无线网络基础

1、GSM基础理论工作频段的分配工作频段的分配 一、我国一、我国GSM网络的工作频段网络的工作频段 我国陆地蜂窝数字移动通信 网GSM通信系统采用900MHz与1800MHz频段: GSM900MHz频段为：890915(移动台发,基站收),935960(基站发,移动台收); DCS1800MHz频段为：17101785(移动台发,基站收),18051880(基站发,移动台收); 上行上行下行下行带宽带宽载频间载频间隔隔频点频点数数频点号频点号GSM900GSM900890-915MHz890-915MHz移动移动890-909935-960MHz935-960MHz移动移动935-95425MH

2、z25MHz200KHz200KHz1241241-1241-124移动移动1-94联通联通909-915联通联通954-960联通联通96-124GSM1800GSM18001710-1785MHz1710-1785MHz移动移动1710-17201805-1880MHz1805-1880MHz移动移动1805-181575MHz75MHz374374512-885512-885移动移动512-562联通联通1745-1755联通联通1840-1850联通联通686-735EGSMEGSM880-890MHz880-890MHz925-935MHz925-935MHz10MHz10MHz17

3、4174频道间隔频道间隔 相邻两频点间隔为200kHz，每个频点采用时分多址（TDMA）方式，分为8个时隙，既8个信道（全速率），如GSM采用半速率话音编码后，每个频点可容纳16个半速率信道，可使系统容量扩大一倍，但其代价必然是导致语音质量的降低。多址技术：时分多址（TDMA)(移动GSM）码分多址（CDMA)频分多址（FDMA)空分多址（SDMA)基本业务基本业务承载业务电信业务 话音紧急呼叫三类传真双音多频交替话音/传真短消息业务小区广播语音信箱传真信箱附加业务 呼叫转移呼出限制呼入限制多方通信呼叫线识别闭合用户组CUG等GSM基本业务功能网络结构根据GSM网络中各单元的功能不同，将网络分

4、为两部分:n 交换系统 NSSn 基站系统 BSS其中BTS与BSC接口：Abis口BTS与UE接口：Um口BSC与MSC接口：A口MSC之间为：E口 基站控制器BSC，在GSM网络中，BSC管理所有与无线相关的功能 基站BTS，基站控制对手机的无线接口。基站包括天线，无限收发信机等手机状态有三种idle: the MS is ON but a call is not in progress 登记、漫游、国际漫游、位置更新、寻呼Active: the MS is ON and a call is in progress 切换Detached: the MS is OFF移动台的国际身份号码移动

5、台的国际身份号码ISDN（MSISDN） 是在公用交换电话网编号计划中唯一地识别移动电话的鉴约号码。CCITT建议结构为： MSISDNCCNDCSN CC国家码即在国际长途电话通信网中的号码（中国+86） NDC国内目的地码 SN用户号码国际移动用户识别码（国际移动用户识别码（IMSI） 是唯一地识别GSM PLMN网中某一用户的信息。 IMSIMCCMNCMSIN MCC移动网的国家号码（与CC不同，中国为460） MNC移动网号 MSIN移动台识别号 ，最长为15位。 使用十进制移动台漫游号码（移动台漫游号码（MSRN） 用于一次呼叫的路由选择。 MSRNCCNSCSN CC国家号 ND

6、C国内目的地号码(用于识别PLMN） SN用户号，用于识别MSC/VLR的地址。位置区识别码（位置区识别码（LA） LAI代表MSC业务区的不同位置区，用于移动用户的位置更新。 LAIMCCMNCLAC MCC移动国家号，识别一个国家 MNC移动网号，识别国内的GSM网 LAC位置区号码，识别一个GSM网 中的位置TDS-CMDA简介3GPP第三代合作伙伴计划 目标是实现由2G网络到3G网络的平滑过度 3GPP主要是制订以GSM核心网为基础，UTRA(FDD为W- CDMA技术，TDD为TD-SCDMA技术)为无线接口的第三代技术规范UTRA UniversalTelecommunicatio

7、nRadioAccess通用电信无线接入FDD Frequency DivisionDuplexing 频分双工 TDD Time Division Duplexing时分双工在两个方向上使用同一频率但使用不同时间段交替发送信号的双工方式 OVSF Orthogonal Variable Spreading Factor正交可变扩频因子MNC 移动网号 TD一期时07，双网融合之后改为00MCC 移动国家号 460LAC Location Area Code 位置区码LAI Location Area Identity 位置区识别码LAIMCCMNCLACUE User Equipment 用

8、户设备MS Mobile Station 移动台BS Basic Station基站PDP Packet Data Protocol分组数据协议USIM Universal Subscriber Identity Module 全球用户识别卡SRNS Serving Radio Network Subsystem 服务无线网络子系统DRNS Drift RNS 调度无线网络子系统或者叫漂移无线网络子系统BBU Building Base band Unit 室内基带处理单元RRU Radio Remote Unit 射频拉远模块什么是TD-SCDMATD-SCDMA Time Division

9、-Synchronization Code Division Multiple Access（时分同步码分多址）ITU正式发布的第三代移动通信空间接口技术规范之一，它得到了CWTS及3GPP的全面支持。由中国提出的第一个完整的通信技术标准，是UTRA FDD的可替代方案。集CDMA、TDMA、FDMA、SDMA等技术于一体。系统容量大、频谱利用率高、抗干扰能力强。采用了智能天线、联合检测、接力切换、同步CDMA、 动态信道分配等技术。HSDPA（High Speed Downlink Packet Access)高速下行分组接入，是一种移动通信协议，亦称为3.5G。该协议在WCDMA下行链路中

10、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，采用了自适应调制和编码（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。其载频频点固定为10096HSUPA（ High Speed Uplink Packet Access）高速上行分组接入，一种上行传输增强型技术。HSUPA的引入使系统容量上提升50%70%，端到端分组数据包延迟减少20%55%，在终端用户侧表现为更快速的数据传输、更流畅的游戏交互、更清洗连贯的语音视频。 目前TD-HSUPA的理论上行极限

11、速度为2.2M，使用的是5个时隙，16QAMTDSCDMA频段：A频段：2010MHz2025MHz 带宽15MHzF频段：1880MHz1920MHz 带宽40MHz关于频点选择：中国给TD-SCDMA标准划分了总计155MHz的非对称频段,共分为ABC三类中国移动目前在运营的TDD频段为（ 2010-2025MHz ）即B类，TD-SCDMA系统的单载频带宽是（1.6MHz ），故目前的频段可支持9个频点分别是f1=2010.8MHz、f2=2012.4MHz、f3=2014.0MHz、f4=2015.6MHz、f5=2017.4MHz、f6=2019.0MHz、f7=2020.8MHz、

12、f8=2022.4MHz和f9=2024.0MHz频点选择尽量选择波峰位置，这样可以保证良好的传播距离、信号强度。在频点选择时可以不严格要求使用波峰频点但是要保证每个频点之间间隔在78个数字间隔时隙的概念时隙是任何能唯一识别和定义的周期性时段。一个时隙通常是指一个64kbps的通道。TD-SCDMA系统共定义了4种时隙类型，共10个。3GPP定义的一个TDMA帧长度为10ms。一个10ms的帧分成两个结构完全相同的子帧，每个子帧的时长为5ms。这是考虑到了智能天线技术的运用，智能天线每隔5ms进行一次波束的赋形。子帧总长度为6400chips，占5ms，得到码片速率为1.28Mcps子帧分成7

13、个常规时隙（TS0 TS6），每个时隙长度为864chips，占675us。TS0总是固定地用作下行时隙来发送系统广播信息，是广播信道 PCCPCH独自占用的时隙TS1总是固定地用作上行时DwPTS（下行导频时隙长度为96chips，占75us）UpPTS（上行导频时隙长度160chips，占125us）GP（保护时隙长度96chips，75us）TD-SCDMA的优缺点比较优点优点1.频谱利用率高 TD一个载频 1.6M W一个载频 10M 2.对功控要求低 TD 0200MZ W 1500MZ 3采用了智能天线和联合检测技术引入了所谓的空中分级 4避免了呼吸效应 TD不同业务对覆盖区域的大

14、小影响较小,易于 网络规划缺点缺点1.同步要求高 TD需要GPS同步，同步的准确程度影响整个系统 是否正常工作 2.码资源受限 TD 每个时隙只有16个码道,远远少于业务需求所 需要的码数量 3.干扰问题 上下行、本小区、邻小区都可能存在干扰 4.移动速度慢 TD 120KM/H W 500KM/H TDSCDMA网络构架各单元概念UMTS（Universal Mobile Telecommunication System）通用移动通信系统 。从功能上看主要包括核心网(Core Network，CN)和无线接入网(RadioAccess Network，RAN)两部分 CN 核心网主要处理UM

15、TS系统内部所有的话音呼叫、数据连接和交 换，以及与外部其它网络的连接和路由选择无线接入网无线接入网完成所有与无线有关的功能 RNC（RNC，Radio Network Controller）,即无线网络控制器是新兴3G网络的一个关键网元。它是接入网的组成部分，用于提供移动性管理、呼叫处理、链接管理和切换机制。Node B是结构体名,通过标准的Iub接口与RNC互连，通过Uu接口与UE进行通信，主要完成Uu接口物理层协议和Iub接口协议的处理 , 由控制子系统、传输子系统、射频子系统、中频/基带子系统、天馈子系统等部分组成。 RRC（Radio Resource Control）无线资源控制协

16、议 处理和 eNodeB(Evolved Node-B)之间控制平面的第三层信息。RAB（Radio Access Bearer）用户平面的承载 用于UE和CN之间传送语音、数据、多媒体等业务信息。UE和CN之间的信令连接建立完成后，才能建立RAB。RAB建立是由CN发起让UTRAN执行的功能。 物理信道和逻辑信道介绍广播信道广播信道(BCH) Broadcast Channel 下行传输信道，用于广播系统和小区的特有信息寻呼信道寻呼信道(PCH) Paging Channel 下行传输信道，用于当系统不知道移动台所在的小区位置时，承载发向移动台的控制信息前向接入信道前向接入信道(FACH)

17、Forward Access Channel 下行传输信道，用于当系统知道移动台所在的小区位置时，承载发向移动台的控制信息。FACH也可以承载一些短的用户信息数据包。随机接入信道随机接入信道(RACH) Random Access Channel 上行传输信道，用于承载来自移动台的控制信息。RACH也可以承载一些短的用户信息数据包。上行共享信道上行共享信道(USCH) 一种被几个UE共享的上行传输信道，用于承载专用控制数据或业务数据。下行共享信道下行共享信道(DSCH) 一种被几个UE共享的下行传输信道，用于承载专用控制数据或业务数据公共物理信道主公共控制物理信道P-CCPCH辅公共控制物理信

18、道S-CCPCH快速物理接入信道FPACH物理随机接入信道PRACH物理上行共享信道PUSCH物理下行共享信道PDSCH寻呼指示信道PICH（ Page Indicator Channel ）逻辑信道MAC层在逻辑信道上提供数据传送业务，逻辑信道类型集合是为MAC层提供的不同类型的数据传输业务而定义的。逻辑信道通常可以分为两类：控制信道和业务信道控制信道和业务信道。控制信道用于传输控制平面信息，而业务信道用于传输用户平面信息。控制信道 广播控制信道BCCH：广播系统控制信息的下行链路信道。寻呼控制信道PCCH：传输寻呼信息的下行链路信道。专用控制信道DCCH：在UE和RNC之间发送专用控制信息

19、的点对点双向信道，该信道在RRC连接建立过程期间建立。公共控制信道CCCH：在网络和UE之间发送控制信息的双向信道，这个逻辑信道总是映射到RACH/FACH传输信道。业务信道专用业务信道（DTCH）：专用业务信道是为传输用户信息的专用于一个UE的点对点信道。该信道在上行链路和下行链路都存在。公共业务信道（CTCH）：向全部或者一组特定UE传输专用用户信息点到多点的下行链路TD-LTE3GPP长期演进(LTE: Long Term Evolution)项目是近两年来3GPP启动的最大的新技术研发项目，这种以OFDM/FDMA为核心的技术可以被看作“准4G”技术或3.9G。3GPP LTE项目的主

20、要性能目标包括：在20MHz频谱带宽能够提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率；改善小区边缘用户的性能；提高小区容量；降低系统延迟，用户平面内部单向传输时延低于5ms，控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms，从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms；支持100Km半径的小区覆盖；能够为350Km/h高速移动用户提供100kbps的接入服务；支持成对或非成对频谱，并可灵活配置1.25 MHz到20MHz多种带宽4G就是第四代移动通信系统。第四代移动通信系统可称为广带接入和分布式网络，其网络结构将是一个采用全IP的网络结构。4G网络采用许多关键技术来支撑，包括：正交频率复

21、用技术（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM），多载波调制技术，自适应调制和编码（Adaptive Modulation and Coding，AMC）技术，MIMO和智能天线技术，基于IP的核心网，软件无线电技术以及网络优化和安全性等。另外，为了与传统的网络互联需要用网关建立网络的互联，所以4G将是一个复杂的多协议网络。 第四代移动通信系统具有如下特征传输速率更快传输速率更快：对于大范围高速移动用户（250km/h）数据速率为2Mbps；对于中速移动用户（60km/h）数据速率为20Mbps；对于低速移动用户（室内或步行者），数据速率为100Mbps； 频谱利用效率更高