1. 移動通信的基本特點
移動通信是無線的:通信的信道是空間中電磁波。
移動通信是移動的:用戶位置是在變化的,因此要求動態尋址。
2. 模擬通信系統與數字通信系統
模擬通信系統:是指在信道上把模擬信號從信源傳送到信宿的一種通信方式。
數字通信系統:數字通信是指在信道上把數字信號從信源傳送到信宿的一種通信方式。
3. 移動通信中三大損耗
路徑損耗:也稱衰耗,指無線電磁波在傳輸過程中由於傳輸介質的因素而造成的損耗。
慢衰落損耗:也稱慢衰,指在電磁波在傳輸路徑上遇到障礙物產生陰影效應造成的損耗。
快衰落損耗:也稱快衰,主要是反映小范圍移動的接收電平均值的起伏變化趨勢。它的起伏速率比慢衰快,因此稱為快衰。
4. 快衰的分類
時間選擇性衰落:不同的時間衰落特性特性不同的現象,頻域的多普勒頻移會在相應的時域引起相應的時間選擇性衰落。
空間選擇性衰落:不同的空間區域衰落特性不同的現象,在無線通信系統中天線的點波束產生了擴散而引起的空間性衰落。
頻率選擇性衰落:不同的頻率衰落特性不同的現象,引發頻率選擇性衰落的原因多是時延擴展。
5. 移動通信中的四大效應
陰影效應:電磁波在傳播過程中受到大型障礙物導致傳播受阻。
遠近效應:信號的強度與距基站的距離有直接關系;
多徑效應:接收到的信號傳播方式包括:直射,反射,折射,繞射,散射等等;
多普勒效應:移動台的速度太快,引起相應的頻率擴散的效應(多普勒頻移)
6. 多址技術
FDMA:頻分多址,是用戶占用不同的頻率來實現用戶在頻域上的正交,接收端也是用不同載頻的貸通濾波來提取用戶的信號,用戶的信道之間設有保護頻隙以防止不同信道之間的混疊。
TDMA:時分多址,先將信道的時間軸划分成不同的幀,再將幀划分成多個時隙,不同的用戶占用不同的時隙或者子幀來實現用戶在時間域上正交的一種手段。
CDMA:碼分多址,碼域資源的划分不是普通單一維度上的划分,而是二維的時域和頻域上的聯合划分;
SDMA:空分多址,利用天線的方向性來實現,讓天線發出來的電磁波朝着用戶來波的方向傳播。
OFDMA:正交頻分多址,將信源編碼的高速數據流通過串並轉換為並行傳輸的低速信號數據流,每路數據流采用獨立子載波調制后疊加,然后在射頻天線處發射。
7. 信源編碼與信道編碼
信源編碼:為了盡量減少沒有經過處理的信源的相關性,增加信源的平均信息量。
信道編碼:在信號傳輸的過程中,為了盡量避免失真,信號不連貫等現象,在信道中對信號進行操作。
8. 分集與均衡
分集的“分”意為分別傳輸,“集”意為集中處理。
分集技術
宏分集技術:對多個基站或接入點的信號進行選擇和合並,主要用於對抗大型障礙物等造成信號慢衰。
微分集技術:不會涉及很多基站,一般會涉及多個天線,主要解決快衰落的問題。
分集合並技術
選擇性合並,最大比值合並,等增益合並。
均衡——減少符號間的干擾
均衡技術是一種改造信道的傳遞特性的手段,讓信道的傳遞函數滿足無失真的條件。廣義上的均衡可以分為時域均衡和頻域均衡。
9. 無線資源的分類和管理
無線資源包括:頻率資源、時間資源、碼域資源、空間資源、功率資源。
管理方式:
接納控制:系統對用戶終端接入的管理,系統接入與否,取決於系統是否有足夠的資源滿足用戶的服務質量請求。
分組調度:通過無線網絡
控制器,基於調度算法,對無線資源的分配進行調度,主要關注的是在系統吞吐量最大化和滿足用戶質量要求前提下的公平性做一個平衡。
功率控制:調大/調下功率,在上行鏈路中,通過功率控制實現在基站接收端每個用戶的信號功率都一樣大;在下行鏈路中,通過功率控制實現在用戶側每個用戶接收到的基站信號功率一樣大。
移動性管理:基於信號的強弱,將移動設備接入到信號更加好的基站上。
位置管理:網絡隨時可以獲取移動設備的位置以及狀態等信息。
負載均衡:為了平衡網絡分配不均衡的情況,實現移動資源的有效利用,負載均衡技術將無線資源進行均衡的調配。
10. 4G組網結構
4G的組網結構為全路由IP的扁平化結構。全路由IP說明了LTE網絡的核心網只有PS域沒有CS域,扁平化說明LTE網絡架構簡單,調制方式LTE舍棄了宏分集,取消了RNC(無線網絡控制器)的節點。它把UMTS中核心網CN、無線網絡控制器RNC和基站(NodeB)的架構精簡為核心網+基站(eNodeB)的模式,把RNC的大部分功能都下放到基站。
S1接口:S1接口是EPC和E-UTRAN之間的接口,核心網一側的接入點是移動性管理實體或服務網關,E-UTRAN之間的一側接入點是eNodeB。一個移動性管理實體或者服務網關可以和多個S1接口相連,同時一個eNodeB也可以和多個S1接口相連。S1的功能是:UE上下文管理、E-RAB管理、GTP-U隧道管理、S1信令連接管理、系統內切換、系統間切換、尋呼功能、漫游與區域限制功能、NAS節點選擇功能、網絡共享、數據機密性與完整性管理、核心網數據信令轉移、用戶設備跟蹤、位置報告功能、接入網信息管理功能。
X2接口:X2接口實現了eNB之間的互通,包括信令的互通和分組數據單元的前轉。主要功能包括:激活狀態下的移動性管理、源基站到目標基站的上文轉發、用戶面的傳輸負載控制、切換取消、源基站中上下文的釋放、負載管理、小區間干擾協調、錯誤處理功能、基站間應用級的數據交互、跟蹤功能。
EPC:EPC就是LTE的核心網,相當於大腦 。EPC僅有分組域,取消電路域;支持2G/3G/LTE/WLAN多接入;承載分離,網絡結構扁平化;基於全IP結構。EPC結構包括MME(移動性管理實體)、S-GW(服務網關)、P-GW(PDN網關)。
eNB:又叫Evolved Node B,即演進型Node B,簡稱eNB,是LTE中基站的名稱,由於4G的組網結構中去掉了RNC,因此部分的RNC功能轉到了eNB上。主要功能分為兩類:一是控制面的主要功能;二是業務面的主要功能。