移动通信第一章

1、第第1 1章章 概概 论论 参考教材参考教材1、李建东等李建东等，移动通信（第移动通信（第4版）版）. 西安电子科技大学出版社西安电子科技大学出版社 2、Rappaport T S，Wireless Communications Principles & Practice. Prentice Hall 电子工业出版社电子工业出版社 3、吴伟陵等吴伟陵等，移动通信原理（第移动通信原理（第2版）版）. 电子工业出版社电子工业出版社 第第1 1章章 概概 论论 1.1 1.1 移动通信的主要特点移动通信的主要特点 1.2 1.2 移动通信系统的分类移动通信系统的分类 1.3 1.3 常用移动

2、通信系统常用移动通信系统 1.4 1.4 移动通信的基本技术移动通信的基本技术 第第 1 1 章章 概概 论论第第1 1章章 概概 论论 移动通信的含义移动通信的含义 一般是指通信双方一般是指通信双方至少有一方在移动至少有一方在移动的情况下进行的的情况下进行的信息传输和交换。信息传输和交换。 它也包括通信用户的位置存在变化，但通信过程中用它也包括通信用户的位置存在变化，但通信过程中用户不处于运动状态的情况。户不处于运动状态的情况。第第1 1章章 概概 论论 未来通信目标未来通信目标 在全球范围内逐步实现在全球范围内逐步实现全球一网全球一网（统一的网络结构），（统一的网络结构），每人一号每人一号

3、（一个身份号码），在任何时间、任何地点（海、（一个身份号码），在任何时间、任何地点（海、陆、空）以任何通信方式与任何对象（人或机器）进行任何陆、空）以任何通信方式与任何对象（人或机器）进行任何业务（语音、数据、图像等）的无缝隙、不间断通信。业务（语音、数据、图像等）的无缝隙、不间断通信。第第1 1章章 概概 论论 我们的目标我们的目标第第1 1章章 概概 论论 移动通信发展概况移动通信发展概况 经历了六个阶段：经历了六个阶段：第一阶段：第一阶段：2020世纪世纪2020年代至年代至4040年代年代第二阶段：第二阶段：2020世纪世纪4040年代中期至年代中期至6060年代初期年代初期 第三阶段

4、：第三阶段：2020世纪世纪6060年代中期至年代中期至7070年代中期年代中期第四阶段：从第四阶段：从2020世纪世纪7070年代中期至年代中期至8080年代中期年代中期第五阶段：从第五阶段：从2020世纪世纪8080年代中期开始年代中期开始第六阶段：从第六阶段：从20002000年前就已经开始（年前就已经开始（IMT-2000IMT-2000）正式开始算正式开始算代代第第1 1章章 概概 论论 现代移动通信的起步阶段。现代移动通信的起步阶段。 短波频段短波频段 （工作于（工作于2MHz2MHz）; ; 专用移动通信系统专用移动通信系统; ;例：例：19341934年，美国警察局采用年，美国

5、警察局采用AMAM制式的移动通信系统。制式的移动通信系统。19461946年，美国贝尔系统建立了世界上第一个公用汽车电话网。年，美国贝尔系统建立了世界上第一个公用汽车电话网。 人工交换和人工切换频率人工交换和人工切换频率. .第一阶段：第一阶段：2020世纪世纪2020年代至年代至4040年代年代 移动通信发展概况移动通信发展概况 应用：应用：船舶、汽车和飞机等船舶、汽车和飞机等专用专用无线通信系统及军事通信系统。无线通信系统及军事通信系统。第第1 1章章 概概 论论 美国贝尔实验室完成了人工交换系统的接续问题。美国贝尔实验室完成了人工交换系统的接续问题。特点：特点：专用移动网向公用移动网过渡

6、， 接续方式为人工，网络的容量较小。 第二阶段：第二阶段：2020世纪世纪4040年代中期至年代中期至6060年代初期年代初期 公用移动通信业务开始问世。公用移动通信业务开始问世。 主要用主要用150MHz VHF150MHz VHF频段频段; ; 移动通信发展概况移动通信发展概况 第第1 1章章 概概 论论 美国推出美国推出IMTSIMTS系统；系统； 采用大区制、中小容量；采用大区制、中小容量； 无线频道自动选择并能无线频道自动选择并能自动接续自动接续到公用电话网。到公用电话网。 第三阶段：第三阶段：2020世纪世纪6060年代中期至年代中期至7070年代中期年代中期 移动通信发展概况移动

7、通信发展概况 第第1 1章章 概概 论论 第四阶段：第四阶段：2020世纪世纪7070年代中期至年代中期至8080年代中期年代中期 蜂窝状的小区结构；蜂窝状的小区结构； 采用采用FDMAFDMA技术和频率复用；实现越区切换；技术和频率复用；实现越区切换； 调制方式为调制方式为FMFM； 业务种类单一，主要是话音业务；业务种类单一，主要是话音业务； 系统保密性差；系统保密性差； 频谱效率低。频谱效率低。 代表：美国代表：美国AMPSAMPS，英国，英国TACSTACS，北欧，北欧NMTNMT。主要特点：主要特点：蜂窝状移动通信网！蜂窝状移动通信网！ 第一代移动通信系统第一代移动通信系统（属于模拟

8、通信系统）。（属于模拟通信系统）。正式开始算正式开始算代代第第1 1章章 概概 论论 第五阶段：第五阶段：2020世纪世纪8080年代中期开始年代中期开始 第二代移动通信系统第二代移动通信系统（属于数字通信系统）（属于数字通信系统） 代表：欧洲代表：欧洲GSM、美国美国窄带窄带CDMA（N-CDMA）主要特点：主要特点： 频谱效率高；采用频谱效率高；采用GMSK、QPSK等调制技术；等调制技术； 业务范围扩大，除话音外还提供数据、图像等业务；业务范围扩大，除话音外还提供数据、图像等业务； 抗干扰强；抗干扰强； 系统安全保密性好；容易实现国际漫游；系统安全保密性好；容易实现国际漫游； 设备成本降

9、低，用户手机的体积和重量减少。设备成本降低，用户手机的体积和重量减少。不适合于传输高速数据及多媒体业务！不适合于传输高速数据及多媒体业务！第第1 1章章 概概 论论 3G系统与2G的根本不同在于： 3G：采用采用CDMA技术和分组交换技术，技术和分组交换技术， 实现实现更高的传输速率更高的传输速率达达2Mb/s。 2G：采用采用电路交换技术。电路交换技术。第六阶段：从第六阶段：从2000年前开始（年前开始（IMT-2000） 第三代移动通信系统：可提供移动宽带多媒体业务！第三代移动通信系统：可提供移动宽带多媒体业务！ 话音、网页浏览、收发电子邮件、可视电话、视话音、网页浏览、收发电子邮件、可视

10、电话、视频点播等多媒体业务。频点播等多媒体业务。 3G的业务：的业务： 3G的标准：的标准： WCDMA, 欧洲；欧洲； CDMA2000, 美国高通公司；美国高通公司； TD-SCDMA, 中国大唐电信；中国大唐电信；第第1 1章章 概概 论论 IMT-2000 的基本要求的基本要求频谱利用率高；频谱利用率高；服务质量好；服务质量好；高速传输支持多媒体业务高速传输支持多媒体业务 室内环境至少室内环境至少 2Mbps2Mbps； 步行环境至少步行环境至少 384kbps384kbps； 车速环境至少车速环境至少 144kbps144kbps； 卫星移动环境至少卫星移动环境至少 9.6kbps9

11、.6kbps；传输速率按需分配；传输速率按需分配；支持上、下行链路的不对称需求；支持上、下行链路的不对称需求；易于从第二代系统过渡；易于从第二代系统过渡；支持全球无缝漫游。支持全球无缝漫游。第第1 1章章 概概 论论 TDSCDMA发展历程发展历程开始开始TD-SCDMATD-SCDMA方面的研究方面的研究TD-SCDMATD-SCDMA提案形成提案形成TD-SCDMATD-SCDMA在3GPP会议在3GPP会议上通过，作为上通过，作为3GPP的提案3GPP的提案之一之一199019981999TD-SCDMATD-SCDMA与WCDMA 与WCDMA TDD技术融TDD技术融合合2000第第

12、1 1章章 概概 论论 WCDMA发展历程发展历程GSMGSM1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005GSM + GPRSGSM + GPRSWCDMAWCDMA演进与发展演进与发展第第1 1章章 概概 论论 第二代向第三代移动通信过渡第二代向第三代移动通信过渡1）GPRS（通用分组无线业务）（通用分组无线业务） 基于分组交换基于分组交换 可接入基于可接入基于TCP/IP的因特网和的因特网和X.25网络。网络。 可提供收发电子邮件、浏览网页等业务。可提供收发电子邮件、浏览网页等业务。2）EDGE（增强型数据速率的（增强型数据速率的GSM演化方案）演化方案）

13、3）CDMA2000-1X技术技术第第1 1章章 概概 论论 AMPSTACSNMT其它GSMCDMA IS-95TDMAIS-136PDC第一代第一代 80年代年代模拟模拟第二代第二代 90年代年代数字数字第三代第三代 IMT-2000WCDMAcdma2000需求驱动需求驱动需求驱动需求驱动模拟技术数数字字技技术术语音业务宽带带业务TD-SCDMA第第1 1章章 概概 论论 4G 标标 准准 LTE LTE 任何达到或超过任何达到或超过100Mbps的无线数据网络系统都可称为的无线数据网络系统都可称为4G。 4G核心优势：核心优势：高速率、低时延、大容量高速率、低时延、大容量！第第1 1章

14、章 概概 论论 第第1 1章章 概概 论论 第第1 1章章 概概 论论 第第1 1章章 概概 论论 第第1 1章章 概概 论论 第第1 1章章 概概 论论 国外国外4G发展情况发展情况诺西打通第一个准4G2009年5月18电信设备商诺基亚-西门子通过下一代移动通讯技术打了世界上第一个LTE电话。全球首个正式商用4G网络2010年 北欧TeliaSonera率先完成了4G网络的建设，并宣布开始在瑞典首都斯德哥尔摩、挪威首都奥斯陆提供4G服务，这也是全球正式商用的第一个4G网络。日本在2009年就把4G牌照分发给日本几大移动运营商NTT Docomo、软银移动、KDDI和e-Mobile公司。欧洲

15、英国和法国正计划4G LTE无线网络的实验测试。而且法国已经完成价值12.6亿美元的首批4G牌照拍卖。第第1 1章章 概概 论论 美国美国4G发展状况发展状况国际上4G的发展以美国最为快速，看看这美国4G试点的分布图，涵盖了重点发达城市。第第1 1章章 概概 论论 第第1 1章章 概概 论论 关于关于5G 5G与与4G、3G、2G不同，不同，5G并不是一个单一的无线接入技术，并不是一个单一的无线接入技术，也不是几个全新的无线接入技术，而是也不是几个全新的无线接入技术，而是多种新型无线接入技术和多种新型无线接入技术和现有无线接入技术（现有无线接入技术（4G后向演进技术）集成后的解决方案总称。后向

16、演进技术）集成后的解决方案总称。从某种程度上讲，从某种程度上讲，5G是一个真正意义上的融合网络，是传输速率是一个真正意义上的融合网络，是传输速率可以达到可以达到10Gbps的移动通信技术。的移动通信技术。 与与4G网络相比，网络相比，5G网络不仅传输速率更高，而且在传输中呈现网络不仅传输速率更高，而且在传输中呈现出低时延、高可靠、低功耗的特点，低功耗能更好地出低时延、高可靠、低功耗的特点，低功耗能更好地支持物联网支持物联网应用。应用。 关于关于5G的研究全球是从的研究全球是从2012年开始，中国于年开始，中国于2013年年4月启动。月启动。 5G何时能商用？何时能商用？ 2020年！日本运营商

17、年！日本运营商NTT DoCoMo 2013年年10月表示，考虑在月表示，考虑在2020年东京奥运会前商用年东京奥运会前商用5G。 第第1 1章章 概概 论论 我国移动通信发展概况我国移动通信发展概况1） A网和网和B网（模拟网）的发展网（模拟网）的发展 2） G网的发展网的发展 3） D网的发展网的发展 4） GPRS网的发展网的发展 5） C网的发展网的发展 6） 3G的发展的发展7） 4G的发展的发展 第第1 1章章 概概 论论 我国移动通信发展概况我国移动通信发展概况（1） A网和网和B网（模拟网）的发展网（模拟网）的发展 1987年，采用爱立信和摩托罗拉移动电话系统，形成年，采用爱立

18、信和摩托罗拉移动电话系统，形成A网、网、B网两个系统；网两个系统； 1996年实现全国联网；年实现全国联网； 2001年底，我国关闭了模拟网。年底，我国关闭了模拟网。全国只有全国只有700用户，到了用户，到了1995年跃升到年跃升到520万户。万户。第第1 1章章 概概 论论 我国移动通信发展概况我国移动通信发展概况（2） G网的发展网的发展 1993年，开始建年，开始建“全球通（全球通（GSM）”数字移动通信网数字移动通信网 工作于工作于900MHz。（3） D网的发展网的发展指指DCS1800系统，它的基本体制与系统，它的基本体制与GSM900完全一致，完全一致，但工作于但工作于1800M

19、Hz频段。频段。（4） GPRS网的发展网的发展 2002年年5月，中国移动正式开通月，中国移动正式开通GPRS网络；网络； 采用分组交换技术。采用分组交换技术。（1） A网和网和B网（模拟网）的发展网（模拟网）的发展 第第1 1章章 概概 论论 我国移动通信发展概况我国移动通信发展概况（5） C 网的发展网的发展 CDMA网几乎与网几乎与G网同时建设的，早期称为网同时建设的，早期称为长城网长城网。 2001年年5月，联通开始建设月，联通开始建设IS-95B系统；系统； 2002年年1月，正式放号开通；月，正式放号开通； 2002年年6月，又开始了月，又开始了1X的升级。的升级。第第1 1章章

20、 概概 论论 我国移动通信发展概况我国移动通信发展概况（6） 3G的发展的发展 2000年初开始年初开始3G的标准化工作的标准化工作;TD-SCDMA无线传输技术是我国第一项无线传输技术是我国第一项ITU接纳接纳的标准建议；的标准建议； 2009年年1月月7日日，工业和信息化部发放，工业和信息化部发放 3 张张 3G 牌照。牌照。TD-SCDMA：中国移动：中国移动 CDMA2000： 中国电信中国电信 WCDMA： 中国联通中国联通第第1 1章章 概概 论论 核心频段核心频段120MHz： 我国三家运营商的我国三家运营商的3G频段频段补充频段补充频段100MHz：2300 - 2400MHz

21、。 基于基于FDD模式（模式（cdma2000 和和 WCDMA）1755 - 1785MHz，1850 - 1880MHz。 基于基于TDD模式（模式（TD-SCDMA）核心频段核心频段55MHz：1880 - 1920MHz，2110 - 2125MHz；补充频段补充频段60MHz：1920 - 1980MHz，2110 - 2170MHz；第第1 1章章 概概 论论 （6）4G的发展的发展 中国移动，中国移动，2013.12.4 中国联通，中国联通，2014.3.18 中国电信，中国电信，2014.2.14TD-LTE牌照牌照 2013年年12月月4日，工信部正式向三大运营商发放日，工信

22、部正式向三大运营商发放TD-LTE 4G牌照，标牌照，标志着中国志着中国4G时代的正式开启。时代的正式开启。 2015年年2月月27日工业和信息化部正式向中国电信、中国联通发放了日工业和信息化部正式向中国电信、中国联通发放了FDD网络制式的网络制式的4G经营许可。至此，全球经营许可。至此，全球TD-LTE和和LTE-FDD两种两种4G网络制式在我国全面铺开，高速网络时代随之到来，同时三大运营商也网络制式在我国全面铺开，高速网络时代随之到来，同时三大运营商也全面进入全面进入4G时代。时代。 LTE-FDD牌照牌照中国电信中国电信中国联通中国联通 2015.2.27 截至2014年底，我国已建成全

23、球最大的4G网络，拥有4G用户达9728万户，其中90%以上是中国移动TD-LTE 4G制式的用户。 第第1 1章章 概概 论论 第第1 1章章 概概 论论 第第1 1章章 概概 论论 第第1 1章章 概概 论论 蜂窝电话系统的演进过程第第1 1章章 概概 论论 多多普勒频移：普勒频移：1.1 1.1 移动通信的主要特点移动通信的主要特点1. 1. 移动通信必须利用无线电波进行信息传输移动通信必须利用无线电波进行信息传输 位置不受束缚，但无线电波的传播特性一般都很差。位置不受束缚，但无线电波的传播特性一般都很差。 弥散损耗：弥散损耗： 阴影效应：阴影效应：地形、地物的遮蔽。地形、地物的遮蔽。

24、多径效应：多径效应：第第1 1章章 概概 论论 图图 电波传播路径损耗和多径衰落电波传播路径损耗和多径衰落阴影效应、多径效应阴影效应、多径效应第第1 1章章 概概 论论 当发射源与接收体之间存在相对运动时当发射源与接收体之间存在相对运动时, ,接收接收体接收的发射源发射信息的频率与发射源发射信体接收的发射源发射信息的频率与发射源发射信息频率不相同。息频率不相同。多普勒效应与多普勒频移多普勒效应与多普勒频移多普勒效应：多普勒效应：多普勒频移：多普勒频移：vfcos : :接收频率与发射频率之差。接收频率与发射频率之差。f第第1 1章章 概概 论论 2.2.移动通信是在复杂的干扰环境中运行的移动通

25、信是在复杂的干扰环境中运行的常见的外部干扰，有天电干扰、工业干扰和信道噪声。常见的外部干扰，有天电干扰、工业干扰和信道噪声。 邻道干扰邻道干扰 互调干扰互调干扰 共道干扰共道干扰 多址干扰多址干扰 由大气放电现象产生的天电干扰；由大气放电现象产生的天电干扰； 由各种能够产生电火花或电弧的工业设备所造成的工业用电干扰。由各种能够产生电火花或电弧的工业设备所造成的工业用电干扰。 除此，还会有：除此，还会有： 远近效应远近效应第第1 1章章 概概 论论 研究各种新技术和新措施，提高频谱利用率。研究各种新技术和新措施，提高频谱利用率。 3. 可利用的频谱资源非常有限，而移动通信业务量的需求却可利用的频

26、谱资源非常有限，而移动通信业务量的需求却与日俱增。与日俱增。 开辟和启用新的频段；开辟和启用新的频段；第第1 1章章 概概 论论 4.4.移动通信系统的网络结构多种多样，网络管理移动通信系统的网络结构多种多样，网络管理和控制必须有效。和控制必须有效。 用户登记、定位，用户登记、定位， 通信链路的建立和拆除，通信链路的建立和拆除， 信道的分配和管理，信道的分配和管理， 通信的计费、鉴权、安全保密管理，通信的计费、鉴权、安全保密管理， 用户过区切换和漫游控制等。用户过区切换和漫游控制等。 带状网、面状网、立体状网；带状网、面状网、立体状网；第第1 1章章 概概 论论 5.5.移动通信设备移动通信设

27、备( (主要是移动台主要是移动台) )必须适于在必须适于在移动环境中使用。移动环境中使用。 对车载台和机载台还应保证在震动、冲击、高低温对车载台和机载台还应保证在震动、冲击、高低温变化等恶劣环境中正常工作。变化等恶劣环境中正常工作。 对手机的主要要求是体积小、重量轻、省电、操对手机的主要要求是体积小、重量轻、省电、操作简单和携带方便。作简单和携带方便。第第1 1章章 概概 论论 1.2 1.2 移动通信系统的分类移动通信系统的分类单向传输单向传输双向传输双向传输广播式广播式（无线电寻呼系统）无线电寻呼系统）应答式应答式单工单工双工双工半双工半双工第第1 1章章 概概 论论 1.2.1 1.2.

28、1 工作方式工作方式1. 1. 单工通信单工通信是指通信双方电台交替地进行收信和发信。是指通信双方电台交替地进行收信和发信。特点：特点：设备简单、功耗小，但操作不方便，会出现断断设备简单、功耗小，但操作不方便，会出现断断续续的现象。续续的现象。因此，适用于用户少、专业性强的移动通信系统中。因此，适用于用户少、专业性强的移动通信系统中。第第1 1章章 概概 论论 移动台采用单工的移动台采用单工的“按讲按讲”方式，而接收机总是工作的。方式，而接收机总是工作的。基站工作情况与双工方式完全相同。基站工作情况与双工方式完全相同。 2. 2. 半双工通信半双工通信基 站移 动 台双 工 器发 射 机接 收

29、 机f2f1送 话 器受 话 器发 射 机接 收 机送 受 话 器f1(f2)f1(f1)PTTf f1 1f f1 1f f2 2f f2 2特点：特点：设备简单、功耗小，克服了通话断断续续的现象，但设备简单、功耗小，克服了通话断断续续的现象，但操作仍不太方便。操作仍不太方便。因此属于专业移动通信系统，如汽车调度系统。因此属于专业移动通信系统，如汽车调度系统。第第1 1章章 概概 论论 3. 3. 双工通信双工通信 ：指通信双方可同时进行传输消息的工作方式。：指通信双方可同时进行传输消息的工作方式。双工器：双工器：特点：特点：使用方便，无须收发控制。使用方便，无须收发控制。 由于收发信机同时

30、工作，故电源耗电量较大。由于收发信机同时工作，故电源耗电量较大。相当于一个滤波器，主要用来隔离收信机相当于一个滤波器，主要用来隔离收信机 和发信机间的能量。和发信机间的能量。第第1 1章章 概概 论论 双工技术比较双工技术比较5MHz时间时间频率频率下行上行下行上行下行信道下行信道时间时间频率频率5MHz5MHz上行信道上行信道频分双工技术频分双工技术时分双工技术时分双工技术 FDD TDD ：在同一时间提供两条单工信道。：在同一时间提供两条单工信道。：在同一频率提供两条单工信道。：在同一频率提供两条单工信道。双向通信，可以以频率分开，也可以一时间分开！双向通信，可以以频率分开，也可以一时间分

31、开！第第1 1章章 概概 论论 1.3 常用移动通信系统常用移动通信系统无线电寻呼系统无线电寻呼系统蜂窝移动通信系统蜂窝移动通信系统无绳电话系统无绳电话系统集群移动通信系统集群移动通信系统移动卫星通信系统移动卫星通信系统分组无线网分组无线网第第1 1章章 概概 论论 无线电寻呼系统是一种单向通信系统。无线电寻呼系统是一种单向通信系统。1.3.1 1.3.1 无线电寻呼系统无线电寻呼系统无线电寻呼系统示意图无线电寻呼系统示意图第第1 1章章 概概 论论 1.3.2 1.3.2 蜂窝移动通信系统蜂窝移动通信系统1.1.早期的移动通信系统：早期的移动通信系统：大区覆盖大区覆盖 大功率的发射机；大功率

32、的发射机； 采用高架天线；采用高架天线； 覆盖半径可达几十公里；覆盖半径可达几十公里； 例如，例如，2020世纪世纪7070年代美国纽约开通的年代美国纽约开通的IMTSIMTS系统。仅能系统。仅能提供提供1212对信道。对信道。 只适用于小容量通信网。只适用于小容量通信网。第第1 1章章 概概 论论 2.2.蜂窝通信网络蜂窝通信网络小区覆盖小区覆盖大区覆盖大区覆盖第第1 1章章 概概 论论 小区覆盖的相关概念小区覆盖的相关概念区群与频率再用：区群与频率再用：把若干相邻小区按一定数目划分成区群，把若干相邻小区按一定数目划分成区群，并把可供使用的无线频道分成若干个频率组，区群内各小区并把可供使用的

33、无线频道分成若干个频率组，区群内各小区均使用不同的频率组，而任一小区所使用的频率组，在其它均使用不同的频率组，而任一小区所使用的频率组，在其它区群相应的小区中还可以再用，这就是频率再用。区群相应的小区中还可以再用，这就是频率再用。第第1 1章章 概概 论论 越区切换的概念越区切换的概念 当当MS从一个小区进入另一相邻的小区时，其工作频率及从一个小区进入另一相邻的小区时，其工作频率及BS与与MSC所用的接续链路必须从它离开的小区转换到正在所用的接续链路必须从它离开的小区转换到正在进入的小区，这个过程称为进入的小区，这个过程称为越区切换。越区切换。1、越区切换的定义、越区切换的定义第第1 1章章

34、概概 论论 越区切换的概念越区切换的概念2 2、对越区切换的要求、对越区切换的要求必须准确可靠，且不影响通信中的话音质量。必须准确可靠，且不影响通信中的话音质量。 是移动通信系统利用众多小区是移动通信系统利用众多小区实现大面积覆盖的必要条件。实现大面积覆盖的必要条件。3 3、越区切换的重要性、越区切换的重要性第第1 1章章 概概 论论 蜂窝移动通信系统的示意图蜂窝移动通信系统的示意图 MSC:MSC:在网中起控制和管理作用，在网中起控制和管理作用，具体：具体： MSC MSC是移动通信网和是移动通信网和PSTNPSTN网的接口单元，既保证网中网的接口单元，既保证网中移动用户之间的通信，又保证移

35、动用户和有线用户之间的移动用户之间的通信，又保证移动用户和有线用户之间的通信。通信。1 1）对所在地区已注册登记的）对所在地区已注册登记的用户实施频道分配；用户实施频道分配；2 2）建立呼叫；）建立呼叫；3 3）进行频道切换；）进行频道切换；4 4）提供系统维护和性能测试；）提供系统维护和性能测试；5 5）存储计费信息等。）存储计费信息等。第第1 1章章 概概 论论 几种模拟蜂窝移动通信系统几种模拟蜂窝移动通信系统 第第1 1章章 概概 论论 1.3.3 无绳电话系统无绳电话系统早期无绳电话机：俗称子母机。早期无绳电话机：俗称子母机。 无绳电话的手机、座机与电信点所无绳电话的手机、座机与电信点

36、所发射的功率发射的功率均在均在10mW 以以下，下，无线覆盖半径无线覆盖半径约在约在100 m左右。左右。1、无绳电话系统示意图、无绳电话系统示意图是一种以市话网为基础的低功率小范围传输系统。是一种以市话网为基础的低功率小范围传输系统。第第1 1章章 概概 论论 朝着网络化的方向发展。朝着网络化的方向发展。 CT1、CT1+模拟式的，属第一代系统；模拟式的，属第一代系统； CT2、CT2+、DECT、PHS、PACS数字式的，属于第二代系统；数字式的，属于第二代系统； 我国用以我国用以PHS技术为基础的技术为基础的“小灵通小灵通”系统。系统。2、无绳电话系统的发展、无绳电话系统的发展第第1 1

37、章章 概概 论论 3 3、公用无绳电话系统示意图、公用无绳电话系统示意图无绳电话的特点：无绳电话的特点： 设备复杂性较低、话音传输质量好，适用于步行等设备复杂性较低、话音传输质量好，适用于步行等低速移动的用户。低速移动的用户。缺点：缺点：所需基站数量多，且微小区制不能支持高速移动。所需基站数量多，且微小区制不能支持高速移动。第第1 1章章 概概 论论 几种无绳电话系统的主要参数几种无绳电话系统的主要参数 第第1 1章章 概概 论论 把一些由各部门分散建立的专用通信网集中起来，把一些由各部门分散建立的专用通信网集中起来，统一建网和管理，并动态地利用分配给它们的有限个频统一建网和管理，并动态地利用

38、分配给它们的有限个频道，以容纳数目更多的用户；道，以容纳数目更多的用户；1.3.4 1.3.4 集群移动通信系统集群移动通信系统1.1.集群的概念集群的概念 改进频道共用的方式。改进频道共用的方式。基本技术是频率共用技术。基本技术是频率共用技术。 其主要做法是：其主要做法是： 集群移动通信系统属于调度系统的专用通信网。集群移动通信系统属于调度系统的专用通信网。第第1 1章章 概概 论论 2、集群系统示意图、集群系统示意图第第1 1章章 概概 论论 3 3、集群方式、集群方式消息集群：消息集群：传输集群：传输集群：准传输集群：准传输集群：按通信占用频道的方式，分为：按通信占用频道的方式，分为：第

39、第1 1章章 概概 论论 4. 4. 集群系统的用途和特点集群系统的用途和特点 属属专用专用移动通信网；移动通信网； 具有一定的具有一定的限时限时功能；功能； 主要业务主要业务是无线用户和无线用户之间的通信；是无线用户和无线用户之间的通信； 一般采用一般采用半双工半双工( (现已有全双工产品现已有全双工产品) ) 方式；方式； 主要以主要以改进频道共用技术改进频道共用技术提高系统的频率利用率。提高系统的频率利用率。第第1 1章章 概概 论论 集群移动通信系统集群移动通信系统蜂窝移动通信系统蜂窝移动通信系统 用途用途 专用网，生产调度指挥用专用网，生产调度指挥用 公众网公众网网络种类网络种类大区

40、制，一般半径为大区制，一般半径为 2030km小区制，一般半径为小区制，一般半径为0.510km工作频段工作频段 以以800MHz为主为主除除800/900MHz，还有，还有1.8GHz通信方式通信方式 单工、半双工单工、半双工 全双工全双工业务种类业务种类 电话、传真、数据等电话、传真、数据等电话为主、低速数据，电话为主、低速数据，3G移移动通信可提供多媒体业务动通信可提供多媒体业务联网方式联网方式 以本网为主，可与以本网为主，可与PSTN、PABX连接连接 与与PSTN连接，可实现全国、连接，可实现全国、 全球漫游全球漫游调度功能调度功能有级别优先、组呼、群呼、有级别优先、组呼、群呼、紧急

41、呼叫、强拆、强插等紧急呼叫、强拆、强插等 无调度功能无调度功能 越区、越区、漫游功能漫游功能无越区切换功能，不联网时无越区切换功能，不联网时无需自动漫游功能无需自动漫游功能 必须有越区、漫游功能必须有越区、漫游功能第第1 1章章 概概 论论 1.3.5 移动卫星通信系统移动卫星通信系统 利用卫星中继，在海上、空中和地形复杂而人口稀疏利用卫星中继，在海上、空中和地形复杂而人口稀疏的地区中实现移动通信。的地区中实现移动通信。第第1 1章章 概概 论论 1.3.5 1.3.5 移动卫星通信系统移动卫星通信系统第一类第一类：同步轨道移动卫星系统：同步轨道移动卫星系统即卫星在运行中和地球的自转保持同步的

42、一种方式。即卫星在运行中和地球的自转保持同步的一种方式。 三颗三颗卫星实现全球覆盖。卫星实现全球覆盖。 主要分为两大类主要分为两大类第二类：第二类：中低轨道的移动卫星系统中低轨道的移动卫星系统 “铱铱”系统系统第第1 1章章 概概 论论 用三颗卫星来实现全球覆盖用三颗卫星来实现全球覆盖第第1 1章章 概概 论论 “铱铱” (IRIDIUM)系统系统 美国美国Motorola公司提出的。开公司提出的。开始计划设置始计划设置7条圆形轨道均匀分条圆形轨道均匀分布于地球的极地方向，每条轨道布于地球的极地方向，每条轨道上有上有11颗卫星，总共有颗卫星，总共有77颗卫星颗卫星在地球上空运行。在地球上空运行

43、。 铱系统能实现全球覆盖，能为边远地区提供通信服务，铱系统能实现全球覆盖，能为边远地区提供通信服务，也能为陆海空移动用户提供立体通信服务。也能为陆海空移动用户提供立体通信服务。低轨道的移动卫星系统低轨道的移动卫星系统“銥銥”系统系统 2000年年3月月17日宣布破产日宣布破产!第第1 1章章 概概 论论 卫星轨道高度：卫星轨道高度：780km，是同步轨道卫星的，是同步轨道卫星的1/46； 手持终端在手持终端在 L (1.0 -2.0 GHz) 波段工作，功率波段工作，功率0.4W； 多址方式：多址方式：TDMA 双工方式：双工方式：TDD 提供业务：话音、数据和寻呼。提供业务：话音、数据和寻呼

44、。 卫星直径卫星直径 1 m，高，高 2 m，重，重 341kg； 平均工作寿命平均工作寿命5年，年，1998年投入运行。年投入运行。低轨道的移动卫星系统低轨道的移动卫星系统“銥銥”系统系统主要参数：主要参数：第第1 1章章 概概 论论 同步轨道移动卫星系统同步轨道移动卫星系统 第第1 1章章 概概 论论 低轨道移动卫星通信系统低轨道移动卫星通信系统第第1 1章章 概概 论论 移动通信所涉及的基本技术移动通信所涉及的基本技术 多址技术多址技术调制解调技术调制解调技术信道编译码技术信道编译码技术信源编码技术信源编码技术抗干扰技术抗干扰技术加密技术加密技术组网技术组网技术天线技术天线技术信道机射频

45、技术信道机射频技术分集接收技术分集接收技术. .第第1 1章章 概概 论论 移动通信所涉及的移动通信所涉及的应用技术应用技术电波传播与信道建模电波传播与信道建模系统级仿真系统级仿真数字信号处理数字信号处理(DSP)集成电路设计集成电路设计(SOC、FPGA)控制与通信协议控制与通信协议软件无线电软件无线电高频与微波高频与微波无线资源管理无线资源管理网络设计网络设计 第第1 1章章 概概 论论 1.4 移动通信的基本技术移动通信的基本技术1.4.1调制技术调制技术 线性调制技术线性调制技术 恒定包络恒定包络(连续相位连续相位)调制技术调制技术 包括包括PSK, QPSK, DQPSK, OK-Q

46、PSK, /4 DQPSK 和多电平和多电平PSK等。等。 包括包括MSK、GMSK、GFSK和和TFM等。其他有：等。其他有：QAM，OFDM等。等。 要求通信设备从频率变换到放大和发射的过程中保持充分的线性。要求通信设备从频率变换到放大和发射的过程中保持充分的线性。优点：优点：已调信号具有相对窄的功率谱和对放大设备没有已调信号具有相对窄的功率谱和对放大设备没有线性要求。线性要求。不足不足: 其频谱利用率通常低于线性调制技术。其频谱利用率通常低于线性调制技术。 第第1 1章章 概概 论论 1.4.2 1.4.2 移动信道中电波传播特性的研究移动信道中电波传播特性的研究 理论分析方法理论分析方

47、法 实测分析方法实测分析方法 通常用射线表示电磁波束的传播，在确定收发天线的通常用射线表示电磁波束的传播，在确定收发天线的高度、位置和周围环境的具体特征后，高度、位置和周围环境的具体特征后，根据直射、根据直射、 折射、折射、反射、散射、透射等波动现象，反射、散射、透射等波动现象，用电磁波理论计算电波传用电磁波理论计算电波传播的路径损耗及有关信道参数。播的路径损耗及有关信道参数。 在典型的传播环境中进行现场测试，并用计算机对大在典型的传播环境中进行现场测试，并用计算机对大量实测数据进行统计分析，以建立预测模型量实测数据进行统计分析，以建立预测模型( (如冲击响应模如冲击响应模型型) )，进行传播预测。，进行传播预测。第第1 1章章 概概 论论 1.4.3 多址方式多址方式频分多址频分多址(FDMA)时分多址时分多址(TDMA)码分多址码分多址(CDMA) 基本类型：基本类型： 混合多址方式：混合多址方式：FDMA / TDMAFDMA / CDMATDMA / CDMA 未来移动通信系统中，为提高传输速率，可用未来移动通信系统中，为提高传输速率，可用OFDM 和和 CDMA 相结合的多址方式。相结合的多址方式。第第1 1章章 概概 论论 1.4.4 1.4.4