无线通信基础知识.ppt
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1、无线通信基础知识,工程技术服务中心,课程内容,第一章 无线通信基本概念第二章 GSM通信系统概述第三章 CDMA通信系统概述第四章 射频基础知识,第一章 无线通信的基本概念,第一节 无线通信概述 第二节 无线通信频段和的划分第三节 我国常用移动通信使用频段第四节 自由空间传播损耗,第一章 无线通信的基本概念,无线通信-利用电磁波的辐射和传播,经过空间传送信息的通信方式称之为无线电通信,也称之为无线通信。利用无线通信可以传送电报、电话、传真、数据、图像以及广播和电视节目等通信业务。无线通信泛指不需要物理连接线的通信,如:无线电台、无线电视、无线局域网、手机GPRS上网等。,第一章 无线通信的基本
2、概念,无线通信系统种类移动蜂窝网系统第一代:模拟蜂窝网络系统(AMPS);第二代(GSM,IS-95)、第三代(CDMA2000,WCDMA,TD-SCDMA)局域网系统无线局域网(WLAN)、无线广域网(WWAN)广播电视系统卫星通信系统近距无线通信网络无线个域网(WPAN)无线传感器网络(WSN)无线射频识别(RFID),第一章 无线通信的基本概念,移动通信:所谓移动通信就是指移动体之间、移动体与固定体之间的通信。,第一章 无线通信的基本概念,第一节 无线通信概述 第二节 无线通信使用的频段和波段第三节 我国常用移动通信使用频段第四节 自由空间传播损耗,第一章 无线通信的基本概念,表1-1
3、 无线通信使用的电磁波的频率范围和波段,第一章 无线通信的基本概念,表1-1 无线通信使用的电磁波的频率范围和波段(续),由于种种原因,在一些欧、美、日等西方国家常常把部分微波波段分为L、S、C、X、Ku、K、Ka等波段(或称子波段),具体如表1-2所示。,第一章 无线通信的基本概念,表 1-2 无线通信中所使用的部分微波波段的名称,第一章 无线通信的基本概念,第一节 无线通信概述 第二节 无线通信使用的频段和波段第三节 我国常用移动通信使用频段第四节 自由空间传播损耗,第一章 无线通信的基本概念,2G通信网络制式的频率划分以及与载波信道之间换算,1.1 移动GSM900M数字蜂窝网移动通信系
4、统:工作频段:上行890909MHz 下行935954 MHz频率与信道之间换算公式:上行:F=890+0.2*指令载波频率号 下行:F=935+0.2*指令载波频率号移动GSM900M系统使用频点为1-95.(95号频点为保护频点)补充:885890/930935MHz分配给GSM-R系统使用,移动在离铁路较远的很多地区使用边缘的5M频段,其频点为(9991023),频率与信道换算方法为:上行:F=885+0.2*(指令载波频率号-999)下行:F=930+0.2*(指令载波频率号-999),第一章 无线通信的基本概念,工作频段:上行1710-1720MHz 下行1805-1815MHz频率
5、与信道之间换算公式:上行:1710.2MHz+(N-512)*0.2 下行:1805.2MHz+(N-512)*0.2移动GSM1800M系统使用频点为512-561.,1.2 移动GSM1800M数字蜂窝网移动通信系统:,第一章 无线通信的基本概念,1.3 联通GSM900M数字蜂窝网移动通信系统:,工作频段:上行909915MHz 下行954960 MHz频率与信道之间换算公式:上行:F=890+0.2*指令载波频率号 下行:F=935+0.2*指令载波频率号联通GSM900M系统使用频点为96-124.,第一章 无线通信的基本概念,1.4 联通GSM1800M数字蜂窝网移动通信系统:,工
6、作频段:上行17451755MHz 下行18401850 MHz频率与信道之间换算公式:上行:1710.2MHz+(N-512)*0.2 下行:1805.2MHz+(N-512)*0.2 联通GSM1800M系统使用频点为687-736.,第一章 无线通信的基本概念,1.5 电信CDMA800M数字蜂窝网移动通信系统:,工作频段:上行825835MHz 下行870880 MHz频率PN码换算公式:上行:F=825+指令载波频率号*0.03 下行:F=870+指令载波频率号*0.03电信CDMA800M系统常用使用频点为:37、78、119、160、201、242、283其中283为基本频道,前
7、3个EVDO频点使用,后3个CDMA2000使用;160隔离,第一章 无线通信的基本概念,1.6 3G频段的划分:,移动TD-SCDMA系统:18801920MHz、20102025MHz、23002400MHz;联通WCDMA:1940-1955MHz/2130-2145MHz;电信cdma2000:1920-1935MHz/2110-2125MHz。WCDMA频率与信道之间换算公式:信道号=5*F(MHz),频道间隔200KHz,可用频率是3个,上行中心频点号:96129888 下行中心频点号:1056210838 TD-SCDMA目前使用的频点:10055、10063、10071、100
8、80、10088、10096、10104、10112、10120.,第一章 无线通信的基本概念,第一节 无线通信概述 第二节 无线通信使用的频段和波段第三节 我国常用移动通信使用频段第四节 自由空间传播损耗,第一章 无线通信的基本概念,自由空间损耗,自由空间是指相对于介电参数和相对导磁率均为一的均匀介质所存在的空间,它是一个理想的无限大的空间,以为了简化问题的研究而提出的一种科学的抽象。,自由空间损耗公式:Ls=32.45+20lgF+20lgD,思考题,何谓无线通信?WCDMA的工作频段?该频段属于哪一波段?按照自由空间损耗公式计算参考距离为1m处的GSM900MHz频率损耗为多少?,解答,
9、利用电磁波的辐射和传播,经过空间传送信息的通信方式称之为无线电通信(Wireless Communication),也称之为无线通信。WCDMA工作频段:上行19401955MHz,下行21302145MHz,属于微波波段。LS=32.45+20lgF+20lgD=32.45+20lg900+20lg0.001=32.45+59-60=31.45dBm,本章小结,本章内容主要是想让大家熟悉无线通信的概念、无线通信的频段,以及三大运营商2G和3G频段的划分和载波信道之间换算方法。,课程内容,第一章 无线通信基本概念第二章 GSM通信系统概述第三章 CDMA通信系统概述第四章 射频基础知识,第二章
10、 GSM通信系统概述,第一节 GSM系统组成第二节 GSM频率分配第三节 GSM相关技术,第二章 GSM通信系统概述,系统组成,移动台(MS)交换网络子系统(NSS)基站子系统(BSS)操作维护子系统(OSS),第二章 GSM通信系统概述,第二章 GSM通信系统概述,基站子系统(BSS),组成:基站控制器BSC、基站收发信台BTSBSC:对一个或多个BTS进行控制,负责无线网络资源的管理、小区配置数据、功率控制、定位和切换BTS:收发信台,负责无线传输、无线分集、信道加密及跳频等,第二章 GSM通信系统概述,网络交换子系统(NSS),NSS主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全性管理所需
11、的数据库功能 功能实体:MSC/VLR HLR/AUC EIR,第二章 GSM通信系统概述,MSC-移动交换中心,功能:完成最基本的交换功能与其它通信网的接口支持位置登记、越区切换、自动漫游等应能完成GMSC的功能(关口局功能)GMSC:在较大容量通信网中,固网用户与移动用户通信时,呼叫首先接续至关口局,再由其获取位置信息然后进行接续,第二章 GSM通信系统概述,HLR-归属位置寄存器,功能:系统的中央数据库,存放用户的所有信息-漫游用户的权限、基本业务、补充业务、位置信息一个HLR可以覆盖几个交换区或整个移动网为MSC呼叫提供所需的路由信息等相关数据,第二章 GSM通信系统概述,AUC-鉴权
12、中心,功能:存储用户的加密信息,保护用户合法地位AUC受严格保护物理实体上与HLR一体产生鉴权与加密的客户三参数:RAND(随机码)、响应数(SRES)、密钥(Kc),第二章 GSM通信系统概述,EIR-移动设备识别寄存器,功能:存储与移动台IMEI有关的信息对IMSI进行复核,防止未经许可的移动台使用移动网IMSI:国际移动设备识别码,第二章 GSM通信系统概述,GSM系统接口图,第二章 GSM通信系统概述,Um(空中接口):Um接口是移动台MS与BTS之间的接口,用于移动台与GSM系统的固定部分之间的互通。GSM空中接口的物理链路是无线链路,采用TDMA多址方式和GMSK调制方式。该接口上
13、传递的信息主要包括无线资源管理、移动性管理和接续管理等。,第二章 GSM通信系统概述,Abis:Abis接口是指BTS与BSC之间的接口。此接口支持所有向用户提供 的业务,并支持队BTS无线设备的控制和无线频率的分配。Abis 是专用接口,只能使用同一家的BTS和BSC进行互连。,第二章 GSM通信系统概述,A接口:A接口是NSS和BSS之间的接口。该接口传送有关移动呼叫处理、基站管理、移动台管理、信道管理等信息、并与Um接口互通,在移动台和MSC之间互传信息。,第二章 GSM通信系统概述,第一节 GSM系统组成第二节 GSM频率分配第三节 GSM相关技术,第二章 GSM通信系统概述,GSM频
14、率分配,第二章 GSM通信系统概述,工作频段的分配(对照),CDMA 上行,CDMA 下行,825 835,电信CDMA,870 880,电信CDMA,GSM 上行,890 909 915,移动GSM,联通GSM,GSM 下行,移动GSM,联通GSM,935 954 960,我国移动通信工作频段,原部队AMPS,原部队AMPS,845,EGSM,EGSM,西北五省AMPS,西北五省AMPS,ETACS,ETACS,TACS,TACS,880,890,905,925,935,950,第二章 GSM通信系统概述,工作频段的分配-DCS1800,DCS 上行,1710 1785,DCS 下行,180
15、5 1880,DCS-1800工作频段,第二章 GSM通信系统概述,干扰保护比-C/I,干扰保护比:信号强度与干扰信号的比值一定的干扰保护比才能保证正常通话GSM规范参数:同频干扰保护比:C/I9dB邻频干扰保护比:C/I-6dB载波偏离400KHz干扰保护比:C/I-41dB,第二章 GSM通信系统概述,第一节 GSM系统组成第二节 GSM频率分配第三节 GSM相关技术,第二章 GSM通信系统概述,何为多址?,在蜂窝移动通信系统中,通常有很多移动台同时通过基站和其它用户进行通信因而必须对不同的移动台和基站发出的信号赋予不同的特征,使基站能从众多的信号中区分出是那一个移动台发出的信号,而每个移
16、动台也能识别出基站发出的信号中那一个是发给自己的信号。解决这个问题的方法称为多址技术。,第二章 GSM通信系统概述,多址方式类型有:频分多址(FDMA)时分多址(TDMA)码分多址(CDMA),第二章 GSM通信系统概述,时分多址概念,时分多址:每一频点分成8个时隙,每个时隙为 一个信道,因此一个频点可以供给8个移动用户同时使用。,第二章 GSM通信系统概述,时分多址信道概念,信道:物理信道、逻辑信道物理信道就是一个时隙逻辑信道根据BTS与MS之间传递信息种类不同而定义为不同 的信道逻辑信道分成业务信道和控制信道业务信道(TCH):传送话音或客户数据,点对点方式传送,第二章 GSM通信系统概述
17、,何为分集?,所谓分集即在若干支路上接收相互间相关性很小的载有同一消息的信号,然后通过合并技术在将各个支路的信号合并输出,那么便可在接收终端上大大降低深度衰落的概率。由于衰落具有频率、时间和空间的选择性,因此分集技术主要包括空间分集、时间分集、频率分集和极化分集。,第二章 GSM通信系统概述,时间分集:通过一定的时延来发送同一消息,或在系统所能承受的时延 范围内在不同的时间内各发送消息的一部分。时间分集通过交织技术来完成交织技术:把N个分组中的第1个比特取出来组成新的N1分组,第 2个比特取出来组成新的N2分组,然后发送新的分组某个新的分组丢失,对于原信息串来说丢失的是某个数据位,利 用信道编
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