移动通信基础培训

福建公司移动通信基础培训福建公司2第1章移动通信基本概念第2章移动通信技术演进第3章CDMA_1x基本原理第4章EVDO基本原理第5章LTE基本原理第6章终端介绍第7章总结福建公司3移动通信网络的组成BTSUmATBTSUmATBTSUmAT……BSC/PCFMSCeMGWMSC/HLR/VLRPDSNHAAAAAN-AAAInternetPLMN/PSTNAbisA1/A2A2pA1pA10/A11A12A13/A16A17/A18接入侧分组域电路域OtherBSCA8/A9RANAT：移动台BTS：基站BSC：基站控制器RAN：无线接入网PCF：分组控制功能PDSN：分组数据控制节点ANAAA：接入网鉴权/认证/计费服务器MSC:移动交换中心HLR:归属位置寄存器VLR:拜访位置寄存器HA:家乡代理福建公司4无线电波无线电波什么叫无线电波？无线电波是一种能量传输形式，他是以交替的电场和磁场的方式向前传播的。电场和磁场在空间是相互垂直的，同时这两者又都垂直于传播方向。而无线通信，则是把需要传播的信息，调制在这个电磁波上，以实现信息的传输。福建公司5无线信号的传播无线信号的传播损耗主要来自3个方面：1、路径损耗：慢衰落2、多径损耗：快衰落3、穿透损耗福建公司6路径损耗路径损耗受以下因素影响：福建公司7多径损耗•由于电波通过各个路径的距离不同，因而各个路径来的反射波到达时间不同，相位也就不同。不同相位的多个信号在接收端迭加，有时迭加而加强（方向相同），有时迭加而减弱（方向相反）。这样，接收信号的幅度将急剧变化，即产生了快衰落。福建公司8穿透损耗穿透损耗主要受两个影响：材质频率：频率越高，损耗越大材质900M1800M木板隔墙0.32.0玻璃门2.32.5玻璃幕墙2.34.5砖墙石板墙16.328.5电梯门27.032.0钢筋水泥墙24.345.0混凝土天花板15.023.0福建公司9无线容量带宽也大，速率越高信噪比越高，速率越高福建公司10移动通信的工作方式单工方式：指两台通信设备间数据只能在一个方向上传送。在单工模式下，两台通信设备中一台为发送设备，另一台必为接收设备。它们之间有一条通信链路就够了。比如广播。半双工方式：指两台相互通信的通信设备均具有收发数据的能力。但在某一时间内他们只能执行一种操作，不能同时执行收发两种操作。比如对讲机。全双工方式：指两台相互通信的通信设备可以同时发送和接收数据。即数据同时可以在两个方向上传送，所以他们之间至少需要两条通信线路。比如手机。福建公司11双工方式时分双工：无需成对频谱资源、适合非对称业务、上下行特性相同（小灵通）频分双工：时间同步要求低（对于码分多址系统需要时间同步）、上下行干扰小（CMDA）福建公司12多址方式（1/2）模拟通信GSM/PHSCDMALTE福建公司13多址方式（2/2）福建公司14第1章移动通信基本概念第2章移动通信技术演进第3章CDMA_1x基本原理第4章EVDO基本原理第5章LTE基本原理第6章终端介绍第7章总结福建公司15移动通信技术演进福建公司16标准化组织3GPP3GPP是针对GSM手机，扩展名为.3gp。第三代合作伙伴计划(3rdGenerationPartnershipProject，即3GPP)是一个成立于1998年12月的标准化机构。目前其成员包括欧洲的ETSI、日本的ARIB和TTC、中国的CCSA、韩国的TTA和北美的ATIS。3GPP它致力于GSM到UMTS(WCDMA)的演化，虽然GSM到WCDMA空中接口差别很大，但是其核心网采用了GPRS的框架，因此仍然保持延续性。3GPP23GPP2是针对CDMA手机，扩展名为.3g2。第三代合作伙伴计划2(3rdGenerationPartnershipProject2，即3GPP2)建立于1998年12月，成员包括：TIA(北美)、CCSA(中国)、ARIB/TTC(日本)和TTA(韩国)。3GPP2是从2G的CDMAOne或者IS-95发展而来的CDMA2000标准体系的标准化机构，它受到拥有多项CDMA关键技术专利的高通公司的较多支持。3GPP和3GPP2两者实际上存在一定竞争关系而WIMAX则是由IEEE（电气和电子工程师协会）提出的。ITU：国际电联IMT2000：第三代移动通信，由ITU提出。其中2000的含义有三个：在公元2000年左右开始使用；在2000MHz左右的频率上使用；支持的业务速率可以达到2Mbps以上。福建公司17速率对比时代制式运营商语音理论下行速率备注1G模拟移动支持不支持2GIS95A原联通支持14.4kbpsGSM移动/联通支持14.4kbps2.5GCDMA20001X电信支持153.6kbps一个扇区最多支持2个153.6k用户GPRS移动/联通支持107.2kbps8时隙捆绑2.75GEDGE移动/联通不支持384kbps3GEVDO_revA电信不支持3.1Mbps载波带宽1.25MHz*2TD-SCDMA移动支持2.8Mbps载波带宽1.6MHzWCDMA联通支持7.2Mbps载波带宽5MHz*2，HSPA：14.4Mbps；HSPA+：21.6Mbps；双载波HSPA+：42Mbps4GFDD_LTE电信/联通VOLTE150Mbps20MHz带宽，cat4终端4GTDD_LTE移动VOLTE100Mbps福建公司18第1章移动通信基本概念第2章移动通信技术演进第3章CDMA_1x基本原理第4章EVDO基本原理第5章LTE基本原理第6章终端介绍第7章总结福建公司19CDMA优点通话质量好功率低，绿色环保保密性好福建公司20CDMA优点——通话质量好语音质量噪声抑制可变速率编码高效的编码方式软切换话音质量(MOS得分)64kPCM13kGSM8kCDMA13kCDMA8kEVRCCDMA福建公司CDMA：小区/扇区切换采用软/更软切换切换是先接续再中断服务质量高,有效减低掉话。对于软切换的2路信号，采用最大比合并，约有3dB的系统增益。其他无线系统：小区/扇区切换采用硬切换切换是先中断再接续容易产生掉话采用独特的软切换技术，降低了掉率CDMA优点——软切换福建公司技术体制平均发射功率最大发射功率GSM125mW2WCDMA2mW200mWCDMA优点——功率低福建公司CDMA优点——功率控制功率控制的目的克服远近效应基站从各个移动台收到功率相同减少干扰可接受条件下，功率最小CDMA是一个自干扰的系统，限制CDMA容量的因素是总干扰。当达到以上条件是，系统容量最大：福建公司CDMA优点——保密性保密性扩频通信码分多址功率控制信号强度变换快（频率800HZ），无法对空中信号进行锁定福建公司CDMA优点——扩频通信福建公司CDMA优点——扩频通信福建公司CDMA优点——扩频通信福建公司CDMA优点——码分多址发端终接端扩频序列扩频序列输入数据(基带)恢复出的数据(基带)扩频后的数据流(基带信号+扩频序列)•只有在收、发端使用相同的扩频码，才能将正确、完整的信息恢复出来福建公司CDMA优点——码分多址扩频码是具有正交特性的伪随机序列福建公司Cell每种扩频序列在前向链路和反向链路上具有不同的用途但这些序列在两个方向上均用于生成用户的码分信道沃氏码短码序列长码序列序列类型互相正交除0偏置外正交近似正交特性6421数量64chips1/19,200sec.32,768chips26-2/3ms75xin2sec.242chips~41days长度正交调制四相扩频(0偏置)区分用户反向链路功能用户识别区分基站和扇区数据扰码前向链路功能IQ32,768chipslong26-2/3ms.(75repetitionsin2sec.)64codes64chipslongAND=SUMModulo-2AdditionCDMA优点——码分多址福建公司其他优点覆盖范围大，是GSM的2倍，得益于CDMA对信噪比要求低频谱效率高，是GSM的4倍，能容纳更多的用户或更高的速率。福建公司32第1章移动通信基本概念第2章移动通信技术演进第3章CDMA_1x基本原理第4章EVDO基本原理第5章LTE基本原理第6章终端介绍第7章总结福建公司EVDO的演进EVDO：提供高速无线数据，QoS保障，提供VoIPEVDV：语音与数据混合，实现困难。福建公司EVDO与1X的区别EVDO1X速率下行3.1Mbps上行1.8Mbps下行153.6kbps上行153.6kbps功率控制前向满功率发射，反向功控前反向均有功率控制切换方式硬切换软切换多址方式前向时分，反向码分前、反均是码分福建公司35EVDO关键技术时分复用不同的前向信道分时共享每个时隙，每种信道满功率发射。不同用户分享系统的时隙资源，在每个时隙内，系统只为特定的用户服务。避免同扇区多用户干扰和高低速用户分享系统功率导致的资源利用率下降。福建公司36EVDO关键技术多用户调度福建公司37EVDO关键技术自适应编码福建公司38EVDORev.0关键技术多用户调度时间轮询调度算法最大载干比调度算法比例公平调度算法（兼顾信号质量以及之前已获得的吞吐量）基本原理：福建公司39EVDO关键技术前向包分片传送交叉如果传送某个现象物理层数据包需要多个时隙，则系统不会使用连续的时隙。系统传送的数据包方式见下图，同一个包的数据在切分后，每隔3个时隙传送一个片段；直至接收者终止或所有片段传送完毕。福建公司40EVDO关键技术混合自动重传技术（HARQ）福建公司41EVDO关键技术虚拟软切换EVDO系统的软切换和1X不同，EVDO前向只支持虚拟软切换。其特点如下：前向，AT在某个时刻只能从一个AP接受业务数据；反向，AT的反向数据被激活集里的所有AP接收。当AT从某个AP接收前向数据时，监听激活集中其他AP的导频和MAC信道；AT比较激活集中各AP的SNR值，并且总是选择SNR最好的一个AP接收前向数据。福建公司42EVDO关键技术反向速率控制AT根据激活集中每个扇区RA信道中RAB值动态调整反向速率。速率转移过程见下图：反向速率调整原理：AT采用逻辑或运算合并所有RA信道的RAB。如果合并后RAB=1，AT以概率qn降低速率到低一级速率；如果合并后RAB=0，AT以概率pn升高速率到高一级速率；pn和qn称为转移概率参数，共8个，AT在进行系统配置时获得。福建公司43第1章移动通信基本概念第2章移动通信技术演进第3章CDMA_1x基本原理第4章EVDO基本原理第5章LTE基本原理第6章终端介绍第7章总结福建公司LTE发展驱动语音收入下降增加收入：提升带宽，引入新业务，增加业务量LTE成本现网成本网络成本高降低成本：降低数据业务每bit成本，增加收益WiMAXLTEWiMAX的领先应对竞争：应对WiMAX阵营的竞争福建公司45LTE基本概念福建公司46LTE网络架构福建公司47LTE核心技术福建公司48LTE核心技术福建公司49LTE核心技术福建公司50LTE核心技术福建公司51FDD与TDD对比福建公司FDD与TDD对比（1）TDD上下行使用同一频率，信道特性一样，方便上下行链路预算、以及信道估算，从而实现较为精确的功率控制和覆盖控制。而FDD由于上下行频率间隔大，无法实现。（2）TDD系统需要严格的时间同步，由于上下行时间间隔的缘故，基站覆盖半径明显小于FDD基站。否则，小区边缘的用户信号到达基站时会不能同步。（3）TDD技术可以灵活的设置上行和下行转换时刻，用于实现不对称的上行和下行业务带宽，有利于实现明显上下行不对称的互联网业务。但是，这种转换时刻的设置必须与相邻基站协同进行。（4）与FDD相比，TDD可以使用零碎的频段，因为上下行由时间区别，不必要求带宽对称的频段。（5）移动台移动速度受限制。在高速移动时，多普勒效应会导致快衰落，速度越高，衰落变换频率越高，衰落深度越深，因此必须要求移动速度不能太高。例如在使用了TDD的TD-SCDMA系统中，在目前芯片处理速度和算法的基础上，当数据率为