《現(xiàn)代移動通信》PPT課件

汪 丁 鼎2003.7.10 2 移 動 通 信 之 路 移 動 通 信 的 電 波 傳 播 移 動 通 信 的 性 能 和 指 標 移 動 通 信 組 網(wǎng) 移 動 通 信 的 主 要 技 術(shù) GSM GPRS CDMA 移 動 通 信 的 未 來 主 要 內(nèi) 容 3 移 動 通 信 之 路 移 動 通 信 的 電 波 傳 播 移 動 通 信 的 性 能 和 指 標 移 動 通 信 組 網(wǎng) 移 動 通 信 的 主 要 技 術(shù) GSM GPRS CDMA 移 動 通 信 的 未 來 主 要 內(nèi) 容 4 一 個 古 老 地 夢 想 西 游 記 中 的 一 幕 ： 玉 皇 大 帝 派 二 郎 神 抓 拿孫 悟 空 ， 眾 神 都 在 凌 霄 寶 殿 上 觀 戰(zhàn) ， 正 當 底 下打 的 正 厲 害 的 時 候 ， 忽 然 孫 悟 空 不 見 了 ， 于 是玉 皇 大 帝 就 叫 出 “ 千 里 眼 ” 和 “ 順 風(fēng) 耳 ” ，“ 千 里 眼 ” 和 “ 順 風(fēng) 耳 ” 一 個 看 ， 一 個 聽 ， 很快 就 把 孫 悟 空 找 到 了 。 5 移 動 通 信 之 路 移 動 通 信 在 最 早 無 線 電 通 信 發(fā) 明 之 日 就 產(chǎn) 生 。 1897年 ， 意 大 利 人 M. G. 馬 可 尼 發(fā) 明 了 無 線 電收 報 機 。 6 第 一 代 移 動 通 信 以 模 擬 通 信 為 特 征 的 移 動 通 信 為 第 一 代 移 動通 信q 主 要 代 表 ： 美 國 AMPS系 統(tǒng) ， 英 國 TACS系 統(tǒng)q 特 點 ： FDMA、 模 擬 話 音 與 傳 輸 、 頻 譜 利 用率 低 、 保 密 性 差 、 技 術(shù) 簡 單 、 7 第 二 代 移 動 通 信以 數(shù) 字 通 信 為 特 征 的 移 動 通 信 為 第 二 代 移 動 通 信q 第 二 代 移 動 通 信 主 要 制 式 有 歐 洲 的 GSM， TDMA制 式 北 美 的 CDMA One(IS-95CDMA)， CDMA制 式 北 美 的 DAMPS(IS-54)， TDMA制 式 日 本 的 PDC， TDMA制 式q 特 點 ： 頻 譜 利 用 率 高 、 數(shù) 字 話 音 與 傳 輸 、 多 種 業(yè) 務(wù) 、 多 種 先 進 技 術(shù) 、 保密 性 好 、 集 成 度 高 、 q 先 進 技 術(shù) ： TDMA和 CDMA、 語 音 編 碼 、 自 適 應(yīng) 均 衡 、 數(shù) 字 調(diào) 制 、 信 道編 碼 、 交 織 、 分 集 接 收 、 功 率 控 制 、 8 第 2.5代 移 動 通 信q GPRS技 術(shù) (通 用 無 線 分 組 業(yè) 務(wù) )為 GSM系 統(tǒng) 無 線 商 務(wù)提 供 了 高 速 數(shù) 據(jù) 通 道 ;q CDMA 1X開 始 在 中 國 大 規(guī) 模 建 設(shè) ；q 日 本 在 移 動 通 信 上 實 現(xiàn) 無 線 互 聯(lián) 網(wǎng) 應(yīng) 用 (i-mode)的 成功 開 創(chuàng) 了 無 線 數(shù) 據(jù) 業(yè) 務(wù) 的 新 時 代 ；q 中 國 在 無 線 數(shù) 據(jù) 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 正 在 起 步 。 9 第 三 代 移 動 通 信v概 述第 三 代 移 動 通 信 為 IMT-2000；第 三 代 移 動 通 信 的 標 準 已 確 定 ；第 三 代 移 動 通 信 的 商 用 已 在 2001年 10月 面 世 ；第 三 代 移 動 通 信 的 大 規(guī) 模 商 業(yè) 應(yīng) 用 在 2005年 以 后 。q 總 體 目 標2000MHz頻 段 、 2000年 左 右 商 用 、 2000kbps速 率全 球 化 ， 要 求 多 種 技 術(shù) 在 多 種 環(huán) 境 下 統(tǒng) 一 標 準 、 統(tǒng) 一 頻 率 ， 以 實 現(xiàn) 全 球 無縫 覆 蓋 。綜 合 化 ， 要 求 系 統(tǒng) 能 傳 輸 話 音 、 寬 帶 數(shù) 據(jù) 、 視 頻 圖 像 等 多 種 業(yè) 務(wù) ， 滿 足 信息 化 社 會 的 需 要 。個 人 化 ， 系 統(tǒng) 具 有 足 夠 的 容 量 潛 力 和 多 種 用 戶 管 理 能 力 ， 支 持 個 人 的 移 動 性 ， 滿 足 巨 大 的 個 人 通 信 的 需 求 。 10 第 代 移 動 通 信 標 準q IMT-DS UTRA FDD (WCDMA) (歐 洲 、 日 本 ) IMT-MC cdma2000 (北 美 ) IMT-TC TD-SCDMA (中 國 ) 11 移 動 通 信 的 發(fā) 展 Voice Wide band Broad bandAnalog Digital IntegratedDataNarrow band 4G3G2G Multi-function1G MultimediaSmartP o i n t frequency 12 Beyond 3G/4G的 研 究 和 個 人 通 信Beyond 3G/4G的 研 究目 前 國 際 上 有 關(guān) 第 四 代 移 動 通 信 的 研 究 還 處 于 初 期 階 段 ， 其 基 本需 求 、 核 心 技 術(shù) 還 處 于 萌 芽 階 段 。 但 較 為 明 確 的 一 點 是 ， 第 四 代移 動 通 信 的 實 用 期 定 在 2010年 。個 人 通 信移 動 通 信 的 飛 速 發(fā) 展 使 人 類 實 現(xiàn) 個 人 通 信 的 理 想 為 期 不 遠 了q 任 何 人 在 任 何 時 間 、 任 何 地 點 、 與 任 何 一 個 人 、 實 現(xiàn) 任 何一 種 媒 體 的 通 信 。q 每 個 人 有 唯 一 的 通 信 號 碼 ， 通 信 的 個 人 性 代 替 通 信 的 終 端性 13 主 要 內(nèi) 容 移 動 通 信 之 路移 動 通 信 的 電 波 傳 播 移 動 通 信 的 性 能 和 指 標 移 動 通 信 組 網(wǎng) 移 動 通 信 的 主 要 技 術(shù) GSM GPRS CDMA 移 動 通 信 的 未 來 14 移 動 通 信 與 無 線 通 信 移 動 通 信 肯 定 是 無 線 通 信 ， 無 線 通 信 側(cè) 重 于 無 線 ， 移 動 通信 更 注 重 于 其 移 動 性 。 強 調(diào) 通 信 中 的 移 動 性 ， 就 是 移 動 通信 。 無 線 通 信 移 動 通 信 15 衰 耗 衰 耗 ： 大 范 圍 變 化 距 離 變 化 的 損 耗 規(guī) 律 。 傳 播 模 型Okumura-Hata模 型 ：Loss = K1 + K2 log10 d + K3 log10 (Heff) + K4 Diffraction+ K5 log10 (Heff) log10 d + K6 (hmeff) + Kclutter 16 衰 落慢 衰 落 和 快 衰 落 ： 17 多 徑 傳 播 時 間接 收 信 號強 度 發(fā) 射 信 號 18 多 普 勒 頻 移 在 移 動 通 信 中 ， 當移 動 臺 移 向 基 站 時 ，頻 率 變 高 ， 遠 離 基站 時 ， 頻 率 變 低 。 900Mhz系 統(tǒng) ，60km/h的 移 動 速 度產(chǎn) 生 50hz的 頻 移 。 19 主 要 內(nèi) 容 移 動 通 信 之 路 移 動 通 信 的 電 波 傳 播移 動 通 信 的 性 能 和 指 標 移 動 通 信 組 網(wǎng) 移 動 通 信 的 主 要 技 術(shù) GSM GPRS CDMA 移 動 通 信 的 未 來 20 移 動 通 信 網(wǎng) 性 能 指 標v話 音 質(zhì) 量 和 信 噪 比 要 求q 話 音 傳 輸 質(zhì) 量 以 接 收 機 輸 出 端 音 頻 頻 帶 內(nèi) 的 信 噪 比S/N或 載 噪 比 C/N來 表 示 ， 業(yè) 務(wù) 種 類 不 同 ， 要 求 不 同（ 公 網(wǎng) 高 ， 專 網(wǎng) 低 ） 。q 移 動 數(shù) 據(jù) 傳 輸 常 用 誤 碼 率 ， 一 般 只 有 10-4左 右 ， 常 用 糾錯 等 方 法 提 高 。q 誤 碼 率 一 般 用 Eb/No（ 歸 一 化 信 噪 比 ） 作 為 常 數(shù) 來 計算 ， E b/No為 折 合 到 接 收 機 輸 入 端 的 比 特 能 量 Eb與 噪 聲的 單 邊 功 率 譜 密 度 No之 比 值 。q 話 音 質(zhì) 量 的 評 定 往 往 采 用 主 觀 評 定 的 辦 法 ， ITU將 評分 質(zhì) 量 分 為 五 級 ： 話 音 質(zhì) 量 分 級級 別 評 定 類 別 人 的 印 象 標 準5 優(yōu) 幾 乎 無 噪 聲 和 失 真 ， 細 節(jié) 清 晰 可 辨4 良 有 可 感 覺 的 輕 微 噪 聲 和 失 真3 中 有 令 人 煩 惱 的 噪 聲 和 失 真2 差 有 令 人 非 常 煩 惱 的 噪 聲 和 嚴 重 失 真1 劣 語 言 幾 乎 不 可 懂 22 一 般 要 求q 公 網(wǎng) 一 般 要 求 4級 ， 專 網(wǎng) 3級 q 對 于 不 同 的 移 動 業(yè) 務(wù) ， 各 國 對 S/N或 C/N的 規(guī)定 不 一 樣 。q 中 國 ： 移 動 用 戶 與 固 定 市 話 、 長 話 用 戶 通 話 時 ，要 求 S/N為 大 于 29dB或 C/N為 17dB， 相 當 于 4級話 音 。 23 服 務(wù) 指 標v 服 務(wù) 等 級q 服 務(wù) 等 級 用 呼 損 率 B表 示 B： 在 一 個 正 常 運 行 的 系 統(tǒng) 中 ， 忙 時 呼 叫 被 阻 塞 的 概 率 。q 服 務(wù) 等 級 決 定 于 系 統(tǒng) 中 同 時 發(fā) 出 的 呼 叫 數(shù) 、 總 話 務(wù) 量 、 信 道 數(shù) 量 、系 統(tǒng) 設(shè) 計 等q 呼 損 率 包 括 無 線 信 道 呼 損 和 中 繼 電 路 呼 損 。q 我 國 規(guī) 定 ： 無 線 信 道 B 0.05， 在 話 務(wù) 密 度 高 的 地 區(qū) B 0.02， 中繼 電 路 B應(yīng) 更 低 。v 呼 叫 中 斷 概 率 在 一 個 小 時 內(nèi) 建 立 的 Q次 呼 叫 中 ， 若 N次 丟 失 ， 則 呼 叫 中 斷 概 率 為N/Q， 呼 叫 中 斷 概 率 跟 系 統(tǒng) 設(shè) 計 、 嚴 重 干 擾 、 越 區(qū) 切 換 等 有 關(guān) 。 24 通 信 概 率v 通 信 概 率q 移 動 通 信 由 于 受 地 形 的 影 響 和 無 線 信 號 傳 播 裒 落 影 響 ， 不 可 能 達到 覆 蓋 范 圍 的 100 。q 通 信 概 率 是 指 移 動 用 戶 在 給 定 服 務(wù) 區(qū) 域 進 行 成 功 通 話 （ 達 到 規(guī) 定通 話 質(zhì) 量 ） 的 概 率 ， 它 包 括 位 置 概 率 和 時 間 概 率 。q 我 國 公 網(wǎng) 規(guī) 定 ： 城 市 通 信 概 率 90%， 農(nóng) 村 通 信 概 率 50%。q 專 網(wǎng) 則 要 求 較 高 ， 如 鐵 路 通 信 要 求 通 信 概 率 (在 3級 話 音 質(zhì) 量下 ) 95%。 25 主 要 內(nèi) 容 移 動 通 信 之 路 移 動 通 信 的 電 波 傳 播 移 動 通 信 的 性 能 和 指 標移 動 通 信 組 網(wǎng) 移 動 通 信 的 主 要 技 術(shù) GSM GPRS CDMA 移 動 通 信 的 未 來 26 移 動 通 信 組 網(wǎng) 大 區(qū) 制第 一 代 模 擬 移 動 通 信 網(wǎng) 一 般 采 用 大 區(qū) 制主 要 特 點 ：q基 站 天 線 很 高 ： 幾 十 米 至 幾 百 米 ；q基 站 發(fā) 射 功 率 大 ： 50200W；q覆 蓋 半 徑 ： 3050公 里 ；q網(wǎng) 絡(luò) 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 成 本 低 ；q容 量 小 ， 一 般 用 戶 幾 十 至 幾 百 個 ， 一般 用 于 專 網(wǎng) ； 主 要 問 題 ： 覆 蓋 半 徑 有 限 27 移 動 通 信 組 網(wǎng) 小 區(qū) 制基 本 小 區(qū) 分 類 ： （ r： 小 區(qū) 半 徑 ）超 小 區(qū) ： r 20km（ 農(nóng) 村 ）宏 小 區(qū) ： r 1-20km（ 人 口 稠 密 地 區(qū) ）微 小 區(qū) ： r 0.1-1km（ 城 市 繁 華 區(qū) ）皮 小 區(qū) ： r 0.1km（ 辦 公 室 、 家 庭 ）q特 點 ：頻 率 利 用 率 較 高組 網(wǎng) 靈 活網(wǎng) 絡(luò) 復(fù) 雜 6123 21 4 598 7 121310 10115 6 3 7 856 92 28 同 頻 干 擾 與 同 頻 復(fù) 用 比 頻 率 復(fù) 用 29 小 區(qū) 分 裂 30 劃 分 扇 區(qū)利 用 定 向 天 線 來 改 變 同 頻 干 擾 ， 從 而 可 選 較小 簇 ， 一 般 用 120 扇 區(qū) 31 切 換v正 在 通 信 的 移 動 臺 與 基 站 之 間 的 鏈 路 轉(zhuǎn) 移 到 另 一 個 基站 的 過 程 。v 分 類 ：q可 分 為 硬 切 換 和 軟 切 換硬 切 換 ： 新 的 連 接 建 立 前 ， 先 中 斷 舊 的 連 接 。 例如 GSM系 統(tǒng) 。 軟 切 換 ： 指 既 維 持 舊 的 連 接 ， 又 同 時 建 立 新 的 連接 。 例 如 CDMA系 統(tǒng) 。 32 主 要 內(nèi) 容 移 動 通 信 之 路 移 動 通 信 的 電 波 傳 播 移 動 通 信 的 性 能 和 指 標 移 動 通 信 組 網(wǎng)移 動 通 信 的 主 要 技 術(shù) GSM GPRS CDMA 移 動 通 信 的 未 來 33 多 址 技 術(shù) FDMA 頻 分 多 址 AMPS TDMA 時 分 多 址 GSM CDMA 碼 分 多 址 IS-95 用 戶 1 用 戶 2 用 戶 3頻 率 時 間 碼FDMA 用 戶 1用 戶 2用 戶 3 頻 率TDMA 時 間頻 率CDMA用戶1用戶2用戶3時 間 34 語 音 編 碼 波 形 編 碼 PSTN 聲 源 編 碼 RPE LTP話 音 編 碼 器 GSM QCELP話 音 編 碼 IS95tA tA 35 信 道 編 碼 卷 積 編 碼 ， 卷 積 編 碼 的 編 碼 效 率 定 義 為 R ko no，對 于 具 有 良 好 糾 、 檢 錯 性 能 并 能 合 理 而 又 簡 單 實 現(xiàn) 的大 多 數(shù) 卷 積 碼 。 Turbo編 碼 ， 對 于 非 實 時 業(yè) 務(wù) 具 有 很 好 的 糾 錯 性 能 ，但 解 碼 時 延 長 ， 不 適 合 語 音 業(yè) 務(wù) 。 交 織 ， 把 一 條 消 息 中 的 相 繼 錯 誤 比 特 分 散 開 ， 解 決突 發(fā) 性 連 續(xù) 錯 誤 。 36 數(shù) 字 調(diào) 制 QPSK和 OQPSK 4相 相 移 鍵 控 和 偏 移 4相 相 移 鍵 控 ，CDMA使 用 ； MSK 最 小 移 頻 鍵 控 ； GMSK 高 斯 MSK， GSM使 用 ； /4-QPSK TIA 使 用 ； 37 分 集 接 收RAKE接 收 機 接 收 機 單 徑 接 收 電 路單 徑 接 收 電 路單 徑 接 收 電 路 搜 索 器 計 算 信 號 強 度與 時 延合 并 合 并 后的 信 號tts(t) s(t)空 間 分 集 ， 時 間 分 集 ， 頻 率 分 集 38 主 要 內(nèi) 容 移 動 通 信 之 路 移 動 通 信 的 電 波 傳 播 移 動 通 信 的 性 能 和 指 標 移 動 通 信 組 網(wǎng) 移 動 通 信 的 主 要 技 術(shù)GSM GPRS CDMA 移 動 通 信 的 未 來 39 GSM蜂 窩 移 動 通 信 系 統(tǒng)GSM數(shù) 字 移 動 通 信 系 統(tǒng) 1982年 源 于 歐 洲 。 當 時 這 些 系 統(tǒng)是 國 內(nèi) 系 統(tǒng) ， 不 可 能 在 國 外 使 用 。 為 了 方 便 全 歐 洲 統(tǒng)一 使 用 移 動 電 話 ， 需 要 一 種 公 共 的 系 統(tǒng) ， 1982年 北 歐國 家 向 CEPT提 交 了 一 份 建 議 書 ， 要 求 制 定 900MHz頻段 的 公 共 歐 洲 電 信 業(yè) 務(wù) 規(guī) 范 。 在 這 次 大 會 上 就 成 立 了一 個 在 歐 洲 電 信 標 準 學(xué) 會 （ ETSI） 技 術(shù) 委 員 會 下 的“ 移 動 特 別 小 組 Group Special Mobile） 簡 稱 “ GSM”，來 制 定 有 關(guān) 的 標 準 和 建 議 書 。1986年 在 巴 黎 ， 該 小 組 對 歐 洲 各 國 及 各 公 司 經(jīng) 大 量 研 究和 實 驗 后 所 提 出 的 8個 建 議 系 統(tǒng) 進 行 了 現(xiàn) 場 實 驗 。 1991年 將 GSM更 名 為 “ 全 球 移 動 通 信 系 統(tǒng) ” (Globa1 system for Mobile communications) 。 40 GSM系 統(tǒng) 的 運 行1991年 在 歐 洲 開 通 了 第 一 個 系 統(tǒng) ;1992年 大 多 數(shù) 歐 洲 GSM運 營 者 開 始 商 用 業(yè) 務(wù) ；1994年 5月 已 有 50個 GSM網(wǎng) 在 世 界 上 運 營 ， 10月 總 用 戶 數(shù) 已超 過 400萬 ， 國 際 漫 游 用 戶 每 月 呼 叫 次 數(shù) 超 過 500萬 ， 用戶 平 均 增 長 超 過 50 ；1993年 歐 洲 第 一 個 DCS1800系 統(tǒng) 投 入 運 營 。 到 1994年 已 有 6個 運 營 者 采 用 了 該 系 統(tǒng) 。 中 國 1992年 在 嘉 興 地 區(qū) 引 入 第 二 代 數(shù) 字 移 動 蜂 窩 網(wǎng)GSM系 統(tǒng) 41 GSM系 統(tǒng) 的 網(wǎng) 絡(luò) 結(jié) 構(gòu)GSM系統(tǒng)包括NSS、 BSS、MS和操作維護中心。MS BSS NSSBSCBTSUm AbisBSS F HLRD EIR AUCA FA DEMSC/VLR HUmMS ISDNPSTNPSPDNPLMNMESIM-ME i/fSIM MS BTSBTS BSCBSCMESIM-ME i/fSIM MS MSC/VLRAbisAbis ABSS OMC OSS 42 交 換 網(wǎng) 絡(luò) 子 系 統(tǒng)MSC： 是 GSM系 統(tǒng) 的 核 心 ， 是 對 位 于 它 所 覆 蓋 區(qū) 域 中 的 移 動 臺 進行 控 制 和 完 成 話 路 交 換 的 功 能 實 體 ， 為 移 動 通 信 系 統(tǒng) 與 其 它公 用 通 信 網(wǎng) 提 供 接 口 。 它 完 成 網(wǎng) 絡(luò) 接 口 、 公 共 信 道 信 令 系 統(tǒng)和 計 費 等 功 能 ， 完 成 BSS、 MSC之 間 的 切 換 和 輔 助 性 的 無 線 資源 管 理 、 移 動 性 管 理 。 VLR： 存 儲 MSC所 管 轄 區(qū) 域 中 MS（ 統(tǒng) 稱 拜 訪 用 戶 ） 的 來 話 、 去 話呼 叫 所 需 檢 索 的 信 息 。HLR： 存 儲 管 理 部 門 用 于 移 動 用 戶 管 理 的 數(shù) 據(jù) 。 每 個 移 動 用 戶 都應(yīng) 在 其 歸 屬 位 置 寄 存 器 （ HLR） 注 冊 登 記AUC： 用 于 產(chǎn) 生 為 確 定 移 動 用 戶 的 身 份 和 對 呼 叫 保 密 所 需 鑒 權(quán) 、加 密 的 三 參 數(shù) 的 功 能 實 體 。 EIR： 存 儲 有 關(guān) 移 動 臺 設(shè) 備 參 數(shù) 。 主 要 完 成 對 移 動 設(shè) 備 的 識 別 、 監(jiān) 視 、 閉 鎖 等 功 能 ， 以 防 止 非 法 移 動 臺 的 使 用 。 43 無 線 基 站 子 系 統(tǒng)BSS系 統(tǒng) 是 在 一 定 的 無 線 覆 蓋 區(qū) 中 由 MSC控 制 ， 與 MS進 行通 信 的 系 統(tǒng) 設(shè) 備 ， 它 主 要 負 責(zé) 完 成 無 線 發(fā) 送 接 收 和 無線 資 源 管 理 等 功 能 。 功 能 實 體 可 分 為 基 站 控 制 器 （ BSC）和 基 站 收 發(fā) 信 臺 （ BTS） ： BSC： 具 有 對 一 個 或 多 個 BTS進 行 控 制 的 功 能 ， 它 主 要 負責(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 ， 是 一 個 功 能 很 強 的 業(yè) 務(wù) 控 制 點 。 BTS： 無 線 接 口 設(shè) 備 ， 它 完 全 由 BSC控 制 ， 主 要 負 責(zé) 無 線傳 輸 ， 完 成 無 線 與 有 線 的 轉(zhuǎn) 換 、 無 線 分 集 、 無 線 信 道加 密 、 跳 頻 等 功 能 。 44 移 動 臺 移 動 臺 就 是 移 動 用 戶 設(shè) 備 部 分 ， 它 由 移 動 終 端 (MS)和用 戶 識 別 卡 （ SIM） 兩 部 分 組 成 ： 。 MS 移 動 終 端 就 是 “ 機 ” ， 它 可 完 成 話 音 編 碼 、 信 道 編 碼 、信 息 加 密 、 信 息 的 調(diào) 制 和 解 調(diào) 、 信 息 發(fā) 射 和 接 收 。 SIM卡 就 是 “ 身 份 卡 ” ， 存 有 認 證 用 戶 身 份 所 需 的 所 有信 息 ， 并 能 執(zhí) 行 一 些 與 安 全 保 密 有 關(guān) 的 重 要 信 息 ， 以防 止 非 法 用 戶 進 入 網(wǎng) 絡(luò) 。 SIM卡 還 存 儲 與 網(wǎng) 絡(luò) 和 用 戶 有關(guān) 的 管 理 數(shù) 據(jù) ， 只 有 插 入 SIM后 移 動 終 端 才 能 接 入 進 網(wǎng) ，但 SIM卡 本 身 不 是 代 金 卡 。 45 操 作 維 護 子 系 統(tǒng)操作維護子系統(tǒng)（OMC）主要對整個GSM網(wǎng)絡(luò)進行管理和監(jiān)控，可實現(xiàn)對GSM網(wǎng)內(nèi)各種部件功能的監(jiān)視、狀態(tài)報告、故障診斷等。 46 主 要 內(nèi) 容 移 動 通 信 之 路 移 動 通 信 的 電 波 傳 播 移 動 通 信 的 性 能 和 指 標 移 動 通 信 組 網(wǎng) 移 動 通 信 的 主 要 技 術(shù) GSMGPRS CDMA 移 動 通 信 的 未 來 47 GPRSv交 換 技 術(shù)q電 路 交 換 ： 面 向 聯(lián) 接 ， 獨 占 線 路 、 效 率 低 、 設(shè) 備 復(fù) 雜 、適 合 話 音 、 長 數(shù) 據(jù) 、 無 時 延 、 QoS高 、 安 全 性 好q分 組 交 換 ： 虛 連 接 、 共 用 線 路 、 數(shù) 據(jù) 分 組 、 效 率 高 、適 合 數(shù) 據(jù) 傳 輸 、 傳 長 數(shù) 據(jù) 時 存 在 時 延 問 題 、 QoS問 題 、安 全 問 題 。v分 組 交 換 技 術(shù)qX.25是 一 個 廣 泛 應(yīng) 用 的 無 線 分 組 傳 輸 協(xié) 議 ； q支 持 點 對 點 和 點 對 多 點 的 分 組 ；qGPRS依 托 電 路 交 換 為 主 的 GSM系 統(tǒng) 進 行 改 進 ； qGPRS常 稱 為 2.5代 系 統(tǒng) 。 48 GPRS的 特 點q采 用 分 組 方 式 ， 更 有 效 地 利 用 資 源 ， 多 用 戶 可 以 共 享一 個 物 理 信 道 ；q高 數(shù) 據(jù) 率 ： 最 高 171.2kbps ；q快 速 的 呼 叫 建 立 /清 除 時 間 ；q引 入 新 業(yè) 務(wù) 簡 單 、 方 便 ， 支 持 TCP/IP和 X.25業(yè) 務(wù) ； q支 持 數(shù) 據(jù) 網(wǎng) ； q可 提 供 按 時 間 、 數(shù) 據(jù) 量 、 內(nèi) 容 等 靈 活 的 計 費 方 式 49 GPRS網(wǎng) 絡(luò) 結(jié) 構(gòu)v 在 GSM網(wǎng) 絡(luò) 中 增 加 兩 個 節(jié) 點qGPRS服 務(wù) 節(jié) 點 （ SGSN， Serving GPRS Support Node）q網(wǎng) 關(guān) GPRS節(jié) 點 （ GGSN， Gateway GPRS Support Node） MS BSS SGSN GGSN 數(shù) 據(jù) 網(wǎng) MSC/VLR GMSC（ IP網(wǎng) 關(guān) 交 換 機 ） HLR EIR SGSN GGSN Um Gb Gn Gi Gp Gs Gr Gc 50 GPRSv工 作 過 程q SGSN： 對 MS用 戶 進 行 鑒 權(quán) 和 移 動 性 管 理 ， 進 行 路 由選 擇 ， 建 立 MS到 GGSN的 傳 輸 通 道 ， 接 收 BSS透 明 傳送 來 的 MS數(shù) 據(jù) ， 進 行 協(xié) 議 轉(zhuǎn) 換 后 通 過 GPRS骨 干 網(wǎng) 傳送 給 GGSN或 反 向 工 作 ， 并 進 行 計 費 和 業(yè) 務(wù) 統(tǒng) 計 。qGGSN： 接 入 外 部 數(shù) 據(jù) 網(wǎng) 絡(luò) 的 節(jié) 點 ， 對 于 外 部 網(wǎng) 絡(luò) ，它 是 一 個 子 網(wǎng) 路 由 器 ， GGSN接 收 MS發(fā) 送 的 數(shù) 據(jù) ， 選路 到 相 應(yīng) 的 外 部 網(wǎng) 絡(luò) ， 或 接 收 外 部 子 網(wǎng) 絡(luò) 的 數(shù) 據(jù) ， 根據(jù) 其 地 址 選 擇 GPRS網(wǎng) 內(nèi) 的 傳 輸 通 道 ， 傳 給 相 應(yīng) 的SGSN。v其 它 設(shè) 備q域 名 服 務(wù) 器 （ DNS） ： 將 邏 輯 名 稱 轉(zhuǎn) 化 為 IP地 址 q邊 界 網(wǎng) 關(guān) （ BG） 用 于 兩 個 網(wǎng) 互 連 ， 具 有 安 全 功 能 q防 火 墻 q計 費 關(guān) 口 （ CG） ， 收 集 SGSN和 GGSN的 計 費 信 息 51 從 GSM升 級 到 GPRSv增 加 新 設(shè) 備 ， SGSN可 以 是 新 的 （ 如 路 由 器 一 樣 的 設(shè) 備 ， 也 可 與 MSC做 在 一 起 ） vBTS不 用 改 硬 件 ， 只 需 軟 件 升 級vBSC需 要 增 加 處 理 分 組 數(shù) 據(jù) 及 無 線 分 組 信 道 管 理 的 模 塊 PCU（ Packet Control Unit）v如 果 需 要 MSC與 SGSN直 接 接 口 ， 則 需 對 MSC軟 件 升 級 （ 利 用 GPRS信 道 進 行電 路 型 業(yè) 務(wù) 尋 呼 ， 發(fā) 送 短 消 息 ） ， 如 不 直 接 相 連 ， 則 不 用 改 造 。 vHLR需 支 持 GPRS的 用 戶 數(shù) 據(jù) 和 路 由 信 息 及 需 有 G r接 口 ， 因 此 需 軟 件 升 級 。vOMC需 要 增 加 對 新 的 網(wǎng) 絡(luò) 單 元 進 行 管 理 的 功 能vGPRS與 GSM可 共 用 物 理 信 道 ， 也 可 單 獨 用 一 載 頻 。v需 改 造 或 新 建 GPRS計 費 系 統(tǒng) 。v需 采 用 支 持 GPRS的 終 端 52 主 要 內(nèi) 容 移 動 通 信 之 路 移 動 通 信 的 電 波 傳 播 移 動 通 信 的 性 能 和 指 標 移 動 通 信 組 網(wǎng) 移 動 通 信 的 主 要 技 術(shù) GSM GPRSCDMA 移 動 通 信 的 未 來 53 CDMA什么是CDMA ？碼分多址(Code Division Multiple Access)技術(shù)：是一種數(shù)字擴頻技術(shù)采用1.23MHz的無線載波間隔多個用戶可同時占用1.23MHz無線載波同一載波資源內(nèi)不同的用戶通過分配不同的碼區(qū)分相同的載波能在相鄰小區(qū)或扇區(qū)使用 54 CDMA 用 戶 1 用 戶 2 用 戶 3 用 戶 1用 戶 2用 戶 3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：AMPS、TACS業(yè)務(wù)信道在不同時間分配給不同用戶如：DAMPS、GSMFDMA TDMA CDMA用戶1用戶2用戶3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 55 CDMA 多個用戶使用不同的語言（符號代碼）同時通話，音量足夠小時互相之間不影響正常通話，某個用戶音量過大將導(dǎo)致其它用戶的通話無法進行。 56 CDMA擴 頻 DATA(9.6 Kbps) DATA(9.6 Kbps) 10 KHz 1.25 MHz 1.25 MHz 10 KHz ENCODING Turbo卷積碼; Turbo卷積碼：Turbo幀結(jié)構(gòu)無線幀 10ms無線幀 5/20ms無線幀 10ms功率控制1500Hz 800Hz 200Hz 65 未 來 移 動 通 信q多 功 能q高 速 率q全 IPq實 現(xiàn) 任 何 人 、 任 何 時 間 、 任 何 地 方 、同 任 何 人 實 現(xiàn) 任 何 方 式 的 通 信 。