移動通信基礎知識

基礎知識培訓教材移動通信基礎知識深圳* *通信有限公司第壹章簡介1.1移動通信概述隨著社會的進步，經濟和技術的發展，特別是計算機、程控交換和數字通信的發展，近年來，移動通信系統以其顯著的特點和優越的性能得到了迅速發展，在社會的各個方面得到了應用。到目前為止，全球移動用戶超過65438人。無線通信的發展潛力大於有線通信。它不僅提供普通的電話服務功能，還可以提供或將提供多種服務來滿足用戶的需求。移動通信的主要目的是實現任何時間、任何地點、任何通信對象之間的通信。從通信網絡的角度來看，移動網絡可以看作是有線通信網絡的延伸，由無線和有線兩部分組成。無線部分提供對用戶終端的接入，使用有限的頻率資源在空中可靠地傳輸語音和數據；有線部分完成網絡功能，包括交換、用戶管理、漫遊、認證等。，形成PLMN公眾陸地移動通信網。從陸地移動通信的具體形式來看，主要有模擬移動通信和數字移動通信兩種。移動通信系統從20世紀40年代開始發展。按其發展歷程和方向可分為三個階段:1.1第壹代——模擬蜂窩通信系統第壹代移動電話系統采用了蜂窩組網技術，蜂窩的概念由貝爾實驗室提出，70年代世界許多地方都在研究蜂窩。當第壹個試驗網絡在芝加哥開通時，美國的第壹個蜂窩系統AMPS(高級移動電話服務)於1979年成為現實。目前國際上比較實用的大容量系統主要有:(1)AMPS；在北美；(2)北歐的NMT-450/900；(3)TACS；在英國；其工作頻段都在450MHz和900MHz左右，載頻間隔在30kHz以下。鑒於移動通信用戶的特點，壹個移動通信系統不僅要滿足區內、跨區、跨局的自動頻道轉移功能，還要具有處理漫遊用戶呼叫(包括主叫和被叫)的功能。因此，移動通信系統不僅希望與公共網絡有壹個開放的標準接口，還需要壹個開放的開發接口。由於移動通信是以固定電話網為基礎的，由於各種模擬通信移動網的構成差異很大，總容量受到很大限制。鑒於模擬移動通信的局限性，雖然模擬蜂窩移動通信系統在近幾年仍將以壹定的速度發展，但它有以下致命弱點:a)系統間沒有公共接口。2 B)不能適應數字固網的快速發展，難以開展數字承載業務。c)頻率利用率低，不能滿足大容量的要求。d)安全性。利用率低，容易被竊聽，容易成為“假機”。這些致命的弱點將阻礙其進壹步發展，因此模擬蜂窩移動通信將逐漸被數字蜂窩移動通信所取代。然而，模擬系統中的網絡技術仍將應用於數字系統中。1.1.2第二代數字蜂窩移動通信系統由於TACS等模擬系統的種種缺點，在90年代開發了壹種數字傳輸、時分多址和窄帶碼分多址的移動電話系統，稱為第二代移動電話系統。代表產品分為兩類:1.1.2.1 TDMA系統。TDMA系列中比較成熟、最具代表性的系統有:泛歐GSM、美國D-AMPS、日本PDC。(1)D-AMPS由美國電子工業協會EIA於1989年開發，並於1993年正式投入商用。由AMPS的基本商轉化而來，兼容數字和模擬，基站和移動臺更復雜。(2)日本JDC(現更名為PDC)技術標準於1990年制定，1993年開始使用，僅供國內使用。(3)歐洲郵電聯盟CEPT移動通信任務組(SMG)於1988年制定了GSM的第壹階段標準phase1，工作頻段約為900MHz，1990年投入商用。同年，在英國的要求下，產生了工作頻段為1800MHz的GSM規範。以上三款產品的相似之處是數字化、時分多址、比第壹代更好的語音質量、保密性好、數據傳輸和自動漫遊。這三種不同的系統各有各的優點。PDC系統頻譜利用率高，D-AMPS系統容量最大，但GSM技術最成熟，基於OSI，技術標準開放，發展規模最大。1.1.2.2 N-CDMA系統N-CDMA(碼分多址)系列主要基於高通開發的IS-95 N-CDMA(窄帶CDMA)。北美數字蜂窩系統規範由美國電信工業協會制定，1987開始系統研究，1990被美國電子工業協會接受。因為北美有統壹的AMPS仿真系統，所以系統是按照雙模設計的。然後頻帶擴展到1900MHz，也就是基於N-CDMA的PCS1900。3 1.1.3第三代-IMT-2000隨著用戶的不斷增長和數字通信的發展，第二代手機系統逐漸顯示出其不足。首先，頻帶太窄，無法提供高速數據、慢速圖像和電視圖像等各種寬帶信息服務。其次，GSM雖然號稱“全球通”，但並未能實現真正的全球漫遊，尤其是在手機用戶較多的國家，如美國、日本等，並未得到廣泛應用。隨著科學技術和通信服務的發展，需要的將是壹個集成現有移動電話系統的功能並提供各種服務的綜合服務系統。因此，國際電聯要求第三代移動通信系統，即IMT-2000，在2000年實現商用。其關鍵特征如下:(1)它包括各種系統；(2)世界範圍設計的高度壹致性；(3)IMT-2000和固定網絡中的業務之間的兼容性；(4)高質量；(5)全世界都在使用小型便攜式終端。第三代移動通信系統的代表技術:主要有兩個標準:(1)高通提出的向後兼容IS-95系統的寬帶cdmaOne提案。建議采用多級DS-CDMA，射頻信道帶寬為1.25/10/20MHz，PN碼片速率為1.288/3.6864/7.3728/14.7456 Mbps..采用多級的目的是將5MHz分成三個通道，帶寬為1.25MHz，便於IS-95的後向兼容，可以共享，也可以重疊。美國正在考慮在IMT-2000網絡的發展目標中支持以寬帶分組交換網絡為核心，將目前功能分層的網絡模型轉變為端到端的客戶機-服務器模型。(2)專門制定向下兼容GSM系統的UMTS標準，包括兩個子方案:？日本的W-CDMA日本最大的移動電話運營商NTT DoCoMo提出了相幹多速率寬帶CDMA(W-CDMA)。因為日本的第二代移動電話系統還沒有成為全球標準，所以日本決心在第三代IMT-2000網絡技術方案上走全球合作的道路。在支持ITU的IMT-2000族和接口概念的基礎上，參照無線傳輸技術的合作模式，支持歐洲的GSM UMTS的網絡概念。目前愛立信等公司正在與NTT DoCoMo合作，* * *提出無線傳輸技術采用W-CDMA，4核網絡采用GSM網絡平臺，目的是從GSM向第三代IMT-2000演進。？歐洲的TD-CDMA西門子和歐洲的阿爾卡特都提出了TD-CDMA。這個方案結合了FDMA/TDMA/CDMA。其特點是信道間隔擴展至1.6MHz，但幀結構和時隙結構與GSM相同，擴展因子為16，每個時隙可支持8個用戶。由於每個時隙只有8個用戶(碼點)，可以采用聯合檢測，這樣就不需要快速功率控制，減少了符號間幹擾，還可以采用時分雙工(TDD)。移動臺將采用雙模手機，在網絡和信令層兼容GSM。該方案有利於GSM向第三代的平滑過渡，因此得到了許多GSM供應商的支持。IMT-2000的頻譜分配:1992世界無線電控制大會規定IMT-2000的頻譜分配如下:上行頻段:1885 ~ 2025 MHz；下行頻段:2110 ~ 2200 MHz；移動衛星業務頻段:1980 ~ 2010 MHz；2170 ~ 2200 MHz；從上面的分配可以看出，上行和下行的頻帶是不對稱的，所以有些系統提出使用不對稱的頻帶在TDD模式下提供服務。但是在IMT-2000的頻譜分配上，不同的國家和地區有不同的考慮，不可能完全按照這個頻譜安排。1.2移動通信的特點:只要雙方中有壹方處於移動狀態，就構成了移動通信模式。移動通信是有線通信的延伸。與有線通信相比，具有以下特點:1。終端用戶的移動性:移動通信的主要特點是用戶的移動性，用戶需要隨時知道自己當前的位置，才能完成通話和連接的功能；用戶在通話過程中的移動性也涉及到頻道的切換。2.無線接入方式:移動用戶與基站系統之間采用無線接入方式，頻率資源的限制，用戶與基站系統之間信號的幹擾(頻率利用，建築物的影響，信號衰減等。)，以及安全保護(認證、加密等)。)的信息(信令、數據、會話等)。).3.漫遊功能:移動通信網之間的自動漫遊，移動通信網與其他網絡(公用電話網、綜合業務數字網、數據網、專網、現有移動通信網等)的互通。)，實現各種業務功能(電話業務、數據業務、短信業務、智能業務等)。).