移动通信汇总

Ps 按老师画的总结的 有错的就自己改一下吧 另外还是要有书的 第一章第一章 概论概论 移动通信是指双方至少有一方在移动中进行信息传输和交换 这包括移动体和移动体之间 的通信 移动体和固定点之间的通信 1 1 移动通信的移动通信的 0222 主要特点主要特点 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 移动通信系统的网络结构多种多样 网络管理和控制必须有效 5 移动通信设备必须适于在移动环境中使用 1 2 移动通信系统的分类移动通信系统的分类 3 按多址方式可分为频分多址 FDMA 时分多址 TDMA 和码分多址 CDMA 6 按工作方式可分为同频单工 异频单工 异频双工 半双工 8 按信号形式可分为模拟网和数字网 单向传输只用于无线电寻呼系统 双向传输有单工 双工和半双工三种工作方式 单工通信 通信双方电台交替地进行收信和发信 双工通信 通信双方可同时进行传输消息的工作方式 有时亦称全双工通信 频分双工 FDD 时分双工 TDD 第一代移动通信系统 模拟移动通信系统 第二代移动通信系统 数字化的移动通信系统 第三代移动通信系统 具有更多新功能 提供更高数据传输能力 数字通信系统的主要优点 1 频谱利用率高 有利于提高系统容量 2 能提供多种业 务服务 提高通信系统的通用性 3 抗噪声 抗干扰和抗多径衰落的能力强 4 能实现 更有效 灵活的网络管理和控制 5 便于实现通信的安全保密 6 可降低设备成本以及 减小用户手机的体积和重量 移动通信系统分为基于话音的网络 无绳 蜂窝 和基于数据的网络 宽带 LAN 移 动数据 P5图 1 3 常用移动通信系统常用移动通信系统 无线电寻呼系统 蜂窝移动通信系统 无绳电话系统 集群移动通信系统 移动卫星通信 系统 分组无线网 无线电寻呼系统是一种单向通信系统 频率再用 同频复用 把若干相邻的小区按一定的数目划分成区群 并把可供使用的无线 频道分成若干个频率组 区群内各小区均使用不同的频率组 而任一小区所使用的频率组 在其它区群相应的小区中还可以再用 小区分裂 当新小区所支持的用户数又达到饱和时 还可以将这些小区进一步分裂 以适 应持续增长的业务需求 区群中所含小区数目不能小于某种值 在模拟蜂窝网中不小于 7 在数字蜂窝网中可小到 4 或 3 MSC 是移动通信网和公共电话交换网的接口单元 既保证网中移动用户之间的通信 又保 证移动用户和有线用户之间的通信 越区切换 当移动台从一个小区进入另一个相邻的小区时 其工作频率及基站与移动交换 中心所用的接续链路必须从它离开的小区转换到正在进入的小区 这一过程称为越区切换 数字无绳电话系统包括 CT 2 DECT PHS PACS 以 PHS 技术为基础的 小灵通 系 统在我国得到了广泛应用 无绳电话是一种以有线电话网为依托的通信方式 也可以说它是有线电话网的无限延伸 集群移动通信系统属于调度系统的专用通信网 集群移动通信系统采用的基本技术是频率共用技术 其主要做法 P11 集群系统的用途和特点P11 集群系统的控制方式 专用控制信道的集中控制方式 随路信令的分布控制方式 按通信占用频道的方式 集群系统可分为消息集群 传输集群 准传输集群 在 GSM 系统中 分组模式成为通用分组无线业务 GPRS 1 4 移动通信的基本技术移动通信的基本技术 P20 数字调制技术的主要要求 已调信号的频谱窄和带外衰减快 易于采用相干或非相干解调 抗噪声和抗干扰的能力强 适宜在衰落信道中传输 数字信号调制的基本类型 振幅键控 ASK 频移键控 FSK 相移键控 PSK 数字调制方式 线性调制技术 恒定包络调制技术 泛欧 GSM 蜂窝网络采用 GMSK 80 年代后人们着重采用 QPSK 之类的线性数字调制 移动通信系统中采用的抗干扰措施主要有 1 利用信道编码进行检错和纠错 2 采用分集技术 自适应均衡技术和选用具有抗码间干扰和时延扩展能力的调制技术 3 采用扩频和跳频技术 4 采用扇区天线 多波束天线和自适应天线阵列等 5 在 CDMA 通信系统中 使用干扰抵消和多用户信号检测器技术 组网技术问题分为 网络结构 网络接口 网络的控制与管理 数字蜂窝通信系统的网络结构图P23 移动台 MS 基站分系统 BSS 移动交换中心 MSC 原籍位置寄存器 HLR 访 问位置寄存器 VLR 设备标识寄存器 EIR 认证中心 AUC 操作维护中心 OMC Sm 是用户和网络之间的接口 也称人机接口 Um 是移动台与基站收发信台之间的接口 也称无线接口或空中接口 A 是基站和移动交换中心之间的接口 A bis 是基站控制器和基站收发信台之间的接口 P23 开放系统互连 OSI 参考模型的三层 物理层 数据链路层 网络层 网络层的主要功能是管理链路连接 控制呼叫过程 支持附加业务和短消息业务 以及进 行移动管理和无线资源管理等 网络层包括连接管理 CM 移动管理 MM 无线资源 管理 RRM 三个子层 第第 2 章章 调制解调调制解调 常用的数字调制有 移频键控 FSK 和移相键控 PSK 移动通信信道的基本特征 1 带宽有限 2 干扰和噪声影响大 3 存在着多径衰落 扩频通信 扩展频谱通信 一种信息传输方式 在发端采用扩频码调制 使信号所占的 频带宽度远大于所传信息必须的带宽 在收端采用相同的扩频码进行相关解扩以恢复所传 信息数据 目前的扩频通信系统可分为 直接序列 DS 扩频 跳频 FH 跳时 TH 线性调频 以及上述几种方式的组合 多载波调制定义 多载波传输首先把一个高速的数据流分解为若干个低速的子数据流 然 后 每个数据流经过调制和滤波 去调试相应的子载波 从而构成多个并行的已调信号 经过合成后进行传输 在多载波传输技术中 对每一路载波频率的选取方法 P77 第第 3 章章 移动信道的传播特性移动信道的传播特性 信道按传输媒质分为有线信道和无线信道 根据信道特性参数随外界各种因素的影响而变 化的快慢 通常分为 恒参信道 和 变参信道 所谓 恒参信道 是指其传输特性的 变化量极微且变化速度极慢 变参信道 与此相反 其传输特性随时间的变化较快 电波传播方式 1 直射波 2 地面反射波 3 地表面波 4 天波 自由空间传播损耗 lg20 lg2044 32 MHzfkmddBLsf 当 f 或 d 增大一倍时 损耗将分别增加 6dB 在实际移动信道中 散射体很多 因此接收信号是由多个电波合成的 直射波 反射波或 散射波在接收地点形成干涉场 使信号产生深度且快速的衰落 局部中值 在局部时间中 信号电平大于或小于它的时间各为 50 由于移动台的不断运动 电波传播路径上的地形 地物是不断变化的 因为局部中值也是 变化的 这种变化所造成的衰落比多径效应所引起的快衰落要慢得多 所以称为慢衰落 多径衰落的信号包络服从瑞利分布 故把这种多径衰落称为瑞利衰落 在信号电平发生快衰落的同时 其局部中值电平还随地点 时间以及移动台速度作比较平 缓的变化 其衰落周期以秒级计 称为慢衰落或长期衰落 慢衰落近似服从对数正态分布 为了防止因衰落引起的通信中断 在信道设计中 必须使信号的电平留有足够的余量 以 使中断率 R 小于规定指标 这种电平余量称为衰落储备 因多径传播造成信号时间扩散的现象 称为多径时散 可将地形分为两大类即中等起伏地形和不规则地形 所谓中等起伏地形 是指在传播路径的地形剖面图上 地面起伏高度不超过 20m 且起伏 缓慢峰点与谷点之间的水平距离大于起伏高度 地物分类 开阔地 郊区 市区 例题 3 2 3 3P118 传播损耗预测模型 1 Hata 模型2 COST 231 Walfish Ikegami 模型3 室内测试环境 路径损耗模型P119 第四章第四章 抗衰落技术抗衰落技术 分集接收是抗衰落的一种有效措施 CDMA 系统采用路径分集技术 即 RAKE 接收 所谓分集接收 是指接收端对它收到的多个衰落特性互相独立的信号进行特定的处理 以 降低信号电平起伏的办法 分集有两重含义 一是分散传输 使接收端能够获得多个统计独立的 携带同一信息的衰 落信号 二是集中处理 即接收机把收到的多个统计独立的衰落信号进行合并以降低衰落 的影响 宏分集 主要用于蜂窝通信系统中 也称为 多基站 分集 微分集 是一种减小快衰落影响的分集技术 在各种无线通信系统中都经常使用 合并方式 1 选择式合并 2 最大比值合并 3 等增益合并 当今 各种移动通信系统无不采用纠错编码技术 数字信号传输既有必要也有可能采用纠 错编码 例如 无线寻呼系统中采用 BCH 编码及偶数校验码 模拟蜂窝系统也采用多种 格式的 BCH 码以及重复发送 择大判决等纠错措施 在 CDMA 移动通信系统中 采用卷 积编码和交织技术等 码的检 纠错能力与最小码距 d0 的关系 1 为检测 e 个错码 要求最小码距 10 ed 2 为纠正 t 个错码 要求最小码距 120 td 3 为纠正 t 个错码 同时检测 e 个错码 要求最小码距 10teted 常用的检错码 1 奇偶校验码 2 CRC 校验 数字化移动通信中传输过程会产生随机差错 也会出现成串的突发差错 各种编码主要用 来纠正随机差错 而卷积码既能纠正随机差错 也具有一定的纠正突发差错的能力 纠正 突发差错主要靠交织编码来解决 在 CDMA 移动通信系统中采用了卷积码和交织编码 第第 5 章章 组网技术组网技术 本章解决以下几方面的问题 1 2 3 4 5 P179 常规的多址方式有三种 频分多址 FDMA 时分多址 TDMA 码分多址 CDMA 频分多址是指将给定的频谱资源划分为若干个等间隔的频道供不同的用户使用 移动通信的频率资源十分紧缺 不可能为每一个移动台预留一个信道 只可能为每个基站 配置好一组信道 供该基站所覆盖的区域内的所有移动台共用 这就是多信道共用问题 业务量的大小用话务量来量度P181 同一基站的共用信道数不宜过多 n 8 为保证 B 5 全网只能容纳 57 8 456 个用户 若将 B 提高到 20 全网就可容纳 92 8 736 个用户了 空闲信道的选取方式主要可以分为两类 1 专用呼叫信道方式 或称共用信令信道方式 2 表明空闲信道方式 TDMA 系统可以采用频分双工 FDD 方式 时分双工 TDD 方式 在 TDMA 系统中 每帧钟时隙结构或称为突发结构的设计通常要考虑三个主要问题 1 控制和信令信息的传输 2 信道多径的影响 3 系统的同步 措施 1 在每个时隙中 专门划出部分比特用于控制和信令信息的传输 2 为了便于接收端利用均衡器来克服多径引起的码间干扰 在时隙中要插入自适应均衡器 所需的训练序列 3 在上行链路的每个时隙中要留出一定的保护间隔及不传输任何信号 及每个时隙中传输 信号的时间要小于时隙长度 4 为了便于接收端的同步 在每个时隙中还要传输同步序列 码分多址的方式有 跳频码分多址 FH CDMA 直扩码分多址 DS CDMA 小区结构和频率的分配方案有 1 带状网 2 蜂窝网 群区的组成应满足两个条件 1 区群间可以邻接 且无空隙无重叠的进行覆盖 2 邻接之后 的区群应保证各个相邻同信道小区之间的距离相等 区群内的小区数应满足 N i 2 ij j 2 i j 为不同时为 0 的正整数 中心激励与顶点激励P197 小区分裂方法 1 分 4 1 分 7 服务区内用户密度是不均匀的 小区信道分配的方式主要有两种 1 分区分组配置法 2 等频距配置法 分区分组配置法所遵循的原则是 尽量较小占用的总频段 以提高频段的利用率 同一区 群内不能使用相同的信道 以避免同频干扰 小区内采用无三阶互调的相容信道组 以避 免互调干扰 为了进一步提高频率利用率 使信道的配置能随移动通信业务量地理分布的变化而变化有 两种办法 1 动态配置法 2 柔性配置法 设置原籍位置寄存器 HLR 和访问位置寄存器 VIR 来进行移动性管理 HLR 中存储的用户信息分为两类 1 有关用户的参数信息 2 关于用户当前位置的信息 访问位置寄存器 VLR 是存储用户位置信息的动态数据库 这些和通信有关的一系列控制信号统称为信令 网络信令称为 7 号信令系统 SS7 信令分为两种 1 用户到网络节点间的信令 接入信令 2 网络节点间的信令 网络信令 越区切换是指将当前正在进行的移动台与基站之间的通信链路从当前基站转移到另一基站 的过程该过程也成为自动链路转移 ALT 越区切换包括三个方面的问题 1 越区切换的准则 也就是何时需要进行越区切换 2 越区 切换如何控制 3 越区切换时的信道分配 越区切换的准则 1 2 3 4 P214 越区切换的过程控制方式 1 移动台控制的越区切换 2 网络控制的越区切换 3 移动台辅助 的越区切换 在现有的第二代数字移动通信系统中 位置管理采用两层数据库 即原籍位置寄存器 HLR 和访问位置寄存器 VLR 三种动态位置更新策略 1 基于时间的位置更新策略 2 基于运动的位置更新策略 3 基于距离的位置更新策略 模拟蜂窝网移动电话系统本身由三大部分组成 1 移动电话交换局 MTSO 2 基站 BS 3 移动台 MS 通常 从基站 BS 至移动台 MS 的传输信道称为前向 下行 信道 包括前向话音信道和 前向控制信道 反之从 MS 至 BS 的传输信道称为反向 上行 信道 它也包括反向话音 信道和反向控制信道 第第 7 章章 时分多址时分多址 TDMA 数字蜂窝网数字蜂窝网 GSM900 和 DCS1800 这两个系统功能相同 主要的差异是频道不同 在 GSM 标准中 未 对硬件作出规定 只对功能 接口等做了详细规定 GSM 蜂窝系统的主要组成部分可分为 移动台 基站子系统 网络子系统P229 移动台的另外一个重要组成部分是用户识别模块 SIM 其中包含与用户有关的无线接口的 信息 也包括鉴权和加密的信息 基站子系统主要由基站收发机 BTS 和基站控制器 BSC 构成 移动交换中心可以从三种数据库 即原籍位置寄存器 访问位置寄存器和鉴权中心 原籍位置寄存器 HLR 可以看做是 GSM 系统的中央数据库 存储该 HLR 管辖区的所有移 动用户的有关数据 访问位置寄存器 VLR 可看作是一个动态用户的数据库 每个小区含有多个载频 每个载频上含有 8 个时隙 GSM 系统总共有 124 8 992 个物理信 道 GSM 系统工作在以下射频频段 上行 移动台发 基站收 890 915MHz 下行 基站发 移动台收 935 960MHz 收发频率间隔为 45MHz GSM 的调制方式是高斯型最小移频键控 GMSK 方式 信道分类 1 业务信道 话音业务信道 数据业务信道 2 控制信道 广播信道 BCH 公共控制信道 CCCH 专用控制信道 DCCH 广播信道是一种 一点对多点 的单方向控制信道 公共控制信道是一种双向控制信道 用于在呼叫接续阶段传输链路连接所需要的控制信令 专用控制信道是一种 点对点 的双向控制信道 其用途是在呼叫接续阶段以及在通信进 行当中 在移动台和基站之间传输必要的控制信息 位置登记 或称注册 是通信网为了跟踪移动台的位置变化而对其位置信息进行登记 删 除和更新的过程 鉴权是为了确认移动台的合法性而加密是为了防止第三者窃听 鉴权中心 AUC 为鉴权与加密提供了三参数组 RAND SRES Kc 每一个用户均有唯一的 Ki 和 IMSI 它们存储于 AUC 数据库和 SIM 用户识别 卡中 过区切换主要有三种不同的情况 1 同一个 BSC 控制区内不同小区之间的切换也包括不同扇区之间的切换 2 同一个 MSC VLR 业务区内 不同 BSC 控制区的小区之间的切换 3 不同 MSC VLR 控制区的小区之间的切换 第第 8 章章 码分多址码分多址 CDMA 移动通信系统移动通信系统 一 一 CDMA 蜂窝体制被采纳为北美数字蜂窝标准 定名为 IS 95 IS 95 的载波频带宽度为 1 25MHz CDMA 方案有 CDMA2000 WCDMA TD SCDMA 等 其中 CDMA2000 是 IS 95 的发展 码分多址蜂窝通信系统的特征 1 2 3 4 5 P279 CDMA 蜂窝系统的多址干扰分两种情况 1 基站在接收某一移动台的信号时 会受到本小区和邻近小区其他移动台所发信号的干扰 2 移动台在接收所属基站发来的