通信基础培训课件

1、目的：普及通信基础知识，支撑经营、服务工作。目的：普及通信基础知识，支撑经营、服务工作。过程：过程：120120分钟。分钟。要点：通信常识、移动通信知识、要点：通信常识、移动通信知识、CDMACDMA技术优势。技术优势。收获：通过学习了解通信基础知识，为今后的工作收获：通过学习了解通信基础知识，为今后的工作 奠定必要的专业基础。奠定必要的专业基础。通信基础知识培训讲议通信基础知识培训内容框架一、通信基础知识一、通信基础知识 1 1、通信和电信的基本概念、通信和电信的基本概念 2 2、电信网基本构成及分类、电信网基本构成及分类二二、 什么是通信、电信？通信的定义通信的定义 一般地说，通信是指由一

2、地向另一地进行通信是指由一地向另一地进行消息的有效传递消息的有效传递。 如打电话，它是利用电话（系统）来传递消息；捎口信，是利用人来传递消息；飞鸽传书，是利用鸽子来传递消息；古代的 “消息树”、“烽火台”和现代仍使用的 “信号灯”等则是利用光的方式传递消息的。广义来讲通信网络就是一张传送网广义来讲通信网络就是一张传送网什么是电信 通信的目的是传递消息通信的目的是传递消息，消息具有不同的形式，例如：语言、文字、数据、图像、符号等等。通信中消息的传送是通过信号来进行的，如：红绿灯信号、狼烟、电压、电流信号等。信号是消息的载荷者。 在各种各样的通信方式中，利用“电信号”来承载消息的通信方法称之为电通

3、信，即电信。这种通信具有迅速、准确、可靠等特点，受时间、地点、空间、距离的限制小，因而得到了飞速发展和广泛应用。如今，在自然科学中，“通信”与“电信”几乎是同义词了。传输系统传输系统（传送）（传送）交换系统交换系统（路由目标选择）（路由目标选择） 终端终端 （用户界面）（用户界面）其它其它电信网的基本电信网的基本构成构成对电信网运营商而言，网管监测和计费等网络支撑系统对电信网运营商而言，网管监测和计费等网络支撑系统同样是重要不可或缺。同样是重要不可或缺。电信网的基本构成 通信系统和公路系统有很大的相似性，传输相当于公路，信息相当于行人和车辆，交换则相当于交通警，而信令则是交通规则、路标。通信（

4、电信）系统与公路系统通信（电信）系统与公路系统 随着通信网的发展，传输和交换一体化成为趋势。传输已具备路由选择功能（交换功能）。接入网便是传输、交换联姻的产物。通信（电信）系统与公路系统通信（电信）系统与公路系统电信网的分类方式1 1）按业务的分类方式）按业务的分类方式 电话网、数据网、互联网、寻呼网电话网、数据网、互联网、寻呼网 2 2）按网络功能实现的技术方法的分类方式按网络功能实现的技术方法的分类方式 有线传输网、无线传输网、电路交换网、有线传输网、无线传输网、电路交换网、 分组交换网分组交换网 3 3）按终端功能的分类方式）按终端功能的分类方式 移动网、固定网移动网、固定网4 4） 电

5、信网的分类方式 问题：问题： CDMA CDMA移动电话网是无线通信网吗？移动电话网是无线通信网吗？ 互联网是固定通信网吗？互联网是固定通信网吗？名称术语并不重要，关键是对于本质的理解。名称术语并不重要，关键是对于本质的理解。移动网络基础知识移动网络基础知识移动网络基础知识1 1、移动通信概述2、GSM系统3、CDMA系统什么是移动通信什么是移动通信移动通信的主要概念 定义: 通信的双方至少有一方可以处于运动的信息交换状态 主要应用: 无绳电话、无线寻呼、陆地移动通信系统、卫星移动通信系统 联通主要经营: 无线寻呼、陆地移动通信系统移动通信的组成移动通信系统:包括移动台MS、交换子系统NSS

6、、无线子系统BSS和操作维护子系统。交换子系统:主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能。无线子系统:主要负责完成无线发送接收和无线资源管理等功能。 操作维护子系统:对整个网络进行管理和监控 移动通信系统组成 NSS:交换子系统 HLR/AUCHLR/AUC MSC/VLR MSC/VLR BSS:基站子系统 BSCBSC BTSBTS移动通信系统组成移动通信系统各部分功能 HLR/AUCHLR/AUC（归属位置寄存器/ /鉴权中心） HLR是一个存储本地用户资料的数据库，它的主要功能如下：1、用户的号码 MSISDN（手机号+86）、IMSI（国际移动用户识别码,查

7、 看归属HLR）等2、用户的业务类型 国际长权、SMS、呼叫转移、来电显示、漫游、呼叫限制3、位置信息（MSC/VLR信息）另外，AUC是鉴权中心，负责对用户合法身份的鉴权（KI)。移动通信系统各部分功能VLRVLR（拜访位置寄存器） VLR是存储用户包括漫游用户的动态数据库，它的功能主要是临时寄存用户的信息，主要是HLR的用户信息的“复制”，尤其是漫游用户的信息，另外，更为详细的位置信息（LAC）也在这里记录。MSCMSC（移动交换中心） MSC负责用户的话务处理、呼叫控制、计费信息的生成等功能外，还参与移动性能的管理。 1、号码翻译 2、路由表 3、计费信息的采集移动通信系统各部分功能BS

8、C 负责无线资源的管理、切换管理等;BTS 负责与移动台之间进行无线发送接收;MS 包括移动设备(ME)和用户识别模(SIM/UIM);移动通信系统各部分功能移动通信业务分类 基本电信业务 电话业务、短信业务和传真业务 补充业务 呼叫等待、呼叫保持、呼叫转移、主叫号码显示、三方通话等。 增值业务 语音智能业务（预付费、VPN等） 无线数据业务（基于短信、电路、IP等）移动通信的主要特点 无线电波传播复杂 具有极度的随机性 无线电波的衰落 移动台和基站之间的相对位置和相对速度影响通信效果 多普勒频移现象移动通信的组网蜂窝组网 将无线覆盖区划分成许多以正六边形为几何形状的覆盖区域（小区），一个较低

9、功率的发射机覆盖一个小区。 采用频率复用技术解决容量问题，为了避免同频干扰，需要相同的频率之间要相隔足够远的距离，但CDMA系统全网采用同一个频率。 越区切换:当通话中的移动用户由一个小区进入相邻小区时，为了保证通话的连续性，需要将目前正在通话的信道切换到相邻小区的信道，从而保证不中断业务。无线市话业务小灵通 “小灵通”不是技术名称，一种无线市话业务，即利用市内电话网的交换、传输、号码资源和无线接入技术，在市内电话（或本地电话）网的范围内打移动的市内电话，其性质是市内电话的延伸。 “小灵通”的网络是由基站（带有天线）、“小灵通”手机和公众交换电话网（PSTN）组成。“小灵通”的基站覆盖范围从几

10、十米（通常为50米）到几百米，比移动电话基站覆盖范围要小。 “小灵通”的工作原理是发话用户的手机发出的信号通过无线传输方式送到基站，基站又将信号经市内电话线路送到市内电话局，再经公众电话网的交换，连接到受话用户的手机上或桌机上。 小灵通存在的问题 “小灵通”没有设置漫游功能，无法在外地使用。 “小灵通”的基站基站的覆盖半径只有移动基站的十分之一到百分之一，不能像移动电话那样可以无缝覆盖整个城市，因而，如果移动速度较快，以及切换基站通话时，通话质量将不能保证。 “小灵通”目前使用的频段是1900mHz1920mHz，该频段是给3G（即第三代移动通信）预留的，我国一旦实施3G项目，将存在很大的政策

11、风险。 “小灵通”的身份待定。在许多场合，已把 “小灵通”业务定位在市内电话的延伸上，但在去年三月份有关主管部门公布的“电信业务分类目录”中，却找不到“小灵通”的名字。此外，“小灵通”手机至今尚无入网许可证。移动通信的发展多址技术多址接入技术频分多址（FDMA）时分多址（TDMA）码分多址（CDMA）移动通信的发展 第一代:模拟通信系统 如美国的AMPS，欧洲的TACS，日本的NAMTS，以FDMA技术为主。特点是频谱利用率低、通话质量差、制式太多，不利于漫游。 第一代:模拟通信系统移动通信的发展 第二代:数字通信系统 以数字传输TDMA（GSM） 、CDMA为主体技术，制定了完善的呼叫处理和

12、网络管理功能，频谱效率提高，系统容量增大，保密性好，标准化程度提高，目前主要由欧洲的GSM，北美的DAMPS和IS-95(CDMA) ，日本的PDC。第二代:数字通信系统3G 第三代移动通信系统北美中国欧洲为了满足高速数据通信任务提出3G：截至2005年8月全球有45个国家颁发了共计151张3G牌照，其中9张被政府收回，1张又重新拍卖。全球共有3G商用网211个，其中WCDMA网络78个、 cdma20001XEVDO网络21个、CDMA1X网络112个。 3G市场全面启动 日本和韩国的3G服务最为成熟。美洲（主要是美国）的3G服务发展比较缓慢，从全球范围来看相对落后。西欧移动通信市场的整体发

13、展水平非常高，移动服务的普及率高达90左右，传统运营商开展3G服务比较谨慎，因而3G的发展也比较缓慢。 中东欧和东南亚的国家与地区目前大多处于3G牌照发期。 3G 应用目前已经可以享受的业务 简单话音和消息类业务 多媒体消息类业务 定位业务 移动接入互联网业务 高级话音业务（移动视频和多媒体电话）3G热点业务 多媒体短信息业务 移动定位服务 可视电话 移动电子商务 移动Internet接入业务 移动游戏3G 业务3G业务3G性能要求四种工作环境下提供数据业务的要求 移动卫星 高速移动：500km/h，64-144kbps 室内外步行：384kbps 室内固定用户：2Mbps全球无缝覆盖主要业务

14、要求 提供高质量话音 电路交换和包交换数据的高质量传输(BERGPRS-EDGE-WCDMA)? 中国联通(IS-95A-cdma2000 1x -cdma2000 EVDO)? TD-SCDMA? 终端，业务，用户需求GSM的概念 GSM (Global System For Mobile Communication) 即全球移动通信系统，是由欧洲主要电信运营者和制造厂家组成的标准化委员会设计出来的，它是在蜂窝系统的基础上发展而成。 GSM的信道 物理信道 上、下信道频率间隔为45MHZ，工作在900MHZ附近，每个载波之间的间隔为200KHZ。 随着业务的发展，在900MHZ频段满之后，又

15、开辟了1800MHZ新频段。 每个载波上面分配8个时隙，即提供8个物理信道。 逻辑信道1. 专用信道:传送用户语音或数据的业务信道，还有一些用于控制的专用信道。 2. 公共信道:用语传送基站向移动台传送的广播消息等。GSM的信道GSM系统的演进GPRS 引入分组域设备(GGSN和SGSN) ，组建单独的GPRS网络，为用户提供数据业务。 GPRS网与GSM使用同样的基站，但需要对基站的软件和硬件进行升级，还要增加新的移动性管理程序。GPRS系统的演进WCDMA 无线接口引入CDMA技术 核心网向全IP过渡 引入软交换技术，使用宽带无线接入技术，提供高速数据业务 引入IP多媒体子系统实现各种新业

16、务什么叫CDMA?码分多址CDMAodeistributedulti-ddressCDMA、GSM的比较CDMA与GSM的概念GSM-FDMA/TDMA混合方案窄带载频复用CDMA-直接扩频技术码分多址-多个用户同时使用一个载频单频复用CDMA的概念CDMA、GSM的比较CDMA、GSM的比较CDMA与GSM的小区容量对比：CDMA 10MHz GSM 10 MHz 8个CDMA载波 50个GSM载波（10MHz/200KHz） 每载波、每扇区20个话音信道 每载波8个时隙（包括控制信道和业务信息） 每小区3个扇区 每小区3个扇区 频率复用系数=1 频率复用系数（通常）=4 支持有效话音信道数

17、=8203 可配置站型为S444 =480 支持有效话音信道数=4884=9687 去除BCCH 在相同频谱利用度的情况下，CDMA的容量是GSM的5.5倍CDMA、GSM的比较CDMA、GSM的比较CDMA系统的优点话音清晰、不掉线话音清晰、不掉线绿色环保、低辐射绿色环保、低辐射网络安全、网络安全、防破译防破译话音清晰、不掉线话音清晰、不掉线CDMA系统的优点扩频技术扩频技术网络安全、防破译网络安全、防破译长码序列长码序列绿色环保、低辐射绿色环保、低辐射扩频技术 扩频通信的基本原理就是用频带换取信噪比，其目的是为了提高通信系统的可靠性。 由于扩频系统使用码周期很长的伪随机码，经它调制后的数字

18、信息类似于随机噪声，具有良好的保密性和抗干扰性。扩频原理（姚明与小学生）Spread 频谱频谱传统通信系统传统通信系统发送的发送的低速信息低速信息TX恢复出的恢复出的低速信息低速信息RX窄带信号窄带信号扩频系统扩频系统快速快速扩频序列扩频序列发送的发送的低速信息低速信息TX恢复出的恢复出的低速信息低速信息RX快速快速扩频序列扩频序列宽带信号宽带信号长码序列 每个移动台使用一个唯一的用户长码序列，该序列是根据每个移动台使用一个唯一的用户长码序列，该序列是根据4242位长码寄存位长码寄存器的内容、器的内容、3232位的位的ESN及掩码生成的，因此及掩码生成的，因此在在CDMACDMA系统中有系统中

19、有2 2的的4242次方种长码序列用于区分用户，根本没有可能被破译次方种长码序列用于区分用户，根本没有可能被破译窃听。窃听。长码寄存器在移动台初始化期间与长码寄存器在移动台初始化期间与CDMA系统建立同步系统建立同步速率速率1.2288Mcps，周期为，周期为4141天天1010小时小时1212分钟分钟19.419.4秒秒长码寄存器长码寄存器 ( 1.2288 MCPS)公共长码掩码公共长码掩码 (静态)用户长码序列用户长码序列(1.2288 MCPS) 1100011000PERMUTED ESNAND=SUM模模2 2加加绿色环保、低辐射绿色环保、低辐射话音清晰、不掉线话音清晰、不掉线CD

20、MA系统的优点网络安全、防破译网络安全、防破译软切换软切换软容量软容量小区呼吸小区呼吸什么是切换？ 切换就是当移动台从一个基站的覆盖范围进入切换就是当移动台从一个基站的覆盖范围进入另外一个基站的覆盖范围时移动台保持与移动另外一个基站的覆盖范围时移动台保持与移动电话交换局电话交换局(MTSO)(MTSO)通信的过程。通信的过程。 在以下情况，切换可保持呼叫：在以下情况，切换可保持呼叫： 用户穿过小区的边界用户穿过小区的边界 用户遭遇噪声或超过特定门限的干扰用户遭遇噪声或超过特定门限的干扰 呼叫期间基站的组成部件出现故障退出服务呼叫期间基站的组成部件出现故障退出服务CDMA与GSM切换区别GSM切

21、换切换 先断后接（先断后接（break-before-make） 通话质量变差通话质量变差 掉话的概率增加掉话的概率增加CDMA切换切换 先接后断（先接后断（Make-before-break） 用户没有感觉用户没有感觉 改善了呼叫质量改善了呼叫质量基站AHANDOFF基站BMAKETDMABREAK基站A基站B基站A基站BCDMAGSM切换方式CDMA切换方式软切换软切换软切换：移动台开始与目标基站通信但不中断：移动台开始与目标基站通信但不中断与当前提供服务的基站的通信与当前提供服务的基站的通信. .可以同时包括三个基站并使用三个基站的信号可以同时包括三个基站并使用三个基站的信号 移动台合并

22、从每个基站发送来的信号移动台合并从每个基站发送来的信号基站基站A基站基站BMTX（交换机）（交换机）BSCPSTN相同小区的不同扇相同小区的不同扇区之间的切换区之间的切换跨越两扇区时始终跨越两扇区时始终保持与两个扇区的保持与两个扇区的同时通信直到移动同时通信直到移动台切换完全完成台切换完全完成可能频繁发生可能频繁发生MTXMTX知道但并不参与知道但并不参与所有行为由基站管所有行为由基站管理理从两个扇区接收到从两个扇区接收到的信号可以被合并的信号可以被合并以改善信号质量以改善信号质量alphabetagamma软切换优势软切换优势减少掉话，提高话音质量，减少掉话，提高话音质量，增加覆盖增加覆盖软

23、切换的缺点软切换的缺点 占用多个信道单元和功率资占用多个信道单元和功率资源，影响系统容量源，影响系统容量，这是影，这是影响系统容量的一项重要因素。响系统容量的一项重要因素。软切换的优势及缺点软切换的优势及缺点CDMA切换的类型空闲状态空闲状态空闲切换空闲切换CDMA-to-CDMA切换切换更软切换更软切换呼叫期间呼叫期间软切换软切换CDMA-to-Analog切换切换 更高的话务负荷造成更高的噪声水平 移动台为达到Eb/No（信躁比）, 则必须以更大的功率发射 移动台发射功率达到极限 ( 23dBm ) 时，即达到了小区覆盖边缘RF容量与小区覆盖的关系容量容量覆盖覆盖 CDMACDMA容量为容

24、量为软容量软容量：即用户数量的逐渐：即用户数量的逐渐增多只会导致话音质量的微小下降，增多只会导致话音质量的微小下降，不会出不会出现接不进来的情况；现接不进来的情况；另外，某个小区用户数另外，某个小区用户数的增加会导致本小区覆盖范围的收缩，这就的增加会导致本小区覆盖范围的收缩，这就是是CDMACDMA系统独有的系统独有的小区呼吸功小区呼吸功能。被呼出的能。被呼出的用户将由其他的相邻小区提供服务。这样，用户将由其他的相邻小区提供服务。这样，本小区覆盖范围小了，用户少了，话音质量本小区覆盖范围小了，用户少了，话音质量影响也很小。影响也很小。软容量、小区呼吸软容量、小区呼吸绿色环保、低辐射绿色环保、低

25、辐射话音清晰、不掉线话音清晰、不掉线CDMA系统的优点保密性强保密性强功率控制功率控制CDMA CDMA 功率控制功率控制 Power ControlPower ControlCDMA是一种基于用户数量的是一种基于用户数量的干扰受限干扰受限系统系统与与TDMA系统不同，系统不同，CDMA系统是软容量限制系统系统是软容量限制系统 每个用户都是共享信道中的噪声源每个用户都是共享信道中的噪声源 用户的噪声是累积的，因为在同一时间内，所有用用户的噪声是累积的，因为在同一时间内，所有用户使用相同的频率，每一个用户相对于其他用户都户使用相同的频率，每一个用户相对于其他用户都是干扰。是干扰。 这就对系统能够容纳多少用户，造成了实际的限制这就对系统能够容纳多少用户，造成了实际的限制所以，移动台精确的功率控制是至关重要的！所以，移动台精确的功率控制是至关重要的！为什么要为什么要功率控制？功率控制？CDMA功率控制功率控制的目标就是，使每个移动台保持在绝功率控制的目标就是，使每个移动台保持在绝对最小功率