第七章 移動網(wǎng)

第七章移動通信網(wǎng)2內(nèi)容提要移動通信網(wǎng)簡介移動通信網(wǎng)中的基本技術(shù)GSM系統(tǒng)CDMA系統(tǒng)衛(wèi)星移動通信網(wǎng)第三代移動通信網(wǎng)31.1移動通信的特點用戶的移動性呼叫接續(xù)處理復雜系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復雜多用戶共存與其他多種網(wǎng)絡(luò)互連電波傳播條件復雜直射、反射、折射、繞射、多普勒效應、從而產(chǎn)生多徑干擾、信號傳播延遲和展寬等噪聲和干擾嚴重工業(yè)噪聲和天然電噪聲、互調(diào)干擾，鄰道干擾，同頻干擾有限的頻率資源41.2移動通信系統(tǒng)的種類公用移動通信系統(tǒng)給公眾提供移動通信業(yè)務的網(wǎng)絡(luò)集群移動通信系統(tǒng)在一定范圍內(nèi)使用的專用無線調(diào)度通信系統(tǒng)衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)利用同步或中低軌道衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)信號無繩電話固定電話的延伸，手持終端室內(nèi)外慢速移動無線尋呼系統(tǒng)單向傳遞信息的移動通信系統(tǒng)51.3移動通信的發(fā)展6第一代模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)(已淘汰)歷史回顧：1978年，美國的貝爾實驗室成功開發(fā)了AMPS（AdvanceMobilePhoneService）系統(tǒng)，實現(xiàn)了真正意義上的可以隨時隨地通信的大容量的蜂窩移動通信系統(tǒng)。1987年，中國首個TACS(TotalAccessCommunicationSystem)制式模擬移動電話系統(tǒng)建成商用，之后AMPS也曾被引入中國。主要標準：美國的AMPS、歐洲的TACS、英國的ETACS、歐洲的NMT-450和NMT-900、日本的NTT和JTACS/NTACS主要特點：模擬移動通信系統(tǒng)，采用頻分雙工、頻分多址制式（FDMA）和蜂窩組網(wǎng)技術(shù)調(diào)制方式：FM業(yè)務的種類單一，主要是話音業(yè)務,系統(tǒng)的保密性較差頻譜效率較低，有限頻譜資源和無限用戶,容量之間的矛盾十分突出標準不統(tǒng)一，難以提供非話數(shù)據(jù)業(yè)務7第二代移動通信系統(tǒng)(應用中)數(shù)字移動通信系統(tǒng)，采用頻分雙工、時分多址和碼分多址技術(shù)和蜂窩組網(wǎng)技術(shù)。如GSM和窄帶CDMA系統(tǒng)帶寬有限，限制了寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務的發(fā)展各國標準不統(tǒng)一，無法全球漫游8第二代數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)-GSM歷史回顧：1992年，第一個數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)——歐洲的GSM（GlobalSystemforMobileCommunication）網(wǎng)絡(luò)在歐洲開始鋪設(shè)，由于其優(yōu)越的性能，在全球范圍內(nèi)以驚人的速度得以擴張，目前已是全球最大的蜂窩通信系統(tǒng)。1993年，中國的第一個全數(shù)字移動電話GSM系統(tǒng)建成開通，之后中國電信和中國聯(lián)通都采用了GSM。主要特點：微蜂窩小區(qū)結(jié)構(gòu),FDMA/TDMA新的調(diào)制方式---GMSK、QPSK等頻譜利用率高，系統(tǒng)容量大便于實現(xiàn)通信安全保密9第二代數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)-CDMA歷史回顧：1995年，美國的高通公司（Qualcomm）提出了一種采用碼分多址（CDMA)方式的數(shù)字蜂窩系統(tǒng)技術(shù)解決方案（IS-95CDMA)，目前已分別在中國香港、韓國、北美等國家和地區(qū)投入使用，用戶反映良好。CDMA系統(tǒng)的主要特點：用戶的接入方式采用碼分多址（CDMA）軟容量、軟切換，系統(tǒng)容量大抗多徑衰落可運用話音激活、分集接收等先進技術(shù)10第三代移動通信系統(tǒng)(推廣中)3G的主要特點：支持移動多媒體業(yè)務寬帶CDMA技術(shù)高頻譜效率

FDMA/TDMA/CDMA

從電路交換到分組交換從媒體(media)到多媒體(Multi-media)

高保密性全球范圍無縫漫游系統(tǒng)微蜂窩結(jié)構(gòu)

3G主流技術(shù)：

WCDMACDMA2000TD-SCDMA

11蜂窩移動通信的發(fā)展1G2G3G模擬系統(tǒng)GSMWCDMAIS-95CDMA2000TD-SCDMAGPRS121.4移動通信系統(tǒng)的組成131.5移動通信無線覆蓋方式大區(qū)制一個基站覆蓋整個服務區(qū)，負責服務區(qū)內(nèi)所有移動臺的通信與控制特點:單基站，天線架設(shè)高，功率大，覆蓋半徑大只能用于小容量網(wǎng)絡(luò)，如集群通信系統(tǒng)小區(qū)制整個服務區(qū)劃分為若干小區(qū)，每個小區(qū)的基站負責本小區(qū)內(nèi)移動臺的通信與控制同一頻率在相鄰小區(qū)內(nèi)不得同時使用，但在相隔一定距離的小區(qū)可以重用，從而能夠提高頻率利用率和系統(tǒng)容量特點：多基站系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和控制復雜141.6移動通信無線覆蓋方式面狀服務區(qū)：服務區(qū)為平面形考慮因素鄰接小區(qū)中心間距單位小區(qū)的有效面積交疊區(qū)域面積交疊距離所需無線電頻率15內(nèi)容提要移動通信網(wǎng)簡介移動通信網(wǎng)中的基本技術(shù)GSM系統(tǒng)CDMA系統(tǒng)衛(wèi)星移動通信網(wǎng)第三代移動通信網(wǎng)162.1移動通信網(wǎng)中的多址技術(shù)由于無線信道的廣播特征，移動通信系統(tǒng)中必須區(qū)分辨認不同移動臺和基站的信息多址技術(shù)多個用戶通過公共傳輸媒質(zhì)相互通信時，給每個用戶的信號賦以不同的特征，以區(qū)分不同的用戶移動通信網(wǎng)中的多址技術(shù)頻分多址(FDMA，F(xiàn)requencyDivisionMultipleAccess)時分多址(TDMA，TimeDivisionMultipleAccess)碼分多址(CDMA，CodeDivisionMultipleAccess)171)頻分多址(FDMA)182)時分多址(TDMA)193)FDMA+TDMAFrequencyPowerTimeFDMA/TDMA203)FDMA+TDMA214)碼分多址(CDMA)225)CDMA+FDMA實例：窄帶CDMA整個頻帶采用FDMA分割成多個1.25MHz的頻段每個頻段采用CDMA形成多個信道232.2雙工方式頻分雙工(FDD，F(xiàn)requencyDivisionDuplex)利用兩個不同的頻率來區(qū)分收發(fā)信道時分雙工(TDD，TimeDivisionDuplex)利用同一頻率但兩個不同的時間段來區(qū)分收發(fā)信道24內(nèi)容提要移動通信網(wǎng)簡介移動通信網(wǎng)中的基本技術(shù)GSM系統(tǒng)CDMA系統(tǒng)衛(wèi)星移動通信網(wǎng)第三代移動通信網(wǎng)253.1GSM簡介GSM(GlobalSystemforMobileCommunication)－全球移動通信系統(tǒng)發(fā)展過程1982年，北歐四國提出建議1988年頒布GSM標準1991年投入商用1992年我國建立和開通第一個GSM演示系統(tǒng)1993年我國投入商用GSM標準系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、信令和接口能夠與其他數(shù)字通信網(wǎng)(如PSTN和ISDN)互連GSM900和DCS1800263.1GSM簡介GSM系統(tǒng)的優(yōu)點：(1)頻譜效率高。(2)容量大。(3)話音質(zhì)量高。(4)安全性(5)有一定的業(yè)務優(yōu)勢273.2GSM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)281)移動臺

(MS，MobileStation)移動設(shè)備(ME，MobileEquipment)移動用戶識別模塊(SIM，SubscriberIdentityModule)292)基站系統(tǒng)(BSS，BaseStationSystem)

基站收發(fā)臺(BTS，BaseTransceiverStation)BSS的無線部分，受控于基站控制器BSC，包括無線傳輸所需要的各種硬件和軟件實現(xiàn)無線傳輸?shù)目罩薪涌诩跋嚓P(guān)的控制功能基站控制器(BSC，BaseStationController)BSS的控制部分，可控制幾個BTS管理無線信道、呼叫和通信鏈路的建立和拆除，控制本控制區(qū)內(nèi)移動臺越區(qū)切換等303)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)(NSS，NetworkSubSystem)實現(xiàn)GSM系統(tǒng)的交換功能、用戶數(shù)據(jù)與移動性管理、安全性管理各功能實體之間、NSS與BSS之間通過No.7信令互相通信移動交換中心(MSC)為本MSC區(qū)域內(nèi)的移動臺提供所有的交換和信令功能網(wǎng)關(guān)MSC(GMSC)在MSC之間完成路由功能，并實現(xiàn)移動網(wǎng)與其他網(wǎng)的互連313)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)歸屬位置寄存器(HLR)存儲本地用戶位置信息的數(shù)據(jù)庫內(nèi)容主要包括：用戶信息、位置信息、業(yè)務信息訪問位置寄存器(VLR)用于存儲進入其覆蓋區(qū)的用戶位置信息的數(shù)據(jù)庫移動用戶由當前位置所在MSC控制區(qū)的VLR控制鑒權(quán)認證中心(AUC)與HLR相關(guān)聯(lián)，鑒別用戶身份的合法性設(shè)備識別寄存器(EIR)存儲移動臺設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)庫操作和維護中心(OMC)實現(xiàn)對GSM網(wǎng)內(nèi)各實體的功能監(jiān)視、狀態(tài)報告、故障診斷、話務量的統(tǒng)計和計費數(shù)據(jù)的記錄與傳遞等功能324)GSM系統(tǒng)接口A接口網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)(NSS)與基站子系統(tǒng)(BSS)之間的通信接口包括移動臺管理、基站管理、移動性管理和接續(xù)管理等采用2.048Mb/s的PCM數(shù)字傳輸鏈路Abis接口基站控制器(BSC)和基站收發(fā)信臺(BTS)之間的通信接口采用2.048Mb/s或64kb/s的PCM數(shù)字傳輸鏈路Um接口(空中接口)移動臺MS與基站收發(fā)臺BTS之間的無線通信接口包括無線資源管理，移動性管理和接續(xù)管理等網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)內(nèi)部接口：B、C、D、E、G、H接口333.3GSM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的號碼移動臺號簿號碼(MSISDN)：手機號碼國際移動用戶標識號(IMSI)MCC(3位)+NMSI(MNC(1~2位)+MSIN(10~11位))編號計劃國際統(tǒng)一，與各國MSISDN編號計劃相獨立用于GSM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的用戶標識國際移動臺設(shè)備標識號(IMEI)移動臺設(shè)備的唯一標識，生產(chǎn)過程中永久性置入移動臺移動臺漫游號碼(MSRN)被訪地區(qū)的VLR分配的臨時號碼，供MSC路由選擇使用臨時移動用戶識別碼(TMSI)由VLR給用戶臨時分配，在空中傳送用戶識別碼時用TMSI來代替IMSI，以隱藏IMSI343.4GSM信道物理信道FDD：上行890～915MHz，下行935～960MHz，雙工間隔45MHzFDMA：每個25MHz的頻段分為125個載頻，間隔200kHzTDMA：每個載頻分為8個時隙邏輯信道業(yè)務信道(TCH，TrafficChannel)：傳輸編碼的話音或用戶數(shù)據(jù)控制信道(CCH，ControlChannel)廣播信道(BCCH)：BS用于廣播網(wǎng)絡(luò)、位置和同步信息公共控制信道(CCCH)：傳送呼叫接續(xù)階段的信令信息專用控制信道(DCCH)：在呼叫接續(xù)階段和通信過程中，在移動臺和基站之間傳輸必需的控制信息35信道間隔：200kHz1710178518051880雙工距離:95MHz雙工距離:45MHz890915935960GSM900:GSM1800:GSM系統(tǒng)采用了FDMA、TDMA混合方式：FDD－TDMAGSM系統(tǒng)頻率資源36GSM系統(tǒng)時隙結(jié)構(gòu)373.5GSM呼叫接續(xù)(1)移動臺與基站之間建立專用控制信道(2)完成鑒權(quán)和有關(guān)密碼的計算(3)呼叫建立過程(4)建立業(yè)務信道(5)話終掛機38(1)(2)(3)(4)(5)39(1)移動臺與基站之間建立專用控制信道40(2)完成鑒權(quán)和有關(guān)密碼的計算41(3)

呼叫建立過程42(4)建立業(yè)務信道43(5)話終掛機443.6GSM移動性管理位置登記移動通信網(wǎng)對移動臺位置信息的更新，涉及HLR和VLR據(jù)此實現(xiàn)對移動用戶的自動接續(xù)越區(qū)切換通話中的移動臺在小區(qū)之間移動時，網(wǎng)絡(luò)將移動臺從原小區(qū)所用的信道切換到新小區(qū)的某一信道，以保證用戶的通話不中斷移動通信網(wǎng)的基本功能45(1)位置管理Why：移動用戶的位置變化，為了將一個呼叫傳送到移動用戶，必須有一個位置管理系統(tǒng)來跟蹤用戶的位置變化位置管理：原籍位置寄存器和訪問位置寄存器位置管理的任務：位置登記和呼叫傳遞位置更新：解決移動臺發(fā)現(xiàn)位置變化后及時報告它的當前位置尋呼：如何有效的確定用戶在哪個小區(qū)位置管理涉及到網(wǎng)絡(luò)的處理能力和通信能力目的：以盡可能小的處理能力和附加業(yè)務量，來最快的確定用戶位置46位置登記：基于IMSI47位置登記：基于TMSI48(2)越區(qū)切換由網(wǎng)絡(luò)發(fā)起，移動臺輔助完成MSC內(nèi)部切換(Intra-MSC)過程4949內(nèi)容提要移動通信網(wǎng)簡介移動通信網(wǎng)中的基本技術(shù)GSM系統(tǒng)CDMA系統(tǒng)衛(wèi)星移動通信網(wǎng)第三代移動通信網(wǎng)5050內(nèi)容提要4.1CDMA概述4.2CDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)4.3CDMA系統(tǒng)邏輯信道4.4CDMA系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)4.5CDMA移動性管理4.6CDMA呼叫處理4.7CDMA移動通信系統(tǒng)主要特點51514.1CDMA概述1）發(fā)展歷程第二次世界大戰(zhàn)期間因戰(zhàn)爭的需要而研究開發(fā)出CDMA技術(shù)，其思想初衷是防止敵方對己方通訊的干擾。美國高通公司（Qualcom）更新成為商用蜂窩電信技術(shù)。1995年，第一個CDMA商用系統(tǒng)運行之后，CDMA技術(shù)理論上的諸多優(yōu)勢在實踐中得到了檢驗，從而在北美、南美和亞洲等地得到了迅速推廣和應用。2000年9月，中國CDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)計劃正式啟動。2002年4月8日聯(lián)通CDMA網(wǎng)已正式對外放號。52522）CDMA技術(shù)的標準化第一階段：融合了IS-95CDMA標準的cdmaOne系統(tǒng)IS-95是cdmaONE系列標準中最先發(fā)布的標準，真正在全球得到廣泛應用的第一個CDMA標準是IS-95A，這一標準支持8Kbps編碼話音服務。其后又分別出版了13K話音編碼器的TSB74標準，支持1.9GHz的CDMAPCS系統(tǒng)的STD-008標準，其中13K編碼話音服務質(zhì)量已非常接近有線電話的話音質(zhì)量。

1998年2月，美國高通公司宣布將IS-95B標準用于CDMA基礎(chǔ)平臺上。IS-95B可提供CDMA系統(tǒng)性能，并增加用戶移動通信設(shè)備的數(shù)據(jù)流量，提供對64kbps數(shù)據(jù)業(yè)務的支持。5353第二階段:從窄帶cdmaOne向第三代cdma2000過渡cdma20001X是cdma2000第三代無線通信系統(tǒng)的第一個階段。主要特點是與IS-95A/B完全兼容，并可與IS-95B系統(tǒng)的頻段共享或重疊。cdma2000１X向cdma2000-1X-EV演進代表了未來發(fā)展方向。cdma20003X（3GPP2規(guī)范為IS-2000-A），也稱為寬帶cdmaOne，是基于IS-95標準演化的一個重要部分。3X表示3載波，即3個1.25MHz共3.75MHz的頻率寬度。提供達到2Mbps的數(shù)據(jù)速率，實現(xiàn)與cdma20001X和cdmaOne系統(tǒng)的后向兼容性等。2）CDMA技術(shù)的標準化54544.2CDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)55554.3CDMA系統(tǒng)邏輯信道56正向鏈路中的邏輯信道導頻信道(PiCH:PilotChannel)：基站在此信道發(fā)送導頻信號(其信號功率比其他信道高20dB)，供移動臺識別基站并引導移動臺入網(wǎng)。導頻信號是一種無調(diào)制的直接序列擴頻信號，令移動臺可迅速而精確地捕獲信道的定時信息，并提取相干載波進行信號的解調(diào)。同步信道(SyCH:SynchronizationChannel)：基站在此信道發(fā)送同步信息供移動臺建立與系統(tǒng)的定時和同步。在同步期間，移動臺利用此同步信息進行同步調(diào)整。一旦同步完成，它通常不再使用同步信道，但當設(shè)備關(guān)機后重新開機時，還需要重新進行同步。當通信業(yè)務量很多,所有業(yè)務信道均被占用而不夠應用時，此同步信道也可臨時改作業(yè)務信道使用。

57正向鏈路中的邏輯信道尋呼信道(PaCH:PagingChannel)：基站在此信道尋呼移動臺，發(fā)送有關(guān)尋呼指令及業(yè)務信道指配信息。當有用戶呼入移動臺時，基站就利用此信道來尋呼移動臺，以建立呼叫。在需要時，尋呼信道可以改作業(yè)務信道使用，直至全部用完。正向業(yè)務信道(F-TCH:ForwardTrafficChannel)：用于基站到移動臺之間的通信，主要傳送用戶業(yè)務數(shù)據(jù)，同時也傳送隨路信令。例如功率控制信令信息、越區(qū)切換指令等就是插入在此信道中傳送的。正向業(yè)務信道共有四種傳輸速率(9600、4800、2400、1200b/s)。業(yè)務速率可以逐幀(20ms)改變，以動態(tài)地適應通信者的話音特征。比如，發(fā)音時傳輸速率提高，停頓時傳輸速率降低。這樣做，有利于減少CDMA系統(tǒng)的多址干擾，以提高系統(tǒng)容量。5858正向信道59反向鏈路中的邏輯信道反向業(yè)務信道(B-TCH:BackwardTrafficChannel)：供移動臺到基站之間通信，它與正向業(yè)務信道一樣，用于傳送用戶業(yè)務數(shù)據(jù)，同時也傳送信令信息，如功率控制信息等。接入信道(AcCH:AccessChannel)：一個隨機接入信道，供網(wǎng)內(nèi)移動臺隨機占用，移動臺在此信道發(fā)起呼叫或?qū)镜膶ず粜畔⑦M行應答。當移動臺沒有使用業(yè)務信道時，提供移動臺到基站的傳輸通路，在其中發(fā)起呼叫、對尋呼進行響應以及傳送登記注冊等短信息。接入信道和正向傳輸中的尋呼信道相對應，以相應傳送指令、應答和其它有關(guān)的信息。接入信道是一種分時隙的隨機接入信道，允許多個用戶同時搶占同一接入信道。每個尋呼信道所支撐的接入信道數(shù)最多可達32個。6060反向信道61614.4CDMA系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)同步技術(shù)PN碼序列同步：CDMA的擴頻系統(tǒng)要求接收機的本地偽隨機碼PN序列與接收到的PN碼在結(jié)構(gòu)、頻率和相位上完全一致PN碼同步過程PN碼捕獲：接收機在開始接收擴頻信號時，選擇和調(diào)整接收機的本地擴頻PN序列相位，使它與發(fā)送端的擴頻PN序列相位基本一致(碼間定時誤差小于1個碼片間隔)PN碼跟蹤：調(diào)整本地碼相位，使得定時誤差小于碼片間隔的幾分之一，達到本地碼與接收PN碼頻率和相位精確同步62624.4CDMA系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)Rake接收技術(shù)分別接收經(jīng)多條路徑傳輸?shù)男盘栠M行解調(diào)，然后疊加輸出達到增強接收效果的目的63634.4CDMA系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)功率控制反向開環(huán)功率控制反向閉環(huán)功率控制正向功率控制64644.4CDMA系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)軟切換在基站切換過程中，移動臺與原基站和新基站都保持著通信鏈路，不需要進行頻率轉(zhuǎn)換，只需導頻信道PN序列偏移的轉(zhuǎn)換，可同時與兩個(或多個)基站通信更軟切換：在一個小區(qū)內(nèi)的扇區(qū)之間的信道切換硬切換：在載波頻率不同的基站覆蓋小區(qū)之間的信道切換。在切換過程中，移動用戶與基站的通信鏈路有一個很短的中斷時間。6565軟切換的主要優(yōu)點：⑴無縫切換，保持通話的連續(xù)性。⑵減少掉話可能性，由于在軟切換過程中，在任何時候移動臺至少可跟一個基站保持聯(lián)系，減少了掉話的可能性。⑶處于切換區(qū)域的移動臺發(fā)射功率降低，減少發(fā)射功率是通過分集接收來實現(xiàn)的，降低發(fā)射功率有利于增加反向容量。軟切換的缺點：⑴導致硬件設(shè)備（即信道卡）的增加。⑵降低了前向容量，但由于CDMA系統(tǒng)前向容量大于反向容量，所以適量減少前向容量不會導致整個系統(tǒng)容量的降低。66664.5CDMA移動性管理位置登記基本處理過程與GSM系統(tǒng)類似越區(qū)切換根據(jù)移動臺所測量到的基站導頻信號強度軟切換、更軟切換和硬切換均有可能盡可能進行軟切換67674.6CDMA呼叫處理68684.7CDMA移動通信系統(tǒng)主要特點系統(tǒng)容量大軟容量軟切換保密性好頻率規(guī)劃簡單69691)系統(tǒng)容量大系統(tǒng)容量大即頻譜利用率高，指的是CDMA在與GSM同樣的頻段下可以允許更多的用戶使用。理論上使用相同頻率資源的情況下，CDMA移動網(wǎng)比模擬網(wǎng)容量大20倍，實際使用中比模擬網(wǎng)大10倍，比GSM要大4－5倍。在CDMA系統(tǒng)中，由于不同的扇區(qū)也可以使用相同頻率，當小區(qū)使用定向天線（即120°扇形天線）時，干擾減為1/3，整個系統(tǒng)所提供的容量又可提高約3倍。并且小區(qū)容量將隨著扇區(qū)數(shù)的增大而增大。70702)軟容量

CDMA系統(tǒng)是一個自干擾系統(tǒng)，用戶數(shù)和服務級別之間有著更靈活的關(guān)系，用戶數(shù)的增加相當于背景噪聲的增加，造成話音質(zhì)量的下降。如果能控制住用戶的信號強度，在保持高質(zhì)量通話的同時，我們就可以容納更多的用戶。體現(xiàn)軟容量的另一種形式是小區(qū)呼吸功能。所謂小區(qū)呼吸功能是指各個小區(qū)的覆蓋大小是動態(tài)的。當相鄰兩小區(qū)負荷一輕一重時，負荷重的小區(qū)通過減少導頻發(fā)射功率，使本小區(qū)的邊緣用戶由于導頻強度不足，切換到鄰小區(qū)。使負荷分擔，即相當于增加了容量。71713)移動臺輔助軟切換

當移動臺需要跟一個新的基站通信時，CDMA系統(tǒng)采用軟切換技術(shù)和先進的數(shù)字話音編碼技術(shù)，并使用多個接收機同時接收不同方向的信號?！跋冗B接再斷開（makebeforebreak）”，并不先中斷與原基站的聯(lián)系。移動臺在切換過程中與原小區(qū)和新小區(qū)同時保持通話，以保證電話的暢通。軟切換只能在具有相同頻率的CDMA信道間進行。72724)保密性強，通話不易被竊聽CDMA信號的擾頻方式提供了高度的保密性，CDMA碼址是個偽隨機碼，而且共有4.4萬億種可能的排列，因此，要破解密碼或竊聽通話內(nèi)容是很困難的。7373

用戶按不同的序列碼區(qū)分，所以不相同CDMA載波可在相鄰的小區(qū)內(nèi)使用，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃靈活，擴展簡單。5)頻率規(guī)劃簡單7474

CDMA移動臺發(fā)射功率最高只有200毫瓦，普通通話功率可控制在零點幾毫瓦，其輻射作用可以忽略不計。6)CDMA系統(tǒng)發(fā)射功率小7575功率級GSM900基站的最大功率DCS1800基站的最大功率1320W20W2160W10W380W5W440W2.5W520W610W75W82.5WGSM基站的功率等級76內(nèi)容提要移動通信網(wǎng)簡介移動通信網(wǎng)中的基本技術(shù)GSM系統(tǒng)CDMA系統(tǒng)衛(wèi)星移動通信網(wǎng)第三代移動通信網(wǎng)77衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)采用通信衛(wèi)星上的轉(zhuǎn)發(fā)器作為空間鏈路的一部分提供移動通信業(yè)務提供不受地理環(huán)境、氣候條件、時間限制和無通信盲區(qū)的全球通信網(wǎng)絡(luò)以合理成本覆蓋地面固定通信網(wǎng)和移動通信網(wǎng)難以涉及的地區(qū)可作為地面移動通信的補充和延伸781)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的基本組成79(1)空間分系統(tǒng)空間分系統(tǒng)即通信衛(wèi)星，通信衛(wèi)星內(nèi)的主體是通信裝置，另外還有星體的遙測指令、控制系統(tǒng)和能源裝置等。通信衛(wèi)星的作用是進行無線電信號的中繼，最主要的設(shè)備是轉(zhuǎn)發(fā)器(即微波收、發(fā)信機)和天線。一個衛(wèi)星的通信裝置可以包括一個或多個轉(zhuǎn)發(fā)器。它把來自一個地球站的信號進行接收、變頻和放大，并轉(zhuǎn)發(fā)給另一個地球站，這樣將信號在地球站之間進行傳輸。80(2)地球站群地球站群一般包括中央站(或中心站)和若干個普通地球站。中央站除具有普通地球站的通信功能外，還負責通信系統(tǒng)中的業(yè)務調(diào)度與管理，對普通地球站進行監(jiān)測控制以及業(yè)務轉(zhuǎn)接等。地球站具有收、發(fā)信功能，用戶通過它們接入衛(wèi)星線路，進行通信。81(3)跟蹤遙測及指令分系統(tǒng)跟蹤遙測及指令分系統(tǒng)也稱為測控站，它的任務是對衛(wèi)星跟蹤測量，控制其準確進入軌道上的指定位置；待衛(wèi)星正常運行后，定期對衛(wèi)星進行軌道修正和位置保持。82(4)監(jiān)控管理分系統(tǒng)監(jiān)控管理分系統(tǒng)也稱為監(jiān)控中心，它的任務是對定點的衛(wèi)星在業(yè)務開通前、后進行通信性能的監(jiān)測和控制，例如對衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器功率、衛(wèi)星天線增益以及各地球站發(fā)射的功率、射頻頻率和帶寬、地球站天線方向圖等基本通信參數(shù)進行監(jiān)控，以保證正常通信。832)衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)分類靜止軌道衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)(GEO)低軌道衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)(LEO)842)衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)分類靜止軌道衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)(GEO)高度：35800km實例：Inmarsat、MOBILESAT、MSS特點：傳輸路徑長，信號時延和衰減都非常大多用于船舶、飛機、車輛等移動體，不適合手持移動終端的通信85862)衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)分類低軌道衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)(LEO)高度：700~1500km,周期約2-4h實例：銥星(Iridium)、全球星(Globalstar)、Teledesic特點：路徑衰耗小，信號時延短可以實現(xiàn)手持移動終端的通信873)銥星系統(tǒng)銥星系統(tǒng)共72顆衛(wèi)星，其中6顆備用星。銥系統(tǒng)實現(xiàn)了移動手機直接上星的通信，為用戶提供了話音、數(shù)據(jù)、尋呼以及傳真等業(yè)務。銥星系統(tǒng)具有星際電路，并具有星上處理和星上交換功能。884)全球星系統(tǒng)（GS）結(jié)構(gòu)89-全球星衛(wèi)星子系統(tǒng)低軌道衛(wèi)星8個圓形軌道平面上的48顆衛(wèi)星加8顆備用星軌道高度約為1414km，傳輸時延和處理時延小于300ms每個業(yè)務區(qū)有2～4顆衛(wèi)星覆蓋無星際電路和星上處理及交換多址方式CDMA+FDMA通信信道每顆衛(wèi)星有2800個雙工話音信道或數(shù)據(jù)信道，共計268800個信道話音傳輸速率：2.4kb/s、4.8kb/s、9.6kb/s數(shù)據(jù)傳輸速率：7.2kb/s90-全球星地面子系統(tǒng)和用戶終端地面子系統(tǒng)控制中心(NCC)由地面操作控制中心(GOCC)、衛(wèi)星操作控制中心(SOCC)和發(fā)射控制操作設(shè)施(TCF)組成負責管理地面接續(xù)和衛(wèi)星運行的監(jiān)控關(guān)口(GW)可同時與3顆衛(wèi)星通信轉(zhuǎn)接全球星系統(tǒng)和地面公網(wǎng)之間的通信用戶終端可以為手持式、車載式、固定式三種模式：全球星單模、全球星/GSM雙模、全球星/CDMA/AMPS三模91-全球星呼叫接續(xù)實例

被叫用戶在GW1的接續(xù)被叫用戶在另一關(guān)口站GW2的接續(xù)被叫用戶漫游到PLMN網(wǎng)時的接續(xù)固定用戶或地面公用移動網(wǎng)的用戶呼叫全球星用戶92內(nèi)容提要移動通信網(wǎng)簡介移動通信網(wǎng)中的基本技術(shù)GSM系統(tǒng)CDMA系統(tǒng)衛(wèi)星移動通信網(wǎng)第三代移動通信網(wǎng)93第三代移動通信網(wǎng)概述:3G的特點3G的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)標準化無線接口技術(shù)標準化核心網(wǎng)技術(shù)標準化3G的關(guān)鍵技術(shù)941)3G的目標提供多種類型、高質(zhì)量的多媒體業(yè)務能實現(xiàn)全球無縫覆蓋，具有全球漫游能力與固定網(wǎng)絡(luò)的各種業(yè)務相互兼容，具有高服務質(zhì)量小型便攜式終端可在任何時候任何地點進行任何種類的通信無線傳輸技術(shù)指標要求高速移動環(huán)境：144kb/s室外步行環(huán)境：384kb/s室內(nèi)環(huán)境：2Mb/s衛(wèi)星移動環(huán)境:至少9.6

kb/s952)3G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)終端用戶識別模塊＋移動臺無線接入網(wǎng)主要采用CDMA技術(shù)核心網(wǎng)交換網(wǎng)＋業(yè)務網(wǎng)963G核心網(wǎng)組成973)3G的標準化3G的標準化分為無線傳輸技術(shù)(RTT)和核心網(wǎng)技術(shù)的標準化。(1)無線傳輸技術(shù)標準化IMT-2000(2)核心網(wǎng)技術(shù)標準化3GPP,3GPP298(1)3G無線接口標準化主流技術(shù)：WCDMA，CDMA2000，TD-SCDMA99185019001950200020502100215022002250ITUEuropeUSAMSSPCSADBBCDCEFAFEMSSReserveBroadcastauxiliary216519901850190019502000205021002150220022501880MHz1980MHzUMTSGSM1800DECTMSS1885MHz2025MHz2010MHzIMT2000MSSUMTSJapanMSSIMT2000MSSIMT2000PHS18951918BC1885AA’2170MHzIMT20002110MHz2170MHzMSSMSSCDMATDDWLLFDDWLL19802025MHzGSM1800CDMAFDDWLL196019201945Chinacellular(1)cellular(2)cellular(2)1805MHz1865186518701885189018951910193019451965197019753G頻譜分配100TDD和FDDFDD

適合于大區(qū)制的全國系統(tǒng)適合于對稱業(yè)務，如話音、交互式實時數(shù)據(jù)業(yè)務等TDD

適合于高密度用戶地區(qū)：適合于對稱及不對稱的數(shù)據(jù)業(yè)務，如話音、實時數(shù)據(jù)業(yè)務、特別是互聯(lián)網(wǎng)方式的業(yè)務能提供成本低廉的設(shè)備101IMT2000的CDMATDD標準概況兩種CDMATDDRTT：TD-SCDMA和UTRATDD

兩種TDD方案的不同點：

項目

TD-SCDMA UTRATDD

帶寬和碼片速率

1.6MHz/1.28Mcps 5MHz/3.84Mcps

幀結(jié)構(gòu)

7時隙/5ms 15時隙/10ms

智能天線

使用 難使用多用戶檢測 使用 使用軟件無線電

全面使用 部分使用切換

接力切換 切換兩種TDD方案的相同點：信道編碼和交織、調(diào)制(QPSK)、動態(tài)信道分配(DCA)等等102（2）3G核心網(wǎng)標準化：

3G伙伴項目——3GPP和3GPP23GPP由歐洲的ETSI、日本ARIB、TTC、韓國TTA、美國的T1P1和中國CWTS六個標準化組織組成。宗旨是制定以GSM為核心網(wǎng)，WCDMA和CDMATDD(TD-SCDMA和UTRATDD)融合技術(shù)為無線接口的標準。3GPP2由美國的ANSI（TIA）、日本ARIB、TTC、韓國TTA和中國CWTS五個標準化組織組成。宗旨是制定以ANSI/IS-41為核心網(wǎng)，CDMA2000為無線接口的標準。（注：IS-41標準：用在AMPS系統(tǒng)、IS-136系統(tǒng)和IS-95系統(tǒng)中實現(xiàn)漫游）103（A）3GPP基于GSM的電路交換網(wǎng)絡(luò)(MSC)和分組交換網(wǎng)絡(luò)(GPRS)平臺，無線接口標準為WCDMA、TD-SCDMA電路與分組交換節(jié)點邏輯上是分開的104GSM演進進程1053GPP的演進過程

WCDMAFDD引入Iu接口GSM/GPRS核心網(wǎng)R99核心網(wǎng)CS域控制與承載分離R4核心網(wǎng)分組域引入IP多媒體域（IMS）引入HSDPAR5無線接口及業(yè)務增強R61061999年4月3GPP完成第一個版本，之后對內(nèi)容不斷進行增補和修改，2001年3月最終凍結(jié)。但2000年12月之后的版本變動不大。主要變化體現(xiàn)在新的無線技術(shù)的引入，核心網(wǎng)絡(luò)無根本性改變（僅引入Iu接口）。R991072001年3月完成第一個版本。主要變化無線接口：TD－SCDMA無線技術(shù)的基本完成。核心網(wǎng)絡(luò)：MSC被拆分為MSCServer和MGW兩部分，開始實施向ALLIP網(wǎng)絡(luò)的過渡。R41082002年6月完成第一個版本。主要變化體現(xiàn)在無線接口：引入HSDPA，IP技術(shù)成為無線接入網(wǎng)絡(luò)的承載技術(shù)。核心網(wǎng)絡(luò)：大量新的功能實體的增加，改變了原有的呼叫流程。IP技術(shù)成為所有信令消息的承載技術(shù)。R5109（B）3GPP2基于ANSI-41核心網(wǎng)，CDMA2000為無線接口標準110CDMAIS-95演進進程111第三代移動通信標準化格局ITU-TWP3/11、SG2、SG13、SG16

IMT-2000ITU亞太3GPP3GPP2ETSISMGARIBTTCTTA歐洲北美ITU-RWP8FCWTST1P1TIA1123G的三大主流技術(shù)標準比較113IMT一2000主流提案：WCDMA提案

寬帶直接序列擴頻CDMA方案，由歐洲電信標準協(xié)會(ETSI)提交，該系統(tǒng)可由GSM系統(tǒng)平滑演進。目前WCDMA提案由3GPP組織進行全面規(guī)范。114WCDMA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能UTRAN：UMTSTerrestrialRadioAccessNetwork

CN：CoreNetworkUE:UserEquipmentIuUTRANUEUuCN115UTRAN結(jié)構(gòu)116WCDMA協(xié)議版本的演進R4R5R99繼承2G（GSM和GPRS）所有的業(yè)務和功能核心網(wǎng)分CS電路域和PS分組域接入網(wǎng)引入WCDMAUTRAN核心網(wǎng)和接入網(wǎng)之間的Iu接口基于ATM繼承WCDMAR99所有的業(yè)務和功能電路域結(jié)構(gòu)的變化：控制和承載相分離，MSC可以用合一或SERVER、MGW分離結(jié)構(gòu)實現(xiàn)電路域引入分組話音，支持多種傳輸技術(shù)：TDM，ATM，IP繼承WCDMAR4所有的業(yè)務和功能核心網(wǎng)增加IM（IP多媒體域）RAN向IP方向發(fā)展增強的IPQoS能力，支持端到端的IP多媒體業(yè)務200020012002功能凍結(jié)點117IMT-2000主流提案：CDMA2000

多載波CDMA方案。由美國通信工業(yè)協(xié)會(TIA)提交，該系統(tǒng)可由窄帶CDMA(IS-95)兼容過渡。其間分為兩個階段，即CDMA20001XRTT和CDMA20003xRTT。目前CDMA2000提案由3GPP2組織進行全面規(guī)范118 CDMA發(fā)展進程

CDMA20001X是后續(xù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的基礎(chǔ)，語音容量是IS95的兩倍，可提供153.6Kbps的數(shù)據(jù)業(yè)務（Release0）

CDMA20001XEV-DO（EvolutionData-Optimized）在專用載頻上實現(xiàn)高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務

CDMA20001XEV-DV(EvolutionData&Voice)兼容1X,實現(xiàn)綜合的語音和高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務

CDMA20001X后續(xù)演進有兩種選擇：1X->1xEV-DO;1X->1xEV-DV2001200019981995IS-95AIS-95BCDMA20001XRelease0/AEVDVRel.C2004EVDORel.0及增強EVDORel.AEVDVRel.D119IMT-2000主流提案：TD-SCDMA

時分同步CDMA方案，由大唐公司代表中國、以信息產(chǎn)業(yè)部電信科學技術(shù)研究院(CATT)的名義提交，可以在GSM系統(tǒng)上演進，在非對