC E MSC/SSP Q M N C B SCP SCP PSTN ISDN PSPDN VLRDMCMC MHLR H AUCSMEMSMEMSS7
37、5基站子系统 BSSCDMA 网包括：移动终端、BSS 子系统、MSS 子系统、 OMM 子系统等部分基站子系统 BSS 可分为两部分。通过无线接口与移动 台相连的基站收发信台（BTS）以及与移动交换中心相连 的基站控制器（BSC） ，BTS 负责无线传输、BSC 负责控 制与管理。76MSS 子系统 子系统移动交换子系统 MSS 完成 CDMA 的主要交换功能， 同时管理用户数据和移动性所需的数据库。MSS 子系 统的 主 要 作 用 是 管理 CDMA 移动 用户 之 间 的通信和 CDMA 移动用户与其它通信网用户之间的通信。 移动交换子系统 MSS 包括以下主要功能单元： 移动交换中心
38、（MSC） 拜访位置寄存器（VLR） 归属位置寄存器（HLR） 鉴权中心（AUC） 短消息中心（MC）77移动交换中心（ 移动交换中心（MSC） ）MSC 是 CDMA 网络的核心。 1）对位于它所覆盖区域中的移动台进行控制和完成话路 接续的功能。 2）是 CDMA 网和其他网络之间的接口。 3）每个 MSC 还完成 GMSC 的功能。 4）每个 MSC 还完成SSP 的功能。 MSC 从三种数据库，拜访位置寄存器（VLR） 、归属位 置寄存器（HLR）和鉴权中心（AUC）中取得处理 用户呼叫请求所需的全部数据。反之，MSC 根据其 最新数据更新数据库。78拜访位置寄存器（VLR） 拜访位置寄
39、存器（VLR）VLR 是一个动态用户数据库。VLR 从移动用户的归 属位置寄存器（HLR）处获取并存贮必要的数据，包括： 用户号码、移动台的位置区信息、移动用户识别码、批 准数据、鉴权数据和用户服务清单等参数。 一旦移动用户离开该 VLR 的控制区域，则重新在另 一个 VLR 登记，原 VLR 将取消该移动用户的数据记录。 通常 VLR 与MSC 合设。79归属位置寄存器（HLR） 归属位置寄存器（HLR）HLR 是一个静态数据库，存储管理部门用于移动用 户管理的数据。每个移动用户都应在其归属位置寄存 器（HLR）注册登记，它主要存储两类信息： 一是有关移动用户的参数，包括移动用户识别号 码、
40、电子序列号、用户号码、服务项目清单、批准有 效时间等；一是有关移动用户目前所处位置的信息，以便建 立至移动台的呼叫路由，例如 MSC、VLR 地址等。80鉴权中心（AUC） 鉴权中心（AUC）AUC 属于 HLR 的一个功能单元部分，专门用 于 CDMA 系统的安全性管理，用来鉴别用户身份 的合法性以及对无线接口上的话音、数据、信令 信号进行加密，防止无权用户接入和保证移动用 户通信的安全。 鉴权中心一般与 HLR 合设。 包括参数：A_key, SSD、MIN/IMSI、AAV 等81短消息中心（ 短消息中心（MC） ）短消息中心的主要功能是接收、存储和转 发用户的短消息。 通过短消息中心能
41、够更可靠地将信息传送 到目的地。如果传送失败，短消息中心保存失 败消息直至发送成功为止。82操作维护中心（OMC）为运营商提供对网络的操作和维护服务、管理 签约用户信息，对网络进行规划。主要实现以下功能： 主要实现以下功能： 1、维护测 试 、 3、系统状态监视 、 5、局数据修改 、 7、用户跟踪、告警 、用户跟踪、 2、障碍检测及处理 、 4、系统实时控制 、 6、性能管理 、 8、话务统计等 、83系统各个接口和协议 系统各个接口和协议1网络接口1、A 接口： 接口：基站子系统与交换子系统之间的接口即 A 接口，其物 理链路通过采用标准的 2.048Mbit/s 的 PCM 数字传输链路
42、 来实现。此接口传递的信息包括移动台管理、基站管理、 移动性管理、接续管理等。 一般采用 IS-634 标准、IOS2.0、IOS4.0 等。84系统各个接口和协议 系统各个接口和协议22. Abis 接口：基站子系统中 BSC 与 BTS 之间的接口。支持对 BTS 无 线设备的控制。 物理层采用直接互联的方法，无统一标准。3. Um 接口：Um 接口被定义为 MS 与 BTS 之间的通信接口，即空中接 口。 ? 它实现了各种制造商的移动台与不同运营者的网络间的 兼容性，从而实现了移动台的漫游。 ?此接口遵守 IS-95 或 CDMA20001X 标准。85网络内部接口移动交换子系统 MSS
43、 内部接口如下图所示：BTS BSC A MSC C D H HLR /AUCB BSS 子系统 E VLR B MSC VLRNQ MC86A 接口，信令协议的参考模型 接口，BSSAPDTAP BSSMAPBSSAPDTAP BSSMAP分配功能 SCCP MTP A 接口分配功能 SCCP MTPBSSAP：BSS 应用部分 DTAP：直接转移应用部分 BSSMAP：BSS 移动应用部分 图 ASCCP ：信令连接控制部分 MTP：消息传递部分 接口信令协议参考模型87MSS 内部及 CDMA 系统与 PSTN 之间的协议 MSS 内部及 CDMA 系统与 PSTN 之间的协议 内部及
44、CDMA 系统与 PSTNMAP TUP ISUP BSSAP TCAP SCCP MTP应用于 CDMA 系统的 7 号信令协议层 TUP：电话用户部分 ISUP：ISDN 用户部分 MAP：移动应用部分 TCAP：事务处理应用部分 BSSAP：BSS 应用部分 SCCP：信令连接控制部分 MTP：消息传递部分88第 1 章 第 2 章 第 3 章 第 4 章 第 5 章 第 6 章无线电波传播基本理论 移动通信的发展简史 CDMA 的特点及基本原理 CDMA 的特点及基本原理 CDMA 频段的划分 CDMA 频段的划分 CDMA 网络基本架构 CDMA 网络基本架构 编号计划89号码类型M
45、DN HLR ESNIMSI/MIN SIDTLDN NIDMSC/VLR REG-ZONE901、移动用户号码簿号码(MDN) 、移动用户号码簿号码此号码为主叫用户呼叫一个数字移动用户时所需拨的号码。号码组成CC MAC国际移动用户 DN 号码 国内有效用户 DN 号码SN86N1N2N3H0H1H2H3 XXXX91移动用户号码簿号码(MDN) 1、移动用户号码簿号码(MDN)中国国家号为 86 ? 国内有效移动用户号码簿号码由三部分组成： 移动业务接入 号(N1N2N3)， HLR 识别号(H0H1H2H3) 移动用户号(XXXX)。移动业务接入号(N1N2N3)为 133。 HLR 识
46、别号(H0H1H2H3)见表1。 移动用户号(SN): XXXX, 由各 HLR 自行分配。92移动用户号码簿号码(MDN) 1、移动用户号码簿号码(MDN)H2 H1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 江西 湖北 四川 湖北 四川 福建 北京 广东 北京 上海 河北 辽宁 江苏 天津 河北 辽宁 江苏 吉林 山东 山东 湖南 四川 湖南 广东 贵州 重庆 辽宁 山西 吉林 山东 江苏 山西 黑龙 江 安徽 安徽 广东 广东 广西 云南 云南 湖北 河南 内蒙 浙江 内蒙 浙江 福建 云南 江西 海南/ 西藏 9 新疆 陕西 甘肃 甘肃 宁夏 青海 新疆 四川 上海 陕西 河南 0 1 2
47、3 4 5 6 7 8 9H0 一般为 2，H3 由各省自行分配，H1H2H3 的分配应首先与PSTN 本地网的一致，一个 HLR 可包含一个或若干个 H2H3 数值。 表中空格处的 H1H2（H1 不等于 0）为备用。备用部分根据发展另 行分配。932.国际移动用户识别码(IMSI): 2.国际移动用户识别码(IMSI): 国际移动用户识别码在数字公用陆地蜂窝移动通信网中,唯一地识别一个移动用户的 15 位号码。 MCC MNC 国际移动用户识别 国内移动用户识别 MSIN移动国家号码 MCC: 460； 移动网号 MNC: 03； 移动用户识别码 MSIN:10 位十进制的数字94移动台识
48、别码（MIN）为保证 CDMA/AMPS 双模工作而沿用 AMPS 标准定义的， 体制要求 MIN 是 IMSI 的后 10 位，即 MSIN。XX+H0H1H2H3+ABCDXX：为分配给我国的 MIN 号码段，暂定为 09（03） H0H1H2H3： 同 MDN 号码中的 H0H1H2H3； ABCD：用户号码953、MSC/VLR 号码 ： MSC/VLR 号码460 03 09 44 M1M2M3 100在 NO.7 信令消息中使用的、代表 MSC/VLR 的号 码， M1M2 的分配同 H1H2 的分配。964、临时本地用户号码(TLDN) 临时本地用户号码(TLDN)由被叫所在的
49、MSC/VLR 分配的用于选路由的临时号码， 用于网络进行路由选择。联通暂时定 8613344M1M2M3 号段的 1000 个号码为 TLDN。975、HLR 号码： HLR 号码： 号码460 03 09 H0H1H2H3 0000在 NO.7 信令消息中使用的、代表 HLR 的号码， H0=2986、系统识别码(SID) 系统识别码(SID)SID 号码是在 CDMA/AMPS 蜂窝移动通信网中唯一地识别 一个移动业务本地网的号码。它由国家标识比特组和本地 系统比特组两部分组成，共包含 15 比特。 本网首先使用比特 14 至比特 9 为110010 的 512 个号码。 每个本地网分配一个 SID 号码。 SID 的 8到 4 位具体分配见下表：99SID 号码的分配 （1） 号码的分配 ）比特 8 7 6 5 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1
