移动通信技术——学习项目1移动通信系统概述

1、移动通信系统移动通信系统 学习项目一学习项目一 移动通信概述移动通信概述 第一次课一、一、移动通信的主要特点移动通信的主要特点l移动通信属于无线通信，通信终端设备是移动的，至移动通信属于无线通信，通信终端设备是移动的，至少打电话或接电话的一方是在移动中的，传输信号以少打电话或接电话的一方是在移动中的，传输信号以电磁波的形式在空中传输，传输线路也不再固定。因电磁波的形式在空中传输，传输线路也不再固定。因为传输线路的开放性，移动通信的通话质量不如有线为传输线路的开放性，移动通信的通话质量不如有线通信好，但移动通信带给人们生产和生活上的方便足通信好，但移动通信带给人们生产和生活上的方便足以弥补其缺陷

2、，加之随着移动通信技术的发展，其通以弥补其缺陷，加之随着移动通信技术的发展，其通信质量也日益提高，手机已成为人们生活的一部分。信质量也日益提高，手机已成为人们生活的一部分。l和其通信方式相比，移动通信具有自身的特点，下面和其通信方式相比，移动通信具有自身的特点，下面逐一进行介绍。逐一进行介绍。一、一、移动通信的主要特点移动通信的主要特点l1信号的传输环境恶劣信号的传输环境恶劣l（1）多径效应）多径效应l由于传输信号是以电磁波的形式在空中传输，其传播由于传输信号是以电磁波的形式在空中传输，其传播特性与外界环境有很大关系。图特性与外界环境有很大关系。图1-1 多径效应多径效应l在同一个接收地点，所

3、收到的信号是由主径信号直射在同一个接收地点，所收到的信号是由主径信号直射波和从建筑物或山丘反射、绕射过来的各种路径信号波和从建筑物或山丘反射、绕射过来的各种路径信号叠加而成的，如图叠加而成的，如图1-1所示。各路径信号到达接收点所示。各路径信号到达接收点时强度和相位都不一样，之间存在自干扰，导致叠加时强度和相位都不一样，之间存在自干扰，导致叠加后的信号电平起伏变化，严重时信号电平起伏约后的信号电平起伏变化，严重时信号电平起伏约30dB，这就是所谓的多径效应或多径干扰。在移动，这就是所谓的多径效应或多径干扰。在移动通信系统中，采用分集接收技术抗多径干扰。通信系统中，采用分集接收技术抗多径干扰。

4、一、一、移动通信的主要特点移动通信的主要特点图图1-1 1-1 多径效应多径效应一、一、移动通信的主要特点移动通信的主要特点l（2）阴影效应阴影效应l类似于阳光受到建筑物的阻挡产生阴影一样，电磁波类似于阳光受到建筑物的阻挡产生阴影一样，电磁波在传输过程中，受到建筑物的阻挡，信号只有少部分在传输过程中，受到建筑物的阻挡，信号只有少部分传送到接收地点，使接收信号的电平起伏变化，即产传送到接收地点，使接收信号的电平起伏变化，即产生阴影效应。生阴影效应。l2通信用户的移动性通信用户的移动性l（1）多卜勒效应多卜勒效应l由于移动通信常常在快速移动中进行，当移动速度达由于移动通信常常在快速移动中进行，当移

5、动速度达到到70km/h70km/h以上时，接收信号的频率随着速度和信号入以上时，接收信号的频率随着速度和信号入射角而变化，使接收信号的电平起伏变化，即出现多射角而变化，使接收信号的电平起伏变化，即出现多卜勒效应卜勒效应。一、一、移动通信的主要特点移动通信的主要特点l（2）远近效应远近效应l由于通信用户和接收设备的距离是随机变化的，当距由于通信用户和接收设备的距离是随机变化的，当距离近时接收信号强，当距离远时接收信号弱，距离的离近时接收信号强，当距离远时接收信号弱，距离的变化会使接收信号的电平起伏；另外，由于通信系统变化会使接收信号的电平起伏；另外，由于通信系统是在强干扰下工作的，如果距离近处

6、的信号是干扰信是在强干扰下工作的，如果距离近处的信号是干扰信号，则在接收端会发生强干扰信号压制远处弱有用信号，则在接收端会发生强干扰信号压制远处弱有用信号的现象。号的现象。l（3）移动性管理技术移动性管理技术l通信用户经常漫游移动，为了实现实时可靠的通信，通信用户经常漫游移动，为了实现实时可靠的通信，移动通信要求采用移动性管理技术，如位置登记、越移动通信要求采用移动性管理技术，如位置登记、越区切换等。区切换等。二、二、移动通信系统组成移动通信系统组成l一个移动通信系统主要的组成部分是：移动台（一个移动通信系统主要的组成部分是：移动台（MSMS）、）、基地站（基地站（BSBS）、移动业务交换中心

7、（）、移动业务交换中心（MSCMSC）和与固网）和与固网相连的接口设备。相连的接口设备。l图图1-21-2所示为一个基本的移动通信系统组成框图。所示为一个基本的移动通信系统组成框图。l1移动台移动台l移动台（移动台（Mobile StationMobile Station，MSMS）是公用移动通信网中）是公用移动通信网中移动用户使用的设备，也是用户能够直接接触的整个移动用户使用的设备，也是用户能够直接接触的整个系统中的唯一设备，它可以为车载型、便携型和手持系统中的唯一设备，它可以为车载型、便携型和手持型。型。 二、二、移动通信系统组成移动通信系统组成图图1-2 1-2 移动通信系统组成框图移动

8、通信系统组成框图二、二、移动通信系统组成移动通信系统组成l2基站基站l基站（基站（Base StationBase Station，BSBS）通过无线接口直接与移动）通过无线接口直接与移动台相连，在移动台和网络之间提供一个双向的无线链台相连，在移动台和网络之间提供一个双向的无线链路（信道），负责无线信号的收发与无线资源管理，路（信道），负责无线信号的收发与无线资源管理，实现移动用户间或移动用户与固网用户间的通信连接实现移动用户间或移动用户与固网用户间的通信连接。l3移动业务交换中心移动业务交换中心l移动业务交换中心（移动业务交换中心（Mobile Service Switching Mobil

9、e Service Switching CentreCentre，MSCMSC）是整个系统的核心，提供交换功能及）是整个系统的核心，提供交换功能及面向系统其他功能实体和固定网的接口功能，它对移面向系统其他功能实体和固定网的接口功能，它对移动用户与移动用户之间通信、移动用户与固定网络用动用户与移动用户之间通信、移动用户与固定网络用户之间通信起着交换、连接与集中控制管理的作用。户之间通信起着交换、连接与集中控制管理的作用。三、三、移动通信系统的分类移动通信系统的分类l按使用对象来分：军用通信和民用通信。按使用对象来分：军用通信和民用通信。l按用途和区域分：陆地通信、水上通信和空中通信。按用途和区域

10、分：陆地通信、水上通信和空中通信。l按服务范围和经营方式分：专用网、公用网。按服务范围和经营方式分：专用网、公用网。l按系统类型分：除了蜂窝移动通信系统外，还有其他按系统类型分：除了蜂窝移动通信系统外，还有其他移动通信系统，如无线寻呼系统、无绳电话系统、集移动通信系统，如无线寻呼系统、无绳电话系统、集群移动通信系统、卫星移动通信系统等。群移动通信系统、卫星移动通信系统等。l按工作方式分按工作方式分l根据通信状态和频率使用方法划分，移动通信系统有根据通信状态和频率使用方法划分，移动通信系统有单工制、半双工制和双工制单工制、半双工制和双工制3 3种工作方式。种工作方式。 三、三、移动通信系统的分类

11、移动通信系统的分类图图1-3 1-3 单工方式单工方式（1 1）单工方式。）单工方式。三、三、移动通信系统的分类移动通信系统的分类l（2）半双工方式）半双工方式图图1-5 1-5 半双工方式半双工方式三、三、移动通信系统的分类移动通信系统的分类l(3)双工方式双工方式 图图1-5 1-5 双工方式双工方式三、三、移动通信系统的分类移动通信系统的分类l单工方式是指通信的双方同时只能有一方发送信号，单工方式是指通信的双方同时只能有一方发送信号，而另一方接收信号，发信时需而另一方接收信号，发信时需“按按- -讲讲”操作操作, ,收发信收发信机轮流工作机轮流工作l半双工方式指通信的双方有一方收发信机同

12、时工作（半双工方式指通信的双方有一方收发信机同时工作（双工工作），在通信的过程中既能发射信号也能接收双工工作），在通信的过程中既能发射信号也能接收信号，而另一方只能是单工工作。信号，而另一方只能是单工工作。l双工方式指通信的双方收发信机同时工作，通信的任双工方式指通信的双方收发信机同时工作，通信的任一方在发话的同时也能收听到对方讲话，。双工方式一方在发话的同时也能收听到对方讲话，。双工方式在实际应用中分为频分双工（在实际应用中分为频分双工（FDDFDD）和时分双工（）和时分双工（TDDTDD）。）。三、三、移动通信系统的分类移动通信系统的分类l频分双工方式频分双工方式,收发双方使用相同的频率收

13、发双方使用相同的频率l时分双工方式时分双工方式,通信的双方都采用相同的频率，但在不通信的双方都采用相同的频率，但在不同的时隙收发同的时隙收发l时分双工方式较频分双工省电，占用频率少，不需要时分双工方式较频分双工省电，占用频率少，不需要有天线共用器。有天线共用器。四、四、移动通信的发展移动通信的发展l1初期阶段初期阶段l从从2020世纪世纪2020年代起至年代起至7070年代，移动通信的发展完成了年代，移动通信的发展完成了从专用军事通信向民用（商业化）方向发展的过程。从专用军事通信向民用（商业化）方向发展的过程。 l2第一代（第一代（1G1G）移动通信系统）移动通信系统l8080年代中期，逐渐形

14、成了以北欧的年代中期，逐渐形成了以北欧的NMTNMT、北美的、北美的AMPSAMPS、英国的、英国的TACSTACS等几种典型的模拟蜂窝移动电话系统，等几种典型的模拟蜂窝移动电话系统，统称为第一代（统称为第一代（1G1G）移动通信系统。）移动通信系统。 四、四、移动通信的发展移动通信的发展l3第二代（第二代（2G2G）移动通信系统）移动通信系统 l2020世纪世纪8080年代中期至年代中期至2020世纪末，是第二代（世纪末，是第二代（2G2G）移动）移动通信系统通信系统数字式蜂窝移动通信系统发展和成熟阶段数字式蜂窝移动通信系统发展和成熟阶段，推出了以欧洲的时分多址，推出了以欧洲的时分多址GSM

15、GSM系统和北美的码分多系统和北美的码分多址址IS-95IS-95系统为代表的数字式蜂窝移动通信系统系统为代表的数字式蜂窝移动通信系统。l4第三代（第三代（3G3G）移动通信系统）移动通信系统 l到了到了2121世纪，第三代（世纪，第三代（3G3G）移动通信系统进入快速发）移动通信系统进入快速发展时期，其中最具有代表性的是基于展时期，其中最具有代表性的是基于GSMGSM技术的欧洲技术的欧洲与日本提出的与日本提出的WCDMAWCDMA、北美提出的基于、北美提出的基于IS-95CDMAIS-95CDMA技术技术的的CDMA2000CDMA2000和我国提出的和我国提出的TD-SCDMATD-SCD

16、MA。 五、五、我国民用移动通信的频段分配方案我国民用移动通信的频段分配方案l我国移动通信网络所使用的频段如下：我国移动通信网络所使用的频段如下：lGSM900MHzGSM900MHz：上行频率（移动台到基站）：上行频率（移动台到基站）890890915MHz915MHz；下行频率（基站到移动台）；下行频率（基站到移动台）935935960MHz960MHz。lDCS1DCS1 800MHz800MHz：上行频率：上行频率1 1 7107101 1 785MHz785MHz；下行频率；下行频率1 1 8058051 1 880MHz880MHz。lCDMACDMA网络所使用的频段如下：网络所使

17、用的频段如下：lCDMA800MHzCDMA800MHz：上行频率：上行频率825825835MHz835MHz；下行频率；下行频率870870880MHz880MHz。1.1.由于移动性和开放性，移动通信的通话质量不如由于移动性和开放性，移动通信的通话质量不如有线通信好，不足点为：信号的传输环境恶劣；通有线通信好，不足点为：信号的传输环境恶劣；通信用户的移动性管理复杂，为克服不足点移动通信信用户的移动性管理复杂，为克服不足点移动通信必须采用相应的技术。必须采用相应的技术。2.2.一个移动通信系统主要的组成部分是：移动台（一个移动通信系统主要的组成部分是：移动台（MSMS）、基地站（）、基地站

18、（BSBS）、移动业务交换中心（）、移动业务交换中心（MSCMSC）和）和与固网相连的接口设备与固网相连的接口设备3. 3. 移动通信系统的分类及三种工作方式。移动通信系统的分类及三种工作方式。 六、归纳小结六、归纳小结 一、必做题一、必做题 1. 1.总结移动通信的特别要求和优缺点，根据列举总结移动通信的特别要求和优缺点，根据列举1-21-2个实际通信中你个实际通信中你所遇到的移动通信信号不良的例子，并分析原因。所遇到的移动通信信号不良的例子，并分析原因。2.2.画出移动通信系统组成框图，并说明画出移动通信系统组成框图，并说明MSMS、BSBS和和MSCMSC之间的功能关系之间的功能关系3. 3. 分别列出分别列出GSMGSM系统、系统、