數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

GSM移動通信的發(fā)展過程移動通信系統(tǒng)主要采用的多址方式頻分多址(FDMA)頻分多址（FDMA）是采用調(diào)頻的多址技術(shù)。業(yè)務(wù)信道在不同的頻段分配給不同的用戶。時分多址(TDMA)時分多址（TDMA）是采用時分的多址技術(shù)。業(yè)務(wù)信道在不同的時間分配給不同的用戶。碼分多址(CDMA)在碼分多址系統(tǒng)中，各發(fā)送端用各不相同的、相互(準(zhǔn))正交的地址碼調(diào)制其所發(fā)送的信號。在接收端利用碼型的(準(zhǔn))正交性，通過地址識別(相關(guān)檢測)，從混合信號中選出相應(yīng)的信號無線蜂窩系統(tǒng)綜述蜂窩技術(shù)的基本概念提高容量蜂窩技術(shù)不是分割頻率而是分割地理區(qū)域蜂窩系統(tǒng)的優(yōu)勢：頻率復(fù)用蜂窩移動通信的頻率分配我國模擬蜂窩移動通信曾使用890—905MHz（移動臺發(fā)，基站收）和935—950MHz（基站發(fā)，移動臺收）工作頻段，現(xiàn)已逐步將部分頻率讓給GSM我國數(shù)字蜂窩移動通信使用905—915MHz（移動臺發(fā)，基站收）和950—960MHz（基站發(fā)，移動臺收）工作頻段，其中中國移動通信公司GSM系統(tǒng)使用905—909MHz和950—954MHz工作頻段，中國聯(lián)通公司GSM系統(tǒng)使用909—915MHz和954—960MHz工作頻段。此外中國移動通信公司還使用了1800MHz頻段的10MHz的帶寬。第三代移動通信工作在2000MHz頻段上。蜂窩拓撲結(jié)構(gòu)蜂窩結(jié)構(gòu)示意圖

常用無線區(qū)群結(jié)構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)分代無線通信系統(tǒng)分為:第一代無線系統(tǒng)：面向語音的模擬無線系統(tǒng)第二代無線系統(tǒng)：面向語音的數(shù)字無線系統(tǒng)第三代無線系統(tǒng):多模式、多頻ISDN綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)PSTN公眾電話交換網(wǎng)PLMN公眾陸地移動網(wǎng)PSPDN分組交換公眾數(shù)據(jù)網(wǎng)CSPDN電路交換公眾數(shù)據(jù)網(wǎng)NSS網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)MSC移動交換中心HLR歸屬位置寄存器VLR訪問位置寄存器AUC鑒權(quán)中心EIR設(shè)備識別寄存器BSS基站子系統(tǒng)BSC基站控制器BTS基站收發(fā)信臺OMC操作維護中心MS移動臺GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)GSM移動通信系統(tǒng)CDMA技術(shù)CDMA概述CDMA技術(shù)早已在軍用抗干擾通信研究中得到廣泛應(yīng)用，1989年.11月，Qualcomm在美國的現(xiàn)場試驗證明CDMA用于蜂窩移動通信的容量大，并經(jīng)理論推導(dǎo)其為AMPS容量的20倍。CDMA技術(shù)的出現(xiàn)頻率碼CDMA：CodeDivisionMultipleAccess（碼分多址）。所有用戶在同一時間、同一頻段上、根據(jù)編碼獲得業(yè)務(wù)信道。用戶3用戶2用戶1CDMACDMA技術(shù)與其它多址技術(shù)的比較用戶1用戶2用戶3用戶1用戶2用戶3時間頻率時間時間頻率頻率碼業(yè)務(wù)信道在不同頻段分配給不同用戶如：TACS系統(tǒng)、AMPS系統(tǒng)業(yè)務(wù)信道在不同時間分配給不同用戶如：GSM所有用戶在同一時間、同一頻段上、根據(jù)編碼獲得業(yè)務(wù)信道FDMATDMACDMA用戶3用戶2用戶1CDMA參考體系結(jié)構(gòu)其他MSCPSTN/ISDN其他PLMNMSC：移動業(yè)務(wù)交換中心 BSC：基站控制器 MC：短消息中心HLR：歸屬位置寄存器 BTS：基站收發(fā)信臺 VM：語音郵箱VLR：拜訪位置寄存器 OMC：操作維護中心 AC：鑒權(quán)中心SCP：業(yè)務(wù)控制點MC/VMMSC/SSP/VLROMCHLR/ACSDHGMSC/SSPSCPSTPIOS4.0SS7IS-41IS-41IS-41IS-41移動客戶服務(wù)中心INTERNETSS7TCP/IPSS7IS-41BTSBTSBSCMSIS95----CDMA2000碼分多址原理碼分多址

碼分多址（CDMA,CodeDivisionMultipleAccess）也稱擴頻多址（SSMA,SpreadSpectrumMultipleAccess）。將原信號的頻帶擴寬，再經(jīng)調(diào)制發(fā)送出去；接收端接收到經(jīng)擴頻的寬帶信號后，作相關(guān)處理，再將其解擴為原始數(shù)據(jù)信號。CDMA給每一用戶分配一個唯一的碼序列（擴頻碼），并用它對承載信息的信號進行編碼。知道該碼序列用戶的接收機對收到的信號進行解碼，并恢復(fù)出原始數(shù)據(jù)。CDMA的原理是，任何一個發(fā)送方都要把自己發(fā)送的01代碼串中的每一位，分成m個更短的時隙或稱芯片（Chip）。通常m取64片或128片，也就是將原先要發(fā)送的信號速率或帶寬提高了64倍或128倍。為了簡便，現(xiàn)假定芯片序列為8位，又假定用芯片序列00011011表示1，當(dāng)發(fā)送0時則用其反碼11100100。但這種芯片序列是雙極型表示的，即0用-1表示，1用+1表示。碼分多址原理每個站點都有自己唯一的芯片序列。用符號S來表示站點S的m維芯片序列，為它的相反。而且所有的芯片序列都是兩兩正交的。設(shè)S和T是兩個不同的芯片序列，其標(biāo)量積（表示為S·T）均為0。內(nèi)標(biāo)積就是對雙極型芯片序列中的m位相乘之和、在除以m的結(jié)果，可用下式表示：=0。

其正交特性是及其關(guān)鍵的。只要=0，那么=0

任何芯片剩序列與自圈己的內(nèi)標(biāo)分積均為1喉，即：在每個比仰特時間內(nèi)押，站點可紗以發(fā)送其衡芯片序列光表示發(fā)送1，可以發(fā)擁送其序列饅的反碼表濕示發(fā)送0，也可院以保持脅沉默什焰么都不以干。這捏里假定奪所有的追站點在廊時間上灘都是同及步的，憤因此所焰有芯片碼序列都端是在同徐一時刻蕉開始。若兩個擠或兩個李以上的飯站點同被時開始束傳輸，沫它們的糠雙極型舞信號就墨線性相殿加。上式成立式因為內(nèi)標(biāo)積中的每個m項為1，因此和為m。另外還要注意=-1。示例:CDMA棉擴頻通信巡壽技術(shù)擴頻通值信是將毯待傳送視的信息愚數(shù)據(jù)被反偽隨機餃編碼(蹈擴頻序凱列：S謙pre謊ad料Seq斯uen此ce)京調(diào)制，士實現(xiàn)頻策譜擴展葡后再傳涉輸；接盆收端則劫采用相視同的編嗚碼進行梨解調(diào)及櫻相關(guān)處鋪理，恢污復(fù)原始副信息數(shù)介據(jù)。這種通信盜方式與常燒規(guī)的窄道解通信方式聰是有區(qū)別威的：一是信息廢的頻譜擴爺展后形成駕寬帶傳輸普；二是相關(guān)短處理后恢烈復(fù)成窄帶魯信息數(shù)據(jù)綠。擴頻通信訪有如下的煌優(yōu)點：抗干擾抗噪音抗多徑茂衰落具有保密法性功率譜猜密度低呈，具有毯隱蔽性獨和低的丟截獲概許率可多址復(fù)偏用和任意鏟選址高精度測返量等按照擴平展頻譜害的方式愿不同，茫現(xiàn)有的膏擴頻通喜信系統(tǒng)被可以分有為：直接序舍列擴頻液(Di煉rec付tS喇equ偶enc蘿eS技pre閘ad懷Spe降ctr慎um)尺工作方柏式，簡向稱直擴丘(DS勻)方式跳變頻功率(F沃req肢uen驕cy枕Hop甩pin盜g)工傳作方式熟，簡稱訴跳頻(午FH)額方式跳變時好間(T蜓ime薦Ho熟ppi麥ng)鋸工作方腰式，簡勉稱跳時飛(TH狹)方式寬帶線殊性調(diào)頻逆(Ch蹲irp著Mo炕dul約ati歉on)裂工作方爪式，簡便稱Ch持irp塔方式混合方近式直接序決列擴頻所謂直悉接序列扯(DS梨-Di蘋rec奴tS辭cqu虛enc松y)擴翠頻，就紹是直接寇用具有植高碼率攝的擴頻雁碼序列肉在發(fā)端鎮(zhèn)去擴展茫信號的霉頻譜。剝而在收具端，用聰相同的濟擴頻碼索序列去帶進行解落擴，把朗展寬的習(xí)擴頻信要號還原約成原始訴的信息菜。在擴展飽頻譜通格信中還鼓需要增妥加一個狹擴展頻筐譜的處格理過程存。常用趁的一種女?dāng)U展頻歲譜的方怠法就是庸用一高輛碼率f顏c的隨醬機碼序士列對窄蒸帶信號惱進行二席相相移刮鍵控調(diào)嫂制。這樣得到帆了帶寬為眠2fc的端載波抑制榴的寬帶信腫號。這一晶擴展了頻侮譜的信號檔再送到發(fā)翻射機中去象對射頻f鄙T進行調(diào)指制后由天庸線輻射出營去。解擴實際在上就是擴票頻的反變什換，通常勤也是用與戰(zhàn)發(fā)端相同勻的調(diào)制器勻，并用與糠發(fā)端完全承相同的偽鎖隨機碼序拒列對收到教的寬帶信鳥號再一次調(diào)進行二相輕相移鍵控內(nèi)。頻譜的奸展寬，絕使各頻斥譜成分括的幅度銷下降，席換句話克說，信燥號的功奪率譜密腸度降低盆。這就愿是為什即么可以外用擴頻役信號進獻行隱蔽仆通信，粘及擴頻匆信號具貌有低的宰被截獲昌概率的臣原故跳頻擴交頻所謂跳頻妻，比較確跪切的意思醒是：用一睬定碼序列蓬進行選擇己的多頻率離頻移鍵控敘。也就是禽說，用擴樸頻碼序列芳去進行頻歪移鍵控調(diào)鋸制，使載棒波頻率不盲斷地跳變碰，所以稱撈為跳頻。上圖為農(nóng)跳頻的娃原理示陣意圖。狡發(fā)端信雞息碼序刪列與擴浪頻碼序順列組合敗以后按味照不同買的碼字隊去控制古頻率合蕩成器。跳頻通澆信具有夠抗干擾仍、抗截武獲的能纏力，并蛋能作到付頻譜資珍源共享房誠。所以派在當(dāng)前懶現(xiàn)代化博的電子竭戰(zhàn)中跳源頻通信領(lǐng)已顯示堪出巨大雷的優(yōu)越色性。另好外，跳支頻通信于也應(yīng)用很到民用來通信中軋以抗衰簡落、抗她多徑、朋抗網(wǎng)間焰干擾和走提高頻蓄譜利用術(shù)率跳頻圖案常采用偽眨隨機改變盲的跳頻圖控案來直觀熔的描述頻省率跳變的趴規(guī)律只有通信劣的雙方才流知道此跳包頻圖案，脈而對敵方謎則是絕對軟的機密。門所謂“偽苗隨機”，爛就是“假義”的隨機窗，其實是散有規(guī)律性焦可循的，碎但當(dāng)敵方侮不知跳頻退圖案時，艦就很難猜眉出其跳頻則的規(guī)律來斜。跳頻圖案捆的不同，泊其干擾的樓效果也不謹盡相同。左當(dāng)跳頻圖究案的隨機隨性越大時離，跳頻抗喜干擾的能研力就越強烈；“棋盤巨”越大時誦，即頻率昂和時間的互乘積越大慮時，可容熊納的隨機蝦圖案也越夸多，跳頻君圖案本身粉的隨機性踏也越大，瞇從而抗干同擾能力也打越強。番所謂抗佛于擾能力販強，實際哪上是指碰擴到干擾的鄉(xiāng)豐概率小。CDMA關(guān)的特點具有很馬強的抗顫干擾性建能用戶可隨惡機接入系逃統(tǒng)進行多育址通信安全通拜信越區(qū)軟切封換系統(tǒng)性能盲的自適應(yīng)姐性抗衰落能秩力強移動數(shù)爛據(jù)業(yè)務(wù)電路型吵數(shù)據(jù)業(yè)候務(wù)CSD（始接入速率允9.6盤kbit瘋／s）HSCS尖D（5護7.6嚷kbit巡壽／s）分組型數(shù)執(zhí)據(jù)業(yè)務(wù)GPRS賊（171皺.2k岡bit／居s）EDG愧E（諒384梨kb婚it／腫s）第三代數(shù)脾據(jù)業(yè)務(wù)（六2Mb依it／s自）高速電路郊交換數(shù)據(jù)研業(yè)務(wù)(H份SCSD屈)采用了垃新的信腰道編碼睬方式，煩使每個鐘時隙的脊傳輸速絡(luò)率從9譜.6境kbi延t／s更提高到述14.匪4k劈燕bit之／s可實現(xiàn)裳1—4紀(jì)時隙捆古綁，使舅傳輸速占率最高益可達到橋57.養(yǎng)6k稀bit陪／s上下行數(shù)替據(jù)傳輸可輔采用不同殲速率通用分伏組無線晨業(yè)務(wù)(管GPR副S)的鞋特點傳輸速率召快支持4種男編碼方式猶,并采用帶多時隙(王最多8個裹時隙)合儀并傳輸技脊術(shù)，使數(shù)屆據(jù)速率最巖高可達1礙71.2嚇kbit結(jié)／s可靈活乘支持多塵種數(shù)據(jù)敲應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)接鴨入速度堅快可長時甩間在線株連接計費更加紀(jì)合理高效地暑利用網(wǎng)陜絡(luò)資源視，降低挨通信成棋本支持多梁用戶共解享一個番信道的抽機制(躁每個時諒隙允許逝最多8傻個用戶叼共享)利用現(xiàn)有滲的無線網(wǎng)資絡(luò)覆蓋，擺提高網(wǎng)絡(luò)縣建設(shè)速度磨，降低建罵設(shè)成本在無線接棉口，GP績RS采用穴與GSM姻相同的物痰理信道，禍定義了新版的用于分致組數(shù)據(jù)傳蔽輸?shù)倪壿媹鲂诺??？扇ぴO(shè)置專用艇的分組數(shù)驢據(jù)信道，違也可按需盛動態(tài)占用含話音信道GPR行S的核舌心網(wǎng)絡(luò)采順應(yīng)通節(jié)信網(wǎng)絡(luò)響的發(fā)展鄙趨勢，舞為GS英M網(wǎng)向期第三代該演進打輛下基礎(chǔ)增強型數(shù)棵據(jù)業(yè)務(wù)(甩EDGE邁)采用一種固改進的G紫SM調(diào)制稍技術(shù)，每室時隙的速踩率提高到葵48k戲bit/脫s允許集中沾使用多達嬌8個時隙姿，此時速脾率可達到狗384晉kbit由/s屬于增強廳型G