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[资料] 2G/3G/4G系统架构与关键技术

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发表于 2022-1-10 11:28:23 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 广东省深圳市
目录
01 2G系统概述
02 3G系统概述
03 LTE系统概述及网络架构
04 LTE信道及协议栈分析
05 LTE状态管理与业务流程
06 LTE关键技术
07 TDD/FDD制式差异性分析

1、2G系统概述
什么是GSM
GSM (Global System for Mobile Communication ) 全球移动通信系统 GSM分GSM900、DCS1800和PCN1900三个频段 GSM900/1800分别工作在890~960mhz/1710~1880mhz频段。

GSM概述与发展简史
1988年,十八个欧洲国家达成GSM谅解备忘录(MOU).
1989年,GSM标准生效.
1991年,GSM系统正式在欧洲问世,网路开通运行,移动通信跨入第 二代.
1992年,系统命名为:Global System for Mobile Communications
1993年,中国建立GSM试验网
1994年,全世界范围运行
1995年,DCS1800商业运行
1996年,引入微蜂窝的技术,GSM900/1800双网运行
1997年已有109个国家239个运营者运营着超过4400万用户的 GSM网络

GSM频段分配
• GSM900
– 上行频率: 890-915MHZ (MS发射,BTS接收)
– 下行频率: 935-960MHZ (BTS发射,MS接收)
– 共分为124对双工载频,载频间隔为200KHZ。
– 每载频共分8个时隙,即为8个信道。
– 总信道数为124×8=992个信道。
– 中国移动频点(1-94),中国联通频点(96-124)。
– 该频段适合用于实现信号覆盖。
• DCS1800
– 上行: 1710-1785 MHz
– 下行: 1805-1880 MHz
– 共分为374对双工载频,载频间隔为200KHZ。
– 总信道数为374×8=2992个信道。
– 1800频段的信号带宽资源充足,多用于吸收室内的话务。
– 中国移动频点512-636,中国联通频点638-736。

GSM网络总体拓扑
1.jpg
OSS:操作支持子系统
BSS:基站子系统
NSS:网络子系统
NMC:网络管理中心
DPPS:数据后处理系统
SEMC:安全性管理中心
OMC:操作维护中心
PCS:用户识别卡个人化中心
MSC:移动业务交换中心
VLR:来访用户位置寄存器
HLR:归属用户位置寄存器
AUC:鉴权中心
EIR:移动设备识别寄存器
BSC:基站控制器
BTS:基站收发信台
PDN:公用数据网
PSTN:公用电话网
ISDN:综合业务数字网
MS:移动台

3、3G系统概述
3G是第三代移动通信技术(3rd-generation),是指支持高 速数据传输的蜂窝移动通讯技术;3G将无线通信与国际互 联网等多媒体通信全面结合,以此形成一种全新的移动通信 系统。与现有的第二代移动通信系统相比,其主要特点可以概括为:
• 全球普及和全球无缝漫游
• 具有支持多媒体业务的能力,特别是支持Internet的能 力
• 便于过渡和演进
• 高频谱利用率
• 能够传送高达2Mbit/s的高质量图象

3G发展过程
2.jpg

3G的三大主流标准比较
类型WCDMACDMA2000TD-SCDMA
最小带宽需求5MHz3×1.25MHz1.6MHz
扩频技术类型单载波宽带直接序列扩频CDMA多载波和直接扩频两种CDMA时分同步CDMA
双工方式FDD/TDDFDDTDD
信道间隔5MHz1.25/5MHz1.6MHz
码片速率3.84Mcps1.2288/3.6864Mcps1.28Mcps
帧长10ms20ms10ms
基站间同步异步(不需GPS)同步(需GPS)同步(主从同步)
调制方式(前向/反向)QPSK/BPSKQPSK/BPSKQPSK/8PSK
扩频因子4-512(3.84Mcps)4-256(3.6864Mcps)1-16(1.28Mcps)
反向信道结构导频/TPC/业务信道/信令/分组业务码时分复用导频/控制信道/基本信道/补充信道码复用导频/TPC/业务信道/信令/分组业务码时分复用


WCDMA的网络架构
3.jpg
WCDMA由核心网(CN)、UMTS陆地无线接入网(UTRAN)、用户设备(UE)三大部分组成

WCDMA关键网元
4.jpg
核心网CN分为电路交换域(CS)和分组交换域(PS)
GMSC:移动交换中心网管,读取MIB系统消息
SGSN:服务GPRS节点,负责转发移动台与外部网络之间的数据包
GGSN:网关GPRS节点,与Internet相连,提供数据交换业务

3、LTE系统概述及网络架构
LTE频段划分:
5.jpg
LTE网络架构:
6.jpg

LTE网元功能:
●eNodeB(Mobility Management Entity,移动管理实体) 无线资源管理,IP头压缩和用户数据流加密, UE附着时的MME选择,用户面数据向S-GW的路由,寻呼消息和 广播信息的调度和发送,移动性测量和测量报告的配置。
●MME(Mobility Management Entity,移动管理实体) MME为控制面功能实体,临时存储用户数据的服务器,负责管理和存储UE相关信息,比如UE用户标识、移 动性管理状态、用户安全参数,为用户分配临时标识。当UE驻扎在该跟踪区域或者该网络时负责对该用户进 行鉴权,处理MME和UE之间的所有非接入层消息。
• SGW(Serving Gateway,服务网关) SGW为用户面实体,负责用户面数据路由处理,终结处于空闲状态的UE(用户终端设备)的下行数据,管理 和存储UE的承载信息,比如IP承载业务参数和网络内部路由信息。
• PGW(PDN Gateway,分组数据网网关) PGW负责UE接入PDN的网关,分配用户IP地址,同时是3GPP和非3GPP接入系统的移动性锚点。用户在同一 时刻能够接入多个PDN GW。 • HSS(Home Subscriber Server,归属用户服务器) HSS存储并管理用户签约数据,包括用户鉴权信息、位置信息及路由信息。
• PCRF(Policy and Charging Rule Functionality,策略和计费规则功能实体) PCRF功能实体主要根据业务信息和用户签约信息以及运营商的配置信息产生控制用户数据传递的QoS (Quality of Service,服务质量)规则以及计费规则。该功能实体也可以控制接入网中承载的建立和释放。 EPC架构中各功能实体间的接口协议均采用基于IP的协议,部分接口协议是由2G/3G分组域标准演进而来,部 分是新增协议,如MME与HSS间S6a接口的Diameter协议等。详细介绍可以参考接口与协议部分。

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2022-1-10 11:26 上传
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