移动通信网络基础知识培训20140301

1、1成都分公司网络优化中心 蒋波23 电信行业在现代社会中占有至关重要的地位，它的发展可以大大地加速信息的流动，缩短空间距离，提高社会经济的运行效率，从而创造更多的社会效益。电信产业已经成为人类社会生活中不可分割的一部分。4 电信网是多个用户电信系统互联的通信体系，是由终端设备、传输设备、交换设备等基本要素组成的综合系统。电信网是为公众提供信息服务，完成信息传递和交换的通信网络。电信网的主要功能是按用户的需要传递和交流信息，以实现人们远距离通信的需要。5 中国联通主要经营：固定通信业务移动通信业务数据通信业务国内、国际通信设施服务业务卫星通信业务各类电信增值业务与通信信息业务相关的系统集成业务等

2、6现代通信系统的组成信源：把待传输的消息转换成原始电信号；发送设备：对基带信号进行某种变换或处理，使之适应信道的传输特性要求；信道：信号的传输介质；接收设备：作用正好相反于发送设备，它从收到的信号中恢复出相应的原始基带信号；信宿：将复原的原始基带信号转换成相应的消息。噪声：干扰信号传输的能量场。7现代通信系统的分类1）按信号特征分类模拟通信系统和数字通信系统； 模拟信号：参量的取值是连续变化的信号 数字信号：参量的取值是离散的信号8现代通信系统的分类2）按传输介质分类有线通信系统用导线（电缆、光缆、波导等）作为介质的通信系统；无线通信系统利用无线电波、红外线、超声波、激光进行通信的系统。3）按

3、是否调制分类基带通信系统传输的是基带信号；调制通信系统传输的是已调信号。9通信技术的几个重要概念通信技术的几个重要概念时域是真实世界，是惟一实际存在的域。1）时域和频域频域是一个数学构造。10通信技术的几个重要概念通信技术的几个重要概念11通信技术的几个重要概念通信技术的几个重要概念2）频谱资源联通系统2G/3G工作频段：GSM900：上行909915MHz 下行954960MHzGSM1800：上行17351755MHz 下行18301850MHzWCDMA：上行19401955MHz 下行21302145MHz12通信技术的几个重要概念通信技术的几个重要概念3）信道复用常见：频分复用（FD

4、M） 时分复用（TDM） 码分复用（CDM）13通信技术的几个重要概念通信技术的几个重要概念4）信息的量度与信息传输速率信息传输速率：单位时间传输的信息量，单位为bit/s、kb/s、Mb/s、Gb/s1B(byte，字节）=8b（bit，位）1KB=1024B,1MB=1024KB,1GB=1024MB信息量的定义：信息量与消息发生的概率有关，设消息x出现的概率为p(x)，则x所含的信息量为： I(x)=log2(1/p(x) (单位：bit) 14移动通信的特征(1)移动性。就是要保持物体在移动状态中的通信，因而它必须是无线通信，或无线通信与有线通信的结合。(2)电波传播条件复杂因移动体可

5、能在各种环境中运动，电磁波在传播时会产生反射、折射、绕射等现象，产生多径干扰、信号传播延迟等效应。(3)噪声和干扰严重。在城市环境中的汽车火花噪声、各种工业噪声，移动用户之间的互调干扰、邻道干扰、同频干扰等。(4)系统和网络结构复杂。它是一个多用户通信系统和网络，必须使用户之间互不干扰，能协调一致地工作。此外，移动通信系统还应与市话网、卫星通信网、数据网等互连，整个网络结构是很复杂的。(5)要求频带利用率高、设备性能好。移动通信是通信双方有一方或两方处于运动中的通信。15移动通信发展演进161G模拟制式的移动通信系统，得益于70年代的两项关键突破：微处理器的发明和交换及控制链路的数字化。AMP

6、S是美国推出的世界上第一个1G移动通信系统，充分利用了FDMA技术实现国内范围的语音通信。 （2001年12月31日我国关闭了模拟移动网络）2G风靡全球十几年的数字蜂窝通信系统，80年代末开发。2G是包括语音在内的全数字化系统，新技术体现在通话质量和系统容量的提升。GSM(Global System for Mobile Communication)是第一个商业运营的2G系统，GSM采用TDMA技术。移动通信发展演进173G3G是移动多媒体通信系统，提供的业务包括语音，传真，数据，多媒体娱乐和全球无缝漫游等。NTT和爱立信1996年开始开发3G（ETSI于1998年），1998年国际电联推出W

7、CDMA和CDMA2000两商用标准（中国2000年推出TD-SCDMA标准，2001年3月被3GPP接纳）第一个3G网络运营于2001年的日本。3G技术提供2Mbps标准用户速率（高速移动下提供144Kbps速率）。4G4G是真正意义的高速移动通信系统，用户速率20Mbps。4G支持交互多媒体业务，高质量影像，3D动画和宽带互联网接入，是宽带大容量的高速蜂窝系统。2005年初，NTTDoCoMo演示的4G移动通信系统在20KM/小时下实现1Gbps的实时传输速率，该系统采用4X4天线MIMO技术和VSF-OFDM接入技术。移动通信发展演进18（1）GSM GSM全名为Global Syste

8、m for Mobile Communications，中文为全球移动通讯系统，是一种起源于欧洲的移动通信技术标准，属于第二代移动通信技术，其开发目的是让全球各地可以共同使用一个移动电话网络标准，让用户使用一部手机就能行遍全球。全球超过200个国家和地区超过10亿人正在使用GSM电话。我国自从1992年在嘉兴建立和开通第一个GSM演示系统，并于1993年9月正式开放业务以来，全国各地的移动通信系统中大多采用GSM系统，使得GSM系统成为目前我国最成熟和市场占有量最大的一种数字蜂窝系统。 GSM系统包括 GSM 900：900MHz、GSM1800：1800MHz 及 GSM-1900：1900

9、MHz等几个频段。 2G技术19GSM系统的主要优点n标准化程度高，接口开放，联网能力强，能国际漫游n能提供准ISDN业务：电信业务、承载业务、补充业务n使用SIM卡，实现机卡分离，手机通用，适合个人通信的需要n保密安全性能好，具有鉴权、加密功能n频谱利用率比模拟系统好，系统容量大，比模拟网大三倍以上n价格便宜20GSM系统结构n基站子系统(BSS)基站控制器(BSC)基站收发信台(BTS)n移动台(MS)n网管系统（NMC&OMC）n网络交换子系统(NSS)移动交换中心(MSC)归属位置寄存器(HLR)访问位置寄存器(VLR)鉴权中心(AUC)设备识别寄存器(EIR)21GSM系统结

10、构移动台 - 移动台就是移动通信网中移动用户使用的设备，可以分为车载型、便携型和手持型。其中手持型俗称“手机”。它由两部分组成，移动终端(MT)和客户识别卡（SIM）。移动终端就是“机”，它可完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。 基站 - 是基站子系统（BSS，Base Station Subsystem）的简称。以GSM网络为例，包括基站收发信机（BTS）和基站控制器（BSC）。一个基站控制器可以控制十几以至数十个基站收发信机。而在WCDMA等系统中，类似的概念称为NodeB和RNC。22GSM系统结构 移动交换中心 - MSC是整个网络的核心，它控制所有BS

11、C的业务，提供交换功能及和系统内其它功能的连接，MSC可以直接提供或通过移动网关GMSC提供和公共电话交换网（PSTN）、综合业务数字网（ISDN）、公共数据网（PDN）等固定网的接口功能，把移动用户与移动用户、移动用户和固定网用户互相连接起来。 MSC从系统内的三个数据库，即归属位置寄存器（HLR）、拜访位置寄存器（VLR）和鉴权中心（AUC）中获取用户位置登记和呼叫请求所需的全部数据。另外，MSC也根据最新获取的信息请求更新数据库的部分数据。作为GSM网络的核心，MSC还支持位置登记、越区切换、自动漫游等具有移动特征的功能及其它网络功能。23GSM系统结构HLR (Home Locatio

12、n Register) - 归属位置寄存器是一个包含每个手机用户的被授权的详细信息的中央数据库，负责移动用户管理的数据库。存储所管辖用户的签约数据及移动用户的位置信息，可为至某MS的呼叫提供路由信息。它负责保存用户归属消息及当前位置信息，从而能够建立对手机的呼叫。HLR将归属位置寄存器和鉴权中心集成在一起，提供位置更新、漫游管理、鉴权、呼叫等多种功能；HLR还支持丰富的补充业务，如呼叫前转、呼叫禁止、主叫号码显示及限制、短消息等，用户使用得心应手。24切换与漫游切换：指MS从一个小区或信道变更到另外一个小区或信道时能继续进行。切换过程由MS、BTS、BSC、MSC共同完成。漫游：指的是蜂窝移动

13、电话的用户在离开本地区或本国时，仍可以在其他一些地区或国家继续使用他们的移动电话手机。25移动通信事件呼叫建立程序 手机之间的通话不是两个手机之间直接连通，而是手机经过由基站子系统和移动交换子系统等设备组成的蜂窝移动通信网，实现话音、数据、视频图像等信息传递。26移动通信事件 基站是无线信号的发射和接收设备，每个基站负责覆盖一个区域, 手机时刻与所在覆盖范围内的基站保持联系：当手机从一个区域移向另一个区域时，通过手机信号的强弱就可以判断出手机的移动去向，从而可选择最邻近手机的基站对它进行控制。 不同的手机拥有全球唯一的编码(电话号码)。一方在欲给另一方打电话时，首先拨叫对方号码，系统通过基站接

14、受信息，并找到被叫手机所在的小区，被叫手机所在小区的基站发射信号,通过控制信道通知被叫手机。27GPRS的英文全称为General Packet Radio Service，中文含义为通用分组无线服务，它是利用“包交换”（Packet-Switched）的概念所发展出的一套无线传输方式，采用包交换的好处是只有在有资料需要传送时才会占用频宽。它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务，GPRS可说是GSM的延续，经常被描述为2.5G。 2.5G技术： GPRS28（2）GPRS u高速数据传输速度10倍于GSM，还可以稳定地传送大容量的高质量音频与视频文件。u永远在线随时都可与网络保持联系，在

15、网上漫游。u仅按数据流量计费即根据您传输的数据量(如：网上下载信息时)来计费，而不是按上网时间计费也就是说，只要不进行数据传输，哪怕您一直“在线”，也无需付费。2.5G技术： GPRS29EDGE是一种基于GSM/GPRS网络的数据增强型移动通信技术，通常又被人们称为2.75代技术。EDGE有效地提高GPRS信道编码效率，它允许高达384kbit/s的数据传输速率。 从技术上讲，EDGE主要是对无线接口的改进，只需对网络软件及硬件做一些较小的改动，就能够使运营商向移动用户提供诸如互联网浏览、视频电话会议和高速电子邮件传输等无线多媒体服务。 这种技术能够充分利用现有的GSM资源，还能够与以后的W

16、CDMA制式共存，因此称EDGE为GPRS到第三代移动通信的过渡性技术方案。2.75G技术： EDGE303G是英文3rd Generation的缩写，指第三代移动通信技术。 相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、CDMA等数字手机(2G)，第三代手机能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。为了提供这种服务，无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps(兆字节每秒)、384kbps(千字节每秒)以及144kbps的传输速度。 国际电信联盟(ITU)在2000年5月确定WCDMA

17、、CDMA2000和TD-SCDMA三大主流无线接口标准。3G技术31HSDPA（High Speed Downlink Packet Access)高速下行分组接入，亦称为3.5G。该协议在WCDMA下行链路中提供分组数据业务，在一个5MHz载波上的传输速率可达8-10 Mbit/s（如采用MIMO技术，则可达20 Mbit/s）。 在具体实现中，采用了自适应调整和编码（AMC）、多输入多输出（MIMO）、混合自动重传请求（HARQ）、快速调度、快速小区选择等技术。3.5G技术： HSDPA323.75G HSPA+ HSPA+的英文全称为 High-Speed Packet Access+

18、，增强型高速分组接入技术，是HSPA的强化版本，最高的下行21Mbps，大部分HSPA+手机基本都是支持5.76Mbps的最高上行速度和21Mbps或者28Mbps的最高下行速度，相比较HSPA的速度更快。总的来说HSPA+比HSPA的速度更快，性能更好，技术更先进，同时网络也更稳定，是目前LTE技术运用之前的最快的网络！3.75G技术： HSPA+33G指GPRS，是2.5G网络(iPhone显示O)E指EDGE网络，属2.75G；3G指普通3G网络，速度在2-7M；H指3G的升级版HSDPA网络，是3.5G，速度可达14.4M；H+是HSDPA的升级版HSPA+，是3.75G，速度可达21

19、M-42M。网络速度从慢到快依次是GE3GHH+手机信号显示的G、E、O、3G、H、H+是什么意思？34DC-HSDPA3536 与传统HSPA技术相比，DC-HSDPA的提升有：u用户峰值速率 用户总的吞吐率为SC-HSDPA的两倍。u系统容量 部署DC-HSDPA后，基站可以在两个载波下选择最优的用户和载波进行调度，从而使得小区的吞吐量和频谱效率得到显著提升。u业务时延 对于流量较小但频繁发起的业务，比如大网页浏览或图片下载等业务，由于DC-HSDPA用户将享受两个小区的资源，其平均下载时间将大大缩短，对网页浏览用户而言，网页响应速度将有明显提升。37LTE(Long Term Evolution,长期演进)项目是3G的演进，采用OFDM和