自修部分_20140409_通信系统

新员工培养计划自修学习部分最迟完成时间：4月9-4月11日一.什么是GSM，了解GSMGSM通信系统构成GSM的频带划分，理解GSM的空中接口时隙GSM的手机功率等级是怎么划分的？各等级功率值是多少？GSM手机实际使用时的发射功率的控制是怎么实现的？什么是GPRS,EDGE二.什么是WCDMA，了解WCDMAWCDMA通信系统的构成。WCDMA的数字调制方式，及其它关键技术等。WCDMA常用的频段划分。WCDMA的技术演进路线。三.了解智能手机系统（以A820为例）GSM/WCDMA智能手机系统有哪些部分组成,画出手机的系统框图。智能手机系统的各个部分的功能及作用是什么？一、全球移动通信系统GlobalSystemforMobilecommunication（GSM），是当前应用最为广泛的移动电话标准。欧洲电信标准组织ETSI制订的一个数字移动通信标准，空中接口采用时分多址技术。GSM的信令和语音信道都是数字式的，因此GSM被看作是第二代(2G)移动电话系统。3GPP开发的开放标准。GSM系统主要由移动台（MS）、移动网子系统（NSS）、基站子系统（BSS）和操作支持子系统（OSS）四部分组成。移动台（MS）：移动台就是移动客户设备部分，它由两部分组成，移动终端(MT)和客户识别卡（SIM）。移动终端就是“机”，它可完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。基站子系统（BSS）：通过无线接口直接与移动台相接，负责无线发送接收和无线资源管理。另一方面，基站子系统与网络子系统（NSS）中的移动业务交换中心（MSC）相连，实现移动用户之间或移动用户与固定网路用户之间的通信连接，传送系统信号和用户信息等。当然，要对BSS部分进行操作维护管理，还要建立BSS与操作支持子系统（OSS）之间的通信连接。移动网子系统（NSS）：主要包含有GSM系统的交换功能和用于用户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能，它对GSM移动用户之间通信和GSM移动用户与其它通信网用户之间通信起着管理作用。NSS由一系列功能实体构成，整个GSM系统内部，即NSS的各功能实体之间和NSS与BSS之间都通过符合CCITT信令系统No.7协议和GSM规范的7号信令网路互相通信。操作支持子系统（OSS）：需完成许多任务，包括移动用户管理、移动设备管理以及网路操作和维护。1、GSM900MHz频段GSM900MHz频段双工间隔为45MHz，有效带宽为25MHz，124个载频，每个载频8个信道。GSM900：上行（MHz）890-915；下行（MHz）935-960GSM900E：上行（MHz）880-915；下行（MHz）925-960（900MHz扩展频段）中国GSM900使用频率中国移动●上行频段：890-909MHz●下行频段：935-954MHz中国联通●上行频段：909-915MHz●下行频段：954-960MHz2、DCS1800MHz频段GSM1800MHz频段双工间隔为95MHz，有效带宽为75MHz，374个载频，每个载频8个信道。GSM1800：上行（MHz）1710-1785；下行（MHz）1805-1880中国DCS1800使用频率中国移动●上行频段：1710-1720MHz●下行频段：1805-1815MHz中国联通●上行频段：1745-1755MHz●下行频段：1840-1850MHz空中接口时隙物理信道指传输信息的媒体，逻辑信道由物理信道上传输的信息组成。一个频点划分成8个时隙，即（GSM中）把一个200K的频段在时间上把它划分成8等份，每一份0.577ms。看成一个时隙，即一个信道。GSM空中接口有两种逻辑信道：业务信道（TrafficChannel）和控制信道（ControlChannel）。业务信道用于传送话音和数据信息。控制信道包括：广播控制信道BCCH(BroadcastControlChannel)；通用控制信道CCCH(CommonControlChannel)；专用控制信道DCCH(DedicatedControlChannel).信道组时隙业务(Traffic)任意时隙广播(Broadcast)0,2,4,6,(必须先用0)*专用(Dedicated)任意时隙通用(Common)只能用0手机功率等级划分GSM协议规定，手机发射功率是可以被基站控制的。基站通过下行SACCH信道，发出命令控制手机的发射功率级别，每个功率级别差2dB，GSM900手机最大发射功率级别是5（33dBm），约为2W；最小发射功率级别是19（5dBm），约为3.2mW。DCS1800手机最大发射功率级别是0（30dBm），最小发射功率级别是15（0dBm）。当手机远离基站，或者处于无线阴影区时，基站可以命令手机发出较大功率，直至33dBm（GSM900），以克服远距离传输或建筑物遮挡所造成的信号损耗。当手机离基站很近，且无任何遮挡物时，基站可以命令手机发出较小功率，直至5dBm（GSM900），以减少手机对同信道、相邻信道的其它GSM用户的干扰和其它无线设备的干扰，而且这样还可以有效延长手机待机时间、通话时间。手机功率控制过程提供功率控制过程进行决策的原始信息是来自手机和基站的测量数据，通过处理和分析这些原始数据，作出相应的控制决策。和切换控制过程类似，一般来说，整个功率控制过程如错误!未找到引用源。所示。测量数据保存测量数据平均处理功率控制决策功率控制命令发送测量数据修正1．测量数据保存：与功率控制有关的测量数据类型包括：上行信号电平、上行信号质量、下行信号电平和下行信号质量。2．测量数据平均处理：为了减小复杂的无线传输对测量值带来的影响，对测量数据的平滑处理一般采用前向平均法。也就是说在功率控制决策时，使用的是多个测量值的平均值。对不同的测量数据类型，求平均的过程中参数设置可以不一样，也就是说所使用的测量数据的个数可以不一样。3．功率控制决策：功率控制决策需要三个参数：一个门限值，一个N值和一个P值。若最近的N个平均值中有P个超过门限值，就认为信号电平过高或信号质量太好，若最近的N个平均值中有P个低于门限值，则认为信号电平过低或信号质量太差。根据信号电平或信号质量的好坏，手机或基站就可以判断如何控制发射功率，提高或降低的幅度由预先配置好的值决定。4．功率控制命令发送：根据功率控制决策的结论，将相应的控制命令通知基站，由基站负责执行或转发给手机。5．测量数据修正：在功率控制之后，原先的测量数据和平均值已经没有意义，如果仍旧原封不动地保留的话，会造成后面的错误功率控制决策，因此，要将原来的这些数据统统废弃，或对其进行相应的修正，使得数据仍旧可以继续使用。功率控制的速度最快是480ms一次，实际上也就是测量数据的最快上报速度。也就是说，一个完整功率控制过程最快是480ms被执行一次。GPRS：通用分组无线服务技术（GeneralPacketRadioService)的简称，它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。GPRS以封包（Packet）式来传输，因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算，并非使用其整个频道。GPRS的传输速率可提升至56——114Kbps。GPRS在分组交换的通信方式中，数据被分成一定长度的包（分组），每个包的前面有一个分组头（其中的地址标志指明该分组发往何处）。数据传送之前并不需要预先分配信道，建立连接。而是在每一个数据包到达时，根据数据报头中的信息（如目的地址），临时寻找一个可用的信道资源将该数据报发送出去。在这种传送方式中，数据的发送和接收方同信道之间没有固定的占用关系，信道资源可以看作是由所有的用户共享使用。EDGE：增强型数据速率GSM演进技术(EnhancedDataRateforGSMEvolution)。EDGE是一种从GSM到3G的过渡技术，在GSM系统中采用新的8PSK调制技术。由于8PSK可将现有GSM网络采用的GMSK调制技术的符号携带信息空间从1扩展到3，从而使每个符号所包含的信息是原来的3倍。EDGE能够与WCDMA制式共存，带宽得到明显提高，单点接入速率峰值为2Mbit/s，单时隙信道的速率可达到48kbit/s，从而使移动数据业务的传输速率在峰值可以达到384kbit/s，这为移动多媒体业务的实现提供了基础。EDGE共提供9种不同的调制编码方案--MCS，在相同带宽内，EDGE最高可以提供6倍于GPRS的数据速率。9种MCS根据相互之间的相关特性被分为3组，即FamilyA(MCS-3,MCS-6,MCS-8,MCS-9)，FamilyB(MCS-2,MCS-5,MCS-7)和FamilyC(MCS-1,MCS-4)。各组内的几种编码方案的结构之间具有相互包含或被包含的关系，更易于实现编码速率的转换。其中MCS1到MCS4采用GMSK高斯最小相移键控调制方法，这时容错保护能力强，数据吞吐量就相对低；MCS5到MCS9采用8-PSK调制方法，数据吞吐能力较强。引入EDGE以后，一个信元将包括两类收发机：标准GSM收发机和EDGE收发机。信元中的每个物理信道（时隙）一般至少具有四种信道类型：(1)、GSM语音和GSM电路交换数据（CSD）；(2)、GPRS分组数据；(3)、电路交换数据、增强电路交换数据（ECSD）和GSM语音；(4)、EDGE分组数据（EGPRS），它允许同时为GPRS和EDGE用户提供服务。虽然标准的GSM收发机只支持上述信道类型1和2，但EDGE收发机支持上述所有4种类型。EDGE系统中的物理信道将根据终端能力和信元需求动态定义。二、WCDMA，（WidebandCodeDivisionMultipleAccess）宽带码分多址。基于GSMMAP核心网，UTRAN（UMTS陆地无线接入网）为无线接口的第三代移动通信系统。WCDMA采用直扩模式，载波带宽为5MHz，数据传送可达到每秒2Mbit（室内）及384Kbps（移动空间）。WCDMA采用最新的异步传输模式（ATM）微信元传输协议，能够允许在一条线路上传送更多的语音呼叫，呼叫数由现在的30个提高到300个，在人口密集的地区线路将不在容易堵塞。另外，WCDMA还采用了自适应天线和微小区技术，大大地提高了系统的容量。WCDMA系统构成如图所示，核心网（CN）负责处理WCDMA系统内用户的语音呼叫、数据连接及与外部网络的交换和路由。核心网CN从逻辑上可划分为电路域（CS域），分组域（PS域）和广播域（BC域）。CS域设备是指为用户提供电路型业务或提供相关信令连接的实体，CS域特有的实体包括MSC，GMSC，VLR，IWF。PS域为用户提供分组型数据业务PS域特有的实体包括SGSN和GGSN。WCDMA的网络总体结构定义在3GPPTS23.002中目前有三个版本：�R993GPPTS23.002V3.4.0,2000-12�R43GPPTS23.002V4.2.0,2001-4R53GPPTS23.002V5.2.0,2001-4无线接入网络（UTRAN）用于处理所有与无线有关的功能，由于采用了UTRA（UMTS的陆地无线接入）技术，所以称为UTRAN。UTRAN分为基站NodeB和无线网络控制器RNC两部分。NodeB是WCDMA系统的基站，主要功能是扩频调制信道编码及解扩解调信道解码，还包括基带信号和射频信号的相互转换等功能。RNC是无线网络控制器主要完成连接建立和断开切换宏分集合并无线资源管理控制等功能。终端用户设备（UE）由ME（移动设备）和USIM（UMTS用户识别单元）两部分组成，两部分通过Cu接口连接。ME的主要结构包括射频处理单元、基带处理单元、协议栈模块和应用层软件模块等部分，并通过空中接口Uu与UTRAN连接。USIM与GSM的SIM作用相同，存储了用户的重要信息。Uu和Iu两个开放接口的标准化使得WCDMA系统的不同部分可以独立开发设计，任何符合要求的终端和系统设备都可以在WCDMA系统中正常运行。UTRAN支持FDD和TDD两种工作方式，其中FDD对应WCD