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1、中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组无 线 网 络 基 础 知 识中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组中 级 培 训 第 一 模 块 之 一中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组 内容介绍移动通信技术的演进GSM移动通信系统简单呼叫流程 GSM移动通信系统接口无线网络基础知识中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组数字技术IMT-2000 (ITU)UMTS (WCDMA, TD- SCDMA), CDMA 2000第二代 19902000第一代 第三代 数字技术例如: GSM, CDMA (IS- 95)模拟技术例如: TACS, AMPS移动通信技术的演进全球移动通信系统中国移动
2、通信集团河南有限公司网优专家小组移动通信技术的演进l在开始下面的课程之前，我们首先了解一下多址接入的概念，常用的多址接入根据不同的特点可分为：FDMA、TDMA、CDMA。lFDMA:频分多址技术，即不同的用户占用不同的频率，通过不同的频率来区分不同的用户。 lTDMA:时分多址技术，即不同的用户占用不同的时间，通过不同的时间段来区分不同的用户lCDMA:码分多址技术，所有的用户都占用同样的时间和频率，但之间有不同的特征。这个特征为不同的编码中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组频率时间功率TDMA多址接入技术FDMA频率时间功率CDMA时间频率功率Code 1Code 2Code N移动通
3、信技术的演进中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组移动通信技术的演进l第一代移动通信系统是模拟移动通信系统，主要以英国的TACS和美国的AMPS(Advanced Mobile Phone System)为主。它们都是双频、双工 模拟移动通信系统，采用频分多址技术（FDMA）特点：1、系统容量小。2、频谱利用率低。3、保密性能差。4、不同的国家采用不同的频段等原因造成国际漫游受阻。5、各系统之间没有公共接口，很难开展数据承载业务。中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组移动通信技术的演进l第二代移动通信系统是数字移动通信系统，主要以欧洲的GSM和美国的CDMA(IS-95)为主。 GSM采用
4、时分多址技术（FDMA+TDMA）； CDMA(IS-95)采用码分多址技术（CDMA）。特点：1、具有开放的接口和统一标准，容易扩容功能和开发新业务。2、频谱利用率相对较高，系统抗干扰性较强。3、通过语音加密，保密性能强。4、在采用GSM的国家之间能够实现国际漫游。5、可以获得更好的通话质量。目前们采用的频段为：890915和935960 ，双工间隔45MHz，中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组移动通信技术的演进l我国陆地蜂窝数字移动通信 网GSM通信系统采用900MHz与1800MHz频段:l GSM900MHz频段为：890915(移动台发,基站收),935960(基站发,移动台收
5、);l DCS1800MHz频段为：17101785(移动台发,基站收),18051880(基站发,移动台收);中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组移动通信技术的演进l第三代移动通信系统是数字移动通信系统，主要以欧洲的WCDMA、美国的CDMA2000 以及我国的TDS-CDMA为主。特点：1、每一用户由不同的码来区分，所有用户分享同样的频谱资源，频普利用率更高。2、系统有很高的抗干扰性、抗衰落性、保密性3、采用软切换及更软切换技术，减少掉话4、采用Rake多径分集接收技术，有效利用多径传输来的信号，提高系统的接收性能5、采用快速功率控制，快速准确的闭环功率控制有效地降低近-远效效应， 提
6、高系统容量6、数据传送速率大中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组其他 MSCother BTSsVLREIRAuC OMCGSM系统结构HLR中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组GSM 900 :GSM 1800 :信道间隔： 200kHz1710178518051880双工距离 : 95 MHz890915935960双工距离 : 45 MHz运营商 A运营商 B B A暂未分配GSM系统频率资源中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组lGSM 900 and GSM 1800 就像一对孪生兄弟GSM 900 GSM 1800l频率带宽 890.960 MHz 1710.1880 M
7、Hzl信道数124374l信道间隔200 kHz200 kHzl接入技术TDMATDMAl手机功率2 W1 WGSM900 和 GSM1800没有很大区别，通信机制完全一样GSM900/1800 异同比较中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组GSM900 and GSM1800 的逻辑信道划分是一样的广播信道(BCH)专用控制信道（ DCCH）通用控制信道(CCCH)话音信道(TCH)FCCHSCHBCCH (系统消息)TCH/FAGCHRACHSDCCHFACCHSACCHTCH/HTCH/9.6F TCH/ 4.8F, H TCH/ 2.4F, HPCH通用信道(CCH)专用信道(DCH
8、)逻辑信道空中接口逻辑信道中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组FCCHSCHBCCHPCHAGCHBCHCCCH通用 信道SDCCHSACCHFACCHTCH/FTCH/HDCCHTCH专用 信道系统下行信道结构中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组RACHCCCH通用 信道SDCCHSACCHFACCHTCH/FTCH/HDCCHTCH专用 信道系统上行信道结构中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组GSM900 and GSM1800 的逻辑信道划分是一样的广播信道(BCH)专用控制信道（DCCH）通用控制信道(CCCH)话音信道(TCH)FCCHSCHBCCH (系统消息)TCH/
9、FAGCHRACHSDCCHFACCHSACCHTCH/HTCH/9.6F TCH/ 4.8F, H TCH/ 2.4F, HPCH通用信道(CCH)专用信道(DCH)逻辑信道空中接口逻辑信道下行信道 上、下行信道上行 信道中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组搜寻频率校正脉冲搜寻同步脉冲解读系统消息侦听寻呼消息发送接入脉冲信令信道分配呼叫建立话音信道分配通话呼叫释放FCCH SCH BCCHPCH RACH AGCH SDCCH FACCH TCH FACCH空闲状态关机状态专用模式空闲状态各逻辑信道作用示意中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组l逻辑信道到物理信道的映射关系 信令信道
10、: 51 个帧序列物理信道 : 26 个帧序列物理信道同逻辑信道映射关系中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组Downlink CCCH中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组TCH中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组常用的信道配置中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组COMBINED 信道组合中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组NON-COMBINED 信道组合中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组课程进度2.1 电波传播2.2 传播模型2.3 天线系统2.4 GSM系统分集技术2.5 干扰2.6 抗干扰措施2.7 无线链路平衡无线链路传播中国移动通信集团河南有限公司网优专家小
11、组电波传播理论是一门严谨的科学 无线电波传播理论中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组l问题：移动通信比较固定通信有那些特殊性呢 ?l多径无线传播 无线路径是一个很复杂的传播媒介l手机发射功率有限 手机的发射功率客观限制了蜂窝小区的服务范围 手机电池寿命和对人体危害决定了发射功率大小l频率资源有限 带宽一定 信道编码等占用额外频率资源 频率需要被重复利用 = 产生同频干扰l用户行为的不确定性移动通信环境中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组多径传播阴影效应地形、地貌反射信号的相互干扰无线信道特点中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组强烈的信号反射会带来无法容忍的信号时延反射信号落在接收机
12、均衡器时间窗口内，可以容忍 否则，就会产生信号交叠自干扰 直射信号弱， 反射信号强均衡器时间窗口 16 s信号强度延迟时间长距离反射，反射信号落在均衡器窗口外: = 干扰效应反射中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组慢衰落(正态衰落)传播路径上大的阻挡物引起的阴影效应快衰落 (瑞利衰落)几路信号破坏性的叠加“衰落谷点”, “信号黑洞”+100-10-20-30 012345 m电平 (dB)920 MHz v = 20 km/h信号衰落中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组timepower2 sec4 sec6 sec+20 dBmean value- 20 dB正态衰落瑞利衰落信号衰落
13、中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组自由空间信号传播信号强度随距离指数倍衰减镜面反射漫反射反射 镜面反射信号强度: A *A ( - 材料的偏振性决定相位的变化漫反射 信号强度: A *A ( 随机相位 偏振性影响 : 随机D电波传播中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组吸收效应深度信号衰减 相位变化因材料而异去偏极 衍射锲型模型刀刃模型 多刀刃模型AA - 5.30 dB电波传播中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组常用单位辨析l日常表征功率常用w、mw等单位，但是在实际工作当中不方便，于是引入 了dBm，dB，dBi，dBd等单位l定义：发射功率P为1mw时，折算为dBm后为0dB
14、m 公式为：10*log（P/1mw）1w=30dBm 5w=37dBm 2w=33dBm 10w=40dBm ldBi和dBd是考征增益的值（功率增益），两者都是一个相对值， 但参考 基准不一样。dBi的参考基准为全方向性天线，dBd的参考基准为偶极子， 所以两者略有不同。 dBi= dBd+2.15 常用于天线增益ldB是一个表征相对值的值，当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB 时，按下面计算公式：10lg（甲功率/乙功率） 中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组1,Okumura- Hata（奥村模型）经验公式 适用于大范围的传播预测（5-20Km） 一般不用于小范围传播预测（
15、= 9dB ，工程上: C/I= 12dB 邻频：C/I= -9dB ，工程上：C/I= -6dB 400K邻频：C/I= -41dB ，工程上：C/I= -38dB 有用信号环境噪声其他信号干扰中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组信号质量下降比特误码可修复: 信道编码, 纠错 不可修复 : 相位失真干扰的影响中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组接收质量 （RXQUAL parameter） 接收质量等级 （0 . 7）RXQUALMean BER BER range class (%)from. to 00,14 12,8 %较好不可容忍好可以接受GSM系统信号质量中国移动通信集团河
16、南有限公司网优专家小组多径信号 (回声效应) 频率复用的同邻频干扰 外部干扰 网络质量的提高更要注意网络干扰的有效控制 尽可能降低网络的干扰干扰源中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组科学的频率分配方案合理的站点布局天线下倾和方位角合理调整合理的天线型号非法干扰源的排除降低干扰的方法good locationbad location中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组FH（跳频）一种分集技术, “副作用”就是分担了网络干扰 效果 = 更少的衰落谷点解码增益干扰分集 DPC（自动功率控制）原理：评估信号电平和质量 DTX（不连续发射）语音间隙关闭发射机。降低干扰的方法中国移动通信集团河南有限公司网优专家小组一种分集技术对抗快衰落 对静止和慢速移动用户效果明显基带跳频 min. =3 TRX射频跳
