一、課程概述

二、移動(dòng)通信(轉(zhuǎn)自https://blog.csdn.net/u010515761/article/details/19080705?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-2~default~baidujs_baidulandingword~default-0.control&spm=1001.2101.3001.4242）

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，用戶需求的日漸增多，移動(dòng)通信技術(shù)已稱為當(dāng)代通信領(lǐng)域的發(fā)展?jié)摿ψ畲?#xff0c;市場(chǎng)前景最廣的研究熱點(diǎn)。目前，移動(dòng)通信技術(shù)已經(jīng)歷了幾代的發(fā)展。

一、第一代移動(dòng)通信技術(shù)（1G）——模擬移動(dòng)通信

　　起源于20世紀(jì)80年代，主要采用的是模擬調(diào)制技術(shù)與頻分多址接入（FDMA）技術(shù)，這種技術(shù)的主要缺點(diǎn)是頻譜利用率低，信令干擾話音業(yè)務(wù)。1G主要代表有：美國(guó)的先進(jìn)的移動(dòng)電話系統(tǒng)（AMPS）、英國(guó)的全球接入通信系統(tǒng)（TACS）和日本的電報(bào)電話系統(tǒng)（NMT）。1G移動(dòng)通信基于模擬傳輸技術(shù)，其特點(diǎn)是業(yè)務(wù)量小、質(zhì)量差、交全性差、沒(méi)有加密和速度低。1G主要基于蜂窩結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，直接使用模擬語(yǔ)音調(diào)制技術(shù)，傳輸速率約2.4kbit/s。

? 1G特點(diǎn)：

• 只有語(yǔ)音業(yè)務(wù)；
• 頻譜復(fù)用率低；
• 標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，不能漫游（工作頻段不同）；
• 安全性差；
• 設(shè)備價(jià)格高（“大哥大”）

二、第二代移動(dòng)通信技術(shù)（2G）——數(shù)字移動(dòng)通信

　　起源于90 年代初期，主要采用數(shù)字的時(shí)分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA）技術(shù)。第二代移動(dòng)通信數(shù)字無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)主要有：歐洲的GSM和美國(guó)高通公司推出的IS-95CDMA等，我國(guó)主要采用GSM，美國(guó)、韓國(guó)主要采用CDMA。

　　為了適應(yīng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展需要，在第二代技術(shù)中還誕生了2.5G，也就是GSM系統(tǒng)的GPRS和CDMA系統(tǒng)的IS-95B技術(shù)，大大提高了數(shù)據(jù)傳送能力。

　　2G主要業(yè)務(wù)是語(yǔ)音，其主特性是提供數(shù)字化的話音業(yè)務(wù)及低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。它克服了模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)的弱點(diǎn)，話音質(zhì)量、保密性能得到大的提高，并可進(jìn)行省內(nèi)、省際自動(dòng)漫游。第二代移動(dòng)通信替代第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)完成模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)的轉(zhuǎn)變。

? 2G特點(diǎn)：

• 標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，只能在同一制式覆蓋區(qū)域漫游，無(wú)法進(jìn)行全球漫游；
• 帶寬有限，不能提供高速數(shù)據(jù)傳輸；
• 抗干擾抗衰落能力不強(qiáng)，系統(tǒng)容量不足；
• 頻率利用率低；

? GSM（Global System for Mobile Communication，全球移動(dòng)通信系統(tǒng)）系統(tǒng)組成要素：

? 移動(dòng)臺(tái)（MS）

? 基地臺(tái)系統(tǒng)（BSS）

? 移動(dòng)服務(wù)交換中心（MSC）

? 網(wǎng)絡(luò)維護(hù)運(yùn)營(yíng)中心（OMC）

? 資料庫(kù)（Database)-HLR、VLR、AUC、EIR等

?

? GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：

三、第三代移動(dòng)通信技術(shù)（3G）——數(shù)字移動(dòng)通信

　　3G的理論研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)的制定開(kāi)始于80年代中期，國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）將其正式命名為國(guó)際移動(dòng)通信2000（IMT-2000，International Mobile Telecommunications in the year 2000）。歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ETSI）稱其為通用移動(dòng)通信系統(tǒng)（UMTS，Universal Mobile Telecommunication System）。

　　3G最基本的特征是智能信號(hào)處理技術(shù)，智能信號(hào)處理單元將成為基本功能模塊，支持話音和多媒體數(shù)據(jù)通信，它可以提供前兩代產(chǎn)品不能提供的各種寬帶信息業(yè)務(wù)，例如高速數(shù)據(jù)、慢速圖像與電視圖像等。

? 3G標(biāo)準(zhǔn)：國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）目前一共確定了全球四大3G標(biāo)準(zhǔn)，分別是WCDMA、CDMA2000、TD-SCSMA和WIMAX。在中國(guó)，中國(guó)移動(dòng)采用TD-SCDMA，中國(guó)電信采用CDMA2000，中國(guó)聯(lián)通采用WCDMA

• WCDMA（Wideband CDMA）——從事WCDMA標(biāo)準(zhǔn)研究和設(shè)備開(kāi)發(fā)的廠商很多，其中包括諾基亞、摩托羅拉、西門(mén)子、NEC、阿爾卡特等等。該標(biāo)準(zhǔn)提出了GSM（2G）——GPRS——EDGE——WCDMA（3G）的演進(jìn)策略。
• CDMA2000（窄帶CDMA）由美國(guó)高通公司推出，摩托羅拉、朗訊和三星都有參與，韓國(guó)是CDMA2000的主導(dǎo)者。該標(biāo)準(zhǔn)提出了CDMA（2G）——CDMA2001x——CDMA2003x（3G）的演進(jìn)策略。其中CDMA2001x被稱為2.5G移動(dòng)通信技術(shù)。目前中國(guó)電信就是采用的這一方案來(lái)向3G過(guò)渡的。
• TD-SCDMA（Time Division - Synchronous CDMA，時(shí)分同步CDMA），該技術(shù)由中國(guó)大唐電信制定的3G標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)的提出不經(jīng)過(guò)2.5G的中間環(huán)節(jié)，直接向3G過(guò)渡，非常適用于GSM系統(tǒng)向3G升級(jí)
• WIMAX（微波存取全球互通），又稱為802.16無(wú)線城域網(wǎng)，是又一種為企業(yè)和家庭用戶提供“最后一英里”的寬帶無(wú)線連接方案。

3G各標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)

WCDMA：

　　RTT FDD

　　異步CDMA系統(tǒng)：無(wú)GPS

　　帶寬5MHz

　　碼片速率：3.8Mcps

　　中國(guó)頻段：1940MHz-1955MHz（上行）、2130MHz-2145MHz（下行）

CDMA2000

　　RTT FDD

　　同步CDMA系統(tǒng)：有GPS

　　帶寬：1.23MHz

? ? ? 碼片速率：1.2288Mcps　

　　中國(guó)頻段：1920MHz-1935MHz（上行）、2110MHz-2125MHz（下行）　　　

TD-SCDMA

　　RTT TDD

　　同步CDMA系統(tǒng)：有GPS

　　帶寬：1.6MHz

　　碼片速率：1.28Mcps

　　中國(guó)頻段：1880MHz-1920MHz（上行）、2010MHz-2025MHz（下行）

WiMAX

　　帶寬：1.5MHz-20MHz

　　最高接入速度70M

　　最高i傳輸距離：50公里

　　碼片速率：不詳

　　中國(guó)頻段：暫無(wú)　

四、FDMA、TDMA和CDMA的比較

1.?頻分有時(shí)也稱之為信道化，就是把整個(gè)可分配的頻譜劃分成許多單個(gè)無(wú)線電信道發(fā)射和接收載頻，對(duì)每個(gè)信道可以傳輸一路話音或控制信息。

2.?時(shí)分多址是在一個(gè)寬帶的無(wú)線載波上按時(shí)間或稱為時(shí)隙劃分為若干時(shí)分信道，每一用戶占用一個(gè)時(shí)隙，只在這一指定的時(shí)隙內(nèi)收或發(fā)信號(hào)，故稱為時(shí)分多址。

3.?碼分多址是一種利用擴(kuò)頻技術(shù)所形成的不同的碼序列實(shí)現(xiàn)的多址方式。

五、LTE（Long Term Evolution，長(zhǎng)期演進(jìn)）項(xiàng)目

　　LTE是3G的演進(jìn)，并非人們普遍誤解的4G技術(shù)，而是3G與4G技術(shù)之間的一個(gè)過(guò)渡，是3.9G的全球標(biāo)準(zhǔn)，其改進(jìn)了3G的空中接入技術(shù)，采用OFDM和MIMO作為其無(wú)線網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的唯一標(biāo)準(zhǔn)。

　　LTE在20MHz的頻譜帶寬下能夠提供下行326Mbps與下行86Mbps的峰值速率。考慮到需要提供比3G更高的數(shù)據(jù)速率與未來(lái)可能分配的頻譜，LTE需要支持高于5MHz的傳輸帶寬。

　　3GPP LTE正在制定的無(wú)線接口和無(wú)線接入網(wǎng)架構(gòu)演進(jìn)技術(shù)主要包括如下內(nèi)容：

• 明顯增加的傳輸速率。如在20MHz帶寬上達(dá)到：下行傳輸速率100Mbit/s和上行傳輸速率50Mbit/s；
• 在保持目前基站位置不變的情況下增加小區(qū)邊界比特速率；
• 明顯提高頻譜利用率；
• 明顯降低等待時(shí)間，低于100ms等

?三、GSM概述

1章 第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)GSM

1.1 GSM系統(tǒng)概述

關(guān)鍵詞：數(shù)字！

全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(Global System for Mobile Communications) ，縮寫(xiě)為GSM，由歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)組織ETSI制訂的一個(gè)數(shù)字移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)。它的空中接口采用時(shí)分多址技術(shù)TDMA?。自90年代中期投入商用以來(lái)，被全球超過(guò)100個(gè)國(guó)家采用。

GSM標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)處不在使得在移動(dòng)電話運(yùn)營(yíng)商之間簽署"漫游協(xié)定"后用戶的國(guó)際漫游變得很平常。

GSM 較之它以前的標(biāo)準(zhǔn)最大的不同是它的信令和語(yǔ)音信道都是數(shù)字式的，因此GSM被看作是第二代 (2G)移動(dòng)電話系統(tǒng)。

全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)是迄今為止最為成功的全球性移動(dòng)通信系統(tǒng)。其開(kāi)發(fā)始于1982年。歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ETSI)的前身歐洲郵政電信管理會(huì)議(CEPT)成立了移動(dòng)特別行動(dòng)小組(Groupe Speciale Mobile)，該小組得到了對(duì)有關(guān)泛歐數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的諸多建議進(jìn)行改進(jìn)的授權(quán)。試圖完成的兩個(gè)目標(biāo)：

第一，用于無(wú)線通信的更好、更有效的技術(shù)解決方案——在那個(gè)時(shí)候，數(shù)字系統(tǒng)在用戶容量、易用性和可能的附加業(yè)務(wù)數(shù)目等方面都要優(yōu)于當(dāng)時(shí)還十分流行的模擬系統(tǒng)已經(jīng)是顯而易見(jiàn)的了。

第二，實(shí)現(xiàn)全歐洲統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，以支持跨越國(guó)界的漫游。這在以前是不可能做到的，因?yàn)楦鲊?guó)使用的是互不兼容的模擬系統(tǒng)。

GSM有三種版本，每一種都使用不同的載波頻率。最初的GSM系統(tǒng)使用900MHz附近的載頻。

稍后增加了GSM-1800，也就是所謂的DCS-1800，用以支持不斷增加的用戶數(shù)目。它使用的載波頻率在1800MHz附近，總的可用帶寬大概是900MHz附近可用帶寬的三倍，并且降低了移動(dòng)臺(tái)的最大發(fā)射功率。除此之外，GSM-1800和最初的GSM完全相同。因此，信號(hào)處理、交換技術(shù)等方面無(wú)須做任何改變就可以同樣加以利用。更高的載波頻率意味著更大的路徑損耗，同時(shí)發(fā)射功率的降低會(huì)造成小區(qū)尺寸的明顯縮小。這一實(shí)際效果同更寬的可用帶寬一起使網(wǎng)絡(luò)容量可以得到相當(dāng)大的擴(kuò)充。

第三種系統(tǒng)被稱做GSMl900或PCS-1900(個(gè)人通信系統(tǒng))，工作在1900MHz載頻上，并主要用于美國(guó)。

1.2 GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

GSM系統(tǒng)主要由移動(dòng)臺(tái)（MS）、基站子系統(tǒng)（BSS）、移動(dòng)網(wǎng)子系統(tǒng)（NSS）和操作維護(hù)中心（OMC）四部分組成。

從通信原理的角度看，重點(diǎn)在無(wú)線接入，即GSM移動(dòng)臺(tái)，俗稱手機(jī)，以及基站子系統(tǒng)。

移動(dòng)臺(tái)：終端

是公用GSM移動(dòng)通信網(wǎng)中用戶使用的設(shè)備，也是用戶能夠直接接觸的整個(gè)GSM系統(tǒng)中的設(shè)備。移動(dòng)臺(tái)的類型不僅包括手持臺(tái)，還包括車載臺(tái)和便攜式臺(tái)。隨著GSM標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字式手持臺(tái)進(jìn)一步小型、輕巧和增加功能的發(fā)展趨勢(shì)，手持臺(tái)的用戶將占整個(gè)用戶的極大部分

基站子系統(tǒng)（BSS）：無(wú)線接入網(wǎng)

基站子系統(tǒng)（BSS）是GSM系統(tǒng)中與無(wú)線蜂窩方面關(guān)系最直接的基本組成部分。

它通過(guò)無(wú)線接口直接與移動(dòng)臺(tái)相接，負(fù)責(zé)無(wú)線發(fā)送接收和無(wú)線資源管理。

另一方面，基站子系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）中的移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（MSC）相連，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)用戶之間或移動(dòng)用戶與固定網(wǎng)路用戶之間的通信連接，傳送系統(tǒng)信號(hào)和用戶信息等。

當(dāng)然，要對(duì)BSS部分進(jìn)行操作維護(hù)管理，還要建立BSS與操作支持子系統(tǒng)（OSS）之間的通信連接。

移動(dòng)網(wǎng)子系統(tǒng)（NSS）：核心網(wǎng)

NSS由移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心(MSC) 、歸屬位置寄存器( HLR) 、拜訪位置寄存器(VLR) 、鑒權(quán)中心(AUC) 、設(shè)備識(shí)別寄存器(EIR) 、操作維護(hù)中心(OMC-S) 和短消息業(yè)務(wù)中心 (SC)構(gòu)成。

MSC是對(duì)位于它覆蓋區(qū)域中的MS進(jìn)行控制和交換話務(wù)的功能實(shí)體, 也是移動(dòng)通信網(wǎng)與其它通信網(wǎng)之間的接口實(shí)體。它負(fù)責(zé)整個(gè)MSC區(qū)內(nèi)的呼叫控制、移動(dòng)性管理和無(wú)線資源的管理。

VLR 是存儲(chǔ)進(jìn)人其覆蓋區(qū)用戶與呼叫處理有關(guān)信息的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。MSC為處理位于本覆蓋區(qū)中MS的來(lái)話和去話呼叫需到 VLR 檢索信息，通常VLR與MSC合設(shè)于同一物理實(shí)體中。

HLR是用于移動(dòng)用戶管理的數(shù)據(jù)庫(kù) , 每個(gè)移動(dòng)用戶都應(yīng)在其歸屬的位置寄存器注冊(cè)登記。HLR主要存兩類信息，一類是有關(guān)用戶的業(yè)務(wù)信息，另一類是用戶的位置信息

操作維護(hù)中心（OMC）：網(wǎng)管

操作維護(hù)中心（OMC）又稱OSS或M2000，需完成許多任務(wù)，包括移動(dòng)用戶管理、移動(dòng)設(shè)備管理以及網(wǎng)路操作和維護(hù)

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基站子系統(tǒng)（BSS）概述

基站子系統(tǒng)（Base Station Subsystem，簡(jiǎn)稱：BSS）是傳統(tǒng)的蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)組成部分，負(fù)責(zé)處理一個(gè)移動(dòng)電話和網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)之間的通信流量和信令。

BSS負(fù)責(zé)通過(guò)空中接口（Air_interface）進(jìn)行通話信道（channel）的轉(zhuǎn)碼、向移動(dòng)電話分配無(wú)線電信道、尋呼（paging）、傳輸（transmission）以及其它和無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的任務(wù)。

BSS是無(wú)線通信的技術(shù)核心！由基地收發(fā)機(jī)站BTS和基站控制器BSC組成。

1. 基站收發(fā)機(jī)站BTS（Base Transceiver Station）：

包含用于傳輸和接收無(wú)線電信號(hào)的設(shè)備（收發(fā)機(jī)）、天線，以及用于加密和解密。并與基站控制器BSC（Base Station Controller）之間的通信。

2.? 基站控制器（BSC）

基站控制器（Base Station Controller，簡(jiǎn)稱：BSC）經(jīng)常被用于提供在BTS之后的智能部分。

通常，一個(gè)BSC控制數(shù)十個(gè)或甚至數(shù)百個(gè)BTS。

BSC處理無(wú)線電信道的分配，接收來(lái)自移動(dòng)電話的測(cè)量，并控制從一個(gè)BTS到另一個(gè)BTS的切換（BSC間的切換不在此列，這種情況下，由錨附MSC控制）。

BSC的一個(gè)關(guān)鍵功能是扮演一個(gè)集中器（concentrator）的角色，在它上面，許多到BTS（具有相對(duì)較低的利用率）的低容量的連接，被減少為較少數(shù)量的去往移動(dòng)交換中心（MSC，具有一個(gè)較高水平的利用率）的連接。

3. 移動(dòng)終端

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的中级通信工程师考试之六移动通信的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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