2013年一级建造师通信讲义3-学天教育分享

IL411042 掌握CDMA 和GSM 网络特点

一、GSM 移动通信系统

（一）工作频段及频道间隔

GSM 采用900MHz 和1800MHz 两个频段。

900MHz 频段，上行频段890～915MHz，下行频段935～960MHz。

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双工间隔45MHz，工作带宽25MHz。

1800MHz 频段，上行频段1710～1785MHz，下行频段1805～

1880MHz。双工间隔95MHz，工作带宽75MHz。

相邻两个频道间隔200kHz。每个频道采用时分多址接入（TDMA）

方式，分为8 个时隙，即8 个信道。每个用户使用一个频道中的一

个时隙传送信息。

（二）频率复用

在移动通信系统中，频段是有限的。移动通信系统中为提高频

谱利用率，在相隔一定距离（地理区域）后重新使用相同的频率组，

这种同频复用且进行频率分组可以提高频率利用率。因此，合理利

用频率资源既可以提高用户数量，又可以避免相邻小区间的干扰。

频率复用：在不同间隔区域内使用一组频率覆盖，由于小区内

基地台服务区域缩小，所以在整个服务区中，同一组频道可以多次

重复使用，因而大大提高了频率利用率。

在实际应用中常采用4/12 频率复用分组方式，4/12 分组方式

即把频率分成12 组，并轮流分配到4 个站点，即每个站点可用到3

个频率组。

采用3/9 复用方式时，即把有限的频率分成9 组，并轮流分配

到3 个站点，每个站点可用到3 个频率组，中国联通就是采用这种

分组方式。

（三）GSM 采用的多址技术

GSM 通信系统采用多址技术主要有频分多址（FDMA）和时分多

址（TDMA）。

FDMA 是把整个可分配的频谱划分成多个无线信道（发射和接收

载频对），每个信道可以传输一路语音或控制信息。

TDMA 是把时间分成周期性的帧，每一帧再分割成若干个时隙

(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。

通信时，给每个用户分配一个时隙，使各个移动台在每帧内只能按

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指定的时隙向基站发射信号。在GSM 中，无线路径上多是采用时分

多址（TDMA）方式。每一频点（频道或载频）上可分成8 个时隙，

每一时隙为一个信道，因此，每个载频最多可有8 个移动客户同时

使用。

（四）GSM 信道

在GSM 系统中的信道可分为物理信道和逻辑信道。一个物理信

道就是一个时隙。一个物理信道就是频200KHz，时长为0。577ms。

而逻辑信道是根据BTS 与MS 之间传递的消息种类不同而定义的不

同逻辑信道。这些逻辑信道是通过BTS 来影射到不同的物理信道上学天教育：

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来传送。BTS 到MS 的方向称为下行链路，相反的方向称为上行链路。

逻辑信道又可分为业务信道和控制信道。

1、业务信道用于携载语音或用户数据，可分为话音业务信道

和数据业务信道。在上行和下行信道上，点对点的方式传播。

2、控制信道用于携载信令或同步数据，可分为广播控制信道、

公共控制信道和专用控制信道。

1）广播信道（BCCH）

广播信道（BCCH）包括广播控制信道（BCCH）、频率校正信道

（FCCH）和同步信道（SCH），它们携带的信息目标是小区内所有的

手机，所以它们是单向的下行信道。

2）公共控制信道

公共控制信道（CCCH）包括接入许可信道（AGCH）、寻呼信道

（PCH）、小区广播控制信道（CBCH）和随机接入信道（RACH）。

公共控制信道不是供一个MS 专用的，而是面向这个小区内所

有的移动台的。在下行方向上，由AGCH、PCH 和CBCH 来广播寻呼

请求、专用信道的指派和短消息。在上行方向上由RACH 信道来传

送专用信道的请求消息。

3）专用控制信道（DCCH）包括独立专用控制信道（SDCCH）、

慢速随路控制信道（SACCH）、快速随路控制信道（FACCH）,这些信

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道被用于某一个具体的MS 上.

(五)GSM 通信系统的构成

GSM 通信系统主要有移动交换系统、基站子系统和移动台组成。

其中MS（移动台）与BSS（基站）间的接口为Um（空中接口）, BSS 与NSS

（交换中心）间为A 接口。A 接口和Um 接口都是开放接口。

（六）切换

当用户手机（MS）要从一个BSS 系统移动到另一个BSS 系统上

去时，切换功能保持移动用户已经建立的链路不被中断。

切换包括BSS 内部切换（BSC 完成）和站间切换和MSS 间的切

换。（由MSC 完成）

二、CDMA 通信系统（指133 手机信号）

（一）CDMA 工作频段

800MHz 的CDMA 移动通信系统的频段

825MHz～835MHz（上行：基站收、移动台发）

870MHz～880MHz（下行：基站发、移动台收）

（二）CDMA 多址方式

扩频通信技术是CDMA 通信技术的核心之一。即将需传送的具

有一定信号带宽信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随

机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送

出去。接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关

处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息

通信。

（三）CDMA 信道

主要有两类信道：开销信道和业务信道、导频信道、寻呼信道、

同步信道、接入信道统称为开销信道。业务信道、导频信道、寻呼

信道、同步信道构成前向信道。接入信道、业务信道构成反向信道。

（四）CDMA 通信系统的构成

同GSM。

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（五）CDMA 切换

传统的移动通信系统都是采用硬切换方式来处理切换问题的。

而CDMA 所引入的软切换技术则进一步提高了切换成功率，有利于

保证移动通信的传输质量。

软切换过程是指在不切断与BSS 系统联系的情况下，把话路

转移到新的更合适的BTS 上去的过程，即我们通常所说的“先连后

断”。软切换只有在同一载频上的CDMA 信道之间才可以实现，当MS

处于切换中的两个BTS 的边界上时，两个BTS 都会和MS 建立前向

信道和反向信道的连接，当切换结束后，原先那个BTS 建立的信道

就会被释放，MS 将转移到新的BTS 上来。这样，在整个切换过程中，

MS 始终和某个BTS 保持着业务链路，即使切换不成功，通话也不会

受到影响。

（六）CDMA 的优点

1、系统容量大；

2、系统通信质量更好；

3、频率规划灵活；

4、频率利用率高；

5、适用于多媒体通信系统

6、CDMA 手机的备用时间更长。

IL411043 掌握3G 网络的特点（新增加）

3G 有三种制式，即CDMA-2000（美国制式，189）、TD-SCDMA

（中国制式，188、187）和W-CDMA（欧洲制式，186）。

一、CDMA2000 网络的特点

CDMA2000 这种第三代移动通信制式是从IS-95 制式平滑升级而

来，技术成熟性比较高，是由北美提出的第三代移动通信制式。

1.自适应调制编码技术；

2.前向链路快速功率控制技术；

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3.移动IP 技术；提供了简单IP 和移动IP 两种分组业务接入

方式。

4.前向链路时分复用技术；

5.速率控制；

6.增强电池续航能力（降低能量消耗）；

7.软切换（先连接后断开），克服硬切换容易掉话的缺点。

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二、TD-SCDMA 的技术特点

TD-SCDMA 是由中国大唐电信提出的第三代移动通信制式。这种制式和智能天线技术，载频间隔为1.6MHz 而且频段使用灵活，在5MHz 内可有三个载频，适应于非对称数据传输和适合无线Internet 业务。频谱效率高，容量大，建网成本低。

1.采用TDD 双工方式；

2.同步技术包括网络、初始化、节点、传输信道、无线接口、

Iu 接口时间校准、上行等的同步。其中网络同步选择高稳定度、高精度的时钟作为基准时钟，确保时间稳定，也是其他同步的基础。

3.功率控制。有效控制系统内的干扰电平。分开环、闭环控制

2 种控制方式。

4.智能天线技术，可以大大降低发射功率，减少干扰；

5.联合检测技术；

6.接力切换，用户与原基站断开后，迅速与新基站连接，提高

切换成功率。

7.动态信道分配采用多种多址方式，可以灵活的支持对称及非

对称业务。

三、W-CDMA 网络的特点

W-CDMA 这种第三代移动通信制式的无线技术来源于CDMA

IS-95 技术，其核心网以GSM 核心网为依托，是目前比较成熟的一种制式。是由欧洲、日本提出的第三代移动通信制式，是许多第二代GSM 运营商的选择。

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1.支持异步和同步的基站运行方式；

2.上行为BPSK 调制方式，下行为QPSK 调制方式，抗干扰性强；

3.发射分集技术，提高无线联路性能，提高下行覆盖和容量；

4.适应多种速率的传输，可灵活提供多种业务；

5.利用成熟的GSM 网络的覆盖优势，与GSM 系统有较好的兼容；

6.支持开、内、外环等多种控制技术，降低了多址干扰；

7.采用语音AMR 可变速率控制技术，提高系统容量；

8.先进的无线资源管理方案；

9.软切换采用了更软的切换技术；

10.Rake 接收技术，片码速率可达3.84Mchip/s，提高解调性

能。

IL411044 了解移动多媒体技术及运用（新增加）

1.高速互联网接入；

2.无线音乐业务；

3.手机游戏；

4.移动支付业务；

5.移动定位；

6.可视电话业务；

7.手机电视；

8.视频点播；

9.手机办公和手机商务。

IL411050 交换系统

IL41051 掌握交换系统分类及特点

交换按其交换方式主要分为电路交换，报文交换，分组交换。

交换

系统

电路交换

报文交换

可以保证为用户提供足够带宽，并且实时性强，

时延小，设备成本较低；缺点是网络的带宽利用

率不高。

采用存储、转发机制，可以造成很大时延。主要

用于传输报文较短、实时性要求较低的通信业

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一、电路交换

（一）工作原理

电路交换是在通信网中任意两个或多个用户终端间建立电路

暂时连接的交换方式。暂时连接独占一条电路保持到连接释放为止。通话必须经历电路建立、传送和拆除电路三个阶段。

1、空分交换：入线在空间位置上选择并建立连接的交换。

2、时分交换：通过时隙交换网络完成语音的时隙搬移，从而

做到入线和出线间信号交换。

（二）电路交换的特点

1、呼叫建立时间长，并有呼损。

2、对传送信息没有差错控制，都是透明通道。

3、对通信信息不做任何处理，原封不动的传送。

4、线路利用率低，信道为专用的。

5、用户间必须建立专用的物理通道。

6、实时性强。

二、报文交换

（一）报文交换的原理

报文交换又称之为存储转发交换。用于交换电报、信函、文本、

文件等报文消息。这种交换基础就是存储转发（SAF）。

在这种交换方式中，发方不需要先建立电路，不管收方是否空

闲，可随时直接向所在的交换局发送消息，交换机将收到消息报文先存储于缓冲器队列中，然后根据报文头中的地址信息计算出路

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由，确定输出线路。一旦线路空闲，即将存储的消息转发到目的地。（二）报文交换的特点

1.没有电路的接续过程，不会把一条电路固定给一用户使用，

可以多路复用。因此，电路利用率高。

2.以“存储—转发”方式传输数据信息，不但可以起到匹配输

入输出传输速率的作用，而且还能起到防止呼叫阻塞、平滑通信业务量峰值的作用。

3.不需要两端先建立电路，不必等待收方空头，发方就可以实

时发出消息，至交换机存储起来，等待时机发出去，不存在呼损。

而且中间节点交换机还可以进行速率和代码转换，同一报文可转发

至少多个收信站点。

4.传送信息通过交换网时延长，网络中传输时延变化大，且时

延不确定，不利于交互型实时业务。

5.对设备要求高。交换机需配备容量足够大的存储器，高速处

理和分析报文的能力。

三、分组交换

（一）分组交换原理

分组交换从报文交换而来的。采用了报文交换的“存储—转发”

技术。不同的是，将用户要传送的消息被划为若干个分组（数据段），在每个数据段上加一个标题后组成一个一个的数据包。由分组交换

机存储转发到目的地。各个分组数据包可能通过不同的路径到达终点，由于中间节点的存储时延不一样，各数据包到达终点后的先后

与源节点发出的顺序可能不同，因此目的地节点收齐数据包后尚需

经排序，解包等过程才能将正确的数据送给用户。

（二）分组交换方式

1.虚电路方式，面向连接的方式，先通过发送呼叫请求，分组

建立端到端的虚电路。属于同一组的数据沿着这一虚电路传送，最

后通过呼叫清除分组拆除虚电路。

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1）虚电路不同于交换中的物理连接，而是逻辑连接。

2）虚电路方式的每个分组（数据包）头中含有对应于所建立

的逻辑标识。

2.数据包，不需要预先建立逻辑连接。数据包的每个分组头含

有详细的地址，各个分组独立选择路由。适用于面向事物的询问/

响应型数据业务。

（三）分组交换特点

1.优点：

1）传输时延比报文交换小的多，变化也不大，可高速传输数

据，实时性比报文交换要好；

2）易于实现链路的统计，能实现交互通信（包括语音通信），

提高电路利用率。

3）容易建立灵活的通信环境，便于在传送速率、信息格式、

编码类型、同步方式及通信规程等都不同的数据终端实现互通。

4）可靠行高，大大降低了数据信息在分组交换网中的传输误

码率。

5）经济性好，节约交换机得存储容量，提高利用率，降低通

信费用。

2.缺点：网络附加信息多，影响分组交换的传输效力；节点交

换机的处理过程复杂。

（四）软交换

软交换也属于分组交换系统。软交换是一种提供呼叫控制功能

的软件实体，是在IP 电话基础上由电路交换向分组交换演进过程中逐步完善的，采用分组交换作为业务统一承载平台。它与一种或多种组件配套使用，如媒体网关、信令网关、特性服务器、媒体服务器、收费接口等。软交换技术是NGN（下一代网络）语音中的核心技术（见P47 图）。