数据通信与计算机网络无线网络技术

GSM移动通信的发展过程移动通信系统主要采用的多址方式频分多址(FDMA)频分多址（FDMA）是采用调频的多址技术。业务信道在不同的频段分配给不同的用户。时分多址(TDMA)时分多址（TDMA）是采用时分的多址技术。业务信道在不同的时间分配给不同的用户。码分多址(CDMA)在码分多址系统中，各发送端用各不相同的、相互(准)正交的地址码调制其所发送的信号。在接收端利用码型的(准)正交性，通过地址识别(相关检测)，从混合信号中选出相应的信号无线蜂窝系统综述蜂窝技术的基本概念提高容量蜂窝技术不是分割频率而是分割地理区域蜂窝系统的优势：频率复用蜂窝移动通信的频率分配我国模拟蜂窝移动通信曾使用890—905MHz（移动台发，基站收）和935—950MHz（基站发，移动台收）工作频段，现已逐步将部分频率让给GSM我国数字蜂窝移动通信使用905—915MHz（移动台发，基站收）和950—960MHz（基站发，移动台收）工作频段，其中中国移动通信公司GSM系统使用905—909MHz和950—954MHz工作频段，中国联通公司GSM系统使用909—915MHz和954—960MHz工作频段。此外中国移动通信公司还使用了1800MHz频段的10MHz的带宽。第三代移动通信工作在2000MHz频段上。蜂窝拓扑结构蜂窝结构示意图

常用无线区群结构无线网络分代无线通信系统分为:第一代无线系统：面向语音的模拟无线系统第二代无线系统：面向语音的数字无线系统第三代无线系统:多模式、多频ISDN综合业务数字网PSTN公众电话交换网PLMN公众陆地移动网PSPDN分组交换公众数据网CSPDN电路交换公众数据网NSS网络交换子系统MSC移动交换中心HLR归属位置寄存器VLR访问位置寄存器AUC鉴权中心EIR设备识别寄存器BSS基站子系统BSC基站控制器BTS基站收发信台OMC操作维护中心MS移动台GSM系统结构GSM移动通信系统CDMA技术CDMA概述CDMA技术早已在军用抗干扰通信研究中得到广泛应用，1989年.11月，Qualcomm在美国的现场试验证明CDMA用于蜂窝移动通信的容量大，并经理论推导其为AMPS容量的20倍。CDMA技术的出现频率码CDMA：CodeDivisionMultipleAccess（码分多址）。所有用户在同一时间、同一频段上、根据编码获得业务信道。用户3用户2用户1CDMACDMA技术与其它多址技术的比较用户1用户2用户3用户1用户2用户3时间频率时间时间频率频率码业务信道在不同频段分配给不同用户如：TACS系统、AMPS系统业务信道在不同时间分配给不同用户如：GSM所有用户在同一时间、同一频段上、根据编码获得业务信道FDMATDMACDMA用户3用户2用户1CDMA参考体系结构其他MSCPSTN/ISDN其他PLMNMSC：移动业务交换中心 BSC：基站控制器 MC：短消息中心HLR：归属位置寄存器 BTS：基站收发信台 VM：语音邮箱VLR：拜访位置寄存器 OMC：操作维护中心 AC：鉴权中心SCP：业务控制点MC/VMMSC/SSP/VLROMCHLR/ACSDHGMSC/SSPSCPSTPIOS4.0SS7IS-41IS-41IS-41IS-41移动客户服务中心INTERNETSS7TCP/IPSS7IS-41BTSBTSBSCMSIS95----CDMA2000码分多址原理码分多址

码分多址（CDMA,CodeDivisionMultipleAccess）也称扩频多址（SSMA,SpreadSpectrumMultipleAccess）。将原信号的频带扩宽，再经调制发送出去；接收端接收到经扩频的宽带信号后，作相关处理，再将其解扩为原始数据信号。CDMA给每一用户分配一个唯一的码序列（扩频码），并用它对承载信息的信号进行编码。知道该码序列用户的接收机对收到的信号进行解码，并恢复出原始数据。CDMA的原理是，任何一个发送方都要把自己发送的01代码串中的每一位，分成m个更短的时隙或称芯片（Chip）。通常m取64片或128片，也就是将原先要发送的信号速率或带宽提高了64倍或128倍。为了简便，现假定芯片序列为8位，又假定用芯片序列00011011表示1，当发送0时则用其反码11100100。但这种芯片序列是双极型表示的，即0用-1表示，1用+1表示。码分多址原理每个站点都有自己唯一的芯片序列。用符号S来表示站点S的m维芯片序列，为它的相反。而且所有的芯片序列都是两两正交的。设S和T是两个不同的芯片序列，其标量积（表示为S·T）均为0。内标积就是对双极型芯片序列中的m位相乘之和、在除以m的结果，可用下式表示：=0。

其正交特性是及其关键的。只要=0，那么=0

任何芯片剩序列与自圈己的内标分积均为1喉，即：在每个比仰特时间内押，站点可纱以发送其衡芯片序列光表示发送1，可以发拥送其序列馒的反码表湿示发送0，也可院以保持胁沉默什焰么都不以干。这捏里假定夺所有的追站点在廊时间上滩都是同及步的，愤因此所焰有芯片码序列都端是在同徐一时刻蕉开始。若两个挤或两个李以上的饭站点同被时开始束传输，沫它们的糠双极型舞信号就墨线性相殿加。上式成立式因为内标积中的每个m项为1，因此和为m。另外还要注意=-1。示例:CDMA棉扩频通信巡寿技术扩频通值信是将毯待传送视的信息愚数据被反伪随机饺编码(蹈扩频序凯列：S谦pre谎ad料Seq斯uen此ce)京调制，士实现频策谱扩展葡后再传涉输；接盆收端则劫采用相视同的编呜码进行梨解调及樱相关处铺理，恢污复原始副信息数介据。这种通信盗方式与常烧规的窄道解通信方式聪是有区别威的：一是信息废的频谱扩爷展后形成驾宽带传输普；二是相关短处理后恢烈复成窄带鲁信息数据绿。扩频通信访有如下的煌优点：抗干扰抗噪音抗多径茂衰落具有保密法性功率谱猜密度低呈，具有毯隐蔽性独和低的丢截获概许率可多址复偏用和任意铲选址高精度测返量等按照扩平展频谱害的方式愿不同，茫现有的膏扩频通喜信系统被可以分有为：直接序舍列扩频液(Di炼rec付tS喇equ偶enc萝eS技pre闸ad怀Spe降ctr慎um)尺工作方柏式，简向称直扩丘(DS匀)方式跳变频功率(F沃req肢uen骄cy枕Hop甩pin盗g)工传作方式熟，简称诉跳频(午FH)额方式跳变时好间(T蜓ime荐Ho熟ppi麦ng)锯工作方腰式，简勉称跳时飞(TH狭)方式宽带线殊性调频逆(Ch蹲irp著Mo炕dul约ati歉on)裂工作方爪式，简便称Ch持irp塔方式混合方近式直接序决列扩频所谓直悉接序列扯(DS梨-Di苹rec奴tS辞cqu虚enc松y)扩翠频，就绍是直接寇用具有植高码率摄的扩频雁码序列肉在发端镇去扩展茫信号的霉频谱。剥而在收具端，用聪相同的济扩频码索序列去带进行解落扩，把朗展宽的习扩频信要号还原约成原始诉的信息菜。在扩展饱频谱通格信中还鼓需要增妥加一个狭扩展频筐谱的处格理过程存。常用趁的一种女扩展频岁谱的方怠法就是庸用一高辆码率f颜c的随酱机码序士列对窄蒸带信号恼进行二席相相移刮键控调嫂制。这样得到帆了带宽为眠2fc的端载波抑制榴的宽带信肿号。这一晶扩展了频侮谱的信号档再送到发翻射机中去象对射频f鄙T进行调指制后由天庸线辐射出营去。解扩实际在上就是扩票频的反变什换，通常勤也是用与战发端相同匀的调制器匀，并用与糠发端完全承相同的伪锁随机码序拒列对收到教的宽带信鸟号再一次调进行二相轻相移键控内。频谱的奸展宽，绝使各频斥谱成分括的幅度销下降，席换句话克说，信燥号的功夺率谱密肠度降低盆。这就愿是为什即么可以外用扩频役信号进献行隐蔽仆通信，粘及扩频匆信号具貌有低的宰被截获昌概率的臣原故跳频扩交频所谓跳频妻，比较确跪切的意思醒是：用一睬定码序列蓬进行选择己的多频率离频移键控叙。也就是禽说，用扩朴频码序列芳去进行频歪移键控调锯制，使载棒波频率不盲断地跳变碰，所以称捞为跳频。上图为农跳频的娃原理示阵意图。狡发端信鸡息码序删列与扩浪频码序顺列组合败以后按味照不同买的码字队去控制古频率合荡成器。跳频通浇信具有够抗干扰仍、抗截武获的能缠力，并蛋能作到付频谱资珍源共享房诚。所以派在当前懒现代化博的电子竭战中跳源频通信领已显示堪出巨大雷的优越色性。另好外，跳支频通信于也应用很到民用来通信中轧以抗衰简落、抗她多径、朋抗网间焰干扰和走提高频蓄谱利用术率跳频图案常采用伪眨随机改变盲的跳频图控案来直观熔的描述频省率跳变的趴规律只有通信劣的双方才流知道此跳包频图案，脉而对敌方谜则是绝对软的机密。门所谓“伪苗随机”，烂就是“假义”的随机窗，其实是散有规律性焦可循的，碎但当敌方侮不知跳频退图案时，舰就很难猜眉出其跳频则的规律来斜。跳频图案捆的不同，泊其干扰的楼效果也不谨尽相同。左当跳频图究案的随机随性越大时离，跳频抗喜干扰的能研力就越强烈；“棋盘巨”越大时诵，即频率昂和时间的互乘积越大虑时，可容熊纳的随机虾图案也越夸多，跳频君图案本身粉的随机性踏也越大，眯从而抗干同扰能力也打越强。番所谓抗佛于扰能力贩强，实际哪上是指碰扩到干扰的乡丰概率小。CDMA关的特点具有很马强的抗颤干扰性建能用户可随恶机接入系逃统进行多育址通信安全通拜信越区软切封换系统性能盲的自适应姐性抗衰落能秩力强移动数烂据业务电路型吵数据业候务CSD（始接入速率允9.6盘kbit疯／s）HSCS尖D（5护7.6嚷kbit巡寿／s）分组型数执据业务GPRS贼（171皱.2k冈bit／居s）EDG愧E（谅384梨kb婚it／肿s）第三代数脾据业务（六2Mb依it／s自）高速电路郊交换数据研业务(H份SCSD屈)采用了垃新的信腰道编码睬方式，烦使每个钟时隙的脊传输速络率从9谱.6境kbi延t／s更提高到述14.匪4k劈燕bit之／s可实现裳1—4纪时隙捆古绑，使舅传输速占率最高益可达到桥57.养6k稀bit陪／s上下行数替据传输可辅采用不同歼速率通用分伏组无线晨业务(管GPR副S)的鞋特点传输速率召快支持4种男编码方式犹,并采用带多时隙(王最多8个裹时隙)合仪并传输技脊术，使数届据速率最岩高可达1碍71.2吓kbit结／s可灵活乘支持多尘种数据敲应用网络接鸭入速度坚快可长时甩间在线株连接计费更加纪合理高效地暑利用网陕络资源视，降低挨通信成棋本支持多梁用户共解享一个番信道的抽机制(躁每个时谅隙允许逝最多8傻个用户叼共享)利用现有渗的无线网资络覆盖，摆提高网络县建设速度磨，降低建骂设成本在无线接棉口，GP绩RS采用穴与GSM姻相同的物痰理信道，祸定义了新版的用于分致组数据传蔽输的逻辑场信道。可趣设置专用艇的分组数驴据信道，违也可按需盛动态占用含话音信道GPR行S的核舌心网络采顺应通节信网络响的发展鄙趋势，舞为GS英M网向期第三代该演进打辆下基础增强型数棵据业务(甩EDGE迈)采用一种固改进的G紫SM调制稍技术，每室时隙的速踩率提高到葵48k戏bit/脱s允许集中沾使用多达娇8个时隙姿，此时速脾率可达到狗384晋kbit由/s属于增强厅型G