移动通信基础培训.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,福建公司,1,内容介绍,第1章,移动通信基本概念,第2章,移动通信,技术演进,第,3,章,CDMA_1x,基本原理,第,4,章,EVDO,基本原理,第,5,章,LTE,基本原理,第,6,章 终端介绍,第,7,章 总结,2,移动通信网络的,组成,BTS,Um,AT,BTS,Um,AT,BTS,Um,AT,BSC/PCF,MSCe,MGW,MSC/HLR/VLR,PDSN,HA,AAA,AN-AAA,Internet,PLMN/PSTN,Abis,A1/A2,A2p,A1p,A10/A11,A12,A13/A16A17/A18,接入侧,分组域,电路域,Other BSC,A8/A9,RAN,AT,：移动台,BTS,：基站,BSC,：基站控制器,RAN,：无线接入网,PCF,：分组控制功能,PDSN,：分组数据控制节点,AN AAA,：,接入网鉴权/认证/计费,服务器,MSC:,移动交换中心,HLR:,归属位置寄存器,VLR:,拜访位置寄存器,HA:,家乡代理,3,无线电波,无线电波,什么叫无线电波？无线电波是一种能量传输,形式，他是以交替的电场和磁场的方式向前传播的。电场,和磁场在空间是相互垂直的，同时这两者又都垂直于传播方向。,而无线通信，则是把需要传播的信息，调制在这个电磁波上，以实现信息的传输。,4,无线信号的传播,无线信号的传播损耗主要来自,3,个方面：,1,、路径损耗：慢衰落,2,、多径损耗：快衰落,3,、穿透损耗,5,路径损耗,路径损耗受以下因素影响：,6,多径损耗,由于电波通过各个路径的距离不同，因而各个路径来的反射波到达时间不同，相位也就不同。不同相位的多个信号在接收端迭加，有时迭加而加强（方向相同），有时迭加而减弱（方向相反）。这样，接收信号的幅度将急剧变化，即产生了,快衰落,。,7,穿透损耗,穿透损耗主要受两个影响：,材质,频率：频率越高，损耗越大,材质,900M,1800M,木板隔墙,0.3,2.0,玻璃门,2.3,2.5,玻璃幕墙,2.3,4.5,砖墙石板墙,16.3,28.5,电梯门,27.0,32.0,钢筋水泥墙,24.3,45.0,混凝土天花板,15.0,23.0,8,无线容量,带宽也大，速率越高,信噪比越高，速率越高,9,移动通信的工作方式,单工方式：,指两台通信设备间数据只能在一个方向上传送。在单工模式下，两台通信设备中一台为发送设备，另一台必为接收设备。它们之间有一条通信链路就够了。,比如广播。,半双工方式：,指两台相互通信的通信设备均具有收发数据的能力。但在某一时间内他们只能执行一种操作，不能同时执行收发两种操作。,比如对讲机。,全双工方式：,指两台相互通信的通信设备可以同时发送和接收数据。即数据同时可以在两个方向上传送，所以他们之间至少需要两条通信线路。,比如手机。,10,双工方式,时分双工：,无需成对频谱资源、适合非对称业务、上下行特性相同（小灵通）,频分双工：,时间同步要求低（对于码分多址系统需要时间同步）、上下行干扰小（,CMDA,）,11,多址方式（,1/2,）,模拟通信,GSM/PHS CDMA LTE,12,多址方式（,2/2,）,13,内容介绍,第1章,移动通信基本概念,第2章,移动通信,技术演进,第,3,章,CDMA_1x,基本原理,第,4,章,EVDO,基本原理,第,5,章,LTE,基本原理,第,6,章 终端介绍,第,7,章 总结,14,移动通信技术演进,15,标准化组织,3GPP,3GPP,是针对,GSM,手机，扩展名为,.3gp,。第三代合作伙伴计划,(3rdGenerationPartnershipProject,，即,3GPP),是一个成立于,1998,年,12,月的标准化机构。目前其成员包括欧洲的,ETSI,、日本的,ARIB,和,TTC,、中国的,CCSA,、韩国的,TTA,和北美的,ATIS,。,3GPP,它致力于,GSM,到,UMTS(WCDMA),的演化，虽然,GSM,到,WCDMA,空中接口差别很大，但是其核心网采用了,GPRS,的框架，因此仍然保持延续性。,3GPP2,3GPP2,是针对,CDMA,手机，扩展名为,.3g2,。第三代合作伙伴计划,2(3rdGenerationPartnershipProject2,，即,3GPP2),建立于,1998,年,12,月，成员包括：,TIA(,北美,),、,CCSA(,中国,),、,ARIB/TTC(,日本,),和,TTA(,韩国,),。,3GPP2,是从,2G,的,CDMAOne,或者,IS-95,发展而来的,CDMA2000,标准体系的标准化机构，它受到拥有多项,CDMA,关键技术专利的高通公司的较多支持。,3GPP,和,3GPP2,两者实际上存在一定竞争关系,而,WIMAX,则是由,IEEE,（电气和电子工程师协会）提出的。,ITU,：国际电联,IMT2000,：第三代移动通信，由,ITU,提出。其中,2000,的含义有三个：在公元,2000,年左右开始使用；在,2000MHz,左右的频率上使用；支持的业务速率可以达到,2Mbps,以上。,16,速率对比,时代,制式,运营商,语音,理论下行速率,备注,1G,模拟,移动,支持,不支持,2G,IS95A,原联通,支持,14.4kbps,GSM,移动,/,联通,支持,14.4kbps,2.5G,CDMA20001X,电信,支持,153.6kbps,一个扇区最多支持,2,个,153.6k,用户,GPRS,移动,/,联通,支持,107.2kbps,8,时隙捆绑,2.75G,EDGE,移动,/,联通,不支持,384kbps,3G,EVDO_,rev,A,电信,不支持,3.1Mbps,载波带宽,1.25MHz*2,TD-SCDMA,移动,支持,2.8Mbps,载波带宽,1.6MHz,WCDMA,联通,支持,7.2Mbps,载波带宽,5MHz*2,，,HSPA,：,14.4Mbps,；,HSPA+,：,21.6Mbps,；双载波,HSPA+,：,42Mbps,4G,FDD_LTE,电信,/,联通,VOLTE,150Mbps,20MHz,带宽，,cat4,终端,4G,TDD_LTE,移动,VOLTE,100Mbps,17,内容介绍,第1章,移动通信基本概念,第2章,移动通信,技术演进,第,3,章,CDMA_1x,基本原理,第,4,章,EVDO,基本原理,第,5,章,LTE,基本原理,第,6,章 终端介绍,第,7,章 总结,18,CDMA,优点,通话质量好,功率低，绿色环保,保密性好,19,CDMA,优点,通话质量好,语音质量,噪声抑制,可变速率编码,高效的编码方式,软切换,话音质量,(MOS,得分,),64k,PCM,13k,GSM,8k,CDMA,13k,CDMA,8kEVRC,CDMA,CDMA,：小区,/,扇区切换采用软,/,更软切换切换是先接续再中断服务质量高,有效减低掉,话。对于软切换的,2,路信号，采用最大比合并，约有,3dB,的系统增益。,其他无线系统：小区,/,扇区切换采用硬切换切换是先中断再接续容易产生掉话,采用独特的软切换技术，降低了掉率,CDMA,优点,软切换,CDMA,优点,功率低,话音激活,功率控制,低功率,CDMA,优点,功率控制,功率控制的目的,克服远近效应,基站从各个移动台收到功率相同,减少干扰,可接受条件下，功率最小,CDMA,是一个自干扰的系统，限制,CDMA,容量的因素是总干扰。,当达到以上条件是，系统容量最大：,CDMA,优点,保密性,保密性,扩频通信,码分多址,功率控制,信号强度变换快（频率,800HZ,），无法对空中信号进行锁定,CDMA,优点,扩频通信,CDMA,优点,扩频通信,CDMA,优点,扩频通信,CDMA,优点,码分多址,发端,终接端,扩频序列,扩频序列,输入数据,(,基带,),恢复出的数据,(,基带,),扩频后的数据流,(,基带信号,+,扩频序列,),只有在收、发端使用相同的扩频码，才能将正确、完整的信息恢复出来,CDMA,优点,码分多址,扩频码是具有正交特性的伪随机序列,Cell,每种扩频序列在前向链路和反向链路上具有不同的用途,但这些序列在两个方向上均用于生成用户的码分信道,沃氏码,短码,序列,长码,序列,序列类型,互相正交,除,0,偏置外正交,近似正交,特性,64,2,1,数量,64 chips,1/19,200 sec.,32,768 chips,26-2/3 ms,75x in 2 sec.,2,42,chips,41 days,长度,正交调制,四相扩频,(0,偏置,),区分用户,反向链路,功能,用户识别,区分基站和扇区,数据扰码,前向链路功能,I,Q,32,768 chips long,26-2/3 ms.,(75 repetitions in 2 sec.),64codes,64 chips long,AND,=,S,U,M,Modulo-2 Addition,CDMA,优点,码分多址,其他优点,覆盖范围大，是,GSM,的,2,倍，得益于,CDMA,对信噪比要求低,频谱效率高，是,GSM,的,4,倍，能容纳更多的用户或更高的速率。,31,内容介绍,第1章,移动通信基本概念,第2章,移动通信,技术演进,第,3,章,CDMA_1x,基本原理,第,4,章,EVDO,基本原理,第,5,章,LTE,基本原理,第,6,章 终端介绍,第,7,章 总结,EVDO,的演进,EVDO,：提供高速无线数据，,QoS,保障，提供,VoIP,EVDV,：语音与数据混合，实现困难。,EVDO,与,1X,的区别,EVDO,1X,速率,下行,3.1Mbps,上行,1.8Mbps,下行,153.6kbps,上行,153.6kbps,功率控制,前向满功率发射，,反向功控,前反向均有功率控制,切换方式,硬切换,软切换,多址方式,前向时分，反向码分,前、反均是码分,34,EVDO,关键技术,时分复用,不同的前向信道分时共享每个时隙，每种信道满功率发射。,不同用户分享系统的时隙资源，在每个时隙内，系统只为特定的用户服务。,避免同扇区多用户干扰和高低速用户分享系统功率导致的资源利用率下降。,35,EVDO,关键技术,多用户调度,36,EVDO,关键技术,自适应编码,37,EVDO Rev.0,关键技术,多用户调度,时间轮询调度算法,最大载干比调度算法,比例公平调度,算法（兼顾信号质量以及之前已获得的吞吐量）,基本原理,：,38,EVDO,关键技术,前向包分片传送交叉,如果传送某个现象物理层数据包需要多个时隙，则系统不会使用连续的时隙。,系统传送的数据包方式见下图，同一个包的数据在切分后，每隔,3,个时隙传送一个片段；直至接收者终止或所有片段传送完毕。,39,EVDO,关键技术,混合自动重传技术（,HARQ,）,40,EVDO,关键技术,虚拟软切换,EVDO,系统的软切换和,1X,不同，,EVDO,前向只支持虚拟软切换。其特点如下：,前向，,AT,在某个时刻只能从一个,AP,接受业务数据；,反向，,AT,的反向数据被激活集里的所有,AP,接收。,当,AT,从某个,AP,接收前向数据时，监听激活集中其他,AP,的导频和,MAC,信道；,AT,比较激活集中各,AP,的,SNR,值，并且总是选择,SNR,最好的一个,AP,接收前向数据。,41,EVDO,关键技术,反向速率控制,AT,根据激活集中每个扇区,RA,信道中,RAB,值动态调整反向速率。,速率转移过程见下图：,反向速率调整原理：,AT,采用逻辑或运算合并所有,RA,信道的,RAB,。,如果合并后,RAB=1,，,AT,以概率,qn,降低速率到低一级速率；,如果合并后,RAB=0,，,AT,以概率,pn,升高速率到高一级速率；,pn,和,qn,称为转移概率参数，共,8,个，,AT,在进行系统配置时获得。,42,内容介绍,第1章,移动通信基本概念,第2章,移动通信,技术演进,第,3,章,CDMA_1x,基本原理,第,4,章,EVDO,基本原理,第,5,章,LTE,基本原理,第,6,章 终端介绍,第,7,章 总结,LTE,发展驱动,语音收入下降,增加收入：提升带宽，引入新业务，增加业务量,LTE,成本,现网成本,网络成本高,降低成本：降低数据业务每,bit,成本，增加收益,WiMAX,LTE,WiMAX,的领先,应对竞争：应对,WiMAX,阵营的竞争,44,LTE,基本概念,45,LTE,网络架构,46,LTE,核心技术,47,LTE,核心技术,48,LTE,核心技术,49,LTE,核心技术,50,FDD,与,TDD,对比,FDD,与,TDD,对比,（,1,）,TDD,上下行使用同一频率，信道特性一样，方便上下行链路预算、以及信道估算，从而实现较为精确的功率控制和覆盖控制。而,FDD,由于上下行频率间隔大，无法实现。,（,2,）,TDD,系统需要严格的时间同步，由于上下行时间间隔的缘故，基站覆盖半径明显小于,FDD,基站。否则，小区边缘的用户信号到达基站时会不能同步。,（,3,）,TDD,技术可以灵活的设置上行和下行转换时刻，用于实现不对称的上行和下行业务带宽，有利于实现明显上下行不对称的互联网业务。但是，这种转换时刻的设置必须与相邻基站协同进行。,（,4,）与,FDD,相比，,TDD,可以使用零碎的频段，因为上下行由时间区别，不必要求带宽对称的频段。,（,5,）移动台移动速度受限制。在高速移动时，多普勒效应会导致快衰落，速度越高，衰落变换频率越高，衰落深度越深，因此必须要求移动速度不能太高。例如在使用了,TDD,的,TD-SCDMA,系统中，在目前芯片处理速度和算法的基础上，当数据率为,144kb/s,时，,TDD,的最大移动速度可达,250km/h,，与,FDD,系统相比，还有一定差距。一般,TDD,移动台的移动速度只能达到,FDD,移动台的一半甚至更低。,（,6,）发射功率受限。如果,TDD,要发送和,FDD,同样多的数据，但是发射时间只有,FDD,的大约一半，这要求,TDD,的发送功率要大。当然同时也需要更加复杂的网络规划和优化技术。,FDD,与,TDD,频谱划分,运营商,FDD,TDD,电信,1765-1780/1860-1875,1920-1940/2110-2130,共,35M,2370-2390,2635-2655,共,40M,移动,无,1880-1900,2320-2370,2575-2635,共,130M,联通,1755-1765/1850-1860,共,10M,2300-2320,2555-2575,共,40M,53,内容介绍,第1章,移动通信基本概念,第2章,移动通信,技术演进,第,3,章,CDMA_1x,基本原理,第,4,章,EVDO,基本原理,第,5,章,LTE,基本原理,第,6,章 终端介绍,第,7,章 总结,54,中国电信,LTE,终端要求：手机,制式,频段,Band,CDMA,800M,0,GSM,1.9G,2,1.8G,3,900M,8,WCDMA,2.1G,1,1.9G,2,850M,5,LTE,FDD,2.1G,1,1.8G,3,LTE,TDD,2.6G,41,模式,：,2000,元以上：,5,模,7,频，,LTE FDD/LTE TDD/CDMA2000/WCDMA/GSM,，,WCDMA,和,GSM,用于国际漫游,2000,元以下：,4,模,6,频，,LTE FDD/LTE TDD/CDMA2000/GSM,，,GSM,用于国际漫游,频段,：,语音方案：,SVLTE,或,SRLTE,55,55,中国移动,LTE,终端要求：手机,模式,：,5,模,10,频，,LTE FDD/LTE TDD/TD-SCDMA/WCDMA/GSM,十个频段涵盖,：,语音方案：,CSFB,或,SGLTE,制式,频段号,LTE TDD Band,38/39/40/41,LTE FDD Band,3/7,TD-SCDMA Band,34/39,WCDMA Band,1/2/5,GSM Band,2/3/5/8,中国联通,LTE,终端要求：手机,模式,：,中国联通必选支持,TD-LTE/LTE FDD/WCDMA/GSM,56,制式,频段号,LTE TDD Band,40/41,LTE FDD Band,1,WCDMA Band,1,GSM Band,0-124,或,512-885,频段号：,电信互操作方案,数据：,4G,在无覆盖区域，回落,3G,。采用非优化方案，网络升级改造小，只需要将,AN,和,PDSN,进行升级改造，不需要增加额外设备。,语音：,57,58,内容介绍,第1章,移动通信基本概念,第2章,移动通信,技术演进,第,3,章,CDMA_1x,基本原理,第,4,章,EVDO,基本原理,第,5,章,LTE,基本原理,第,6,章 终端介绍,第,7,章 总结,三家运营商网络优劣势对比,59,运营商,2G,3G,4G,电信,CDMA,技术，绿色环保，保密性好，通话质量好,频段低，广覆盖好,FDD,，频段资源较联通多，峰值速率高。且终端产业链完善,移动,GSM,，站址多，覆盖好，但为了满足高话务需求，采用半速率话音发送，音质差,覆盖差,采用,TDD,，频段资源丰富,联通,GSM,，覆盖不如电信,速率高,3G,标准也是,3GPP,，与,4G,相同。兼容性好，特别是在回落,3G,感知方面，较电信好。,注意事项,60,（,1,）速率单位是,bps,，换算成我们电脑上习惯的下载速率,Bps,要除以,8,。,（,2,）理论速率，是指空口速率物理层，包括了包头、循环校验等开销，映射到应用层也就,70%80%,的速率。,（,3,）理论速率是指信号质量好，网络空载的单用户速率。如果用户所处的位置信号差，或者扇区用户多，速率达不到。,（,4,）速率与用户等级有关，目前普通用户都一样。但,LTE,在,QoS,保障这块，较,3G,完善许多，可以对不同用户提供不同的服务质量,（,5,）速率与终端性能有关。一是与终端协议版本，二是,CPU/,内存。,3G,，,EVDO rev0,，峰值速率就是,2.4Mbps,，,relA,才是,3.1M,。,LTE,终端等级如下：,等级,CAT,1,CAT,2,CAT,3,CAT,4,CAT,5,CAT,6,CAT,7,CAT,8,下行（,mbps,）,10,50,100,150,300,300,300,3000,上行（,mbps,）,5,25,50,50,75,50,150,150,下行调制,64QAM,上行调制,16QAM,64QAM,16QAM,64QAM,61,谢谢,!,