移動通信總結(jié).docx

一、移動通信概念移動通信是指通信雙方至少有一方在移動中（或者臨時停留在某一非預(yù)定的位置上）進(jìn)行信息傳輸與交換，這包括移動體（車輛，船舶，飛機(jī)或行人）和移動體之間的通信，移動體和固定點(diǎn)（固定無線電臺或有線用戶）之間的通信。二、移動通信特點(diǎn)：1、 必須利用無線電波傳輸信息，傳播特性差u傳播環(huán)境復(fù)雜：多徑效應(yīng)和陰影效應(yīng)造成電波傳播的幅度衰落和時延擴(kuò)展u 用戶高速移動：多普勒頻移造成電波傳播特性的快速隨機(jī)變化2、工作于復(fù)雜的干擾環(huán)境u 外部干擾：天電、機(jī)電和信道熱噪聲 u系統(tǒng)內(nèi)部和不同系統(tǒng)之間的干擾：鄰道、同信道、互調(diào)、多址和遠(yuǎn)近效應(yīng)3、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多種多樣，網(wǎng)絡(luò)管理復(fù)雜 u用戶注冊和登記，鑒權(quán)和計費(fèi)，安全和保密 4、可利用的頻譜資源有限，而通信業(yè)務(wù)量的需求與日俱增 u用戶容量問題，業(yè)務(wù)容量問題 5、用戶終端成為個人消費(fèi)品三、數(shù)字移動通信特點(diǎn)：1.微蜂窩小區(qū)結(jié)構(gòu)：更優(yōu)的空分復(fù)用提高用戶 數(shù)量2.數(shù)字化技術(shù)：語音信號數(shù)字化 新的調(diào)制方式：GMSK、QPSK等3.TDMA、CDMA4.頻譜利用率高、系統(tǒng)容量大5.能提供多種業(yè)務(wù)服務(wù)，提高通信系統(tǒng)的通用性6.抗噪聲、抗干擾和抗多徑衰落能力強(qiáng) 7.能實(shí)現(xiàn)更有效、靈活的網(wǎng)絡(luò)管理和控制8.便于實(shí)現(xiàn)通信安全保密 9.可降低設(shè)備成本和減小用戶手機(jī)的體積和重量四、移動通信的最終發(fā)展目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)個人通信系統(tǒng)（無論任何人、在任何時候、在任何地 方、與另一個人、進(jìn)行任何類型）五、3G3G是“第三代移動通信技術(shù)”3G標(biāo)準(zhǔn)：WCDMA（歐洲版）、CDMA2000（美國版）和TD-SCDMA（中國版）3G：運(yùn)營商：中國移動TDSCDMA，中國電信CDMA2000，中國聯(lián)通WCDMA。六、無線傳播方式移動通信中傳播的方式主要有直射波、反射波、繞射波、散射波和地表面波等傳播方式。從發(fā)射天線直接到達(dá)接收天線的電波稱為直射波電波經(jīng)過地面反射到達(dá)接收機(jī)，稱為地面反射波電波沿地球表面?zhèn)鞑ィ?稱為地表面波七、移動信道的特征傳播路徑與信號衰落；多徑效應(yīng)與瑞利衰落；慢衰落特性與衰落儲備；多徑時散與相關(guān)帶寬八、多徑效應(yīng)在通信系統(tǒng)中，由于通信地面站天線波束較寬，受地物、地貌和海況等諸多因素的影響，使接收機(jī)收到經(jīng)折射、反射和直射等幾條路徑到達(dá)的電磁波，這種現(xiàn)象就是多徑效應(yīng)，表現(xiàn)為快衰落傳播九、多徑衰落若多射線強(qiáng)度較大，且時延差不能忽略，則會產(chǎn)生誤碼，這種誤碼靠增加發(fā)射功率是不能消除的，而由此多徑效應(yīng)產(chǎn)生的衰落叫多徑衰落十、慢衰落信號電平發(fā)生快衰落的同時，其局部中值電平還隨地點(diǎn)、時間以及移動臺速度作比較平緩的變化，其衰落周期以秒級計，稱作慢衰落或長期衰落。慢衰落特性：近似服從對數(shù)正態(tài)分布。十一、快衰落移動臺附近的散射體引起的多徑傳播信號在接收點(diǎn)相疊加，造成接收信號快速起伏的現(xiàn)象。主要由于多徑傳播而產(chǎn)生的衰落，由于移動體周圍有許多散射、反射和折射體，引起信號的多徑傳輸，使到達(dá)的信號之間相互疊加，其合成信號幅度表現(xiàn)為快速的起伏變化，其變化率比慢衰落快。十二、衰落總結(jié)場強(qiáng)特性曲線的中值呈慢速變化-慢衰落場強(qiáng)特性曲線的瞬時值呈快速變化-快衰落慢衰落產(chǎn)生原因：大氣折射，大氣介電常數(shù)的變化，時變；陰影效應(yīng)，特點(diǎn)：衰落速度與工作頻率無關(guān)十三、抗衰落技術(shù)。(1). 分集接收：是指接收端對它收到的多個衰落特征互相獨(dú)立（攜帶同一信息）的信號進(jìn)行特定的處理，以降低信號電平起伏的辦法。(2). RAKE接收：利用多個并行相關(guān)器檢測多徑信號，按照一定的準(zhǔn)則合成一路信號供解調(diào)用。(3). 糾錯編碼(4). 自適應(yīng)均衡十四、多址技術(shù)（多用戶/共用多信道/接入系統(tǒng) 的技術(shù)）對有限的頻率資源，用戶如何共享，以便能傳輸更大，容量的信息信道的構(gòu)成方式及多用戶共用多信道接入系統(tǒng)的技術(shù)。十五、每代移動通信系統(tǒng)用到的多址技術(shù)第一代移動通信是模擬移動通信系統(tǒng)，都采用頻分多址FDMA方式，第二代移動通信是數(shù)字式移動通信系統(tǒng)，采用時分多址TDMA和碼分多址CDMA方式，第三代移動通信系統(tǒng)采用碼分多址CDMA。十六、計算流入話務(wù)量: A = S,完成話務(wù)量：A0=0*S呼損率B=(A-A0)/A=(-0)/信道利用率=A0/n=A(1-B)/n=A/n系統(tǒng)容量包括二個方面：a). 系統(tǒng)允許的用戶總數(shù) M=A/a , a為用戶話務(wù)量b). 每信道允許的用戶數(shù) m=M/n十七、網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成:BS基站MS移動臺MSC移動交換中心（移動交換機(jī)）PSTN公用電話網(wǎng)PDN公用數(shù)據(jù)網(wǎng)ISDN綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)VLR訪問用戶位置寄存器HLR原籍用戶位置寄存器AVC登權(quán)中心EIR設(shè)備識別寄存器OMC操作維護(hù)中心十八、各模塊建的接口：1 人機(jī)接口(sm接口)；2 移動臺與基站之間的接口（Um接口）3 基站與移動交換中心之間的接口（A接口）4 基站控制器BSC與基站收發(fā)信臺BTS之間的接口(Abis接口)5 移動交換中心MSC與訪問位置寄存器VLR之間的接口（B接口）6 移動交換中心MSC與歸屬位置寄存器HLR之間的接口（C接口）7 歸屬位置寄存器HLR與訪問位置寄存器VLR之間的接口（D接口）8 移動交換中心之間的接口（E接口）9 移動交換中心MSC與設(shè)備標(biāo)識寄存器EIR之間的接口（F接口）10.訪問位置寄存器VLR之間的接口（G接口）。十九、區(qū)域覆蓋大區(qū)制：系統(tǒng)容量小。 小區(qū)制：可頻率再用，系統(tǒng)容量大。二十、越區(qū)切換1.概念：將當(dāng)前正在進(jìn)行的移動臺與基站之間的通信鏈路從當(dāng)前基站轉(zhuǎn)移到另一個基站的過程。2.準(zhǔn)則：1、相對信號強(qiáng)度準(zhǔn)則：在任何時候都選擇具有最強(qiáng)接收信號的基站。2、具有門限規(guī)定的相對信號強(qiáng)度準(zhǔn)則：僅允許移動用戶在當(dāng)前基站的信號足夠弱，且新基站的信號強(qiáng)于本基站的信號情況下才越區(qū)切換。3、具有滯后余量的相對信號強(qiáng)度準(zhǔn)則：僅允許移動用戶在新基站的信號強(qiáng)度比原基站的信號強(qiáng)度強(qiáng)很多的情況下越區(qū)切換。4、具有滯后余量和門限規(guī)定的相對信號強(qiáng)度準(zhǔn)則：僅允許移動用戶在當(dāng)前基站的信號電平低于規(guī)定門限并且新基站的信號強(qiáng)度高于當(dāng)前基站的一個給定滯后余量時越區(qū)切換。3.控制策略：1、移動臺控制的越區(qū)切換2、網(wǎng)絡(luò)控制的越區(qū)切換3、移動臺輔助的越區(qū)切換分類：（按實(shí)現(xiàn)技術(shù)）軟切換、CDMA到CDMA的硬切換、CDMA到模擬系統(tǒng)的切換（按切換性質(zhì)）同一交換中心基站之間的切換、不同交換中心基站之間的切換、同一BSC之間的切換、不同BSC之間的切換、微小區(qū)和宏小區(qū)之間的切換、同基站內(nèi)不同扇區(qū)的切換、不同運(yùn)營商之間的切換二十一、號碼1.移動臺國際ISDN號碼(MSISDN) 功能：其他用戶呼叫該MS時所需撥的號碼。2. 國際移動用戶識別碼（IMSI）功能：在全球GSM系統(tǒng)中，一個移動用戶唯一對應(yīng)一個IMSI，存放在用戶SIM卡及該用戶HLR及VLR中。用在MS的移動性、安全性管理及呼叫接續(xù)中。3.臨時移動用戶識別碼(TMSI)功能：GSM系統(tǒng)的安全保密措施之一，空中信令盡可能用TMSI代替IMSI，以防他人從空中非法竊取并盜用IMSI。由VLR臨時給來訪MS用戶分配一個在該服務(wù)區(qū)使用的TMSI號碼，并且MS每呼叫一次就重新分配一個TMSI。4.移動臺漫游號碼(MSRN)功能：MS被呼時，由所訪問的VLR分配一個MSRN(其中包括VLR號碼)，以確定至MS的路由。路由一旦建立，該號碼立即釋放。5. 位置區(qū)識別碼（LAI） 功能：在檢測位置更新和信道切換時要使用位置區(qū)識別碼6. 基站識別碼（BASIC）功能：基站識別碼用于移動臺識別相同載頻的不同基站，特別用于區(qū)別在不同國家的邊界地區(qū)采用相同載頻且相鄰的基站二十二、邏輯信道邏輯信道分為業(yè)務(wù)信道、控制信道二大類。1.業(yè)務(wù)信道 TCH傳送二類信號：(1). 話音、數(shù)據(jù)等用戶信息；(2). 隨路信令(與用戶信息時分復(fù)用)。2.控制信道 CCH：專門用來傳送信令及同步信號。分為三類：廣播信道BCH，公用控制信道CCCH，專用控制信道DCCH（1）廣播信道BCH：廣播公用信息，點(diǎn)對多點(diǎn)頻率校正信道FCCH：廣播MS載波頻率同步信號。同步信道SCH：廣播時間同步信號(幀同步及時隙同步信號)及BS識別碼。廣播控制信道BCCH：廣播本小區(qū)通用信息，如位置區(qū)識別碼LAC等。（2） 公用控制信道CCCH：呼叫接續(xù)開始階段信令傳輸信道，全體空閑MS公用。尋呼信道PCH：下行，BS尋呼MS隨機(jī)接入信道RACH：上行，MS以隨機(jī)接入方式向BS發(fā)出入網(wǎng)申請。準(zhǔn)許接入信道AGCH：下行，給發(fā)出入網(wǎng)申請的MS的應(yīng)答，分配一個獨(dú)立專用控制信道。（3） 專用控制信道DCCH：呼叫接續(xù)主要階段(第二階段)信令傳輸信道，分配給一臺MS專用。獨(dú)立專用控制SDCCH：呼叫接續(xù)主要階段信令(鑒權(quán)、加密、分配TCH)傳輸。慢速輔助控制信道SACCH： SACCH/C BSMS：傳輸MS功率調(diào)整、時間提前量TA等消息。MSBS：傳輸BS信號強(qiáng)度測試報告等消息。 SACCH/TBSMS：傳輸MS功率調(diào)整、時間提前量TA等消息。MSBS：傳輸BS信號強(qiáng)度測試報告等消息，以便網(wǎng)絡(luò) 判定是否應(yīng)越區(qū)切換?？焖佥o助控制信道FACCH：越區(qū)切換時快速傳送大量信令，中斷話音約18ms。二十三、擴(kuò)展頻譜通信 1.定義:是一種信息傳輸方式，在發(fā)端采用擴(kuò)頻碼調(diào)制，使信號的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信息必需的寬帶，在接收端則用同樣的擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)以恢復(fù)所傳信息數(shù)據(jù)。2.分類：直接序列擴(kuò)頻 ，跳頻擴(kuò)頻，跳時擴(kuò)頻，寬帶線性調(diào)頻，混合方式二十四、功率控制原因：為了避免CDMA蜂窩通信系統(tǒng)的“遠(yuǎn)近效應(yīng)”。（若移動臺的發(fā)射機(jī)功率按照最大通信距離設(shè)計，當(dāng)移動臺駛進(jìn)基站時，必然會有過量而有害的功率輻射，解決這個問題的方法是對移動臺功率進(jìn)行的控制。）原則：當(dāng)信道的傳播條件突然改善時，功率控制應(yīng)作出快速反應(yīng)，以防止信號突然增強(qiáng)而對其他用戶產(chǎn)生附加干擾；相反，當(dāng)傳播條件突然變壞時，功率調(diào)整的速度可以相對慢一些。二十五、軟切換移動臺開始與新的基站通信但不立即中斷它和原來基站通信的一種切換方式。只能在同一頻率的CDMA信道中進(jìn)行。軟切換是CDMA蜂窩系統(tǒng)獨(dú)有的切換功能，可有效提高切換可靠性，而且若移動臺位于小區(qū)邊緣，軟切換能提供正向和反向的業(yè)務(wù)信道分集，保證通信質(zhì)量。二十六、時隙格式在GMS系統(tǒng)中每幀含有8個時隙，時隙的寬度為0.577ms，其中包含156.25bit，TDMA信道上一個時隙中的信息格式稱為突發(fā)脈沖序列。根據(jù)所傳信息的不同，時隙所含的具體內(nèi)容及其組成的格式也不相同。（1）常規(guī)突發(fā)脈沖序列，信息位占116bit，分成兩段，各58bit其中57位為數(shù)據(jù)，另用一位表示此數(shù)據(jù)的性質(zhì)。這兩段信息之間插入26位訓(xùn)練序列。（2）頻率矯正突發(fā)脈沖序列，起始和結(jié)束的尾比特各占3bit，保護(hù)期8.25bit他們均與普通突發(fā)脈沖序列相同，其余142bit均置為0.（3）同步突發(fā)脈沖序列，主要包括64bit的同步信號，以及兩段各39bit的數(shù)據(jù)。（4）接入突發(fā)脈沖序列，41Bit的訓(xùn)練序列，36bit的信息，起始比特為8位，結(jié)束的尾比特為3位，保護(hù)期較長，為68.25bit。二十七、信道組合方式(1). 物理信道安排 設(shè)每個基站分配n個雙工頻道C0, C1, Cn-1，而每載頻有8個時隙TS0, TS1 TS7 ，則有8n個物理信道，MS開機(jī)后順次搜索個信道，最后鎖定在所在小區(qū)的BCCH.(2). 業(yè)務(wù)信道組合方式 業(yè)務(wù)信道的復(fù)幀含 26 個TDMA 幀，其中 24 幀T(即TCH), 用于傳輸業(yè)務(wù)信息； 1 幀A， 代表隨路的慢速輔助控制信道(SACCH), 傳輸慢速輔助信道的信息(例如功率調(diào)整的信令)； 還有1幀I為空閑幀(半速率傳輸業(yè)務(wù)信息時， 此幀也用于傳輸SACCH的信息)?？刂菩诺赖慕M合方式。 控制信道的復(fù)幀含 51 幀， 其組合方式類型較多， 而且上行傳輸和下行傳輸?shù)慕M合方式也不相同。 BCH和CCCH在TS0上的復(fù)用。廣播信道(BCH)和公用控制信道(CCCH)在主載頻(C0)的TS0上的復(fù)用(下行鏈路)如圖 所示。 其中： F(FCCH): 用于移動臺校正頻率； S(SCH): 移動臺據(jù)此讀TDMA幀號和基站識別碼BSIC； B(BCCH)： 移動臺據(jù)此讀有關(guān)小區(qū)的通用信息； I(IDEL): 空閑幀。 SDCCH和SACCH在TS1上的復(fù)用。 主載頻C0上的TS1 可用于獨(dú)立專用控制信道和慢速輔助控制信道。 下行鏈路C0上的TS1的映射如圖所示。下行鏈路占用 102 個TS1， 從時間長度上講是 102 個TDMA幀。 公用控制信道和專用控制信道均在TS0上的復(fù)用。 在小容量地區(qū)或建站初期，小區(qū)可能僅有一套收發(fā)單元， 這意味著只有 8 個TS(物理信道)。 TS1TS7均用于業(yè)務(wù)信道，此時TS0既用于公用控制信道(包括BCH、 CCCH)， 又用于專用控制信道(SDCCH、 SACCH)， 其組成格式如圖所示。二十八、位置登記所謂位置登記是通信網(wǎng)為了跟蹤移動臺的位置變化，而對其位置進(jìn)行登記刪除和跟新的過程。位置登記發(fā)生在以下幾種情況下：（1）.入網(wǎng)位置登記（2）. MS移動中，位置區(qū)(LA)或VLR區(qū)發(fā)生變化，則在當(dāng)前VLR中重新進(jìn)行位置登記(更新)（3）. IMSI分離與附著（4）. 周期性位置更新二十九、越區(qū)切換通話期間，MS跨越小區(qū)(或扇區(qū))邊界時，網(wǎng)絡(luò)將MS從原小區(qū)(或扇區(qū))使用的信道切換到新小區(qū)的某一信道，而保持通話不中斷。越區(qū)切換控制方法 (1). 網(wǎng)絡(luò)控制越區(qū)切換(模擬蜂窩網(wǎng)采用) MS周圍多個BS的監(jiān)測接收機(jī)監(jiān)測來自該MS的信號強(qiáng)度和質(zhì)量，報告給MSC，由MSC分析判定是否該切換，然后控制切換。(2). 移動臺輔助越區(qū)切換(GSM等數(shù)字蜂窩網(wǎng)采用) MS時分測量周圍多個BS來的信號強(qiáng)度和質(zhì)量，在判定應(yīng)該切換時，就向MSC發(fā)出越區(qū)切換請求(包括測量報告)，MSC綜合考慮網(wǎng)絡(luò)情況，決定是否進(jìn)行切換。越區(qū)切換的幾種情況 (1). 同一BSC區(qū)內(nèi)不同小區(qū)(或扇區(qū))之間切換。 (2). 同一MSC/VLR區(qū)內(nèi)不同BSC區(qū)之間切換。 (3). 不同MSC/VLR區(qū)之間切換。三十、.呼叫接續(xù)移動用戶主呼 移動臺在隨機(jī)接入信道上，向基站發(fā)出信道請求，若BS接收成功，就給這個MS分配一個專用控制信道，MS在發(fā)呼叫的同時，設(shè)置一定時器，在規(guī)定時間內(nèi)可重復(fù)呼叫，如果按預(yù)定的次數(shù)重復(fù)呼叫后，扔接受不到BS的應(yīng)答，則放棄這次呼叫。MS收到立即分配指令后，利用分配的專用控制信道與BS建立起信令鏈路，經(jīng)BS向MSC發(fā)送業(yè)務(wù)請求信息，MSC向VLR發(fā)送開始接入請求應(yīng)答信令。VLR收到后，經(jīng)MSC和BS發(fā)送鑒權(quán)請求，其中包含一隨機(jī)數(shù)，MS按鑒權(quán)算法處理后，向MSC發(fā)回鑒權(quán)響應(yīng)信息。若鑒權(quán)通過，VLR就給MSC發(fā)送置密模式信息，由MSC經(jīng)BS向MS發(fā)送置密指令，MS收到后完成置密，向MSC發(fā)送置密模式完成的響應(yīng)信息。經(jīng)鑒權(quán)、置密完成后，VLR才向MSC作出開始接入請求的應(yīng)答。接著MS向MSC發(fā)出呼叫建立請求，MSC收到后，向VLR發(fā)送指令，要求他傳送建立呼叫所需的信息。如果成功，MSC向MS發(fā)送呼叫開始指令，并向BS發(fā)出分配無線業(yè)務(wù)信息的信道指配指令。 如果BS有空閑的業(yè)務(wù)信道，即向MS發(fā)出信道指配指令，當(dāng)MS得到業(yè)務(wù)信道時向BS和MSC發(fā)送信道指配完成的信息。MSC在無線鏈路和地面有線鏈路建立后，把呼叫接續(xù)到固定網(wǎng)絡(luò)，并和被呼叫的用戶建立連接，