移动通信基础介绍.ppt

移动通信基础介绍 介绍提纲 移动通信概述GSM数字移动通信系统CDMA移动通信系统第三代移动通信系统网络演进策略 移动通信概述 1 移动通信的概念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移动通信的发展最早的移动电话是在1921年开始使用的第一个公用移动系统在1946年开办第一个蜂窝系统 AMPS 是在1983年10月在芝加哥地区开始使用 由美国电话电报公司 AT T 经营管理 移动通信概述 2 多址方式有三种 FDMA TDMA和CDMA 移动通信概述 3 第一代蜂窝移动通信系统采用模拟技术频率 800MHz 900MHz主要的制式美国 AMPS欧洲 TACS NMT 450 NMT 900英国 ETACS西德 葡萄牙 C 450意大利 RTMS日本 NTT JTACS NTACS 移动通信概述 4 第二代蜂窝移动通信系统采用数字技术频率 800MHz 900MHz 1800MHz主要的系统美国 DAMPS CDMA欧洲 GSM日本 PDC 移动通信概述 5 第三代蜂窝移动通信系统将各种业务结合起来 用一个单一的全功能网络来实现主要特点全球普及和全球无缝漫游的系统具有支持多媒体业务的能力 特别是支持Internet业务便于过渡 演进高频谱效率高服务质量低成本高保密性 GSM数字移动通信系统 GSM概述GSM系统结构GSM频率配置GSM无线接口GSM网络结构编号计划呼叫建立流程 GSM概述 GSM含义1982年 欧洲邮电大会 CEPT 成立了一个新的标准化实体GSM GroupSpecialMobile 其目的是制定欧洲900MHz数字TDMA蜂窝移动通信系统技术规范 1992年 GSM系统重新命名为全球移动通信系统 GlobalSystemForMobileCommunication GSM系统结构 GSM系统结构 NSS各部分的功能 GSM系统结构 BSS各部分的功能 GSM系统接口 NSS的内部接口 NSS的内部接口 MSC HLR AUC BTS的主要功能 BSC的主要功能 信道管理建立与释放无线资源 执行逻辑信道的组合 物理信道的映射响应MS和MSC的呼叫请求 协议转换实现MSC BSC侧七号信令和BSC BTS侧LAPD信令的转换 TC的主要功能 BSS内部语音信号传输速率 TC可以放在传输链中BTS与MSC之间的不同地方TC在功能上属于BTS 但通常放在MSC机房以节省长途传输链路 OMC OMC 编号方案 IMSI TMSI是为了加强系统的保密性而在VLR内分配的临时用户识别 在某一VLR区域内与IMSI唯一对应 TMSI分配原则 一 TMSI包含四个字节 可以由八个十六进制数组成 其结构可由各运营部门根据当地情况而定 二 TMSI的32比特不能全部为1 因为在SIM卡中比特全为1的TMSI表示无效的TMSI 三 要避免在VLR重新启动后TMSI重复分配 可以采取TMSI的某一部分表示时间或在VLR重起后某一特定位改变的方法 编号方案 TMSI CC NDC SN National significant Mobilestationinternational ISDNnumber Mobilenumber MSISDN号码结构图 CC CountryCode 国家码 如中国为86 NDC NationalDestinationCode 国内接入号 如中国移动的NDC目前有139 138 137 136 135 中国联通的NDC目前有130 131 133 SN SubscriberNumber SN的一般格式H0H1H2H3ABCD 一 MSISDN是指主叫用户为呼叫GSMPLMN中的一个移动用户所需拨的号码 作用同于固定网PSTN号码 二 MSISDN采取E 164编码方式 三 存储在HLR和VLR中 在MAP接口上传送 编号方案 MSISDN 一 编码格式为CC NDC LSP二 CC NDC含义同MSISDN的规定 LSP locallysignificantpart 由运营者自己决定三 E 164编码方式四 目前在网上MSC与VLR都是合一的 所以MSC号码与VLR号码基本上都是一样的 一 采取E 164编码方式二 编码格式为 CC NDC H0H1H2H30000 即为用户号为全零的MSISDN CC NDC含义同MSISDN的规定 编号方案 MSC号与HLR号 编号方案 MSRN HON MSRN 移动台漫游号码 是在移动台有来话呼叫时 根据HLR的请求 临时由VLR分配的号码 用于发端MSC寻址被叫拜访的MSC 接续完成后立即释放 此号码只在某一时间范围 比如90秒 内有效 采取E 164编码方式 编码格式为 在MSC号码 VLR号码的后面增加3个数字 HON 切换号码 是用于用户在两个移动交换区间进行切换时 为建立MSC间通话链路而临时使用的号码 其编码方式和格式类似MSRN 在检测位置更新 切换请求和下发寻呼时 要使用位置区识别LAI LAI的组成为MCC MNC LAC 其中MCC和MNC与IMSI中的相同 LAC为位置区码 用于识别移动通信网中的一个位置区 最多为2个字节长度的16进制编码 0000和FFFE不能用来表示某一位置区 在所有的GSMPLMN中小区的唯一标识 在LAI的基础上再加上小区识别CI构成 编码为 LAI CI 其中CI为2个字节长的16进制的BCD码 由运营商自定 基站识别码 用于移动台识别相邻的 采用相同载频的 不同的BTS 特别用于区别在不同国家的边界地区采用相同载频的相邻BTS BSIC CDMA移动通信系统 CDMA技术标准的发展历程CDMA关键技术cdma20001x系统 几种多址方式比较 1 频分多址 FDMA 方式每信道占用一个载频 每个信道的每一载波仅支持一个电路连接信号速率低基站设备复杂庞大 重复设置收发信设备越区切换较为复杂和困难 几种多址方式比较 2 时分多址 TDMA 方式突发传输的速率很高 远大于语音编码速率用不同的时隙来发射和接收 不需双工器基站复杂性减小 互调干扰小抗干扰能力强 频率利用率高 系统容量大越区切换简单 CDMA技术标准的发展历程 窄带CDMA N CDMA 由美国高通 Qualcomm 公司提出 1980年11月进行了首次现场实验1995年正式的N CDMA标准出台 即IS 95A1998年制定了IS 95B标准1998年3月提出了一种向后兼容IS 95的宽带CDMA框架 称为cdma20002000年3月通过cdma2000的标准IS 2000 CDMA技术标准的发展历程 IS 95B标准的核心思想在不改变IS 95A物理层的前提下通过自适应信道捆绑技术提供高速数据业务9 6 76 8kbit s RS1 14 4 115 2kbit s RS2 CDMA技术标准的发展历程 cdmaOne是基于IS 95的各种CDMA制造厂家的产品和不同运营商的网络构成的一个家族概念国际CDMA发展组织的一个品牌名称cdma2000是IS 95标准向第三代演进的技术体制方案美国在制定第三代移动通信空中接口标准过程中提出的技术建议 CDMA关键技术 CDMA信道设置CDMA编码CDMA功率控制CDMA呼叫处理CDMA切换 CDMA信道设置 导频信道 PilotChannel 同步信道 SyncChannel 寻呼信道 PagingChannel 前向业务信道 ForwardTrafficChannel 接入信道 AccessChannel 反向业务信道 ReverseTrafficChannel CDMA编码 Walsh码64位 128位 在前向信道中用于区分信道 在反向信道中用于正交调制PN短码 2 215 32 768 在前向信道中用于区分基站小区 在反向信道中作为扰码PN长码242 4400Billion 用于区分用户 CDMA功率控制 前向功率控制 ForwardPowerControl 闭环 Closedloop 反向功率控制反向开环功率控制 ReverseOpenLoopPowerControl 反向闭环功率控制 FastReverseClosedLoopPowerControl 反向外环功率控制 ReverseOuterLoopPowerControl CDMA呼叫处理 1 CDMA呼叫处理 2 CDMA切换 软切换 Soft Handoff 同一BSC中不同基站之间更软切换 Softer Handoff 同一基站不同小区之间硬切换 Hard Handoff 同一系统内不同MSC之间 不同BSC之间不同载频之间不同系统之间 cdma20001x系统 主要采用的新技术丰富的信道结构引入新的编码方式快速前向功率控制反向相干解调不同的无线配置 适应不同需求完善体系结构 考虑向第三代演进EV DO及EV DV标准 cdma20001x系统 第三代蜂窝移动通信系统 IMT 2000 国际移动电信2000系统将支持速率高达2Mb s的业务业务种类将涉及话音 数据 图像以及多媒体等由包括连接至地面和卫星网络的各种移动终端以及相应的网络基础设施等构成系统结构上采用模块化概念 将无线接入网络与核心网络这两个系统部件进行清晰的分离IMT 2000家族 允许各地区标准化组织有一定的灵活性 可根据市场 业务需求的不同 提出各自向第三代系统演进的策略 第三代移动通信无线传输技术 10种提案日本 W CDMA欧洲 ETSI UTRA UMTS EP DECT美国 WIMSW CDMA CDMA2000 UWC 136 WCDMA NA韩国 GlobalCDMA GlobalCDMA 中国 TD SCDMA 网络演进策略 1 第一种演变策略采用增强的第二代网络 延续一段时间 第三代的无线接入网通过适配功能单元接入到增强的第二代核心网在较晚的时间再采用第三代的核心网络 基于ATM或IP 第三代核心网络与第二代网络间采用互通功能单元进行互通 而逐步淘汰第二代核心网 网络演进策略 2 第一种演进策略 第二代