详解一些移动网络中的名词,便于自查

最后更新于 2021-11-13 537 次阅读


本名词摘自知乎百度csdn等各种知识分享网站,用于本人自查,以下会标注转载来源

1.接入、承载、核心网

就像是对应有限网络架构中的接入、汇聚、核心层一样,移动网络的架构我们也可以分为三个部分,分别是基站子系统(接入)、承载子系统(汇聚)、网络子系统(核心)

(1)接入网

将手机等终端连接起来的这一级网络设备,就叫做接入层设备,通常我们会将其等同于基站。一个基站作为一套基站系统,有多个独立设备所组成,以4G网络为例子,基站包括BBU、RRU、射频天线三个主要部分

其中,BBU又称为基带处理单元,它的作用是信号的调制解调

RRU又称为射频拉远单元,作用是射频处理

馈线,负责连接RRU和天线

天线则就是主要负责线缆上导行波和空气中空间波的转换

然后基站系统除了以上的设备,还会配套带有电源、空调、UPS、监控等配套设备

(2)承载网

承载网的目的是为了连接接入网和核心网,也就是咱们常说的汇聚层,用于数据的承载和汇聚

承载网的主要目的就是数据的传输,之前是使用电缆进行传输,但是后来随着网线和光纤的发展,现在的机房设备里应该主要还是使用光纤来进行数据传输了

比较具有代表性的承载网设备,分别是PTN(packet Transport Network,分组传送网)OTN(optical transport Network,光传送网)

(3)核心网

通信核心部分,主要负责数据的处理和路由

①.2G时代

在2G时代,核心网只有简单的几种设备,分别是:

MSC(移动交换中心)最核心的设备,然后HLR和EIR和用户身份有关,用于鉴权

2G时代的核心功能就是打电话,基本上核心机房还是用电缆为主,电缆划分为好多路通道,通常称为电路,不同的电路给不同的用户占用,用于通话。这样专有通道占用的交换方式,叫做电路交换。所以,2G核心网的MSC之类设备,也叫做电路核心网设备。

②.2.5G时代

在2G时代与3G时代之间,还有2.5G的过度时期,也就是GPRS(通用分组无线服务),用于数据上网的业务

在之后,核心网开始了大改造,开始有了PS核心网(packet Switch 分组交换,包交换),分组交换不再是独占通道,而是发数据包,一个包一个包的传输

③.3G时代

3G时代,网络结构基本定型

开始逐渐划分为负责电话业务的CS电路域,和负责流媒体上网业务的PS分组域

④.4G时代

4G时代也可以称为LTE时代,LTE网络其可以简单理解为3G时代PS网络的升级版,其也属于PS网络,只能支持上网业务

LTE替换PS域之后,我们电话业务就走的2G/3G的CS域,上网业务就走着4G的LTE

当时,负责制定通信标准的组织3GPP,决定加入IMS(IP multimedia Subsystem,IP多媒体子系统)来取代传统CS,提供包括打电话在内的多媒体业务

于是乎4G就变成了如下这样

这种IMS+LTE的语音解决方案(VoLte),使得手机用户可以同时打电话和上网了

⑤.5G时代

步入5G时代后,虽然数据业务可以使用5G NR(New Radio),但打电话还是依靠着IMS,VoLte在5G时代,也发展成了VoNR

以上内容转载自知乎小枣君

2.5G相关名词

(1)eMBB

增强型移动宽带

(2)mMTC

大规模机器类型通信

(3)uRLLC

超可靠和低延迟通信

(4)GoS

通信成功率

3.无线相关名词

(1)波导效应

当信号在两侧是规则楼房的街道中传播时,以反射方式行进,称之为波导效应,也称“街道效应”

影响:波导效应容易引起越区覆盖和导频污染,在井型街道会引起切换频繁、掉话等

避免方法:调整方位角时要使无线信号尽量不沿道路传播;加大下倾角时不要过多地牺牲原定的覆盖范围

(2)多普勒效应

在运动的波之前,波长被压缩,频率增大,在运动的波之后(远离波),波长变长,而频率减小

无线电波发射端和接收端之间的相对运动,接收端接搜到的信号频率将于发射端发出的信号频率之间崔在一个差值,该差值就是多普勒频移

(3)传播模型

描述发射机和接收机之间长距离上的场强变化,也被称为大尺度传播模型,预测平均场强并用于估计无线覆盖范围

5G的传播模型:UMI、UMa、RMa

(4)天馈系统

天馈系统是指天线向周围空间辐射电磁波的系统。

(5)天线内部构造

单极化、双极化、全向天线、室分天线

板状天线:

天线套、反射板、振子、馈电电路

室分天线、鞭状天线:天仙套、振子、馈电电路

天线的基本单元:振子

振子长度=1/2波长

(6)极化方式

振子之间的排列摆放方式,有垂直和倾斜正负45度角,分别具有两种不同的传播模型

(7)带宽

支持的频段范围,带宽大支持的频段多,带宽小覆盖的范围大

(8)下倾角

①.机械下倾角

天线与竖直面的夹角,是调整基站天线覆盖范围的一种方法,使用机械抱杆来进行调整,不能超过10°,不然会造成型号畸变,使得同基站下的领区干扰

②.电子下倾角

在机械下倾角调整角度大于10°时可以使用,通过改变共线阵天线振子的相位,改变垂直分量和水平分量的幅值大小,进而改变合成分量场强强度。也就是使用振子相位来进行调整,电子下倾不会造成信号的畸变

③.下倾角计算方法

软件:radio tool,touch down point计算下倾角

需求数据:站高、需求覆盖范围、天线的垂直波瓣宽度

调整最小角度为0.5度

α=arctan(H/S)+β/2

(α:下倾角;β:垂直波束宽度;H:天线高度;S:方向图覆盖范围)

④.作用

改变天线倾角是对基站容量的一种控制,改变俯仰角改善照射区范围,使基站的业务接入能力加大

(9)波束(波瓣)宽度

由于电磁波的辐射是具有强度边界,所以就必然会有一个辐射强度的峰值,和一个辐射强度的变化过程,而波束宽度就被定义为:波束两个半功率点之间的夹角。

波束宽度越窄,方向性越好,作用距离越远,抗干扰性越好

①.水平波束宽度(半功率角)

在水平方向上,在最大辐射方向两侧,辐射功率下降3dB的两个方向的夹角。

②.垂直波束宽度(半功率角)

在垂直方向上,在最大辐射方向两侧,辐射功率下降3dB的两个方向的夹角。

(10)天线增益

指天线将发射功率往某一指定方向集中辐射的能力,其天线并没有增加辐射信号的能量,而只是通过天线振子的组合并改变馈电方式把能量集中到了某个方向,一般来说,增益的提高主要依靠减小垂直面方向辐射的波瓣宽度,而在水平面上保持全向的辐射性能

就好比如说原本是个全方向辐射的天线,如果我们将其分隔成左右两半,将左边的那一半叠加到右边那一半上,那么右边那一半的辐射强度是不是就会变强?

增益计算公式:GAIN=10log(P1/P2)单位:dbd

指天线在某一规定方向上的辐射功率通量密度与参考天线(通常采用理想点源)在相同输入功率时最大辐射功率通量密度的比值。以功率密度增强的倍数定义为增益。增益越高,天线波束的范围就越小(波束宽度减小)

(11)dB(相对值)

dB是一个表征相对值的值,纯粹的比值,只表示两个量的相对大小关系,没有单位,当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB时

公式:dB=10log(甲功率/乙功率 )

例如:甲的功率比乙大一倍,则10log2=3,则可说甲的功率比乙的功率大3dB

①.dBi(基准为全方向性天线)

②.dBd(基准为偶极子)

描述同一个增益时,dBi比dBd大2.15

(12)dBm(量值)

dBm是一个表示功率绝对值的值(也可以认为是1mW功率为基准的一个比值)

公式:10log(功率值/1mW)

例如:一个40w的rru功放,折算的dBm为10log(40000/1)=46dBm

dBm主要是用于和功率“w”之间的换算,例如1w功率换算成dBm就为10log1000=30dBm

0.1w则为10log100=20dbm

0.1mw=-10dBm

则我们可以得到链两个方向的公式:

①.w→dBm

1,W转化为mw

2.10^n(mw)=10n (dbm)

②.dBm→w

1.dBm/10得到A

2.10^A(mw)(换算成w要除以1000)

通过分别计算2w,4w,8w的dBm值

2w=10log2000=33dBm

4w=36dBm

8w=39dBm

可得

结论:瓦特侧功率翻倍(减倍),dbm侧加(减)3。反之亦是

(13)室外宏站天线选型

根据业务场景的不同类别,天线的设备参数选型也不同

市区:基站密集,业务量大,要求单站覆盖范围小,减少越覆盖和站间的干扰。选择多极化宽频窄波束定向天线,电或机电下倾调整

郊区:要求基站覆盖广,则选择定向宽波束天线,机械下倾调整,覆盖范围大

公路:也是高速运动长距离覆盖问题,选择定向高增益天线,水平波束宽度要小

山区:山体阻挡信号的问题,选择具有零点填充功能的天线,保证塔下覆盖

(14)室分天线选型

站台:此环境下移动速率慢,和室内环境类似

车厢:移动速率快,要保证低切换并且长距离连续覆盖

传统室分系统(4G):

LanpSite系统:

(15)PCI规划

pci全称Physical Cell identifier,即物理小 区标识

(16)SDR

Software Defined Radio“软件定义的无线电”的简称。 软件定义的无线电 (SDR) 是无线电广播通信技术,它基于软件定义的无线通信协议而非通过硬连线实现。换言之,频带、空中接口协议和功能可通过软件下载和更新来升级,而不用完全更换硬件。

(17)空口

空口是空中接口的俗称。 空中接口是一个形象化的术语,是相对于有线通信中的“线路接口”概念而言的。有线通信中“线路接口”定义了物理尺寸和一系列的电信号或者光信号规范;无线通信技术当中,“空中接口”定义了终端设备与网络设备之间的电波链接的技术规范,使无线通信像有线通信一样可靠。

(18)gNB

5G基站的简称,区别于3G基站nodeB和4G基站EnodeB

(19)前传

AAU到BBU之间的连接

(20)中传

DU到CU之间的连接传送

(21)CU与DU

在5G的网络中,BBU被进一步划分成了CU与DU

CU的全称是Centralized Unit,就是集中单元;

DU的全称是Distributed Unit,就是分布单元。

可以每个站都有一个DU,多个DU用一个CU进行管理

(22)SA/NSA组网

SA(standalone)独立组网,顾名思义,纯5G网络组成的网络

NSA(Non-Standalone)非独立组网,非纯5G网络组成的网络,其中包含着Lte的网络,5G NR的部署以LTE eNB做为控制面锚点接入epc,或以eLTE eNB做为控制面板锚点接入

(23)CN

core network,核心网

(24)epc

4G核心网简称

(25)NGC-NGCN

5G核心网简称

(26)RAN

radio access network,无线接入网络

3G里就代表着基站+控制器,4G里代表着基站系统(BBU+RRU+天线),5G里就代表着AAU+CU+DU

(27)UE

用户接入设备,或用户设备终端

(28)AMF

Access and mobility management function,接入和移动管理功能。功能相当于MME(mobility management Entity)的CM和MM子层,是核心网主要网元之一。

(29)SMF

Session management function,会话管理功能。

功能相当于PGW+PCRF的一部分,承担IP地址分配,会话承载管理、计费等。是核心网主要网元之一。

(30)UPF

User plane function,用户面功能。

相当于SGW+PGW的网关,数据从UPF到外部网络

(31)FR1/FR2

5G NR网络的频率范围

FR1为低频5G,频率在6GHz以下,450MHz~6000MHz,带宽为100Mhz

FR2为毫米波5G,频率在52.6GHz以下,24253MHz~52600MHz,带宽为400MHz

(32)NG接口

无线接入网(RAN)和5G核心网(NGCN)之间的接口

NG接口是一个逻辑接口,规范了NG接口,NG-RAN节点与不同制造商提供的AMF的互连;同时,分离NG接口无线网络功能和传输网络功能,以便于引入未来的技术。

(33)NAS

Non-Access Stratum,非接入层

NAS (non-access Stratum)是无线接口终端与MME之间控制平面的最高层次。NAS协议的主要功能是支持用户设备(UE)的移动性,以及支持会话管理程序,以建立和维护UE与分组数据网络网关(PDN GW)之间的IP连通性。

(34)MME

Mobility Management Entity,移动管理实体

MME是LTE网络的网元,和S-GW,P-GW一起被称作4G的核心网,负责接入控制,包括安全和许可控制和移动性管理

(35)信令

是指为了让通信网中各种设备协调运作,在设备之间传递的有关控制信息,模块之间的调度就靠信令

(36)补盲/补热

补盲:加大覆盖的范围,覆盖盲点

补热:加大客户的容纳量

(37)导频污染

当手机收到4个或更多个强导频(信号),但其中没有一个主导频,导致手机频繁切换信号源而掉话的现象

(38)RSRP

RSRP(Reference Signal Receiving Power,参考信号接收功率) 是LTE网络中可以代表无线信号强度的关键参数以及物理层测量需求之一,是在某个符号内承载参考信号的所有RE(资源粒子)上接收到的信号功率的平均值。越大越好,取值范围:-44~-140dBm。

(39)RSRQ

RSRQ(Reference Signal Received Quality,参考信号接收质量),这种度量主要是根据信号质量来对不同LTE候选小区进行排序。这种测量用作切换和小区重选决定的输入。

(40)SINR

Signal to Interference plus Noise Ratio,信号与干扰加噪声比,是指接收到的有用信号的强度与接收到的干扰信号(噪声和干扰)的强度的比值;越大越好

(41)RRC

Radio Resource Control,无线资源控制层

(42)NAS

非接入层

(43)PRACH

PRACH(Physical Random Access Channel,物理随机接入信道),是UE一开始发起呼叫时的接入信道

(44)控制面/用户面

①.控制面

用于终端与GC之间信令数据传递的协议层。其中,在gNb和AMF之间使用SCTP(Stream control Transmission Protocol,流控制协议)协议来保证信令信息的传输。

②.用户面

用于终端与GC之间传输用户数据的协议层,在gNB与AMF的传输层传输中,使用UDP协议来进行传输