移动通信学习笔记

OSI 7层模型：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层
TCP/IP共5层：物理层、数据链路层、网络层、传输层（运输层）、应用层
物理层：编码（信道编码）、调制
本课程：1、介绍组网的关键技术；2、通过系统协议认知理解组网关键技术。

一、移动通信的定义及发展历程

1、什么是移动通信
移动通信是指通信双方或至少其中一方在运动状态中进行信息传递的通信方式。移动通信不受时间和空间的限制，可以灵活、迅速、可靠地实现通信，因而目前被认为是实现理想通信的重要手段之一。
终端的移动性：手机、车载台
个人的移动性： SIM/UIM 卡方式支持的业务
eg：3G系统中3中状态：静止状态（2Mbps）、移动（144kbps）、游牧状态(384kbps)
2、移动通信和无线通信的关系
移动通信属于无线通信
3、个性化
4、发展历程
萌芽阶段、开拓阶段、商业阶段、蜂窝思想、第一代移动通信系统、第二代移动通信系统、第三代移动通信系统、第四代LTE-A通信系统、未来5G通信系统
运营商通信系统
蜂窝原理的出现使移动通信系统走向运营
1G：蜂窝、模拟，频分多址
2G：蜂窝、数字，频分多址+时分多址、GSM
3G：蜂窝、宽带，码分多址、CDMA、国内发展不顺
4G：宽带（频率选择性衰落：均衡技术）、打破蜂窝概念，OFDMA
IT通信系统
个域网 IEEE802.15
局域网 IEEE802.11
城域网 IEEE802.16

二、移动通信的特点及分类

复杂的无线传播环境导致信号衰落
用户具有移动性
电波传播条件恶劣
在强干扰情况下工作
具有多普勒效应
1、干扰
系统外干扰：
系统内干扰：同频干扰、邻频干扰、多址干扰
FDMA、TDMA：同频干扰和邻频干扰（频率资源复用带来的干扰）
CDMA：码字之间非正交引起的多址干扰，由于系统不可能做到严格同步，所以就带来码字之间相关性也不可能等于0
OFDM：ISI（符号间干扰，多径带来，前一符号与后一符号发生混叠。解决：复杂的均衡技术或浪费资源把后面循环一段）、ICI（载波间干扰，由与多普勒造成中心频点发生漂移，造成子载波之间混叠）

邻频干扰：相邻或邻近频道的信号相互干扰。
同频干扰：蜂窝技术实现了频率的复用，也引
入了同频干扰

多径导致时延扩展问题，进而带来码间串扰。
同频干扰是在不同的小区中使用了相同的频点。
OFDM中增加了循环前缀（CP）来对抗ISI
2、噪声：邻道干扰与同频道干扰
噪声的分类：内部噪声、人为噪声、自然噪声
3、基站子系统的两大功能分别是无线和有线之间的接口和无线资源管理
基站收发信机（BTS）（执行单元）、基站控制器（控制单元）、码型转换器(速率适配器)
交换机交换速率为64k（移动交换中心MSC）（号码分析）
通过网关设备实现协议间的转换
HLR
VLR访问位置寄存器
EIR
鉴权中心的功能是判断用户是否为合法用户，通过存储的密钥种子进行判断
GCR组呼寄存器

2G和3G最主要的区别为2G只支持电路域，而3G支持电路域和分组域
SGSN转接和路由
GGSN网关——不同协议转接

4G系统中将执行单元和控制单元合并为eNodeB
4G基站和基站子系统直接互联形成Mesh网
4G系统只支持分组域（2G只支持电路域，3G都支持）
RSVP
Qos
backhaul技术的思想是实现eNodeB之间的无线互联

多功率信号叠加后，SIC（串行干扰消除）算法通过强弱信号的分别解码实现串行干扰消除
空分：智能天线阵列（难预测，计算复杂）

按工作方式分类：单工，双工，半双工
按多址方式分类： FDMA、 TDMA、 CDMA等
按信号形式分类：模拟网和数字网
按覆盖范围分类：城域网、局域网、广域网
按业务类型分类：电话网、数据网、多媒体网
按服务特性分类：专用网、公用网
按使用对象分类：民用系统、军用系统
按使用环境分类：陆地通信、海上通信、空中通信

三、移动通信的组成、工作方式及频段

移动通信系统由两部分组成：空间系统和地面系统。（地面系统是指卫星移动无线电台和天线和关口站、基站）

G网：800MHz，900MHz
3G：1.8GHz，1.9GHz
4G：2.3GHz，2.6GHz
校园网WiFi、蓝牙、微波炉：2.4G（开放频段）

四、移动通信的应用及未来方向

移动通信发展趋势：更高频段(更高频段带来的是非视距传播受限、损耗大等问题)
毫米波：5G备选频段