移动通信基本原理.ppt

1,技术原理篇系列教材之 移动通信基本原理,中国电信无线维护 岗位认证培训教材,2,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。,前 言,3,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,目 标,4,内容介绍,第1章 无线电波传播基本理论 第2章 移动通信的发展简史 第3章 CDMA的特点及基本原理 第4章 CDMA频段的划分 第5章 CDMA网络基本架构 第6章 编号计划 第7章 常用名称解释,5,无线信号的传输的简单模型,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。,6,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15.8CM,7,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特征进行分析和仿真。,无线传播概述,8,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。,电波的各种传播方式,9,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。,电波的各种传播方式,10,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。,11,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。反射系数为材料的函数，并与极性、入射角和频率有关。,12,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。,13,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。在实际通信系统中，树叶、街道标志和灯柱都会引发散射。,14,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。,移动通信电波的三种基本传播方式,15,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,空间波传播环境,16,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。,各个波段的传播特点,17,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，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。,各个波段的传播特点,18,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。,传播性能的指标,19,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，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,移动信道的复杂性（特点）,20,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。,21,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。,多径衰落1,22,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。,23,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。,慢衰落,24,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。,时延扩展,25,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，,多普勒频移1,26,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。,27,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。,28,（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。 （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，可用于研究进程的不同阶段,移动信道研究的基本方法,29,内容介绍,第1章 无线电波传播基本理论 第2章 移动通信的发展简史 第3章 CDMA的特点及基本原理 第4章 CDMA频段的划分 第5章 CDMA网络基本架构 第6章 编号计划,30,移动通信技术的发展历程,3G多媒体数据通信（CDMA-DS/MC/TDD、TDMA）,31,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,32,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 频谱利用率提高 提高了2倍（GSM）或10倍（CDMA） 业务种类增加 提供了较丰富的电信业务 窄带数据业务 提供了低速数据业务（最大64Kbit/s） 保密性较好 具有良好的保密性能 减小了设备成本 设备（尤其是终端设备）成本大大降低 体积、重量也大大减少,33,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,34,3G三种制式比较（1）,35,3G三种制式比较（2）,36,3G移动通信技术标准的不同发展趋势,37,CDMA的发展历程,38,CDMA2000空中接口演进,39,CDMA2000 1X,2001,2002,20032005,2006,2007,2008,CDMA2000 1xEV-DO,CDMA,CDMA/TDM,OFDM,1xEV-DO Rev.A,1xEV-DO Rev.B,UMB,CDMA2000 路标,下行:2.4M 上行:153.6k,下行:3.1M 上行:1.8M,1.25M-20M 下行:46.5M 上行:27M,R5 HSDPA,R6 HSUPA,WCDMA 路标,R99/R4 WCDMA,R7 HSPA+,下行:14.4M 上行:384k,下行:14.4M 上行:5.76M,下行:40M 上行:10M,CDMA网络发展趋势,2009,2010+,R8 HSPA+,1.25M-20M 下行:280M 上行:50100M,LTE,40,CDMA2000标准进展情况,2000年6月，公布IS-2000 Release A标准 1xEV-DO (Data Only) 与IS-95 A、B、cdma2000 1X RTT同一频段 前向峰值数据速率2.4 Mbps；反向峰值数据速率1Mbps,1xEV-DV 目前有多家公司提出技术方案 2001年5月将形成最后的标准 与IS95-A/B 以及cdma2000 1X RTT系统后向兼容 前向和反向均高于IMT2000要求的数据速率 前向4.8 Mbps ，反向 614 Kbps,41,1XEV-DO、1XEV-DV技术对比,1XEV-DO：利用单独的载频实现高速数据传输； 优点：多个接入终端（AT）实际上时分复用所有载频资源进行数据传递，控制简单，成本较低 缺点：由于话音和数据呼叫的呼叫模型不同，可能会导致频率资源浪费,1XEV-DV：同一窄频内既可以传送话音，又可以传送高速数据； 优点：使频率资源得到了有效地利用 缺点：控制复杂，成本较高,42,摘自: 3G today,运营商部署的业务统计,第三代移动通信的数据业务,43,内容介绍,第1章 无线电波传播基本理论 第2章 移动通信的发展简史 第3章 CDMA的特点及基本原理 第4章 CDMA频段的划分 第5章 CDMA网络基本架构 第6章 编号计划,44,无线网络规划简单，频率复用系数高，工程设计简单，扩容方便,CDMA移动通信的特点,45,CDMA移动通信的特点,覆盖范围大，是标准GSM的2倍左右，相同覆盖范围所用的基站少，节省投资;,覆盖1000 km2： GSM需要200个基站，CDMA只需50 个基站。,46,CDMA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；,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。 TACS、AMPS,采用时分的多址技术。业务信道在不同的时间分配给不同的用户 GSM、DAMPS,CDMA是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、根据不同的编码获得业务信道,47,CDMA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。,伪随机序列,信源信号,TX,解调信号,RX,伪随机序列,扩频信号,48,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,更软切换：同一基站、相同频率、不 同扇区的CDMA信道间。,CDMA移动通信的特点：掉话率低,采用独特的软切换技术，降低了掉话率；,49,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；,CDMA移动通信的特点：话音质量高,50,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，对人体健康的影响最小,CDMA移动通信的特点：辐射小,发射功率小：功率控制，语音激活.,2019/7/20,BSS Package,51,技术,特点,第三代移动通信特点,52,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要求的多种业务 高频谱利用率 高容量 高抗干扰能力,第三代移动通信关键技术,53,FDD: 上下行频率配对 TDD：上下行频率相同,双工技术,54,SDMA：空分多址 FDMA:频分多址 TDMA：时分多址 CDMA：码分多址，3G,多址技术,55,在CDMA系统中,移动台与基站之间采用码分多址方式进行连接, 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。,码分多址技术,56,CDMA 概念,类比: 国际性集会,-同一房间（频率）的多个交谈 -每一对话的音量要控制到最小(功率控制） -使用不同的语言（码分）,小区呼吸 软容量,57,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,信源编码技术,58,无纠错编码： BER10-1 10-2,不能满足通信需要,卷积编码： BER10-3,满足语音、信令、低速数据通信需要,Turbo 码： BER10-6,满足数据通信需要,信道编码可靠性,59,每个用户对于其他用户都相当于干扰，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，提高了系统整体容量,目的：为了克服宽带系统的远近效应，需要的功率控制 基本原则: 在可接受的信号质量下，功率控制到最小,功率控制技术,60,快速功率控制,小区发射功率,功率控制,手机发射信号,功率控制,节约基站的功率资源 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,61,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）,切换技术,62,先断后通（Break-before-make）,硬切换,63,先通后断（Make-before-break） 主要算法在基站控制器中,CDMA Soft Handoff,软切换,64,内容介绍,第1章 无线电波传播基本理论 第2章 移动通信的发展简史 第3章 CDMA的特点及基本原理 第4章 CDMA频段的划分 第5章 CDMA网络基本架构 第6章 编号计划,65,800MHz频谱分配情况,基本信道,37,78,119,160,201,242,283,384,425,466,507,548,589,630,736,777,辅助信道,A 段,B 段,A,B 段, 共10M 7个载频,共5M 3个载频,691,846.5MHz,845MHz,849MHz,835MHz,825MHz,电信C网,长城网,未分配,载频,基站收（上行、反向）: 825.00+0.03N,基站发（下行、前向）: 870.00+0.03N,N=,840MHz,CDMA频点与信道,CDMA 反向信道 1.25 MHz,CDMA 前向信道 1.25 MHz,码分信道,频率,上、下行频点相差45MHz,67,800MHz频谱分配情况,CDMA占用的载频：上行、下行各10M 上行（825MHz-835MHz） 下行（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+870.000MHz,68,中国电信C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=878.49MHz,69,内容介绍,第1章 无线电波传播基本理论 第2章 移动通信的发展简史 第3章 CDMA的特点及基本原理 第4章 CDMA频段的划分 第5章 CDMA网络基本架构 第6章 编号计划,70,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,收基带 单元,收中频 单元,收射频 单元,收天线 单元,无线传播 信道,71,发端接 口处理,发端信 道处理,发端调 制映射,发端基 带滤波,收端接 口处理,收端信 道处理,收端解 调映射,收端基 带滤波,比特流及 时钟输入,比特流及 时钟输出,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 信号输出,基带复矢量 信号输入,无线通信系统组成：基带单元框图,72,无线通信系统组成：中频单元框图,复数 调制器,中频放 大滤波,复数 解调器,中频信 道处理,AGC 中频放大,收端 中频滤波,发送中频 信号输出,接收中频 信号输入,基带复矢量 信号输入,基带复矢量 信号输出,发端中 频本振,载波时 钟同步,73,无线通信系统组成：射频单元框图,上 变频器,射频功 率放大,下 变频器,射频信 道处理,射频前 置放大,收端 射频滤波,发送射频 信号输出,接收射频 信号输入,接收中频 信号输出,发端射 频本振,收端射 频本振,发送中频 信号输入,发端 射频滤波,频率 控制,74,CDMA系统组网示意图,75,Um,E,Abis,A,Q,C,B,N,H,MS,BT,S,B,S,C,PSTN,ISDN,PSPDN,M,S,C,SCP,M,S,C/SSP,VLR,HLR,AUC,MC,D,MC,S,ME,M,M,SME,M,SCP,CDMA移动通信系统网络结构图（电路域）,MSS,76,CDMA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。,基站子系统BSS,77,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（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）,MSS子系统,78,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。,移动交换中心（MSC）,79,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。,拜访位置寄存器（VLR）,80,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、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。,归属位置寄存器（HLR）,81,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,鉴权中心（AUC）,82,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。,短消息中心（MC）,83,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： 1、维护测 试 2、障碍检测及处理 3、系统状态监视 4、系统实时控制 5、局数据修改 6、性能管理 7、用户跟踪、告警 8、话务统计等,操作维护中心（OMC）,84,1、A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。,网络接口,系统各个接口和协议1,85,3. 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。,2. 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。,系统各个接口和协议2,86,移动交换子系统MSS内部接口如下图所示：,网络内部接口,87,A接口，信令协议的参考模型,BSSAP,：,BSS,应用部分,SCCP,：信令连接控制部分,DTAP,：直接转移应用部分,MTP,：消息传递部分,BSSMAP,：,BSS,移动应用部分,图,A,接口信令协议参考模型,88,MSS内部及CDMA系统与PSTN之间的协议,TUP：电话用户部分 BSSAP：BSS应用部分 ISUP：ISDN用户部分 SCCP：信令连接控制部分 MAP：移动应用部分 MTP：消息传递部分 TCAP：事务处理应用部分,应用于CDMA系统的7号信令协议层,89,内容介绍,第1章 无线电波传播基本理论 第2章 移动通信的发展简史 第3章 CDMA的特点及基本原理 第4章 CDMA频段的划分 第5章 CDMA网络基本架构 第6章 编号计划,90,MDN IMSI/MIN TLDN HLR SID NID ESN MSC/VLR REG-ZONE,号码类型,91,1、移动用户号码簿号码(MDN),CC,SN,MAC,国际移动用户DN号码,国内有效用户DN号码,号码组成,86 N1N2N3 H0H1H2H3 XXXX,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。,92,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识别号(H0H1H2H3)见表1。 移动用户号(SN): XXXX, 由各HLR自行分配。,1、移动用户号码簿号码(MDN),93,H0一般为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。,1、移动用户号码簿号码(MDN),94,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 MSIN 国际移动用户识别 国内移动用户识别 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,2.国际移动用户识别码(IMSI):,95,移动台识别码（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,+,ABCD,XX：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,96,460 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。,3、MSC/VLR号码 ：,97,由被叫所在的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。,4、临时本地用户号码(TLDN),98,460 03 09 H0H1H2H3 0000 在NO.7信令消息中使用的、代表HLR的号码， H0=2,5、HLR号码：,99,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：,6、系统识别码(SID),100,SID号码的分配 （1）,101,SID号码的分配（2）,102,在一个CDMA移动业务本地网中唯一地识别一个网络的号码。由16比特组成。 NID由各地自行分配。可以用来区分不同的MSC业务区。仅在CDMA系统中使用该号码。 0与65535保留。 0用作表示在某个SID区中不属于特定NID区的那些基站。 65535用作表示移动用户可在整个SID区中进行漫游。,7、网络识别码(NID),103,8、位置区识别码（LAI） 在一个SID区或NID区中唯一识别一个位置区的号码, 它包含12比特，由各地自行分配。 9、小区识别码（CI） 在一个位置区下的不同基站或扇区所覆盖区域的标识，它包含12比特，由各地自行分配。 位置区和小区共同确定一个移动用户的位置信息,LAC、CI,104,电子序号用于唯一地识别一个移动台设备, 每个双模移动台分配一个唯一的电子序号。它包含32比特4个字节,其构成如下: 3124 2318 170 厂家编号 保留 设备序号 设备序号由厂家自行分配。,9、电子序号（ESN）,105,10、BSID,基站识别码 是一个16BIT的数，唯一地识别一个NID下属地基站 它由各本地网自行管理。,106,11、REG-ZONE,等级区号 基站将此域置为自己所在登记区地识别符，以供移动台在登记时识别。,107,内容介绍,第1章 无线电波传播基本理论 第2章 移动通信的发展简史 第3章 CDMA的特点及基本原理 第4章 CDMA频段的划分 第5章 CDMA网络基本架构 第6章 编号计划 第7章 常用名称解释,108,Eb/Nt,Eb:业务信道上的每比特能量 Nt:噪声功率谱密度。包括热噪声和干扰。 我们使用Eb/Nt表示来自某个特定移动台的反向业务信道的强度。 如果反向链路质量比较好，则Eb/Nt值较大；反之，则比较小。,109,Ec/Io的定义,Ec,Io,Energy of desired pilot alone,Total energy received,Ec/Io Measures the “strength” of the pilot Foretells the readability of the associated traffic channels Guides soft handoff decisions Can be degraded by strong RF from other cells, sectors Can be degraded by noise,110,Ec/Io的定义,Ec:每码片的能量。 Io:手机收到的总功率 ,包括有用信号及干扰。 Ec/Io：表示导频信道， Eb/Nt，表示的是业务信道。,111,Ec/Io,Ec/Io越大，说明有用信号的比例越大。在某一点上Ec/Io大，有两种可能性。一是Ec很大，在这里占据主导水平，另一种是Ec不大，但是Io很小，也就是说这里来自其他基站的杂乱导频信号很少，所以Ec/Io也可以较大。后一种情况属于弱覆盖区域，因为Ec小，Io也小，所以RSSI也小，所以也可能出现掉话的情况。在某一点上Ec/Io小，也有两种可能，一是Ec小，RSSI也小，这也是弱覆盖区域。另一种是Ec小，RSSI却不小，这说明了Io也就是总强度信号并不差。这种情况经常是BSC切换数据配置出了问题，没有将附近较强的导频信号加入相邻小区表，所以手机不能识别附近的强导频信号，将其作为一种干扰信号处理。在路测中，这种情况的典型现象是手机在移动中RSSI保持在一定的水平，但Ec/Io水平急剧下降，前向FER急剧升高，并最终掉话。,112,载干比C/I,载波功率与干扰的比值。 Ec/Io和C/I的关系： C与Ec：C为载波功率，Ec为码片能量，两者的关系为：C=W*Ec。W为码片速率 I与Io：I为干扰总功率（包括热噪声），而Io为干扰谱密度（包括热噪声），两者关系为I=W*Io， 所以Ec/Io = C/I。,113,RSSI,RSSI:Received Signal Strength Indicator 在空载下看RSSI的平均值是判断干扰的最主要手段。对于新开局，用户很少，空载下的RSSI电平一般小于-105dBm。在业务存在的情况下，有多个业务时RSSI平均值一般不会超过-95dBm。,114,RSSI与RxPower,RSSI:Received Signal Strength Indicator Rx: Recieived power 两者是同一概念，具体指（前向或者反向）接收机接收到信道带宽上的宽带接收功率。 前向链路接收机（指手机）接收到的通常用Rx表示. 反向链路接收机（指基站侧）通常用反向RSSI表示。 前向Rx通常用作覆盖的判断依据（当然还需结合Ec/Io），反向RSSI通常作为判断系统干扰的依据。,115,误帧率FER,FER:Frame Error Rate FER越小，说明手机所处的前向链路越好，接收到的信号好，这个时候Ec/Io也应该比较好。FER越大，说明手机接收到的信号差，这个时候EcIo应该也较差。 FER较大，也可能是由于相邻的小区切换参数配置错误引起的。如果相邻的小区切换关系漏配、单配，也可能造成手机在移动中，无法识别相邻的导频，而这个导频无法识别，就会变成干扰信号，导致FER升高。在实际情况中，往往表现为，手机在移动中，FER急剧升高，同时Ec/Io急剧下降，并且最后掉话。,116,误码率BER,BER：bit error ratio. 衡量数据在规定时间内数据传输精确性的指标。 误码率=传输中的误码/所传输的总码数*100%。 误码率是最常用的传输质量指标。,117,PER：Packet error ratio. 衡量数据分组（数据包）在规定时间内传输精确性的指标。 误包率=传输中的误包数/所传输的总包数*100%。 误包率是衡量数据业务服务质量的重要指标。,误包率PER,118,VSWR电压驻波比-1,驻波比全称为电压驻波比，又名VSWR和SWR，为英文Voltage Standing Wave Ratio的简写。 在入射波和反射波相位相同的地方，电压振幅相加为最大电压振幅max ，形成波腹；在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅min ，形成波节。其它各点的振幅值则介于波腹与波节之间。这种合成波称为行驻波。驻波比是驻波波腹处的声压幅值Vmax与波节处的声压Vmin幅值之比。,119,VSWR电压驻波比-2,在无线电通信中，天线与馈线的阻抗不匹配或天线与发信机的阻抗不匹配，高频能量就会产生反射折回，并与前进的部分干扰汇合发生驻波。为了表征和测量天线系统中的驻波