3g通信协议.docx
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3g通信协议
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3g通信协议
篇一：
3g-324m协议基本流程
1.1.1.3g-324m协议
3gpp采纳h.324m建议作为3g网络传统视频电话的一个标准，被其采纳的建议被命名为3g-324m（3gppts26.111），并且针对话音、视频和多路复用操作提出了一些要求：
要求gsm-amR成为音频编码的可选编码标准之一；强制规定ituh.263为视频编码标准；添加h.223附件b用来保护复用数据。
h.324m标准指的是h.324标准的“移动部分”扩展。
h.324协议指定了如何用同步V.34modem来进行基于pots（plainoldtelephonesystems）的多媒体通信。
为了在无线或移动产业扩展这种标准，移动扩展部分（h.324m）在h.324附件c和h.223附件a、b、c中都分别做了定义。
h.223移动部分附件在错误保护和控制方面做了一些功能定义，这些都有效地使多路复用器在无线网络环境中增强了抗数据通信错误的能力。
h.324中使用了ituh.245建议构成其命令、控制和指示的组件。
h.245为h.223中移动扩展部分提供了附加的命令和控制流程。
h.324
一旦一个透明承载信道确定，3g-324m手机就会通过一系列的步骤建立音频可视链路。
3g-324m协议连接过程如下：
（1）手机复用级别检测
手机复用级别检测是协议建立过程的第一步。
每部手机发送一个标志位序列来表示它所能支持的最高移动多路复用级别，类似于modem的训练状态去建立最高的共同运作速率。
3g-324m的目标是提供良好的错误检测性能而不是去确认传输的速率。
3g-324m建议中有使用h.223多路复用器建议的附件a和b，分别对应手机复用级别1和复用级别2；h.223建议还有附件c（对应手机复用级别3），
但是3g-324m没有采用，主要是因为其错误纠正特征会严重影响实际比特率、话音及视频的质量。
手机复用级别检测是通过非常直接的方式来进行的。
每一个终端开始发送它所能支持的最高手机复用级别的标志位字节（通常为复用级别2，对应h.223附件b）。
双方通过发送和接收标志位去检测相同的手机复用级别后，就决定了它们的起始复用级别。
否则如果多次重复相同的序列且失败，手机将放弃该复用级别转而开始发送低一级的手机复用级别标志位序列。
手机持续这种方式直到双方确定了共同的复用级别或在达到复用级别0时为止。
（2）mux-pdus的传输
假设手机复用级别检测已经成功完成且公共电平已经确立，数据链路中h.223复用器开始运作。
从这时起，只有由分割标志位分离出来的h.223复用协议数据单元帧（mux-pduFRames）在链路中传输，分割依赖于正在使用的手机复用级别，而mux-pdu就是由复用头和荷载组成的复用帧。
复用头包含一个复用表目录索引和一个和索引相关的冗余校验码（cRc）。
在通信的开始阶段，由于还没有定义其它的复用表目录索引，因此复用索引对应的是目录0，索引0对应的是内部复用模式，允许mux-pdu承载压缩成独立帧的h.245命令和控制消息。
（3）简单响应协议
假设mux-pdu正确，且在当前链路上复用帧的荷载将传送h.245消息。
h.245消息会被压缩成简单响应协议（sRp）请求帧，一个spR帧由一个头和荷载组成。
h.245消息以asn.1帧格式的队列字节形式包含在荷载中，也就是说，h.245消息先用asn.1编码器使其“串行起来”，而asn.1编码器能够把消息中的文本转换成二进制队列字节，同时将其压缩以减小对带宽的需求。
通过编码得到的队列可以容纳一个或更多的h.245消息，从而充实了sRp请求帧的荷载。
根据sRp规范，一个h.245实体在收到一个sRp响应之前不允许发送一个新的sRp请求帧。
一个响应sRp由一列的字节组成，包含编号和非编号两种类型。
编号sRp（nsRp）响应帧合并了sRp请求帧的序列号，而非编号响应帧不包括序列号。
h.324和h.324m协议规范中均定义了nsRp和sRp的使用规则。
（4）终端交换性能
第一个被终端发送（或接收）的h.245消息是终端请求消息，一个终端的性能请求消息告知了终端在支持音频和视频编码方面的性能、它的复用器在3个自适应层上承载音频和视频的性能、是否支持简单或嵌套的复用选项、它所支持的移动方面的扩展。
（5）主从模式的决定
下一步交换的h.245消息是“masterslavedetermination（msd）Request”，其目
的是决定一个终端是“主”还是“从”。
在3g-324m协议操作中，直到涉及到双向逻辑信道时，这种状况才变得非常严峻。
原因非常简单，一个双向逻辑信道可以在前向和反向信道上承载媒体，因为一个终端的反向信道就是另一端的前向信道，如果两端同时想打开双向逻辑信道，就会面临着如何去解决冲突的问题。
在此，我们不深入探讨有关冲突的问题，但是主从模式决定过程对h.324m/3g-324m来说是很关键的，因为很多h.324、h.324m和3g-324m终端只支持h.223复用器的al3层承载视频，而在al3的概念中，双向逻辑信道是必需的。
（6）话音和视频的逻辑信道
一旦msd流程完成，手机就准备好进行话音，视频和数据的交换。
这时有两个重要的流程必须完成：
开放逻辑信道去承载媒体、定义它们的复用表给远端解复用端。
h.324m中有两种逻辑信道：
一种是单向逻辑信道；一种是双向逻辑信道。
（7）复用表
由发送端用户设备ue定义的复用表目录和这些表目录间的通信使得接收端ue能够成功地解复用出mux-pdu帧。
一个h.223复用表最多有16个目录，其中15个是用户可定义的，目录0除外。
复用表目录（mte）就是有索引和列表的的一种结构，列表中包含了复用帧中逻辑信道数据的合并。
mte可以是简单的，也可以是嵌套的。
根据h.324标准，终端应能够在一个或多个h.245mte请求流程消息里定义复用表目录。
一旦mte被定义，它的索引将被设置在mux-pdu的帧头，使接收端解复用器可以分解pdu且把多个信道的8位字节压缩成适合的sdu。
mte在使用之前应先被定义好，否则将会被接收端丢弃。
（8）媒体交换
手机开始交换语音、视频和数据。
1.1.2.h.223协议
为了提供不同级别的容错支持，3g-324m定义了多级h.223传输。
在h.223多媒体多路复用协议中，其转换层（adaptationlayer）提供逻辑信道的qos，而多路复用和信号分离层（multiplexinganddemultiplexinglayer）提供多路逻辑信道到单个信道的合并。
它可以同时支持分时多路复用和包多路服用两种模式，可提供应用需要的灵活性、高效性和低延迟。
电路交换网络的多媒体通讯需要多路复用技术，以支持视频、语音和数据流量的混合同步传输。
多路复用技术为每种媒体类型指定了一个逻辑信道，可以把不同媒体源提供的多路比特流合并成单个比特流，在单路信道上进行传输。
媒体类型不同，其对应的逻辑信道对qos的要求是不一样的。
例如，对于数
据传输来说，其对延迟的要求一般不会太严格，但是它要求完全无错误的传输。
另外，语音传输对延迟有着严格的限制，其综合质量可以在10-3错误率的基础上实现。
视频通讯对传输的要求介于数据和音频通讯之间。
因此，多路复用技术需要这么一种功能，它可以根据不同的媒体编码需求，对逻辑信道提供不同的qos控制。
（1）多路复用和信号分离层
level0（h.223基本协议）：
level0作为h.223的基本协议，它提供同步和比特填充支持。
level0提供16种不同的多路复用模式，支持媒体、控制信息和数据包的混合传输。
多路复用模式可以由通讯端点设备之间协商确定。
level0的容错功能非常有限。
比特错误将可能中断hdlc（highleveldatalinkcontroller）协议传输，并影响比特填充，把比特填充误认为有效负载。
level1（h.223附录a）：
level1由h.223附录a定义，它拥有的同步机制可以有效增强易出错信道的传输性能。
为了提高mux-pdu的同步传输性能，在level0中mux-pdu帧使用的8位hdlc同步标识符被16位pn（pseudonoise）序列所替代。
hdlc被更稳定的帧模式和更长的帧标识所替代。
pn序列作为一组类似伪噪音的信号，它实际上是按照统计学随机产生的一组0和1比特序列。
尽管它是随机产生的，接收端可以根据其特定的结构判断该序列的下一个比特符是什么。
多路复用帧没有采用比特填充，它采用字节为单位（8位比特结构，帧的开头对应的是第一个字节。
1字节=8比特），并以字节为单位搜寻同步标识。
这样，即使在低速率和透明传输环境，同步标识的生成不再是确定的。
但是，这显著提高了在比特流出错条件下对同步标识特征的检测。
level2（h.223附录b）：
h.223附录b定义了level2。
它是level1的进一步增强，提供更稳定的mux-pdu数据帧。
level3（h.223附录c）：
level3由h.223附录c定义，它提供了最稳定的传输方案。
它包含了改进的多路复用和转换层，提供前向纠错（Fec，Forwarderrorcorrection）和续传机制（aRq，Retransmission）。
（2）适配层
根据上一层媒体类型的不同（数据、语音和视频），协议定义了三种类型的适配层（al1、al2和al3）。
来自上一层的al-sdu数据单元（adaptationlayer-servicedataunit）传送到mux层成为al-pdu数据单元（adaptation
layer-protocoldataunit）。
al1的设计基于数据传输，主要用来传送用户数据和h.245控制消息。
它需要上一层协议提供出错控制和处理。
al2提供8位cRc（cyclicRedundancycheck）校验和可选的顺序编码控制，用于进行丢包监测。
al2可以支持变长的alsdu单元（servicedataunits），是适合音频数据传输的理想适配层。
al3主要基于视频应用设计，提供了16位cRc校验和可选的顺序编码。
它支持变长的alsdu单元，并提供可选的续传机制。
1.1.3.h.245协议
h.245是面向h.324、h.310、h.323和V.75而定义的通用呼叫控制标准。
与其它itu-t推荐标准两年一修订的程序不同，h.245需要根据需求随时对其进行修订，这主要是因为它应用于相当多种类的系统中，我们需要快速对其功能实现增强以满足其高速发展的需要。
h.245采用简单再传输协议（sRp，simpleRetransmissionprotocol），或者采用可编号选项的sRp协议（nsRp，numberedsRp）。
h.245制定了一个控制信道分段和重新装配的协议层（ccsRl，controlchannelsegmentationandReassemblylayer），它可以在易出错环境下保证应用的可靠性。
sRp、nsRp和ccsRl的使用由协商层确定。
h.245采用asn.1（abstractsyntaxnotation1）标准定义自己的消息结构。
另外，消息数据基于peR（packedencodingRule）规则采用二进制编码。
h.245协议过程主要包括主从决定过程，能力交换过程，打开逻辑通道过程，关闭逻辑通道过程，模式请求过程，h.223复用表过程，回路延时过程。
（1）主从决定过程目的是解决冲突（mcu级联、资源争用）。
当在一个呼叫中，两个终端同时初始化一个相似事件，而资源只对其中之一可用时，就会有冲突发生，例如打开一个逻辑通道。
为了解决这种冲突，其中一个终端应该定义成主终端而另一个定义成从终端。
（2）能力交换过程目的是使对端节点了解本端的能力。
接收能力表示了终端接收和处理输入信息流的能力。
如果没有接收能力这一项则表明终端不能接收。
发送能力表示终端发送信息流的能力。
如果没有发送能力这一项则表明终端没有给接收器提供一个模式的优先选择权，并不代表不能发送。
（3）打开逻辑通道过程是通过获得对端的媒体传输地址（Rtp端口）和媒体控制传输地址（Rtcp端口），并把本端的Rtp端口和Rtcp端口以及媒体流的能力信息（类型、带宽、编码格式等）告诉对端来打开逻辑通道。
（4）关闭逻辑通道过程关闭已打开的逻辑通道。
（5）模式请求过程用于在逻辑通道建立后，因媒体格式发生变化，而通知对方以新的媒体模式重新建立逻辑通道。
如语音逻辑通道建立后，检测到传真单音，
篇二：
熟悉基本通信协议（8）第三代移动通信（3g时代）
熟悉基本通信协议（8）第三代移动通信（3g时代）
第八、第三代移动通信（3g时代）
总体只是框架如下：
（一）掌握3g的标准及相关基本概念
（二）第三代移动通信标准的基本技术、特点、系统结构、演进、关键技术
（三）wcdma无线接口分层结构、信道结构和关键技术，gsm到wcdma的演进
（四）cdma2000的信道结构、无线配置及cdma20001x的用户起呼过程，is-95cdma到cdma2000的演进
（五）td-scdma采用的多址方式、时隙帧结构、脉冲结构及通信连接中的处理程序
详细介绍如下：
一、对imt-2000系统的总体要求
（一）在服务质量方面
对话音质量的改进；无缝覆盖；降低费用；改进服务质量；增加效率和能力
（二）在新业务和能力方面
灵活接入能力、业务能力，实现在1g和2g中不能实现的新话音和数据业务；低费用提供宽带业务；按需自适应分配带宽
（三）在发展和演进能力方面
与2g共存、互通，实现2g到3g的平滑过渡
（四）在灵活性方面
提供高级别的互通，包括多功能、多环境能力、多模式操作和多频带接入
二、imt-2000系统的特点
（一）具有全球性漫游的特点
（二）系统终端类型多种多样
（三）提
供高质量的话音和数据业务，宽范围的数据速率，不对称数据传输能力，更高级的鉴权和加密算法，提供更强的保密性
（四）能与第二代系统的共存和互通
（五）包括卫星和地面两个网络，适用于多环境，更高的频谱利用率，降低同速率业务的价格
（六）可同时提供话音、分组数据和图像，并支持多媒体业务
三、imt-2000系统结构
（一）系统组成
四个功能子系统：
核心网cn、无线接入网Ran、移动终端mt和用户识别模块uim
（二）系统的标准接口
（1）网络与网络接口nni
（2）无线接入网与核心网之间的接口Ran-cn
（3）无线接口uni
（4）用户识别模块和移动台之间的接口uim-mt
（三）结构分层
（1）物理层：
由一系列下行物理信道和上行物理信道组成
（2）链路层
a）由mac子层和链路接入控制lac子层组成
b）mac子层根据lac子层的要求对物理层资源管理与控制，并提供lac子层所需的qos级别
c）lac子层采用与物理层相对独立的链路管理与控制，并通过aRq等方式提供mac子层所不能提供的更高级别的qos控制，以满足高层业务实体的传输可靠性
（3）高层
a）集osi模型中的网络层、传输层、会话层、表示层和应用层为一体
b）主要负责各种业务的呼叫信令处理，话音业务和数据业务的控制与处理等
四、第三代移动通信的标准化概况
（一）主要标准及提案
提交技术|双工方式|应用环境|提交者
j：
w-cdma|Fdd、tdd|所有环境|日本：
aRib
etsi-utRa-umts|Fdd、tdd|所有环境|欧洲：
etsi
wimsw-cdma|Fdd|所有环境|美国：
tia
wcdma/na|Fdd|所有环境|美国：
t1p1
globalcdmaⅡ|Fdd|所有环|韩国：
tta
td-scdma|tdd|所有环境|中国：
catt
cdma2000|Fdd、tdd|所有环境|美国：
tia
globalcdmaⅠ|Fdd|所有环境|韩国：
tta
uwc-136|Fdd|所有环境|美国：
tia
1ep-dect|tdd|室内、外到室内|欧：
etsidect计划
（1）宽带cdma为主流
a）wcdma基于gsm
b）cdma2000基于is-95cdma
c）td-scdma
（2）wcdma与cdma2000的区别
三个区别
a、码片速率
a）cdma2000：
1.2288mc/s或3.6864mc/s
b）wcdma：
3.84mc/s
b、基站同步方式
a）cdma2000：
用gps使基站间严格同步
b）wcdma：
同步/异步相结合的方式
c、导频信道方式
a）cdma2000:
公共导频方式
b）wcdma：
专用时分导频上引入公共连续导频
详细区别表格如下：
五、3g网络的演进
（一）is-95cdma网络向cdma2000的演进如图
（二）gsm网络向wcdma的演进如图所示：
六、实现3g的关键技术
（一）初始同步与Rake多径分集接收技术
（1）初始同步：
pn码同步、符号同步、帧同步和扰码同步
a）cdma2000：
通过对导频信道的捕获建立pn码同步和符号同步，通过同步信道的接收建立帧同步和扰码同步
b）wcdma：
“三步捕获法”，通过对基本同步信道的捕获建立pn码同步和符号同步，通过对辅助同步信道的不同扩频码的非相干接收，确定扰码组号等，通过对扰码穷举搜索，建立扰码同步
（2）Rake多径分集接收技术
a）相干Rake接收：
发送未调导频信号，收端在确知已发数据条件下估计出多径信号的相位，并实现相干方式的最大信噪比合并
b）wcdma系统采用用户专用的导频信号；在cdma2000下行链路采用公用导频信号，上行信道采用用户专用的导频信道
c）Rake多径分集技术的另一种体现形式是宏分集及越区切换技术
（二）高效信道编译码技术
（1）采用卷积编码、交织技术
（2）turbo编码技术
a）采用两个并行相连的系统递归卷积编码器，并辅以一个交织器b）卷积编码器的输出经并串变换及打孔操作后输出
c）相应的解码器由首尾相接、中间由交织器和解交织器隔离的两个迭代方式工作的软判输出卷积解码器构成
（3）turbo编码技术实现困难
a）由于交织长度限制，无法用于速率较低、时延要求较高的数据传输b）基于map的软输出解码算法所需计算量和存储量大
c）在衰落信道下性能有待研究
（三）智能天线技术
（1）目前仅适应在基站系统中应用
（2）用于扩大基站覆盖范围、减少所需的基站数
（3）两个重要的组成部分
a）一是对来自移动台发射的多径电波方向进行到达角doa估计，并进行空间滤波，抑制其他移动台的干扰，改善信号的传输质量，提高所需信号方向的接收灵敏度
b）二是对基站发送信号波束形成，使基站发送信号能沿ms电波的到达方向送回ms，从而降低发射功率，减少对其他ms的干扰
（4）实现关键
a）多波束形成技术
b）自适应干扰抑制技术
篇三：
移动通信2g3g与4g
2g、3g与4g
信息11-2李永贤
学号：
08113637
一、2g
2g网络是指第二代无线蜂窝电话通讯协议，是以无线通讯数字化为代表，能够进行窄带数据通讯。
2g移动通信系统采用tdma或cdma数字蜂窝系统。
系统构成上与第一代模拟移动通信系统无多大差别，在几个主要方面，如多址方式、调制技术、语音编码、信道编码、分集技术等采用了数字技术。
业务种类主要限于语音和低速数据（≤9.6kb/s）。
（一）、gsm的系统组成
gsm系统的主要组成部分可分为移动台（ms）、基站子系统（bss）和移动网子系统（nss）。
基站子系统（简称基站bs）由基站收发台（bts）和基站控制器（bsc）组成；网络子系统由移动交换中心（msc）和操作维护中心（omc）以及原地位置寄存器（hlR）、访问位置寄存器（VlR）、鉴权中心（auc）和设备标志寄存器（eiR）等组成。
1.移动台（ms）即便携台或车载台，是物理设备，它必须包含用户识别模块（sim），sim卡和硬件设备一起组成移动台。
没有sim卡，ms是不能接入gsm网络的。
2．基站收发信机（bts）包括无线传输所需要的各种硬件和软件，如发射机、接收机、支持各种上小区结构（如全向、扇形、星状和链状）所需要的天线，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。
3.基站控制器（bsc）是基站收发台和移动交换中心之间的连接点，也为基站收发台和操作维修中心之间交换信息提供接口。
一个基站控制器通常控制几个基站收发台，其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的过区切换进行控制等。
4.移动交换中心（msc）是蜂窝通信网络的核心，其主要功能是对位于本msc控制区域内的移动用户进行通信控制和管理。
与固定网络的交换设备有相似之处（如呼叫的接续和信息的交换），也有特殊的要求（如无线资源的管理和适应用
户移动性的控制）。
5.原地位置寄存器（hlR）是一种用来存储本地用户位置信息的数据库。
在蜂窝通信网中，通常设置若干个hlR，每个用户都必须在某个hlR（相当于该用户的原籍）中登记。
登记的内容分为两类：
一种是永久性的参数，如用户号码、移动设备号码、接入的优先等级、预定的业务类型以及保密参数等；另一种是暂时性的需要随时更新的参数，即用户当前所处位置的有关参数，即使用户漫游到hlR所服务的区域外，hlR也要登记由该区传送来的位置信息。
这样做的目的是保证当呼叫任一个不知处于哪一个地区的移动用户时，均可由该移动用户的原地位置寄存器获知它当时处于哪一个地区，进而建立起通信链路。
6.访问位置寄存（VlR）是一种用于存储来访用户位置信息的数据库。
一个VlR通常为一个msc控制区服务，也可为几个相邻msc控制区服务。
当移动用户漫游到新的msc控制区时，它必须向该地区的VlR申请登记。
VlR要从该用户的hlR查询有关的参数，要给该用户分配一个新的漫游号码（msRn），并通知其hlR修改该用户的位置信息，准备为其它用户呼叫此移动用户时提供路由信息。
如果移动用户由一个VlR服务区移动到另一个VlR服务区时，hlR在修改该用户的位置信息后，还要通知原来的VlR，删除此移动用户的位置信息。
7.鉴权中心（auc）的作用是可靠地识别用户的身份，只允许有权用户接入网络并获得服务。
8.设备标志寄存器（eiR）是存储移动台设备参数的数据库，用于对移动设备的鉴别和监视，并拒绝非移动台入网。
9.操作和维护中心（omc）的任务是对全网进行监控和操作，例如系统的自检、报警与备用设备的激活、系统的故障诊断与处理、话务量的统计和计费数据的记录与传递，以及各种资料的收集、分析与显示等。
gsm系统结构图
（二）、gsm
系统工作原理
1.初始化。
由于ms对自身的位置、小区配置、网络情况，接入条件均不清楚，因此这些信息都要从网络中获得。
2.小区选择。
一旦选择了有效的gsm网，ms就可选择登录的小区，ms有一个小区选择算法，用于确定最好的有效小区。
有几个因数如ms收到的信号强度
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