移动增值应用开发技术导论--第二章PPT课件

.,1,1,移动增值应用开发技术导论,第二章（1）,软件技术(移动应用开发方向)专业课程之一,.,2,复习,问题一：什么是移动增值业务？中国移动和中国联通推出的移动增值业务品牌是什么？移动增值业务是除点对点移动话音业务之外的所有移动业务。“移动梦网”：MMS、WAP、百宝箱、视频点播“联通无限”:彩e、神奇宝典、互动视界、定位之星、视迅新干线,.,3,问题二：移动增值应用和移动通信有什么关系？移动增值业务必须依赖于移动运营商所提供的通信。如SMS业务、MMS业务、WAP业务和定位业务等。移动增值应用必须依赖于移动通信网提供提供各种形式的信息服务或构建特定的应用系统。,.,4,图移动终端发送短信的简单流程,.,5,.,6,主要内容,2.5移动终端原理与应用,2.4TD-SCDMA蜂窝移动通信系统,2.3GSM/GPRS系统的关键技术,2.2典型移动通信系统,2.1移动通信系统概述,.,7,2.1移动通信系统概述,通信双方至少有一方处在移动情况下(或临时静止)的相互信息传输和交换。,.,8,移动通信的主要特点：1、必须利用无线电波进行信息传输2、工作于复杂的干扰环境3、可利用的频谱资源有限4、移动性使得网络管理复杂5、用户数量庞大,移动台要求越来越高,.,9,2.2典型的移动通信系统,9,典型移动通信系统,集群移动通信系统,卫星移动通信系统,无线寻呼系统,无绳电话系统,蜂窝移动通信系统,汽车调度系统,.,10,一、无线寻呼系统,图无线寻呼系统网络结构,.,11,二、无绳电话系统（CT）,图2-2无绳电话系统示意图,.,12,三、集群移动通信系统,图集中式控制方式的单区系统,.,13,四、移动卫星通信系统,图移动卫星通信系统,.,14,五、蜂窝移动通信系统,.,15,常见的蜂窝移动通信系统：第一代的AMPS和TACS第二代的GSM和CDMA第三代的TD-SCDMA和WCDMA、CDMA2000,.,16,2.3典型蜂窝移动通信系统的发展,16,16,历史回顾：1978年，美国的贝尔实验室成功开发了AMPS（AdvanceMobilePhoneService）系统，实现了真正意义上的可以随时随地通信的大容量的蜂窝移动通信系统。1987年，中国首个TACS制式模拟移动电话系统建成商用，之后AMPS也曾被引入中国。主要标准：美国的AMPS、欧洲的TACS、英国的ETACS、欧洲的NMT-450和NMT-900、日本的NTT和JTACS/NTACS主要特点：用户的接入方式采用频分多址（FDMA），当一个呼叫建立后，该用户在其呼叫结束以前一直占用一个频段调制方式：FM业务的种类单一，主要是话音业务系统的保密性较差频谱效率较低，有限频谱资源和无限用户容量之间的矛盾十分突出,第一代模拟蜂窝移动通信系统,.,17,17,17,第二代数字蜂窝移动通信系统-GSM,历史回顾：1992年，第一个数字蜂窝移动通信系统欧洲的GSM（GlobalSystemforMobileCommunication）网络在欧洲开始铺设，由于其优越的性能，在全球范围内以惊人的速度得以扩张，目前已是全球最大的蜂窝通信系统。1993年，中国的第一个全数字移动电话GSM系统建成开通，之后中国电信和中国联通都采用了GSM。主要特点：微蜂窝小区结构数字化技术-语音信号数字化新的调制方式-GMSK、QPSK等FDMA+TDMA频谱利用率高，系统容量大便于实现通信安全保密,.,18,第二代数字蜂窝移动通信系统-CDMA,历史回顾：1995年，美国的高通公司（Qualcomm）提出了一种采用码分多址（CDMA)方式的数字蜂窝系统技术解决方案（IS-95CDMA)，目前已分别在中国香港、韩国、北美等国家和地区投入使用，用户反映良好。CDMA系统的主要特点：用户的接入方式采用码分多址（CDMA）软容量、软切换，系统容量大抗多径衰落可运用话音激活、分集接收等先进技术,.,19,19,19,第2.5代数字蜂窝移动通信系统-GPRS,历史回顾：2000年3月份，北京移动通信公司运用摩托罗拉的GPRS设备在实验室成功地实现了GPRS呼叫。GeneralPacketRadioService：通用分组无线业务主要特点：采用分组交换技术提供较高的数据速率一次连接永远在线同时支持话音和数据按流量计费提供了与IP网络的互通功能,.,20,分组控制单元PCU业务支持节点（SGSN）网关支持节点（GGSN）,.,21,(1)笔记本电脑通过串行或无线方式连接到GPRS蜂窝电话上;(2)GPRS蜂窝电话与GSM基站通信;(3)从基站发送到GPRS服务支持节点(SGSN),(4)SGSN与GPRS网关支持节点(GGSN)进行通信;(5)GGSN对分组数据进行相应的处理,再发送到目的网络。,.,22,22,22,第三代数字蜂窝移动通信系统,3G的主要特点：支持移动多媒体业务宽带CDMA技术高频谱效率FDMA/TDMA/CDMA从电路交换到分组交换从媒体(media)到多媒体(Multi-media)高保密性全球范围无缝漫游系统微蜂窝结构,3G,主流技术：WCDMACDMA2000TD-SCDMA,.,23,23,23,第23页,典型移动通信网络的演进,.,24,2.4TD-SCDMA蜂窝移动通信系统,中国于1998年向ITU（国际电信联盟）提交了符合IMT-2000要求的第三代移动通信标准TD-SCDMA。TD-SCDMA的中文含义为时分同步码分多址接入:TimeDivision-SynchronousCodeDivisionMultipleAccess(时分同步的码分多址技术)。,.,25,在2008年北京奥运会上TD-SCDMA已经在个城市投入了商业运营。现在已经部署了28个城市。,.,26,.,27,.,28,28,TD-SCDMA产业发展历程,1995年核心技术创新开始预研TD-SCDMA技术,2005年产业链的持续完善产业化专项试验,2002，03年技术方案的验证信产部公布3G频率规划,2004年产业链的初步形成,98年提交提案，2000，01年标准的确立与完善第三代移动通信国际标准之一,2006年规模网络技术应用试验,TD-SCDMANEWMOBILELIFE,2007年扩大规模,.,29,29,TD-SCDMA得到国家的坚定支持,.,30,30,TD-SCDMA具有极好的市场前景,国内市场：,无论从政策面还是产业面的情况，目前TD-SCDMA在国内的发展都已步入了最好的阶段，TD-SCDMA在国内的市场前景已经可以预期并将十分可观,国内市场TD-SCDMA用户发展预测,.,31,31,TD-SCDMA具有极好的市场前景,海外市场：,在目前全球发出的120张3G牌照中，有101张预留了TDD频段，这些频段是别的3G技术不能使用的；而且，TD-SCDMA是唯一事实上在开发的TDD标准，从而，这些TDD牌照运营商非常可能会使用TD-SCDMA标准；TD-SCDMA不仅具备与WCDMA混合组网的能力，而且成本更加低廉。海外现有的WCDMA运营商都有可能采用TD-SCDMA技术混合组网，因而，将有助于TD-SCDMA获得海外市场机会；中国第一步的成功是关键！,中国的成功是关键,最大化欧洲运营商在3G方面的投资回报,东南亚没有成型的3G标准倾向,北美的频段是分散的，不利于WCDMA与CDMA2000的实施,.,32,32,亚太地区TDD牌照发放情况,数据来源：3GNewsRoom,TD-SCDMA具有极好的市场前景,海外市场：,.,33,33,TD-SCDMA产业联盟（TDIA）,联盟2002年10月30日成立,2003年12月26日第一批（6家）新成员加入,2005年4月16日第二批（7家）新成员加入联盟,2005年11月25日第三批（5家）新成员加入,2006年4月28日第四批（5家）新成员加入,2006年11月10日第五批成员(10家)的申请得到批准,理事单位(7家),成员单位,(33家),.,34,TD-SCDMA的组成,TD-SCDMA系统的功能模块主要包括:用户终端设备(UE)、无线接入网RAN(RadioAccessNetwork)和核心网（CN）三部分。,.,35,CN,RAN,.,36,RNC主要负责接入网无线资源的管理，包括接纳控制、功率控制、负载控制、切换和分组调度等。NodeB主要是进行空中接口的物理层处理，如信道交织和编码、速率匹配、扩频等。,.,37,.,38,核心网子系统的框架结构分成两个部分：电路交换（CS）域和分组交换（PS）域，分别对应于原来的GSM交换子系统和GPRS交换子系统，分别完成话音业务和数据业务的传输。,.,39,39,3.基本技术参数,表5-2TD-SCDMA基本技术参数,.,40,TD-SCDMA的关键技术,智能天线+多用户检测多时隙的TDMADS_CDMA(帧结构)脉冲类型同步CDMA功率控制扩频和调制无线帧的不连续发射,.,41,1)智能天线TD-SCDMA系统的智能天线是由8个天线单元的同心阵列组成的,直径为25cm。同全方向天线相比,它可获得8dB的增益。采用智能天线后,应用波束赋形技术显著提高了基站的接收灵敏度和发射功率,大大降低了系统内部的干扰和相邻小区间的干扰,从而使系统容量扩大1倍以上。同时,还可以使业务高密度市区和郊区所需基站数目减少。天线增益的提高也能降低高频放大器(HPA)的线性输出功率,从而显著降低运营成本。,.,42,综合采用多种多址方式TD-SCDMA使用了第二代和第三代移动通信中的所有接入技术,包括TDMA、CDMA和SDMA,其中最主要的创新部分是SDMA。SDMA可以在时域、频域之外用来增加容量和改善性能,SDMA的关键技术就是利用多天线对空间参数进行估计,对下行链路的信号进行空间合成。另外,将CDMA与SDMA技术结合起来也起到了相互补充的作用,尤其是当几个移动用户靠得很近并使得SDMA无法分出时,CDMA就可以很轻松地起到分离作用,而SDMA本身又可以使相互干扰的CDMA用户降至最小。SDMA技术的另一个重要作用是可以大致估算出每个用户的距离和方位,可应用于第三代移动通信用户的定位,并能为越区切换提供参考信息。,.,43,3)动态信道分配TD-SCDMA系统采用RNC集中控制的动态信道分配(DCA)技术,在一定区域内,将几个小区的可用信道资源集中起来,由RNC统一管理,按小区呼叫阻塞率、候选信道使用频率、信道再用距离等诸多因素,将信道动态分配给呼叫用户。这样可以提高系统容量、减少干扰、更有效地利用信道资源。,.,44,4)多用户检测多用户检测主要是指利用多个用户码元、时间、信号幅度以及相位等信息来联合检测单个用户的信号,以达到较好的接收效果。最佳多用户检测的目标就是要找出输出序列中最大的输入序列。对于同步系统,就是要找出函数最大的输入序列,从而使联合检测的频谱利用率提高并使基站和用户终端的功率控制部分更加简单。更值得一提的是在不同智能天线情况下,通过联合检测就可在现存的GSM基础设备上，通过C=3的蜂窝再复用模式使TD-SCDMA可以在1.6MHz的低载波频带下通过。,.,45,5)同步CDMA同步CDMA指在上行链路各终端发出的信号在基站解调器处完全同步,相互间不会产生多址干扰,提高了TD-SCDMA系统的容量和频谱利用率。,.,46,6)Turbo编/译码Turbo编/译码(Turboencode/decode)主要是由于Turbo码译码采用软输出迭代译码算法,充分利用了译码输出的软信息。另外,Turbo码还采用了伪随机交织器分隔的递归系统卷积码(RSC)作为分量码。交织码除了抗信道突发错误外,还改变码的重量分布,控制编码序列的距离特性,使重量频窄带化,从而使Turbo码的整体纠错性能得以提高。但随着Turbo码关键技术研究的突破和硬件计算速度及工艺水平的提高,Turbo码必将取代现在业已成熟的卷积编码方法,成为第三代移动通信系统中高业务质量和高速率数据传输业务的最佳信道编码方案。,.,47,7)软件无线电软件无线电的基本原理就是将宽带A/D和D/A转换器尽可能靠近天线处,从而以软件来代替硬件实施信号处理。采用软件无线电的优越性在于,基于同样的硬件环境,采用不同的软件就可以实现不同的功能。,.,48,8.发展前景相比WCDMA和CDMA2000来说,TD-SCDM