《现代通信网》课件第八章 移动通信网

第八章移动通信网8.1移动通信概述8.2第二代移动通信系统8.3第三代移动通信系统8.4第四代移动通信系统8.5第五代移动通信技术2024/8/19定义移动通信是指通信的一方或双方可以在移动中进行的通信过程，也就是说，至少有一方具有可移动性。终端的移动性：手机、车载台。个人的移动性：SIM/UIM卡方式支持的业务。特点：1)用户的移动性。2)电波传播条件复杂。3)噪声和干扰严重。4)系统和网络结构复杂。5)有限的频率资源。2024/8/19移动通信的分类蜂窝移动通信系统卫星移动通信系统集群移动通信2024/8/19移动通信的发展历程第一代移动通信系统模拟移动通信系统，以美国的AMPS(IS-54)和英国的TACS为代表频分双工、频分多址制式蜂窝组网技术缺点：信道利用率较低，通信容量有限，通话质量一般，保密性差，制式太多，标准不统一，互不兼容，不能提供非话业务，不能提供自动漫游2024/8/19移动通信的发展历程第二代移动通信系统数字移动通信系统，以GSM和窄带CDMA系统为典型代表。数字技术，蜂窝组网时分多址和码分多址技术优点：克服了1G的弱点，话音质量及保密性得到了很大提高，可实现不同地区的自动漫游。缺点：系统带宽有限，限制了数据业务的发展，也无法实现移动多媒体业务。并且由于各国标准不统一，无法实现全球漫游。2024/8/19移动通信的发展历程第三代移动通信系统1985年ITU-T提出了第三代移动通信系统的概念，最初命名为未来公共陆地移动通信系统FPLMTS（FuturePublicLandMobileTelecommunicationSystem），后来考虑到该系统将于2000年左右进入商用市场，工作频段在2000MHz，最高业务速率为2000kbps，故1996年更名为IMT-2000(InternationalMobileTelecommunication-2000)。目标是能提供多种类型、高质量的多媒体业务；能实现全球无缝覆盖，具有全球漫游能力；与固定网络的各种业务相互兼容，具有高服务质量；与全球范围内使用的小型便携式终端在任何时候任何地点进行任何种类的通信。3G系统主要有三种制式：WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA。2024/8/19移动通信的发展历程第四代移动通信系统4G技术的正式名称是由ITU-R命名的IMT-Advanced，可提供高速的蜂窝移动通信，其下载传输速率可以达到百兆级。目前的4G系统包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式，但从严格意义上来讲，LTE只能算作3.9G，尽管被宣传为4G无线标准，但它其实并未达到IMT-Advanced，即4G的标准。只有升级版的LTE-Advanced才满足ITU对4G的要求。4G移动通信网络能够满足用户宽带移动互联的要求，快速传输数据、高质量、音频、视频和图像等。2024/8/19移动通信的发展历程第五代移动通信系统面向2020年及未来，移动通信技术和产业将迈入第五代移动通信(5G)的发展阶段，目前5G正处于研究当中。2015年6月国际电信联盟ITU已制定5G发展的总体路线图，并将其命名为“IMT-2020”。预计未来5G网络将至少有20Gbps的速度，预计将在2020年商用。2024/8/19覆盖方式：大区制大区制移动通信系统：覆盖范围30~50km，发射功率50~200W，天线很高；网络结构简单，频道数目少，无需无线交换，直接与PSTN连接。大区系统的局限性：覆盖范围有限；服务的用户容量有限；服务性能较差；频谱利用率低2024/8/19覆盖方式：小区制（蜂窝思想）1949，Bell实验室提出低功率发射机和小覆盖区域或蜂窝、越区切换和中央控制（自动化、程控化、智能化）。频率（或时隙或码字）可在空间间隔一定距离时获得复用。系统容量受干扰限制。由基站执行呼叫建立、越区切换、选路等集中控制功能。2024/8/19123456712345672112345671234567系统构成1.核心网包含实现用户移动业务的交换中心和用于存储各种数据的数据库。2.无线接入网3.终端 移动通信网中的终端称为移动台MS（MobileStation），即手机或车载移动台。2024/8/192024/8/19多址技术

自从电话技术和无线电技术问世以来，人们就在试图通过单条电路传送尽可能多的业务传输介质类型举例：双绞线同轴电缆光缆空中接口(无线电信号)采用多址技术的好处增加系统的容量，为更多的用户提供服务因为所需传输媒介减少，降低了系统成本降低单用户的费用更易于管理传输介质每对用户各自通过传输介质使用一专用电路通信而彼此并不知道其他用户的存在。多址技术：多个独立用户同时使用传输介质而互不影响。2024/8/19

多址技术物理传输介质是一种可以根据所采用的不同技术进一步划分为单个信道的资源：下面介绍几种最流行的多址技术：

FDMA

频分多址每个用户使用不同的频率一个信道对应一个频率TDMA

时分多址每个用户使用不同的时隙一个信道就是特定频率的特定时隙CDMA

码分多址一个信道对应一种独特的码序列。每个用户使用相同的频率，但采用不同的码序列。OFDMA正交频分多址为每个用户分配载波组中的一组或几组来区分用户并传输数据。多址技术2024/8/19FrequencyTimePowerFrequencyTimePowerFrequencyTimePowerFDMATDMACDMAOFDMA双工方式双工通信中，需要用一定的技术来区分不同方向的信道，常用两种方式：FDD：频分双工TDD：时分双工2024/8/19UplinkDownlink一般的网络结构以GSM为例，全国GSM移动电话网按大区设立一级汇接中心、省内设立二级汇接中心、移动业务本地网设立端局构成三级网路结构。三级网路结构组成了一个完全独立的数字移动通信网路。2024/8/19移动通信网中的号码

移动台国际ISDN号码(MSISDN：MobileStationinternationalISDNnumber)国际移动用户标识号(IMSI：InternationalMobileSubscriberIdentification)国际移动台设备标识号(IMEI：InternationalMobileEquipmentIdentification)移动台漫游号码(MSRN：MobileStationRoamingNumber)临时移动用户识别码(TMSI：TemporaryMobileSubscriberIdentities)2024/8/19第八章移动通信网8.1移动通信概述8.2第二代移动通信系统8.3第三代移动通信系统8.4第四代移动通信系统8.5第五代移动通信技术2024/8/198.2.1GSM大容量频谱效率高，频率复用程度高质量好话音质量，无线链路可靠开放的接口空中接口，网络之间，网络设备实体之间安全性鉴权，加密，TMSI号码2024/8/19GSM主要性能特点与ISDN，PSTN的互连全球漫游基于SIM卡多种业务提供能力2024/8/19GSM规范系列（ETSI）01系列：概述02系列：业务方面03系列：网络方面04系列：MS-BS接口和规约（空中接口2，3层）05系列：无线传输的物理层（空中接口第一层）06系列：语音编码规范07系列：对移动台的终端适配08系列：BS到MSC接口（A和Abis接口）09系列：网络互连10系列：暂缺11系列：设备和型号批准规范12系列：操作和维护2024/8/19主要性能参数－工作频段900MHz频段：890～915（上行）935～960（下行）双工间隔45MHz，工作带宽25MHz，载频间隔200kHz1800MHz频段：1710～1785（上行）1805～1880（上行）双工间隔为95MHz，工作带宽75MHz，载频间隔200kHz。2024/8/19主要性能参数－多址方案GSM结合了频分复用（FDM）和时分复用（TDM）＋FDD频率被划分成了200kHz的频带一个频带内的信道被分成8个时隙频率配置采用等间隔频道配置法，频道序号为1～124。频道序号与频点中心标称频率的关系FL（n）＝890.2Mhz+(n-1)*0.2Mhz,(uplink）Fh(n)=FL（n）+45Mhz（downlink）n=1~1242024/8/19系统结构与接口2024/8/19组成部分移动台无线接入网部分称为基站子系统BSS基站收发台BTS基站控制器BSC核心网部分称为网络子系统NSS移动交换中心MSC操作维护中心OMC归属位置寄存器HLR访问位置寄存器VLR鉴权认证中心AUC设备标志寄存器EIR2024/8/19移动台MS用户识别模块(SIM)

SIM卡是一张“智能卡”，插在移动设备里，包含移动用户的信息，因此称为用户识别模块。2024/8/19移动台(MS).移动设备(ME).用户识别模块(SIM)基站子系统一个BSS包括一个BSC和一个或多个BTSBTSBTS是BSS的无线部分，受控于基站控制器BSC，包括无线传输所需要的各种硬件和软件，如发射机、接收机、天线、连接基站控制器的接口电路以及收发台本身所需要的检测和控制装置等。它完成BSC与无线信道之间的转换，实现BTS与MS之间通过空中接口的无线传输及相关的控制功能。BSCBSC是BSS的控制部分，处于基站收发台BTS和移动交换中心MSC之间。一个基站控制器通常控制几个基站收发台，主要功能是进行无线信道管理、实施呼叫和通信链路的建立和拆除，并为本控制区内移动台越区切换进行控制等。2024/8/19移动交换子系统MSS完成GSM的主要交换功能，同时管理用户数据和移动性所需的数据库。主要包含：移动交换中心（MSC）网关MSC(GMSC)拜访位置寄存器（VLR）归属位置寄存器（HLR）鉴权中心（AUC）设备识别寄存器（EIR）操作和维护中心（OMC）2024/8/19移动交换中心（MSC）MSC是PLMN的核心。主要功能：主要功能是协调GSM用户呼叫的建立控制BSC间的切换通过7号信令网协调VLR，HLR及OSS间的工作2024/8/19归属地位置寄存器HLR

HLR存储两类信息：一是有关移动用户的参数，包括移动用户识别号码、用户类别和补充业务等数据；一是有关移动用户目前所处位置的信息，以便建立至移动台的呼叫路由，例如MSC、VLR地址等，并负责当用户的访问区域变化时，信息的更新。2024/8/19来访者位置寄存器（VLR）VLR通常与MSC合设，其中存储MSC所管辖区域中的移动台（称来访客户）的用户数据，包括：用户号码、移动台的位置区信息、用户状态和用户可获得的服务等参数。移动台状态(开/关机）当前用户的位置区识别码临时移动用户识别码(TMSI)移动用户漫游号码(MSRN)2024/8/19设备识别寄存器（EIR）EIR存储具有一个用于确认国际移动设备识别码(IMEI)的集中数据库。完成对移动设备的识别、监视、闭锁等功能，以防止非法移动台的使用。EIR中存有三种名单：白名单：存贮已分配给可参与运营的GSM各国的所有设备识别标识IMEI。黑名单：贮所有应被禁用的设备识别标识IMEI。灰名单：存贮有故障的以及未经型号认证的设备识别标识IMEI，由网路运营者决定。2024/8/19鉴权中心（AUC）

AUC属于HLR的一个功能单元部分，专门用于GSM系统的安全性管理。鉴权中心产生鉴权三元组（随机数RAND、符号响应SRES、加密键Kc），用来鉴权用户身份的合法性以及对无线接口上的话音、数据、信令信号进行加密，防止无权用户接入和保证移动用户通信的安全。2024/8/19操作和维护中心OMC对全网中每个设备实体进行监控和操作，实现对GSM网内各种部件的功能监视、状态报告、故障诊断、话务量的统计和计费数据的记录与传递等功能。2024/8/19子系统之间的接口2024/8/19MSC/VLRMSC/VLRBTSBTSBTSHLR/AUCOMCEIRMSOSSBSCBSCBSSA接口Um接口Abis接口NO.7Abis接口子系统之间的接口A接口为NSS与BSS之间的通信接口Abis接口为基站子系统的两个功能实体BSC和BTS之间的通信接口Um接口(空中接口)MS与BTS之间的通信接口此外还有网络子系统内部接口B接口、C接口、D接口、E接口、G接口、H接口2024/8/19信道类型与时隙结构物理信道GSM结合了频分复用（FDM）和时分复用（TDM）频率被划分成了200kHz的频带一个频带内的信道被分成8个时隙频分双工（FDD）上行信号和下行信号在不同频带上传输2024/8/1901240124890MHz915MHz935MHz960MHzUPLINKDOWNLINK时隙结构2024/8/1912345678higherGSMframestructures935-960MHz124channels(200kHz)downlink890-915MHz124channels(200kHz)uplinkfrequencytimeGSMTDMAframeGSMtime-slot(normalburst)4.615ms548.5µs577µsguardspaceguardspacetailuserdataTrainingSSuserdatatail3bits57bits26bits57bits113时隙结构2024/8/19GSM信道的概念

物理信道:一个时隙(TS)信道控制信道（CCH）逻辑信道业务信道(TCH)逻辑信道要映射到物理信道上传送。2024/8/19GSM的逻辑信道业务信道（TCH）：用于传送编码后的话音或客户数据，和少量的随路控制信令。

话音业务信道业务信道

数据业务信道全速率业务信道（TCH/F）13kbps话音或9.6kbps数据每帧传输一个时隙半速率业务信道（TCH/H）6kbps或3.6kbps数据每两帧传输一个时隙2024/8/19GSM的逻辑信道控制信道(CCH)：用于传送信令或同步数据。根据所需完成的功能又把控制信道定义成：广播、公共专用控制信道

2024/8/19GSM的逻辑信道广播信道（BCH）：是“一点对多点”的单向控制信道，用于基站向移动台广播公用的信息。专用控制信道（DCCH）：实施“点对点”的双向控制信道。用于呼叫接续阶段及通信进行当中，在移动台与基站之间传输必要的控制信息。2024/8/19GSM的逻辑信道公共控制信道（CCCH）：是一种双向控制信道，用于呼叫接续阶段传输链路连接所需要的控制信令：寻呼信道（PCH）有到某用户的呼叫时，发送该用户的TMSI随机接入信道（RACH）用户需要某种服务时，在该信道上传输请求信息接入确认信道（AGCH）系统准许用户接入时，在该信道上传输所分配的SDCCH的资源信息2024/8/19呼叫接续与移动性管理

与固定网络相同，移动通信网最基本的作用是为用户进行呼叫接续；但与固定网不同的是，移动网络还需要一些与用户移动有关的操作，称为移动性管理，包括位置登记、越区切换、漫游等。2024/8/19呼叫接续2024/8/19位置登记

位置区：移动台不用进行位置更新就可以自由移动的区域，可以包含几个小区。当呼叫某一移动用户时，由MSC可以追踪移动台究竟处于所在位置区的哪个小区。位置区标识(LAI：LocationAreaIdentifier)是在广播控制信道BCCH中广播的。MSC区：由该MSC所控制的所有基站的覆盖区域组成。一个MSC区可以包含几个位置区。2024/8/19移动台用IMSI来标识自己时的位置登记和删除2024/8/19移动台用TMSI来标识自己时的位置登记和删除2024/8/19越区切换

越区切换是指当通话中的移动台从一个小区进入另一个小区时，网络能够把移动台从原小区所用的信道切换到新小区的某一信道，而保证用户的通话不中断。同一MSC内基站之间的切换，称为MSC内部切换(Intra-MSC)。这又分为同一BSS内不同小区之间(Intra-BSS)的切换和不同BSS间(Inter-BSS)小区之间的切换。不同MSC的基站之间的切换，称为MSC间切换(Inter-MSC)。2024/8/19Intra-MSC切换过程2024/8/19漫游过程

漫游过程是指当用户离开其归属的MSC区，到另一个MSC区时仍然能够使用移动通信服务，这包括系统内的漫游和系统间的漫游。系统内漫游是指两个MSC属于同一个运营商网络，用户在国内范围内的移动一般属于系统内漫游；系统间漫游是指在不同运营商网间的漫游，例如用户出国的情况。漫游的实现包括三个过程：位置登记、转移呼叫、呼叫建立。2024/8/19通用分组无线业务GPRS通用分组无线业务GPRS（GeneralPacketRadioService)可传送不同速率的数据及信令。当一个载频的8个时隙同时提供给一个用户使用时，最高理论速率可达171.2kbps。但由于GPRS仅使用GSM的空闲信道来提供服务，其传输速率取决于GSM为其预留的信道数，因此GPRS的实际速率比理论值要慢得多，大约低于50kbps左右。2024/8/19GPRS网络结构GPRS业务支持节点（SGSN：ServiceGPRSSupportNode）GPRS网关支持节点（GGSN：GatewayGPRSSupportNode）分组控制单元(PCU：PacketControlUnit)等网络单元2024/8/19GPRS网络结构SGSNGPRS业务支持节点SGSN是GPRS网中最主要的网元，类似GSM中的MSC/VLR主要功能是对MS进行鉴权、移动性管理和路由选择等。GGSNGPRS网关支持节点GGSN是连接GPRS网络与外部数据网络（如Internet）的节点，主要起网关作用。对于外部数据网络而言，GGSN相当于一个路由器，负责存储已经激活的GPRS用户的路由信息。PCU分组控制单元PCU负责处理无线信道的数据业务，一般位于BSC中。PCU将分组数据业务在BSC处与GSM语音业务分离，传送给SGSN。2024/8/19GPRS附着过程2024/8/19①MS向SGSN发送GPRS附着请求，启动附着过程。②SGSN收到附着请求后，启动认证和鉴权过程。③MS认证通过后，SGSN向HLR发送位置更新请求。④HLR向SGSN返回查询到的用户信息，该信息包括MS的GPRS签约数据。⑤若MS的GPRS签约数据允许在当前路由区内附着，SGSN将向HLR返回确认收到用户信息。HLR给SGSN返回位置更新成功消息进行回应。⑥SGSN向MS发送附着成功消息。PDP上下文激活过程①移动台向SGSN发送“PDP上下文激活请求”消息，信息中包含接入点名称APN（AccessPointName）、PDP地址、QoS参数等。②SGSN向GGSN发送“建立PDP上下文请求”消息，包含PDP类型、IP地址参数、APN、服务质量等，GGSN为移动台分配IP地址。③GGSN向SGSN发送“建立PDP上下文响应”消息，确认成功激活PDP上下文。④SGSN向移动台发送“PDP上下文激活完成”信息，信息中包含IP地址等参数。2024/8/19增强型GPRS（EGPRS：EnhancedGPRS）增强型GPRS（EGPRS：EnhancedGPRS）是GPRS业务的进一步发展，采用了增强数据速率GSM演进（EDGE：EnhancedDataRateforGSMEvolution）技术。EDGE可以有效提高GPRS信道编码效率，当8个信道全被使用时，其理论最高速率可达473.6kbps，实测的数据速率最高达到384kbps，而GPRS使用8个时隙时，最高理论速率只有171.2kbps。EGPRS采用了8PSK调制技术、递增冗余传输技术、链路自适应机制等。2024/8/198.2.2CDMA系统采用CDMA技术的数字蜂窝移动通信系统，简称CDMA系统，是在扩频通信技术上发展起来的。2G移动通信系统中的CDMA系统属于窄带CDMA（N-CDMA），以区别于3G系统。第一个真正在全球得到广泛应用的CDMA标准是IS-95A，支持8kbps和13kbps话音编码；IS-95B是IS-95A的进一步发展，除提供语音外，还可支持64kbps数据业务。IS-95A和IS-95B均有一系列标准，其总称为IS-95。IS-95建议的CDMA技术扩频带宽约为1.25MHz，信息数据速率最高为13kbps。2024/8/19系统结构及接口2024/8/19信道类型

物理信道CDMA系统采用频分双工FDD方式，即收发采用不同的载频。从基站到移动台方向的链路称为正向链路或下行链路，从移动台到基站方向的信道称为反向链路或上行链路。上行使用824~849MHz，下行使用869~894MHz，双工间隔为45MHz，载频间隔为1.25MHz。下行链路中，每个载频在一个小区内以64个正交Walsh码区分信道，可提供64个码分信道，然后由1.2288Mchip/s的伪随机序列扩频。上行链路的码分物理信道是由周期为242-1的不同相位偏移量的长PN序列构成的。2024/8/19信道类型

逻辑信道由于CDMA上下行链路传输的要求不同，因此上下行链路上信道的种类及作用也不同。正向链路：①导频信道(PiCH:PilotChannel)②同步信道(SyCH:SynchronizationChannel)③寻呼信道(PaCH:PagingChannel)④正向业务信道(F-TCH:ForwardTrafficChannel)反向链路：⑤反向业务信道(B-TCH:BackwardTrafficChannel)⑥接入信道(AcCH:AccessChannel)中的逻辑信道由反向业务信道(B-TCH)和接入信道(AcCH)等组成。2024/8/19CDMA系统的关键技术

同步技术Rake接收功率控制软切换等。2024/8/19呼叫处理2024/8/19越区切换CDMA系统中可能同时有软切换、更软切换和硬切换。当移动台处于一个基站的两个扇区和另一个基站交界的区域内，这时将发生软切换和更软切换。若处于三个基站交界处，又会发生三方软切换。基站指示移动台切换到相邻基站的另一载频上，这就是硬切换。2024/8/19同一个MSC内的切换过程(1)移动台首先搜索所有导频信号并测量它们的强度，测量导频信号中的PN序列偏移，当某一导频强度大于某一特定值(上门限)时，移动台认为此导频的强度已经足够大，能够对其进行正确解调。若尚未与该导频对应的基站相联系时，它就通过原基站向MSC发送一条导频强度测量消息，报告高于上门限的导频信号强度信息，并将这些导频信号作为候选导频。MSC指示新基站分配一个前向业务信道给移动台。(2)MSC通过原小区基站向移动台发送一个切换导向的消息。(3)移动台依照切换导向的指令跟踪新的目标小区的导频信号，将该导频信号作为有效导频，开始对新基站和原基站的正向业务信道同时进行解调。同时，移动台在反向信道上向新基站发送一个切换完成的消息。这时，移动台除仍保持与原小区基站的链路外，与新小区基站也建立了链路。此时移动台同时与两基站进行通信。(4)随着移动台的移动，当原小区基站的导频信号强度低于某一特定值(下门限)时，移动台启动切换定时器开始计时。(5)切换定时器到时，移动台向基站发送一个导频强度测量消息。(6)基站接收到导频强度测量消息后，将此消息送至MSC，MSC再返回相应切换指示消息，基站将该切换指示消息发给移动台。(7)移动台依照切换指示消息拆除与原基站的链路，保持与新基站的链路。而原小区基站的导频信号由有效导频变为邻近导频。这时，就完成了越区软切换的全过程。2024/8/19位置登记

位置登记又称为注册(Register)，是移动台向基站报告自己的位置、状态、身份等特性的过程。通过登记，当要建立一个移动台的呼叫时，基站能有效地寻呼移动台并发起呼叫。CDMA系统中可以支持多种注册。CDMA系统位置登记的基本处理过程与GSM系统基本类似。2024/8/19第八章移动通信网8.1移动通信概述8.2第二代移动通信系统8.3第三代移动通信系统8.4第四代移动通信系统8.5第五代移动通信技术2024/8/193G的概念及目标

第三代移动通信的标准由ITU命名为IMT-2000，意为该系统工作在2000MHz频段，最高业务速率可达2000kbps，在2000年左右实现商用欧洲电信标准协会ETSI称其为通用移动通信系统(UMTS：UniversalMobileTelecommunicationSystem)。根据IMT-2000标准，系统室内环境下传输速率至少为2Mbps，室内外步行环境下能提供至少384kbps的速率，而车载环境下传输速率至少达到144kbps。可以向公众提供1G、2G移动通信系统所不能提供的各种宽带信息业务，如图像、音乐、网页浏览、视频会议等。2024/8/193G的系统结构用户设备包括用户识别模块（UIM，UserIdentifierModule）），UIM的作用相当于GSM中的SIM卡，移动台（MT，MobileTerminalMT），即为手机。用户网络接口（UNI，UserNetworkInterface）：移动台与基站之间的无线接口，该接口的标准化能够使各种类型的终端接入RAN-CN接口为无线接入网与核心网之间的接口，相当于GSM系统的A接口网络网络接口（NNI，NetworkNetworkInterface）为核心网与其它网络之间的接口。2024/8/193G的标准2024/8/19CDMA技术FDDCDMADS，对应WCDMA，采用直接序列扩频技术CDMAMC，对应CDMA2000，只含多载波方式TDDCDMATDD，对应TD-SCDMA(低码片速率)和UTRATDD(高码片速率)TDMA技术FDDTDMASC，对应UWC-136TDDFDMA/TDMA，对应DECT3G系统CN与RTT的对应关系2024/8/19WCDMA移动通信系统系统参数WCDMA的主要系统参数如下：载波带宽：5MHz接入方式：宽带直接序列扩频CDMA双工方式：FDD/TDD语音编码：AMR语音编码码片速率：3.84Mchip/s基站同步方式：异步/同步帧长：10ms功率控制：闭环、开环功率控制2024/8/19版本演进2024/8/19R99版本R5版本系统结构用户设备UE无线接入网UTRAN无线网络控制器RNC基站NodeB核心网CNMSC/VLRGMSCSGSNGGSNHLR接口Uu接口Iu接口Iur接口Iub接口2024/8/19UTRAN的结构一个或几个无线网络子系统RNS（RadioNetworkSubsytem）一个RNS由一个无线网络控制器RNC和一个或多个基站NodeB组成。2024/8/19UTRAN协议结构2024/8/19无线接口分层模型2024/8/19信道类型信道逻辑信道控制信道业务信道传输信道公共传输信道专用传输信道物理信道公共物理信道专用物理信道2024/8/19WCDMA典型业务接续流程CS域UE主叫流程UE被叫流程PS域2024/8/19UE主叫流程2024/8/19UE被叫流程2024/8/19PS域基本业务流程2024/8/198.3.3CDMA2000移动通信系统CDMA2000体系是从最初的窄带CDMA，即IS-95演进的，分为两个技术阶段。第一阶段称为CDMA20001xRTT，简称CDMA20001x。第二阶段分为CDMA20003xRTT、CDMA20001xEV-DO和CDMA20001xEV-DV三种方式。2024/8/19系统参数多址技术：CDMA（多载波和直接序列扩频）信道带宽：N×1.25MHz，N=1，3，6，9，12码片速率：1.2288Mchip/s双工方式：FDD基站间同步方式：同步帧长：5ms、20ms功率控制：开环结合快速闭环功率控制2024/8/19系统结构MSC/VLR、HLR、EIR等一起构成了核心网的电路域，实现传统电路域的话音业务和短信业务，与窄带CDMA（IS-95）并无差异。BSC处增加了分组控制功能PCF，分组数据服务节点PDSN、AAA、归属代理HA、外部代理FA等构成了核心网的分组域，实现分组域的数据业务。与窄带CDMA相比，PCF、AAA和PDSN是新增的网元，通过支持移动IP的A10、A11接口互联，可以支持分组数据业务传输。2024/8/19CDMA2000的数据业务流程2024/8/198.3.4TD-SCDMATD-SCDMA的全称为时分同步码分多址接入（TimeDivision-SynchronizationCodeDivisionMultipleAccess），是由我国提出的3G标准，并被ITU接纳为国际移动通信标准。TD-SCDMA系统由3GPP组织制订、维护标准，与WCDMA具有一致的系统架构，采用UMTS的结构，无线接入采用UTRAN结构。其高层结构及功能与WCDMA相同，包括核心网络结构及Iu、Iub、Iur等多种接口，而二者的空中接口物理层则采用不同的技术。2024/8/19系统参数双工方式：时分双工TDD信号带宽：1.6MHz关键技术：软件无线电、同步、智能天线等多址方式：时分多址、码分多址、频分多址、空分多址频段：1880~1920MHz、2010~2025MHz、2300~2400MHz码片速率：1.28Mchip/s2024/8/19关键技术时分双工：TDD模式多址方式：TD-SCDMA系统集合CDMA、FDMA、TDMA三种多址方式于一体，无线资源可以在时间、频率、码字这三个维度进行灵活分配同步技术TD-SCDMA的同步技术包括网络同步、初始化同步、节点同步等。联合检测智能天线接力切换动态信道分配2024/8/19第八章移动通信网8.1移动通信概述8.2第二代移动通信系统8.3第三代移动通信系统8.4第四代移动通信系统8.5第五代移动通信技术2024/8/19概述第四代移动通信技术（4G）由ITU-R于2005年10月正式命名为IMT-Advanced（InternationalMobileTelecommunicationsAdvanced）其系统性能要求对慢速移动用户下行峰值速率能够达到1Gbps，对快速移动用户能够达到100Mbps，从而为移动用户提供更高级的服务和应用。2008年3月ITU开始征集IMT-Advanced标准。2024/8/19LTE3GPP提出了第三代移动通信的长期演进技术LTE（LongTermEvolution）和系统架构演进SAE（SystemArchitectureEvolution）两大计划的标准化工作，分别侧重无线接入技术和网络架构。LTE指的是3GPP无线网络的长期演进，即演进的UTRAN，被称为E-UTRAN；SAE指的是3GPP核心网的演进，现在一般称为演进分组核心网EPC（EvolvedPacketCore），SAE在标准化术语中已不再使用。人们一般用LTE网络或LTE系统代表完整的长期演进系统，包括无线接入部分和核心网。2024/8/19LTELTE技术基于正交频分复用和多入多出天线技术开发，在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率，被认为是准4G系统。在LTE的基础上，3GPP提出了LTE-Advanced，是LTE技术的升级版，能够满足ITU-R的IMT-Advanced技术征集的需求，因此成为候选标准之一。2012年1月18日，ITU在2012年无线电通信全会上，正式审议通过将LTE-Advanced和WirelessMAN-Advanced（802.16m）技术规范确立为IMT-Advanced，即4G国际标准我国主导制定的TD-LTE-Advanced同时成为IMT-Advanced国际标准。2024/8/19LTE设计目标1）频谱带宽可灵活配置：支持1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHz等。2）数据传输速率比3G有大幅提升：UMTS的系统带宽为5MHz，而LTE系统在20MHz的带宽下，实现下行速率100Mbps，上行速率50Mbps。3）更高的频谱利用率：频谱利用率为HSPA的2~4倍。4）明显降低系统时延：实现控制平面时延小于100ms，用户平面时延小于5ms。5）支持全面分组化。实现纯分组结构，核心网中取消CS域，所有业务在PS域实现。6）扁平化的网络架构：相比之前的2G、3G系统，系统结构简单，网络节点尽量压缩。7）支持多种接入技术到统一的核心网。支持与3GPP网络的互操作，同时支持非3GPP网络的接入。2024/8/19LTE关键技术OFDMLTE系统中，多址接入方案在下行方向采用正交频分多址接入OFDMA，以提高频谱效率；上行方向采用单载波频分多址接入SC-FDMA，以降低系统的峰均功率比，从而减小终端体积和成本。MIMOLTE系统下行MIMO通常配置为2×2，即2发2收，上行MIMO通常配置为1×2，即1发2收。链路自适应技术包括动态功率控制、自适应调制编码、混合自动请求重传等技术。2024/8/19系统结构2024/8/19无线接入网E-UTRANLTE的接入网E-UTRAN由eNodeB一种网元构成eNodeB间底层通过IP传输，在逻辑上通过X2接口相互连接，支持数据和信令的直接传输。2024/8/19核心网EPC核心网EPC负责对用户终端的全面控制和有关承载的建立包括：移动性管理实体MME（MobilityManagementEntity）服