移动通信总结.docx

一、移动通信概念移动通信是指通信双方至少有一方在移动中（或者临时停留在某一非预定的位置上）进行信息传输与交换，这包括移动体（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。二、移动通信特点：1、 必须利用无线电波传输信息，传播特性差u传播环境复杂：多径效应和阴影效应造成电波传播的幅度衰落和时延扩展u 用户高速移动：多普勒频移造成电波传播特性的快速随机变化2、工作于复杂的干扰环境u 外部干扰：天电、机电和信道热噪声 u系统内部和不同系统之间的干扰：邻道、同信道、互调、多址和远近效应3、网络结构多种多样，网络管理复杂 u用户注册和登记，鉴权和计费，安全和保密 4、可利用的频谱资源有限，而通信业务量的需求与日俱增 u用户容量问题，业务容量问题 5、用户终端成为个人消费品三、数字移动通信特点：1.微蜂窝小区结构：更优的空分复用提高用户 数量2.数字化技术：语音信号数字化 新的调制方式：GMSK、QPSK等3.TDMA、CDMA4.频谱利用率高、系统容量大5.能提供多种业务服务，提高通信系统的通用性6.抗噪声、抗干扰和抗多径衰落能力强 7.能实现更有效、灵活的网络管理和控制8.便于实现通信安全保密 9.可降低设备成本和减小用户手机的体积和重量四、移动通信的最终发展目标是实现个人通信系统（无论任何人、在任何时候、在任何地 方、与另一个人、进行任何类型）五、3G3G是“第三代移动通信技术”3G标准：WCDMA（欧洲版）、CDMA2000（美国版）和TD-SCDMA（中国版）3G：运营商：中国移动TDSCDMA，中国电信CDMA2000，中国联通WCDMA。六、无线传播方式移动通信中传播的方式主要有直射波、反射波、绕射波、散射波和地表面波等传播方式。从发射天线直接到达接收天线的电波称为直射波电波经过地面反射到达接收机，称为地面反射波电波沿地球表面传播， 称为地表面波七、移动信道的特征传播路径与信号衰落；多径效应与瑞利衰落；慢衰落特性与衰落储备；多径时散与相关带宽八、多径效应在通信系统中，由于通信地面站天线波束较宽，受地物、地貌和海况等诸多因素的影响，使接收机收到经折射、反射和直射等几条路径到达的电磁波，这种现象就是多径效应，表现为快衰落传播九、多径衰落若多射线强度较大，且时延差不能忽略，则会产生误码，这种误码靠增加发射功率是不能消除的，而由此多径效应产生的衰落叫多径衰落十、慢衰落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，称作慢衰落或长期衰落。慢衰落特性：近似服从对数正态分布。十一、快衰落移动台附近的散射体引起的多径传播信号在接收点相叠加，造成接收信号快速起伏的现象。主要由于多径传播而产生的衰落，由于移动体周围有许多散射、反射和折射体，引起信号的多径传输，使到达的信号之间相互叠加，其合成信号幅度表现为快速的起伏变化，其变化率比慢衰落快。十二、衰落总结场强特性曲线的中值呈慢速变化-慢衰落场强特性曲线的瞬时值呈快速变化-快衰落慢衰落产生原因：大气折射，大气介电常数的变化，时变；阴影效应，特点：衰落速度与工作频率无关十三、抗衰落技术。(1). 分集接收：是指接收端对它收到的多个衰落特征互相独立（携带同一信息）的信号进行特定的处理，以降低信号电平起伏的办法。(2). RAKE接收：利用多个并行相关器检测多径信号，按照一定的准则合成一路信号供解调用。(3). 纠错编码(4). 自适应均衡十四、多址技术（多用户/共用多信道/接入系统 的技术）对有限的频率资源，用户如何共享，以便能传输更大，容量的信息信道的构成方式及多用户共用多信道接入系统的技术。十五、每代移动通信系统用到的多址技术第一代移动通信是模拟移动通信系统，都采用频分多址FDMA方式，第二代移动通信是数字式移动通信系统，采用时分多址TDMA和码分多址CDMA方式，第三代移动通信系统采用码分多址CDMA。十六、计算流入话务量: A = S,完成话务量：A0=0*S呼损率B=(A-A0)/A=(-0)/信道利用率=A0/n=A(1-B)/n=A/n系统容量包括二个方面：a). 系统允许的用户总数 M=A/a , a为用户话务量b). 每信道允许的用户数 m=M/n十七、网络的构成:BS基站MS移动台MSC移动交换中心（移动交换机）PSTN公用电话网PDN公用数据网ISDN综合业务数字网VLR访问用户位置寄存器HLR原籍用户位置寄存器AVC登权中心EIR设备识别寄存器OMC操作维护中心十八、各模块建的接口：1 人机接口(sm接口)；2 移动台与基站之间的接口（Um接口）3 基站与移动交换中心之间的接口（A接口）4 基站控制器BSC与基站收发信台BTS之间的接口(Abis接口)5 移动交换中心MSC与访问位置寄存器VLR之间的接口（B接口）6 移动交换中心MSC与归属位置寄存器HLR之间的接口（C接口）7 归属位置寄存器HLR与访问位置寄存器VLR之间的接口（D接口）8 移动交换中心之间的接口（E接口）9 移动交换中心MSC与设备标识寄存器EIR之间的接口（F接口）10.访问位置寄存器VLR之间的接口（G接口）。十九、区域覆盖大区制：系统容量小。 小区制：可频率再用，系统容量大。二十、越区切换1.概念：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个基站的过程。2.准则：1、相对信号强度准则：在任何时候都选择具有最强接收信号的基站。2、具有门限规定的相对信号强度准则：仅允许移动用户在当前基站的信号足够弱，且新基站的信号强于本基站的信号情况下才越区切换。3、具有滞后余量的相对信号强度准则：仅允许移动用户在新基站的信号强度比原基站的信号强度强很多的情况下越区切换。4、具有滞后余量和门限规定的相对信号强度准则：仅允许移动用户在当前基站的信号电平低于规定门限并且新基站的信号强度高于当前基站的一个给定滞后余量时越区切换。3.控制策略：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分类：（按实现技术）软切换、CDMA到CDMA的硬切换、CDMA到模拟系统的切换（按切换性质）同一交换中心基站之间的切换、不同交换中心基站之间的切换、同一BSC之间的切换、不同BSC之间的切换、微小区和宏小区之间的切换、同基站内不同扇区的切换、不同运营商之间的切换二十一、号码1.移动台国际ISDN号码(MSISDN) 功能：其他用户呼叫该MS时所需拨的号码。2. 国际移动用户识别码（IMSI）功能：在全球GSM系统中，一个移动用户唯一对应一个IMSI，存放在用户SIM卡及该用户HLR及VLR中。用在MS的移动性、安全性管理及呼叫接续中。3.临时移动用户识别码(TMSI)功能：GSM系统的安全保密措施之一，空中信令尽可能用TMSI代替IMSI，以防他人从空中非法窃取并盗用IMSI。由VLR临时给来访MS用户分配一个在该服务区使用的TMSI号码，并且MS每呼叫一次就重新分配一个TMSI。4.移动台漫游号码(MSRN)功能：MS被呼时，由所访问的VLR分配一个MSRN(其中包括VLR号码)，以确定至MS的路由。路由一旦建立，该号码立即释放。5. 位置区识别码（LAI） 功能：在检测位置更新和信道切换时要使用位置区识别码6. 基站识别码（BASIC）功能：基站识别码用于移动台识别相同载频的不同基站，特别用于区别在不同国家的边界地区采用相同载频且相邻的基站二十二、逻辑信道逻辑信道分为业务信道、控制信道二大类。1.业务信道 TCH传送二类信号：(1). 话音、数据等用户信息；(2). 随路信令(与用户信息时分复用)。2.控制信道 CCH：专门用来传送信令及同步信号。分为三类：广播信道BCH，公用控制信道CCCH，专用控制信道DCCH（1）广播信道BCH：广播公用信息，点对多点频率校正信道FCCH：广播MS载波频率同步信号。同步信道SCH：广播时间同步信号(帧同步及时隙同步信号)及BS识别码。广播控制信道BCCH：广播本小区通用信息，如位置区识别码LAC等。（2） 公用控制信道CCCH：呼叫接续开始阶段信令传输信道，全体空闲MS公用。寻呼信道PCH：下行，BS寻呼MS随机接入信道RACH：上行，MS以随机接入方式向BS发出入网申请。准许接入信道AGCH：下行，给发出入网申请的MS的应答，分配一个独立专用控制信道。（3） 专用控制信道DCCH：呼叫接续主要阶段(第二阶段)信令传输信道，分配给一台MS专用。独立专用控制SDCCH：呼叫接续主要阶段信令(鉴权、加密、分配TCH)传输。慢速辅助控制信道SACCH： SACCH/C BSMS：传输MS功率调整、时间提前量TA等消息。MSBS：传输BS信号强度测试报告等消息。 SACCH/TBSMS：传输MS功率调整、时间提前量TA等消息。MSBS：传输BS信号强度测试报告等消息，以便网络 判定是否应越区切换。快速辅助控制信道FACCH：越区切换时快速传送大量信令，中断话音约18ms。二十三、扩展频谱通信 1.定义:是一种信息传输方式，在发端采用扩频码调制，使信号的频带宽度远大于所传信息必需的宽带，在接收端则用同样的扩频码进行相关解扩以恢复所传信息数据。2.分类：直接序列扩频 ，跳频扩频，跳时扩频，宽带线性调频，混合方式二十四、功率控制原因：为了避免CDMA蜂窝通信系统的“远近效应”。（若移动台的发射机功率按照最大通信距离设计，当移动台驶进基站时，必然会有过量而有害的功率辐射，解决这个问题的方法是对移动台功率进行的控制。）原则：当信道的传播条件突然改善时，功率控制应作出快速反应，以防止信号突然增强而对其他用户产生附加干扰；相反，当传播条件突然变坏时，功率调整的速度可以相对慢一些。二十五、软切换移动台开始与新的基站通信但不立即中断它和原来基站通信的一种切换方式。只能在同一频率的CDMA信道中进行。软切换是CDMA蜂窝系统独有的切换功能，可有效提高切换可靠性，而且若移动台位于小区边缘，软切换能提供正向和反向的业务信道分集，保证通信质量。二十六、时隙格式在GMS系统中每帧含有8个时隙，时隙的宽度为0.577ms，其中包含156.25bit，TDMA信道上一个时隙中的信息格式称为突发脉冲序列。根据所传信息的不同，时隙所含的具体内容及其组成的格式也不相同。（1）常规突发脉冲序列，信息位占116bit，分成两段，各58bit其中57位为数据，另用一位表示此数据的性质。这两段信息之间插入26位训练序列。（2）频率矫正突发脉冲序列，起始和结束的尾比特各占3bit，保护期8.25bit他们均与普通突发脉冲序列相同，其余142bit均置为0.（3）同步突发脉冲序列，主要包括64bit的同步信号，以及两段各39bit的数据。（4）接入突发脉冲序列，41Bit的训练序列，36bit的信息，起始比特为8位，结束的尾比特为3位，保护期较长，为68.25bit。二十七、信道组合方式(1). 物理信道安排 设每个基站分配n个双工频道C0, C1, Cn-1，而每载频有8个时隙TS0, TS1 TS7 ，则有8n个物理信道，MS开机后顺次搜索个信道，最后锁定在所在小区的BCCH.(2). 业务信道组合方式 业务信道的复帧含 26 个TDMA 帧，其中 24 帧T(即TCH), 用于传输业务信息； 1 帧A， 代表随路的慢速辅助控制信道(SACCH), 传输慢速辅助信道的信息(例如功率调整的信令)； 还有1帧I为空闲帧(半速率传输业务信息时， 此帧也用于传输SACCH的信息)。控制信道的组合方式。 控制信道的复帧含 51 帧， 其组合方式类型较多， 而且上行传输和下行传输的组合方式也不相同。 BCH和CCCH在TS0上的复用。广播信道(BCH)和公用控制信道(CCCH)在主载频(C0)的TS0上的复用(下行链路)如图 所示。 其中： F(FCCH): 用于移动台校正频率； S(SCH): 移动台据此读TDMA帧号和基站识别码BSIC； B(BCCH)： 移动台据此读有关小区的通用信息； I(IDEL): 空闲帧。 SDCCH和SACCH在TS1上的复用。 主载频C0上的TS1 可用于独立专用控制信道和慢速辅助控制信道。 下行链路C0上的TS1的映射如图所示。下行链路占用 102 个TS1， 从时间长度上讲是 102 个TDMA帧。 公用控制信道和专用控制信道均在TS0上的复用。 在小容量地区或建站初期，小区可能仅有一套收发单元， 这意味着只有 8 个TS(物理信道)。 TS1TS7均用于业务信道，此时TS0既用于公用控制信道(包括BCH、 CCCH)， 又用于专用控制信道(SDCCH、 SACCH)， 其组成格式如图所示。二十八、位置登记所谓位置登记是通信网为了跟踪移动台的位置变化，而对其位置进行登记删除和跟新的过程。位置登记发生在以下几种情况下：（1）.入网位置登记（2）. MS移动中，位置区(LA)或VLR区发生变化，则在当前VLR中重新进行位置登记(更新)（3）. IMSI分离与附着（4）. 周期性位置更新二十九、越区切换通话期间，MS跨越小区(或扇区)边界时，网络将MS从原小区(或扇区)使用的信道切换到新小区的某一信道，而保持通话不中断。越区切换控制方法 (1). 网络控制越区切换(模拟蜂窝网采用) MS周围多个BS的监测接收机监测来自该MS的信号强度和质量，报告给MSC，由MSC分析判定是否该切换，然后控制切换。(2). 移动台辅助越区切换(GSM等数字蜂窝网采用) MS时分测量周围多个BS来的信号强度和质量，在判定应该切换时，就向MSC发出越区切换请求(包括测量报告)，MSC综合考虑网络情况，决定是否进行切换。越区切换的几种情况 (1). 同一BSC区内不同小区(或扇区)之间切换。 (2). 同一MSC/VLR区内不同BSC区之间切换。 (3). 不同MSC/VLR区之间切换。三十、.呼叫接续移动用户主呼 移动台在随机接入信道上，向基站发出信道请求，若BS接收成功，就给这个MS分配一个专用控制信道，MS在发呼叫的同时，设置一定时器，在规定时间内可重复呼叫，如果按预定的次数重复呼叫后，扔接受不到BS的应答，则放弃这次呼叫。MS收到立即分配指令后，利用分配的专用控制信道与BS建立起信令链路，经BS向MSC发送业务请求信息，MSC向VLR发送开始接入请求应答信令。VLR收到后，经MSC和BS发送鉴权请求，其中包含一随机数，MS按鉴权算法处理后，向MSC发回鉴权响应信息。若鉴权通过，VLR就给MSC发送置密模式信息，由MSC经BS向MS发送置密指令，MS收到后完成置密，向MSC发送置密模式完成的响应信息。经鉴权、置密完成后，VLR才向MSC作出开始接入请求的应答。接着MS向MSC发出呼叫建立请求，MSC收到后，向VLR发送指令，要求他传送建立呼叫所需的信息。如果成功，MSC向MS发送呼叫开始指令，并向BS发出分配无线业务信息的信道指配指令。 如果BS有空闲的业务信道，即向MS发出信道指配指令，当MS得到业务信道时向BS和MSC发送信道指配完成的信息。MSC在无线链路和地面有线链路建立后，把呼叫接续到固定网络，并和被呼叫的用户建立连接，