大旗培训移动转正考试4移动通信发展及技术原理

移动通信发展及技术原理省网优中心吴细刚2015年7月现场调查请蹦出些移动通信名词？移动通信技术学习建议1、GSM入门经典：MOTOCP022、TDL基础：中兴/华为技术培训3、TDL进阶：诺西/爱立信技术培训（英文，TDL）4、MSCBSC论坛5、百度文库6、找个好师傅内容提要一：移动通信发展历程二：GSM技术三：TD技术四：LTE技术TD-LTE和FDDLTE在3GPP标准中的区别很小（10%），主要区别体现在基本的双工方式上GPRS/EDGE峰值速率(UL:DL)0.47/0.47Mbps3GPP阵营(GSM)峰值速率5.76/14.4Mbps峰值速率0.55/1.68MbpsEV-DO峰值速率：1.8/3.1MbpsCDMA20001x3GPP阵营(CDMA)LTE-Adv(包括FDD和TDD)峰值速率：500M~1GbpsMobileWiMAX802.16m峰值速率：500M~1GbpsWiMAX阵营TDMACDMA2G3GLTEFDD峰值速率(20MHz)：50M/150MbpsLTETDD峰值速率(20MHz)：10M/110Mbps(注：3:1配比下）MobileWiMAX802.16e峰值速率：75MbpsOFDM准4G4GWCDMATD–SCDMA移动通信标准的演进与发展

多方面因素“交织”促进了移动通信技术的发展无线技术应用发展政府监管发展、规划思路竞争运营商动力收入、成本竞争、造势网络演进终端用户需求功能性便利性成本频率资源资源（稀有性）统一性分配：ITU-T，政府其他技术发展终端芯片技术技术演进标准、IPR无线技术多元化,带动整个移动产业的变革,技术不再是推动产业的唯一因素

用户需求,盈利模式成为运营商选择产品的关键因素，移动数据网络面临“用户自发”以及“商业主导”的压力今天你织围脖了么？小流量业务和并发业务给网络带来了巨大的冲击数据业务发展势不可挡，网络技术必然更新与2005年比，网络规模（载频数量）扩大了3.6倍，语音业务增长2.6倍，但数据业务比发展初期爆炸式地增长了43倍数据来源：集团2010年年终网络部报告我省GSM流量飞速增长，无线利用率6月已经达到71.66%。并且以G网承载数据流量，收益投资比严重低下，以GSM充当“管道”是对无线资源投诉的严重浪费内容提要一：移动通信发展历程二：GSM技术三：TD技术四：LTE技术Frequency

GSM900M工作的频段为：上行频率890~915MHz，下行频率935~960MHz；其中中国移动使用890~909MHZ的19M频率，加上EGSM889~890的1M频率，900M频段共计20M，去掉1个保护频点，900M可用频点总数为99个。

GSM1800M工作的频段为：上行频率1710~1785MHz，下行频率1805~1880MHz；其中中国移动使用1710~1720，1725~1735MHZ的20M频率，北京、上海、广州、成都四省市移动另外申请了1720~1725MHZ的频率，可以使用的1800频率为25MHZ，共计124个频点。Cell&CellSizeSmallCells

200m+LargeCellsMax60-70kmDiagrammaticCellCoverageActualCellCoverageSwitchingandControlPSTN/ISDN/PUBLICDATANETWORKBSC

SITE

WITH

XCDRBSS#1RXCDRMSCBSS#2BSS#3BTSSITEBTSSITEWITHCOLLOCATEDBSCBSS#5BTSSITEBTSSITEBTSSITEBTSSITEBTSSITEBTSSITEBTSSITEMSCBTSSITEWITHCOLLOCATEDBSCBTSSITEWITHCOLLOCATEDBSCBTSSITEWITHCOLLOCATEDBSCBSS#4TDD：时分双工如TD-SCDMA和WIMAXDUDDDDDD

FDD：频分双工如WCDMA和CDMA2000）DDDDDDDU类似于标签，双工方式不同是TD和GSM/WCDMA/CDMA2000最大的技术差别入城出城入城出城早上上班下午下班双工方式豆腐的做法引出通信网络资源划分问题PowerFrequencyTimeFrequencyPowerTimeFrequencyPowerTime码1码2码4频分多址技术FDMA如大哥大时分多址技术TDMA如GSM码分多址技术CDMA3G都采用fS（f）f0扩频前的信号频谱信号S（f）ff0扩频后的信号频谱信号S（f）ff0解扩频后的信号频谱信号干扰噪声fS（f）f0解扩频前的信号频谱信号干扰噪声信号窄带干扰宽带干扰CDMA基于扩频技术，扩频通信示意图如下（潜伏）基站照片

从左至右依次为TD基站小区天线、基站整体外观、基站射频部分RRU、机房里的设备。GSM早期设备有较大差别，17期A设备基本与此相同。内容提要一：移动通信发展历程二：GSM技术三：TD技术四：LTE技术SRNSDRNSNodeBNodeBNodeBNodeBRNCCNRNC

Iu-csIuIur

IubIubIubIubUEUu

Iu-psTD网络结构简图

Frequency

Time

Power

density

(CDMA

codes)

1.6MHz

0

:

15

TS0

2.Carrier(optional)

3.Carrier(HSDPAl)

TS1

TS2

TS3

TS4

TS5

TS6

DL

DL

DL

DL

UL

UL

5ms(重复)

DwPTS

UpPTS

GP

DL

DLTD系统集成了时分双工、多种多址技术的优点什么是TD-SCDMATD-SCDMA关键技术频谱效率更高、每比特成本低特别适合数据业务的非对称性智能天线降低多径、多址干扰联合检测：降低多址干扰接力切换：提高切换可靠性动态信道分配：在时域、频域、码域实现，降低干扰呼吸效应微弱、网络规划优势TD-SCDMA技术优势TD关键技术接力切换时分双工智能天线联合检测动态频谱分配上行同步TD、WCDMA、CDMA2000技术能力比较

TD-SCDMAWCDMACDMA2000双工方式TDDFDDFDD载波带宽1.6MHz5MHz1.25MHz上下行资源占用比例3:3~1:51:11:1智能天线技术支持不支持不支持基站同步有无有上行同步有无无理论单用户最高速率R4：384KbpsR99：384Kbps1X:384kbpsHSDPA：2.8MpbsHSDPA：14.4MpbsEVDO:3.1Mpbs64QAM+MIMO：8.4Mpbs3载波捆绑:8.4Mpbs双载波捆绑+64QAM+MIMO：84MpbsEVDORevB：46.5Mpbs下载速率的差别双工方式的差别多址方式选择频率资源差别标准成熟度终端成熟度设备成熟度专利归属……比较维度影响下载速率的相关因素介绍321其次，

HSDPA下载都是基于资源共享的思想，在网络总体资源不变的情况下，用户数的增加导致所有用户下载速率都被“分摊”了首先，

下载速率受制于终端能力如WCDMA下行速度为14.4Mb/s，但受制于终端，下行只能达到7.2MBps。再根据1M=128KB，7.2MBPS即为是800K左右然后，下载速率跟网络容量、网络覆盖、网络运行、网络优化息息相关终端按结构基本分类专门的应用处理器开放操作系统强大的多媒体能力AP（applicationprocessor）+BP（basebandprocessor）架构（也叫CP）成本高耗电高基带芯片集成多媒体处理一般为私有的操作系统优化的成本设计优化的低功耗设计高集成度较少的多媒体支持私有操作系统最高集成度，单芯片方案最低成本最优化低功耗设计智能手机功能手机入门级手机上林繁花照眼新智能芯片平台百花齐放，TD终端卓然争春。高性能独立AP的出现，为TD迅速赶上WCDMA提供了坚实的技术基础同时、同质、同价已经基本成为现实AppDeveloper终端厂商操作系统开发商用户开发兴趣度参与兴趣度参与可行性购买欲望★★★★★★★★★★★★★iOS平台付费用户比例高，开发者参与热情大。开发者兴趣主要取决于能否从开发中获利。★★★★★★★★终端厂商的参与主要考虑亮点：OS本身和参与的方式。WP7的授权方式对比Android，存在先天劣势。★★★★★操作系统开发商只能参与到开源的OS当中，而WP7和iOS完全封闭，不给开发商任何参与空间。★★★★★★★★★★★★★用户购买欲望，主要取决于：OS平台本身，可选机型是否丰富，中低端机型是否存在。参与者主宰者挑战者市场主流智能操作平台内容提要一：移动通信发展历程二：GSM技术三：TD技术四：LTE技术中国4G用户突破2亿，中移动独占1.7亿！“永远在线”“高速率”用户注册后，核心网一直保持连接，用户感觉“永远在线”，PUSH类业务体验更好“低时延”更高的用户带宽和灵活性，提供真正的移动宽带业务接入时延和端到端时延大幅降低，可使用实时交互类业务设计目标关键技术OFDMA多天线（MIMO&BF）扁平化全IP化流程简化更高更灵活的系统带宽设置物理层关键技术网络架构协议栈LTE:LongTermEvolution(长期演进）：与其说是演进，不如说是革命！LTE是一个全新网络，基本采用新建完成，而并非平滑升级TD-LTE的总体特征案例1:下载3MB音乐到手机TD-HSPA

24秒EDGE

1分3秒案例2:上传8MB视频到YouTube网站TD-HSPA

36秒EDGE

7分24秒LTE(2x2MIMO,10MHzch)1秒LTE(2x2MIMO,10MHzch)2.6秒LTE数据业务感受子帧:1ms时隙0.5ms#0DwPTS特殊子帧:1ms#2#3#4半帧:5ms半帧:5ms帧:10msGPUpPTS无论是正常子帧还是特殊子帧，长度均为1ms。FDD子帧长度也是1ms。一个无线帧分为两个5ms半帧，帧长10ms。和FDDLTE的帧长一样。特殊子帧DwPTS+GP+UpPTS=1msDL-ULConfigurationSwitch-pointperiodicitySubframenumber012345678905msDSUUUDSUUU15msDSUUDDSUUD25msDSUDDDSUDD310msDSUUUDDDDD410msDSUUDDDDDD510msDSUDDDDDDD65msDSUUUDSUUD转换周期为5ms表示每5ms有一个特殊时隙。这类配置因为10ms有两个上下行转换点，所以HARQ的反馈较为及时。适用于对时延要求较高的场景3:12:2TD-LTE帧结构EPCE-UTRAN网络结构扁平化：去掉了基站控制器；新增加了X2接口，形成Mesh组网架构；优点：缩小时延，提升用户感受、减少网络建设投资，缩短端到端时延；TD-LTE网络结构TD-SCDMA网络结构TD-LTE扁平化的网络结构频谱效率提升：正交频分复用OFDM

Page31单载波OFDM：正交频分复用（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)多采用几个频率并行发送，以实现宽带的传输frequencyfrequencyfrequency传统多载波OFDMOFDM各个子载波相互交叠、正交，从而提高了频谱利用率调制的作用：把需要发送的信息通过调制符号进行表示高阶调制的优点：每符号能表示更多的信息Page32TD-LTE采用64QAM调制方式，效率是QPSK的3倍，也比16QAM峰值速率提升50％。空口速率提升－高阶调制高阶调制的缺点：越是高性能（速率高）的调制方式，其对信道质量的要求也越高AMC:基于信道质量，选择最合适的调制方式，编码方式：好的信道条件-减少冗余，高阶调制坏的信道条件-增加冗余，低阶调制Page33空口速率提升—AMC(自适应调制和编码)FastScheduling－快速调度算法快速调度：快速的信道重分配调度资源的基本原则兼顾效率，公平性及业务QoS可选择的调度原则轮询算法RoundRobin(RR)：

“大锅饭”最大信噪比算法(MaxC/I)： “强者恒强”部分公平算法ProportionalFair(PF)：

“和谐社会”Page34LTE采用1ms子帧作为调度周期，更加快速灵活的适配各种场景快速调度是各种关键技术的前提MIMO：多天线技术Page35双声道立体声,身临其境的感觉真好两只喇叭+两只耳朵双发双收MIMO，让上网速率翻番两副接收天线+两副发射天线MIMO的工作模式复用模式不同天线发射不同的数据，可以直接增加容量：2×2MIMO方式容量提高1倍分集模式不同天线发射相同的数据，在弱信号条件下提高用户的速率Page36UEABCDEFGHIJKLMNOPABCDEFGHA’B’C’D’E’F’G’H’ABCDEFGHUEMIMO可以在复用模式和分集模式之间自适应动态转变多天线之BeamForming没有智能天线的情况下，小区间用户干扰严重使用智能天线的情况下，小区间用户干扰得到极大改善Pa