一、课程概述

二、移动通信(转自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）

随着信息技术的发展，用户需求的日渐增多，移动通信技术已称为当代通信领域的发展潜力最大，市场前景最广的研究热点。目前，移动通信技术已经历了几代的发展。

一、第一代移动通信技术（1G）——模拟移动通信

　　起源于20世纪80年代，主要采用的是模拟调制技术与频分多址接入（FDMA）技术，这种技术的主要缺点是频谱利用率低，信令干扰话音业务。1G主要代表有：美国的先进的移动电话系统（AMPS）、英国的全球接入通信系统（TACS）和日本的电报电话系统（NMT）。1G移动通信基于模拟传输技术，其特点是业务量小、质量差、交全性差、没有加密和速度低。1G主要基于蜂窝结构组网，直接使用模拟语音调制技术，传输速率约2.4kbit/s。

1G特点：

只有语音业务；
频谱复用率低；
标准不统一，不能漫游（工作频段不同）；
安全性差；
设备价格高（“大哥大”）

二、第二代移动通信技术（2G）——数字移动通信

　　起源于90 年代初期，主要采用数字的时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）技术。第二代移动通信数字无线标准主要有：欧洲的GSM和美国高通公司推出的IS-95CDMA等，我国主要采用GSM，美国、韩国主要采用CDMA。

　　为了适应数据业务的发展需要，在第二代技术中还诞生了2.5G，也就是GSM系统的GPRS和CDMA系统的IS-95B技术，大大提高了数据传送能力。

　　2G主要业务是语音，其主特性是提供数字化的话音业务及低速数据业务。它克服了模拟移动通信系统的弱点，话音质量、保密性能得到大的提高，并可进行省内、省际自动漫游。第二代移动通信替代第一代移动通信系统完成模拟技术向数字技术的转变。

2G特点：

标准不统一，只能在同一制式覆盖区域漫游，无法进行全球漫游；
带宽有限，不能提供高速数据传输；
抗干扰抗衰落能力不强，系统容量不足；
频率利用率低；

GSM（Global System for Mobile Communication，全球移动通信系统）系统组成要素：

• 移动台（MS）

• 基地台系统（BSS）

• 移动服务交换中心（MSC）

• 网络维护运营中心（OMC）

• 资料库（Database)-HLR、VLR、AUC、EIR等

GSM系统结构图：

三、第三代移动通信技术（3G）——数字移动通信

　　3G的理论研究、技术开发和标准的制定开始于80年代中期，国际电信联盟（ITU）将其正式命名为国际移动通信2000（IMT-2000，International Mobile Telecommunications in the year 2000）。欧洲电信标准协会（ETSI）称其为通用移动通信系统（UMTS，Universal Mobile Telecommunication System）。

　　3G最基本的特征是智能信号处理技术，智能信号处理单元将成为基本功能模块，支持话音和多媒体数据通信，它可以提供前两代产品不能提供的各种宽带信息业务，例如高速数据、慢速图像与电视图像等。

3G标准：国际电信联盟（ITU）目前一共确定了全球四大3G标准，分别是WCDMA、CDMA2000、TD-SCSMA和WIMAX。在中国，中国移动采用TD-SCDMA，中国电信采用CDMA2000，中国联通采用WCDMA

WCDMA（Wideband CDMA）——从事WCDMA标准研究和设备开发的厂商很多，其中包括诺基亚、摩托罗拉、西门子、NEC、阿尔卡特等等。该标准提出了GSM（2G）——GPRS——EDGE——WCDMA（3G）的演进策略。
CDMA2000（窄带CDMA）由美国高通公司推出，摩托罗拉、朗讯和三星都有参与，韩国是CDMA2000的主导者。该标准提出了CDMA（2G）——CDMA2001x——CDMA2003x（3G）的演进策略。其中CDMA2001x被称为2.5G移动通信技术。目前中国电信就是采用的这一方案来向3G过渡的。
TD-SCDMA（Time Division - Synchronous CDMA，时分同步CDMA），该技术由中国大唐电信制定的3G标准。该标准的提出不经过2.5G的中间环节，直接向3G过渡，非常适用于GSM系统向3G升级
WIMAX（微波存取全球互通），又称为802.16无线城域网，是又一种为企业和家庭用户提供“最后一英里”的宽带无线连接方案。

3G各标准的参数

WCDMA：

　　RTT FDD

　　异步CDMA系统：无GPS

　　带宽5MHz

　　码片速率：3.8Mcps

　　中国频段：1940MHz-1955MHz（上行）、2130MHz-2145MHz（下行）

CDMA2000

　　RTT FDD

　　同步CDMA系统：有GPS

　　带宽：1.23MHz

码片速率：1.2288Mcps　

　　中国频段：1920MHz-1935MHz（上行）、2110MHz-2125MHz（下行）　　　

TD-SCDMA

　　RTT TDD

　　同步CDMA系统：有GPS

　　带宽：1.6MHz

　　码片速率：1.28Mcps

　　中国频段：1880MHz-1920MHz（上行）、2010MHz-2025MHz（下行）

WiMAX

　　带宽：1.5MHz-20MHz

　　最高接入速度70M

　　最高i传输距离：50公里

　　码片速率：不详

　　中国频段：暂无　

四、FDMA、TDMA和CDMA的比较

1. 频分有时也称之为信道化，就是把整个可分配的频谱划分成许多单个无线电信道发射和接收载频，对每个信道可以传输一路话音或控制信息。

2. 时分多址是在一个宽带的无线载波上按时间或称为时隙划分为若干时分信道，每一用户占用一个时隙，只在这一指定的时隙内收或发信号，故称为时分多址。

3. 码分多址是一种利用扩频技术所形成的不同的码序列实现的多址方式。

五、LTE（Long Term Evolution，长期演进）项目

　　LTE是3G的演进，并非人们普遍误解的4G技术，而是3G与4G技术之间的一个过渡，是3.9G的全球标准，其改进了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。

　　LTE在20MHz的频谱带宽下能够提供下行326Mbps与下行86Mbps的峰值速率。考虑到需要提供比3G更高的数据速率与未来可能分配的频谱，LTE需要支持高于5MHz的传输带宽。

　　3GPP LTE正在制定的无线接口和无线接入网架构演进技术主要包括如下内容：

明显增加的传输速率。如在20MHz带宽上达到：下行传输速率100Mbit/s和上行传输速率50Mbit/s；
在保持目前基站位置不变的情况下增加小区边界比特速率；
明显提高频谱利用率；
明显降低等待时间，低于100ms等

三、GSM概述

1章第二代移动通信系统GSM

1.1 GSM系统概述

关键词：数字！

全球移动通信系统(Global System for Mobile Communications) ，缩写为GSM，由欧洲电信标准组织ETSI制订的一个数字移动通信标准。它的空中接口采用时分多址技术TDMA 。自90年代中期投入商用以来，被全球超过100个国家采用。

GSM标准的无处不在使得在移动电话运营商之间签署"漫游协定"后用户的国际漫游变得很平常。

GSM 较之它以前的标准最大的不同是它的信令和语音信道都是数字式的，因此GSM被看作是第二代 (2G)移动电话系统。

全球移动通信系统(GSM)是迄今为止最为成功的全球性移动通信系统。其开发始于1982年。欧洲电信标准协会(ETSI)的前身欧洲邮政电信管理会议(CEPT)成立了移动特别行动小组(Groupe Speciale Mobile)，该小组得到了对有关泛欧数字移动通信系统的诸多建议进行改进的授权。试图完成的两个目标：

第一，用于无线通信的更好、更有效的技术解决方案——在那个时候，数字系统在用户容量、易用性和可能的附加业务数目等方面都要优于当时还十分流行的模拟系统已经是显而易见的了。

第二，实现全欧洲统一的标准，以支持跨越国界的漫游。这在以前是不可能做到的，因为各国使用的是互不兼容的模拟系统。

GSM有三种版本，每一种都使用不同的载波频率。最初的GSM系统使用900MHz附近的载频。

稍后增加了GSM-1800，也就是所谓的DCS-1800，用以支持不断增加的用户数目。它使用的载波频率在1800MHz附近，总的可用带宽大概是900MHz附近可用带宽的三倍，并且降低了移动台的最大发射功率。除此之外，GSM-1800和最初的GSM完全相同。因此，信号处理、交换技术等方面无须做任何改变就可以同样加以利用。更高的载波频率意味着更大的路径损耗，同时发射功率的降低会造成小区尺寸的明显缩小。这一实际效果同更宽的可用带宽一起使网络容量可以得到相当大的扩充。

第三种系统被称做GSMl900或PCS-1900(个人通信系统)，工作在1900MHz载频上，并主要用于美国。

1.2 GSM系统网络架构

GSM系统主要由移动台（MS）、基站子系统（BSS）、移动网子系统（NSS）和操作维护中心（OMC）四部分组成。

从通信原理的角度看，重点在无线接入，即GSM移动台，俗称手机，以及基站子系统。

移动台：终端

是公用GSM移动通信网中用户使用的设备，也是用户能够直接接触的整个GSM系统中的设备。移动台的类型不仅包括手持台，还包括车载台和便携式台。随着GSM标准的数字式手持台进一步小型、轻巧和增加功能的发展趋势，手持台的用户将占整个用户的极大部分

基站子系统（BSS）：无线接入网

基站子系统（BSS）是GSM系统中与无线蜂窝方面关系最直接的基本组成部分。

它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，基站子系统与网络子系统（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。

当然，要对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。

移动网子系统（NSS）：核心网

NSS由移动业务交换中心(MSC) 、归属位置寄存器( HLR) 、拜访位置寄存器(VLR) 、鉴权中心(AUC) 、设备识别寄存器(EIR) 、操作维护中心(OMC-S) 和短消息业务中心 (SC)构成。

MSC是对位于它覆盖区域中的MS进行控制和交换话务的功能实体, 也是移动通信网与其它通信网之间的接口实体。它负责整个MSC区内的呼叫控制、移动性管理和无线资源的管理。

VLR 是存储进人其覆盖区用户与呼叫处理有关信息的动态数据库。MSC为处理位于本覆盖区中MS的来话和去话呼叫需到 VLR 检索信息，通常VLR与MSC合设于同一物理实体中。

HLR是用于移动用户管理的数据库 , 每个移动用户都应在其归属的位置寄存器注册登记。HLR主要存两类信息，一类是有关用户的业务信息，另一类是用户的位置信息

操作维护中心（OMC）：网管

操作维护中心（OMC）又称OSS或M2000，需完成许多任务，包括移动用户管理、移动设备管理以及网路操作和维护

基站子系统（BSS）概述

基站子系统（Base Station Subsystem，简称：BSS）是传统的蜂窝电话网络的一个组成部分，负责处理一个移动电话和网络交换子系统之间的通信流量和信令。

BSS负责通过空中接口（Air_interface）进行通话信道（channel）的转码、向移动电话分配无线电信道、寻呼（paging）、传输（transmission）以及其它和无线电网络相关的任务。

BSS是无线通信的技术核心！由基地收发机站BTS和基站控制器BSC组成。

1. 基站收发机站BTS（Base Transceiver Station）：

包含用于传输和接收无线电信号的设备（收发机）、天线，以及用于加密和解密。并与基站控制器BSC（Base Station Controller）之间的通信。

2. 基站控制器（BSC）

基站控制器（Base Station Controller，简称：BSC）经常被用于提供在BTS之后的智能部分。

通常，一个BSC控制数十个或甚至数百个BTS。

BSC处理无线电信道的分配，接收来自移动电话的测量，并控制从一个BTS到另一个BTS的切换（BSC间的切换不在此列，这种情况下，由锚附MSC控制）。

BSC的一个关键功能是扮演一个集中器（concentrator）的角色，在它上面，许多到BTS（具有相对较低的利用率）的低容量的连接，被减少为较少数量的去往移动交换中心（MSC，具有一个较高水平的利用率）的连接。

3. 移动终端

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一、课程概述

二、移动通信(转自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）