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机务员培训材料笔记

移动台接收到的电波一般是直射波和随时变化的绕射波、反射波、散射波的叠加

移动台收到的电波存在多径传播，这会造成衰落

衰落现象中，既有长期（慢）衰落，也有十分严重和频繁的短期（快）衰落。

多普勒效应

由于移动台移动而产生的频率偏移现象称为多普勒效应

工作频率越高，运动速度越快，多普勒频移越大。

移动台所受到的噪声影响主要来自于城市噪声

移动通信网是多频道、多电台同时工作的通信系统。

当移动台工作时受到的干扰有互调干扰、邻道干扰及同频干扰等

互调干扰是

指两个或多个信号作用在通信设备的“非线性器件”上，产生同有用信号频率相近的组合频率，从而对通信系统构成干扰的现象。

邻道干扰是

指相邻或邻近的信道（或频道）之间的干扰，是由于一个强信号串扰弱信号而造成的干扰

同频干扰

是指相同载频电台之间的干扰

无线设备工作方式的不同，移动通信可分为单工、双工和半双工三种方式。

●一般说来，GSM900的工作频段为890~960MHz，其中上行频率为890~915MHz，下行频率为935~960MHz，也称PGSM（PrimaryGSM——基本GSM），就是通常所常说的GSM900频段；

●EGSM（EnhancedGSM——扩展GSM），是GSM的扩展。

EGSM的工作频率经扩展后比GSM900频段低10MHz。

EGSM900（扩展GSM）频段上行频率为880~890MHz，下行频率为925~935MHz；

●GSM1800的工作频段为1710~1880，其中上行频率为1710~1785MHz，下行频率为1805~1880MHz，也称DCS1800（DigitalCellularSystemat1800MHz——1800MHz数字蜂窝系统）；其中GSM1800频段中我国政府批准使用的上行频率为1710~1755MHz，下行频率为1805~1850MHz。

由于适于移动通信的频段仅限于UHF和VHF，所以可用的通道容量也是极其有限的。

WiMAX的全名是微波存取全球互通（WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess），

数字移动通信系统是一种双向双工通信系统。

该系统一般由移动台（MS）、基站子系统（BSS）、移动交换子系统（NSS）、操作与维护子系统（OSS）等组成，

按无线设备工作方式的不同，移动通信可分为单工、双工和半双工三种方式

全双工方式

全双工方式是指通信双方均可同时进行接收和发送信息。

这种方式适用于公用移动通信系统，是广泛应用的一种方式。

移动通信网按照服务区域覆盖方式分为：

大区制

由一个基站（发射功率为50～100W）覆盖整个服务区，该基站负责服务区内所有移动台的通信与控制。

大区制的覆盖半径一般为30～50km。

可以在适当的地点设立若干个分集接收站来改善上行传输

小区制

小区制是指将整个服务区划分为若干小区，在每个小区设置一个基站，负责本小区内移动台的通信与控制。

要设置移动业务交换中心

小区制根据服务对象和地形的不同对服务区域划分为：

带状服务区

面状服务区

扇区划分技术：

使用定向天线代替基站中单独的一根全向天线，

在扇区划分的方法中，容量的提高正是通过降低同频干扰，从而减小区群中的小区数量N，相应提高频率复用来实现的

•天线基本功能

–辐射和接收无线电波：

发射时，把高频电流转换为电磁波；接收时把电磁波转换为高频电流。

•通信天线种类

–按方向性：

全向、定向天线

–按结构特性：

线状天线、面状天线

信道是通信网络传递信息的通道。

移动通信网的一个无线区内，用户对n个信道的使用有两种方式：

独立信道方式和多信道共用方式

独立信道方式在信道分配原则上简单，但是信道利用率低；

多共用信道方式在相同多的用户的信道的情况下，可明显提高信道的利用率

越区切换和位置管理

越区切换是指将当前正在进行的移动台与基站之间的通信链路从当前基站移到另一个基站的过程

越区切换的分类

硬切换、软切换和更软切换三种。

信源编码的作用

（1）实现模数（A∕D）变换，使之适合于在信道中传输；

（2）进行信息压缩编码，提高信息传输的有效性

信道编码

•以提高信息传输的可靠性为目的的编码

•增加信源的冗余度来实现

•采用的办法：

增大码率或带宽，与信源编码正好相反

•信道编码技术的分类：

•按照纠正差错的类型：

纠正随机错误、纠正突发错误

•按照信息码元和监督码元之间的约束方式分：

分组码、卷积码

•按照信息码元和附加的监督码元之间的检验关系：

线性码、非线性码

•按照码字的结构不同：

系统码、非系统码

•按照码字中每个码元的取值：

二进制码、多进制码

克服由多径效应引起的码间干扰---均衡技术

均衡即接收端的均衡器产生与信道相反的特性，来抵消信道时变多径传播特性引起的码间干扰。

均衡器通常是用滤波器来实现的，

信令的含义

为通信系统有秩序地工作，在正常通话的前后和过程中传输很多其他的控制信号，诸如：

•一般电话网中不可缺少的摘机、挂机、空闲音、忙音、拨号、振铃、回铃音等信号；

•以及无线通信网中所需的信道分配、用户登记与管理、呼叫与应答、越区信道切换和发射机功率控制等信号

•令的基本功能是：

建立呼叫；

监控呼叫；

清除呼叫。

按系统性质分

由于移动通信网有公用网和专用网之分，因此信令也可以分成公用网信令和专用网信令。

（1）公用网信令：

按照信令的信道来分类，又可以分为：

随路信令和公共信道信令。

GSM系统主要参数

频段：

935~960MHz基站发，890~915MHz移动台发；

频带宽度：

25MHz；

通信方式：

全双工；

载频间隔：

200kHz；

信道分配：

TDMA每载频8时隙，全速信道8个，半速信道16个

信道总速率：

270.8kb/s；

调制方式：

GMSK

话音：

RPE-LTP13kb/s；

数据：

9.6kb/s；

分集接收：

跳频217跳/秒，交织信道编码，自适应均衡，判决反馈自适应均衡器；

每个时隙信道比特：

33.8kb/s

GSM系统基本组成

BSS：

基站子系统BTS：

基站收发信台BSC：

基站控制器

NSS：

网络子系统OMC：

操作维护中心EIR：

移动设备识别寄存器

AUC：

鉴权中心

MSC：

移动业务交换中心VLR：

来访用户位置寄存器

HLR：

归属用户位置寄存器

OSS：

操作支持子系统NMC：

网络管理中心

DPPS：

数据后处理系统

PCS：

用户识别卡个人化中心SEMC：

安全性管理中心

PDN：

公用数据网PSTN：

公用电话网ISDN：

综合业务数字网

MS：

移动台

移动台由移动终端和用户识别卡（SIM卡）组成。

基站子系统（BSS）

通过无线接口直接与移动台相接，负责无线发送接收和无线资源管理。

另一方面，基站子系统与网路子系统（NSS）中的移动业务交换中心（MSC）相连，实现移动用户之间或移动用户与固定网路用户之间的通信连接，传送系统信号和用户信息等。

对BSS部分进行操作维护管理，还要建立BSS与操作支持子系统（OSS）之间的通信连接。

基站收发信台（BTS）

基站收发信台（BTS）属于基站子系统的无线部分，由基站控制器（BSC）控制，一个基站控制器根据话务量需要可以控制数十个BTS。

BTS主要分为基带单元、载频单元、控制单元三大部分。

基带单元主要用于必要的话音和数据速率适配以及信道编码等。

载频单元主要用于调制/解调与发射机/接收机之间的耦合等。

控制单元则用于BTS的操作与维护。

基站控制器（BSC）

基站控制器（BSC）是基站子系统（BSS）的控制部分，起着BSS的变换设备的作用，即各种接口的管理，承担无线资源和无线参数的管理。

网路子系统（NSS）

网路子系统（NSS）主要包含有GSM系统的交换功能和用于用户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能，它对GSM移动用户的通信起着管理作用。

NSS由一系列功能实体构成，整个GSM系统内部，通过符合CCITT信令系统No.7协议和GSM规范的7号信令网路互相通信。

移动业务交换中心（MSC）

移动业务交换中心（MSC）是网路的核心，它提供交换功能及面向系统其它功能实体：

基站子系统BSS、归属用户位置寄存器HLR、鉴权中心AUC、移动设备识别寄存器EIR、操作维护中心OMC和面向固定网（公用电话网PSTN、综合业务数字网ISDN、分组交换公用数据网PSPDN、电路交换公用数据网CSPDN）的接口功能，把移动用户与移动用户、移动用户与固定网用户互相连接起来

访问用户位置寄存器（VLR）

访问用户位置寄存器（VLR）是服务于其控制区域内移动用户的，

VLR功能总是在每个MSC中综合实现的

归属用户位置寄存器（HLR）

归属用户位置寄存器（HLR）是GSM系统的中央数据库，存储着该HLR控制的所有存在的移动用户的相关数据

所有移动用户重要的静态数据都存储在HLR中，

HLR还存储且为MSC提供关于移动用户实际漫游所在的MSC区域有关动态信息数据

鉴权中心（AUC）

AUC属于HLR的一个功能单元部分，专用于GSM系统的安全性管理。

移动设备识别寄存器（EIR）

（EIR）存储着移动设备的国际移动设备识别码（IMEI），确保网路内所使用的移动设备的唯一性和安全性

移动通话区域等级划分

v1、小区：

一个基站或该基站的一部分（扇形天线）所覆盖的区域。

v2、基站区：

由一个基站的所有小区覆盖的区域

v3、位置区：

移动台可任意移动不需要进行位置更新的区域；位置区可以由一个或若干个小区组成。

v4、MSC区：

一个MSC区所管辖的所有小区共同覆盖的区域。

v5、服务区：

移动台可获得服务的区域

v6、签约服务区：

用户申请签约限制业务后，用户可获得的服务区。

网络对移动台的位置管理有两点

位置登记：

移动网络为了跟踪移动台的位置变化，而对其位置信息进行登记、删除和更新的过程，也称位置注册

位置更新，有三种

三种位置更新

1】开机时的位置登记

2】移动台漫游常规位置更新

周期位置更新

临时移动用户识别码TMSI

为了对IMSI保密，VLR可以给来访移动用户分配一个唯一的TMSI号码，它仅在本地使用，为一个4字节的BCD二进制编码。

由各MSC自行分配

中国频率分配标准

中国联通CDMA800MHz

825—835

870—880

中国移动GSM900

890—909

935—954

联通GSM900

909—915

954—960

中国移动GSM1800

1710—1720

1805—1815

中国联通GSM1800

1730—1740

1825—1835

PLMN为主从同步的通信网

PLMN利用数字同步网的同步基准实现PLMN的同步

各信令节点应至少接受两路同步定时信号（一主一备）

关于同步

我国数字同步网分为四级。

第一级由全国基准时钟（PRC）由铯sè原子钟和区域基准时钟（LPR）铷rú钟组成。

第二级为加强型2级钟，第三级为加强型3级钟和3级钟，第四级为4级时钟

TMSC1，TMSC2的输入同步基准来自第一级基准时钟，MSC/AUC的输入同步基准来自第二级加强型二级时钟

移动系统中的信道有物理信道和逻辑信道两种，逻辑信道分为控制信道和业务信道

业务信道

Ø话音业务信道

✓全速率话音业务信道（TCH/F）

✓半速率话音业务信道（TCH/H）

✓增强型全速率话音业务信道（EnhancedTCH/F）

数据信道

✓9.6kbit/s，全速率数据业务信道（TCH/F9.6）

✓4.8kbit/s，全速率数据业务信道（TCH/F4.8）

✓4.8kbit/s，半速率数据业务信道（TCH/H4.8）

✓≤2.4kbit/s，全速率数据业务信道（TCH/F2.4）

✓≤2.4kbit/s，半速率数据业务信道（TCH/H2.4

控制信道

控制信道（CCH）用于传送信令或同步数据.分类（三大类）

✓广播信道（BCH）

✓公共控制信道（CCCH）

✓专用控制信道（DCCH）

BCH信道

✓频率校正信道（FCCH）

✓同步信道（SCH），

✓广播控制信道（BCCH），

公共控制信道

✓寻呼信道（PCH）寻呼信道含有被叫移动台的号码信息，故只

有相应的移动台才会响应

✓随机接入信道（RACH）

✓接入允许信道（AGCH）

✓接入允许信道和随机接入信道成对使用。

✓

GSM的帧结构

1超帧=1326TDMA帧（6.12秒）

1个帧=51（26帧）的复帧或26（51帧）的复帧）

1（26帧）的复帧=26TDMA帧（120毫秒）

1（51帧）的复帧=51TDMA帧（3060/13毫秒）

上行链路

下行链路

-------

PCH+BCCH

（寻呼）（系统信息）

RACH（随机接入）

AGCH（指配专用控制信道）

SDCCH+SACCH

（信令程序）（测量）　

SDCCH+SACCH

（信令程序）（测量）

TCH+SACCH

（话音或数据业务或信令程序）（测量）

TCH+SACCH

（话音或数据业务或信令程序）（测量）

跳频

v1为了提高系统信道编码及交织的有效性，可以采用跳频技术，慢跳频的原理是，所有移动台依据从一个算法中导出的频率序列上发送它的时隙。

移动台在一个时隙上发射或接收，下一个时隙又跳到另一个频率上发射或接收。

v2、跳频算法的参数是在呼叫建立及切换时发给移动台的，每一突发脉冲序列改变一次频率，跳频的速率大约为217次/秒。

v3、支持广播控制信道（BCCH）的物理信道不跳。

v4、基地台与移动台在一个小区内，跳频是同步的。

v5、同一呼叫，TDMA第N帧时用C0而第N+1帧时用C1。

v6、对慢速移动终端，跳频改善通话质量明显，大约有6.5dB系统增益。

采用跳频技术，可利用跳频图案的正交性组成正交跳频网，从而避免频率重用引起的同频干扰。

即使利用跳频技术构成准正交跳频网，也能使同频干扰离散化，即减少同频干扰的重合次数，从而减少同频干扰的影响。

SIM卡的触角意义

GPRS（generalpacketradioservice），

也称为通用无线分组业务，是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，

该技术属于第二代ＧＳＭ与第三代移动通信（３Ｇ）之间的过渡技术，故也被称作２．５Ｇ移动通信技术。

它突破了GSM网只能提供电路交换的思维方式，实现分组交换

GPRS具有很多优点，具体如下：

始终在线、传输速率高、等特点

所谓CDMA，即在发送端使用各不相同的、相互（准）正交的伪随机地址码调制其所发送的信号；在收端则采用同样的伪随机地址码从混合信号中解调检测出相应的信号。

800MCDMA频段是：

移动台：

825MHz～835MHz

基站：

870MHz～880MHz

扩频通信有何好处

多个用户可以同时占用相同频带，实现码分多址。

扩频通信

用高速的扩频码来扩展待传输的数字信息带宽，从而在相同信噪比条件下，获得较强的抗干扰能力和更大的系统容量

前向CDMA信道（基站到用户站的码分多址信道）划分为：

导频信道

同步信道

寻呼信道

业务信道

反向CDMA信道划分为：

接入信道

反向业务信道

CDMA覆盖半径是标准GSM的2倍。

CDMA系统容量高的原因

它的频率复用系数远远超过其他制式的蜂窝系统，频谱利用率高，另一主要因素是它使用了话音激活技术

小区呼吸功能

软容量提高误帧率可增加可用信道数,这时通话质量降低

呼吸功能：

调整基站导频值来调整小区覆盖大小。

系统采用软切换技术

CDMA是干扰受限系统

☐所有移动用户都占用相同带宽和频率，CDMA是一个自扰系统，用户的增加要提高整个背景噪声。

控制住用户的信号强度,在保持高质量通话的同时,就可以容纳更多的用户。

☐有远近效应，需功率控制

CDMA关键技术

1、地址码的选择：

m序列的PN码作为地址码

2、分集技术：

空间、时间与频率分集

3、功率控制：

前向与反向功率控制

4、语音编码技术：

采用码激励线形预测编码技术（Q-CELP）

5、RAKE接收技术：

克服多径衰落

6、切换：

软切换、更软切换与硬切换

关于CDMA的地址码

☐地址码的选择直接影响到CDMA系统的容量、抗干扰能力、接入和切换速度等性能

☐地址码提供的PN码序列应接近白噪声特性，自相关性要好，互相关性要弱，实现和编码方案简单等。

☐长度为215的PN序列

用于区分不同的基站信号

☐长度为242－1的PN序列

在前向信道用于信号的保密，在反向信道用于区分不同的移动台

分集技术

☐分集技术是指系统能同时接收两个或更多个输入信号，这些输入信号的衰落互不相关。

系统分别解调这些信号然后将它们相加，这样可以接收到更多的有用信号，克服衰落。

☐分集技术包括空间分集、时间分集和频率分集。

瑞利衰落：

快衰落，慢衰落。

快衰落反映的是瞬时值，慢衰落反映的是瞬时值加权平均后的中值。

分集技术：

多个接收信号（互相独立）合并处理，是克服衰落的主要办法。

CDMA采用的分集技术：

空间、时间（RAKE）和频率分集技术。

CDMA频率分集：

一般情况下，衰落是200到300kHz宽，CDMA系统使用1.23MHz带宽，因此，只减少了CDMA信号的部分功率。

CDMA空间分集：

1：

两个接收天线（天线间隔>10l,l为波长）

2：

两个基站（用在软切换时）。

CDMA时间分集：

利用RAKE接收机。

两条路径时延为1ms时，RAKE接收机可分别把它们提取出来而不混淆。

极化分集

在移动环境下，空中的水平路径和垂直路径是不相关的，因而信号也呈现不相关的衰落特性。

这就可在发射和接收端各装两付天线，一个水平极化天线，一个垂直极化天线，这就可以得到两个不相关的信号。

功率控制

功率控制技术是CDMA关键技术的核心

v功率控制的作用

•克服远近效应、阴影效应

•针对不同用户需求，提供合适的发射功率

•提高系统的容量

v功率控制的目标

•在维持通话质量的前提下，降低发射功率

vCDMA系统采用了前向和反向相结合的功率控制技术

•前向功率控制：

是一种闭环控制，控制的是基站的发射功率，移动台起辅助作用。

•反向功率控制：

是一种精确的控制，包括开环、闭环和外环，控制的是移动台的发射功率

开环功率控制

⏹假设前向路径与反向路径的衰耗类似

⏹接收功率+发射功率=-73（dbm）

反向闭环功率控制

⏹基站检测信噪比SNR，与门限值比较，产生对移动台的功率控制命令

⏹每1.25ms更新一次（每秒重复800次）

⏹1dB的步长

移动通信信道是一种多径衰落信道，RAKE接收技术就是分别接收每一路的信号进行解调，