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1、移动通信基础课程,杨武 MOBILE:13807096871 Email:yangwujx.chinamobile,欧洲“惠更斯”号探测器成功登陆土卫六,主 要 内 容,一、移动通信技术发展 二、GSM网络基础理论 三、理论联系实际,蜂窝移动通信系统发展历程,执行,客户,创新,3G的发展,第三代移动通信,第一代移动通信,第二代移动通信,80年代末90年代初，第二代出现，第一代还在大规模发展，主要情况第一代通信制式繁多,第二代只实现了区域制式的统一。,需要真正意义的全球覆盖，提供带宽更宽，更灵活的业务，在不同网络无缝漫游,IMT-2000概念的提出,目的,措施,为取代第一代和第二代移动通信系统,
2、名称含义,ITU提出了FPLMTS（未来公共陆地移动通信系统）,全球具有统一的频段和全球的无缝漫游。,该系统主频段位于2GHZ附近，命名为IMT-2000，即第三代移动通信系统,欧洲为主的3GPP,GSM核心网,以美国为主的3GPP2,IS-41为核心网,3G演进中的几大组织,负责融合多载波的CDMA模式,负责融合直接序列扩频和TDD的 CDMA模式,CDMA2000,WCDMA、TD-SCDMA,多址接入技术,频率,时间,功率,FDMA,TDMA,CDMA,频率,时间,时间,频率,功率,功率,Channel code 1,Channel code 2,Channel code N,CDMA的
3、类比,Je parle francais,Ich spreche deutsch,I speak english,我说中文!,联合国的鸡尾酒会,全球3G频率规划,ITU为3G规划的频率及各国使用、分配情况,中国3G频段分配情况,1. 主要工作频段： 频分双工(FDD)方式：1920-1980 MHz / 2110-2170 MHz； 时分双工(TDD)方式：1880-1920MHz、2019-2025 MHz。 2. 补充工作频段 频分双工(FDD)方式：1755-1785 MHz / 1850-1880 MHz； 时分双工(TDD)方式：2300-2400MHz，与无线电定位业务共用。 3.
4、 卫星移动通信系统工作频段：1980-2019 MHz / 2170-2200 MHz,1.1. GSM系统: 俗称全球通, 从90年代初中期开始, 国内广泛采用, 称为第二代移动通信系统. 现仍为最主要的移动通信系统, 拥有最大的用户群. GSM/EGSM 900Mhz; DCS1800Mhz (PCS1900Mhz 国内尚未开通此频段) 带宽: 200khz 数字技术: TDMA时分多址 / FDMA频分多址; 8时隙/载频 手机功率: 2W 低速数据: 9.6kpbs,GSM(2G)到UMTS(3G)的技术发展和演进,1.2. GPRS系统(General Packet Radio Se
5、rvice): 大约从2000年左右开始在国内引入并商用. 称为2.5G. 该技术主要依附于GSM系统之上, 提供中等速率数据服务, 与话音业务无关. 理论最大数据率: 171.2kbps (8个时隙同时捆绑使用) 提供分组数据业务 目前手机一般支持不超过4下2上(时隙)的传输能力 (*因此实际数据速率是理论数据速率的一半),GSM(2G)到UMTS(3G)的技术发展和演进,1.2. GPRS系统(General Packet Radio Service): GPRS的编码方式Coding Scheme 1/2/3/4: CS1: 9.05Kbps CS2: 13.4Kbps CS3: 15.
6、6Kbps CS4: 21.4Kbps,数据速率提高 抗干扰性能下降 覆盖范围减少,GSM(2G)到UMTS(3G)的技术发展和演进,1.3. EDGE系统(Enhanced Data Rates for GSM Evolution): 是与GPRS平行发展的一种数据传输技术,也属于2.5G. 主要是在信号的调制方式上加以改进,以提高数据率. 依附于GSM系统之上 理论数据率可达473.6kbps 目前在国内开始有试验系统 在欧洲一些地区有商业应用 由于3G应用的推迟,国外一些公司和运营商已开始应用和提供EDGE的服务和设备.国内市场上已可看到支持EDGE的手机.,GSM(2G)到UMTS(3
7、G)的技术发展和演进,1.3. EDGE系统(Enhanced Data Rates for GSM Evolution): GSM采用GMSK调制方式, 数据速率相当于BPSK (二相相移键控) EDGE采用8PSK(8相相移键控)调制方式,数据速率 相当于3倍的GMSK速率 采用EDGE技术,基站的硬件和手机的硬件需要做相应的改动.但成本非常低.与3G设备相比,可忽略不计,GSM(2G)到UMTS(3G)的技术发展和演进,GPRS与EDGE比较:,Coding,Scheme,Per Slot,user,throughpu,t (kbit/sec),8 Slot user,throughpu
8、,t (kbit/sec),Modulation,GPRS,CS1,9.05,72.4,CS2,13.4,107.2,CS3,15.6,124.8,CS4,21.4,171.2,EDGE,MCS1,8.8,70.4,MCS2,11.2,89.6,MCS3,14.8,118.4,MCS4,17.6,140.8,MCS5,22.4,179.2,MCS6,29.6,236.8,MCS7,44.8,358.4,MCS8,54.4,435.2,MCS9,59.2,473.6,G,M,S,K,8,-,P,S,K,GMSK,GSM(2G)到UMTS(3G)的技术发展和演进,1.3. EDGE系统(Enhan
9、ced Data Rates for GSM Evolution): EDGE基站支持全部9种编码方式,MCS1MCS9 EDGE手机可以有选择的支持MCS1MCS4(不必更改硬件); 也可以支持全部MCS1MCS9(必须更改硬件) EDGE的基站和手机也同时支持GPRS的CS1CS4,GSM(2G)到UMTS(3G)的技术发展和演进,1.4. UMTS系统 (Universal Mobile Telecommunication System, 有时也称为WCDMA宽带码分多址): 源于欧洲的第三代移动通信标准,可同时提供较高的数据和话音传输能力 空间接口技术采用WCDMA技术 带宽: 5Mh
10、z, 码片速率: 3.84Mpcs WCDMA/FDMA (FDD频分双工 / TDD时分双工两种模式),GSM(2G)到UMTS(3G)的技术发展和演进,1.4. UMTS系统 (Universal Mobile Telecommunication System, 有时也称为WCDMA): 基站和扇区的区分采用GOLD CODE, 最明显的特点就是全系统不需要GPS定时 系统和手机需要采用多种和多个不同的编码技术,技术实现相对复杂. 手机发射功率: 125250mW,GSM(2G)到UMTS(3G)的技术发展和演进,1.4. UMTS系统(Universal Mobile Telecommu
11、nication System, 有时也称为WCDMA): 可采用正交可变扩谱系数编码OVSF(Orthogonal Variable Spreading Factor) ,每一个OVSF编码,可等效为通常意义上的一个业务信道 OVSF可用编码数量:最大下行链路OVSF512 最大上行链路OVSF256 话音容量: 采用AMR语音编码(EFR)时,一个5Mhz的载频内,同时通话数量为128,GSM(2G)到UMTS(3G)的技术发展和演进,1.4. UMTS系统(Universal Mobile Telecommunication System, 有时也称为WCDMA): 数据率: 目前最大可
12、达384kbps 理论上多路并行传送可达到2Mbps(6路并行传送) (* 目前在中国各个设备供应商的UMTS试验系统暂不支持2Mbps高速数据业务),GSM(2G)到UMTS(3G)的技术发展和演进,1.5. HSDPA(High Speed Downlink Packet Access): (高速数据下行分组接入) 今后UMTS数据传送技术的发展方向,最高速率可达10Mbps 14Mbps (目前还在设备研发阶段) 可实现真正的包交换数据传送业务. 用于下行链路方向 目前设备供应商都在研发相应的设备.,GSM(2G)到UMTS(3G)的技术发展和演进,1.5. HSDPA(High Spe
13、ed Downlink Packet Access): (高速数据下行分组接入) 该技术的基本原理是采用多个扩谱系数SF=16的信道捆绑使用 捆绑数量越多,则数据传送能力越强 通常捆绑信道数量为5, 10, 15 用户之间的区分为时分方式,共享信道,GSM(2G)到UMTS(3G)的技术发展和演进,1.6. GSM/GPRS/UMTS系统设备的发展和演进: GSM,BTS,BSC,MSC,PSTN,GSM(2G)到UMTS(3G)的技术发展和演进,1.6. GSM/GPRS/UMTS系统设备的发展和演进: GSM + GPRS,GGSN,SGSN,PCU,Internet,GSM(2G)到UM
14、TS(3G)的技术发展和演进,1.6. GSM/GPRS/UMTS系统设备的发展和演进: GSM + GPRS + UMTS(Rel. 99),GGSN,SGSNu,PCU,Internet,RNC,NODE B,WCDMA,GSM(2G)到UMTS(3G)的技术发展和演进,HSDPA,欧洲标准:,GSM,GPRS,EDGE,UMTS,GSM(2G)到UMTS(3G)的技术发展和演进,2.1. 模拟系统: 即俗称大哥大, 90年代初国内广泛采用, 也称为第一代移动通信系统. 现已退出服务. TACS(UTACS,ETACS), 900Mhz 带宽: 25khz 模拟调频FM, FDMA频分多址
15、 手机功率: 0.6W,IS-95(2G)到CDMA2000(3G)的技术演进,2.2. CDMA IS-95系统: CDMA的第一个商用技术标准.发表于1993年. 载频: 800Mhz 带宽: 1.25Mhz WALSH CODE 64 (沃尔什码) 数字CDMA/FDMA 手机功率: 200mW,IS-95(2G)到CDMA2000(3G)的技术演进,2.3. CDMA IS-95A系统: 从90年代中后期引入国内, 由于种种原因未能商用. 从2000年在中国开始商用, 也称为第二代移动通信系统.目前拥有仅次于GSM系统的用户群. (联通CDMA系统第一期工程就是IS-95A) CDMA
16、 IS-95A 800Mhz (PCS1900Mhz 国内尚未开通此频段) 带宽: 1.25Mhz 数字CDMA/FDMA 手机功率200mW 低速数据率: 9.6/14.4kpbs,IS-95(2G)到CDMA2000(3G)的技术演进,2.4. CDMA IS-95B系统: 综合了IS-95A + TSB-74 + ANSI J-STD-008(PCS1900) 三种标准, 兼容了所有的话音功能. 新增加了较高的数据传送能力. 国內没有采用这一标准的设备. Supplement Code Channel:附加码分业务信道 专门用于数据传送, 最多可以有7个这样的信道. 最大数据传送能力: (1FCH + 7SCCH) x 14.4 =115.2kbps,IS-95(2G)到C
