计算机网络无线通信

常用缩略语解释

MCC(移动国家码)、MNC(移动网络码)

MCC:Mobile Country Code,共3位,中国为460
MNC:Mobile Network Code,移动网络码,共2位,中国移动TD系统使用00,中国联通GSM系统使用01,中国移动GSM系统使用02,中国电信CDMA系统使用03

NMSI

MSIN:Mobile Subscriber Identification Number共有10位,其结构如下:09+M0M1M2M3+ABCD

IMSI

international mobile subscriber identity 国际上为唯一识别一个移动用户所分配的号码。
IMSI共有15位,其结构如下:MCC+MNC+MSIN ,(MNC+MSIN=NMSI)

大小区、基站识别码

移动2G:LAC(大区)、CID(小区)、CH(ARFCN:信道号)、BSIC(基站识别码)、RX(接收信号电平)
移动3G:LAC(大区)、CID(小区)
移动4G:LAC/TAC(大区)、ECI(小区)、CH(ARFCN:信道号)、PCI(扰码)、RX(接收信号电平)

联通2G:LAC(大区)、CID(小区)
联通3G:LAC(大区)、CID(小区)
联通4G:LAC(大区)、ECI(小区)

电信2G:SID(系统识别码)、NID(网络识别码)、BID(小区码)、PN(扰码)、RX(接收信号电平)
电信4G:TAC(大区)、ECI(小区)

LAC:位置区域码(大区) Location Area Code
TAC:Tracking Area Code,大区码,类GSM\WCDMA的LAC
CID:基站编号(小区) Cell Identity
BSIC:Base Station Identity Code 基站识别码
ECI:eNodeBID + Cell Id 基站编号(小区)类GSM\WCDMA的CID, eNodeB ID + 小区CELL = Cell ID在LTE网内也是唯一的
PCI:physical-layerCellidentity PCI即物理小区ID,用来在无线接口上区分小区,通过中心频点和PCI可以区分不同的小区,PCI是3个主同步信号和168个辅同步信号的唯一组合,因此共有168 × 3=504个独立的Cell ID,扰码一个概念.PCI碰撞.PCI混淆。在LTE中,PCI用来区分每一个小区,类似于WCDMA中的扰码和CDMA2000中的PN,LTE协议规定,PCI一共有504个,其组成分为两部du分:Physical Layer Cell Identity = (3 × NID1) + NID2,NID1: 物理层小区标识组, 范围从0 到167共168组,NID2: 组内ID, 范围从 0 到 2(决定了主同步序列)
小区全球识别(CGI):MCC(000-999)-MNC(00-99)-LAC(1-65535)-CI(1-65535)
PLMN:公共陆地移动网(Public Land Mobile Network)
TAI(LTE的跟踪区标识Tracking Area Identity) = PLMN + TAC(Tracking Area Code)
邻区:相邻小区
Cell Identity(小区标识ECI):由EnodeB ID+Cell ID组成。其中包含28bit信息,前20bit表示EnodeB ID,后8bit表示Cell ID。也就是ECI=EnodeB ID*256+工参cellid

其他关键字

UMTS: Universal Mobile Telecommunications System 一个完整的3G移动通信技术标准
UTRAN: 3G (UMTS Terrestrial Radio Access Network,UMTS陆地无线接入网)
E-UTRAN: 4G (Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network,演进的UMTS陆地无线接入网),即LTE中的移动通信无线网络。E-UTRAN由多个eNodeB(Evolved NodeB,演进的NodeB)组成,eNodeB之间通过X2接口彼此互联,eNodeB与EPC之间通过S1接口,而eNodeB与UE通过LTE-Uu互联。
TDD: 分双bai工(Time Division Duplex) 上下行在同一频段上按照时间分配交叉进行
FDD: 频分双工(Frequency Division Duplex) 下行分处不同频段同时进行
HEMS: HeNB Management System 其他含义:(家庭能源管理系統Home Energy Management System)
HeNB:HeNB(Home evolved Node B,家庭演进基站)
底噪:
smallcell:小基站,通常指发射功率小于1w的小区,如pico、femto等
nanocell:一种集成Small Cell(含GSM/TD-SCDMA/TD-LTE中的一种技术或者多种技术)与WiFi的产品形态
Pico基站:基于3GPP LTE标准,发射功率为数百毫瓦级
Femto基站:基于3GPP LTE标准,发射功率为百毫瓦级

基站参数

RF(Radio Frequency,射频) : 表示可以辐射到空间的电磁频率,频率范围从300kHz~300GHz之间。射频就是射频电流,简称RF,它是一种高频交流变化电磁波的简称。
RSRP(Reference Singnal Received Power,参考信号接收功率):是终端接收到的小区公共参考信号(CRS)功率值,数值为测量带宽内单个RE功率的线性平均值,反映的是本小区有用信号的强度。
RSSI(Received Singnal Strengthen Indicator,接收信号强度指示):是终端接收到的所有信号(包括同频的有用和干扰、邻频干扰、热噪声等)功率的线性平均值,反映的是该资源上的负载强度。
RSRQ(Reference Singnal Received Quality,参考信号接收质量):是N倍的RSRF与RSSI的比值,RSRQ=N*RSRP/RSSI,其中N表示RSRI的测量带宽内包含的RE数目,能反映出信号和干扰之间的相对大小。
SINR(Signal to Interference&Noise Ratio,信烦躁比):是有用信号功率与干扰和噪声功率之和的比值,直接反映接收信号的质量。
NL(noise floor level,底噪): 理论底噪N=带宽热噪声+噪声系数 (dbm 是一个表示功率绝对值的值)
PA(Power Amplifier,功率放大器,简称“功放”)
EARFCN(E-UTRA Absolute Radio Frequency Channel Number,LTE的载波频点号,绝对无线频率信道号,16bit标识,0-65535)
carrier frequency:载波频率 一个frequency 可能对应多个band。carrier frequency跟EARFCN是有关系的有换算公式。

基站相关

BBU(Building Base band Unite,室内基带处理单元)是 3G网络大量使用分布式基站架构,RRU(射频拉远模块)和BBU(基带处理单元)之间需要用光纤连接。一个BBU可以支持多个RRU。采用BBU+RRU多通道方案,可以很好地解决大型场馆的室内覆盖
RRU(Remote Radio Untite远端射频模块)
AU(接入单元)
EU(扩展单元)
RU(远端单元)
HeNB(Home enhanced Node B)
HMS(Home NodeB Management System)
HeMS(Home eNodeB Management System)
CWMP(CPE WAN Management Protocol)CPE广域网管理协议,主要用于网管中心远程管理配置数量较大的网络设备。目前主要应用在企业级路由器、一体化皮基站等网络设备的管理,所以CWMP是一个功能强大的用于数据中心、网管中心管理它所属的所有网络设备的网管协议。
XMPP(Extensible Messaging and Presence Protocol) RFC 6120
SASL (Simple Authentication and Security Layer )这个协议采用XML流实现在任意两个网络终端接近实时的交换结构化信息。大部分客户端通过 TCP 连接直接连到服务器,并通过XMPP获得由服务器以及联合服务器所提供的全部功能。
MME(Mobility Management Entity)
OAM(Operations,Administration and Maintenance)
PnP(Plug and Play)
CM(Configuration Management)

基础知识点

  • 电磁波:振幅、频率、相位等物理特性包含了信息。信号必须是有变化才能携带信息,也就是说要么幅度随时间变化、或者频率随时间变化、或者相位随时间变化;相位调制和频率调制是相关的,调频微分下就是调相。
  • 带宽W:又叫频宽,数据的传输能力,数字设备bps(b/s)表示,每秒最高可以传输的位数。模拟设备用Hz表示,每秒传送的信号周期数。
  • 数据传输速率Rb:比特率,每秒实际传输的比特数,单位比特每秒(bps),计算公式S=1/T,T为传输1比特数据所花时间。
  • 波特率RB:调制速率、传符号率,指单位时间内载波参数变化的次数,可以以波形每秒的震荡数来衡量,是信号传输速率的度量。单位波特每秒(Bps)
  • 码元速率和信息速率的关系:Rb=RB*log2N,N为制数
  • 基站:是指在一定的无线电覆盖区中,通过移动通信交换中心,与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。基站就是由天线和RRU组成的无线电收发装置,分为室分站(即室内基站)和宏站(室外基站)。
  • 小区:小区=扇区*载频,一个扇区可以有1个小区也可以有多个小区,最多4个。扇区是一个地理概念,Cell是RNC内逻辑小区的概念。一个频率3个扇区,每个扇区有一个小区,这些小区使用相同频率,扰码不同。
  • 扇区:扇区是指覆盖一定地理区域的无线覆盖区,是对无线覆盖区域的划分,扇区是地理上的定义,一个宏站基站通常会打出三片扇区,但并不代表就只有三个小区,因为小区和载波有关系,就比如在同一个扇区上,用载波1的是一个小区(小区1),用载波2的又是一个小区(小区2),所以有时候两个小区可能对应着同一个扇区.在G网中: 2/2/2 是3个小区,每个小区2个频点,可以说是小区等于扇区。在W网中:如果是1/1/1配置,只有一个频率,三个扇区,每个扇区有一个小区,这些小区用相同的频率,但是扰码不同,比如说扰码用1、2、3 。如果是2/2/2 配置,还是指3个扇区,每个扇区有2个小区,这两个小区的频率不同,扰码可以相同或不同。所以是6个小区,一共有2个频点 ,小区=扇区*载频
  • 扇区和载波的关系:每个扇区使用一个或多个无线载波完成无线覆盖,每个无线载波使用某一载波频点,扇区和载波组成了提供UE接入的最小服务单位,即小区
  • 频带(Band),指代一个频率的范围或者频谱的宽度。在LTE中使用数字1-43表示不同的频带(36101-V10.21.0版本协议),从而指代不同的频率范围。1-32上下行频率范围不重叠(成对频带 Paired Frequency Band)预留给FDD使用。33-43上下行平率范围一致(非成对频带Unpaired Frequency Band),预留给TDD使用。不同运营商有不同的频带范围。
  • 信道带宽(Channel Bandwidth):限定允许通过该信道的上下限频率,也就是限定了一个频率带宽。LTE支持6种信道带宽1.4M 3M 5M 10M 15M 20M。有保护带宽,20M带宽可以传输数据RB资源100个。对于移动、联通、电信使用的TDD频带39、40、41支持带宽是5MHz、10MHz、15MHz、20MHz。
  • 频点:EARFCN载波频点号,唯一标识某个LTE系统所在平率范围,仅用频带和信道带宽连个参数无法限定,比如中国移动频带40占用50M频率范围,LTE最大信道带宽是20M,这个时候就要引入新参数:载波中心频率Fc,通过频带Band、信道带宽Bandwidth、载波频率三个值,可以唯一确定LTE系统的具体频率范围,载波频率Fc是一个浮点值与整形相比不好空口传输,协议指定时候,使用载波频点号表示对应载波频率Fc,可以通过公式互相转换。开站的时候一般会设置小区带宽(5 10 15 20MHZ等)、中心频点、功率以及PCI、TAC等。LTE有子载波的概念,一个子载波15kHz,一个物理资源有12个子载波,20M小区有100个RB。TDD假设中心频点是2100MHz,系统带宽20MHz,小区工作频率为2090~2110MHz。1200个子频点,15KHz*1200=18MHz也叫测量带宽,2MHz作为保护带宽。相邻小区可以和这个小区同中心频点,也可以不同,如果是同中心频点,LTE有小区间干扰协调技术来控制边缘处的小区间干扰,如果不同频率,中心频点差距20Mhz,不会有频率上的重叠。因为4G分配的带宽只有20MHz,如果使用20MHz(移动39频带),LTE只有一个频点可选,分配给一个小区,如果有60MHz(移动41频带)带宽就可以分1、2、3共3个频点。LTE信道带宽1.4M 3M 5M 10M 15M 20M对应子载波72 180 300 600 900 1200。
    终端速率:我们使用的4G终端属于Cat3类别。LTE空口速率跟采用的MIMO天线配置、系统带宽、编码和调制方式(16QAM、64QAM 6bit/RE…,把多个bit调制成1个字符)等因素有关
    LTE小区速率:小区物理层理论峰值速率(bit/s):MIMO码字复用比率*不同带宽对应RB数量*12(频域上每RB所有子载波数)*14(时域上每个子帧所有的符号数symbols)*[1-损耗(导频损耗,信道占用损耗等)]*调制符号效率*1000(1s内帧数量)*rate(1)。例子:FDD LTE系统20M,2*2 MIMO,64QAM Code Rate1,单小区下行物理层速率:2*100*12*14*(1-1/21-2/21)*6*1000=172.8Mbps
  • UE:用户终端
  • 网络制式:移动联通2G制式GSM,电信2G制式CDMA,移动3G制式TD-CDMA,联通3G制式WCDMA,电信3G制式CDMA2000。移动4G制式TD-LTE,联通和电信4G制式是FDD-LTE

通信历史

1G

模拟技术

2G

3G

4G

OFDM 振幅相位联合调制

5G

常见定理

  • 奈奎斯特定律(Nyquist),描述了无噪声信道极限速率与信道带宽的关系,RB=W(1+α)
  • 香农定理,描述有限带、有随机热噪声信道的最大数据传输速率与信道带宽、信噪比之间的关系 Rb=W*log2(1+S/N) ,信道带宽W、信噪比S/N。如果信道带宽为0,传输速率为0,想要传递信息,必须要占用一定的带宽.

参考