移动通信新技术与新业务

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1、通信工程师认证部分专用讲义,第五章 移动通信新技术与新业务,一、第三代移动通信概述 二、3G通信系统的主要技术标准 三、移动自组网（AD HOC 网络）技术 四、移动通信新业务,通信工程师认证部分专用讲义,第一节 第三代移动通信概述,一、第三代移动通信系统的发展历程第三代移动通信系统最初的研究始于1985年，当时人们还在使用第一代模拟移动通信网络，对第三代移动通信的目标是定位于实现全球的无缝漫游。1999年5月的多伦多会议，三十多家世界主要无线运营商以及十多家设备厂商支队CDMA FDD技术达成了融合协议，是两种宽带CDMA技术（WCDMA与cdma2000）实现了标准的统一。,通信工程师认证

2、部分专用讲义,1999年10月25日在芬兰赫尔辛基召开的ITU TG8/118次会议通过的TMT-2000无线接口技术的五个标准为： IMT-2000 CDMA DS，对应于WCDMA； IMT-2000 CDMA MC，对应于cdma200; IMT-2000 CDMA TDD，对应于TD-SCDMA和UTRA TDD； IMT-2000 CDMA SC，对应于UWC-136； IMT-2000 FDMA/TDMA，对应于DECT。ITU又对上述五个名称进一步简化为IMT-DS、IMT-MC、IMT-TD、IMT-SC和ITM-FT，如图5-1所示。,第一节 第三代移动通信概述,通信工程师认

3、证部分专用讲义,第一节 第三代移动通信概述,通信工程师认证部分专用讲义,二、IMT-2000 系统结构 IMT-2000系统主要由终端（UIM+MT）、无线接入网（RAN）和核心网（CN）三部分组成。,第一节 第三代移动通信概述,通信工程师认证部分专用讲义,GSM MAP和两类核心网与IMT-2000的三种主流CDMA无线接入技术之间的对应关系如图5-3示,第一节 第三代移动通信概述,通信工程师认证部分专用讲义,三、第三代移动通信系标准化现状 3PP的标准化进展 3PP标准目前分为Release99、Release4及Release5三个版本。 Release99标准,第一节 第三代移动通信概

4、述,通信工程师认证部分专用讲义,第一节 第三代移动通信概述,通信工程师认证部分专用讲义,3GPP Release 4 标准 在3GPP Release 4 版本中，其主要增加的系统功能有： 将CS的呼叫和承载分开（采用MSC服务器/GMSC服务器/MGW）； 支持包数据流业务； 支持实时业务的PS域核心网切换； 支持GERAN/UTRAN中心压缩； GERAN中的Gb接口的IP传输和Gb接口增强； PS域核心网的安全规范（IPSec），IP传输协议（CAP，MAP）； UTRAN的IP传输协议（包括Iu over IP）； TD-SCDMA（低码片速率TDD）安全规范。,第一节 第三代移动通信

5、概述,通信工程师认证部分专用讲义,3GPP2的标准化进展,第一节 第三代移动通信概述,通信工程师认证部分专用讲义,四、UMTS 总体结构 图5-7所示为第三代移动通信系统UMTS的总体结构。,第一节 第三代移动通信概述,通信工程师认证部分专用讲义,图5-7只是UMTS的一种横向结构。在垂直方向上，UMTS又分为接入层（AS）和非接入层（NAS）两大部分，两者之间的接口称为服务接入点（SAP），如图5-8所示。接入层为非接入层提供了以下三种类型的服务接入点： 一是公共控制业务接入点GC-SAP； 二是专用控制业务接入点DC-SAP； 三是寻呼及通告业务接入点Nt-SAP。图中个服务接入点（SAP

6、）用椭圆来表示。,第一节 第三代移动通信概述,通信工程师认证部分专用讲义,第一节 第三代移动通信概述,通信工程师认证部分专用讲义,为了更清晰地描述UTRAN的内部结构，图5-9给出了一个UTRAN模型。从图中可以看出，UTRAN只与接入层协议有关，在UE和核心网络之间传输数据时起中继作用。,第一节 第三代移动通信概述,通信工程师认证部分专用讲义,另外为了突出空中无线接口的特性，图5-10给出了一个更清晰的Uu接口模型。,第一节 第三代移动通信概述,通信工程师认证部分专用讲义,五、无线接口协议结构UMTS在空中接口上采用WCDMA无线传输技术，分三个协议层：L1、L2、和L3，分别对应于OSI参

7、考型的物理层、数据链路层和网络层，其中L2又被分为媒体接入控制协议（MAC）、无线链路控制协议（RLC）、分组数据集中协议（PDCP）和广播/控制协议（BMC）。L3和L2的RLC子层分为控制平面和用户平面两部分，PDCP和BMC子层仅存在于用户平面，如图5-11所示。,第一节 第三代移动通信概述,通信工程师认证部分专用讲义,第一节 第三代移动通信概述,通信工程师认证部分专用讲义,六、UEUTRAN接口 媒体接入控制协议（MAC）MAC子层提供逻辑新到的上的数据传输服务。每一种逻辑信道都是根据它所传输的信息类型定义的： 传输控制信息的信道为控制信道，包括广播控制信道（BCCH）、寻呼控制信道（

8、SHCCH）； 传输业务信息的信道称为业务信道，包括专用业务信道（DTCH）和公共业务信道（CTCH）两种。逻辑信道类型的具体配置如图5-12所示。,第一节 第三代移动通信概述,通信工程师认证部分专用讲义,第一节 第三代移动通信概述,通信工程师认证部分专用讲义,无线链路控制协议（RLC）无线链路控制协议位于UTRAN空中接口的第二层，利用MAC子层提供的逻辑信道为高层提供可靠的数据传输业务，其位置和作用相当于OSI参考模型中的数据链路层，是无线借口上保证服务质量的一个重要环节。,第一节 第三代移动通信概述,通信工程师认证部分专用讲义,第一节 第三代移动通信概述,通信工程师认证部分专用讲义,分组

9、数据集中协议（PDCP） PDCP子层概述 PDCP子层结构,第一节 第三代移动通信概述,通信工程师认证部分专用讲义,PDCP功能 在发送端和接受端分别实现IP数据流的头压缩和解压缩，对于特定的网络层、传输层和高层协议组合，头压缩算法是特定的； 传输用户数据，即从NAS接收PDCP SDU，并传给RLC层。 仅在支持无损SRNS重定位时，实现PDCP SDU和相应序列号的前向转发。 头压缩,第一节 第三代移动通信概述,通信工程师认证部分专用讲义,数据传输 在RLC确认模式下进行的数据传输图5-15所示为PDCP通过RLC确认模式进行数据传输的过程。,第一节 第三代移动通信概述,通信工程师认证部

10、分专用讲义,在RLC非确认和透明模式下进行的数据传输。图5-16所示为PDCP通过确认和透明模式进行数据传输过程。,第一节 第三代移动通信概述,通信工程师认证部分专用讲义,无损SRNS重定位 四、广播与多播控制协议,第一节 第三代移动通信概述,通信工程师认证部分专用讲义,BMC过程如下： BMC消息广播过程,第一节 第三代移动通信概述,通信工程师认证部分专用讲义,调度消息的产生过程 业务量测量 BMC消息的接收 无线资源控制协议（RRC） RRC协议包括以下功能实体 路由功能试题 广播控制功能实体（BCFE） 寻呼及通告功能实体（PNFE） 专用控制功能实体（DCFE） 共享控制功能实体（SC

11、FE） 传输模式实体（TME）,第一节 第三代移动通信概述,通信工程师认证部分专用讲义,第二节 3G通信系统的主要技术标准,MC-CDMA技术 Cdma2000的主要技术 Cdma2000移动通信系统的关键技术如下： 信道估计与多径分集接收技术 高效的信道编译码技术 功率控制技术 同步技术 前向发射分集技术 宏分集成软切技术 cdma20001xEV-DOde 主要技术,通信工程师认证部分专用讲义,WCDMA技术 扩频与调制技术 语音编码技术 Rake接收技术 扩频编码 扩容技术 功率控制技术 切换技术 发射分集技术 宏分集合分集技术 先进的无线资源管理方案 基于网络性能的语音AMR可变速率控

12、制技术,第二节 3G通信系统的主要技术标准,通信工程师认证部分专用讲义,压缩模式技术 支持多种定位方法的IPDL技术 ATM传输技术 高速数据 新的同步方案 智能天线技术 全球无缝覆盖的新思考 TD-SCDMA技术 TDD双工方式 智能天线技术 联合检测技术 接力切换技术 同步CDMA技术,第二节 3G通信系统的主要技术标准,通信工程师认证部分专用讲义,第三节 移动自组网 （AD HOC网络）技术,移动AD Hoc网络的特征 动态拓扑 链路带宽受限，容量时变 动力受限 物理上安全有限 移动AD Hoc网络的主要研究成果 提出新的路由协议 提出基于Ad Hoc网络的媒体接入控制（MAC）协议 A

13、D Hoc网络与蜂窝网的互连互通 配套协议的研究 使用性研究,通信工程师认证部分专用讲义,移动AD Hoc网络的应用 移动会议 家庭联网 紧急服务 传感器网络 个人域网络 军事无线通信 其他商业应用,第三节 移动自组网 （AD HOC网络）技术,通信工程师认证部分专用讲义,第四节 移动通信新业务,移动定位业务 移动定位业务的实现方法 网络独立定位法:主要有COO、TOA或TDOA、AOA、信号强度分析定位法,通信工程师认证部分专用讲义,COO：起源蜂窝小区定位，最简单的定位技术，精度差 TOA或TDOA：信号到达时间测量或信号到达时间差测量的定位方式，基于电波传输时间的定位技术，精度较高，但是

14、对时间基准的依赖性也较高 AOA：信号到达角度的测量 信号强度定位分析法,通信工程师认证部分专用讲义,手机独立定位法：GPS和EOTD定位法 联合定位法：手机定位与网络功能定位相结合,第四节 移动通信新业务,通信工程师认证部分专用讲义,第四节 移动通信新业务,移动定位业务的要求 移动定位业务的运营模式 移动定位业务的应用,通信工程师认证部分专用讲义,移动多媒体消息业务（MMS） 功能 多媒体短心的发送和接收 提供对非MMS终端的支持 支持多种网络承载方式 对MMS增值应用的支持 MMS的传输内容 文本 图片 声音 视频,第四节 移动通信新业务,通信工程师认证部分专用讲义,MMS的种类 E-mail （电子信箱） 广告 语音信箱 从互联网向手机发送振铃音和简单图片 发送声音文件或声音/图象可同时播放的音频文件 音乐下载和播放 远程监视,第四节 移动通信新业务,通信工程师认证部分专用讲义,小额移动支付业务 移动娱乐业务 GPRS+WLAN业务,第四节 移动通信新业务,