无线电信技术内部培训(网络知识)课件.ppt
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1、三维技术培训三维技术培训2022-6-71认真认真 求实求实 主动主动 深入深入2022-6-72本部分重点本部分重点: 熟悉并掌握网络的基本构成熟悉并掌握网络的基本构成 熟悉并掌握几种基本的通信方式熟悉并掌握几种基本的通信方式 熟悉并掌握相关专业术语熟悉并掌握相关专业术语 熟悉并掌握相关器件熟悉并掌握相关器件第二部分第二部分 网络知识网络知识2022-6-73第一部分 网络知识2022-6-74网络知识网络知识无线通信无线通信 无线通信的应用说明无线通信的应用说明 2022-6-75网络知识网络知识无线通信的应用说明无线通信的应用说明 短波、超短波通信短波、超短波通信 短波电离层通信 特点:
2、超远距离、灵活机动;容量小、质量差 用途: 海外使馆 远洋船队 边防哨所 应急通信2022-6-76网络知识网络知识无线通信的应用说明无线通信的应用说明 短波、超短波通信短波、超短波通信 短波、超短波地面通信 特点:绕射能力、灵活机动、隐蔽性好;容量较小、质量较差 用途: 陆军电台 对空电台 特种通信(武警、公安) 无绳电话2022-6-77网络知识网络知识无线通信的应用说明无线通信的应用说明 微波通信微波通信 微波接力 特点:容量大、质量好、视距传播条件 用途: 中小容量微波 SDH大容量微波 扩频微波 高频段微波2022-6-78网络知识网络知识无线通信的应用说明无线通信的应用说明 微波通
3、信微波通信 点对多点微波 用途: 无线集中器 无线用户环 散射微波通信 特点 衰落时变信道,距离远,频带较窄,质量较差 用途: 军用 民用2022-6-79网络知识网络知识无线通信的应用说明无线通信的应用说明 卫星通信卫星通信 高轨道卫星通信 特点: 同步轨道、静止卫星、容量大、质量好、功率受 限信道 用途: 国际长途 海事卫星 电视广播 军事通信2022-6-710网络知识网络知识无线通信的应用说明无线通信的应用说明 卫星通信卫星通信 中低轨道卫星通信 特点: 距离近、地面设备简单灵活,非静止轨道,要 求跟踪。 用途: 非实时信息传送 遥感 侦测 卫星移动通信2022-6-711网络知识网络
4、知识无线通信的应用说明无线通信的应用说明 移动通信移动通信 蜂窝系统 无线通信最成功的应用 第一代:模拟 第二代:数字 第三代:多媒体 寻呼系统 无线通信最大众化的应用 其它无线移动系统 集群系统 无绳电话系统 无线数据系统 无线ATM系统 无线IP系统2022-6-712网络知识网络知识移动通信基本知识移动通信基本知识 移动通信的特点移动通信的特点电波传播条件恶劣具有多普勒效应干扰严重接收设备应具有很大的动态范围需要采用位置登记、过境切换等移动管理技术综合了各种技术对设备要求苛刻2022-6-713网络知识网络知识移动网络简介移动网络简介 移动通信网络的组成移动通信网络的组成 话务网 支持着
5、所有用户的话音传递、转接功能,我国移动通信网现采用三级结构,即由一级移动汇接中心、省内二级移动业务汇接中心和本地移动业务汇接中心。 信令网 信令网是整个通信网中的神经系统,实现整个通信网的呼叫、控制、转接等功能。 智能网 智能网则是移动通信网发展到数据业务时所必须的支撑网,智能网的核心思想在于将业务交换层和业务控制层分离,充分利用网络的现有条件,使电信新业务的生成快速化、多样化、高质量化。2022-6-714网络知识网络知识移动通信的基本知识移动通信的基本知识 移动通信的工作方式移动通信的工作方式 单工制 单工制又分为单频单工和双频单工。 半双工制 双工制 双工制的优点: 收发频率分开可以大减
6、小干扰,用户使用方便。 目前我们的移动通信GSM就是采用的双工制。 2022-6-715网络知识网络知识移动通信的基本知识移动通信的基本知识 移动通信系统的组成原理移动通信系统的组成原理 GSM整个系统可以分为四个相对独立的子系统,其中 基站子系统(BSS)它是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连,负责无线发送接收和无线资源的管理。网络子系统(NSS) 它是整个系统的核心,它对GSM移动用户之间及移动用户与其他通信网用户之间通信起着交换、连接与管理的功能,主要负责完成呼叫处理、通信管理、移动管理、部分无线资源管理、安全性管理、用户数据和设备管理、计
7、费记录处理、公共信道、信令处理和本地运行维护等。 操作子系统(OSS)它是主要用来控制和维护这些实际运行部分。 移动台(MS)2022-6-716网络知识网络知识移动通信的基本知识移动通信的基本知识 移动通信系统的组成原理移动通信系统的组成原理ISDNPSPDNCSPDNPSTNPLMNMSOMCAUCMSCVLREIRHLRBSCBSTNSSBSSGSM系统结构2022-6-717BSCBTSBTS:收发信机BSC:基站控制器网络知识网络知识基本知识基本知识 基站子系统基站子系统-BSS-BSS2022-6-718网络知识网络知识基本知识基本知识 网络交换子系统网络交换子系统-NSS-NSS
8、NSS由6个功能单元组成,即MSC、VLB、HLR、AUC、EIR、OMC。MSC(移动业务交换中心)它是整个网络的核心,完成或参与NSS的全部功能,协调与控制整个GSM网络中BSS、OSS的各个功能实体。 VLR(访问用户位置寄存器)它存储着进入其服务区域内已登记的移动用户的相关信息,一旦移动用户离开该VLB的服务区域,在另一个VLB重新登记,原VLB将取消临时记录的该移动用户数据。它可以看作一个动态的用户数据库。HLR (归属用户位置寄存器)它是GSM系统的中央数据库,存储着该HLR控制区同伯所有移动用户的相关数据,所有移动用户重要的静态数据都存储在HLR中,其中包括移动用户识别号码、访问
9、能力、用户类别和补充业务等签约数据。HLR还存储着归属用户有关的动态数据信息,如用户位置更新信息或漫游用户所在的MSC/VLR地址及分配给用户的补充业务等。2022-6-719网络知识网络知识基本知识基本知识 网络交换子系统网络交换子系统-NSS-NSS AUC(鉴权中心)它是属于HLR的一个功能单元部分,专用于GSM系统的安全必性管理。它是产生为确定移动用户的身份和呼叫保密所需鉴权、加密的3个参数随机号码(RAND)、符合响应(SRES)和密钥(Kc)的功能实体,用户的鉴权和加密都需要通过系统提供的用户三参数组参与来完成。AUC存储着鉴权信息与加密密钥,用来进行用户鉴权及对无线接口上的话音、
10、数据、信念信号进行加密,防止无权用户接入和保证移动用户的通信安全。 EIR(设备识别寄存器)它是一个数据库,存储着有关移动台设备参数。主要完成对移动设备的识别、监视及闭锁等功能,以防止非法移动台的使用。在我国,基本没有采用EIR进行设备识别。 OMC(操作与维护中心)它负责对全网进行监控与操作。2022-6-720 宏蜂窝:n主要用于覆盖室外的基站设备n覆盖面积大,约1km25km n输出功率大n提供的载频多n建网成本高网络知识网络知识基本知识基本知识 基站设备基站设备2022-6-721 微蜂窝:n作为宏蜂窝的补充和延伸覆盖盲区n覆盖面积较小,约30m300m n输出功率小(1w)n提供的载
11、频不多(12个)n安装灵活n主要用于提高覆盖和提高系统容量n宏蜂窝、微蜂窝可以组合使用,构成伞状小区,用以解决高速移动和慢速移动用户较多的区域,实现话务量分流及可靠切换网络知识网络知识基本知识基本知识 基站设备基站设备2022-6-7221、 FDMA 频分多址2、 TDMA 时分多址3、 CDMA 码分多址ftFia) FDMAtb) TDMAftc) CDMAfCi网络知识网络知识基本知识基本知识 多址通信方式多址通信方式2022-6-723 在频分多址系统中,把可以使用的总频段划分为若干占用较小带宽的频道,这些频道在频域上互不重叠,每个频道就是一个通信信道,分配给一个用户。BSBSMS1
12、MS2MSkf1f2fkF1F2Fk.网络知识网络知识多址通信方式多址通信方式 频分多址(频分多址(FDMAFDMA)2022-6-724 在时分多址系统中,把时间分成周期性的帧,每一帧再分割成若干时隙(无论帧或时隙都是互不重叠的),每一个时隙就是一个通信信道,分配给一个用户。BSBSMS1MS2MSk. . . . . . .帧时隙网络知识网络知识多址通信方式多址通信方式 频分多址(频分多址(TDMATDMA)2022-6-725 在CDMA通信系统中,不同用户传输信息所用的信号不是靠频率不同或时隙不同来区分,而是用各自不同的编码序列来区分,或者说,靠信号的不同波形来区分。 从频域或时域来观
13、察多个CDMA信号是互相重叠的。接收机用相关器可以在多个CDMA信号中选出使用预定码型的信号。其他使用不同码型的信号因为和接收机本地产生的码型不同而不能被解调。它们的存在类似于在信道中引入了噪声或干扰,通常称之为多址干扰。BSBSMS1MS2MSkc1c2ckC1C2Ck.网络知识网络知识多址通信方式多址通信方式 码分多址(码分多址(CDMACDMA)2022-6-726频率频率时间时间频率时间25KHz200 KHz 单个用户/频道 8个用户/较宽频带 多个用户/宽带频道1.23 MHz网络知识网络知识多址通信方式多址通信方式 三种多址方式的比较三种多址方式的比较2022-6-727 现代移
14、动通信面临的最大问题如何扩大系统容量,争取更多的用户. 现代通信系统采用频率复用的方式获得较大的系统容量. 在频率复用的基础上产生第一、二代移动通信. 网络知识网络知识移动通信的发展移动通信的发展 存在的问题存在的问题2022-6-728基于模拟通信技术采用频分多址技术FDMA典型系统:AMPS、TACS我国采用TACS制(B网)、ETACS制(A网)西北五省市采用AMPS制网络知识网络知识移动通信的发展移动通信的发展 第一代通信系统(第一代通信系统(1G1G) 存在问题存在问题频率利用率低安全保密性差系统没有公共接口数据业务很难开展系统灵活性差2022-6-729 基于数字调制技术和先进的呼
15、叫处理技术 采用时分多址技术TDMA 典型系统:GSM、USDC 目前所采用的移动通信系统为第二代 中国移动通信二大运营商均采用GSM GSM原为欧洲移动通信标准,首次实现欧洲范 围的漫游服务 因商业上的成功更名为“全球通”网络知识网络知识移动通信的发展移动通信的发展 第二代通信系统(第二代通信系统(2G2G)2022-6-730 基于第二代移动通信技术,实现数据、图像等通 信技术 采用扩频多址技术SSMA 典型系统:WCDMA、IMT-2000 第三代移动通信是目前正致力发展的通信方式网络知识网络知识移动通信的发展移动通信的发展 第三代通信系统(第三代通信系统(3G3G)2022-6-731
16、什么是CDMA?码分多址技术:是一种数字扩频技术采用1.23MHz的无线载波间隔多个用户可同时占用1.23MHz无线载波同一载波资源内不同的用户通过分配不同的码区分相同的载波能在相邻小区或扇区使用2022-6-732扩频通信 定义:扩频技术就是将信息的频谱展宽后进行传输的技术。 理论基础:在白噪声干扰的条件下,信道容量 C=Bxlog2(1+S/N) B-信道带宽;S-信号平均功率;N-噪声平均功率 结论:在信道容量C不变的情况下,信道带宽B与信噪比S/N完全可以互相交换,可以通过增大传输系统的带宽在较低信噪比的条件下获得比较满意的传输质量。2022-6-733扩频系统的主要特点:隐蔽性和保密
17、性抗干扰和抗多径衰落能力强实现多址技术、增加容量,提高频率复用率占用频带较宽,系统复杂性增加一、基本理论知识二、仪器、仪表的正确使用三、直放站四、规范及流程2022-6-734 传统的蜂窝式网络主要由宏蜂窝小区(macrocell)构成,每小区的覆盖半径大多为1km25km。由于覆盖半径较大,所以基站的发射功率较强,一般在10W以上,天线也做得较高。图(1)是由宏蜂窝组成的移动通信系统示意图。如图所示,每个小区分别设有一个基站,它与处于其服务区内的移动台建立无线通信链路。若干个小区组成一个区群(蜂窝),区群内各个小区的基站可通过电缆、光缆或微波链路与移动交换中心(MSC)相连。移动交换中心通过
18、PCM电路与市话交换局相连接。网络知识网络知识移动通信的发展移动通信的发展 宏蜂窝小区宏蜂窝小区2022-6-735宏蜂窝移动通信系统示意图 网络知识网络知识移动通信的发展移动通信的发展 宏蜂窝小区宏蜂窝小区2022-6-736 在实际的宏蜂窝内,通常存在着两种特殊的微小区域。 一是“盲点”,由于网络漏覆盖或电波在传播过程中遇到障碍物而造成阴影区域等原因,使得该区域的信号强度极弱,通信质量低劣;二是“热点”,由于客观存在商业中心或交通要道等业务繁忙区域,造成空间业务负荷的不均匀分布。以上两“点”问题,往往通过设置直放站、分裂小区等办法来加以解决。但从原理上讲,这两种办法也不能无限制地使用:直放
19、站实质是一个宽带放大器,设置不合理(包括选址及安装等)或设置得过多,都极易造成对周围信号的干扰;小区分裂实质就是采用使宏基站变密的办法(即将覆盖面大的基站分裂成覆盖面较小的基站)来增加系统的容量,但当基站小到一定程度时,由于干扰和基站接入等问题,这种办法将难以再进行。特别是近几年来,随着移动通信的迅速发展和业务需求的剧增,这些方法更是难奏其效,这样便产生了微蜂窝小区(microcell)技术。 网络知识网络知识移动通信的发展移动通信的发展 宏蜂窝小区宏蜂窝小区2022-6-737 微蜂窝小区(microcell)是在宏蜂窝小区的基础上发展起来的一门技术。它的覆盖半径大约为30m300m;发射功
20、率较小,一般在1W以下;基站天线置于相对低的地方,如屋顶下方,高于地面5m10m,传播主要沿着街道的视线进行,信号在楼顶的泄露小。因此,微蜂窝最初被用来加大无线电覆盖,消除宏蜂窝中的“盲点”。同时由于低发射功率的微蜂窝基站允许较小的频率复用距离,每个单元区域的信道数量较多,因此业务密度得到了巨大的增长,且RF干扰很低,将它安置在宏蜂窝的“热点”上,可满足该微小区域质量与容量两方面的要求。 网络知识网络知识移动通信的发展移动通信的发展 微蜂窝小区微蜂窝小区2022-6-738 在实际设计中,微蜂窝作为无线覆盖的补充,一般用于宏蜂窝覆盖不到又有较大话务量的地点,如地下会议室、娱乐室、地铁、隧道等。
21、作为热点应用的场合一般是话务量比较集中的地区,如购物中心、娱乐中心、会议中心、商务楼、停车场等地。而在话务量很高的商业街道等地则可采用多层网形式进行连续覆盖,即分级蜂窝结构:不同尺寸的小区重叠起来,不同发射功率的基站紧密相邻并同时存在,使得整个通信网络呈现出多层次的结构。相邻微蜂窝的切换都回到所在的宏蜂窝上,宏蜂窝的广域大功率覆盖可看成是宏蜂窝上层网络,并作为移动用户在两个微蜂窝区间移动时的“安全网”,而大量的微蜂窝则构成微蜂窝下层网络。 网络知识网络知识移动通信的发展移动通信的发展 微蜂窝小区微蜂窝小区2022-6-739 随着容量需求进一步增长,运营者可按同一规则安装第三或第四层网络,即微
22、微蜂窝小区(picocell)。微微蜂窝实质就是微蜂窝的一种,只是它的覆盖半径更小,一般只有10m30m;基站发射功率更小,大约在几十毫瓦左右;其天线一般装于建筑物内业务集中地点。微微蜂窝也是作为网络覆盖的一种补充形式而存在的,它主要用来解决商业中心、会议中心等室内“热点”的通信问题。 网络知识网络知识移动通信的发展移动通信的发展 微微蜂窝小区微微蜂窝小区2022-6-740 在目前的蜂窝式移动通信系统中,我们主要通过在宏蜂窝下引入微蜂窝和微微蜂窝以提供更多的“内含”蜂窝,形成分级蜂窝结构,从而解决网络内的“盲点”和“热点”,提高网络容量的。因此,一个多层次网络,往往是由一个上层宏蜂窝网络和数
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