4G全网通信技术-任务1 规划无线及核心网

1.2 知识准备
2．第二代移动通信系统 由于模拟移动通信系统本身的缺陷，如频谱效率低、网络容量有限、
业务种类单一、保密性差等，已使得其无法满足人们的需求。 20 世纪 90 年代初期开发了基于数字技术的移动通信系统——数字蜂窝移动通信 系统，即第二代移动通信系统（2G）。第二代移动通信系统主要采用时 分多址（Time Division Multiple Access，TDMA）或窄带码分多址 （Code Division Multiple Access，CDMA）技术。最具代表性的是全球 移动通信系统（Global System of Mobile communication，GSM）和 CDMA系统，这两大系统在目前世界移动通信市场占据着主要的份额。GSM 是由欧洲提出的二代移动通信标准，其特征包括： （1）有效利用频谱：数字方式比模拟方式能更有效地利用有限的频谱资 源。随着更好的语音信号压缩算法的推出，每个信道所需的传输带宽越 来越窄； （2）高保密性：模拟系统使用调频技术，很难进行加密，而数字调制是 在信息本身编码后再进行调制，故容易引入数字加密技术； （3）可灵活地进行信息变换及存储。
通信的移动电话标准，制定于上世纪 80 年代，主要采用的是模拟技术 和频分多址(Frequency Division Multiple Access，FDMA)技术。以美 国的高级移动电话系统（Advanced Mobile Phone System，AMPS），英 国的全接入移动通信系统（Total Access Communications System， TACS）以及日本的JTAGS为代表。各标准彼此不能兼容，无法互通，不能 支持移动通信的长途漫游，只是一种区域性的移动通信系统。第一代移 动通信系统的主要特点是： （1）模拟话音直接调频； （2）多信道共用和FDMA接入方式； （3）频率复用的蜂窝小区组网方式和越区切换； （4）无线信道的随机变参特征使无线电波受衰落的影响； （5）环境噪声和多类电磁干扰的影响； （6）无法与固定电信网络迅速向数字化推进相适应，数据业务很难开展。
本次4G无线及核心网规划共涉及到了5个机房。无线接入侧为3个机 房，即万绿市A站点机房、千湖市A站点机房、百山市A站点机房；核心网 侧2个机房，即万绿市核心网机房和千湖市核心网机房。其中，万绿市站 点机房与万绿市核心网机房连接；千湖市和百山市站点机房共同接入千 湖市核心网机房。站点机房与核心网机房的对应关系如下表所示。
1.2 知识准备
4．第四代移动通信系统 尽管目前3G的各种标准和规范已冻结并获得通过，但3G系统仍存在
很多不足，如采用电路交换，而不是纯IP（Internet Protocol）方式； 最大传输速率达不到2Mbps，无法满足用户高带宽要求；多种标准难以实 现全球漫游等。正是由于3G的局限性推动了人们对下一代移动通信系 统——4G的研究和期待。第四代移动通信系统可称为宽带接入和分布式 网络，其网络将采用全IP的结构。4G网络采用许多关键技术来支撑，包 括：正交频率复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing， OFDM）、多载波调制，自适应调制和编码（Adaptive Modulation and Coding，AMC），多输入多输出（Multiple-Input Multiple- Output， MIMO）、智能天线、基于IP的核心网、软件无线电等。另外，4G使用网 关与传统网络互联，形成了一个复杂的多协议网络。四代移动通信系统 具有如下特征： （1）传输速率更快：高速移动用户（250km/h）数据速率为2Mbps；中速 移动用户（60km/h）数据速率为20Mbps；低速移动用户（室内或步行者） 数据速率为100Mbps；
1.1 任务描述
规划是组建通信网络的第一步，也是关键的一步。4G移动通信系统 由无线接入网、核心网和承载网组成，其中无线及核心网的规划包括了 网络拓朴结构设计、覆盖规划、容量规划、无线参数规划等。本次任务 使用仿真软件设计4G核心网拓朴结构、规划4G无线接入网及核心网容量， 为后续工作打下基础。设计与规划针对万绿、千湖和百山3座城市进行。 其中，万绿市位于平原，是移动用户数量在1000万以上的大型人口密集 城市；千湖市四周为湖泊，是移动用户数量在500～1000万的中型城区城 市；百山市位于山区，是移动用户数量在500万以下的小型城郊城市。
1.2 知识准备
3．第三代移动通信系统 尽管基于话音业务的移动通信网已经满足了人们对于话音移动通信
的需求，但是随着社会经济的发展，人们对数据通信业务的需求日益增 高，已不再满足于以话音业务为主的移动通信服务。 第三代移动通信系 统（3G）是在第二代移动通信技术基础上进一步演进产生的，以宽带 CDMA技术为主，能同时提供话音和数据业务。我国支持三种国际电联确 定的无线接口标准，即中国电信运营的CDMA2000（Code Division Multiple Access 2000），中国联通运营的WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access）和中国移动运营的TD-SCDMA（TimeDivision Synchronous Code Division Multiple Access）。第三代移 动通信系统具有如下基本特征： （1）具有更高的频谱效率、更大的系统容量； （2）能提供高质量业务，并具有多媒体接口：快速移动环境最高速率达 144kbps，室外环境最高速率达384kbps，室内环境最高速率达2Mbps； （3）具有更好的抗干扰能力：利用宽带特性，通过扩频通信抵抗干扰； （4）支持频间无缝切换，从而支持多层次小区结构； （5）可从2G平滑过渡、演进而来，并与固网兼容。
序号 1 2 3
城市名称 万绿 千湖 百山
城市规模 大型人口密集城市
中型城区城市 小型城郊城市
核心网 万绿市核心网机房
千湖市核心网机房
无线接入网 万绿市A站点机房 千湖市A站点机房 百山市A站点机房
1.2 知识准备
1.2.1 移动通信的发展 移动通信的历史可以追溯到20世纪初，但在近30年来才得到飞速发
展。移动通信技术的发展以开辟新的移动通信频段、有效利用频率和移 动台的小型化、轻便化为中心，其中有效利用频率技术是移动通信的核 心。自1968 年贝尔实验室提出蜂窝移动通信系统概念以来，移动通信已 经经历了四代系统的演变，如下图所示。
1.2 知识准备
1．第一代移动通信系网通信技术
贾跃 编著
北京邮电大学出版社同名教材配套电子教案
任务1 任务2 任务3 任务4 任务5 任务6
4G全网通信技术
规划无线及核心网 安装无线及核心网设备 配置无线及核心网数据
规划承载网 安装承载网设备 配置承载网数据
任务1 规划无线及核心网
【学习目标】 了解LTE的技术发展和特点。 掌握LTE的网络结构和网元功能。 熟悉LTE无线接入网的规划步骤和内容。 熟悉LTE核心网的规划步骤和内容。