移动通信技术(第3版)
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第一部分 移动通信概述

第1章 移动通信概念

本章内容

移动通信的基本概念、特点、工作方式、编号计划

移动通信系统中的信号基本处理过程

移动通信系统提供的业务

本章重点

移动通信的概念、特点

移动通信系统中的信号基本处理过程

本章难点

移动通信系统中的信号基本处理过程

本章学时数   6学时

学习本章的目的和要求

掌握移动通信概念、特点

理解移动通信系统中的信号基本处理过程

1.1 移动通信的基本概念

随着商品经济的发展,人们物质文化水平的提高,社会活动日益频繁,全社会已进入了信息时代,人们迫切要求采用现代化的科学技术实现信息的快速及时传递。人们(whoever)越来越希望能在任何时候(whenever)、任何地点(wherever)都能方便地与任何人(whomever)交换任何信息(whatever),这 5 个任何简称为“5W”,即个人通信。移动通信的发展为它的实现提供了条件和可能。本节主要介绍移动通信的概念、特点、发展、工作方式。

1.1.1 移动通信概念

所谓移动通信,是指通信双方或至少有一方在移动中进行信息交换的通信方式。例如移动体(车辆、船舶、飞机)与固定点之间的通信、活动的人与固定点、人与人及人与移动体之间的通信等。

移动通信使人们更有效地利用时间,这是它快速发展的原因之一。由于各种新技术的应用,移动通信成为现代通信网中一种不可缺少的手段,是用户随时随地快速可靠地进行多种形式信息(语音、数据等)交换的理想方式。

移动通信有多种方式,可以双向工作,如集群移动通信、无绳电话通信和蜂窝移动电话通信,但部分移动通信系统的工作是单向的,如无线寻呼系统。移动通信系统的类型很多,可按不同方法进行分类。按使用对象分为军用、民用移动通信系统;按用途和区域分为陆上、海上、空中移动通信系统;按经营方式分为专用移动通信系统、公用移动通信系统;按信号性质分为模拟制、数字制移动通信系统;按无线频段工作方式分为单工、半双工、双工制移动通信系统;按网络形式分为单区制、多区制、蜂窝制移动通信系统;按多址方式分为FDMA、TDMA、CDMA移动通信系统。

1.1.2 移动通信的特点

移动通信把无线通信技术、有线传输技术、计算机通信技术等有机结合在一起,为用户提供一个较为理想、完善的现代通信网。无线通信主要在基站与移动台间采用;在基站与交换控制中心间可以用有线或无线方式实现信息传输。移动台由用户直接操作,因此,移动台必须体积要小、重量要轻、操作使用要简便安全,另外其成本要低。

移动通信可应用于任何条件下,与传统的固定有线通信相比较有以下几个特点。

1.电波传播条件恶劣,存在严重的多径衰落

陆地上,移动体往来于建筑群或障碍物之中,其接收信号的强度主要由直射波和反射波叠加而成的,多径传播如图1-1所示。

图1-1 电波的多径传播

这些电波虽然都是从一个天线辐射出来的,但由于传播的途径不同,到达接收点时的幅度和相位都不一样,而移动台又在移动,因此,移动台在不同位置时,其接收到的信号合成后的强度是不同的。这将造成移动台在行进途中接收信号的电平起伏不定,最大的可相差30dB 以上。这种由多径传播产生的现象通常称为多径衰落,它严重地影响着通信质量。因为移动通信的一方或双方在运动中,位置经常变动,要保证一定等级的通信质量,要求在进行移动通信系统的设计时,必须具有一定的抗衰落的能力和储备。

2.强干扰条件下工作

通信质量的好坏不仅取决于设备性能,还与外部的噪声及干扰有关。发射功率再高,当噪声和干扰很大时,信号也会被淹没而使系统无法正常工作。

对于移动通信系统来说,其主要噪声来源是人为噪声(如汽车的点火噪声等)。为保证通信质量,除选择抗干扰性强的调制方式(调频或调相)外,移动通信设备还必须有足够的抗人为噪声的能力及储备。

移动通信系统的主要干扰有互调干扰、邻道干扰和同频干扰。

互调干扰主要是由多个信号进入设备中的非线性器件产生大量的组合频率(互调产物)引起的。如接收机的混频部分,当输入回路的选择性不好时,就会使不少干扰信号随有用信号一起进入混频级,当叠加后的干扰信号达到一定幅度时即产生对有用信号的干扰。因此,要求移动通信设备必须具有良好的选择性。

邻道干扰是指相邻或邻近的信道(或频道)之间的干扰。如图1-2所示,用户A占用了K 信道,用户 B 使用(K±1)信道,本来它们之间不应存在干扰问题,但当一个距基站很远(如用户 A),而另一个却很近时(如用户 B),由于信道间隔有限,就会出现基站接收信号中(K±1)信道的强信号干扰 K 信道弱信号的现象,这就是由远近效应引起的邻道干扰。为解决这个问题,在移动通信设备中,使用了自动功率控制电路。当移动台靠近基站时,发射机根据所接收到的基站发来的功率控制信号自动降低功率,而远离基站时功率升高。

图1-2 邻道干扰

同频干扰是指相同载频电台之间的干扰。它是蜂窝状移动通信所特有的,因为蜂窝移动通信系统为了提高频率的利用率,采用同频复用技术,间隔一定距离的不同小区可使用相同的频率,若使用相同频率的小区间隔距离不满足要求即会引起同频干扰。为解决同频干扰问题,要求移动通信系统在组网时,必须予以充分的重视。

有关噪声和干扰的问题,还将在第8章中作进一步介绍。

3.具有多普勒效应

当运动的物体达到一定速度时,固定点接收到的载波频率将随相对运动速度 v 的不同产生不同的频率偏移,通常把这种现象称为多普勒效应。其频移值为 fd=(v/λ)cos θ。其中λ为接收信号载波的波长;θ为电波到达接收点时的入射角。

比如,人造卫星在发射前,其星上发射机的载频 f1是预知的。发射后,地面接收站收到的载波信号频率已不是f1了,而是f1±fd。由于卫星运动的速度(径向速度)在变化,所以 fd也在变化,使到达接收机的电波载频也在变化,因而使用一般的接收机是无法接收卫星信息的,必须使用采用了“锁相技术”的接收机才行。实际上,卫星地面站就是一部大型锁相接收机。它所以能稳定的接收卫星信息,主要是由于“锁相技术”具有频率跟踪和低门限性能,即接收机在捕捉到卫星发来的载频信号之后,当发来的载频信号随速度 v变化时,地面接收机本振信号频率跟着变,这样就可不使信号丢失。另外,还可以利用其窄带性能,把淹没在噪声中的微弱信号提取出来。所以移动通信设备都毫无例外的采用了锁相技术。

4.存在阴影区(盲区)

当移动台进入某些特定区域时,会因电波被吸收或被反射而接收不到信息,这一区域称为盲区。在网络规划、设置基站时必须予以充分的考虑。

5.用户经常移动,与基站无固定联系

由于移动台在通信区域内是随机运动的,而其发射机在不通话时,又处于关闭状态,因此,它与基站间无固定联系,为实现可靠有效的通信,要求移动通信设备必须具有位置登记、越区切换及漫游访问等跟踪交换技术。

1.1.3 移动通信的发展概述

1.移动电话系统的发展

蜂窝移动通信系统从1981年到2015年的演进路线如图1-3所示。

图1-3 蜂窝移动通信系统的演进

移动通信的历史可以追溯到20世纪初。在1895年无线电发明之后,莫尔斯电报就用于船舶通信。1921年美国底特律和密执安警察厅开始使用车载无线电台,其工作频段为2MHz,于 1940年,又增加了 30~40MHz 之间频段,由调幅方式改成调频方式,增加了通信信道。由于专用移动用户的增加,美国联邦通信委员会又分配了 300~500MHz 之间的40MHz带宽,供陆上无线通信使用。

移动通信的发展,在20世纪80年代以前是指公用汽车电话系统。自美国贝尔实验室于1946年在圣路易斯建立了世界上第一个公用汽车电话系统以来,移动通信经历了从单工方式的人工选择空闲信道,到大区制、双工方式自动选择空闲信道,再到蜂窝状大容量小区制的移动电话系统等几个阶段。移动电话通信系统历经 1G、2G、3G。目前正处于 4G 的商用建设阶段,且会在很长时间内与2G、3G共存。

第一代蜂窝移动通信系统(1G)为模拟系统,以美国的 AMPS 和英国的 TACS 为代表,到20世纪80年代,移动通信已达到成熟阶段。当时,第一代移动通信系统解决了当时系统要求容量大与频率资源有限的矛盾,成为公用移动通信网的主体,但该系统设备制式不统一,设备复杂,成本高且各厂家生产的设备不能兼容;体制过于混杂,不易于国际漫游;业务种类单一,只提供语音业务;保密性差,通话易被窃听;安全性差,易被盗号;频率利用率低,容量小,不能满足日益增长的需要。20 世纪 80年代末,人们便着手研究数字蜂窝移动通信系统。

第二代数字蜂窝移动通信系统(2G)采用与模拟系统不同的多址方式、调制技术、语音编码、信道编码、分集接收等数字无线传输技术。系统频谱利用率提高,容量大,还能提供语音、数据等多种业务,并能与 ISDN 等其他网络进行互连。第二代数字蜂窝移动通信系统的主要制式有泛欧标准的GSM,美国的DAMPS和CDMA,日本的PDC等。

第三代为宽带移动通信系统(3G),主要针对 2G 不能提供的中高速数据业务提出的。最受关注的3G标准有:基于GSM的WCDMA;基于IS-95CDMA的cdma2000;中国自主知识产权的 TD-SCDMA。另外,为能使第二代向第三代平滑过渡,在第二代的基础上采用了一些新的技术,我们称之为二代半(2.5G)技术,如在 GSM 基础上开通的通用分组无线业务(GPRS)。

第四代移动通信系统(4G)之前主要指 TD-LTE 和 LTE-FDD,是具有宽带移动和无缝业务的移动通信系统,是多功能集成的宽带移动通信系统,是宽带接入 IP 系统。4G 采用宽带接入和分布网络,具有非对称的超过 2Mbit/s 的数据传输能力,包括宽带无线固定接入、宽带无线局域网、移动宽带系统和互操作的广播网络。4G 在不同的固定和无线平台及跨越不同频带的网络运行中提供无线服务。4G 技术具备的基本特征为:多种业务的完整融合,移动中的高速切换,高度智能化的网络。

移动通信正在向前迈的一步是LTE-Advanced(LTE-A,4G),相比之前的 LTE,LTE-A可以补充下行链路,采用了载波聚合、上下行多天线增强、多点协作传输、中继、异构网干扰协调增强等关键技术,能大大提高无线通信系统的峰值数据速率、峰值谱效率、小区平均谱效率以及小区边界用户性能,同时也能提高整个网络的组网效率,这使得 LTE 和 LTE-A系统成为未来几年内无线通信发展的主流。LTE-A 可以利用所有频谱资源,聚合数据通道,统用于小范围热点、室内和家庭基站(Home NodeB)等场景,基于低频段的系统为高频段系统提供“底衬”,填补高频段系统的覆盖空洞和高速移动用户,进而提升用户体验,实现更快的数据传输速率。

除此之外LTE还有发展前景,比如即将到来的LTE Broadcast(LTE广播)和更为先进的LTE Direct。总之,未来移动通信网络在业务上将走向数据化和分组化,网络将是全IP网络。

2.我国移动电话通信系统的发展

我国蜂窝移动电话网始建于1986年,1989年原邮电部由美国Motorola、瑞典Erisson引进 900MHz 的 TACS 体制的设备,1995年我国公用 900MHz 模拟蜂窝移动电话全国联网投入运行。1994年9月,广州在全国率先建成特区及珠江三角洲数字移动电话网,同年10月试运营,随后各地相继引进设备建立 GSM 数字蜂窝移动电话网。1998年,模拟用户数量开始下降,2001年底模拟网关闭。同期,中国联通启用 CDMA 网络(简称“C 网”),中国移动开通GPRS。

2001年6月22日原信息产业部成立3G技术试验专家组(3GTEG),负责实施3G技术试验。截止2003年年底,已对WCDMA,TD-SCDMA,2GHz cdma20001x完成了第一阶段试验工作,结论是系统基本成熟,终端尚存在一定问题需要改进。2004年进行第二阶段试验。

2008年5月电信企业重组后,中国电信拥有了C网,中国移动和中国联通拥有GSM/GPRS网络(简称“G 网”)。2009年1月,工业和信息化部颁发 3G 牌照,中国移动启用 TD-SCDMA,中国联通发展应用 WCDMA,而中国电信在原 C 网的基础上发展启用 cdma2000标准。

2013年12月,工业和信息化部颁发 4G 牌照,中国移动、中国电信、中国联通均获得4G的TD-LTE运营权。2014年6月,中国电信和中国联通分别获批开展TD-LTE、LTE FDD混合组网试验。

到2001年3月,我国移动用户已跨越1亿户大关,同年7月达1.206亿户,超过美国,成为世界上移动用户最多的国家,我国移动发展1 000万用户用了10年,而从1 000万户到1亿户仅用了4年时间。到2008年年底,移动用户已达6.41亿户;截至2013年9月,移动用户达到 12.07 亿户。显然,中国通信市场的用户饱和度已经很高,运营商拓展新市场的难度越来越大。由此,运营商之间的竞争焦点也已从过去的增量市场转向存量用户的争夺,维稳用户成为了运营商策略选择重要的考量,网络的运营质量显得尤为重要。

1.1.4 移动通信的工作方式

移动通信与固定通信一样,按照通话的状态、频率和使用方法可分为 3 种工作方式:单工、半双工和(全)双工。

1.单工制

单工方式又可分为同频单工和异频单工,适用于用户少、专业性强的移动通信系统。

同频单工指通信的双方使用相同的频率工作,图1-4中当A侧与B侧的发射机、接收机均使用 f1频率时,即为同频单工方式。同频单工操作采用“按——讲”方式,在某一时刻一方在发话时,另一方只能收听,平时双方的接收机均处于守听状态。如果A方需要发话,可按下“按——讲”开关,关掉接收机将开关 K 拨至发射机,使其发射机工作,这时由于 B 方仍处于守听状态,即可实现由 A 到 B 的通话。在这种方式中,同一电台的发射和接收是交替工作的,故收发信机可使用同一副天线,而不需要使用天线共用器。这种方式设备简单、功耗小,但操作不便,如果配合不恰当,会出现通话断续。此外,若在同一地区有多个电台使用相同的频率,相距较近的电台之间将会产生严重的干扰。

图1-4 单工通信方式

异频单工指通信双方使用两个频率工作,图1-4中,当A侧发射机与B侧接收机使用频率f1,而B侧发射机与A侧接收机使用频率f2时,即为异频单工。异频单工操作仍为“按——讲”方式。同一电台的发射机和接收机也是交替工作的,只是收发各用一个频率,其优缺点与同频单工类似。

2.双工制

双工制指通信双方的收发信机均同时工作,即任一方在发话的同时,也能收听到对方的语音,无需“按——讲”,与普通市内电话的使用情况类似,操作方便。双工通信方式如图 1-5所示。

图1-5 双工通信方式

在移动通信系统中采用的准双工方式实际是一种特殊的双工方式。在采用双工方式通信时,不管是否发话,发射机总是工作的,故电能消耗大,这一点对以电池为能源的移动台是不利的。为此,在蜂窝移动通信系统中,移动台的发射机仅在发话时才工作,而移动台接收机总是工作的,通常称这种系统为准双工系统,它可以和双工系统兼容。

3.半双工制

半双工通信指通信双方中有一方(如A方)使用双工方式,即收发信机同时工作,而且使用两个不同的频率;而另一方(如B方)则采用异频单工方式,即收发信机交替工作。如图1-6所示。平时B方处于守听状态,仅在发话时才按下“按——讲”开关,切断收信机使发信机工作。它的优点是设备简单、功耗小,克服通话断续的现象,但操作仍不便。所以半双工制主要用于专用移动通信系统,例如汽车调度等。

图1-6 半双工通信方式

1.2 移动通信系统的组成

移动通信系统一般由移动台(MS)、基站(BS)、移动业务交换中心(MSC)及与市话网(PSTN)相连接的中继线等组成,图1-7给出了组成一个移动通信系统的最基本的结构。

图1-7 移动通信系统的组成

基站与移动台都设有收、发信机和天馈线等设备。每个基站都有一个可靠通信的服务范围,称为无线小区。无线小区的大小,主要由发射功率和基站天线的高度决定,基站天线越高,发射功率越大,则无线覆盖区也越大。移动业务交换中心主要用来处理信息的交换和整个系统的集中控制管理。

大容量移动电话系统可以由多个基站构成一个移动通信网,如图 1-7 所示。由图可以看出,通过BS、MSC就可以实现在整个服务区内任意两个移动用户之间的通信;也可以经过中继线与市话局连接,实现移动用户和市话用户之间的通信,从而构成一个有线、无线相结合的移动通信系统。但是,移动用户间不能直接进行通信,必须通过 BS、MSC转接。

随着网络的发展,各组成部分都以子系统的形式存在,这将在后面各系统中具体介绍。

1.3 移动通信中的编号计划

移动通信系统网路很复杂,它包括交换网络、无线接入网络、传输网络等,还包括各子网功能实体间及各业务网络间的接口。为了将一个呼叫接至某个移动用户,需要正确寻址,因此编号计划非常重要,而且,系统中的编号直接影响到网络的性能、容量。本节主要介绍在各移动通信系统中应用的编号。

1.3.1 GSM与CDMA系统中的编号

GSM与CDMA网络的编号计划基本一致。

1.GSM中的编号

(1)移动用户的ISDN号MSISDN

MSISDN 是指主叫用户为呼叫移动用户所需的拨叫号码,国际移动用户 ISDN 号基本组成为:国家码(CC)+国内目的地码(NDC)+用户号码(SN),而“NDC+SN”构成国内有效ISDN号。其中,国家码(CC),我国为86;国内有效ISDN号码为一个11位数字的等长号码(N1N2N3H0H1H2H3ABCD),由 3 部分组成:①移动业务接入号:(N1N2N3),如13S、15S、17S 和 18S 等,不同的 S 分属不同的运营商。如 13S 中,S=4~9 属于中国移动;S=0~2 属于中国联通;S=3 属于中国电信。②HLR 识别号:H0H1H2H3。③移动用户号:ABCD。其中①和②构成国内目的地码(NDC)。

H0H1H2由全国统一分配,H3各省自行分配。网号不同或 H0不同时,分配也不同。以中国移动的编号为例,当网号为139、H0=0时,分配方式如表1-1所示。

表1-1 139网(H0=0)的H1H2分配表

(2)国际移动用户识别码IMSI

IMSI 为 15 位号码,在国际上用于唯一识别移动用户,结构为:移动国家码(MCC)+移动网号(MNC)+移动用户识别码(MSIN)。其中“MNC+MSIN”构成国内移动用户识别码。

MCC 由国际电联(ITU)统一分配和管理,唯一识别移动用户所属的国家,我国 MCC为460。MNC的值中国移动为00和02、中国联通为01、中国电信为03。

当一个移动用户的MSISDN号码为13SH0H1H2H3ABCD时,对应的IMSI号码结构定义如下(以中国移动编号为例):

当H0等于0时,IMSI为“460 00 H1H2H3S XXXXXX”。其中,S为9、8、7、6或5,与MSISDN号码中的S位相同;H1H2H3与MSISDN号码中的H1H2H3相同;XXXXXX是MSISDN号码中的ABCD经扰码得到,扰码方法由各省自行定义。

当H0不等于0时,IMSI为“460 00 H1H2H3R H0XXXXX”。其中,R为4、3、2、1或0,R与MSISDN号码中的S位有对应关系(当R为4时对应于S为5;当R为3时对应S为6;当R为2时对应S为7;当R为1时对应S为8;当R为0时对应S为9);H0与MSISDN号码中的H0相同;H1H2H3与MSISDN号码中的H1H2H3相同;XXXXXX是MSISDN号码中的ABCD经扰码得到,扰码方法由各省自行定义。

(3)临时移动用户识别码TMSI

为了对 IMSI 保密,IMSI 仅在空中传送一次,便由 VLR 给来访移动用户分配一个唯一的 TMSI 号码替代。TMSI 的分配在每次鉴权后进行,它仅在本地有效,可在呼叫建立和位置更新时使用,当用户离开此 VLR 服务区后释放,VLR 可随时更新。TMSI 为一个 4 字节的BCD编码,由各MSC自行分配。

(4)移动用户漫游号码MSRN

当呼叫一个移动用户时,为使网络再次进行路由选择,根据HLR的要求,由VLR临时分配给移动用户一个 MSRN,该号码在接续完成后即可释放给其他用户使用,它的结构与MSISDN 相同。对于在某一特定区域漫游的移动用户,MSRN 号码在被访 VLR 区域内是唯一有效的。

(5)国际移动设备识别码IMEI

IMEI 用于在国际上唯一地识别一个移动设备,为一个 15 位的十进制数字,其构成为:TAC(6位)+FAC(2位)+SNR(6位)+SP(1位)。

其中,TAC 为型号批准码,由欧洲型号中心分配;FAC 为工厂装配码,由厂家编码,表示生产厂家及装配地;SNR 为序号码,由厂家分配;SP 为备用。IMEI 可在待机状态下按“*#06#”读取,在手机后盖板上也有标注。

购买手机时若读取的 IMEI 码与手机后盖板上的条码标签、外包装上的条码标签一致的话,应为原包装机。

(6)区域和设备识别

① 位置区识别码LAI

位置区识别码由 3 部分组成,组成结构为:MCC(460)+MNC(00)+LAC(X1X2X3X4)。其中,LAC 为位置区号码,用于识别移动网中的一个位置区。LAC 为一个字节16进制的BCD编码,用X1、X2、X3、X4表示。其中X1、X2全国统一分配;X3、X4由各省自行分配(范围为0000~FFFF),全部为零的编码不用。

② 全球小区识别码GCI

GCI用于在全球范围内识别小区,结构为:MCC+MNC+LAC+CI。其中LAC为16 bit;CI为小区识别,是一个2字节(16 bit)的BCD编码,由各MSC确定。

③ 基站识别码BSIC

BSIC 用于识别相邻国家、地区或不同运营商的相邻基站收发信设备 BTS,结构为:NCC(3bit)+BCC(3bit)。其中,NCC 为网络色码,用于识别不同国家(国内区别不同的省、地区)及不同运营商,结构为XY1Y2;BCC为基站色码,由运营部门设定。

④ MSC/VLR号码

这是在 No.7 信令消息中使用的、代表 MSC 的号码,结构与没有用户号码(ABCD)的MSISDN相同,即13SH0H1H2H3

⑤ HLR号码

这是在No.7信令消息中使用的、代表HLR的号码,是用户号为全零的MSISDN号码,即13SH0H1H2H30000。

⑥ HON号码

切换号码(HON)是在局间切换时,为选择路由,由目标 MSC/VLR 临时分配给移动用户使用的,该号码为MSRN的一部分。

2.CDMA中的编号

CDMA 系统中的编号与 GSM 中基本一致,主要的编号有:MDN、MIN/IMSI、ESN/MEID、TLDN、SID/NID、MSCID、LAI、LAC、GCI、CI、SIN等。

(1)移动用户号码薄号码MDN

MDN 即 CDMA 用户的呼叫号码,由“CC+MAC+H0H1H2H3+ABCD”组成,其中“MAC+H0H1H2H3+ABCD”称为国内有效移动号码。

(2)移动用户识别号MIN/IMSI

IMSI由“MCC+MNC+MIN”组成,其中“MNC+MIN”称为国内移动台标识码。

(3)设备电子序列号ESN/MEID

ESN 用于唯一标识一个移动台,一个 ESN 包含 32bit,高 8 位 bit 表示制造商代码;MEID 为全球唯一的移动设备识别号,是3GPP2 为解决 32bitESN 号码资源不足提出的概念,56bit用来取代32bit的ESN号段,由16进制表示的14个数字组成。

(4)临时本地用户号TLDN

TLDN相当于GSM中的TMSI,由“CC+MAC+44+H0H1H2+ABC”组成。由VLR分配用于IMSI的保密。

(5)系统标识SID/NID

SID 系统标识 15bit,每个移动本地网分配一个 SID;NID 网络标识 16bit,仅用于 BSS一侧。在CDMA网络中,MS根据SID和NID判断是否发生了漫游。

(6)MSC标识MSCID

MSCID 用于表示网络中的一套 MSC 设备,由“系统标识(SID)+交换机号码(SWNO)”组成,相当于GSM中的“MSC/VLR号”。

(7)发送者识别码SIN

SIN 由“MCC+MNC+H0H1H2H3+XXXX”组成,如 MSC SIN、HLR SIN、SMC SIN、SCP SIN等。

1.3.2 GPRS中的编号

GPRS 是基于 GSM 的 2.5 代移动通信系统,由于其采用了与 GSM 不同的分组交换和 IP传输技术,GPRS除了与GSM相同的一部分编号(如MSISDN、IMSI、IMEI、TMSI、LAI、CGI等)外,还有一些特有的编号。在此,仅对GPRS中特有的一些编号做简单介绍。

(1)路由寻址区标识RAI

RAI由运营商定义,在BCCH中广播,一个路由寻址区可包括若干个小区,移动终端离开一个 RAI 范围,就会进行一个 RAI 更新过程。RAI 和 LAI 的功能相似,但比 LAI 更精确,若把 RAI 和 LAI看成是某些小区的集合,则 RAI 的覆盖范围是LAI 的一个子集。RAI的结构为:RAI=LAI+RAC,RAC为路由寻址区代码。

(2)分组临时移动用户标识符P-TMSI

P-TMSI分配给每个连接在GPRS网络上的移动台,作用类似于TMSI,结构也相似,都是由 4 个字节组成。P-TMSI 的结构和编码方式可以由运营商或设备制造商根据实际需要来决定。TMSI 和 P-TMSI 依靠它们前两个比特的值来区分:“11”代表 P-TMSI;“00、01、10”代表TMSI。

(3)PDP地址

在高层,一个 GPRS 用户可以用 IMSI 来唯一标识,但在网络层,是通过一个或多个网络层地址来标识用户的,PDP地址即用户网络层地址。PDP地址可临时或永久性地分配给一个用户,可以是IPv4、IPv6地址或X.121地址。

一个 GPRS 用户能同时打开几个网络对话,因此系统定义了 PDP 分组数据协议,它通过移动终端中存储的一组信息及SGSN和GGSN来实现,这组信息使得数据可在分组交换数据网中传输。相应的 PDP 报文具有以下特征:PDP 网络类型(如 IP、X.25);终端 PDP 地址(如 IP 地址),可在对话期间进行动态分配;当前 SGSN 的 IP 地址;网络服务接入点标识符;服务质量。

PDP报文的激活、修改和清除是移动管理的一部分,也即PDP地址激活和失效的过程。

(4)网络层服务接入点标识NSAPI和临时逻辑链路标识TLLI

在一个路由区RA内,可用NSAPI/TLLI标识MS和SGSN之间的逻辑链路,NSAPI主要用于标识链路的两个端点,而TLLI主要用于标识链路本身。

NSAPI 用于标识子网依赖汇聚协议 SNDCP 和上层协议之间进行通信的服务接入点。例如:如果必须从MS传送一个IP数据包到SGSN,该IP数据包被封装好之后,通过NSAPI传送给SNDCP层。在SGSN和GGSN中,NSAPI被用于标识和MS相关的PDP上下文。

TLLI用于定义一个路由区RA内,MS和SGSN之间的一一对应关系。TLLI只对该MS和SGSN有效,对其他网络单元或用户无意义。

(5)隧道标识符TID

隧道技术用于将不同地点的两个相同类型的网络相连,在节点间快速传输数据包,在传输过程中,节点对信息内容不做任何处理。

隧道协议用 TID来标识一个PDP上下文,TID是IMSI和NSAPI的组合,可唯一标识一个PDP上下文,也可以理解为TID用于标识SGSN与GGSM间的隧道链路。

一旦PDP上下文被激活,即把TID转移给GGSN,并用于GGSN和SGSN间的用户数据隧道传输,识别出SGSN和GGSN内MS的PDP上下文,在SGSN间RA内更新时或更新后,也用来将N-PDU从旧的SGSN转移给新的SGSN。

匿名接入时为 AA-TID,由 TLLI 和 NSAPI 两部分组成,结构和 TID 相同,只是用TLLI替代了IMSI,但由于TLLI比IMSI位数少,需用无效数字作填充,但不能与TID发生冲突。

(6)GSN地址与GSN号码

每个GSN(含SGSN和GGSN)都有各自的IP地址,该地址为IPv4或IPv6类型(当地址类型为IPv4时,类型为0,长为4字节;当地址类型为IPv6时,类型为1,长为16字节),用于 GPRS 骨干网相互间的通信,结构为:地址类型(2bit)+地址长度(6bit)+地址(4~6字节)。

GSN和所有PLMN的GPRS骨干节点的IP地址建立专门的地址空间,形成一个专用内网,从公众互联网是不能直接接入的。对 GGSN 和 SGSN,该 IP 地址也可以对应一个或多个DNS类型的逻辑GSN名称。

每个要和 HLR、EIR 等 GSM 设备通信的 GSN,都需要一个支持 NO.7 信令系统的号码,因此,在GPRS中为每个GSN又分配了一个GSN号码,用于与HLR等设备的通信。

3G中的各系统由2G平滑演进,编号计划变化不大,在此不再一一介绍。

1.3.3 SAE/LTE中的编号

SAE/LTE 相对于 2G/3G 演进,主要体现在 IP 化、融合化和扁平化方面,编号计划仍包括MSISDN、IMSI、MSRN、HOT(HON)等号码,由于HSS/HLR与3G网络、2G网络的NO.7 互通时使用外,其他场景均使用 IP 协议,因此与 NO.7 有关的信令点逐渐消失。由于在 HSS 中个别场景仍会有需求(如 HSS 作为 3G 网络 HLR 时),因此编号计划中仍有提及。其他的标识编号如下:

(1)EPC承载标识EBI

EBI用于唯一标识UE接入E-UTRAN的一个EPC承载,由MME负责分配。如果EPC承载和PDP上下文之间进行映射,EPC承载标识符和NSAPI/RAB ID要用相同的值。

(2)隧道端点标识符TEID

在基于GTP通信的两个节点使用GTP隧道时,每个GTP隧道在一个节点的标识同时使用IP地址、UDP端口和TEID。

(3)全球唯一MME标识GUMMEI

GUMMEI由“MCC+MNC+MMEI”组成,共64bit。其中MCC 8bit为460;MNC 16bit与IMSI中的MNC相同;MMEI共24bit,由“MME群组ID(MMEGI)+MME代码(MMEC)”组成。

MMEGI 16bit与LAC共享16bit空间的划分原则,启用L1=0,预留L2=F,由集团公司分配到各省;MMEC 8bit,保证在MMEGI内唯一,由各省自行分配。

(4)全球唯一临时标识GUTI

GUTI 用于在网络中对用户作唯一标识,提供 UE 标识符的保密性,由 MME 分配给UE,减少 IMSI、IMEI 等用户私有参数暴露在网络中传输。GUTI 共 96bit,由“GUMMEI+M-TMSI”组成。在MME中,不同的UE通过M-TMSI标识。

(5)SAE临时移动用户标识S-TMSI

EPC寻呼时使用S-TMSI对IMSI保密,S-TMSI由“MMEC+M-TMSI”组成。

(6)接入点编号APN

APN用于选择P-GW/GGSN,由APN网络标识(APN-NI)和APN运营商标识(APN-OI)组成,其中APN网络标识为必选,APN运营商标识为可选。

APN网络标识包括通用APN和区域APN(专用APN),通用APN是为支持全网接入的外部数据网分配的,不包含用户的归属地区域信息;专用 APN 是为非全网接入的外部数据网分配的,包含用户的归属地区域信息。APN-OI 包括 3 个标签,以中国联通为例,GPRS网的APN标准格式为:网络标识NI.mnc001.mcc460.gprs。

(7)跟踪区标识符TAI

TAI 用于标识跟踪区域,表示用户的位置信息,进行移动性管理,与 2G/3G 中的LAI/RAI基本一致。TAI由“MCC+MNC+TAC”组成。

跟踪区列表TA List由一组TA组成,UE在一个TA List中移动不会触发跟踪区更新过程,一个 TA List最多包含 16个 TAI。网络对用户的寻呼会在 TA List中的所有 TA进行,对于UE所注册的跟踪区,若处于同一个TA List,则由同一个MME为其提供服务,以减少位置更新信令,因此合理的TA List分配方式和设计方法可有效地减少TAU的发生概率,提高资源利用率,TA List 可以在附着、TAU 或 GUTI 重分配过程中,由 MME 分配给UE。

1.4 移动通信中信号的基本处理过程

在数字移动通信系统中,如何把模拟语音信号转换成适合在无线信道中传输的数字信号形式,直接关系到语音的质量、系统的性能,这是一个很关键的过程。本节主要介绍移动通信系统中数字语音信号的处理过程。

1.4.1 GSM系统中的信号处理过程

在GSM系统中,发送部分电路由信源编码(话音编码)、信道编码、交织、加密、信号格式(突发串)形成等功能模块完成基带数字信号的处理过程。数字信号经过调制及上变频、功率放大,由天线将信号发射出去。接收部分电路由高频电路、数字解调等电路组成。数字解调后,进行均衡、去交织、解密、语音解码,最后将信号还原为模拟形式,完成信号的传输过程。图1-8是GSM移动台工作原理框图。

图1-8 GSM移动台工作原理框图

1.发射信号处理

基站和 MS 中的信号处理过程一样,只是信号来源不同,基站交换机和市话网互联的信号为8bit A率量化的PCM信号(抽样速率为8kHz),转换为13bit的均匀量化信号;一种是移动台由话筒输入的模拟语音,进行 13bit 均匀量化后的信号。以 MS 为例:话筒接收下来的信号,需先进行模/数转换,根据抽样定理转换成速率为 8kHz 的 13bit 的均匀量化数字信号,再按20ms分段,每20ms段160个采样。分段后按有声段和无声段对信号进行分开处理。

(1)语音编码

信源编码将模拟语音信号变成数字信号,并由语音编码对数字化语音进行码型及码速变换,以便在信道中传输。不同的数字移动通信系统采用不同的语音编码方式,如 GSM 采用规则脉冲激励长期线性预测(RPE-LTP)编码方式,而 IS-95CDMA 采用 Qualcomm 码激励线性预测QCELP编码方式。语音编码器有三种编码类型:波形编码、参量编码和混合编码。

波形编码的基本原理是在时间轴上对模拟信号按一定的速率抽样,然后将幅度样本分层量化,用代码表示。解码过程是将收到的数字序列经过解码和滤波恢复成模拟信号。波形编码对比特速率较高的编码信号,能够提供相当好的语音质量。对于低速率语音编码信号(比特速率低于 16kbit/s),语音质量明显下降。目前使用较多的脉冲编码调制(PCM)和增量调制(∆M),及他们的各种改进型都属于波形编码技术。

参量编码又称为声源编码,它是将信号在频域提取的特征参量变换成数字代码进行传输。解码为其反过程,将接收到的数字序列经变换恢复特征参量,再根据特征参量重建语音信号。也就是说,声源编码是以发音机制模型为基础,用一套模拟声带频谱特性的滤波器参数和若干声源参数来描述发音机制模型。在发端对模拟信号中提取的各个特征参量进行量化编码,在接收端根据接收到的滤波器参数和声源参数来恢复语音,它是根据特征参数重建语音信号的,所以称它为参量编码。这种编码技术可实现低速率语音编码,比特速率可压缩到2~4.8kbit/s,甚至更低,但是语音质量只能达到中等。

混合编码是波形编码和参量编码结合起来。混合编码的数字语音信号中既包含若干语音特征参量,又包括部分波形编码信息。例如 GSM 中使用的 RPE-LTP 就是一种混合编码。图1-9所示为波形编码、参量编码(声码器)和混合编码语音质量与语音编码速率的关系。

图1-9 语音质量与比特速率的关系

经过语音编码后的信号送入信道编码部分进行前向纠错处理。

(2)信道编码

在移动通信的语音业务中,信道编码主要是为了纠错。因为检错只能在收端检出错误时才让发端重发,这在传输数据的时候是可以的,而在传送语音中是不可能中断后重发的。因此在数字语音传输中,信道编码也称为前向纠错 FEC。在无线信道上,误码有两种类型,一种是随机性误码,它是单个码元错误,并且随机发生,主要由噪声引起;另一种是突发性误码,连续数个码元发生差错,亦称群误码,主要是由于衰落或阴影造成的。信道编码主要用于纠正传输过程中产生的随机差错。

信道编码是在数据发送前,在信息码元中增加一些冗余码元(也称为监督码元或检验码元),供接收端纠正或检出信息在信道中传输时由于干扰、噪声或衰落所造成的误码。增加监督码元的过程称为信道编码。增加监督码元,也就是说除了传送信息码外,还要传送监督码元,所以为提高传输的可靠性而付出的代价是提高传输速率,增加频带占用带宽。信道编码主要有两种,即分组码和卷积码。码元分组是信道编码的基本格式。

卷积码是一种特殊的分组码,它的监督码元不仅与本组的信息有关,而且还与若干组的信息码元有关。这种码的纠错能力强,不仅可以纠正随机差错,而且可以纠正一定的突发差错。例如GSM系统采用一种(2,1)卷积码,其码率为1/2,监督位只有一位,比较简单。约束长度为2(分组)的编解码器,可在4bit范围内纠正一个差错,电路如图1-10所示。

图1-10 GSM中的信道编码与解码电路

(3)交织编码

交织编码的目的是在解码比特流中降低传输突发差错,信道编码纠正无线信道中的随机差错较好,但多数情况下无法纠正其中的突发差错。为此用交织编码的方法把信道编码输出的编码信息编成交错码,使突发差错比特分散,再利用信道编码使差错得到纠正。

假定有一些4bit组成的消息分组,交织时把4个连续分组中的第一个比特取出来,并让这4个第1比特组成一个新的4bit分组,称作一帧。4个消息分组中的2~4bit,也做相同处理。然后依次传送第1比特组成的帧,第2比特组成的帧……如图1-11所示。

图1-11 交织编码示意图

语音编码后,比特流传输前进行交织,到接收端再去交织恢复到原先的次序,这样序列中的差错,就趋向于随机地分散到比特流中。

交织的方法:把编码器输出的信息比特横向写入交织矩阵,然后纵向读出,即可获取比特次序改变的数据流,因而交织有延时,如图 1-12 所示。每帧的比特数 m 称为交织度,b为突发差错长度,若m>b,就可将b个突发差错分散到每一分组码中。

信道编码后的信息经交织编码形成分段比特流,经加密等后续处理,按系统规定形成相应的突发脉冲串信息格式。随后送入射频信号处理部分进行射频信号发射前的处理。

图1-12 GSM中20ms编码语音交织

如果交织后的信息出现在同一个数据块中,那么由于衰落造成突发脉冲串的损失就较严重,若同一数据块中填入不同语音帧的信息,可降低收端出现连续差错比特的可能性,即通过二次交织可降低由于突发干扰引起的损失。在 GSM 系统中语音信息就进行了二次交织,这在第3章的GSM部分再作详细介绍。

(4)数字信号调制

数字调制就是利用数字信号对射频载波的振幅、相位、频率或其组合进行调制。但是由于信号不是连续的,所以形成了振幅键控ASK、移相键控PSK和移频键控FSK等基本调制方式。随着技术的发展,还形成了如QPSK、QAM等调制方式。

在数字移动通信系统中,数字调制是关键技术之一。为了能满足带宽内传送较高的速率,适应信道传输,在解调时能用较低的信噪比条件达到所要求的误码率,对数字调制有以下几点要求:调制的频谱效率高,每带宽能传送的比特率高,即 bit/s/Hz 比率要大;调制的频谱应有小的旁瓣,以避免对邻道产生干扰;能适应瑞利衰落信道,抗衰落的性能好,即在瑞利衰落的传输环境中,解调所需的信噪比较低;调制解调电路易于实现。

不同的移动通信系统采用不同的调制技术,如 GSM 系统采用 GMSK 调制,而 IS-95 CDMA中采用了QPSK方式。

(5)变频

调制后的信号即进入射频电路进行信号处理,首先上变频到发射频率。而在接收端,接收下来的高频信号也必须下变频(混频)到中频才能实现解调。

在发射端,信号处理中通过混频器将有用的发射信号与本振信号进行混频,产生差频和和频,再通过滤波器保留所需的包含有用信号的差频信号,如图1-13所示。

图1-13 上变频示意图

上变频后的信号由功放将信号放大到所需功率,并由天线将信号向空中发射出去。在基站中,功率放大后的信号会经合路器合路,再通过双工器将信号送至天线。

2.接收信号处理

(1)接收射频信号处理

自天线接收下来的微弱信号先经高频放大后,在混频电路中下变频为中频信号,中频放大后用与发送端调制方式相同的方法解调,将模拟信号恢复成数字基带信号,再送入数字信号处理部分进行与发送端相反的接收数字信号处理,包括均衡、解密、去交织、信道解码、语音解码和数/模转换等。

(2)均衡

移动通信的电波传播特点是存在严重的多径衰落。来自不同路径的电波,各自振幅随机分布,各相位也是在 0~2π内随机均匀分布的,它们总和的包络也是一个随机量,对于数字移动通信,可造成传输信号中的码间干扰,码间干扰如图1-14所示。

图1-14 码间干扰示意图

两条路径的信号,若相对时延为τ,则当τ≥Tb/2时,会在最后码元周期中发生重叠,假设两个信号的强度相差不多,则接收端将会发生误判而出错,这就是码间干扰。也就是说,信号在时间上有了扩散,因而相邻码元间会产生相互干扰。由于多径延时τ并不是一个常数,它是一个随地点变化的随机量,大体服从指数分布规律,它和码速率有关,因τ≥Tb/2就会产生误码,如果能求出τ≥Tb/2的概率,就可得到误码率。由图1-15可看出当传输速率增加时,误码率迅速增加。当τ/Tb=0.3 时(τ为平均时延),即产生严重误码,误码率已达到 10-1。当多径延时平均值τ=3µs,则 fb<100kbit/s,说明码速率应小于100kbit/s。利用均衡器产生的信道模型可以解决在传输中可能出现的差错,GSM 系统中采用了Viterbi均衡。

图1-15 多径时延引起的误码率

均衡器工作原理可用图 1-16 表示。由图可知,当输入为 001 时,经过信道传输,输出为010;当输入为111,经过信道传输后,输出为001,…反之,若得到的输出信号为010,对应于建立的信道模型,可知正确的输入编码应为001……

图1-16 均衡器工作原理

1.4.2 CDMA系统中信号处理过程

由于与 GSM 采用不同的多址技术、不同的空中接口,CDMA 系统在信号处理过程中有些不同的需求。IS-95 CDMA 系统中,前向业务信道在完成与 GSM 系统相同的模数变换、分段后,按图1-17所示完成语音信号处理,再通过合路器、双工器送往天线发射。

图1-17 IS-95 CDMA前向业务信道信号处理过程

1.4.3 各移动通信系统模型比较

移动通信制式繁多,采用的新技术也是层出不穷;但是,不管它怎么变,基本的通信模型是基本不变的,各移动制式通信模型对比如图1-18所示。

图1-18 各移动制式通信模型对比

通信模型中的各部分基本功能简单总结如下:(1)信源编码:把要传递的信息(语音、图象)变成数字信号,该功能在终端和业务提供商(ISP)处实现;(2)信道编码:提高信号的抗干扰能力,通过一些算法在信源数据里增加一些冗余码、校验码;(3)加扰:在同频组网的情况下,需要采用扰码来区分小区;(4)调制:把基频(基带)信号送到射频信道的技术,是无线接口宽带化的首选技术;(5)发射和接收:在天线上收发射频信号。

1.5 移动通信系统的业务

移动通信系统可提供的业务,从信息类型分包括语音业务和数据业务,从业务的提供方式可分为基本业务、补充业务和增值业务,不同的运营商所提供的业务分类会有所区别。

1.5.1 基本业务

移动通信的基本业务包括:电话业务、短消息业务、传真和数据通信业务等。

1.电话业务

电话业务是移动通信系统提供的最基本的业务,可提供移动用户与固定网用户或移动用户间的实时双向通话。

2.紧急呼叫业务

在紧急情况下,移动用户可拨打紧急服务中心的号码获得服务。紧急呼叫业务优先于其他业务,在移动用户没有插入SIM卡时也可使用。

3.短消息业务

短消息业务就是用户可以在移动电话上直接发送和接收文字或数字消息,因其传送的文字信息短而称为短消息业务。短消息业务包括移动台间点对点的短消息业务,以及小区广播式短消息业务。

点对点的短消息业务由短消息中心完成存储和前转功能。点对点短消息业务的收发在呼叫状态或待机状态下进行,系统中由控制信道传送短消息业务,其消息量有限制。短消息中心是与移动通信系统相分离的独立实体,可服务于移动用户,也可服务于具备接收短消息业务的固定网用户。

小区广播式短消息业务是移动通信网络以有规则的间隔向移动台广播具有通用意义的短消息,如天气预报等。移动台只有在待机状态下才可接收显示广播消息。

4.语音信箱业务

语音信箱业务是有线电话服务中派生出来的一项业务。语音信箱是存储声音信息的设备,按声音信息归属于某用户来存储声音信息的,用户可根据自己的需要随时提取。在其他用户呼叫移动用户而不能接通时,可将声音信息存入此用户的语音信箱,或直接拨打该用户的语音信箱留言。语音信箱业务有 3 种操作,分别是用户留言、用户以自己的移动电话提取留言、用户以其他电话提取留言。

5.传真和数据通信业务

移动传真与数据通信服务可使用户在户外或外出途中收发传真、阅读电子邮件、访问INTERNET、登录远程服务器等。用户可以在移动电话上连接一个计算机的 PCM-CIA 插卡,然后将此插卡插入个人计算机,这样就可以发送和接收传真、数据了。

1.5.2 补充业务

补充业务是对基本业务的改进和补充,它不能单独向用户提供,而必须与基本业务一起提供,同一补充业务可应用到若干个基本业务中。用户在使用补充业务前,应在归属局申请使用手续,在获得某项补充业务的使用权后才能使用。系统按用户的选择提供补充业务,用户可随时通过移动电话通知系统为自己提供或删除某项具体的补充业务。用户在移动电话上对补充业务的操作有:激活(从现在开始本移动电话使用某项补充业务)、删除(从现在开始本移动电话暂不使用原已激活的某项补充业务)、查询。

1.号码识别类补充业务

(1)主叫号码识别显示:向被叫方提供主叫方的ISDN号码。

(2)主叫号码识别限制:限制将主叫方的ISDN号码提供给被叫。

(3)被连号码识别显示:将被连方的ISDN号码提供给主叫方。

(4)被连号码识别限制:限制将被连方的ISDN号码提供给主叫方。

2.呼叫提供类补充业务

(1)无条件呼叫转移:被服务的用户可使网络将呼叫他的所有入局呼叫连接到另一号码。

(2)遇忙呼叫转移:当遇到被叫移动用户忙时,将入局呼叫接到另一个号码。

(3)无应答呼叫转移:当遇到被叫移动用户无应答时将入局呼叫接到另一号码。

(4)不可及呼叫转移:当移动用户未登记、没有SIM卡、无线链路阻塞或移动用户离开无线覆盖区域无法找到时,网络可将入局呼叫接到另一号码。

3.呼叫限制类补充业务

(1)闭锁所有出呼叫:不允许有呼出。

(2)闭锁所有国际出呼叫:阻止移动用户进行所有出局国际呼叫,仅可与当地的 PLMN或PSTN建立出局呼叫,不管此PLMN是否为归属的PLMN。

(3)闭锁除归属 PLMN 国家外所有国际出呼叫:仅可与当地的 PLMN 或 PSTN 用户,及归属PLMN国家的PLMN或PSTN用户建立出局呼叫。

(4)闭锁所有入呼叫:该用户无法接收任何入局呼叫。

(5)当漫游出归属 PLMN 国家后,闭锁入呼叫:当用户漫游出归属 PLMN 国家后,闭锁所有入局呼叫。

4.呼叫完成类补充业务

(1)呼叫等待:可以通知处于忙状态的被叫移动用户有来话时呼叫等待,然后由被叫选择接受还是拒绝这一等待中的呼叫。

(2)呼叫保持:允许移动用户在现有呼叫连接上暂时中断通话,让对方听录音通知,而在随后需要时重新恢复通话。

(3)至忙用户的呼叫完成:主叫移动用户遇被叫用户忙时,可在被叫空闲时获得通知,如主叫用户接受回叫,网络可自动向被叫发起呼叫。

5.多方通信类补充业务

多方通话:允许一个用户和多个用户同时通话,并且这些用户间也能相互通话,也可以根据需要,暂时将与其他方的通话置于保持状态而只与某一方单独通话,任何一方可以独立退出多方通话。

6.集团类补充业务

移动虚拟网VPN:一些用户构成用户群,群内用户相互通信可采用短号码,用另一种方式计费;与群外用户通信,则按常规方式拨号和计费。

7.计费类补充业务

计费通知:该业务可以将呼叫的计费信息实时地通知应付费的移动用户。

1.5.3 增值业务

增值业务就是建立在移动通信网络基础上的,除了基本语音以外的业务。常见的移动增值业务有:手机银行、手机证券、手机邮箱、彩信、随e行、WAP、娱音在线等。

手机银行:是货币电子化与移动通信业务的的结合,客户可以随时随地通过操作手机实现客户账户情况的查询、同银行内帐户间的转账。

手机证券:利用手机发送和接收短信息功能来完成股票交易,股市行情查询,证券资讯点播,到价提示等服务。

手机邮箱:手机邮箱除提供普通电子邮箱的主要功能外,还支持多种终端尤其是移动终端的访问,并可支持多种移动数据业务,如发送短信、彩信等。

彩信:通过移动数据网络传送包括文字、图像、声音、数据等各种多媒体格式的信息。

随e行:基于笔记本电脑和PDA终端,通过 GPRS,WLAN方式无线接入互联网/集团客户网,获取信息、娱乐或移动办公业务的业务产品总称。

WAP:通过手机随时随地访问互联网络资源的业务。

娱音在线:是利用移动电话的随身性,为客户提供虚拟性的语音聊天方式,用以满足客户之间的沟通,交流,需要。

随着移动通信系统的发展演进,增值业务的类型愈来愈多,用户将会继续快速增长。

小结

1.移动通信系统中,由于用户能在移动中进行通信,具有与有线通信不同的特点,需要有一定的措施以解决所存在的问题。

2.移动通信系统中的编号计划直接影响到系统的性能和容量,因此非常重要。GSM 和CDMA 系统中使用的编号基本相同。GPRS 中由于采用分组交换和 IP 传输技术而采用了新的编号,SAE/LTE也做了适应IP协议的编号的调整。

3.移动通信系统中数字语音信号处理时,发射端要经过 A/D 转换、语音编码、信道编码、交织编码、加密、信号格式形成、调制、上变频、功率放大;在接收端,天线接收到的信号,必须经过低噪声放大、混频、解调、均衡、解密、去交织、信道解码、语音解码、D/A 转换才能恢复出原始的语音信号。而在 CDMA 系统发射端还需实现用户地址调制(扰码)、信道地址调制、基站地址调制(扩频)等处理过程。

4.移动通信系统可提供的业务包括基本业务、补充业务和增值业务三大类。

思考与练习

1-1 什么是移动通信?能否说移动通信就是“无线电通信”?为什么?

1-2 移动通信有哪些特点?存在的问题分别用哪些方法解决?

1-3 移动通信常用的工作方式有哪些?公用蜂窝移动电话系统中使用哪种?

1-4 GSM系统中常用的编号有哪些?SAE/LTE中的编号又有哪些?

1-5 移动通信系统在语音信号传输中需要对信号做哪些过程的处理?