移动通信网基础知识

2020/3/231移动通信网络基础知识－无线篇2020/3/232提纲移动通信基础知识介绍移动通信网络架构无线基础知识介绍无线网络规划设计规划设计思路介绍设计主要内容网络运行主要指标介绍3G相关内容介绍宽带无线接入技术介绍2020/3/233移动通信网络架构无线接入网（无线处）核心网（交换处）传输网络PSTN互联网2020/3/234无线接入网络TMTMTMTMSMSMTCBSCBTSMSCAinterface(Aterinterface)OMC-R(X.25)AbisinterfaceAirinterfaceBIESMTM===BaseStationInterfaceEquipmentSubmultiplexerTransmissionTCBIEBIETC=TranscoderSwitch&ControlControlBaseBandRadio2020/3/235GSM/GPRS系统的基本结构DGiGnGbCEGpGsSignallingandDataTransferInterfaceSignallingInterfaceMSC/VLRMSBSSPCUTEPDNUmGrAHLROtherPLMNSGSNGGSNGdSM-SCSMS-GMSCSMS-IWMSCGGSNSGSNGnSIMSmBTSBGCGGaGaBillingSystemDNSBGGc2020/3/236GSM/GPRS无线网络－网元BSC－基站控制器，可管理多个基站，其处理能力一般受限于可管理的TRX数，E1端口变码器（TRAU）PCU－分组控制单元，为支持GPRS需增加的，有内置于BSC内部的，也有独立设置的BTS－基站，可配置多个TRXMS－手机终端，种类非常繁多SIM－卡2020/3/237GSM/GPRS无线网络－接口A接口－BSC与MSC接口，传电路型语音业务Abis接口－BTS与BSC接口，一般跟基站载频数目有关，一般1个E1可支持14个TRXGb接口－PCU与SGSN的接口，传分组数据业务Um接口－MS与BTS的接口无线信道类型BCCH信道（广播信息、小区参数信息）SDCCH信道（各种信令信息、短信，/8）PDCH信道（分组数据业务，分专用和可切换两种）TCH信道（语音业务）2020/3/238MOTOROLA设备特点GSM网络发展演进路线GPRSEDGE2020/3/239GPRS技术1998年完成GPRS标准制定工作GPRS共用GSM频率，共享GSM的一些设备和网络设施以少量的GSM设备的改动提供分组数据业务。GPRS/EDGE是GSM网络向3G演进的必由之路！2G3G3G–2GActiveHandover2G–3GIdleCell-reselectVoiceand9.6kcircuitswitchdata2020/3/2310GPRS升级HLRGnGGSNGbBSCASGSNOSS无硬件改动GSM/GPRS终端BTS增加PCU设备A-bisISDN/PSTNNetworkPCU软硬件升级BSC侧增加PCU单元基站无需硬件增加配置PDCH信道即可增加GPRS分组核心网（SGSN/GGSN/CG/BG/DNS)OSS升级，管理新增网元MSCGr升级HLR2020/3/2311EDGE技术EDGE是增强型数据速率GSM演进技术，或者说是增强型GPRS(即EGPRS)欧洲厂商推动，2G到3G的过渡技术商用情况Turbo码卷积码/Turbo码卷积码编码方式QPSK/16QAMQPSKGMSK/8PSKGMSK调制方式3158每帧时隙数2ms10ms4.615ms传输单位时间10.7Mb/s2Mb/s473.6kb/s171.2kb/s传输速率峰值5MHz200kHz系统带宽CDMATDMA多址接入方式HSDPAWCDMAEDGEGSM/GPRS主要参数Turbo码卷积码/Turbo码卷积码编码方式QPSK/16QAMQPSKGMSK/8PSKGMSK调制方式3158每帧时隙数2ms10ms4.615ms传输单位时间10.7Mb/s2Mb/s473.6kb/s171.2kb/s传输速率峰值5MHz200kHz系统带宽CDMATDMA多址接入方式HSDPAWCDMAEDGEGSM/GPRS主要参数2020/3/2312EDGE升级核心网与GPRS一致部分老型号基站不支持，需要更换部分基站TRX需软件大版本升级（部分厂家）速率受限无线环境（需较好的无线环境）需终端支持（目前终端普及率低，只有少数几款）向下兼容GPRS，但采用与GPRS不同的编码方式2020/3/2313CDMA1X系统的基本结构PDSNPCFPCFBSCBSCBTSBTSBTSBTSA10/A11接口A8/A9接口Abis接口A3/A7接口MSCA1/A2接口MSMS……Um接口Um接口2020/3/2314CDMA无线网络－网元BSC－基站控制器，可管理多个基站PCF－分组控制功能，为支持1X数据业务增加的，有内置于BSC内部的，也有独立设置的BTS－基站MS－手机终端，种类非常繁多UIM－卡2020/3/2315CDMA无线网络－接口Abis接口BTS与BSC之间的连接A1/A2接口MSC与BSC之间的信令和语音信息A3/A7接口BSC之间的用户话务和信令传送A8/A9接口BSC和PCF之间的业务和信令A10/A11接口PCF和PDSN之间的业务和信令消息无线信道类型导频信道、同步信道、寻呼信道FCH信道SCH信道2020/3/2316MOTOROLA设备特点CDMA网络发展演进路线IS95AIS95BCDMA2000R0/AEV-DOEV-DV2G2.5G3G2020/3/2317提纲移动通信基础知识介绍移动通信网络架构无线基础知识介绍无线网络规划设计规划设计思路介绍设计主要内容网络运行主要指标介绍3G相关内容介绍宽带无线接入技术介绍2020/3/2318主要介绍内容2调制技术3分集技术1多址技术4功率控制5切换技术6频率规划7爱尔兰-B表介绍8电磁传播的基础理论9天馈线基础知识2020/3/2319多址技术FFrreeqquueennccyyTTiimmeePPoowweerrOOnneeUUsseerrFDMA频分多址FFrreeqquueennccyyTTiimmeePPoowweerrUUsseerrPowerTimeFrequencyOneUserCarrier1Carrier2TDMA时分多址CDMA码分多址当前移动通信多为几种多址方式的组合2020/3/2320调制技术GMSK高斯最小移频键控GSM/GPRS8PSK8相移相键控EDGE（MC5~9)16QAM16相正交幅度调制HSDPA当前移动通信多为几种多址方式的组合QPSK四相移相键控WCDMA2020/3/2321分集技术时间分集采用符号交织，检错纠错编码等方法。扩频CDMA的RAKE接收机中，以处理多径信号。频率分集通过将信号能量在宽频带中扩展实现的。WCDMA将信号扩展到整个3.84MHz上。GSM系统中的跳频。空间分集在基站采用双接收天线。在手机和基站采用RAKE接收，合并不同传输延时的信号。软切换的时候，移动台和多个基站同时联系，从中选出最好的帧。极化分集目前广泛应用于城市地区，＋－45度双极化天线宏分集CDMA系统中的软切换2020/3/2322分集技术－RAKE接收机接收机单径接收电路单径接收电路单径接收电路搜索器计算信号强度与时延合并合并后的信号tts(t)s(t)RAKE接收技术有效地利用多径，提高接收性能2020/3/2323切换技术软切换不同基站间切换不同RNC间切换硬切换GSM网络硬切换CDMA网络硬切换异频切换不同系统间切换更软切换同基站不同扇区间切换接力切换TD-SCDMA引入NodeBNodeBRNC先连后断先断后连2020/3/2324无线频带划分公网业务的频率使用情况业务种类频率上限频率下限频宽接力机7988068集群通信系统80682115中国电信无线数据8248251中国电信CDMA网82583510特殊业务8358405无绳电话CT28408433接力机8438518集群通信系统85186615中国电信无线数据8698701中国电信CDMA网87088010特殊业务8808855E-TACS（中国移动GSM）8858905TACS（中国移动GSM）8908999中国移动GSM网89990910中国联通GSM网9099156无中心控制多信道无线电通信9159172广播立体声节目9179258E-TACS（中国移动GSM）9309355国际寻呼931.925931.9500.025TACS（中国移动GSM）9359449中国移动GSM网94495410中国联通GSM网95496062020/3/2325无线频带划分公网业务的频率使用情况业务种类频率上限频率下限频宽中国移动DCS18001710172515保留频段1725174520中国联通DCS18001745175510IMT2000补充工作频段1755178530SCDMA180018055中国移动DCS18001805182015保留频段1820184020中国联通DCS18001840185010IMT2000补充工作频段1850188030PCS（已经收回）1865188015FDDWLL（已经收回）1880190020IMT2000的TDD方式1880192040PHS（实际占用）1900191515IMT2000主要工作频段1920198060PCS（已经收回）1945196015FDDWLL（已经收回）1960198020卫星1980201030IMT2000的TDD方式2010202515IMT2000主要工作频段2110217060卫星21702200302020/3/2326无线频带划分18501900195020002050210021502200MSSPCSADBBCDCEFAFEMSSReserveBroadcastauxiliary2165MHz1990MHz185019001950200020502100215022001880MHz1980MHzGSM1800DECTMSS1885MHz2025MHz2010MHzIMT-2000FDDMSSMSSIMT2000MSSIMT2000PHS18951918BC1885AA’2170MHz2110MHz2170MHzMSSMSS19802025MHz1805MHz1745186518701885189018951910193019451965197019751800180017501750GSM1800GSM1800扩展1710MHz1785MHz1755IMT-2000FDDMSSMSSITUEuropeUSAJapanChina1725TDD1920GSM1800TDDGSM18002155IMT-2000FDD1840GSM1800扩展1820GSM1800GSM1800IMT-2000扩展IMT-2000扩展IMT-2000FDDTDDTDDUMTSFDDUMTSFDDTDDTDD192019202020/3/2327频率规划FDMA系统中需进行频率规划，如GSM网络频率复用常用的频率复用方式有4×3,3×3跳频的概念，基带跳频、射频跳频，1×3,1×1其他方式，如MRP，智能同心圆等CDMA系统中一般不需频率规划，但TD-SCDMA中采用了N频点组网技术2020/3/2328爱尔兰-B表介绍GSM移动通信规划设计应用最为广泛的模型是一个数学模型Erlang-B假设阻塞呼叫被清除并且呼叫者稍后重新再试。换句话说，被阻塞的呼叫者并没有立刻重新再发起一次呼叫。根据Erlang-B模型，由下式给出阻塞概率P（阻塞）或者服务等级：