3G移动通信技术

null全国信息技术应用培训教育工程 3G移动通信技术 全国信息技术应用培训教育工程 3G移动通信技术 教育部教育管理信息中心概要内容概要教育部教育管理信息中心5 教学研讨4 比赛知识点讲解3 比赛参考教材2 比赛说明1 比赛大纲null教育部教育管理信息中心5 教学研讨4 比赛知识点讲解3 比赛参考教材2 比赛说明1 比赛大纲比赛大纲比赛大纲教育部教育管理信息中心 1. 了解移动通信的基础知识2. 了解移动通信网络技术3. 掌握第三代网络通信的网络结构4. 掌握移动通信规划设计方法5. 熟悉网络优化的及方法null教育部教育管理信息中心5 教学研讨4 比赛知识点讲解3 比赛参考教材2 比赛说明1 比赛大纲比赛说明-初赛比赛说明-初赛教育部教育管理信息中心比赛说明-复赛比赛说明-复赛教育部教育管理信息中心比赛说明-决赛比赛说明-决赛教育部教育管理信息中心null教育部教育管理信息中心5 教学研讨4 比赛知识点讲解3 比赛参考教材2 比赛说明1 比赛大纲比赛参考教材比赛参考教材教育部教育管理信息中心初赛复赛与决赛移动通信原理与系统（第2版），北京邮电大学出版社，啜钢，王文博，常永宇，全庆一，2009年2月。移动通信网络规划与工程设计，北京邮电大学出版社，陈德容，刘永乾，蒋丽，2010年3月。null教育部教育管理信息中心5 教学研讨4 比赛知识点讲解3 比赛参考教材2 比赛说明1 比赛大纲比赛知识点讲解比赛知识点讲解教育部教育管理信息中心移动通信系统概述移动通信的定义 移动通信系统的特点 移动通信系统的发展 移动通信系统的工作方式移动通信发展各个阶段的典型系统 移动通信发展各个阶段采用的频段 3G主流通信技术 各种工作方式的实现 典型的移动通信应用系统移动通信系统概述移动通信系统概述移动通信发展各个阶段的典型系统-1G 教育部教育管理信息中心移动通信系统概述移动通信系统概述移动通信发展各个阶段的典型系统-2G 教育部教育管理信息中心移动通信系统概述移动通信系统概述移动通信发展各个阶段的典型系统-3G 教育部教育管理信息中心移动通信系统概述移动通信系统概述单工通信 通信双方电台交替地进行收信和发信，分为同频单工和双频单工；通常用于点到点的通信，一般适用于专业性强的通信系统。 双工通信 通信双方收发信机均同时工作，一般使用一对频道，以实施频分双工工作方式；在移动通信系统中得到了广泛的应用。 半双工通信 通信双方有一方使用双工方式，而另一方采用双频单工方式；一般移动台采用单工方式，而基站采用双工方式，主要用于专业移动通信系统中。 移动中继方式 两个移动台之间一般采用一次中继转接，又分单工中继和双工中继两种基本方式。 单工方式的中继只需一套收发信机，采用全向天线。 双工方式的中继站需要两套收发信机，并往往采用两幅定向天线，对准中继方向。 教育部教育管理信息中心移动通信系统概述移动通信系统概述典型移动通信应用系统 蜂窝式公用移动通信系统 集群调度移动通信系统 无绳电话系统 无线电寻呼系统 卫星移动通信系统 无线LAN/WAN教育部教育管理信息中心比赛知识点讲解比赛知识点讲解教育部教育管理信息中心移动通信电波传播与传播预测模型自由空间的电波传播 3种基本电波传播机制 阴影衰落的基本特性 移动无线信道及特征参数 电波传播损耗预测模型自由空间传播损耗的影响参数 基本的电波传播机制 阴影衰落的特点和统计分布 多径衰落的影响因素和分类 多普勒频移的影响因素 描述多径信道的主要参数 多径信道各种统计分布的适用条件 多径衰落信道分类和衰落特征量 各种预测模型的适用场景 移动通信电波传播与传播预测模型移动通信电波传播与传播预测模型教育部教育管理信息中心移动通信电波传播与传播预测模型移动通信电波传播与传播预测模型3种基本电波传播机制 反射：产生多径衰落的主要因素 绕射 散射教育部教育管理信息中心移动通信电波传播与传播预测模型移动通信电波传播与传播预测模型阴影衰落 移动无线通信信道传播环境中的地形起伏、建筑物及其障碍物对电波传播路径的阻挡而形成的电磁场阴影效应； 阴影衰落的信号电平起伏相对缓慢，又称为慢衰落； 阴影衰落服从对数正态分布；教育部教育管理信息中心移动通信电波传播与传播预测模型多径衰落 不同路径的电波到达接收机导致接收信号幅度的急剧变化； 多径传播引起的多径衰落属于小尺度衰落； 多径衰落的基本特性表现在信号幅度的衰落和时延扩展； 模拟移动通信系统主要考虑多径效应引起的接收信号的幅度变化； 数字移动通信系统主要考虑多径效应引起的脉冲信号的时延扩展。 教育部教育管理信息中心移动通信电波传播与传播预测模型移动通信电波传播与传播预测模型多普勒频移 当移动体在x轴以速度v移动时就会引起多普勒频率漂移； 多普勒频移与移动台运动的方向、速度以及无线电波入射方向之间的夹角有关。教育部教育管理信息中心移动通信电波传播与传播预测模型移动通信电波传播与传播预测模型描述多径信道的主要参数 由于多径环境和移动台运动等因素的影响，移动信道对传输信号在时间、频率和角度上造成了色散。 通常用功率在时间、频率以及角度上的分布来描述这种色散即 功率延迟分布—时间上的色散； 多普勒功率谱密度—频率上的色散； 角度谱—角度上的色散。 教育部教育管理信息中心移动通信电波传播与传播预测模型移动通信电波传播与传播预测模型时间色散 由功率延迟分布来定义的 平均附加时延 时延扩展 最大附加时延扩展 市区环境中常将功率延迟分布近似为指数分布。 相关带宽 相关带宽内的两个信号是相关的。 频率选择性衰落：信号带宽大于相关带宽 非频率选择性衰落（平坦衰落）：信号的带宽小于相关带宽教育部教育管理信息中心移动通信电波传播与传播预测模型移动通信电波传播与传播预测模型频率色散参数 用多普勒扩展来描述 相关时间 与多普勒扩展相对应的参数 在相关时间内的两个到达信号具有很强的相关性 时间选择性衰落 基带信号的码元速率远大于信道相关时间的倒数 教育部教育管理信息中心移动通信电波传播与传播预测模型移动通信电波传播与传播预测模型角度色散 多天线系统各种不同位置的天线经历的衰落不同，空间选择性衰落； 角度扩展是描述空间选择性衰落的一个重要参数； 角度扩展越大，表明散射环境越强，信号在空间的色散度越；相反，角度扩展越小，表明散射环境越弱，信号在空间的色散度越低。 相关距离 相关距离内，信号经历的衰落具有很大的相关性。 教育部教育管理信息中心移动通信电波传播与传播预测模型移动通信电波传播与传播预测模型多径信道的统计分析 一般而言，接收信号的包络根据不同的无线环境服从 瑞利分布：主信号减弱到与其他多径信号分量的功率一样，即没有视距信号 莱斯分布：视距信号成为主接收信号分量，同时还有不同角度随机到达的多径分量叠加在这个主信号分量上； Nakagami-m分布：通过基于场测试的试验方法，用曲线拟合达到近似分布；当m=1时，Nakagami-m分布称为瑞利分布；当m较大时，Nakagami-m分布接近高斯分布。教育部教育管理信息中心移动通信电波传播与传播预测模型移动通信电波传播与传播预测模型多径衰落信道分类 时间色散 平坦衰落信道 频率选择性衰落信道 发送信号与信道变化快慢程度 快衰落信道 慢衰落信道 空间选择性 标量信道：考虑时间和变频的二维信息信道 矢量信道：考虑了时间、频率和空间的三维信息信道教育部教育管理信息中心移动通信电波传播与传播预测模型移动通信电波传播与传播预测模型衰落特征量 衰落速率 衰落深度 电平通过率 平均衰落持续时间教育部教育管理信息中心移动通信电波传播与传播预测模型移动通信电波传播与传播预测模型电波传播损耗预测模型 室外传播模型 Okumura-Hata模型：宏蜂窝 COST-231-Hata模型：宏蜂窝 CCIR模型：宏蜂窝 LEE模型：宏蜂窝和微蜂窝（视距和非视距） COST-231-Walfisch-Ikegami模型（WIM）：视距和非视距 室内传播模型 对数据里路径损耗模型 Ericsson多重断点模型 衰减因子模型教育部教育管理信息中心移动通信电波传播与传播预测模型比赛知识点讲解比赛知识点讲解教育部教育管理信息中心移动通信中的信源编码及调制解调技术信源编码 调制解调技术移动通信发展各个阶段系统所采用的信源编码方式 移动通信发展各个阶段所采用的调制解调技术移动通信中的信源编码及调制解调技术移动通信中的信源编码及调制解调技术2G/3G系统的话音信源编码的基本原理是相同的，都采用了矢量量化和参数编码的方法 GSM中的规则脉冲激励长期预测编码（RPE-LTP） IS-95中的变速率码激励线性预测编码（CELP） GPRS/WCDMA中的自适应多速率编码（AMR） CDMA2000演进系统中的可选择模式语声编码（SMV） 3G中的视频通信业务采用H.264/AVC视频压缩标准教育部教育管理信息中心移动通信中的信源编码及调制解调技术移动通信中的调制解调技术 GSM系统采用GMSK IS-95系统采用QPSK、OQPSK、64阶正交调制 CDMA200系统采用QPSK和HPSK WCDMA采用了BPSK和QPSK TD-SCDMA系统采用QPSK 教育部教育管理信息中心移动通信中的信源编码及调制解调技术比赛知识点讲解比赛知识点讲解教育部教育管理信息中心抗衰落和链路性能增强技术分集技术 信道编码 扩频通信 多天线和空时编码 链路自适应技术各种分集技术的适用场景 三种合并技术的性能比较 移动通信中常用的信道编码及相应参数 伪噪声序列的类型及在移动通信中的应用 扩频通信的分类及其抗干扰原理 Rake接收机的基本思想 天线相关性与MIMO信道容量间的关系 OSI下三层对应的自适应技术 抗衰落和链路性能增强技术抗衰落和链路性能增强技术宏分集 消除阴影效应 多基站分集 微分集 时间分集：大于相干时间（移动速度为零，相干时间无穷大） 频率分集：大于相干带宽（跳频） 空间分集：市区0.5λ，郊区0.8 λ教育部教育管理信息中心抗衰落和链路性能增强技术分集的合并方式 选择式合并 最大比值合并 等增益合并 接收信号信噪比的改善随着分集重数的增加而增加，在M=2~3时，增加很快，但随着M的继续增加，改善的速度放慢 实际的分集重数一般最高为3~4 最大比值合并性能改善最多，其次是等增益合并，最差是选择式合并教育部教育管理信息中心抗衰落和链路性能增强技术抗衰落和链路性能增强技术信道编码 GSM系统：CRC码、截断循环码、码率1/2约束长度为5的卷积码 IS-95系统：码率1/2约束长度为9的卷积码、码率1/3约束长度为9的卷积码 3G系统：卷积码和Turbo码 教育部教育管理信息中心抗衰落和链路性能增强技术抗衰落和链路性能增强技术伪噪声序列 m序列：短码和长码，地址码区分用户 Gold序列：区分用户 Walsh码：区分信道 CDMA2000用m序列（长码）区分用户，Walsh码区分信道； WCDMA用Gold序列区分用户，Walsh码区分信道；教育部教育管理信息中心抗衰落和链路性能增强技术抗衰落和链路性能增强技术扩频通信系统 直接序列扩频（DS） 跳变频率扩频（FH） 跳变时间扩频（TH） 宽带线性调频（Chirp）教育部教育管理信息中心抗衰落和链路性能增强技术抗衰落和链路性能增强技术Rake接收机 给接收到的多径信号的每一个分量经适当时延后再输出端对齐，然后按照某种方法合并以增加信号的能量改善信噪比。 扩频信号带宽大于信道相关带宽—频率分集 多径信号的分离接收—时间分集教育部教育管理信息中心抗衰落和链路性能增强技术抗衰落和链路性能增强技术多天线技术（MIMO） 在发送端和接收端均采用多根天线易增强系统的抗噪声性能 发射分集技术：不同的天线上发射包含同样信息的信号—空间分集 空间复用技术：不同的天线上发射不同的信息 随着天线间相关性的增强，MIMO的信道容量是逐渐降低的。 空时编码 在不同天线发射信号之间引入时域和空域相关，使得在接收端可以进行分集接收。 空时分组码 空时格码 分层空时码教育部教育管理信息中心抗衰落和链路性能增强技术抗衰落和链路性能增强技术自适应技术 通过在接收端进行信道估计，并把信道的情况反馈到发送端。发送端就可以根据信道的情况灵活地调整发送参数，易实现吞吐量的优化。 物理层： 自适应调制编码（AMC） 功率控制 速率控制 错误控制 链路层：HARQ 网络层：跨层协作教育部教育管理信息中心抗衰落和链路性能增强技术比赛知识点讲解比赛知识点讲解教育部教育管理信息中心蜂窝组网技术移动通信网的组成 移动通信网的区域覆盖方式 频率复用距离及同频小区确定 多址接入技术 蜂窝移动通信系统的容量分析 信道切换原理、软切换过程、位置更新各种多址技术的实现原理 移动通信发展各阶段典型系统之间的容量关系 硬切换和软切换的原理 蜂窝组网技术蜂窝组网技术多址接入技术 频分多址FDMA 时分多址TDMA 码分多址CDMA 空分多址SDMA教育部教育管理信息中心蜂窝组网技术蜂窝组网技术蜂窝移动通信系统的容量 理论上讲各种多址接入方式都有相同的容量。 实际情况下移动通信的3种多址系统并不具有相同的容量。 在总频带宽度为1.25MHz时，CDMA数字蜂窝移动通信系统的容量是模拟FDMA（TACS）系统容量的约16倍，是数字时分GSM系统容量的约9倍。 实际中，CDMA系统容量做不到理论值。 教育部教育管理信息中心蜂窝组网技术蜂窝组网技术切换技术 切换的目的是实现蜂窝移动通信的无缝隙覆盖 硬切换（HHO） 软切换（SHO） 位置更新 移动台如何发现位置变化以及何时报告它的当前位置 位置登记：移动台得实时位置信息已知的情况下，更新位置数据和认证移动台 呼叫传递：在有呼叫给移动台的情况下，根据HLR和VLR中的可用位置信息来定位移动台。教育部教育管理信息中心比赛知识点讲解比赛知识点讲解教育部教育管理信息中心GSM及增强移动通信系统2G移动通信网络的基本组成 GSM移动通信网络 GPRS EDGEGSM的业务种类 GSM系统的各个功能单元的作用 GSM的频率复用方式 各类突发脉冲的作用 帧偏离参数 各类号码的作用 GSM与GPRS功能实体的不同 EDGE的提升体现 GSM及增强移动通信系统GSM及增强移动通信系统GSM的业务教育部教育管理信息中心GSM及增强移动通信系统GSM及增强移动通信系统GSM系统结构教育部教育管理信息中心GSM及增强移动通信系统GSM及增强移动通信系统GSM的频率复用方式 在建网初期使用4×3的复用方式，采用定向天线，每基站用3个120度或60度方向性天线构成3个扇形小区。 业务量较大的地区，根据设备的能力可采用其他的复用方式，如3×3、2×6、1×3复用方式等。 邻省之间的协调时应采用4×3复用方式。 若采用全向天线建议采用N=7的复用方式，其7组频率可从4×3复用方式所分的12组中任选7组，频道不够用的小区可以从剩余频率组中借用信道，但相邻频率组尽量在相邻小区使用。教育部教育管理信息中心GSM及增强移动通信系统GSM及增强移动通信系统GSM的时隙帧结构 时隙是物理信道的基本单元。 TDMA帧是由8个时隙组成的，是占据载频带宽的基本单元，即每个载频有8个时隙； 复帧有两种类型： 由26个TDMA帧组成的复帧，用于TCH、SACCH和FACCH。 有51个TDMA帧组成的复帧，用于BCCH和CCCH。 超帧是由51个26帧复帧或26个51帧复帧构成； 超高帧等于2048个超帧。 教育部教育管理信息中心GSM及增强移动通信系统GSM及增强移动通信系统突发脉冲 以不同的信息格式携带不同逻辑信道在一个时隙内传输 普通突发脉冲用于构成TCH，以及除FCCH、SYCH、RACH和空闲突发脉冲以外的所有控制信息信道，携带他们的业务信息和控制信息。 频率校正突发脉冲用于构成频率校正信道，携带频率校正信息。 同步突发脉冲用于构成同步信道，携带有系统的同步信息。 接入突发脉冲用于构成移动台的随机接入信道，携带随机接入信息。 空闲突发脉冲的结构与普通突发脉冲的结构相同，只是将普通突发脉冲中的加密信息比特换成固定比特。 教育部教育管理信息中心GSM及增强移动通信系统GSM及增强移动通信系统帧偏离 前向信道的TDMA帧定时与反向信道的TDMA帧定时的固定偏差。 GSM系统中规定偏差为3个时隙。 决定切换的指标 WEI（Word Error Indicator）是一个表明在MS侧当前的突发脉冲是否得到正确解调的指标； RSSI（Received Signal Strength Indicator）是一个反映信道间干扰和噪声的指标； QI（Quality Indicator）是一个对无线信号质量估计的一个指标，它是在一个有效窗口内用载干比加上信噪比来估计信号质量的一个指标。 一般在决定是否进行切换时，主要根据两个指标：WEI和RSSI教育部教育管理信息中心GSM及增强移动通信系统GSM及增强移动通信系统GSM系统中的号码 移动用户国际ISDN号码：用户拨打的公开号码 国际移动用户识别号：移动用户的唯一识别号码 移动台漫游号码：VLR临时分配 HLR号码 位置区识别号 小区识别号 基站识别码教育部教育管理信息中心GSM及增强移动通信系统GSM及增强移动通信系统GPRS 在GSM网的基础上发展的移动数据分组网。GPRS网络分为两个部分：无线接入以及核心网。 在原有GSM网基础上增加 SGSN-GPRS业务支持节点 GGSN-GPRS网关支持节点 PTC SC 更新移动性管理程序 GSM网络子系统软件更新 MAP信令和GPRS信令教育部教育管理信息中心GSM及增强移动通信系统GSM及增强移动通信系统EDGE 增强型数据速率GSM演进技术 高速电路交换数据业务的增强 GPRS的分组业务的增强教育部教育管理信息中心比赛知识点讲解比赛知识点讲解教育部教育管理信息中心第三代移动通信系统及其增强技术IS95系统 CDMA2000 WCDMA TD-SCDMA IMT-2000增强系统 IMT-Advanced系统 IS-95系统的关键技术 3G三大主流技术标准的平滑演进基础 IMT-2000增强系统 IMT-Advanced系统的热点技术 第三代移动通信系统及其增强技术第三代移动通信系统及其增强技术IS-95系统的关键技术 功率控制 软切换 多种形式的分集技术（频率分集、时间分集、空间分集） 教育部教育管理信息中心第三代移动通信系统及其增强技术第三代移动通信系统及其增强技术IS-95中的伪随机序列 下行链路 PN短码的不同偏置区分不同的基站信号 正交的Walsh码进行区分信道 上行链路 PN长码区分物理信道 PN长码的不同偏置区分用户教育部教育管理信息中心第三代移动通信系统及其增强技术3G三大主流技术 WCDMA：核心网以GSM的移动交换中心和分组交换网络为基础 CDMA2000：向下兼容IS-95，核心网基于ANSI-41 TD-SCDMA：CDMA基础上引入TDMA教育部教育管理信息中心第三代移动通信系统及其增强技术第三代移动通信系统及其增强技术IMT-2000增强系统 LTE系统：传输时延、提高用户数据速率、增大系统容量和覆盖范围、降低运营成本。 WiMAX系统：新型的宽带无线通信技术教育部教育管理信息中心第三代移动通信系统及其增强技术第三代移动通信系统及其增强技术IMT-Advanced 建立一个全球统一的无线通信新架构，以实现全球范围内的无缝接入和网间互连。 多频带技术 中继技术 协作多点传输技术教育部教育管理信息中心第三代移动通信系统及其增强技术比赛知识点讲解比赛知识点讲解教育部教育管理信息中心移动通信网络规划无线网络仿真 GSM/GPRS/R4核心网规划 GSM/GPRS/EDGE无线网规划 TD-SCDMA无线网规划 CDMA2000 1x/EV-DO网络规划 WCDMA无线网规划无线网络分析方法 核心网演进 GSM/GPRS/R4核心网规划 GSM/GPRS/EDGE无线网规划 TD-SCDMA无线网规划 CDMA2000 1x/EV-DO网络规划 WCDMA无线网规划 移动通信网络规划移动通信网络规划无线网络分析方法 TDMA系统：静态分析 CDMA系统：Monte Carlo分析法 动态分析 静态分析教育部教育管理信息中心移动通信网络规划移动通信网络规划移动核心网的演进 第一代移动通信核心网：MSC 第二代移动通信核心网：引入了短信中心、通用分组无线服务技术（GPRS） 第三代移动核心网，在TDM窄带承载的基础上引入了ATM、IP宽带承载，呈现向全IP化的演进趋势。 3GPP制定的长期演进LTE，未来新一代移动核心网被称为系统架构演进LTE-SAE，采用扁平式架构，主要由移动管理实体和服务网关SGW组成，实行网络控制与用户数据控制相分离，同时LTE-SAE还引入了多种被称为“锚点”的功能实体，用来实现自身网络与其它网络间的互联。LTE-SAE所有的功能实体接口都支持基于IP的。 全IP化、不同网络的融合和智能化。 教育部教育管理信息中心移动通信网络规划移动通信网络规划规划原则 首先要保证技术先进性； 要充分利用现有网络资源，降低投资； 原则上采取“大容量、少局所、低成本”的建网思路，提高投资效益； 便于网络扩容； 有利于网络的平滑演进和持续发展。 教育部教育管理信息中心移动通信网络规划移动通信网络规划教育部教育管理信息中心GSM/GPRS/EDGE网络规划 GSM是我国正在运营的主要移动通信网之一，我国GSM网络已建成世界上规模最大、用户最多的移动通信网。通用分组无线业务GPRS和增强GPRS即EDGE（是GSM向3G演进中的过渡技术，也称为2.5G和2.75G，目的是在GSM网络演进到3G之前，为用户提供中、低速分组数据业务。 GSM/GPRS网由核心网CN、基站接入子系统BSS、操作维护中心OMC和移动台MS组成。核心网分为CS电路域和PS分组域两部分。基站子系统BSS根据功能可分为码速率变换器（TCU）、基站控制器（BSC）、基站收发信机（BTS）三部分。 GSM/GPRS/EDGE无线网规划GSM/GPRS/EDGE无线网规划规划特点 具有“硬覆盖”、“硬容量”的特点，因此容量规划和覆盖规划是分别独立进行的，并且不需要进行基于话务模型和密度分布的蒙特卡罗仿真分析。教育部教育管理信息中心GSM/GPRS/EDGE无线网规划GSM/GPRS/EDGE无线网规划规划流程 教育部教育管理信息中心GSM/GPRS/EDGE无线网规划GSM/GPRS/EDGE无线网规划规划指标 接续质量 ：接入时间和接通概率 传输质量： 话音质量和误码率 可靠性： 质量的稳定性能及无故障间隔 教育部教育管理信息中心GSM/GPRS/EDGE无线网规划GSM信道配置 控制信道基本上 ：1个载频时配置1个控制信道，2~3个载频时配置2个控制信道，4个载频时配置3个控制信道，5~8个载频时配置4个控制信道。 业务信道的配置：根据可用带宽和频率复用方式得出基站能配置的最大载频数。教育部教育管理信息中心GSM/GPRS/EDGE无线网规划GSM/GPRS/EDGE无线网规划GSM/GPRS/EDGE无线网规划GSM信道配置计算 利用查爱尔兰B呼损计算表进行基站信道配置计算。 【例1】已知某GSM基站根据覆盖和话务要求，站型设计为三扇区，无线服务质量等级GOS=2%，根据市场调查，预测基站覆盖区内约有1200个用户（假设全部为纯话音用户），每用户忙时平均话务量为0.02Erl，三扇区话务负荷分布大致为：一扇区占10%，二扇区占32%，三扇区占58%，问该基站各扇区应如何配置？ 教育部教育管理信息中心GSM信道配置计算GSM信道配置计算教育部教育管理信息中心GSM信道配置计算GSM信道配置计算进一步扩展，基站扇区的载频配置 GSM系统每个载频有8个TDMA逻辑信道 所以该基站三扇区载频配置为1/2/3教育部教育管理信息中心GSM/GPRS/EDGE无线网规划GSM/GPRS/EDGE无线网规划GSM频率规划 频道分配原则 低话务密度区：全向站型，7×1复用 用户密度高区域：4×3三叶草蜂窝小区 城市核心区等高话务密度区：紧密频率复用方式（3×3、2×6、1×3等） BCCH不采用跳频和不连续发射，应采用4×3或更宽松的频率复用方式（5×3、6×3）教育部教育管理信息中心GSM频率规划GSM频率规划【例2】假设可用带宽为6MHz，使用频道号为95~124，设计使用4×3复用，试进行频率规划并列出频率规划表。 解：根据GSM系统规定，不同运营商间必须留出400kHZ保护间隔。所以95和124号频道不能用。根据4×3复用方式原理，复用图列表如下 教育部教育管理信息中心GSM/GPRS/EDGE无线网规划GSM/GPRS/EDGE无线网规划GPRS规划 共用GSM频率资源、共用基站、共享GSM网上的部分设备和网络设施，只需对现有GSM网络设备软、硬件进行升级改造，新建核心网分组域。 覆盖规划：与话音业务相比，数据传输传输速率越高对C/I比的要求越高，覆盖区就越小。 频率规划：确保GPRS所用信道的 C/I比以满足GPRS业务要求。 容量规划：从理论上讲任何一个小区 GSM话音容量之外的容量可视为GPRS容量。 GPRS新增专门用于分组数据业务的PDCH信道； 一般基站每小区设置的专用和动态PDCH之和不少于3个； 忙时每信道平均话务量高于0.5Erl的，先计算出GPRS所需信道数之后，全部设为专用PDCH信道，并按一定比例配置动态PDCH； 忙时每信道平均话务量低于0.5Erl的小区，设少量专用PDCH，其余设为动态PDCH； 话务量更低的小区根据具体情况只设1个PDCH或不设PDCH教育部教育管理信息中心GSM/GPRS/EDGE无线网规划GSM/GPRS/EDGE无线网规划EDGE规划 在GSM的GMSK调制方式基础上采用新的调制方法，即多时隙操作，同时增加了8PSK调制方式。 支持流媒体、视频等多媒体业务 。 不能单独部署为GSM/EDGE网络，必须在现有GPRS网络基础上部署GSM/GPRS/EDGE网络。 提供9种调制编码方案 空中信道分配方式、TDMA帧结构等空中特性与GSM完全相同。 不改变GSM或GPRS网络的结构，也不引入新的网络单元，只是对BTS进行升级，升级不设核心网。 全新的基站收发信机设备 更新BSC设备的能力 系统全新的链路管无线资源分配机制教育部教育管理信息中心GSM/GPRS/EDGE无线网规划GSM/GPRS/EDGE无线网规划EDGE规划要点 如何高效的调整陆地链路的时隙分配 调制速率越高需要较强的C/I比，通常要求15dB以上的载干比教育部教育管理信息中心移动通信网络规划移动通信网络规划TD-SCDMA无线网规划 我国自主研发的第三代移动通信系统，是国际3G三个主流标准之一。系统融合了频分、时分、码分、空分多种技术，并采用了智能天线、联合检测、时分双功、动态信道分配等多种新技术，其空分特性可以使干扰源在时间上或空间上错开，因此极大的改善了CDMA系统内部的干扰，弱化了CDMA系统所特有的“软覆盖”和“软容量”的特性，呈现出“多业务均衡覆盖”、“硬容量”和码字资源受限的技术特点。 结合其独特的核心技术及3G业务特点，充分利用已有2G网络资源，降低投资，最大限度满足覆盖、容量、质量、成本无线网设计四个基本要素要求。教育部教育管理信息中心TD-SCDMA无线网规划TD-SCDMA无线网规划网络结构 TD-SCDMA系统结构由核心网CN、无线接入网RAN、用户设备UE和无线操作维护中心OMC四部分组成。 核心网CN目前采用R4版本，并在R4版本中引入了软交换，将控制与承载分离。 核心网由电路域CS、分组域PS和HLR/AUC等组成。 无线接入网RAN由无线网络控制器RNC和基站Node B组成。 TD-SCDMA与GSM/GPRS采取两网融合建设方案，共用核心网和业务平台。教育部教育管理信息中心TD-SCDMA无线网规划TD-SCDMA无线网规划教育部教育管理信息中心TD-SCDMA无线网规划TD-SCDMA无线网规划时隙结构 TD-SCDMA系统常规时隙只有一种突发类型，它由两个352chip长度的数据块，一个144chip长度的训练序列码和16chip保护间隔组成。 物理信道 TD-SCDMA系统的物理信道是载波、时隙、扩频码的组合，一个时隙内，由一个16位的扩频码字划分为16个虚拟资源单位VRU。每一个VRU中含有两个数据符号字段，每个数据符号字段有352个码片。 信道模式 TD-SCDMA系统存在3种信道模式，即逻辑信道、物理信道和传输信道。教育部教育管理信息中心TD-SCDMA无线网规划TD-SCDMA无线网规划TD-SCDMA关键技术队网络规划的影响 智能天线：极大提升系统性能，研究表明网络设计良好时使用六阵元以上的智能天线，系统不受干扰限制，但是码资源受限。（单极化8阵元智能天线组网） 联合检测：提高接收性能和系统容量，但随着用户数增多，系统处理能力要求指数增加。覆盖区域内的同频小区干扰大，极易产生掉话和切换失败。 时分双工：适合智能天线和非对称业务需求，但是影响TD-SCDMA的覆盖设计和容量规划。 接力切换：切换成功率高，但需要获得用户终端的位置信息。无线网规划时需合理控制站间距和交叠区域大小 动态信道分配：抗干扰技术之一，规划时应根据具体要求规划信道资源冗余度。 同步CDMA：TD-SCDMA智能在同步、智能天线、联合检测都良好的情况下实现同频组网。TD-SCDMA基站主要采用GPS同步，规划时应保证GPS同步信号的接收。 教育部教育管理信息中心TD-SCDMA无线网规划TD-SCDMA无线网规划覆盖影响因素 不同的3业务有不同的扩频因子，其小区覆盖范围也不同，扩频因子越大覆盖范围越大。TD-SCDMA系统系统扩频因子上行为1、2、4、8、16，下行只有1和16。 小区覆盖规划时，需要综合考虑成本与服务质量之间的平衡。 根据工程经验和用户需求，一般以视频电话业务连续覆盖进行设计。教育部教育管理信息中心TD-SCDMA无线网规划TD-SCDMA无线网规划链路预算 目的：不同传播条件和不同业务承载速率情况下，对小区覆盖半径作粗略地估计，是基站布局规划确定平均站距的重要参考数据。 分类：上行链路预算和下行链路预算 分析系统上行受限或下行受限 确定上行或下行链路预算选择平均站距 TD-SCDMA上行受限，工程设计中以上行链路预算对基站的覆盖能力进行估算。教育部教育管理信息中心TD-SCDMA无线网规划TD-SCDMA无线网规划容量规划 TD-SCDMA系统由于采用联合检测、智能天线和同步CDMA等技术，极大的降低了网内干扰，因此TD-SCDMA系统容量整个表现为码资源受限系统，所以TD-SCDMA系统容量估算不宜采用干扰分析方法，当然网络设计不好，TD-SCDMA也会成为干扰受限系统。此外，由于TD-SCDMA的TDD双工模式，可变切换点，容量规划时还与时隙配置、干扰控制等因素有关。 TD-SCDMA混合业务容量需求估算算法： 坎贝尔算法 等效爱尔兰算法 后爱尔兰算法 随机背包算法教育部教育管理信息中心TD-SCDMA无线网规划TD-SCDMA无线网规划教育部教育管理信息中心TD-SCDMA无线网规划TD-SCDMA无线网规划码组规划 TD-SCDMA系统中使用的码 扩频码 导频码 扰码 midamble 码 下行导频码和扰码区分不同的基站；扩频码、Midamble码、上行导频码区分不同移动终端。扩频码区分同一时隙不同用户。 每个小区配置一个码组（1个下行导频码、8个上行导频码、1个扰码和1个基本midamble码） 相邻小区使用不同码组，先选下行导频码确定码组，然后选扰码。教育部教育管理信息中心移动通信网络规划移动通信网络规划CDMA2000 1x/EV-DO网络规划 CDMA2000 1x EV-DO是世界范围内的第二大移动通信网，是3G三个主流标准之一。我国CDMA网建设始于2001年，版本为IS-95A，次年二期工程时升级为CDMA2000 1x，3G牌照发放后，升级为现在的CDMA2000 1x /EV-DO Rev.A网络。 CDMA2000 1x采用了ANSI 41标准，网络结构采用模块化，系统分成若干相对独立的模块，并可按照自身发展需求单独进行演进，使单个模块的升级尽量减少对其它模块的影响，因此在3G三个主流标准中，发展及商用速度是最快的。 教育部教育管理信息中心CDMA2000 1x/EV-DO网络规划CDMA2000 1x/EV-DO网络规划网络组成 CDMA2000 1x系统包括核心网和无线网两大部分，此外还有移动智能网、WAP、定位等。 核心网电路域基于ANSI41 D版本；分组交换部分主要以IP为基础的网络结构。 EV-DO的网络组成与1x基本上一致，主要的差别在EV-DO为数据业务专用，不支持语音业务，不存在电路域核心网。教育部教育管理信息中心CDMA2000 1x/EV-DO网络规划CDMA2000 1x/EV-DO网络规划地址码 CDMA2000采用了m序列伪随机序列，也称为PN码做为用户地址，用来区分不同的用户。 CDMA2000采用了两个m序列；短码和长码。 前向：长码对业务信道进行扰码；短码进行正交调制； 反向：长码用作直接扩频；短码用于正交调制；教育部教育管理信息中心CDMA2000 1x/EV-DO网络规划CDMA2000 1x/EV-DO网络规划功率规划 CDMA2000 1x基站总发射功率一定，有前向导频信道、同步信道、寻呼信道和业务信道共享。前向覆盖范围取决于前向各信道的功率分配。 功率规划的目标：通过合理分配前向信道功率比，使各种前向信道的覆盖半径尽量一致。教育部教育管理信息中心CDMA2000 1x/EV-DO网络规划CDMA2000 1x/EV-DO网络规划链路预算 实际规划中前向业务负载一般取70%，反向业务负载取50%。 CDMA系统更多情况下是一个反向受限系统，小区覆盖范围取决于反向链路。 EV-DO前向和反向覆盖差异大。教育部教育管理信息中心CDMA2000 1x/EV-DO网络规划CDMA2000 1x/EV-DO网络规划教育部教育管理信息中心CDMA2000 1x/EV-DO网络规划CDMA2000 1x/EV-DO网络规划教育部教育管理信息中心CDMA2000 1x/EV-DO网络规划CDMA2000 1x/EV-DO网络规划频率规划 CDMA2000 1x/EV-DO高速分组数据业务不能和语音业务兼容使用相同的载频，因此， CDMA2000 1x/EV-DO业务要单独进行进行载频规划，从最低端的频道开始向上。 PN码规划 CDMA2000各个蜂窝都工作在同一频段，为了区分不同基站和扇区，因此在CDMA有关规范中定义了512个PN-Offset（PN码偏置）码。 PN码规划就是将若干相邻基站分成一簇，在簇内每个基站按一定规则分配不同的PN码偏置，在簇外采用复用方式，类似于GSM的频率复用。教育部教育管理信息中心移动通信网络规划移动通信网络规划WCDMA无线网规划 WCDMA称为宽带CDMA，与窄带CDMA2000系统相比，没有本质不同，因此无线网规划方法和内容与CDMA2000基本相同。教育部教育管理信息中心WCDMA无线网规划WCDMA无线网规划网络结构 WCDMA系统结构由以下四部分组成 核心网CN 无线接入网RAN 用户设备UE 无线操作维护中心OMC-R WCDMA核心网目前采用R4版本。 WCDMA采用与GSM/GPRS公用核心网和业务平台的建设原则。教育部教育管理信息中心WCDMA无线网规划WCDMA无线网规划教育部教育管理信息中心WCDMA无线网规划WCDMA无线网规划链路预算 WCDMA是反向受限系统，链路预算以反向链路预算为主 容量规划 根据最大容量需求估算所学要的载频数量 根据业务密度分布计算每个扇区所需配置的信道数 切换规划 WCDMA的载频间的硬切换采用压缩模式，不仅提高了切换成功率，还可以使分层组网和多载波扩容时因为硬切换带来的网络质量下降得到控制。 由于压缩模式下移动台要对不同的频率和系统进行测量，所以形成一定的间隙，而在此期间不能进行快速功率控制，同时还会损失部分交织增益。 规划时在目标区域内尽可能实现连续覆盖，多载波区也应连续覆盖避免孤站，尽量减少系统间不必要的硬切换教育部教育管理信息中心WCDMA无线网规划WCDMA无线网规划扰码规划 在WCDMA系统中，扰码分为上行扰码和下行扰码。扰码的作用是用来区分不同的信源， 在上行用来区分不同的用户 在下行用来区分不同的小区。 扰码分配时必须保证每个用户分配到不同的上行扰码。上行扰码在RNC范围内分配—分段分配方式，及相邻RNC分配不重叠的扰码段，不相邻的两个RNC的号段可以复用。 下行扰码间互相关特性良好，每个小区分配一个主扰码。下行同一小区的不同信道使用同一扰码，不同的小区必须使用不同的扰码。 扰码规划的目的是使移动台快速、准确完成小区搜索、识别和同步，接入网络。教育部教育管理信息中心WCDMA无线网规划WCDMA无线网规划频率规划 WCDMA频率从高端往低端使用教育部教育管理信息中心null教育部教育管理信息中心5 教学研讨4 比赛知识点讲解3 比赛参考教材2 比赛说明1 比赛大纲教学探讨教学探讨如何在2G的基础上给学生引入3G技术？ 针对3G技术中的一个技术标准设计教学环节教育部教育管理信息中心null教育部教育管理信息中心