毕业论文现代移动通信技术及其应用探讨.doc

四川邮电职业技术学院毕 业 论 文论文（设计）题目：现代移动通信技术及其应用探讨班 级：2010级通信技术一班姓 名： 卢 映 双 学 号： 2010030858 指导教师： 陈 俊 秀 时间： 2013 年5月20日四川邮电职业技术学院毕 业 设 计（论文）任 务 书班级2010级通信技术一班姓名卢映双学号2010030858设计(或论文)题 目现代移动通信技术及其应用探讨指导教师姓名陈俊秀指导教师专业技术职称讲师设计根据、内容、技术要求，主要设计方法(或步骤)：先介绍第三代移动通信技术的概况，然后对其发展历程和现状进行分析，最后展望未来移动通信技术的发展趋势。分几步完成：第一部分，第一章，即引言，一般包括选题的研究背景和意义，及论文的组织构架。第二部分为重点，从第二章开始先简单介绍第三代移动通信技术概况及特点，重点分析移动通信的发展历程和应用现状，最后讨论其发展趋势。第三部分，总结，对本题目的完成情况做个总结或展望。写作要求：1、收集的资料、数据要求真实正确；2、论点明确，论据充分，中心思想要求鲜明；3、层次清楚，结构完整，图表要求科学规范、合理整洁；4、内容要求详实，语言简洁流畅，逻辑性强；5、格式和字数等其他要求按学校规定完成。主要参考文献、资料：1 胡可刚, 王树勋, 刘立宏. 移动通信中的无线定位技术J. 吉林大学学报2005, 23 (4)2 谢显中. 基于TDD 的第四代移动通信技术M . 北京:电子工业出版社，2005.3 曹达仲. 移动通信原理、系统及技术M . 北京: 清华大学出版社， 2004.4 宋燕辉，刘博.第三代移动通信技术.人民邮电出版社，2012.5 庞宝茂，移动通信. 西安电子科技大学出版社，2009.6 张玉艳，于翠波，移动通信，人民邮电出版社，2010.7 杨大成，CDMA2000技术，北京邮电大学出版社，2001.8 尤肖虎，曹淑敏，第三代移动通信系统展望现状与展望，电子学报，1999.9 摩托罗拉工程学院，CDMA2000-1X网络技术，电子工业出版社，2005.10谈振辉，第三代移动通信的演进趋势，电信科学，2000.要求完成时间2013年5月注：本表在论文开始前，由指导教师填写。现代移动通信技术及其应用探讨卢映双内容摘要：纵观全球迅猛发展的高科技, 电信业必将成为21 世纪世界经济的火车头，通信技术正发生着百年未遇的巨大变化。伴随着移动通信市场的快速发展，用户对更高性能的移动通信系统提出了更高要求，希望享受更为丰富和高速的通信业务。第二代移动通信运营商发展速度趋于缓和而竞争越加激烈，为寻找新的增长点，通过发展数据业务来提高自身的服务质量和业务类型，需要3G的支持。同时由于第二代移动通信无线频率资源日趋紧张，已不能满足长期的通信需求发展需要。本文介绍了现代移动通信的各种技术主要对CDMA数字移动通信系统进行了系统概述，包括其特点、演进历程、关键技术和网络机构。接着阐述了第三代移动通信系统（3G）的概况及特点。而刚出来的4G技术还不够成熟，但是它是不可忽视的，有可能在不久的未来会给我们的生活带来又一次的革新。本文重点分析了移动通信的发展历程和应用现状，应用现状主要是对CDMA中MSPSTN呼叫流程的阐述，最后展望了未来移动通信技术发展的趋势。关键词：移动通信；3G；CDMA；发展；展望目 录第一章 引言1第二章 现代移动通信技术概述2第一节 现代移动通信技术的概况21.1 现代移动通信技术的概念21.2现代移动通信的特点2第二节 移动通信技术的发展历程和工作方式32.1移动通信技术的发展历程32.2移动通信技术的工作方式6第三章 现代移动通信技术的应用之CDMA8第一节 CDMA技术的概况81.1 CDMA技术的概述81.2 CDMA技术的特点81.3 CDMA技术的演进历程9第二节 CDMA技术102.1 CDMA的关键技术102.2 CDMA网络结构142.3 CDMA的应用之呼叫流程16第四章现代移动通信技术的发展趋势20第一节 多层无线技术有效互补20第二节 核心网络一体化、接入层面多样化20第三节 移动通信业务应用综合化21第五章 总结22致 谢23参考文献24第一章 引言在过去发展的30年中，移动通信技术得到迅猛的发展和广泛的应用，随着21世纪的新技术和市场需求的共同作用下，未来移动通信技术大发展势不可挡。随着电信业的再次重组，中国电信市场正在崛起三家大型全业务运营商。把各自企业做大做强，促进通信业的发展，是各运营商的共同目标，而要实现这个目标都需要以现代移动通信技术为契机，大力发展新一代的移动通信业务。移动通信技术的高速发展正在不断的改变人们的生活和工作方式。我们每天手里拿的手机就有GSM通信系统，或是CDMA通信系统，而CDMA通信系统是通信系统中所提供的语音编码技术，其通话品质比目前的GSM好，而且可以把用户对话时周围环境的噪音降低，使通话更为清晰。近年来3G技术已经发展越来越成熟，3G网络为各种业务提供了更多资源。本文介绍了现代移动通信的概念、特点以及各种关键技术，主要介绍了CDMA2000系统，意在更好的掌握现代移动通信技术。通过对CDMA2000系统特点、系统图以及实际应用的叙述，来进一步掌握CDMA2000系统的精髓。最后对现代移动通信技术未来发展趋势进行了展望。在这日新月异的年代，通信显得尤为重要，因此更加深入的了解现代移动通信技术，成为一种必然的趋势。24第二章 现代移动通信技术概述第一节 现代移动通信技术的概况1.1 现代移动通信技术的概念移动通信系统从20世纪80年代诞生以来，到2020年将大体经过5代的发展历程，截止目前2013年，移动通信系统已经有了第一代（1G）、第二代（2G）、第三代（3G）、第四代（4G）的发展。蜂窝电话系统、宽带 wireless access 系统、毫米波LAN、智能传输系统和同温层平台（HAPS）系统都投入使用。未来几代移动通信系统最明显的趋势是要求高数据速率、高机动性和无缝隙漫游。实现这些要求在技术上将面临更大的挑战。通信业的发展在一定层面上带动着经济的发展。定义：现代移动通信是指在通信中一方或双方均处于移动状态的通信方式，包括移动体（车辆、船舶、飞机或行人）和移动体之间的通信，移动体和固定点（固定无线电台或有线用户）之间的通信。1.2 现代移动通信的特点移动通信系统是一个有线和无线相结合的通信系统。移动台有用户直接操作，因此要求移动台体积小、重量轻、成本低，操作使用简便、安全。移动通信和固定通信相比具有以下特点：（1） 移动通信必须利用无线电波进行信息传输。（2） 移动通信是在复杂的干扰环境中运行的。（3） 移动通信可以利用的频谱资源非常有限，而移动通信业务量的需求却与日俱增。（4） 移动通信具有多径衰落现象、多普勒效应、远近效应和阴影效应。（5） 移动通信系统的网络结构多种多样，网络管理和控制必须有效。（6） 移动通信设备（主要是移动台）必须适于在移动环境中使用。第二节 移动通信技术的发展历程和工作方式2.1 移动通信技术的发展历程图2.1 移动通信技术发展历程第一代移动通信系统（1G）是在20世纪80年代初提出的，它完成于20世纪90年代初。第一代移动通信系统是基于模拟传输的，其特点是业务量小、质量差、安全性差、没有加密和速度低。 图2.2 1G产品 图2.3 1G产品第二代移动通信系统(2G)起源于90年代初期。欧洲电信标准协会在1996 年提出了GSM Phase 2+，目的在于扩展和改进GSM Phase 1及Phase 2中原定的业务和性能。它主要包括CMAEL(客户化应用移动网络增强逻辑)，SO(支持最佳路由)、立即计费，GSM 900/1800双频段工作等内容，也包含了与全速率完全兼容的增强型话音编解码技术，使得话音质量得到了质的改进；半速率编解码器可使GSM系统的容量提高近一倍。在GSM Phase2+ 阶段中，采用更密集的频率复用、多复用、多重复用结构技术，引入智能天线技术、双频段等技术，有效地克服了随着业务量剧增所引发的GSM 系统容量不足的缺陷；自适应语音编码(AMR)技术的应用，极大提高了系统通话质量；GPRS/EDGE技术的引入，使GSM与计算机通信/Internet有机相结合，数据传送速率可达115/384kbit/s，从而使GSM 功能得到不断增强，初步具备了支持多媒体业务的能力。尽管2G技术在发展中不断得到完善，但随着用户规模和网络规模的不断扩大，频率资源己接近枯竭，语音质量不能达到用户满意的标准，数据通信速率太低，无法在真正意义上满足移动多媒体业务的需求。 图2.4 2G结构图 图2.5 2G产品第三代移动通信业务主要是话音和中低速数据, 码率为384 kb/ s (局域网可达2 Mb/ s) , 因而可传送比目前GSM (第二代移动通信) 更高码率的信息。随着多媒体业务的发展, 2 Mb/ s 的码率将越来越不能满足用户各种新的宽带业务的需要, 因此国际上已开始研究第四代移动通信系统, 第一步目标是10 Mb/ s 以上。我们国内则尚未启动。因此需尽早开始研究其关键技术。需要解决的关键技术有: 宽带多媒体移动通信系统的体系结构, 包括频段、多址方法、无线接入技术、软件无线电的硬件和软件、多载波调制和OFDM 技术、自适应天线阵、高效信道编码技术(如Turbo 码) 等。 第三代移动通信系统(3G)，也称IMT2000，是正在全力开发的系统，其最基本的特征是智能信号处理技术，智能信号处理单元将成为基本功能模块，支持话音和多媒体数据通信，它可以提供前两代产品不能提供的各种宽带信息业务，例如高速数据、慢速图像与电视图像等。如WCDMA的传输速率在用户静止时最大为2Mbps，在用户高速移动时最大支持144Kbps，所占频带宽度5MHz 左右。但是，第三代移动通信系统的通信标准共有WCDMA，CDMA2000和TD-SCDMA三大分支，共同组成一个IMT 2000家庭，成员间存在相互兼容的问题，因此已有的移动通信系统不是真正意义上的个人通信和全球通信；再者，3G的频谱利用率还比较低，不能充分地利用宝贵的频谱资源；第三，3G支持的速率还不够高，如单载波只支持最大2Mbps 的业务，等等。这些不足点远远不能适应未来移动通信发展的需要，因此寻求一种既能解决现有问题，又能适应未来移动通信的需求的新技术(即新一代移动信:next generation mobile communication)是必要的。3G是移动多媒体通信系统，提供的业务包括语音，传真，数据，多媒体娱乐和全球无缝漫游等。NTT和爱立信1996年开始开发3G（ETSI于1998年），1998年国际电联推出WCDMA和CDMA2000两商用标准（中国2000年推出TD-SCDMA标准，2001年3月被3GPP接纳，起源于李世鹤带头搞的SCDMA）第一个3G网络运营于2001年的日本。3G技术提供2MBPS标准用户速率（高速移动下提供144KBPS速率）。 第三代移动通信技术的基本特点：(1)全球统一频段,统一标准,全球无缝覆盖和漫游。(2)频谱利用率高。(3)在144kbps(最好能在384kbps)能达到全覆盖和全移动性,还能提供最高速率达2Mbps的多媒体业务。(4)支持高质量话音、分组多媒体业务和多用户速率通信。(5)有按需分配带宽和根据不同业务设置不同服务等级的能力。(6)适应多用户环境,包括室内、室外、快速移动和卫星环境。(7)安全保密性能优良。(8)便于从第二代移动通信向第三代移动通信平滑过渡。(9)可与各种移动通信系统融合,包括蜂窝、无绳电话和卫星移动通信等。(10)终端(手机)结构简单,便于携带,价格较低。 图2.6 3G结构图 图2.7 3G产品第四代移动通信系统（4G）系统中有两个基本目标：一是实现无线通信全球覆盖；二是提供无缝的高质量无线业务。目前4G通信具有以下特征：（1）网络频谱更宽。要想使4G通信达到100Mbps的传输速率，通信运营商必须在3G网络的基础上进行大幅度的改造，以便使4G网络在通信带宽上比3G网络的带宽高出许多。据研究，每个4G信道将占有100MHz的频谱，相当于W-CDMA 3G网络的20倍；（2）通信速度更快。人们研究4G通信的最初目的是为了提高蜂窝电话和其他移动终端访问Internet的速率，因此，4G通信最显著的特征就是它有更快的无线传输速率。据专家估计，第四代移动通信系统的传输速率速率可以达到10M20Mbps，最高可以达到100Mbps；（3）通信更加灵活。从严格意义上说，4G手机的功能已不能简单划归“电话机”的范畴，因为语音数据的传输只是4G移动电话的功能之一而已。而且4G手机从外观和式样上看将有更惊人的突破，可以想象的是，眼镜、手表、化妆盒、旅游鞋都有可能成为4G终端；（4）智能性更高。第四代移动通信的智能性更高，不仅表现在4G通信的终端设备的设计和操作具有智能化，更重要的是4G手机可以实现许多目前还难以想象的功能；（5）兼容性更平滑。要使4G通信尽快地被人们接收，还应该考虑到让更多的用户在投资最少的情况下较为容易地过渡到4G通信。因此，从这个角度来看，4G通信系统应当具备全球漫游、接口开放、能跟多种网络互联、终端多样化以及能从3G平稳过渡等特点。 4G手机，确切的说是4G终端，其本质不是把手机做大，而是把电脑做小。 图2.8 4G产品2.2 移动通信技术的工作方式（1） 单工制图2.9 单工制工作原理图 单工制：是指A只能发送信息，而B只能接受信息，通信时单向的。 （2）半双工制图2.10 半双工制工作原理图半双工制：是指A能给B发信息，B也可以给A发信息，但是这两个过程不能同时进行。（3）全双工制图2.11 全双工制工作原理图全双工制：是指A能给B发信息，B也可以给A发信息，并且这两个过程可以同时进行。第三章 现代移动通信技术的应用之CDMA第一节 CDMA技术的概况1.1 CDMA技术的概述CDMA（CodeDivisionMultipleAccess，码分多址）作为一种多址技术早已出现，起初仅在抗干扰和保密性能等方面受到人们的注意，被用在军用抗干扰系统中。1989年，美国高通（Qualcomm）公司最先推出CDMA蜂窝移动通信系统的设想。码分多址蜂窝移动通信技术实际上包含两个基本技术，即码分多址技术和扩频通信技术。所谓扩频，简单地讲就是用某种技术将信号的频谱进行扩展，工程中常用直接序列对信号进行扩频，即用一个高速码序列码去调制低速原始数据信息。码分多址(CDMA)与频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)一样，是多址技术的一种。CDMA系统中的每一个信号被分配一个正交序列或PN（PseudoNoise，伪随机噪声）序列用作扩频序列对其进行扩频，不同信号的能量被分配到不同的正交序列或PN序列里。在接收机，通过使用相关器只接受选定的正交序列或PN序列并压缩其频谱，凡不符合该用户正交序列的信号就不被压缩带宽，结果只有指定的信号才能被提取出来。我们将CDMA与FDMA、TDMA三种多址方式进行比较。FDMA采用调频的多址技术，在不同频段的业务信道被分配给不同的用户；TDMA是采用时分的多址技术，业务信道在不同的时间被分配给不同的用户；CDMA采用扩频的码分多址技术，所有用户在同一时间、同一频段上，但根据不同的编码获得业务信道。在技术实现上，就是利用码型的不同来调制解调不同的用户。1.2 CDMA技术的特点1.系统容量大。在CDMA系统中所有用户共用一个无线信道，当有的用户不讲话时，该信道内的所有其它用户会由于干扰减小而得益。CDMA数字移动通信系统的容量理论上比模拟网大20倍，实际上比模拟网大10倍，比GSM大4至5倍。2.通信质量好。CDMA系统采用确定声码器速率的自适应阈值技术、高性能纠错编码、软切换技术和抗多径衰落的分集接收技术，可提供TDMA系统不能比拟的、极高的通信质量。3.频带利用率高。CDMA是一种扩频通信技术，尽管扩频通信系统抗干扰性能的提高是以占用频带带宽为代价的，但是CDMA允许单一频带在整个系统区域内可重复使用，使许多用户共用这一频带同时通话，大大提高了频带利用率。这种扩频CDMA方式虽然要占用较宽的频带，但按每个用户占用的平均频带来计算，其频带利用率是很高的。4适用于多媒体通信系统。CDMA系统能方便地使用多码道方式和多帧方式，传送不同速率要求的多媒体业务信息，处理方式和合成方式都比TDMA方式和FDMA方式灵活、简单，利于多媒体通信系统的应用。5.手机发射功率低。CDMA系统通过功率控制，使得CDMA手机尽量降低发射功率，以减少干扰和提高网络容量。6.频率规划灵活。用户按不同的码序列区分，扇区按不同的导频码区分，相同的CDMA载波可以在相邻的小区内使用，因此CDMA网络的频率规划灵活，扩展方便。1.3 CDMA技术的演进历程作为第三代移动通信技术的一个主要代表，CDMA2000是美国向ITU-T提交的第三代移动通信空中接口标准的建议，它由CDMAIS-95标准发展演进而来。CDMAOne是基于IS-95标准的各种CDMA制造厂商的产品和不同运营商的网络的总称，也是国际CDMA发展组织（CDG）的一个品牌。IS-95标准于1993年7月发布，是CDMAOne系列标准中最先发布的一个标准，但真正在全球得到应用的第一个CDMA标准是美国TIA(电信工业协会)于1995年5月正式颁布的窄带CDMA标准IS-95A。IS-95A是CDMAOne第二个标准，工作频段为800MHz，兼容模拟和CDMA通信系统。在IS-95A的基础上，又分别出版了支持13K话音编码的TSB-74文件、支持1900MHz的CDMAPCS系统的STD-008标准和支持64Kbps数据业务的IS-95B标准。然而CDMAOne系统也仅能提供最高为64Kbps的数据业务，不能满足人们对多媒体通信的需求。为了能进一步提升数据传输速率和系统容量，3GPP2标准化组织制定并发布了IS-2000，即CDMA2000标准。在CDMA2000技术体制研究的前期，提出了1x和3x的发展策略。如果系统分别独立使用带宽为1.25MHz的载频，则被叫做1x系统；如果系统将3个载频捆绑使用，则叫做3x系统。但随后的研究表明，1x和1x增强型技术代表了未来发展方向。同是1x，在CDMA2000向前发展的过程中，技术又出现了两个分支：1xEV-DO和1xEV-DV，且这两种技术均能满足ITU对第三代移动通信系统的要求（如最高数据传输速率达到2Mbps）。CDMA20001xEV-DO标准最早起源于Qualcomm公司于1997年向CDG提出的高速率（HDR）技术。此后，经过不断完善，Qualcomm公司于2000年3月以CDMA20001xEV-DO的名称向3GPP2提交了正式的技术建议方案。“EV”是Evolution的缩写，“DO”则是“DataOnly”或是“DataOptimized”的缩写，EV-DO表示该技术是对CDMA20001x在提供数据业务方面的一种演进和增强。2000年10月，3GPP2通过了1xEV-DO的空中接口标准CDMA2000HighRagePacketDataAirInterfaceSpecification（简称HRPD）。到目前为止，3GPP2已经完成了1xEV-DO（或称HRPD）的空中接口标准的Rev0和RevA两个版本。由于1xEV-DO采用独立的载频来承载数据业务，因此终端只能通过双模互操作来实现语音业务和数据业务。目前CDMA20001x已经发展出CDMA2000Release0、CDMA2000ReleaseA、CDMA2000ReleaseB、CDMA2000ReleaseC和CDMA2000ReleaseD等5个版本，商用较多的是Release0版本。部分运营商引入了ReleaseA的一些功能特性，ReleaseB作为中间版本被跨越；1xEV-DV对应于CDMA2000ReleaseC和CDMA2000ReleaseD。事实上，1xEV-DV距离真正商业还有很长一段距离。业界普遍认为，1xEV-DO能够对无线高速数据及其应用提供良好的支持，而且在1xEV-DO的ReleaseA版本上能够保证高效的QoS，在此基础上提供诸如VOIP之类的实时业务。相比之下，1xEV-DV并不具备明显的技术优势。同时，由于1xEV-DV的标准比1xEV-DO复杂，在技术实现和开发进度上明显滞后于1xEV-DO。出于对以上两方面原因的考虑，国际上越来越多的主流CDMA2000运营商对1xEV-DV的需求明显降低，而纷纷选择1xEV-DO。所以，1xEV-DO就成为CDMA2000比较现实的演进技术。第二节 CDMA技术2.1 CDMA的关键技术 1功率控制技术图3.1 功率控制示意图功率控制技术是CDMA系统的核心技术。CDMA系统是一个自干扰系统，所有移动用户都占用相同带宽和频率，因此需要某种机制使得各个移动台信号到达基站的功率基本处于同一水平上，否则离基站近的移动台发射的信号很容易盖过其它离基站较远的移动台的信号，造成所谓的“远近效应”。CDMA功率控制的目的就是克服“远近效应”，使系统既能维护高质量通信，又减轻对其他用户产生的干扰。功率控制分为前向功率控制和反向功率控制，反向功率控制又可分为仅由移动台参与的开环功率控制和移动台、基站同时参与的闭环功率控制。(l)反向开环功率控制。移动台根据在小区中接收功率的变化，调节移动台发射功率以达到所有移动台发出的信号在基站时都有相同的功率。它主要是为了补偿阴影、拐弯等效应。(2)反向闭环功率控制。闭环功率控制的设计目标是使基站对移动台的开环功率估计迅速做出纠正，以使移动台保持最理想的发射功率。图3.2 闭环功控组成部分（3）反向外环功率控制。在反向闭环功控中，信噪比门限不是恒定的，而是出于动态调整中。这个动态调整的过程就是反向外环功控。(3)前向功率控制。在前向功率控制中，基站根据移动台提供的测量结果，调整对每个移动台的发射功率，其目的是对路径衰落小的移动台分配较小的前向链路功率，而对那些远离基站和误码率高的移动台分配较大的前向链路功率。图3.3 前向功控示意图2.码技术PN码的选择直接影响到CDMA系统的容量、抗干扰能力、接入和切换速度等性能。CDMA信道的区分是靠PN码来进行的，因而要求PN码自相关性好，互相关性弱，实现和编码方案简单等。目前的CDMA系统就是采用一种基本的PN序列m序列作为地址码。基站识别码采用周期为215-1的m序列（称为短码），用户识别码采用周期为242-1m序列（称为长码）。3RAKE接收技术移动通信信道是一种多径衰落信道，RAKE接收技术就是分别接收每一路的信号进行解调，然后叠加输出达到增强接收效果的目的，这里多径信号不仅不是一个不利因素，而且在CDMA系统变成一个可供利用的有利因素。一般地，RAKE接收机有搜索器（Searcher）、解调器（Finger）和合并器（Combiner）三个模块组成。通常CDMA基站一个RAKE接收机有4个解调器，移动台有3个解调器。图3.4 RAKE接收机组成图RAKE接收技术在多径衰落条件下有效提高接收性能示意图图3.5 RAKE接收机机框图4软切换技术和硬切换技术 图3.6 软切换和硬切换示意图软切换：移动台从A基站覆盖区域向B基站覆盖区域行进，在A、B两基站的边缘，移动台先与B基站建立连接后，再将与A基站原来的连接断开，这种技术称之为软切换。CDMA系统工作在相同的频率和带宽上，因而软切换技术实现起来比TDMA系统要方便容易得多。硬切换：移动台从A基站覆盖区域向B基站覆盖区域行进，在A、B两基站的边缘，移动台先断开与A基站的连接，再和B基站建立新的连接的过程。5语音编码技术CDMA系统使用了确定声码器速率的自适应阈值，从而可以根据背景噪声电平的变化改变声码器的数据速率。这些阈值的使用压制了背景噪声，因而在噪声环境下也能提供清晰的话音。CDMA2000系统采用的话音编码技术有CELP（CodeExcitedLinearPrediction，代码激励线性预测）、QCEP8K/13K（QualcommCELP）、EVRC（EnhancedVariableRateCoder，增强型可变速率编码器）等。6.信道编码技术信道编码是按一定的规则给数字序列M增加一些多余的码元，使不具有规律性的信息序列M变换为具有某种规律性的数字序列Y（码序列）。我们通常采用的编码方式有卷积编码、Turbo编码、Reed-Solomon编码等，而CDMA选用的码字是语音和低速信令采用卷积码，数据采用Turbo码。图3.7 Turbo编码器结构框图图3.8 Turbo编码器结构框图2.2 CDMA网络结构图3.9 CDMA网络结构图 CDMA2000移动网络由移动终端（UE）、无线接入网(AN)和核心网（CN）三个部分构成。1 移动终端移动终端是用户接入移动网络的设备。2 无线接入网无线接入网实现移动终端接入到移动网络，主要逻辑实体包括1x基站（1xBTS）、1x基站控制器（1xBSC）、HRPD基站（HRPDBTS）、HRPD基站控制器（HRPDBSC）和接入网鉴权、授权、计费服务器（AN-AAA）和分组控制功能（PCF）。(1）1x基站：采用CDMA20001x空中接口技术，提供无线收发信息功能。(2）1x基站控制器：管理多个1x基站，提供语音、数据业务的资源管理、会话管理、路由转发、移动性管理等功能。(3）HRPD基站：采用HRPD的空中接口技术，提供无线收发信息功能。(4）HRPD基站控制器：管理多个HRPD基站，提供语音、数据业务的资源管理、会话管理、路由转发、移动性管理等功能。(5）接入网鉴权、授权、计费服务器：提供接入网级的接入认证功能。(6）分组控制功能：与1x基站控制器或HRPD基站控制器配合，提供与分组数据有关的无线信道控制功能。3 核心网核心网负责移动性管理、会话管理、认证鉴权、基本的电路和分组业务的提供、管理和维护等功能，包括核心网电路域和核心网分组域两个部分。(1）核心网电路域核心网电路域分为两种，即TDM电路域和软交换电路域。在实际组网中，核心网可以采用这两种电路域中的一种，但软交换电路域是网络演进的方向。如果需要对原来是TDM电路域的核心网采用软交换电路域进行升级换代时，初期可以新建软交换电路域，并使两种电路域同时工作。TDM电路域采用ANSI41标准，主要逻辑实体包括移动交换中心（MSC）、拜访位置寄存器（VLR）、归属位置寄存器（HLR）和鉴权中心（AC）等。1)移动交换中心：提供对所管辖区域的移动终端进行呼叫控制、移动性管理、电路交换等功能。2)拜访位置寄存器：存储与呼叫处理有关数据的数据库，用于完成呼叫接续。3)归属位置寄存器：管理移动用户信息的数据库，包括用户识别信息、签约业务信息以及用户的当前位置信息。4)鉴权中心：产生鉴权参数并对用户进行认证鉴权。软交换电路域采用了控制与承载相分离的网络架构，控制平面负责呼叫控制和相应业务处理信息的传送，承载平面负责各种媒体资源的转换，主要网元包括移动软交换（MSCe）和媒体网关（MGW）。1)移动软交换：提供呼叫控制和移动性管理功能。2)媒体网关：提供媒体控制功能。（2）核心网分组域核心网分组域主要逻辑实体包括分组数据服务节点（PDSN）、认证授权和计费服务器（AAA）、归属代理（HA）、外埠代理（FA）、域名服务器（DNS）和L2TP网络服务器（LNS）。1)分组数据服务节点：为用户提供分组数据业务，具体功能包括管理用户通信状态和转发用户数据。2)鉴权、授权、计费服务器：提供管理用户的权限、开通的业务、认证信息、计费信息等功能。3)归属代理：提供移动IP地址分配、路由选择和数据加密等功能。4)外埠代理：提供移动IP注册、反向隧道协商以及数据分组转发等功能。5)域名服务器：提供CDMA移动网络分组域设备的域名解析功能。6)L2TP网络服务器：提供国际漫游用户的L2TP承载建立、用户IP地址分配及计费信息转接等功能。2.3 CDMA的应用之呼叫流程 在CDMA系统中呼叫流程有：主被叫为移动用户，局内呼叫、主被叫为移动用户，局间呼叫、主叫为移动用户，被叫为固定用户、主叫为固定用户，被叫为移动用户、主被叫为移动用户，局间遇忙前转、主被叫为移动用户，局间无应答前转。接下来主要介绍一下主叫为移动用户，被叫为固定用户的呼叫流程。图3.10 MSPSTN呼叫流程图网间呼叫解释a：BSC向MSC/VLR发送CMServiceReq(接续管理业务请求)，这是一条完全第三层消息，此消息中包含主叫用户MS即用户设备终端手机的信息（IMSI）和用户的拨号（Callednum）。网间呼叫解释b：MSC/VLR申请地面电路（BSC和MSC之间的中继电路）后，向BSC发送AssignReq，请求指配无线信道。其中消息中含有电路号CIC，要求指配的信道类型。网间呼叫解释c：BSC返回AssignCmpl消息，表示无线信道指配成功。其中含有指配的无线信道的信道逻辑号码，主叫用户所在的LAI，CI（用于确定主叫用户的具体位置，此标志用于计费等）。网间呼叫解释d：此时主叫用户对资源已申请完毕，可以说主叫用户的呼叫已建立成功，MSC对被叫号码进行号码分析，号码分析的结果决定业务的流流程，在此例中号分析的结果为本地市话业务或国内长途业务或国际长途业务，视被叫号码而定，,表示用户拨打的是一个CDMA网外号码，或GSM移动号码，或PSTN固定号码，此例为PSTN固定号码。其中号码分析的结果中的出局路由选择到PSTN局的，MSC向PSTN发送IAI（带有附加信息的初始地址消息）消息，其中带有主叫用户的号码，被叫用户的号码，即用户的拨号。网间呼叫解释e：PSTN向MSC发送ACM（地址全消息），此时被叫开始振鈴，主叫用户听回铃音。网间呼叫解释f：被叫摘机，PSTN向MSC发送ANC（应答信号，计费）。双方通话。2.4 CDMA网络掉话原因及案例分析1 掉话原因 （1）接入/切换冲突引起的掉话 （2）切换失败引起的掉话 （3）前向干扰掉话 （4）前反向链路功率不平衡掉话 （5）覆盖掉话2 掉话案例分析 案例：由邻区问题表的原因引起的掉话事例。如图3.10所示：图3.11 掉话前示意图图3.10为优化前中山八路的Ec/Io，图中画圈处在青年绿岛立交桥出现了掉话，下面就来分析导致掉话的原因。如图3.10所示中我们根据移动台在掉话前所接收到的信号的强弱来判断。 图3.12 掉话前区域信号图 此图是优化前中山八路掉话区域信号Ec/Io的放大图从放大图中可以看到导致掉话的原因是1-28号站的第三扇区和1-26号的第二扇区不能成功切换，初步判定是这两个基站的两个扇区之间没有做好邻居，登录OMP加好邻居后，再次路测，如图3.12所示，发现问题完全解决。 图3.13 优化后示意图第四章 现代移动通信技术的发展趋势 3G通信网只是一项阶段性的技术，它存在的价值取决于运营商网络的基础和市场需求。正如我所说，现实生活中，任何一项技术都会有三种形象，即学术形象，产业形象，民间形象。学术形象是业内专家主张的技术形象；产业形象是付诸实践的技术形象，它在现实中有一个完整的产业链和支撑体系，能够为人们带来实实在在的利益；而民间形象是人们通过各种方式对该项技术的感知和自我期待。3G的出现并不是为了取代2G，它的设计理念和2G有着明显的区别。移动通信以其移动性和个人化服务为特征，表现出旺盛的生命力和巨大的市场潜力。以宽带和提供多媒体业务为特征的新一代无线与移动通信的发展，将以市场为导向，带动新技术和业务的发展，不断摸索新型的经营模式。无线通信未来的发展趋势表现为：各种无线技术互补发展，各尽所长，向接入多元化、网络一体化、应用综合化的宽带化、IP化、多媒体化无线网络发展。第一节 多层无线技术有效互补无线通信领域各种技术的互补性日趋鲜明。这主要表现在不同的接入技术具有不同的覆盖范围，不同的适用区域，不同的技术特点，不同的接入速率。未来的无线通信网络将是一个综合的一体化的解决方案。各种无线技术都将在这个一体化的网络中发挥自己的作用，找到自己的天地。从大范围公众移动通信来看，3G或超3G技术将是主导，从而形成对全球的广泛无缝覆盖；而WLAN、WiMAX、UWB等宽带接入技术，将因其自己不同的技术特点，在不同覆盖范围或应用区域内，与公众移动通信网络形成有效互补。第二节 核心网络一体化、接入层面多样化在接入网技术出现多元化的同时，核心网络层面以IMS为会话和业务控制的网络架构，成为面向多媒体业务的未来网络融合的基础。面向未来的核心网络采用开放式体系架构和标准接口，能够提供各种业务的综合，满足相应的服务质量，支持移动漫游等移动性管理要求，保证通信的安全性。第三节 移动通信业务应用综合化移动通信业务应用将更好体现“以人为本”的特征，业务应用种类将更为丰富和个性化，质量更高；通信服务的价值链将进一步拉长、细分和开放，形成新的、开放式的良性生态环境，业务应用开发和提供将适应此变化，以开放API 接口的方式替代传统的封闭式业务开发和提供模式。 无线通信终端将呈现综合化、智能化和多媒体化的发展趋势，未来的无线终端的功能和性能将更加强大，成为集数据处理、多媒体视听和无线通信于一体的个人数据通信中心。第五章 总结随着电信业的再次重组，中国电信市场正在崛起三家大型全业务运营商。把业务做大做强，促进电信业发展，是运营商的共同目标，而要实现这个目标都需要以移动通信为契机，大力发展新一代的移动通信业务。目前，移动通信是发展最迅猛的行业之一。一个地区是否发达，通信技术起着至关重要的作用，既然是通信，就是让我们能够立足家园并且放眼世界。通过这一次的毕业论文设计，让我对现代移动通信技术有了更进一步的理解。以前接触移动通信都是在老师的课堂上，一定意义上比较被动，而这一次不同，是我自己主动去图书馆，在网上以及在生活中不断收集资料，做相关笔记、总结。这样的过程让我理解更深刻、更透彻。写论文的过程也是一个成长的过程，从一开始的一窍不通，到后来的慢慢熟悉，这就是一种成长。既考查了我这方面的知识，也锻炼了我的写作能力。当论文初稿写好时，我并没有成就感，因为我觉得这个结果已经不那么重要了，这只是一种手段，一种让我成长的手段，一种让我享受这个过程的手段。说到成长，不得不提起我这次论文的指导老师陈俊秀老师。撰写初稿只是按照我个人自己的想法进行的，而在论文上交给老师又返稿回来的过程中，老师给出了对我论文的很多意见，指出了我论文的