《移動數(shù)據(jù)通信》PPT課件.ppt

第4章 移動數(shù)據(jù)通信,第1節(jié) 移動數(shù)據(jù)通信概述 第2節(jié) 蜂窩移動數(shù)據(jù)通信 第3節(jié) CDPD分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 第4節(jié) 無繩移動數(shù)據(jù)通信 第5節(jié) 集群通信 課后作業(yè),第1節(jié) 移動數(shù)據(jù)通信概述,4.1.1 移動數(shù)據(jù)通信概念 4.1.2 移動數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的組成和分類 4.1.3 移動數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要技術(shù)問題 4.1.4 移動數(shù)據(jù)通信的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)比較 4.1.5 移動數(shù)據(jù)通信的發(fā)展前景與趨勢,移動數(shù)據(jù)通信,主要指通信雙方相對位置經(jīng)常變化的無線數(shù)據(jù)通信方式 常對應(yīng)于廣域、低速的公用或?qū)Ｓ靡苿油ㄐ啪W(wǎng)絡(luò) 通過與有線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，將有線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用擴展到移動和便攜式終端,移動數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的組成和分類,移動數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的組成 移動數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò) 用戶終端 移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，按業(yè)務(wù)處理方法分為： 事務(wù)處理型應(yīng)用 接入式應(yīng)用 廣播式應(yīng)用,移動數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò),按功能分成三層： 無線層 互連層 管理監(jiān)控層,按用途和主要應(yīng)用技術(shù)，分成： 尋呼網(wǎng)絡(luò) 蜂窩網(wǎng)絡(luò) 集群網(wǎng)絡(luò) 無繩網(wǎng)絡(luò),移動數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò),按功能分成三層： 無線層 在移動用戶和基礎(chǔ)設(shè)施之間傳送數(shù)據(jù) 終端登記、管理和自動用戶定位 互連層 管理監(jiān)控層,移動數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò),按功能分成三層 無線層 互連層 為來自無線層的數(shù)據(jù)在移動終端之間或移動終端與固定終端之間選擇路由 通過各種有線傳輸媒介完成與固定數(shù)據(jù)終端的連接 管理監(jiān)控層,移動數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò),按功能分成三層 無線層 互連層 管理監(jiān)控層 網(wǎng)絡(luò)的運行、維護 用戶管理 計費管理,尋呼網(wǎng)絡(luò),指利用尋呼技術(shù)實現(xiàn)的單向/雙向移動數(shù)據(jù)傳輸。 主要發(fā)送數(shù)字或文本消息 是應(yīng)用時間最早的移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò),蜂窩網(wǎng)絡(luò),主要指運用蜂窩通信技術(shù)，在現(xiàn)有的蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上提供數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù) 主要用于公眾數(shù)據(jù)服務(wù)，屬于公用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的范疇,蜂窩網(wǎng)絡(luò)分類,按制式分為： 模擬蜂窩數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò) 數(shù)字蜂窩數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò) 按數(shù)據(jù)交換方式分為： 按承載系統(tǒng)分為：,蜂窩網(wǎng)絡(luò)分類,按制式分為： 按數(shù)據(jù)交換方式分為： 電路交換蜂窩數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò) 分組交換蜂窩數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò) 按承載系統(tǒng)分為：,蜂窩網(wǎng)絡(luò)分類,按制式分為： 按數(shù)據(jù)交換方式分為： 按承載系統(tǒng)分為： 專用移動分組網(wǎng)絡(luò)（如Data TAC、Mobitex） 利用現(xiàn)有模擬蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施傳輸分組數(shù)據(jù)的分組網(wǎng)絡(luò)（如CDPD系統(tǒng)等）,集群網(wǎng)絡(luò),主要指利用集群技術(shù)進行移動數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)。 集群技術(shù)把有限的信道自動地、動態(tài)地、快速地分配給系統(tǒng)的所有用戶，以最大限度的利用系統(tǒng)信道和頻率資源 主要用于公安、交通、鐵路等行業(yè)部門的業(yè)務(wù)應(yīng)用，屬于專用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò) 主要系統(tǒng)：TETRA系統(tǒng)和iDEN系統(tǒng),無繩網(wǎng)絡(luò),屬于微蜂窩或微微蜂窩的范疇 特點：容量大、成本低、應(yīng)用靈活 與蜂窩移動通信技術(shù)之間是互補關(guān)系，可用于本地微型覆蓋區(qū)域的移動數(shù)據(jù)傳輸 常用系統(tǒng)包括：DECT、PHS、PACS等,用戶終端,無線調(diào)制解調(diào)器和信息處理設(shè)備 例如：移動網(wǎng)卡+便攜計算機 無線調(diào)制解調(diào)器根據(jù)選定的通信協(xié)議，把信息處理設(shè)備發(fā)出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成無線信道能傳送的信號形式 具有數(shù)據(jù)收發(fā)和處理能力的智能終端 例如：支持WAP功能的手機,事務(wù)處理型應(yīng)用,通信雙方為了達到一個共同的目的（事務(wù)），要形成一種事務(wù)處理過程，主要表現(xiàn)在數(shù)據(jù)通信雙方有一次或多次的相互的請求和請求確認(rèn)的信息交換。 包括： 身份認(rèn)證、車輛調(diào)度、文件交換、無線電子商務(wù)應(yīng)用等,接入式應(yīng)用,主要指移動工作站與提供網(wǎng)絡(luò)接入的服務(wù)器主機間的數(shù)據(jù)傳輸聯(lián)系 典型應(yīng)用： 互聯(lián)網(wǎng)接入、數(shù)據(jù)庫接入和遠(yuǎn)程局域網(wǎng)接入等,廣播式應(yīng)用,主要指單向的或不對稱雙向的移動數(shù)據(jù)傳輸。 特點：移動終端接收的下行數(shù)據(jù)量要遠(yuǎn)大于其上發(fā)數(shù)據(jù)量。消息常覆蓋很大區(qū)域，可以重發(fā)多次，且不需要確認(rèn)或不需要立即確認(rèn) 包括：尋呼消息、廣播短消息服務(wù)、天氣航班等消息、移動網(wǎng)絡(luò)公告消息等,移動數(shù)據(jù)通信系統(tǒng) 的主要技術(shù)問題,移動信道傳輸 移動信道 移動信道傳輸技術(shù) 移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),移動信道,移動信道傳輸媒體主要是空間，發(fā)射信號要經(jīng)過空間的直射、反射和繞射，經(jīng)多徑傳播到達接收設(shè)備，所以接收信號是多徑合成信號 信道特性主要參量： 多徑時延擴散有效值 距離功率梯度 多普勒頻譜,多普勒效應(yīng),多普勒效應(yīng)是為紀(jì)念Christian Doppler而命名,他于1842年首先提出這一理論。 多普勒效應(yīng)指出，波在波源移向觀察者時頻率變高,而在波源遠(yuǎn)離觀察者時頻率變低。當(dāng)觀察者移動時也能得到同樣的結(jié)論。 在移動通信中，當(dāng)移動臺移向基站時，頻率變高，遠(yuǎn)離基站時，頻率變低，所以我們在移動通信中要充分考慮多普勒效應(yīng)。,移動信道傳輸技術(shù),在數(shù)據(jù)蜂窩移動系統(tǒng)和移動數(shù)據(jù)網(wǎng)中采用頻帶利用率較高的數(shù)字調(diào)制方式，如GMSK（高斯最小頻移鍵控）、QPSK（四象限相移鍵控 ） 在無線局域網(wǎng)中采用比較簡單的調(diào)制技術(shù)，如BPSK（二進制相移鍵控 ） 為提高數(shù)據(jù)傳輸速率，采取的措施有： 分級接收技術(shù)、定向天線、更高的調(diào)制和編碼技術(shù)、自適應(yīng)均衡技術(shù)、擴頻技術(shù)等,移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),集中控制結(jié)構(gòu) 具有有效利用信號發(fā)送功率、易于與現(xiàn)有的有線骨干網(wǎng)相連等優(yōu)點，現(xiàn)在的移動數(shù)據(jù)網(wǎng)多采用這種結(jié)構(gòu) 分布式控制結(jié)構(gòu) 多跳點結(jié)構(gòu),移動數(shù)據(jù)通信的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)比較,移動數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的三種主要形式 專用分組網(wǎng)絡(luò) 電路交換的蜂窩網(wǎng)絡(luò) 分組交換的蜂窩網(wǎng)絡(luò),專用分組網(wǎng)絡(luò),主要特點：從數(shù)據(jù)的傳輸?shù)浇粨Q都采用分組技術(shù)，用戶端配置無線分組調(diào)制解調(diào)器，通過專用的分組基站進入專用分組網(wǎng) 優(yōu)點：最適合傳遞突發(fā)數(shù)據(jù)，占線時間短，節(jié)省費用 缺點：建設(shè)專用數(shù)據(jù)網(wǎng)，投資大,電路交換的蜂窩網(wǎng)絡(luò),主要特點：在傳統(tǒng)的蜂窩電話網(wǎng)上使用專門的調(diào)制解調(diào)器來傳輸數(shù)據(jù)。 優(yōu)點：應(yīng)用范圍廣，很適合傳輸大數(shù)據(jù)量數(shù)據(jù)，實施相對簡單，初期占主導(dǎo)地位 缺點：信噪比較低，跨區(qū)時，連接質(zhì)量難以保證，鄰道干擾等，要求調(diào)制解調(diào)器具有較強的自適應(yīng)能力和糾錯功能，用戶費用高,分組交換的蜂窩網(wǎng)絡(luò),主要特點：通過在蜂窩網(wǎng)增加分組數(shù)據(jù)處理裝置，使蜂窩網(wǎng)能同時處理話音和分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，充分利用信道的話務(wù)之間的空閑時間傳送無線數(shù)據(jù) 優(yōu)點：采用高可靠性的糾錯技術(shù)來提高傳輸質(zhì)量，收費通常基于傳遞的信息量，安全性較高，不需建專網(wǎng) 缺點：分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)各自有專用的無線接口和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，使得網(wǎng)絡(luò)不兼容,移動數(shù)據(jù)通信的發(fā)展前景與趨勢,技術(shù)不斷完善，功能不斷增強 標(biāo)準(zhǔn)逐步統(tǒng)一，接口逐漸實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化 業(yè)務(wù)綜合多樣化 終端智能化，降低成本，提高功能,第2節(jié) 蜂窩移動數(shù)據(jù)通信,4.2.1 電路交換蜂窩移動數(shù)據(jù)通信 4.2.2 分組交換蜂窩移動數(shù)據(jù)通信 4.2.3 短消息服務(wù),電路交換蜂窩移動數(shù)據(jù)通信,模擬蜂窩移動數(shù)據(jù)通信 數(shù)字蜂窩移動數(shù)據(jù)通信 主要缺陷,模擬蜂窩移動數(shù)據(jù)通信,主要系統(tǒng)包括：NMT、TACS 、AMPS 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)一般有兩類： 三類傳真 計算機配上MODEM的連接傳送數(shù)據(jù)。 移動用戶設(shè)備 帶有通信軟件的PC機、標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制解調(diào)器和帶有移動無線收發(fā)設(shè)備的移動終端 三類傳真機或有傳真功能的PC機與移動終端,模擬蜂窩移動傳輸示意圖,個人計算機,調(diào)制解調(diào)器,無線基站,公用交換電話網(wǎng) PSTN,移動交換中心,三類傳真機,調(diào)制解調(diào)器,主計算機,移動終端,三類傳真機,移動終端,移動用戶設(shè)備,移動用戶網(wǎng)絡(luò),無線接口,模擬蜂窩移動數(shù)據(jù)通信存在問題,移動無線信道是對誤碼率影響最大的因素，主要包括： 信號的衰減和屏蔽（大樓后、隧道內(nèi)等） 相鄰信道干擾、同頻干擾 越區(qū)切換 缺點： 不能區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)、話音業(yè)務(wù)的不同 安全保密性差,數(shù)字蜂窩移動數(shù)據(jù)通信,GSM系統(tǒng) CDMA系統(tǒng),GSM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信,GSM使用了ISDN的一般機制，本身有傳輸數(shù)據(jù)的能力，且是數(shù)字傳輸信道，不需要調(diào)制解調(diào)器。 GSM單個業(yè)務(wù)信道數(shù)據(jù)傳輸速率最高不超過12kbps，與其它網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信速率最高9.6kbps，即只能提供低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),13:43:34,37,HSCSD,High Speed Circuit Switched Data高速電路交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 最高同時建立6個時隙的連接-“時隙捆綁”,可以達到57.6Kbps,13:43:34,38,HSCSD,它的業(yè)務(wù)類型與原有的承載業(yè)務(wù)相同，仍采用電路交換技術(shù)，實際上是一種增強型承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 更適合于實時性高的應(yīng)用，如高速傳真 缺點：線路利用率低下，用戶費用高 對于運營商：無須改變目前的GSM硬件設(shè)施，只需在軟件方面加以升級即可,13:43:34,39,GPRS,General Packet Radio Service通用分組無線業(yè)務(wù) 在GSM系統(tǒng)增加分組交換單元 采用新的信道編碼技術(shù), 一個時隙的傳輸速率由9.6Kbps提高到14.4Kbps 使用1到8個時隙傳輸一路數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)速率最高可達115.2kbps,13:43:34,40,GPRS,采用分組交換技術(shù)，提高信道的利用率，有效利用無線資源，降低通信成本 接入速度快，沒有電路交換方式建立連接所帶來的時延 具有多種服務(wù)質(zhì)量，可以靈活支持多種數(shù)據(jù)應(yīng)用 GSM系統(tǒng)中的絕大部分部件都不需要作硬件改動，只需作軟件升級。,13:43:34,41,EDGE,Enhanced Data rates for GSM Evolution增強數(shù)據(jù)速率改進，又稱作EGPRS 使用高效調(diào)制方式：8-PSK調(diào)制和GMSK，使每時隙的傳輸速率最高達48kbps ，頻譜效率可達0.5bit/s/Hz/基站 允許集中使用最多8個時隙傳輸一路數(shù)據(jù)，傳輸速率最高可達384kbps 可使GSM提供多媒體業(yè)務(wù)，承載會議電視業(yè)務(wù),CDMA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信,IS-95 CDMA：一個碼信道速率9.6kbps或14.4kbps 使用筆記本電腦的串口直接連接移動電話或PCS手機，比GSM系統(tǒng)的PCMCIA卡連接經(jīng)濟,CDMA系統(tǒng) 對數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑鰪娂夹g(shù),IS-95B，可同時分配8個信道給一個用戶，可支持最高數(shù)據(jù)速率76.8kbps或115.2kbps Cdma2000，2Mbps,電路交換蜂窩移動數(shù)據(jù)通信 主要缺陷,電路利用率不高，通信費用貴 電路交換不適合交互式短報文的場合 傳輸速率不高 連接建立時間較長 提供的服務(wù)類型較少,分組交換 蜂窩移動數(shù)據(jù)通信,主要兩大類系統(tǒng) 專用分組交換蜂窩數(shù)據(jù)系統(tǒng) 利用現(xiàn)有模擬蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施傳輸分組數(shù)據(jù)的分組網(wǎng)絡(luò)（如CDPD系統(tǒng)等，詳見下一節(jié)）,專用分組交換蜂窩數(shù)據(jù)系統(tǒng),從數(shù)據(jù)的傳輸?shù)浇粨Q都采用分組技術(shù)，用戶端配置無線分組調(diào)制解調(diào)器，通過專用的分組基站進入專用分組網(wǎng)，可以訪問分組網(wǎng)上的主機、數(shù)據(jù)庫，也可以呼叫另一個移動數(shù)據(jù)終端 代表：Data TAC系統(tǒng)、Mobitex系統(tǒng) 缺點：只能為移動數(shù)據(jù)用戶提供到分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)用戶的連接，覆蓋面不夠大，吞吐量也不大。,Data TAC系統(tǒng),是由Motorola公司開發(fā)的。無線鏈路協(xié)議為Motorola專利技術(shù)（RD-LAP），整個網(wǎng)絡(luò)可通過X.25或TCP/IP協(xié)議與計算機主機、公眾分組數(shù)據(jù)網(wǎng)以及LAN相連 工作頻段：806825MHz或410470MHz 工作速率：19.2kbps或9.6kbps 實際速率：28kbps,Data TAC系統(tǒng)組成*,交換系統(tǒng)ACC 包括：無線網(wǎng)關(guān)、無線網(wǎng)絡(luò)控制器、通信控制器和網(wǎng)絡(luò)管理中心 基站系統(tǒng)DSS 包括：無線收發(fā)信機和基站控制器 用戶設(shè)備 包括：移動終端（PC、POS機、PDA等）和與其配套的無線調(diào)制解調(diào)器,Data TAC系統(tǒng)原理*,用戶終端通過基站接入Data TAC網(wǎng)絡(luò)，終端通過無線Modem與基站交換數(shù)據(jù)，所用協(xié)議為RD-LAP。 基站與交換機通過通信線路相連。 Data TAC與公用分組網(wǎng)互聯(lián)的協(xié)議是X.25，與LAN或主機互聯(lián)的協(xié)議為X.25或TCP/IP 漫游時，要通過專線將ACC的通信控制器連接,Mobitex系統(tǒng),是由Ericsson和瑞典電信聯(lián)合開發(fā)的，通信規(guī)程采用專利技術(shù)，但以ISO模型為基礎(chǔ)，可支持許多標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接口，包括TCP/IP和X.25，采用的協(xié)議對所有的應(yīng)用開發(fā)者和制造商是公開的。協(xié)議的更改和標(biāo)準(zhǔn)化由Mobitex經(jīng)營協(xié)會負(fù)責(zé) 工作頻段：450MHz或900MHz 工作速率：1.2kbps或8kbps,Mobitex系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)*,基站BS 區(qū)交換局MOX 主交換局MHX 網(wǎng)絡(luò)控制中心NOC,短消息服務(wù),短消息服務(wù)（Short Messaging Service，SMS ） 是一種使用移動設(shè)備發(fā)送和接收文本信息的技術(shù)。 消息可能傳遞于 移動通信系統(tǒng)和移動通信用戶之間 PSTN系統(tǒng)與移動通信用戶之間 移動通信用戶之間,短消息服務(wù)技術(shù),短消息通過數(shù)字控制信道傳遞，而其它數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是通過無線接口上的電路交換數(shù)字業(yè)務(wù)信道傳遞 GSM系統(tǒng)中，引入短消息服務(wù)中心SMSC作為短消息的存儲轉(zhuǎn)發(fā)單元，消息只與用戶和SMSC有關(guān)，而與其他GSM基礎(chǔ)設(shè)施無關(guān)。 SMS需要硬件產(chǎn)品的支持，現(xiàn)在大多數(shù)移動設(shè)備、手機產(chǎn)品都具有SMS功能。,短消息長度,許多移動站共用數(shù)字控制信道，為避免爭用造成的延遲過長和較重負(fù)荷，規(guī)定短信息長度 在點對點通信中，最多140個字節(jié) 在廣播通信中，最多83個字節(jié),短消息中心號碼,在No.7信令消息中使用的、代表短消息中心的號碼 結(jié)構(gòu)：13SH00X1X2X3500 X1X2X3與當(dāng)?shù)氐拈L途區(qū)號相同，兩位長途區(qū)號的地區(qū)X3設(shè)為0 例如，沈陽移動短消息中心的號碼用戶發(fā)送短消息前，必須先設(shè)置短消息中心號碼,短消息服務(wù)優(yōu)點,發(fā)送一條短消息與大約1秒鐘的語音呼叫所占用的空間相當(dāng)，故其通訊費用十分低廉。 是GSM中唯一不要求建立端到端業(yè)務(wù)路徑的業(yè)務(wù)，即使移動臺關(guān)機仍可進行短消息傳輸。,第3節(jié) CDPD分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),4.3.1 CDPD發(fā)展歷史 4.3.2 CDPD的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)組成 4.3.3 CDPD原理 4.3.4 CDPD的協(xié)議模型* 4.3.4 CDPD的主要特點 4.3.5 CDPD的主要業(yè)務(wù)應(yīng)用,CDPD,Cellular Digital Packet Data（蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)交換） 是以數(shù)字分組數(shù)據(jù)技術(shù)為基礎(chǔ)，以蜂窩移動通信為組網(wǎng)方式的移動無線數(shù)據(jù)通信技術(shù) 是一種使用AMPS模擬蜂窩電話系統(tǒng)800MHz和900MHz信道上未被使用的帶寬來進行數(shù)據(jù)傳送的系統(tǒng)。,CDPD發(fā)展歷史,1992年美國幾大蜂窩運營商根據(jù)市場的需要，出資成立發(fā)展基金對無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)進行研究 1993年CDPD規(guī)范1.0版草案問世，美國多家大公司宣布支持CDPD規(guī)范 1994年2月美國建立了第一個試驗網(wǎng) 1995年中，美國出現(xiàn)了第一個正式投入商用的CDPD網(wǎng)絡(luò) 2001年，美國已基本實現(xiàn)全國覆蓋，用戶數(shù)量約為20萬,CDPD發(fā)展歷史,1995年后CDPD從美國走向世界，很 多國家和地區(qū)開始提供CDPD服務(wù)或進行試驗,CDPD發(fā)展歷史,CDPD是最受歡迎的提供給遙測裝置的第一代無線數(shù)據(jù)解決方案。 2004年，主要運營商在美國宣布計劃關(guān)閉CDPD服務(wù)。 2005年7月， AT&T和Cingular的CDPD網(wǎng)絡(luò)被關(guān)閉。,幾種蜂窩移動數(shù)據(jù)通信發(fā)展比較,CDPD的系統(tǒng)組成與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),CDPD系統(tǒng)主要由三個部分組成： MDBS（移動數(shù)據(jù)基站） MDIS（移動數(shù)據(jù)中介系統(tǒng)） MES（移動終端系統(tǒng)）,CDPD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖,CDPD的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖,MDBS（移動數(shù)據(jù)基站）,為用戶提供無線接口和無線接續(xù)、頻譜管理和自動信道跳頻。 通過一根64kbps幀中繼與交換機相聯(lián) 組成 收發(fā)信機 MODEM 計算機控制模塊 電源模塊,收發(fā)信機和MODEM,每個收發(fā)信機和MODEM模塊支持一個CDPD信道 無線收發(fā)信機產(chǎn)生可用信道所需的頻率 MODEM負(fù)責(zé)CDPD數(shù)字信號處理,計算機控制模塊,負(fù)責(zé)MDBS內(nèi)控制信號與數(shù)據(jù)信號的路由選擇 通過專用接口連接到CDPD網(wǎng)管系統(tǒng)，對MDBS進行控制和監(jiān)視,MDIS（移動數(shù)據(jù)中介系統(tǒng)）,組成 分組服務(wù)器：負(fù)責(zé)MES到其它MES或固定終端的分組路由選擇 管理服務(wù)器：通過提供鑒別、登記、信息轉(zhuǎn)換、系統(tǒng)計費數(shù)據(jù)收集等方面的功能來支持分組服務(wù)器 通過中介系統(tǒng)IS，采用TCP/IP，連接到公用分組數(shù)據(jù)網(wǎng)或?qū)Ｓ梅纸M網(wǎng),CDPD的移動終端設(shè)備,即CDPD的用戶端設(shè)備，由移動終端和CDPD無線Modem組成 CDPD無線Modem負(fù)責(zé)管理無線鏈路和協(xié)議 移動終端與無線Modem之間的通信采用標(biāo)準(zhǔn)的串口協(xié)議，如：串行網(wǎng)際協(xié)議(SLIP)或點對點協(xié)議(PPP),CDPD的移動終端設(shè)備分類,按MODEM物理接口來區(qū)分，有三種： PCMCIA：主要用于具有PCMCIA插槽的便攜式電腦和掌上型電腦 RS-232：連接各種計算機的串行口，包括PC、單片機及其它具有串行口的專用設(shè)備 內(nèi)置PCI插槽型：集計算機與無線Modem于一體的設(shè)備，如無線POS機、無線炒股機等,CDPD原理,將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)按一定的長度分組 給每一個數(shù)據(jù)段加上收發(fā)終端地址及其它控制信息 尋找一個空閑的話音信道 把來自不 同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)分組在空閑信道上進行交織傳輸 當(dāng)語音用戶要求占用該信道時，CDPD系統(tǒng)將重新尋找新的空閑信道，并利用信道跳頻技術(shù)，自動跳到新的空閑信道，直到傳輸完成,分組數(shù)據(jù)通信原理示意圖,CDPD的數(shù)據(jù)發(fā)送處理過程,數(shù)據(jù)被分段、加密后，加入終端標(biāo)志形成數(shù)據(jù)幀 每幀分成282bit的塊，通過RS編碼，形成378bit的幀 上述幀經(jīng)GMSK調(diào)制后送往蜂窩網(wǎng)上的信道 多址訪問協(xié)議使用數(shù)字監(jiān)聽多址訪問沖突檢測(DSMACD) ：先監(jiān)聽是否有空閑信道，如果有，立即發(fā)送數(shù)據(jù)幀；否則等待，直到系統(tǒng)有空閑信道,CDPD的協(xié)議模型圖,CDPD的協(xié)議模型*,自下而上依次為： 物理層 MAC(媒體接入控制)層 LLC(邏輯鏈路控制)層 LLR層 SNDCP(子網(wǎng)依賴結(jié)合協(xié)議)層 網(wǎng)絡(luò)層,物理層*,為射頻接口部分，物理鏈路負(fù)責(zé)提供空中接口的射頻信道 MES與MDBS間靠一對30kHz的RF信道進行通信，從MDBS至MES的信道稱正向信道，從MES至MDBS的信道稱反向信道，一對正、反向信道形成了一條CDPD信道流 信道流使用的調(diào)制方式為GMSK(相對帶寬BT0.5)，調(diào)制速率為19.2kb/s,MAC(媒體接入控制)層*,定義和分配空中接口的CDPD邏輯信道，使得這些信道能被不同的移動臺共享。CDPD的邏輯信道分為 廣播信道 控制：用于廣播控制信息 管理：用于廣播無線資源管理信息 點對點業(yè)務(wù)信道,MAC(媒體接入控制)層*,每個邏輯信道都分配了一個叫臨時設(shè)備識別號(TEI)的信道號，在點對點數(shù)據(jù)鏈路連接建立之前，分配給與這次連接相對應(yīng)的MES，該MES就用分配的TEI值發(fā)送并接收包含指定TEI值的幀。,LLC(邏輯鏈路控制)層*,基于無線鏈路協(xié)議： MDLP（移動數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議) 在MES內(nèi)實現(xiàn)的MDLP與位于它的服務(wù)MDIS中的對等MDLP通信 LLC層負(fù)責(zé)在高層（SNDCP）的SNDC數(shù)據(jù)單元上形成LLC地址、幀字段，從而生成完整的LLC幀 LLC可以實現(xiàn)點對多點的尋址和數(shù)據(jù)的重發(fā)控制,SNDCP(子網(wǎng)依賴結(jié)合協(xié)議)層*,完成傳送數(shù)據(jù)的分組、打包、數(shù)據(jù)壓縮，確定TCPIP地址和加密方式 提供SNDCP頂層多個網(wǎng)絡(luò)層實體的復(fù)接數(shù)據(jù)被分割為一個或多個NPDU(網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)據(jù)單元)數(shù)據(jù)包單元，放置到LLC幀內(nèi),網(wǎng)絡(luò)層*,協(xié)議為TCPIP和X.25協(xié)議,LLR（邏輯鏈路轉(zhuǎn)送）層*,MDBS中的LLR層負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)送MES和MDIS之間的LLC幀 LLR層對于MDLP數(shù)據(jù)單元來說是完全透明的，即不負(fù)責(zé)處理MDIP數(shù)據(jù),CDPD的主要特點,技術(shù)特點 業(yè)務(wù)特點,CDPD的技術(shù)特點,無線廣域網(wǎng) 工作頻率： 800兆，這個頻段具有一定的穿透和繞射能力，干擾較少； 空中信道通信速率：19.2Kbps，去掉分組數(shù)據(jù)打包以及信道復(fù)用的一些開銷，對用戶來說數(shù)據(jù)傳輸速率一般為5-10Kbps，最高可以達到15Kbps左右； 全雙工的通信方式 無差錯的數(shù)據(jù)傳送：通過FEC前向糾錯和自動反饋重發(fā)技術(shù)，保證進行無差錯的傳輸數(shù)據(jù),CDPD的技術(shù)特點,基于TCP/IP的開放系統(tǒng)：方便接入Internet，傳輸延遲小，所有基于TCP/IP協(xié)議的應(yīng)用軟件都可以直接使用，應(yīng)用軟件開發(fā)簡便，移動終端通信編號直接使用IP地址 終端移動速率范圍較高：車速 120km/h時，CDPD終端數(shù)據(jù)收發(fā)正常、不中斷 安全可靠、防數(shù)據(jù)泄漏、防燒機 支持廣播與群呼,CDPD的業(yè)務(wù)特點,適合交通運輸方面遠(yuǎn)程的調(diào)控；如車輛的調(diào)遣和監(jiān)控等。提高對故障或異?，F(xiàn)象的反應(yīng)時間，提高服務(wù)水平 常用于無人值守工作的遙測監(jiān)控，如遠(yuǎn)端設(shè)備數(shù)據(jù)的采集與分析、數(shù)據(jù)庫管理以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等 保護人們的生命安全。如用于危險區(qū)域設(shè)備的監(jiān)控，從而避免或減少操作人員與危險接觸的機會 適于戶外移動辦公人員的實時辦公，提高工作的及時性和效率性 降低成本，方便實用,CDPD的主要業(yè)務(wù)應(yīng)用,廣播業(yè)務(wù)（特定區(qū)域） 多址廣播業(yè)務(wù)（特定用戶組，不論位置） 域名服務(wù) 用戶定位業(yè)務(wù) 信息處理業(yè)務(wù)（電子郵件、自動暫存） 查詢業(yè)務(wù)（需信息數(shù)據(jù)庫支持） 個人增值主機業(yè)務(wù),CDPD 的主要應(yīng)用領(lǐng)域,傳送比賽結(jié)果至新聞媒介和教練 派遣服務(wù)車輛 發(fā)送醫(yī)療 數(shù)據(jù) 提供信用卡驗證服務(wù) 現(xiàn)場服務(wù)人員通過計算機發(fā)送和接受顧客維修信息 以及其他要求的實時信息,遙控石油井和煤氣管道 移動辦公 流動銀行 全球衛(wèi)星定位 上因特網(wǎng) 電力系統(tǒng)的調(diào)度自動化和配電自動化系統(tǒng)的通訊等,CDPD應(yīng)用,1997年，中國原郵電部決定建設(shè)“中國公用無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)”。在北京、上海、廣州、深圳、廈門和長沙等六城市啟動了CDPD網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工程 北京交管局曾經(jīng)使用CDPD技術(shù)，由于數(shù)據(jù)傳輸量支持到十幾K，只能進行一些簡單流量監(jiān)控,第4節(jié) 無繩移動數(shù)據(jù)通信,4.4.1 無繩數(shù)據(jù)通信概述 4.4.2 數(shù)字無繩通信系統(tǒng) 4.4.3 無繩數(shù)據(jù)通信的主要應(yīng)用,無繩數(shù)據(jù)通信概述,無繩通信系統(tǒng)是一個在微型覆蓋區(qū)內(nèi)利用無線終端、基站和各種公共通信網(wǎng)（如PSTN、ISDN等）進行全雙工通信的系統(tǒng) 是一種微蜂窩或微微蜂窩的無線技術(shù) 與蜂窩移動通信是互補關(guān)系 特點：容量大、成本低、應(yīng)用靈活等,無繩通信系統(tǒng)的發(fā)展,兩個階段： 模擬無繩技術(shù)：應(yīng)用僅限于家庭，主要用于語音通信，使用FM調(diào)制和FDD雙工 數(shù)字無繩技術(shù)：可應(yīng)用于家庭、公用場合、商用PBX環(huán)境，突破語音通信的局限，開始具有較強的移動數(shù)據(jù)傳輸能力,數(shù)字無繩通信系統(tǒng),工作頻率：多在1.9GHz左右 大多采用時分多址TDMA、時分雙工TDD、多載波MC技術(shù) 主要系統(tǒng)及應(yīng)用地區(qū) DECT（數(shù)字增強無線通信）：歐洲 PHS（個人手持系統(tǒng)）：日本 PACS（個人接入通信系統(tǒng)）：美國 蜂窩移動通信系統(tǒng)和無繩系統(tǒng)對比,DECT,Digital Enhanced Cordless Telecommunications （數(shù)字增強無線通信） 由ETSI制定，又稱數(shù)字泛歐無繩電話 是一個提供話音及數(shù)據(jù)應(yīng)用的短距離無線通信技術(shù),DECT,ETSI下的EP DECT工作組主要負(fù)責(zé)制定DECT標(biāo)準(zhǔn)和起草報告，子工作組負(fù)責(zé)制定更詳細(xì)的技術(shù)規(guī)范。 子工作組主要有： DECTCI：主要負(fù)責(zé)DECT通用接口（CI），通用接入?yún)f(xié)議（GAP），無線終端移動性（CTM），DECTISDN， DECTGSM和固定無線接入標(biāo)準(zhǔn)。 DECTData：負(fù)責(zé)所有DECT的數(shù)據(jù)協(xié)議，如DECT Internet接入?yún)f(xié)議，多媒體接入?yún)f(xié)議（MMAP）和DECT分組數(shù)據(jù)協(xié)議（DPRS） DECTTest：負(fù)責(zé)所有通用DECT標(biāo)準(zhǔn)的測試。,DECT,100多個國家認(rèn)可，產(chǎn)品超過200種 DECT在整個歐洲無繩電話市場中所占比例已經(jīng)達到53，成為最重要的無繩電話技術(shù)。 亞洲市場，香港引入DECT最早，是亞洲D(zhuǎn)ECT無繩電話最發(fā)達的區(qū)域，在香港新機場中采用的就是DECT無線PBX網(wǎng)絡(luò)。,PHS,Personal Hand-set System （個人手持系統(tǒng)） 日本開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，又稱個人無繩市 話系統(tǒng)，于1995年 7月開通運營 PHS服務(wù)主要分為三大類： 傳統(tǒng)的語音服務(wù)（移動速度60km/h） 數(shù)據(jù)通信服務(wù)（64k128kbps） 地理定位服務(wù)（精度低于GPS，強于手機）,PHS的發(fā)展?fàn)顩r,1995年7月起在日本開始正式提供服務(wù)， 最初3家電信運營商：NTT Personal、DDI Pocket和ASTEL。 隨著通信費率與手機價格的不斷下降，用戶不斷增多，隨著3G手機的出現(xiàn)，用戶減少 有20幾個國家和地區(qū)采用PHS 除日本本土和中國大陸外，中國臺灣、越南、泰國也有網(wǎng)絡(luò)，總用戶接近1億。 2007年，WILLCOM成為日本唯一的運營商。,PHS的發(fā)展?fàn)顩r,2008年10月26日消息，在“3G時代小靈通的發(fā)展前景”研討會，據(jù)PHS國際化推進組織(PHS MoU)副議長近義起（近義起的另一身份是Willcom CTO ）介紹 日本PHS目前已經(jīng)可以達到3.2Mbps的速率，基站最大覆蓋半徑7公里； 2009年4月，日本將引入PHS的下一代技術(shù)XGP，理論下載速率100Mbps，屆時PHS將成為真正的移動寬帶。,PHS的特點,可以同時容納更多的用戶使用 更快的傳輸速率，可以達到128kbps 較小的發(fā)射功率（10mW）,較低的電磁輻射 語音質(zhì)量較高，通話內(nèi)容清晰 耗電量小，待機時間長 必須建置較密集的基站 適于低速狀態(tài)下的移動,小靈通,在中國， UT斯達康根據(jù)我國城市通信實際情況開發(fā)出一種無線接入技術(shù)，定義為： 本地V5.2交換機+AN2000+PHS 空中接口 即PAS系統(tǒng)，商業(yè)名稱：小靈通。,小靈通的優(yōu)勢和劣勢,優(yōu)勢 資費低廉 綠色環(huán)保 帶寬獨享,劣勢 覆蓋差 性能差 不能漫游,小靈通的發(fā)展史,1998年01月 小靈通正式進入中國。 2002年12月 小靈通在京滬之外地區(qū)全面解禁 2006年10月 中國小靈通9300萬，全球用戶突破1億 2007年11月 小靈通用戶大量減少，10個月減少250萬 2008年03月 發(fā)短信給小靈通取消106前綴 2008年10月 小靈通頻段劃歸TD 2009年02月 小靈通用戶數(shù)跌破7000萬 2009年02月 被要求2011年底前退市,PACS,Personal Access Communication System （個人接入通信系統(tǒng)） 是美國7個個人通信系統(tǒng)（PCS）標(biāo)準(zhǔn)之一 它是PHS和Bellcone提出的廣域計算機服務(wù)（WACS）系統(tǒng)相結(jié)合的產(chǎn)物。 是一種新型的基于微蜂窩的無線通信業(yè)務(wù),PACS的特點,結(jié)構(gòu)簡單、功耗低 充分利用了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源，不需單獨建網(wǎng)，安裝方便，建設(shè)成本和運營成本都比蜂窩移動系統(tǒng)低得多 手機價格相對便宜 主要適用于 專用網(wǎng)、公用網(wǎng)的高質(zhì)量話音，數(shù)據(jù)通信和信息服務(wù)的無線接入 適用于室內(nèi)、室外，中低速移動的環(huán)境,蜂窩移動通信系統(tǒng) 和無繩系統(tǒng)對比,蜂窩移動通信系統(tǒng) 優(yōu)點：覆蓋范圍大、功能齊全 缺點：容量不能滿足高密度用戶區(qū)的需求，技術(shù)復(fù)雜、成本高 無繩系統(tǒng) 優(yōu)點：容量大、技術(shù)簡單、應(yīng)用靈活、成本低、通信能力可動態(tài)調(diào)節(jié) 缺點：覆蓋范圍小、移動性較低,無繩數(shù)據(jù)通信的主要應(yīng)用,ISDN連接 無繩辦公 對局域網(wǎng)或PABX的無繩擴展（接入） 分布控制無繩局域網(wǎng)絡(luò)（對等） 蜂窩無繩局域網(wǎng)絡(luò)和PABX（中控） 生產(chǎn)管理 家庭信息服務(wù),無繩數(shù)據(jù)通信的主要業(yè)務(wù),數(shù)字傳真 可視圖文 可視電話 計算機文件傳輸?shù)?集群通信系統(tǒng),概述 集群通信的特點 集群通信的應(yīng)用 集群通信系統(tǒng)組成 數(shù)字集群通信的關(guān)鍵技術(shù) 數(shù)字集群通信系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn) 國內(nèi)外主要集群制式比較,集群通信系統(tǒng)概述,國際無線電協(xié)商委員會（CCIR）將集群通信系統(tǒng)命名為“Trunking Communication System” 也稱為PMR（Private Mobile Radio）或SMR（Specialized Mobile System）的。 我國曾將“Trunking Communication System”譯為中繼通信，1987年改譯為集群移動通信系統(tǒng)，通常稱為集群通信系統(tǒng)或集群系統(tǒng)。 集群通信系統(tǒng)是多個用戶（部門、群體）共用一組無線電信道，并動態(tài)地使用這些信道的專用移動通信系統(tǒng)。,集群通信系統(tǒng)發(fā)展階段,集群通信系統(tǒng)發(fā)展的三個階段： 20世紀(jì)五六十年代，無線電對講機方式，通信的雙方或多方在約定的頻點使用對講機完成通話 七八十年代，由單/多頻道、單/多基地臺構(gòu)成的模擬通信系統(tǒng) 九十年代以后，基于TDMA方式的數(shù)字集群通信系統(tǒng)，能夠在實現(xiàn)對講調(diào)度等功能之外，實現(xiàn)與固話及手機通話、短信、手機上網(wǎng)等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，在歐美發(fā)達國家已開始廣泛應(yīng)用。,集群通信系統(tǒng)發(fā)展趨勢,模擬的集群系統(tǒng)相互干擾強，功能有限 集團單獨建設(shè)一個集群調(diào)度專網(wǎng)系統(tǒng)，成本高，維護費用高，頻率利用率低。 因此集群系統(tǒng)的發(fā)展有兩個明顯趨勢： 由模擬向數(shù)字發(fā)展 由專網(wǎng)向共網(wǎng)發(fā)展。,集群通信的特點,集群通信最大的特點是：話音通信采用PTT（PushToTalk）按鍵，以一按即通的方式接續(xù)，被叫無須摘機即可接聽，且接續(xù)速度較快，并能支持群組呼叫等功能。,集群通信的特點,與公眾的蜂窩移動系統(tǒng)相比，集群通信系統(tǒng)具有如下特點： 呼叫接續(xù)快； 群組內(nèi)用戶共享前向信道； 半雙工通信方式、PTT方式； 支持私密呼叫和群組呼叫； 呼叫和講話時，需按住P1鍵，被叫不需摘機。,數(shù)字集群通信系統(tǒng)的基本業(yè)務(wù),端到端的業(yè)務(wù)：主要包括語音業(yè)務(wù)。 承載業(yè)務(wù)：承載業(yè)務(wù)主要為各類應(yīng)用提供數(shù)據(jù)通道。 補充業(yè)務(wù)：主要用于提供多種輔助功能，以提高語音業(yè)務(wù)的性能表現(xiàn)、可靠性和可用性。 新業(yè)務(wù)：基于位置類業(yè)務(wù)和分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)等。,主要應(yīng)用對象,由于集群通信系統(tǒng)具備特有的調(diào)度功能、組呼功能和快速呼叫的特性，因此在專業(yè)通信領(lǐng)域發(fā)揮著巨大的作用，其主要應(yīng)用對象包括： 對指揮調(diào)度功能要求較高的特殊部門和企業(yè)，主要包括政府部門（如軍隊、公安部門、國家安全部門和緊急事件服務(wù)部門）、鐵道、水利、電力、民航等單位； 普通行業(yè)用戶，如出租、物流、物業(yè)管理和工廠制造業(yè)等。,集群應(yīng)用新聞,在歐美等發(fā)達國家，數(shù)字集群市場與普通移動通信市場相比，一般是1：10的關(guān)系。 在美國，數(shù)字集群運營商Nextel已建立了覆蓋全美國的數(shù)字集群商用共網(wǎng)，目前用戶已超過1000萬，并且連年盈利。 在歐洲，英國Dolphin電信公司的數(shù)字集群通信系統(tǒng)，已覆蓋全英國97%人口的地區(qū)。 挪威、德國、荷蘭、瑞典、丹麥等，也紛紛計劃建設(shè)專用國家安全網(wǎng)絡(luò)。,集群應(yīng)用新聞,中國信產(chǎn)部已經(jīng)組織了鐵通、衛(wèi)通兩家運營商，在沈陽、天津、濟南、南京、重慶5地建設(shè)試驗網(wǎng)，其中除重慶外的4地均采取中興的我國自主標(biāo)準(zhǔn)GoTa，試驗網(wǎng)總規(guī)模已經(jīng)超過3萬戶。,集群應(yīng)用新聞,2006年，基于TETRA標(biāo)準(zhǔn)的亞洲地區(qū)規(guī)模最大的數(shù)字集群無線通信網(wǎng)絡(luò)在北京建成，3.4萬名公安、交管、城管、水利等部門的北京市政府人員使用北京數(shù)字集群無線政務(wù)網(wǎng)提供的通信服務(wù)。 北京市通信公司下轄的北京正通公司拿下了奧運會數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)的運營權(quán)，正通公司確定以TETRA作為數(shù)字集群標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)的代表廠商是諾基亞、愛立信和馬可尼,集群應(yīng)用新聞,2006年10月于青島舉行的2008年奧運會帆船測試賽2006年青島國際帆船賽，使用了中興通訊GoTa數(shù)字集群系統(tǒng)擔(dān)綱此次大賽的集群指揮調(diào)度工作。這也是國產(chǎn)數(shù)字集群系統(tǒng)首次運用于國際體育賽事。,集群通信系統(tǒng)組成,基站：負(fù)責(zé)無線信號的轉(zhuǎn)發(fā) 移動臺：用于在運行中或停留在某個不確定的地點進行通信 調(diào)度臺：負(fù)責(zé)對移動臺進行指揮、調(diào)度和管理 控制中心：主要負(fù)責(zé)控制和管理整個集群通信系統(tǒng)的運行、交換和接續(xù),數(shù)字集群通信的關(guān)鍵技術(shù),數(shù)字話音編碼技術(shù) 數(shù)字調(diào)制技術(shù) 多址接入技術(shù) 抗衰落技術(shù),數(shù)字集群通信的關(guān)鍵技術(shù) 數(shù)字話音編碼技術(shù),混合編碼，將波形編碼和參量編碼組合應(yīng)用，盡量保持波形編碼的高質(zhì)量和參量編碼的低速率，在416kbit/s速率上能夠得到高質(zhì)量的合成語音，比較適合于在數(shù)字集群通信中使用 主要混合編碼技術(shù)： 多脈沖激勵線性預(yù)測編碼（MPLPC） 規(guī)劃脈沖激勵線性預(yù)測編碼（KPELPC） 碼本激勵線性預(yù)測編碼（CELP）及其改進型代數(shù)碼激勵線性預(yù)測編碼(ACELP) 矢量和激勵線性預(yù)測編碼(VSELP),數(shù)字集群通信的關(guān)鍵技術(shù) 數(shù)字調(diào)制技術(shù),采用抗干擾性能強、誤碼性能好、頻譜利用率高的調(diào)制技術(shù)： 正交移相鍵控（QuadraturePhaseShiftKeying，QPSK） 正交幅度調(diào)制（Quadrature Amplitude Modulation，QAM） 最小移頻鍵控（Minimum Shift Keying，MSK） 高斯濾波最小移頻鍵控（Gaussian Filtered Minimum Shift Keying，GMSK） 等方式以及它們的一些改進方式。,數(shù)字集群通信的關(guān)鍵技術(shù) 多址接入技術(shù),FDMA TDMA CDMA,數(shù)字集群通信的關(guān)鍵技術(shù) 多址接入技術(shù),FDMA：頻率資源占用大，用戶容量小，頻譜效率低，且通話時易受到干擾。 TDMA CDMA,數(shù)字集群通信的關(guān)鍵技術(shù) 多址接入技術(shù),FDMA TDMA：在滿足定時和同步的條件下，抗干擾能力增強，頻率利用率也有所提高（據(jù)估計，約是FDMA系統(tǒng)的3倍），系統(tǒng)容量增大，話音質(zhì)量也有改進。能進行數(shù)據(jù)和話音的綜合，業(yè)務(wù)綜合能力較高。 由于TDMA系統(tǒng)發(fā)射數(shù)據(jù)是用緩存突發(fā)法，對任何一個用戶而言發(fā)射都是不連續(xù)的，所以對服務(wù)質(zhì)量有一定影響，數(shù)據(jù)傳輸速率也不高。 CDMA,數(shù)字集群通信的關(guān)鍵技術(shù) 多址接入技術(shù),FDMA TDMA CDMA：頻率利用率高、用戶容量大、服務(wù)質(zhì)量好、綜合業(yè)務(wù)能力強等諸多優(yōu)點，是現(xiàn)代數(shù)字集群通信的理想選擇。,數(shù)字集群通信的關(guān)鍵技術(shù) 抗衰落技術(shù),分集接收技術(shù) RAKE接收技術(shù) 自適應(yīng)均衡技術(shù),數(shù)字集群通信的關(guān)鍵技術(shù) 抗衰落技術(shù),分集接收技術(shù) 對于接收端收到的來自不同的獨立支路的信號，可以通過不同的合并方式來獲得分集增益。 合并的方式主要有： 最大比值合并性能最好 等增益合并實現(xiàn)最簡單 選擇式合并,數(shù)字集群通信的關(guān)鍵技術(shù) 抗衰落技術(shù),RAKE接收技術(shù) 將幅度明顯大于噪聲背景的多徑分量取出，通過延時和相位校準(zhǔn)，使它們在某一時刻對齊，并按一定的規(guī)則進行合并，變矢量合并為代數(shù)求和，能夠有效地利用多徑分量，提高多徑分集的效果。 只有CDMA系統(tǒng)才能實現(xiàn) 把原來是多徑干擾的信號變成有用信號組合在一起，變害為利。,數(shù)字集群通信的關(guān)鍵技術(shù) 抗衰落技術(shù),自適應(yīng)均衡技術(shù) 由于數(shù)字集群通信系統(tǒng)占用的頻帶較寬，當(dāng)發(fā)生信號衰落時，其通帶內(nèi)的振幅特性隨時都在改變著，這就要求所采用的均衡器必須具有時間特性變化的自適應(yīng)性。 抗衰落的自適應(yīng)均衡器可以分為兩類 頻域自適應(yīng)均衡器 時域自適應(yīng)均衡器 在實際電路中，為了最大限度地提高抗衰落能力，往往同時采用頻域自適應(yīng)均衡器和時域自適應(yīng)均衡器。,數(shù)字集群通信系統(tǒng)的國際標(biāo)準(zhǔn),1998年3月，ITU根據(jù)世界各國提交的集群通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)共制定了APC025、Tetralpol、EDACS、TETRA、DIMRS（iDEN）、IDRA、Geotek共7種數(shù)字集群通信系統(tǒng)的國際標(biāo)準(zhǔn)。 在國際7種數(shù)字集群技術(shù)體制中，TETRA和iDEN系統(tǒng)應(yīng)用最廣泛。,數(shù)字集群通信系統(tǒng)的國際標(biāo)準(zhǔn),2005年5月12日，在愛爾蘭首都召開的3GPP GERAN技術(shù)規(guī)范組第24次會議上，全票通過了關(guān)于GT800的四項提案。 本次關(guān)于GT800技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)提案，由華為、西門子、薩基姆、信息產(chǎn)業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)所等4家3GPP成員單位提出。 GT800技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)提案獲3GPP通過，意味著GT800成為國際標(biāo)準(zhǔn)組織認(rèn)定的第一個中國數(shù)字集群規(guī)范。,我國數(shù)字集群標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展,2000年12月28日，我國信息產(chǎn)業(yè)部正式批準(zhǔn)發(fā)布了SJ/T11228-2000數(shù)字集群移動通信系統(tǒng)體制的行業(yè)推薦標(biāo)準(zhǔn)。 兩種集群通信體制： 體制A：主要參照國際標(biāo)準(zhǔn)TETRA，面向?qū)Ｓ谜{(diào)度和共用集群通信網(wǎng) 體制B：主要參照Motorola公司提出的美國國家標(biāo)準(zhǔn)iDEN，主要適用于共用集群通信網(wǎng) 集群通信系統(tǒng)的工作頻段 806MHz821MHz851MHz866MHz 雙工頻率間隔為45MHz,我國自主研發(fā)的數(shù)字集群系統(tǒng),2004年，信息產(chǎn)業(yè)部分別針對國內(nèi)基于CDMA和GSM技術(shù)研發(fā)的數(shù)字集群系統(tǒng)發(fā)布了兩項標(biāo)準(zhǔn)： YDC030-2004基于GSM技術(shù)的數(shù)字集群系統(tǒng)總體技術(shù)要求，代表：華為公司開發(fā)的基于GSM的數(shù)字集群通信系統(tǒng)（GT800系統(tǒng)） YDC031-2004基于CDMA技術(shù)的數(shù)字集群系統(tǒng)總體技術(shù)要求 ，代表：中興公司開發(fā)的基于CDMA的數(shù)字集群通信系統(tǒng)（GoTa系統(tǒng)）,我國自主研發(fā)的數(shù)字集群系統(tǒng),大唐、首信等公司也都在進行數(shù)字集群通信系統(tǒng)技術(shù)的研究與開發(fā)，并取得了較大進展。 廣州金鵬公司研發(fā)了一套基于cdma 2000 1x體制上的數(shù)字集群通信系統(tǒng)。 基于TD-SCDMA的數(shù)字集群系統(tǒng)的方案目前正在制訂當(dāng)中,國內(nèi)外主要集群制式比較,TETRA iDEN GoTa GT800 附：國內(nèi)外主要集群制式比較表,TETRA,TErrestrial Trunked Radio 地面集群無線電 TETRA系統(tǒng)和終端設(shè)備主要由諾基亞和摩托羅拉提供，這兩家提供商在TETRA市場占有重要的地位，市場份額較大。 歐洲是TETRA技術(shù)體制應(yīng)用最廣泛的區(qū)域，而在歐洲市場中，西歐的TETRA市場最發(fā)達 亞太和中東地區(qū)的TETRA市場處于快速發(fā)展階段，對數(shù)字集群系統(tǒng)的市場需求很大,iDEN,Integrated Digital Enhanced Networks 數(shù)字集群調(diào)度專網(wǎng) iDEN是摩托羅拉獨家開發(fā)的數(shù)字集群技術(shù)，全球僅摩托羅拉一家公司提供iDEN系統(tǒng)和終端設(shè)備。 iDEN主要應(yīng)用于集群共網(wǎng)運營 主要應(yīng)用區(qū)域為美洲和亞洲 包括：亞洲的日本、韓國、中國、菲律賓、新加坡、以色列，南北美洲的美國、加拿大、阿根廷、巴西、哥倫比亞、墨西哥、秘魯?shù)葒?，其中美國NEXTEL公司運營的iDEN網(wǎng)絡(luò)是目前最大、發(fā)展最完善的iDEN網(wǎng)絡(luò)。,GoTa,概述 技術(shù)優(yōu)點 可提供業(yè)務(wù) 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),GoTa概述,開放式集群結(jié)構(gòu)（Global open Trunking architecture） 中興公司開發(fā)的基于CDMA的數(shù)字集群通信系統(tǒng),GoTa技術(shù)優(yōu)點,快速的接入 高信道效率和頻譜使用率 較高的用戶私密性 易擴展性 支持業(yè)務(wù)種類多,GoTa可提供業(yè)務(wù),一對一的私密呼叫和一對多群組呼叫，可設(shè)定用戶的優(yōu)先級，并具有根據(jù)用戶的優(yōu)先級使用強插強拆的功能； 提供集群系統(tǒng)中所需要的系統(tǒng)尋呼、群組尋呼、子群組尋呼、專用PTT業(yè)務(wù)等特殊業(yè)務(wù)； 可對不同的話務(wù)群組進行分類，例如永久型群組和臨時型群組，用戶可對其群組內(nèi)成員進行管理。 除集群業(yè)務(wù)外，GoTa還具有增值業(yè)務(wù)提供能力，如短消息、衛(wèi)星定位、VPN等，這些業(yè)務(wù)和集群業(yè)務(wù)結(jié)合起來，可為集團用戶提供各種綜合服務(wù)。,GoTa系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖,終端,終端,終端,基站子系統(tǒng),CDMA調(diào)度子系統(tǒng),基站子系統(tǒng),調(diào)度臺1,調(diào)度臺n,CDMA分組子系統(tǒng),CDMA交換子系統(tǒng),GoTa系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),集群終端 基站子系統(tǒng)BSS 調(diào)度子系統(tǒng)DSS 調(diào)度臺 CDMA核心網(wǎng),集群終端,集群終端為用戶提供CDMA集群系統(tǒng)的各種集群業(yè)務(wù) 同時也為用戶提供傳統(tǒng)的普通電話業(yè)務(wù)、補充業(yè)務(wù)、短消息業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 終端通過空中接口和集群系統(tǒng)相連，提供集群調(diào)度功能。,基站子系統(tǒng)BSS,主要完成集群業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和普通電話業(yè)務(wù)的接入功能。 基站子系統(tǒng)BSS通過標(biāo)準(zhǔn)接口和調(diào)度子系統(tǒng)、CDMA核心網(wǎng)（包括交換子系統(tǒng)以及分組子系統(tǒng)）相連，滿足集群終端的各種業(yè)務(wù)需求，包括集群業(yè)務(wù)、電信業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。,調(diào)度子系統(tǒng)DSS,DSS主要完成集群調(diào)度業(yè)務(wù)。由兩部分組成： 調(diào)度控制中心DCC 是集群呼叫的總控制點，完成集群調(diào)度呼叫的處理，包括鑒別集群用戶、建立各種集群呼叫如私密呼叫和群組呼叫、判斷集群PTT請求等 接收反向鏈路來的集群語音數(shù)據(jù)，根據(jù)呼叫的性質(zhì)再分發(fā)到對應(yīng)的前向鏈路 調(diào)度歸屬寄存器DHR 完成數(shù)據(jù)庫管理和配置功能，為集群用戶提供群組注冊、群組成員注冊 提供集群成員的本地信息以及集群成員的業(yè)務(wù)權(quán)限記錄，完成呼叫統(tǒng)計和計費功能。,調(diào)度臺,調(diào)度臺是用戶組中具有特殊權(quán)限的終端，可分為移動調(diào)度臺和固定調(diào)度臺。 固定調(diào)度臺： 同時與調(diào)度子系統(tǒng)和操作維護中心相連 可以發(fā)起和參與組呼、廣播等調(diào)度業(yè)務(wù) 也能夠?qū)崿F(xiàn)對群組成員的管理功能。 移動調(diào)度臺： 可以發(fā)起組呼、廣播呼叫等調(diào)度業(yè)務(wù) 在組呼的話語權(quán)控制上有較高的優(yōu)先級 具備簡單的群組用戶管理功能。,CDMA核心網(wǎng),CDMA核心網(wǎng)包括交換子系統(tǒng)和分組子系統(tǒng) 交換子系統(tǒng) 主要完成電話互聯(lián)業(yè)務(wù)、普通電話呼叫業(yè)務(wù)和部分增值業(yè)務(wù)功能 提供相關(guān)業(yè)務(wù)功能用戶信息的存儲和管理功能。 分組子系統(tǒng) 主要功能是為用戶提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通道，從而向用戶提供高速的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)。,GoTa系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),數(shù)字集群系統(tǒng)中有兩個特有的關(guān)鍵技術(shù)： 業(yè)務(wù)信道的共享 呼叫的快速建立,GoTa系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) 前向無線業(yè)務(wù)信道的共享,同一組內(nèi)的每個用戶所分配的前向業(yè)務(wù)信道具有相同的長碼掩碼和WalshCode，使同一個群組將使用同一個信道，實現(xiàn)前向業(yè)務(wù)信道共享。 建立碼道時原設(shè)置的私有長碼掩碼改為調(diào)度組要求或指定的特殊公共長碼掩碼； 不同的群組使用不同的長掩碼和WalshCode。 Walsh碼資源與語音用戶相同，信道結(jié)構(gòu)基本不變；長碼掩碼通過加密算法計算得到。 在信令流程上增加相應(yīng)參數(shù)（長碼掩碼和WalshCode）的傳遞。,GoTa系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) 呼叫的快速建立,改造信令流程，減少不必要的流程和協(xié)商，盡量采用并行處理方式，節(jié)省用戶的接入時間，滿足PTT呼叫方式。 使用增強型的接入信道，增加基站接入信道數(shù)量 通過允許集群移動臺增大初始發(fā)射功率、功率增加步長，以及提高系統(tǒng)的接收靈敏度、優(yōu)化搜索策略等技術(shù)，將接入試探控制在極短的時間內(nèi)完成。 為了提高移動臺的接入成功率和通話的穩(wěn)定性，系統(tǒng)可以考慮采用AccessProbeHandoff、AccessHandoff、Channelassignament into soft/softer Handoff 等技術(shù)。,GT800,概述 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 技術(shù)創(chuàng)新 技術(shù)優(yōu)勢,GT800概述,GT800是華為公司自行研發(fā)的、基于TDMA方式、擁有獨立知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)字集群系統(tǒng) GT800系統(tǒng)除了具備歐洲集群標(biāo)準(zhǔn)TETRA和摩托羅拉的iDEN集群系統(tǒng)的集群調(diào)度功能外，還提供了集群共網(wǎng)運營的能力，適應(yīng)今后我國建設(shè)集群共網(wǎng)的發(fā)展需要。,GT800系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖,MS,BTS,MS,BTS,BSC,MSC/VLR/GCR,HLR,GTadapter,GT800系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),移動臺(MS) MS是移動用戶設(shè)備部分，支持VGCS、VBS、FN等集群通訊調(diào)度業(yè)務(wù)。 基站控制器(BSC) BSC主要負(fù)責(zé)無線網(wǎng)絡(luò)資源的管理、小區(qū)配置數(shù)據(jù)管理、功率控制、定位和切換等，實現(xiàn)強大的業(yè)務(wù)控制功能。 基站收發(fā)信臺(BTS) BTS是無線接口設(shè)備，它由BSC控制，主要負(fù)責(zé)無線接續(xù)，完成無線與有線信號的轉(zhuǎn)換、無線分集、無線信道加密、跳頻等功能。,GT800系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),移動交換中心(MSC) MSC對呼叫進行控制，是集群調(diào)度通訊的控制中心，管理MS在本網(wǎng)絡(luò)內(nèi)及與其