《移動通信技術(shù)》教學PPT課件

《移動通信技術(shù)》教學PPT課件,移動通信技術(shù),移動,通信,技術(shù),教學,PPT,課件 南京信息職業(yè)技術(shù)學院 移動通信技術(shù)移動通信技術(shù)通信學院移動教研室第第1章章 概述概述1 第第4章章 移動通信系統(tǒng)移動通信系統(tǒng)4第第2章章 天線與電波傳播天線與電波傳播2 第第5章章 GSM系統(tǒng)規(guī)劃與優(yōu)化系統(tǒng)規(guī)劃與優(yōu)化5第第3章章 移動通信基本技術(shù)移動通信基本技術(shù)3 第第6章章 CDMA系統(tǒng)規(guī)劃與優(yōu)化系統(tǒng)規(guī)劃與優(yōu)化6 第第7章章 增強覆蓋系統(tǒng)增強覆蓋系統(tǒng)77移動通信技術(shù) 目目 錄錄2第4章 移動通信系統(tǒng) 目目 錄錄4.1 第一代移動通信系統(tǒng)第一代移動通信系統(tǒng)14.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)224.3 第三代移動通信系統(tǒng)第三代移動通信系統(tǒng)3第第4章章 移動通信系統(tǒng)移動通信系統(tǒng)AMPSTACSNMT其它GSMGSMCDMA CDMA IS95IS95TDMATDMAIS-136IS-136PDCPDC第一代 80年代模擬第二代 90年代數(shù)字第三代 IMT-2000UMTSUMTSWCDMAWCDMACDMACDMA20002000需求驅(qū)動需求驅(qū)動需求驅(qū)動需求驅(qū)動模擬技術(shù)數(shù)字技術(shù)語音業(yè)務寬帶業(yè)務TD-TD-SCDMASCDMA采用了蜂窩組網(wǎng)技術(shù)模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)主要有：（1）北美的AMPS；（2）北歐的NMT-450/900；（3）英國的TACS；特點：FDMA、模擬調(diào)制、語音業(yè)務。我國我國TACS制式：制式：A系統(tǒng)（摩托羅拉網(wǎng)）系統(tǒng)（摩托羅拉網(wǎng)）B系統(tǒng)（愛系統(tǒng)（愛 立立 信信 網(wǎng)）網(wǎng)）4.1 第一代移動通信系統(tǒng)第一代移動通信系統(tǒng)4.1 第一代移動通信系統(tǒng)第一代移動通信系統(tǒng)結(jié)論：各種系統(tǒng)差異較多，互不兼容，移動用戶無法在各種系統(tǒng)之間實現(xiàn)漫游。新的矛盾：1 各個國家無法實現(xiàn)漫游。2 數(shù)據(jù)承載業(yè)務很難開展。3 頻譜利用率低，無法適應大容量的需求。4 安全性差。以以GSM為代表的第二代移動蜂窩系統(tǒng)為代表的第二代移動蜂窩系統(tǒng)4.1 第一代移動通信系統(tǒng)第一代移動通信系統(tǒng) 90年代開發(fā)出了以數(shù)字傳輸、時分多址和窄帶碼分多址為主體的移動電話系統(tǒng)，稱之為第二代移動電話系統(tǒng)。代表產(chǎn)品分為兩類：TDMA系統(tǒng) N-CDMA系統(tǒng)4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)泛歐GSM美國D-AMPS日本PDC高通公司為首研制的基于IS-95的N-CDMA分析：請對比分析：請對比1G，給出，給出2G的特點。的特點。日日 期期 成成 果果 1982年“移動通信特別組”在歐洲郵政與電信大會(CEPT)內(nèi)成立 1986年 在巴黎，對歐洲各國經(jīng)大量研究和實驗后所提出的八個建議系統(tǒng)進行現(xiàn)場試驗1987年 在1986年的基礎上,選擇了主要無線傳輸技術(shù) 1988年 18個國家簽署諒解備忘錄,承諾實施GSM900規(guī)范1989年 GSM成立歐洲電信標準協(xié)會的一個技術(shù)委員會 1990年 第一階段GSM 900規(guī)范(1987-1990年制定)被凍結(jié),開始DCS1800的修改 1991年 GSM系統(tǒng)正式在歐洲問世，網(wǎng)路開通運行，移動通信跨入第二代1992年GSM正式定名為“全球移動通信系統(tǒng)”(Global System for Mobile Communications)1992年 歐洲各大GSM900營運者開始商業(yè)營運 4.2.1 GSM4.2.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng)4.2.1.1 發(fā)展歷程發(fā)展歷程4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)BSSNSS4.2.1.2 網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)?相關(guān)英文簡寫：相關(guān)英文簡寫：MS：Mobile Station 移動臺BSS：Base Station Subsystem 基站子系統(tǒng)NSS：Network and Switching Subsystem 網(wǎng)絡交換子系統(tǒng)OMC：Operation and Maintenance Center 操作維護中心MSC：Mobile Switching Center 移動交換中心VLR：Visitor Location Register 訪問位置寄存器HLR：Home Location Register 原籍位置寄存器AUC：Authentication Center 鑒權(quán)中心EIR：Equipment Identification Register 移動設備識別寄存器BSC：Base Station Controller 基站控制器BTS：Base Transceiver Station 基站收發(fā)信臺 4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)移動臺（移動臺（MSMS）基站子系統(tǒng)基站子系統(tǒng)BSS是是GSM系統(tǒng)中與無線蜂窩方面系統(tǒng)中與無線蜂窩方面關(guān)系最直接的基本組成部分關(guān)系最直接的基本組成部分.通過無線接口直接與移動臺相連，負責無線發(fā)送通過無線接口直接與移動臺相連，負責無線發(fā)送接收和無線資源的管理接收和無線資源的管理.它與它與NSS相連，實現(xiàn)移動用戶間或移動用戶與固相連，實現(xiàn)移動用戶間或移動用戶與固定網(wǎng)路用戶之間的通信連接，傳送系統(tǒng)信息和用定網(wǎng)路用戶之間的通信連接，傳送系統(tǒng)信息和用戶信息等戶信息等.與操作支持子系統(tǒng)與操作支持子系統(tǒng)OSS之間實現(xiàn)互通之間實現(xiàn)互通基站子系統(tǒng)（基站子系統(tǒng)（BSSBSS）基站控制器（基站控制器（BSCBSC）基站收發(fā)信臺（基站收發(fā)信臺（BTSBTS）網(wǎng)絡子系統(tǒng)（網(wǎng)絡子系統(tǒng)（NSS）是整個系統(tǒng)的核心，）是整個系統(tǒng)的核心，它對它對GSM移動用戶之間及移動用戶與其它通移動用戶之間及移動用戶與其它通信網(wǎng)用戶之間通信起著交換、連接與管理的信網(wǎng)用戶之間通信起著交換、連接與管理的功能功能.主要負責完成呼叫處理、通信管理、移動管主要負責完成呼叫處理、通信管理、移動管理、部分無線資源管理、安全性管理、用戶理、部分無線資源管理、安全性管理、用戶數(shù)據(jù)和設備管理、計費記錄處理、公共信道、數(shù)據(jù)和設備管理、計費記錄處理、公共信道、信令處理和本地運行維護等信令處理和本地運行維護等網(wǎng)絡子系統(tǒng)（網(wǎng)絡子系統(tǒng)（NSSNSS）移動交換中心（移動交換中心（MSCMSC）訪問位置寄存器（訪問位置寄存器（VLRVLR）歸屬位置寄存器（歸屬位置寄存器（HLRHLR）鑒權(quán)中心（鑒權(quán)中心（AUCAUC）設備識別寄存器（設備識別寄存器（EIREIR）GSMGSM主要接口主要接口UmUm接口接口A A接口接口AbisAbis接口接口NSSNSS內(nèi)部接口內(nèi)部接口1、工作頻段上行（移動臺發(fā)送，基站接收）頻率范圍：890MHz915MHz下行（基站發(fā)送，移動臺接收）頻率范圍：935MHz960MHz01240124915MHz935MHz960MHzUPLINKDOWNLINK890MHz4.2.1.3 GSM4.2.1.3 GSM系統(tǒng)的無線技術(shù)系統(tǒng)的無線技術(shù)雙工間隔為45MHz工作帶寬為25MHz載頻間隔為200kHz頻道序號為1124，共124個頻點 4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng) 頻道序號和頻點標稱中心頻率的關(guān)系為：fl（n）=8900.2n（MHz），上行 fh（n）=fl（n）45（MHz），下行 其中1n124，n為頻道序號，或稱絕對射頻信道號（ARFCN）01240124915MHz935MHz960MHzUPLINKDOWNLINK4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng) 2、多址方案 在GSM 系統(tǒng)中，每個小區(qū)含有多個載頻，每個載頻上含有8個時隙，因此GSM 系統(tǒng)是FDMA/TDMA的接入方式。4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng) 3、GMSK調(diào)制 GMSK是一種特殊的數(shù)字FSK調(diào)制方式，調(diào)制速率為270.833千波特。在GSM中，使用高斯預調(diào)制濾波器進一步減小調(diào)制頻譜，它可以降低頻率轉(zhuǎn)換速度。4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng) 4、信道編碼 GSM中使用的信道編碼有卷積碼和分組碼。卷積碼主要用于糾錯，分組碼主要用于檢測和糾正成組出現(xiàn)的錯碼，通常與卷積碼混合使用。無線通信的突發(fā)誤碼的產(chǎn)生，常常是因為持續(xù)時間較長的衰落引起的，如果只依靠上述的信道編碼方式來檢錯和糾錯是不夠的。為了更好地解決這類誤碼問題，在系統(tǒng)中采用信道交織技術(shù)。4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng) 5、跳頻技術(shù) 數(shù)字移動通信系統(tǒng)中，為了提高系統(tǒng)抗干擾能力，常用到擴頻技術(shù)，其中包括直擴方式和跳頻方式，在GSM系統(tǒng)中采用的是跳頻方式。引入跳頻的原因有兩個。第一是基于頻率分集的原理，用于對抗瑞利衰落，通過跳頻，突發(fā)脈沖不會被瑞利衰落以同一種方式破壞。第二是基于干擾源特性。引入跳頻使得它可以在一個可能干擾小區(qū)的許多呼叫之間分散干擾，而不是集中在一個呼叫上。4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng) 6、功率控制 功率控制可以分為上行功率控制和下行功率控制，上行和下行功率控制是獨立進行的。不論是上行功率控制還是下行功率控制，通過降低發(fā)射功率，都能夠減少上行或下行方向的干擾，同時降低手機或基站的功耗，表現(xiàn)出來的最明顯的好處就是：整個GSM網(wǎng)絡的平均通話質(zhì)量大大提高，手機的電池使用時間也大大延長。4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng) 7、非連續(xù)發(fā)送（DTX）話音傳輸有兩種方式：一種是無論用戶是否講話，話音總是連續(xù)編碼（每20ms一個話音幀）。另一種是非連續(xù)發(fā)送方式（DTX，Discontinuous Transmission）：在話音激活期進行13kbps編碼，在話音非激活期進行500bit/s編碼，每480ms傳輸一個舒適噪聲幀（每幀20 ms）。采用DTX方式有兩個目的，一是降低空中總的干擾電平，二是節(jié)約發(fā)射機的功率。4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng) 8、時間提前量傳播時延t傳播時延tTA這樣下去不行，得讓手機提前這樣下去不行，得讓手機提前一個一個TA值時間發(fā)給我！值時間發(fā)給我！隨著移動到基站的距離的變化，系統(tǒng)隨時向移動臺發(fā)送指令，指示移動臺需要提前發(fā)送的時間，這個過程也就是時間提前量的調(diào)整。4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)4.2.1.4 GSM4.2.1.4 GSM系統(tǒng)的區(qū)域覆蓋及編號計劃系統(tǒng)的區(qū)域覆蓋及編號計劃1 1、區(qū)域覆蓋、區(qū)域覆蓋4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)(1)GSM網(wǎng)路的最小不可分割的區(qū)域是由一個基站(全向天線)或一個基站的一個扇形天線所覆蓋的區(qū)域，或稱小區(qū)或小區(qū)或cellcell。(2)若干個小區(qū)組成一個位置區(qū)位置區(qū)(LAI),位置區(qū)的劃分是由網(wǎng)路運營者設置的。一個位置區(qū)可能和一個或多個BSC有關(guān)，但只屬于一個MSC。位置區(qū)信息存儲于系統(tǒng)的MSC/VLR中，系統(tǒng)使用位置區(qū)識別碼(LAI)識別位置區(qū)。(3)一個MSCMSC業(yè)務區(qū)業(yè)務區(qū)是其所管轄的所有小區(qū)共同覆蓋的區(qū)域，可由一個或幾個位置區(qū)組成。(4)PLMNPLMN（公用陸地移動通信網(wǎng)）業(yè)務區(qū)（公用陸地移動通信網(wǎng)）業(yè)務區(qū)是由一個或多個MSC業(yè)務區(qū)組成。每個國家有一個或多個。例如我國中國移動的全國GSM移動通信網(wǎng)絡，以網(wǎng)絡號“00”表示；中國聯(lián)通全國GSM移動通信網(wǎng)絡，網(wǎng)絡號用“01”表示。(5)GSMGSM業(yè)務區(qū)業(yè)務區(qū)是由全球各個國家的PLMN網(wǎng)路所組成的。4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng) 概念-位置區(qū) 為了確認移動臺的位置，每個GSM PLMN的覆蓋區(qū)都被分為許多個位置區(qū)，一個位置區(qū)可以包含一個或多個小區(qū)。網(wǎng)絡將存儲每個移動臺的位置區(qū)，并作為將來尋呼該移動臺的位置信息。對移動臺的尋呼是通過對移動臺所在位置區(qū)的所有小區(qū)尋呼實現(xiàn)的。在做網(wǎng)絡規(guī)劃時，對位置區(qū)的劃分相當重要，在劃分位置區(qū)過程中，應保證不會產(chǎn)生呼叫負荷過高的前提下，盡量使位置更新次數(shù)降低到最小。當移動臺更換位置區(qū)時，移動臺發(fā)現(xiàn)其存儲器中的LAI與接收到的LAI發(fā)生了變化，便執(zhí)行登記。這個過程叫“位置更新”，位置更新是移動臺主動發(fā)起的。4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng) 2、GSM系統(tǒng)的編號計劃 GSM網(wǎng)絡是比較復雜的，它包含無線、有線信道，并與其他網(wǎng)絡如PSTN、ISDN等網(wǎng)絡互相連接。為了將一次呼叫接續(xù)傳至某個移動用戶，需要調(diào)用相應的實體。因此，正確地尋址就非常重要，各種號碼就是用于識別不同的移動用戶、不同的移動設備以及不同的網(wǎng)絡。4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)MSISDN是是指指主主叫叫用用戶戶為為呼呼叫叫GSM PLMN中中的的一一個個移移動動用用戶戶所所需需撥撥的的號號碼碼，作作用用同同于于固固定定網(wǎng)網(wǎng)PSTN號碼號碼存存儲儲在在HLR和和VLR中中，在在MAP接接口口上上傳傳送送例例：13900188210MSISDN4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)CC：Country Code，國家碼，如中國為，國家碼，如中國為86。NDC：National Destination Code，國國內(nèi)內(nèi)接接入入號號，如如139、130等等。等等。SN：Subscriber NumberMSISDN的一般格式為的一般格式為86-139-H0 H1 H2 H3 ABCDCCNDCSNNational(significant)Mobile numberMobile station internationalISDN numberMSISDN4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)IMSI是是GSM系系統(tǒng)統(tǒng)分分配配給給移移動動用用戶戶(MS)的的唯唯一一的識別的識別號。號。存存儲儲在在SIM卡卡、HLR和和VLR中中，在在無無線線接接口口及及MAP接口上傳送。接口上傳送。IMSI分配原則：最多包含分配原則：最多包含15個數(shù)字個數(shù)字(0-9)。例例:460002289000168IMSI4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)Not more than 15 digits3 digits2 digitsIMSIMCCMNCMSINNMSIMCC：移動國家碼，三個數(shù)字，如中國為：移動國家碼，三個數(shù)字，如中國為 460。MNC：移動網(wǎng)號，兩個數(shù)字，如中國移動的：移動網(wǎng)號，兩個數(shù)字，如中國移動的MNC為為00。MSIN：在某一：在某一PLMN內(nèi)內(nèi)MS唯一的識別碼唯一的識別碼,編碼格式為編碼格式為:H1 H2 H3 SXXXXXXNMSI：在某一國家內(nèi)：在某一國家內(nèi)MS唯一識別碼。唯一識別碼。IMSI4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)TMSI是是為為了了加加強強系系統(tǒng)統(tǒng)的的保保密密性性而而在在VLR內(nèi)內(nèi)分分配配的的臨臨時時用用戶戶識識別別，在在某某一一VLR區(qū)區(qū)域域內(nèi)內(nèi)與與IMSI唯一對應。唯一對應。TMSI分配原則：分配原則：包包含含四四個個字字節(jié)節(jié)，可可以以由由八八個個十十六六進進制制數(shù)數(shù)組組成成，其結(jié)構(gòu)可由各運營部門根據(jù)當?shù)厍闆r而定。其結(jié)構(gòu)可由各運營部門根據(jù)當?shù)厍闆r而定。TMSI4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)當當移移動動用用戶戶漫漫游游到到一一個個新新的的MSC/VLR業(yè)業(yè)務務區(qū)區(qū)時時，由由VLR給給它它分分配配一一個個臨臨時時性性的的漫漫游游號號碼碼，并并通通知知該該移移動動臺臺的的HLR，用于建立通信路由。用于建立通信路由。編編碼碼格格式式為為:在在MSC-Number的的后后面面增增加幾個字節(jié)加幾個字節(jié)MSRN4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)TAC-型號批準碼，由歐洲型號批準中心分配。型號批準碼，由歐洲型號批準中心分配。FAC-最后裝配碼，表示生產(chǎn)廠家或最后裝配所在地，由廠家進行編碼最后裝配碼，表示生產(chǎn)廠家或最后裝配所在地，由廠家進行編碼SNR-序號碼。這個數(shù)字的獨立序號碼唯一地識別每個序號碼。這個數(shù)字的獨立序號碼唯一地識別每個TAC和和FAC的每個的每個移動設備。移動設備。SP-備用備用,為為0例：例：490547403767335IMEI唯一地識別一個移動臺設備，用于監(jiān)控被竊或唯一地識別一個移動臺設備，用于監(jiān)控被竊或無效的移動設備無效的移動設備,#06#IMEI（15位數(shù)字）位數(shù)字）TACSPFACSNR6個數(shù)字個數(shù)字2個數(shù)字個數(shù)字6個數(shù)字個數(shù)字1個數(shù)字個數(shù)字IMEI4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)MCC：Mobile Country Code，移動國家碼，中國為，移動國家碼，中國為 460。MNC：Mobile Network Code，移動網(wǎng)號，兩個數(shù)字，移動網(wǎng)號，兩個數(shù)字，如中國移動的如中國移動的MNC為為00。LAC：Location Area Code，是是2個個字字節(jié)節(jié)長長的的十十六六進進制制BCD碼碼，0000與與FFFE不能使用。不能使用。例例:460008C90在檢測位置更新時，要使用位置區(qū)識別在檢測位置更新時，要使用位置區(qū)識別LAI，尋呼移，尋呼移動臺是以動臺是以LAI為單位進行為單位進行Location Area IdentificationMCCMNCLACLAI4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)在所有在所有GSM PLMN中用作小區(qū)的唯一標識，中用作小區(qū)的唯一標識，是在是在LAI 的基礎上再加上小區(qū)識別的基礎上再加上小區(qū)識別CI構(gòu)成，即構(gòu)成，即CGI=LAI+CI。CGI4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)NCC-PLMN色碼。用來唯一地識別相鄰國家不同的色碼。用來唯一地識別相鄰國家不同的PLMN。相相鄰國家要具體協(xié)調(diào)鄰國家要具體協(xié)調(diào)NCC的配置。的配置。BCC-BTS色碼。用來唯一地識別采用相同載頻、相鄰的、不同色碼。用來唯一地識別采用相同載頻、相鄰的、不同的的BTS。(取值取值07)例：例：25用于移動臺識別相鄰的、采用相同載頻的、不同的基用于移動臺識別相鄰的、采用相同載頻的、不同的基站收發(fā)信臺（站收發(fā)信臺（BTS），特別用于區(qū)別在不同國家的邊），特別用于區(qū)別在不同國家的邊界地區(qū)采用相同載頻的相鄰界地區(qū)采用相同載頻的相鄰BTS.基站識別色碼基站識別色碼BSICNCCBCCBSIC4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng) GSM是數(shù)字通信系統(tǒng)，其任務是傳輸比特流。為了更好地 把 通 信 業(yè) 務 與 傳 輸 方 案 對 應 起 來，引 進 了 信 道（CHANNEL）的概念。不同的信道可以同時傳輸不同的比特流，信道可分為物理信道和邏輯信道，邏輯信道至物理信道的映射是指將要發(fā)送的信息安排到合適的TDMA幀和時隙的過程。4.2.1.5 GSM4.2.1.5 GSM系統(tǒng)的無線信道系統(tǒng)的無線信道4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)1 1、無無無無線線線線幀幀幀幀結(jié)結(jié)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)構(gòu)4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng) 2、物理信道 GSM系統(tǒng)中，信道分成邏輯信道和物理信道。時隙是基本的物理信道，一個載頻包含8個物理信道。根據(jù)BTS和MS之間傳遞的信息的種類不同而定義的信道稱為邏輯信道。邏輯信道按其功能分為業(yè)務信道（TCH）和控制信道（CCH）。4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)3、邏輯信道4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng) （1）業(yè)務信道 業(yè)務信道攜載編碼語音或用戶數(shù)據(jù)，它有全速率業(yè)務信道（TCH/F）和半速率業(yè)務信道（TCH/H）之分：a、話音業(yè)務信道 TCH/F：全速率話音業(yè)務信道，總速率為22.8kb/s TCH/H：半速率話音業(yè)務信道，總速率為11.4kb/s b、數(shù)據(jù)業(yè)務信道4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)（2）控制信道 控制信道用于攜載信令或同步數(shù)據(jù)，包括三類控制信道：廣播信道、公共控制信道和專用控制信道。a a、廣播信道（、廣播信道（BCH BCH）廣播信道是一點對多點的單向下行控制信道，即基站到移動臺單向傳輸，用于向MS廣播各類消息，分為三種信道：pFCCH：頻率校準信道，該信道攜載有用于MS頻率糾正的信息。pSCH：同步信道，攜載MS幀同步和基站收發(fā)信臺（BTS）識別信息。pBCCH：廣播控制信道用于發(fā)送小區(qū)信息。在每個基站收發(fā)信臺中總有一個收發(fā)信機含有這個信道，以向該小區(qū)中所有移動臺廣播系統(tǒng)消息。4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng) b b、公共控制信道（、公共控制信道（CCCH CCCH）公共控制信道是一點對多點的雙向控制信道，為網(wǎng)絡中MS所共用，它包括三種信道：pPCH：尋呼信道，用于BTS尋呼MS（下行信道）。pRACH：隨機接入信道，用于MS隨機提出入網(wǎng)申請，即請求分配專用控制信道（上行信道）。pAGCH：準予接入信道，用于BTS對MS的隨機接入請求作出應答，即分配一專用控制信道或直接分配一個TCH（下行信道）。4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng) c c、專用控制信道、專用控制信道DCCHDCCH 專用控制信道是點對點的雙向控制信道，使用時BTS將其分配給MS，進行BTS與MS之間點對點的傳輸。pSDCCH：獨立專用控制信道，用于在分配業(yè)務信道之前傳送有關(guān)信令，如登記、鑒權(quán)等。pSACCH：慢速隨路控制信道，與一條業(yè)務信道或一條SDCCH聯(lián)合使用，用來傳送用戶信息期間某些特定信息，例如：功率和幀調(diào)整控制信息、測量數(shù)據(jù)等。pFACCH：快速隨路控制信道，與一條業(yè)務信道聯(lián)合使用，攜帶與SDCCH同樣的信號，但只在沒有分配SDCCH的情況下才分配FACCH，通過業(yè)務信道借取的幀（稱為“偷幀”）來實現(xiàn)接續(xù)，傳送如“越區(qū)切換”等指令。4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng) 搜尋頻率校正脈沖 搜尋同步脈沖 解讀系統(tǒng)消息 偵聽尋呼消息 發(fā)送接入脈沖 信令信道分配 呼叫建立 話音信道分配 通話 呼叫釋放FCCHSCHBCCHPCHRACHAGCHSDCCHFACCHTCHFACCH空閑狀態(tài)關(guān)機狀態(tài)專用模式空閑狀態(tài)各邏輯信道作用示意各邏輯信道作用示意4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)4、物理信道和邏輯信道的映射 a、控制信道的映射p 廣播信道(BCH)和公用控制信道(CCCH)在主載頻(C0)的 TS0上的復用(下行鏈路)；p 隨機接入信道(RACH)在主載頻(C0)的 TS0上的復用（上行鏈路）復用；p SDCCH和 SACCH在主載頻(C0)的TS1上的復用。主載頻 C0上的 TS1可用于獨立專用控制信道和慢速輔助控制信道：注：若只有一個載頻，則公用控制信道和專用控制信道均在TS0上復用 b、業(yè)務信道的映射 除映射控制信道以外的時隙均映射業(yè)務信道（TCH）。4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)4.2.2 IS-954.2.2 IS-95系統(tǒng)系統(tǒng)4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)4.2.2.1 IS-954.2.2.1 IS-95系統(tǒng)空中接口參數(shù)系統(tǒng)空中接口參數(shù)4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)4.2.2.2 IS-954.2.2.2 IS-95系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng) 在CDMA數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)中，需要用地址碼來區(qū)分地址，我們稱不同類型的地址碼為多址碼。利用多址碼可實現(xiàn)基站站址、信道類型、用戶身份及業(yè)務類型的識別。4.2.2.3 IS-954.2.2.3 IS-95系統(tǒng)中的地址碼系統(tǒng)中的地址碼4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)地址碼類型地址碼類型用戶地址：區(qū)分不同的移動用戶用戶地址碼的數(shù)量要求各用戶間地址的正交（準正交）性能要求多速率（多媒體）業(yè)務地址：用于多媒體業(yè)務中區(qū)分不同類型速率的業(yè)務；質(zhì)量的要求，滿足不同速率業(yè)務之間的正交性能；信道地址：用于區(qū)分每個小區(qū)的不同信道；質(zhì)量的要求，各信道之間正交、互不干擾；基站地址：用于區(qū)分不同基站與扇區(qū)數(shù)量上有一定的要求，要求各基站間正交減少基站間干擾。4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)設計問題設計問題以上四類地址碼，要求完全不一致，難于用同一類正交碼或PN碼同時滿足數(shù)量和質(zhì)量上的矛盾；對不同地址碼，根據(jù)不同的要求，分別設計不同類型的碼組，以解決不同的矛盾，是當今地址碼設計的主導思想。（1）解決地址碼數(shù)量的主要方法）解決地址碼數(shù)量的主要方法采用超長m序列，比如242-1，模2加用戶電子序列號ESN，作為地址碼兼作掩碼的方法，在IS-95及第三代移動通信中得到廣泛的使用；從m序列擴展到Gold序列。4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng) （2）解決質(zhì)量問題的主要方法）解決質(zhì)量問題的主要方法采用完全正交的walsh碼區(qū)分信道地址；采用walsh碼與中等長度偽碼聯(lián)合擴頻的復合正交碼，改善walsh的互相關(guān)及小同步誤差時正交性能的惡化；（3）解決多速率業(yè)務的主要方法）解決多速率業(yè)務的主要方法在IS-95中，采用低速率重復和最高速率并行選通發(fā)送的方式；第三代移動通信中，采用層間可變擴頻比正交碼，即OVSF碼方式；3G還采用多信道并行發(fā)送方式，具體實現(xiàn)可采用多碼、多時隙和多載波的方式。4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)qm序列：最長線性反饋移位寄存器序列。qm序列組成：n 級移位寄存器、抽頭反饋和模2加法器；qN 級移位寄存器產(chǎn)生的最大長度的碼序列：P=2n 1位n級移位寄存器：2n 1個狀態(tài)（除去全零狀態(tài)）q生成多項式Gn(x)=C0X0+C1X1+C2X2+CnXn2 2、偽隨機序列、偽隨機序列（1 1）m m序列序列4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)T0 010T1 101T2 110T3 111T4 011T5 001T6 100T7 010生成多項式：生成多項式：G3(x)=1+X2+X3輸出序列：輸出序列：0 1 0 1 1 1 0長度和重復周期：長度和重復周期：P=23-1=74.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)q碼的平衡性好一個周期內(nèi)“1”和“0”的個數(shù)大體相同（1比0多1個）qm序列與其移位后的序列模2加所得的序列仍為m序列，但相位不同舉例：0111001向左移兩位再模2加所得序列仍為m序列，相位移了一位4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)qm序列的自相關(guān)性考察某個m序列與其后移位的序列的相似性A：0的個數(shù)（相對應碼元相同的數(shù)目）；D：1的個數(shù)（相對應碼元不同的數(shù)目）；P=A+D（序列周期長度）Re()Re()11-1/PP位移比特04.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)q互相關(guān)性表征兩個不同信號的相似性兩個不同的信號序列的互相關(guān)值越接近0，兩個序列的差別越大，即相關(guān)性越弱。兩個信號的互相關(guān)值等于0時，兩個信號完全正交不同m序列的互相關(guān)值不等于0，且呈現(xiàn)多值性4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng) 對于周期為P=2n-1的m序列，若序列對ai和bi的互相關(guān)函數(shù)值只取三個值：上述三個值被稱為理想三值。能夠滿足這一特性的m序列對ai和bi被稱為m序列優(yōu)選對序列優(yōu)選對。其中（2 2）GoldGold序列序列4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)q一種m序列的復合碼將周期相等，并經(jīng)過優(yōu)選的兩個m序列進行模2加組合形成新的序列；q2n+1個Gold序列兩個m序列共有2n 1不同的相對位移兩個產(chǎn)生Gold序列的m序列優(yōu)選對Gold序列數(shù)比m序列數(shù)多的多！4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)q一種非正弦的完備正交函數(shù)系兩種取值（-1、+1或0、1）沃爾什函數(shù)族中，兩兩之間的互相關(guān)函數(shù)為“0”，它們之間是完全正交的。q沃爾什函數(shù)的產(chǎn)生哈達碼矩陣H+l和-l元素構(gòu)成的正交方陣H中任意兩行或兩列這些函數(shù)互相正交一般關(guān)系式：q在IS-95系統(tǒng)中，選用碼長n=26=64階的正交Walsh函數(shù)系作為信道地址碼。3 3、WalshWalsh正交碼正交碼4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng) IS-95為北美及韓國等采用的第二代數(shù)字式移動通信系統(tǒng)，由美國QUALCOMM公司推出的全世界第一個民用的CDMA蜂窩移動通信體制。在該系統(tǒng)中包括三種多址碼：PN長碼、PN短碼、64階Walsh碼。4 4、IS-95IS-95系統(tǒng)中的地址碼系統(tǒng)中的地址碼4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)(1)PN長碼 PN長碼由42位移位寄存器加反饋及掩碼形成的。周期為，產(chǎn)生碼片的速率為1.2288Mchip/s。其作用如下：前向信道上用于擾碼。反向信道上用于區(qū)分各個用戶。4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)（2）PN短碼 長度為215-1的 m序列。作用如下：在反向信道上用于四相擴頻。在前向信道上區(qū)分基站或扇區(qū)：被用作對前向信道進行正交調(diào)制，不同的基站或扇區(qū)使用不同相位的m序列進行調(diào)制，其相位差至少為64個比特，這樣，最多有512個不同的相位可用，碼速率為1.2288Mchip/s。1 offset=64(chip)(215-1)+1=32768(chip)則：則：32768/64=512個個4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng) （3）64階Walsh碼 在CDMA系統(tǒng)中，空中信道采用64階Walsh碼。Walsh碼在IS-95空中邏輯信道中的作用是：前向信道上用于區(qū)分前向邏輯信道。反向信道上作64階正交調(diào)制。其中：采用64位Walsh函數(shù)碼作為前向信道地址碼，分配如下：W(0)導頻；W(32)同步信道；W(1)W(7)尋呼信道 其余為業(yè)務信道。4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)v比特(bit)、符號(Symbol)與碼片(Chip)輸入含有信息的數(shù)據(jù)稱為比特（bit）在經(jīng)過卷積編碼器、符號重復與交織后的數(shù)據(jù)被稱為符號(symbol)經(jīng)過最終擴頻后得到的數(shù)據(jù)被稱為碼片(chip)v前向(Forward)（正向）：從基站到移動臺v反向(Reverse)（后向）：從移動臺到基站補充補充常見術(shù)語常見術(shù)語 在CDMA系統(tǒng)中，各種邏輯信道都是由不同的碼序列來區(qū)分的。任何一個通信網(wǎng)絡除主要傳輸業(yè)務信息外，還必須傳輸有關(guān)的控制信息。為此，CDMA蜂窩系統(tǒng)在基站至移動臺的傳輸方向(正向傳輸)上設置了導頻信道、同步信道、尋呼信道和正向業(yè)務信道；在移動臺至基站的傳輸方向(反向傳輸)上設置了接入信道和反向業(yè)務信道。這些信道的示意如圖所示。4.2.2.4 IS-954.2.2.4 IS-95系統(tǒng)中的無線信道系統(tǒng)中的無線信道4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)CDMA蜂窩系統(tǒng)信道分類 4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng) 正向傳輸?shù)倪壿嬓诺澜M成 在基站至移動臺的下行鏈路中，即CDMA正向傳輸?shù)倪壿嬓诺赖慕M成如下圖所示。4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)v 全0信息，用Walsh 0碼擴展，直接用PN短碼進行調(diào)制v BTS連續(xù)發(fā)射導頻信道v 導頻信道作用 幫助手機捕獲系統(tǒng) 多徑搜索 提供相位參考，幫助手機進行信道估計，作相干解調(diào) 切換時手機測量導頻信道，進行導頻強度比較正向信道類型正向信道類型導頻信道導頻信道導頻信道（全0）Walsh 0To QPSK4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)導頻信道（全0）Walsh 0To QPSK正向信道類型正向信道類型同步信道同步信道v 手機通過同步信道獲得與系統(tǒng)的同步 同步信道提供 導頻偏置PILOT_PN 系統(tǒng)時間SYS_TIME 長碼狀態(tài)LC_STATE 尋呼信道速率P_RATv 同步信道速率固定為1200bps2.4kbps4.8kbps4.8kbps調(diào)制符號碼符號重復的碼符號1.2kbps卷積編碼r=1/2,K=9符號重復塊交織同步信道比特To QPSKWalsh 32正向信道類型正向信道類型同步信道同步信道4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)v BTS在尋呼信道上廣播 系統(tǒng)參數(shù)消息 接入?yún)?shù)消息 鄰區(qū)列表 CDMA信道列表尋呼信道比特19.2kbps9.6kbps19.2kbps19.2kbps調(diào)制符號碼符號重復的碼符號9.6kbps4.8kbps卷積編碼r=1/2,K=9碼符號重復塊交織尋呼信道P的長碼掩碼長碼發(fā)生器抽取器1.2288McpsWalsh PTo QPSKvBTS通過尋呼信道 尋呼手機 指配業(yè)務信道 v 尋呼信道速率為9600bps或4800bpsv 尋呼信道幀長為20ms正向信道類型正向信道類型尋呼信道尋呼信道4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)PN碼片1.2288Mcps重復的碼符號重復的碼符號19.2kbps碼符號19.2kbps9.6kbps1.2kbps0.6kbps8.6kbps4.0kbps2.0kbps0.8kbps9.6kbps4.8kbps2.4kbps1.2kbps增加幀質(zhì)量指示比特(12,8,0或0bits/frame)每幀增加8bit編碼尾比特卷積編碼r=1/2,K=9符號重復前向業(yè)務信道信息比特(172,80,40或16bits/frame)塊交織19.2kbps64階正交擴頻復用器長碼發(fā)生器功率控制比特抽取器抽取器擾碼IQI信道序列1.2288McpsQ信道序列1.2288Mcps基帶濾波基帶濾波Cos(2fct)Sin(2fct)I(t)Q(t)正向信道類型正向信道類型業(yè)務信道業(yè)務信道4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)導頻導頻“1”W0同步信道同步信道1200bit/s卷積編碼卷積編碼碼元重復碼元重復交織交織W324800bit/s尋呼信道尋呼信道9.6kbit/s 4.8kbit/s 2.4kbit/s卷積編碼卷積編碼碼元重復碼元重復交織交織Wi19.2kbit/s尋呼信道長碼掩碼尋呼信道長碼掩碼長碼發(fā)生器長碼發(fā)生器業(yè)務信道業(yè)務信道9.6kbit/s 4.8kbit/s 2.4kbit/s 1.2kbit/s卷積編碼卷積編碼碼元重復碼元重復交織交織Wj用戶用戶k的長碼掩碼的長碼掩碼長碼發(fā)生器長碼發(fā)生器功率控制比特功率控制比特19.2kbit/s復復用用 Q信道導頻信道導頻偽碼偽碼QQI信道導頻信道導頻偽碼偽碼I I正向鏈路數(shù)據(jù)流方框圖正向鏈路數(shù)據(jù)流方框圖4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)基站接收機的反向CDMA信道 CDMA系統(tǒng)的反向邏輯信道由接入信道和反向業(yè)務信道組成，下圖示出了基站接收的反向CDMA邏輯信道的實例。4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)IQI信道序列1.2288Mcps4.8ksps(307.2kbps)PN碼片1.2288Mcps調(diào)制符號(Walsh碼片)重復的碼符號重復的碼符號28.8kbps碼符號14.4kbps4.4kbps4.8kbps每幀增加8bit編碼尾比特卷積編碼r=1/3,K=9符號重復接入信道信息比特(80bits/frame)塊交織28.8kbps64階正交調(diào)制數(shù)據(jù)突發(fā)隨機化長碼發(fā)生器幀數(shù)據(jù)速率Q信道序列1.2288Mcps長碼掩碼1/2 PN碼片時延=406.9nsD基帶濾波基帶濾波Cos(2fct)Sin(2fct)I(t)Q(t)s(t)接入信道與正向傳輸接入信道與正向傳輸?shù)膶ず粜诺老鄬膶ず粜诺老鄬?，其作用是在移動臺接其作用是在移動臺接續(xù)開始階段提供通路，續(xù)開始階段提供通路，即在移動臺沒有占用即在移動臺沒有占用業(yè)務信道之前，提供業(yè)務信道之前，提供由移動臺至基站的傳由移動臺至基站的傳輸通路。供移動臺發(fā)輸通路。供移動臺發(fā)起呼叫或?qū)镜膶て鸷艚谢驅(qū)镜膶ず暨M行響應，以及向呼進行響應，以及向基站發(fā)送登記注冊的基站發(fā)送登記注冊的信息等。信息等。反向信道反向信道接入信道接入信道4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)IQI信道序列1.2288Mcps4.8ksps(307.2kbps)PN碼片1.2288Mcps調(diào)制符號(Walsh碼片)重復的碼符號重復的碼符號28.8kbps碼符號28.8kbps14.4kbps7.2kbps3.6kbps8.6kbps4.0kbps2.0kbps0.8kbps9.6kbps4.8kbps2.4kbps1.2kbps增加幀質(zhì)量指示比特(12,10,8或6bits/frame)每幀增加8bit編碼尾比特卷積編碼r=1/3,K=9符號重復反向業(yè)務信道信息比特(172,80,40或16bits/frame)塊交織28.8kbps64階正交調(diào)制數(shù)據(jù)突發(fā)隨機化長碼發(fā)生器幀數(shù)據(jù)速率Q信道序列1.2288Mcps1/2 PN碼片時延=406.9nsD基帶濾波基帶濾波Cos(2fct)Sin(2fct)I(t)Q(t)反向信道反向信道業(yè)務信道業(yè)務信道4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)信道總結(jié)信道總結(jié)4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)GPRS是由第二代向第三代進是由第二代向第三代進行過渡的一種移動通信技行過渡的一種移動通信技術(shù)，相當于術(shù)，相當于2.5G移動通信技術(shù)發(fā)展的三個時代移動通信技術(shù)發(fā)展的三個時代第一代第一代模擬移動電話模擬移動電話第二代第二代GSM,CDMA第三代第三代移動多媒體移動多媒體通信通信EDGE同樣也是由第二代向第同樣也是由第二代向第三代進行過渡的一種移動三代進行過渡的一種移動通信技術(shù)，相當于通信技術(shù)，相當于2.75G4.2.3 GPRS4.2.3 GPRS網(wǎng)絡網(wǎng)絡4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)什么是什么是 GPRS?GPRS:General Packet Radio Service中文譯為通用無線分組業(yè)務。它是在GSM網(wǎng)絡的基礎上發(fā)展起來的，為用戶提供高速的無線數(shù)據(jù)通信，在行業(yè)內(nèi)被稱為2.5代移動通信業(yè)務。GPRS在現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡基礎上發(fā)展起來的分組交換系統(tǒng)，與互聯(lián)網(wǎng)或企業(yè)網(wǎng)相連，向移動客戶提供豐富的數(shù)據(jù)業(yè)務。4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)覆蓋廣覆蓋廣適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的、適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的、小流量小流量數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸 快速登錄快速登錄按量計費按量計費永遠在線永遠在線分組交換分組交換GPRS特點特點4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng) GPRS涉及的網(wǎng)元包括BTS、BSC、SGSN、GGSN、HLR。用戶使用GPRS業(yè)務時，移動臺通過BTS、BSC、SGSN和GGSN連接到互聯(lián)網(wǎng)，用戶的數(shù)據(jù)及位置信息由HLR提供。與GSM網(wǎng)絡相比，BSC增加了新的硬件。MSBSSCSS PSSSGSNBackboneNetworkCorporateNetworkISPNetworkGGSNGnGnGi(IP)Gi(IP)GsMSC/VLRSMS-G/IW MSCHLRBSCGrGd AGbSOGAUCBTCBGw A New HW New SWGPRS網(wǎng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)構(gòu)4.2 第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)分配信道控制終端的尋呼Gb接口PCU(Packet Control Unit)分組交換控制單元，是BSC新增硬件，負責將BSC接收和發(fā)送信號打包/拆包，實現(xiàn)電路交換到分組交換的第一步轉(zhuǎn)換。CCUCCUPCUBTSBSCSGSNAbisGbPCUPCU功能功能SGSNSGSN：Serving GPRS Support NodeServing GPRS Support Node SGSN的主要作用是記錄移動臺的當前位置信息，并且在移動臺和GGSN之間完成移動分組數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。PSSSGSNBackboneNetworkCorporateNetworkISPNetworkGGSNGnGnGi(IP)Gi(IP)GsMSC/VLRSMS-G/IW MSCHLRBSCGrGd AGbSGSN功能功能路由和轉(zhuǎn)發(fā)路由和轉(zhuǎn)發(fā)選擇選擇GGSN移動性管理移動性管理對話管理對話管理計費計費SGSN功能功能 PSSSGSNBackboneNetworkCorporateNetworkISPNetworkOtherPLMNGGSNGGSNSGSNGnGnGiGiGpGGSN：Gateway GPRS Support NodeGGSN：GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點PSS：分組交換網(wǎng)絡子系統(tǒng) GGSN負責GPRS網(wǎng)絡與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)的連接，提供GPRS與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)之間的傳輸通路，進行移動用戶與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)傳送工作。GGSN功能功能計費計費數(shù)據(jù)包路由數(shù)據(jù)包路由對話管理對話管理接入點管理接入點管理外部接口外部接口GGSN功能功能第三代移動通信的提出:IMT-2000是第三代移動通信系統(tǒng)（3G）的統(tǒng)稱，在歐洲，基于GSM演進的第三代移動通信系統(tǒng)被稱為UMTS。第三代移動通信系統(tǒng)最早由國際電信聯(lián)盟（ITU）1985年提 出，最初稱為FPLMTS，考慮到該系統(tǒng)將于2000年左右進入商用市場，工作的頻段在2000MHz，且最高業(yè)務速率為2000Kbps，故于1996年正式更名為IMT-2000（International Mobile Telecommunication-2000）4.3 第三代移動通信系統(tǒng)第三代移動通信系統(tǒng)IMT-2000的目標:全球統(tǒng)一頻段、統(tǒng)一標準，全球無縫覆蓋高效的頻譜效率高服務質(zhì)量、高保密性能易于2G系統(tǒng)演進過渡提供多媒體業(yè)務車速環(huán)境：64kbps144kbps步行環(huán)境：384kbps室內(nèi)環(huán)境：2Mbps4.3 第三代移動通信系統(tǒng)第三代移動通信系統(tǒng) 3G頻譜分配情況 國際電聯(lián)對第三代移動通信系統(tǒng)IMT-2000劃分了230MHz頻率，即上行18852025MHz、下行21102200MHz。185019001950200020502100215022002250ITUEuropeUSAMSSPCSADBBCDCE FAFEMSSReserveBroadcast auxiliary2165 MHz1990 MHz1850190019502000205021002150220022501880 MHz1980 MHzUMTSGSM 1800DECTMSS1885 MHz2025 MHz2010 MHzIMT 2000MSSUMTSJapanMSSIMT 2000MSSIMT 2000PHS18951918BC1885AA2170 MHzIMT 20002110 MHz2170 MHzMSSMSSCDMATDDWLLFDDWLL19802025MHzGSM1800CDMAFDDWLL196019201945Chinacellular(1)cellular(2)cellular(2)1805 MHz1865186518701885189018951910193019451965197019754.3 第三代移動通信系統(tǒng)第三代移動通信系統(tǒng)目前主流方案：WCDMA由歐洲標準化組織3GPP所制定Cdma2000體制是基于IS-95的標準基礎上提出的3G標準，目前其標準化工作由3GPP2來完成TD-SCDMA標準由中國無線通信標準組織CWTS提出，目前已經(jīng)融合到了3GPP關(guān)于WCDMA-TDD的相關(guān)規(guī)范中4.3 第三代移動通信系統(tǒng)第三代移動通信系統(tǒng)標準化進程標準化進程4.3.1 WCDMA4.3.1 WCDMA系統(tǒng)系統(tǒng)4.3 第三代移動通信系統(tǒng)第三代移動通信系統(tǒng)無線接口參數(shù)信道帶寬：5MHz碼片速率：3.84Mcps幀長：10ms語音編碼：AMR（Adaptive Multi-Rate）上行下行調(diào)制：QPSK導頻輔助的相干解調(diào)快速開環(huán)和閉環(huán)功率控制：1500Hz切換：軟/硬切換支持同步和異步的基站運營4.3 第三代移動通信系統(tǒng)第三代移動通信系統(tǒng)技術(shù)的選用是圍繞要克服的問題來進行的技術(shù)的選用是圍繞要克服的問題來進行的WCDMA多址接入方式糾錯編碼技術(shù)交織技術(shù)復用技術(shù)擴頻技術(shù)分集技術(shù)高速率、大容量無線傳播中的干擾深衰落多媒體業(yè)務抗干擾提高系統(tǒng)容量4.3 第三代移動通信系統(tǒng)第三代移動通信系統(tǒng)UTRANUECNUMTS4.3.1.1 WCDMA網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)4.3 第三代移動通信系統(tǒng)第三代移動通信系統(tǒng)UTRAN結(jié)構(gòu)4.3 第三代移動通信系統(tǒng)第三代移動通信系統(tǒng)WCDMA R99系統(tǒng)系統(tǒng)基本基本結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)HLRHLRGMSCGMSCMSC/MSC/VLRVLRMSC/VLRMSC/VLRAuCAuCGGSNGGSNInternetInternetPSTNPSTNOther Other PLMNPLMNSGSNSGSNGSNGSNBTSBTSBTSBTSNode BNode BNode BNode BIu-CSRNCRNCIu-PSGbBSCBSCAGsGsGrGrGnGnGcGcC CDDHHE EGGGpGpIubAbisUmUuRNCRNCIurCSCS域域PSPS域域Node BNode BIubGiGi4.3 第三代移動通信系統(tǒng)第三代移動通信系統(tǒng)AuCAuCGGSNGGSNInterneInternet tPSTNPSTNOther Other PLMNPLMNSGSNSGSNGGSNGGSNNode BNode BNode BNode BIu-CSRNCRNCIu-PSGbAGsGsGrGrGnGnGcGcC CDDGpGpIubBTSBTSBTSBTSBSCBSCAbisUmUuRNCRNCIurCSCS域域PSPS域域Node BNode BIubNbNcMGWMGWGMSC GMSC ServerServerMcMSC MSC ServerServer/VLR/VLRMcHHHLRHLRMGWMGWGiGiWCDMA R4系統(tǒng)系統(tǒng)基本基本結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)4.3 第三代移動通信系統(tǒng)第三代移動通信系統(tǒng)MGWMSC ServerMGWSGSNUTRAN T-SGWMGCFR-SGWMRFPGMSC ServerHSSR-SGW CSCFCxMsMwMgMrGiGi IMS-MGWMcMcMcCDMhMhT-SGWPS域域IP多媒體域多媒體域CS域域IuGrGi HSS CSCF GGSNPSTN Legacy/ExternalWCDMA R5系統(tǒng)系統(tǒng)基本基本結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)4.3 第三代移動通信系統(tǒng)第三代移動通信系統(tǒng)4.3.1.2 WCDMA無線接口無線接口 圖4-32 無線接口的物理結(jié)構(gòu)顯示了UTRAN無線接口與物理層有關(guān)的協(xié)議結(jié)構(gòu)。4.3 第三代移動通信系統(tǒng)第三代移動通信系統(tǒng) 從協(xié)議層次的角度看，WCDMA無線接口上存在三種信道，物理信道、傳輸信道、邏輯信道。邏輯信道：直接承載用戶業(yè)務；根據(jù)承載的是控制平面業(yè)務還是用戶平面業(yè)務分為兩大類，即控制信道和業(yè)務信道。傳輸信道：無線接口層二和物理層的接口，是物理層對MAC層提供的服務；根據(jù)傳輸?shù)氖轻槍σ粋€用戶的專用信息還是針對所有用戶的公共信息而分為專用信道和公共信道兩大類。物理信道：各種信息在無線接口傳輸時的最終體現(xiàn)形式；每一種使用特定的載波頻率、碼（擴頻碼和擾碼）以及載波相對相位（I或Q）的信道都可以理解為一類特定的信道。4.3 第三代移動通信系統(tǒng)第三代移動通信系統(tǒng)專用物理信道(DPCH)下行物理信道上行物理信道公用物理信道物理隨機接入信道(PRACH)物理公共分組信道(PCPCH)主公共控制物理信道(P-CCPCH)捕獲指示信道(AICH)尋呼指示信道(PICH)物理下行共享信道(PDSCH)專用物理信道(DPCH)公用物理信道物理信道物理信道分類物理信道分類輔助公共控制物理信道(S-CCPCH)CPCH狀態(tài)信道(CSICH)同步信道(SCH)接入前綴捕獲指示信道(AP-AICH)碰撞檢測/信道指配指示信道(CD/CA-ICH)公用導頻信道(CPICH)4.3 第三代移動通信系統(tǒng)第三代移動通信系統(tǒng)TD-SCDMA全稱是：時分-同步碼分多址接入系統(tǒng) Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access4.3.2 TD-SCDMA4.3.2 TD-SCDMA系統(tǒng)系統(tǒng)4.3 第三代移動通信系統(tǒng)第三代移動通信系統(tǒng)（1）頻譜靈活性和支持蜂窩網(wǎng)的能力（2）高頻譜利用率（3）適用于多種使用環(huán)境（4）設備成本低 TD-SCDMA優(yōu)勢:4.3 第三代移動通信系統(tǒng)第三代移動通信系統(tǒng)多址接入方式：FDMA/TDMA/CDMA；雙工方式：TDD；碼片速率：1.28Mcps；載頻寬度：1.6MHz；無線幀長：10ms（分為兩個子幀）；每載波時隙數(shù)：10（其中7個時隙被用作業(yè)務時隙）；擴頻技術(shù)：OVSF；調(diào)制方式：QPSK、8PSK（2Mb/s業(yè)務）；編碼方式：卷積編碼、Turbo編碼、無編碼。TD-SCDMA基本參數(shù):4.3 第三代移動通信系統(tǒng)第三代移動通信系統(tǒng) Frequency Time Power density(CDMA codes)1.6 MHz 0:15 TS0 2.Carrier(optional)3.Carrier(optional)TS1 TS2 TS3 TS4 TS5 TS6 DL DL DL DL UL UL UL 5 ms DwPTS UpPTS GP DL Time Division Duplex Synchronous Code Division Multiplex Access4.3 第三代移動通信系統(tǒng)第三代移動通信系