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移动通信基础培训 2 内容介绍 第1章移动通信基本概念第2章移动通信技术演进第3章CDMA 1x基本原理第4章EVDO基本原理第5章LTE基本原理第6章终端介绍第7章总结 3 移动通信网络的组成 AT 移动台BTS 基站BSC 基站控制器RAN 无线接入网PCF 分组控制功能PDSN 分组数据控制节点ANAAA 接入网鉴权 认证 计费服务器MSC 移动交换中心HLR 归属位置寄存器VLR 拜访位置寄存器HA 家乡代理 4 无线电波 无线电波什么叫无线电波 无线电波是一种能量传输形式 他是以交替的电场和磁场的方式向前传播的 电场和磁场在空间是相互垂直的 同时这两者又都垂直于传播方向 而无线通信 则是把需要传播的信息 调制在这个电磁波上 以实现信息的传输 5 无线信号的传播 无线信号的传播损耗主要来自3个方面 1 路径损耗 慢衰落2 多径损耗 快衰落3 穿透损耗 6 路径损耗 路径损耗受以下因素影响 7 多径损耗 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 8 穿透损耗 穿透损耗主要受两个影响 材质频率 频率越高 损耗越大 9 无线容量 带宽也大 速率越高信噪比越高 速率越高 10 移动通信的工作方式 单工方式 指两台通信设备间数据只能在一个方向上传送 在单工模式下 两台通信设备中一台为发送设备 另一台必为接收设备 它们之间有一条通信链路就够了 比如广播 半双工方式 指两台相互通信的通信设备均具有收发数据的能力 但在某一时间内他们只能执行一种操作 不能同时执行收发两种操作 比如对讲机 全双工方式 指两台相互通信的通信设备可以同时发送和接收数据 即数据同时可以在两个方向上传送 所以他们之间至少需要两条通信线路 比如手机 11 双工方式 时分双工 无需成对频谱资源 适合非对称业务 上下行特性相同 小灵通 频分双工 时间同步要求低 对于码分多址系统需要时间同步 上下行干扰小 CMDA 12 多址方式 1 2 模拟通信GSM PHSCDMALTE 13 多址方式 2 2 14 内容介绍 第1章移动通信基本概念第2章移动通信技术演进第3章CDMA 1x基本原理第4章EVDO基本原理第5章LTE基本原理第6章终端介绍第7章总结 15 移动通信技术演进 16 标准化组织 3GPP3GPP是针对GSM手机 扩展名为 3gp 第三代合作伙伴计划 3rdGenerationPartnershipProject 即3GPP 是一个成立于1998年12月的标准化机构 目前其成员包括欧洲的ETSI 日本的ARIB和TTC 中国的CCSA 韩国的TTA和北美的ATIS 3GPP它致力于GSM到UMTS WCDMA 的演化 虽然GSM到WCDMA空中接口差别很大 但是其核心网采用了GPRS的框架 因此仍然保持延续性 3GPP23GPP2是针对CDMA手机 扩展名为 3g2 第三代合作伙伴计划2 3rdGenerationPartnershipProject2 即3GPP2 建立于1998年12月 成员包括 TIA 北美 CCSA 中国 ARIB TTC 日本 和TTA 韩国 3GPP2是从2G的CDMAOne或者IS 95发展而来的CDMA2000标准体系的标准化机构 它受到拥有多项CDMA关键技术专利的高通公司的较多支持 3GPP和3GPP2两者实际上存在一定竞争关系而WIMAX则是由IEEE 电气和电子工程师协会 提出的 ITU 国际电联IMT2000 第三代移动通信 由ITU提出 其中2000的含义有三个 在公元2000年左右开始使用 在2000MHz左右的频率上使用 支持的业务速率可以达到2Mbps以上 17 速率对比 18 内容介绍 第1章移动通信基本概念第2章移动通信技术演进第3章CDMA 1x基本原理第4章EVDO基本原理第5章LTE基本原理第6章终端介绍第7章总结 19 CDMA优点 20 CDMA优点 通话质量好 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 对于软切换的2路信号 采用最大比合并 约有3dB的系统增益 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 采用独特的软切换技术 降低了掉率 CDMA优点 软切换 CDMA优点 功率低 CDMA优点 功率控制 CDMA是一个自干扰的系统 限制CDMA容量的因素是总干扰 当达到以上条件是 系统容量最大 CDMA优点 保密性 CDMA优点 扩频通信 CDMA优点 扩频通信 CDMA优点 扩频通信 CDMA优点 码分多址 只有在收 发端使用相同的扩频码 才能将正确 完整的信息恢复出来 CDMA优点 码分多址 扩频码是具有正交特性的伪随机序列 CDMA优点 码分多址 其他优点 覆盖范围大 是GSM的2倍 得益于CDMA对信噪比要求低频谱效率高 是GSM的4倍 能容纳更多的用户或更高的速率 32 内容介绍 第1章移动通信基本概念第2章移动通信技术演进第3章CDMA 1x基本原理第4章EVDO基本原理第5章LTE基本原理第6章终端介绍第7章总结 EVDO的演进 EVDO 提供高速无线数据 QoS保障 提供VoIPEVDV 语音与数据混合 实现困难 EVDO与1X的区别 35 EVDO关键技术 时分复用 不同的前向信道分时共享每个时隙 每种信道满功率发射 不同用户分享系统的时隙资源 在每个时隙内 系统只为特定的用户服务 避免同扇区多用户干扰和高低速用户分享系统功率导致的资源利用率下降 36 EVDO关键技术 多用户调度 37 EVDO关键技术 自适应编码 38 EVDORev 0关键技术 多用户调度 时间轮询调度算法最大载干比调度算法比例公平调度算法 兼顾信号质量以及之前已获得的吞吐量 基本原理 39 EVDO关键技术 前向包分片传送交叉 如果传送某个现象物理层数据包需要多个时隙 则系统不会使用连续的时隙 系统传送的数据包方式见下图 同一个包的数据在切分后 每隔3个时隙传送一个片段 直至接收者终止或所有片段传送完毕 40 EVDO关键技术 混合自动重传技术 HARQ 41 EVDO关键技术 虚拟软切换 EVDO系统的软切换和1X不同 EVDO前向只支持虚拟软切换 其特点如下 前向 AT在某个时刻只能从一个AP接受业务数据 反向 AT的反向数据被激活集里的所有AP接收 当AT从某个AP接收前向数据时 监听激活集中其他AP的导频和MAC信道 AT比较激活集中各AP的SNR值 并且总是选择SNR最好的一个AP接收前向数据 42 EVDO关键技术 反向速率控制 AT根据激活集中每个扇区RA信道中RAB值动态调整反向速率 速率转移过程见下图 反向速率调整原理 AT采用逻辑或运算合并所有RA信道的RAB 如果合并后RAB 1 AT以概率qn降低速率到低一级速率 如果合并后RAB 0 AT以概率pn升高速率到高一级速率 pn和qn称为转移概率参数 共8个 AT在进行系统配置时获得 43 内容介绍 第1章移动通信基本概念第2章移动通信技术演进第3章CDMA 1x基本原理第4章EVDO基本原理第5章LTE基本原理第6章终端介绍第7章总结 LTE发展驱动 语音收入下降 增加收入 提升带宽 引入新业务 增加业务量 网络成本高 降低成本 降低数据业务每bit成本 增加收益 WiMAX LTE WiMAX的领先 应对竞争 应对WiMAX阵营的竞争 45 LTE基本概念 46 LTE网络架构 47 LTE核心技术 48 LTE核心技术 49 LTE核心技术 50 LTE核心技术 51 FDD与TDD对比 FDD与TDD对比 1 TDD上下行使用同一频率 信道特性一样 方便上下行链路预算 以及信道估算 从而实现较为精确的功率控制和覆盖控制 而FDD由于上下行频率间隔大 无法实现 2 TDD系统需要严格的时间同步 由于上下行时间间隔的缘故 基站覆盖半径明显小于FDD基站 否则 小区边缘的用户信号到达基站时会不能同步 3 TDD技术可以灵活的设置上行和下行转换时刻 用于实现不对称的上行和下行业务带宽 有利于实现明显上下行不对称的互联网业务 但是 这种转换时刻的设置必须与相邻基站协同进行 4 与FDD相比 TDD可以使用零碎的频段 因为上下行由时间区别 不必要求带宽对称的频段 5 移动台移动速度受限制 在高速移动时 多普勒效应会导致快衰落 速度越高 衰落变换频率越高 衰落深度越深 因此必须要求移动速度不能太高 例如在使用了TDD的TD SCDMA系统中 在目前芯片处理速度和算法的基础上 当数据率为144kb s时 TDD的最大移动速度可达250km h 与FDD系统相比 还有一定差距 一般TDD移动台的移动速度只能达到FDD移动台的一半甚至更低 6 发射功率受限 如果TDD要发送和FDD同样多的数据 但是发射时间只有FDD的大约一半 这要求TDD的发送功率要大 当然同时也需要更加复杂的网络规划和优化技术 FDD与TDD频谱划分 54 内容介绍 第1章移动通信基本概念第2章移动通信技术演进第3章CDMA 1x基本原理第4章EVDO基本原理第5章LTE基本原理第6章终端介绍第7章总结 55 中国电信LTE终端要求 手机 模式 2000元以上 5模7频 LTEFDD LTETDD CDMA2000 WCDMA GSM WCDMA和GSM用于国际漫游2000元以下 4模6频 LTEFDD LTETDD CDMA2000 GSM GSM用于国际漫游 频段 语音方案 SVLTE或SRLTE 56 56 中国移动LTE终端要求 手机 模式 5模10频 LTEFDD LTETDD TD SCDMA WCDMA GSM 十个频段涵盖 语音方案 CSFB或SGLTE 中国联通LTE终端要求 手机 模式 中国联通必选支持TD LTE LTEFDD WCDMA GSM 57 频段号 电信互操作方案 数据 4G在无覆盖区域 回落3G 采用非优化方案 网络升级改造小 只需要将AN和PDSN进行升级改造 不需要增加额外设备 语音 58 59 内容介绍 第1章移动通信基本概念第2章移动通信技术演进第3章CDMA 1x基本原理第4章EVDO基本原理第5章LTE基本原理第6章终端介绍第7章总结 三家运营商网络优劣势对比 60 注意事项 61 1 速率单位是bps 换算成我们电脑上习惯的下载速率Bps要除以8 2 理论速率 是指空口速率