移动通信简介PPT

移动通信

湖南省建筑设计院建筑智能化设计研究所目录移动通信概述1多址接入技术2蜂窝通信系统3未来发展方向4湖南省建筑设计院建筑智能化设计研究所一、移动通信概述湖南省建筑设计院建筑智能化设计研究所移动通信概述什么是移动通信？

用无线通信技术来完成移动终端之间或者移动终端与固定终端之间的信息传递。移动通信的最终目标是什么？

5W+4Z实现任何人可在任何地方、任何时间、以任何方式与其他任何人进行任何种类的通信。移动化、个性化、智能化和虚拟化。湖南省建筑设计院建筑智能化设计研究所通信系统性能通信系统性能主要技术指标传输速度信噪比误码率信道容量湖南省建筑设计院建筑智能化设计研究所二、多址接入技术湖南省建筑设计院建筑智能化设计研究所多址接入技术频分多址FDMA-按频道划分用户，频带独享，时间共享时分多址TDMA-按时隙划分用户，时隙独享，频率共享码分多址CDMA-按码型划分用户，时隙/频率共享湖南省建筑设计院建筑智能化设计研究所频分多址FDMA含义：每个用户占用一个频率用户标识：频道号特点简单、容易实现，适用于模拟和数字信号以频率复用为基础，以频带划分各个小区需要严格的频率规划，是频率受限和干扰受限系统对功控的要求不严，硬件设备取决于频率规划和频道设置基站由多部不同载波频率的发射机同时工作应用：模拟/数字蜂窝移动通信系统湖南省建筑设计院建筑智能化设计研究所时分多址TDMA含义：每个用户占用一个时隙用户标识：时隙特点以频率复用为基础，小区内以时隙区分用户每个时隙传输一路数字信号，软件对时隙动态配置需要严格的系统定时同步对功控的要求不严是时隙受限和干扰受限系统TDD模式下，上下行信道信息可以共享应用：GSM系统湖南省建筑设计院建筑智能化设计研究所码分多址CDMA含义：每个用户使用一种码型，频率/时隙共享用户标识：码型特点每个基站只需要一个射频系统每个码传输一路数字信号每个用户共享时间和频率是一个多址干扰受限系统需要定时同步软容量、软切换，系统容量大抗衰落、抗多径能力强应用：WCDMA/CDMA2000/TD-SCDMA系统湖南省建筑设计院建筑智能化设计研究所三、蜂窝通信系统湖南省建筑设计院建筑智能化设计研究所蜂窝系统-小区制系统通过控制发射功率使得频谱资源在一个大区内的不同小区间重复利用；将所要覆盖的区域划分为若干个小区，每个小区的半径可视用户的分布密度设置在1~10km左右，在小区内设置一个基站为本小区内的用户服务；特点：用户容量大，服务性能好，频率利用率较高，用户终端小巧且电池使用时间长，辐射小等。问题：系统复杂，越区切换，漫游，位置登记，更新及管理以及系统鉴权等。蜂窝分类宏蜂窝2-20km微蜂窝0.4-2km微微蜂窝<400m分层蜂窝（由多种蜂窝组成）湖南省建筑设计院建筑智能化设计研究所蜂窝系统通信发展湖南省建筑设计院建筑智能化设计研究所第一代模拟蜂窝移动通信系统历史回顾：1978年，美国的贝尔实验室成功开发了AMPS（AdvanceMobilePhoneSystem)系统，实现了真正商业意义上可以随时随地通信的大容量蜂窝移动通信系统。1987年，中国首个TACS制式模拟移动电话系统建成商用，之后AMPS也曾引入中国。主要标准：美国的AMPS、欧洲的TACS、英国的ETACS、欧洲的NMT-450及NMT-900、日本的NTT及JTACS/NTACS主要特点：用户的接入方式采用频分多址，当一个呼叫建立后，用户一直占用一个频段直至呼叫结束。调制方式：FM信道带宽：30KHZ(AMPS)，25KHZ(TACS)业务种类单一，主要是语音业务。系统保密性较差频谱利用率低，有线的频谱资源与无限的用户容量之间矛盾突出湖南省建筑设计院建筑智能化设计研究所第二代数字蜂窝移动通信系统GSM历史回顾：1992年，第一个数字蜂窝移动通信系统-欧洲GSM（GlobalSystemMobileCommunication）网络在欧洲开始铺设，由于其优越性能，在全球范围内以惊人速度扩张，目前已是全球最大的蜂窝通信系统。1993年，中国的第一个全数字移动通信系统GSM建成开通，之后中国电信（现中国移动）和中国联通均采用GSM。主要标准：GSM、美国D-AMPS，IS136和日本PDC主要特点：微蜂窝小区结构数字化技术-语音信号数字化新的调制方式-GMSK、QPSK等TDMA/FDMA/FDD频谱利用率高，系统容量大便于实现通信安全保密湖南省建筑设计院建筑智能化设计研究所第二代数字蜂窝移动通信系统CDMA历史回顾：1995年，美国的高通公司（Qualcomm）提出了采用码分多址CDMA方式的数字蜂窝系统技术解决方案IS-95CDMA。目前在全球多个国家广泛使用。主要特点用户的接入方式采用码分多址（CDMA/FDMA/FDD）软容量、软切换，系统容量大抗多径衰落可运用语音激活、分集接收等先进技术湖南省建筑设计院建筑智能化设计研究所第三代数字蜂窝移动通信系统3G的主要特点：支持移动多媒体业务宽带CDMA技术高频谱效率FDMA/TDMA/CDMA从电路交换到分组交换从媒体到多媒体高保密性全球范围无缝漫游系统微蜂窝系统湖南省建筑设计院建筑智能化设计研究所TD-SCDMA技术标准工作在TDD方式下，在CDMA的基础上，引入了TDMA的性质，把一帧分成几个时隙，每个时隙可以用作上行或者下行，一个时隙内的用户用不同的码字来区分。TDD系统特别适用于上下行不对称，具有不同数据传输速率的业务；此外其上下行链路由于工作于同一频率，使之便于使用诸如智能天线等新技术，达到提高性能、降低成本的目的。TD-SCDMA系统有以下技术特点:

时分双工上行同步采用智能天线采用联合检测技术采用动态信道分配（DCA）采用接力切换湖南省建筑设计院建筑智能化设计研究所TD-SCDMA系统主要参数多址技术时分CDMA信道带宽1.6MHz码片速率1.28Mcps双工方式TDD基站间同步方式同步话音编码AMR话音编码帧长10ms信道化码正交可变扩频因子（OVSF）码相干检测导频辅助的相干检测调制方式QPSK，高速率（2Mbps）采用8PSK功率控制上行为开环功率控制下行为闭环功率控制（1.4KHz）信道编码卷积码和Turbo码湖南省建筑设计院建筑智能化设计研究所WCDMA技术标准UMTS系统由UE（用户设备）、UTRAN（陆地无线接入网）以及CN（核心网）组成。核心网部分基于GSM/GPRS的网络进行演进以保持与GSM/GPRS网络的兼容性，核心网可以基于ATM和IP技术，并以全IP的网络结构为发展方向。UTRAN和UE之间的空中接口采用WCDMA的无线接入技术，最高可支持2Mbps的数据速率。WCDMA支持FDD与TDD的工作方式，分别称为UTRAFDD与UTRATDD。WCDMA系统有以下技术特点:

系统带宽为5MHz、码片速率为3.84Mcps支持频分双工（FDD）与时分双工（TDD）的工作模式支持异步基站操作支持基于导频信号的相干检测支持不同的信道编码功率控制技术支持多用户检测和自适应智能天线湖南省建筑设计院建筑智能化设计研究所WCDMA系统主要参数多址技术CDMA（直接序列扩频）信道带宽5MHz码片速率3.84Mcps双工方式FDD/TDD基站间同步方式异步/同步话音编码AMR话音编码帧长10ms下行链路扩频方式Walsh序列划分信道，Gold序列区分小区上行链路扩频方式Walsh序列划分信道，Gold序列区分用户相干检测下行链路：公共导频信道和用户专用的时分复用导频上行链路：用户专用的时分复用导频调制方式下行链路：QPSK上行链路：BPSK功率控制开环结合快速闭环功率控制（1.5KHz）信道编码卷积码、RS码和Turbo码发射分集方式（可选）空时发射分集STTD与时分发射分集TSTD湖南省建筑设计院建筑智能化设计研究所CDMA2000的空中接口基于宽带CDMA技术，采用该技术在快速移动环境、步行环境、以及固定位置环境下，均可达到或超过IMT-2000的技术指标要求。CDMA2000支持从2G系统的演进，具有以下一些特性：宽松的性能范围：支持从话音到低速数据、到非常高速的分组和电路数据业务；提供多种复合的业务：仅传话音、同时传话音和数据、仅传数据和定位业务；具有先进的多媒体服务质量（QoS）控制能力，支持多路话音、高速分组数据同时传送；与现存的IS-95系统具有无缝的互操作性和切换能力；具有从IS-95系统平滑演进的能力；CDMA2000技术标准（1）湖南省建筑设计院建筑智能化设计研究所CDMA2000技术标准（2）实际上，CDMA2000的研究重点都是关于CDMA20001x，CDMA20001x独立使用一个1.25MHz的载波，前反向链路上都使用码片速率为1.2288Mcps的直接序列扩频。与IS-95相比，CDMA20001x系统的性能有了很大的提高。从理论分析结果来看，如果用于传送语音业务，CDMA20001x系统的总容量是IS95系统的2倍；如果传送数据业务，CDMA20001x的系统总容量是IS95系统的3.2倍。CDMA20001x系统承载高速数据业务时，对于速率集1，最高速率可达到153.6Kbps或307.2Kbps；对于速率集2，最高速率可达到230.4Kbps。湖南省建筑设计院建筑智能化设计研究所CDMA2000技术标准（3）

与IS-95系统相比，CDMA20001X系统有以下技术特点：

增加了反向导频信道

前向链路采用快速功率控制引入了Turbo编码支持传输发射分集引入快速寻呼信道定义新的接入方式湖南省建筑设计院建筑智能化设计研究所多址技术CDMA（多载波和直接序列扩频）信道带宽N×1.25MHz，N=1,3,6,9,12码片速率N×1.2288Mcps双工方式FDD基站间同步方式同步话音编码8k/13k的QCELP或者8k的EVRC语音编码帧长20ms下行链路扩频方式Walsh序列划分信道，PN短码的不同相位偏移区分小区上行链路扩频方式Walsh序列划分信道，PN长码的不同相位偏移区分用户相干检测下行链路：公共导频信道和辅助导频上行链路：用户专用的导频信道调制方式下行链路：QPSK上行链路：BPSK功率控制开环结合快速闭环功率控制（800Hz）信道编码卷积码和Turbo码发射分集方式（可选）正交发射分集OTD与空时扩展分集STSCDMA2000系统主要参数湖南省建筑设计院建筑智能化设计研究所三代通信系统基本参数1G频段：800/900MHz速率：只能传输语音数据2G频段：900/1800/1900MHz速率：9.6Kpbs3G频段：806～960/1710～1885MHz/2500～2690MHzMHz

速率：室内2Mbps、室外384kbps、行车144kbps湖南省建筑设计院建筑智能化设计研究所移动数据业务发展方向湖南省建筑设计院建筑智能化设计研究所GPRS（通用分组无线业务）系统历史回顾：GPRS是1993年应该BTCellnet公司提出的GSM向3G过渡的一种技术。GPRS采用与GSM相同的频段、频段宽度、突发结构、无线调制标准、跳频规则以及相同的TDMA帧结构，面向用户提供移动分组的IP或者X.25连接，从而为用户同时提供语音与数据业务。从外部看，GPRS同时是Internet的一个子网。主要特点：采用了分组交换技术，优化了对网络资源和无线资源的利用支持中、高速数据传输，可提供9.05~171.2kb/s的数据传输速率定义了四种新的编码方案：CS1、CS2、CS3和CS4网络接入速度快，提供了与现有数据网的无缝连接基于标准数据通信协议的应用，采用IP技术，底层采用多种传输技术，可与IP网、X.25网互通支持特定的点到点和点到多点服务，以实现一些特殊应用安全功能同现有的GSM安全功能一样基于数据流量、业务类型及服务质量等级（QoS）计费更合理湖南省建筑设计院建筑智能化设计研究所无线应用协议WAP历史回顾：WAP（无线通讯协议）是在数字移动电话、互联网或其他个人数字助理机（PDA）、计算机应用乃至未来的信息家电之间进行通讯的全球性开放标准。这一标准的诞生是WAP论坛成员努力的结果，WAP论坛是在1997年6月，由诺基亚、爱立信、摩托罗拉和无线星球（UnwiredPlanet）共同组成的。WAP定义可通用的平台，把目前Internet网上HTML语言的信息转换成用WML（WirelessMarkupLanguage)描述的信息，显示在移动电话的显示屏上。技术特点:充分利用了诸如XML，UDP和IP等Internet标准，克服了原无线环境下低带宽、高延迟和连接稳定性差的弊病。采用二进制传输以更大地压缩数据，同时它的优化功能适于更长的等待时间和低带宽。WAP的会话系统可以处理间歇覆盖，同时可在无线传输的各种变化条件下进行操作。WML和WMLScript用于制作WAP内容，这样可最大限度地利用小屏幕显示。轻巧的WAP规程栈式存储器的设计可使需要的带宽达到最小化，同时使能提供WAP内容的无线网络类型达到最多。湖南省建筑设计院建筑智能化设计研究所四、未来发展方向湖南省建筑设计院建筑智能化设计研究所未来发展方向4G通信速度更快：10M-20Mbps，最高达100Mbps。3G与无线LAN融合网络频谱更宽：每个信道占100Mbps,为WCDMA3倍。通话方式更灵活兼容性能更平滑更高质量的多媒体通信4G湖南省建筑设计院建筑智能化设计研究所TD-LTE技术标准历史回顾：TD-LTE即TimeDivisionLongTermEvolution（分时长期演进），是由阿尔卡特-朗讯、诺基亚西门子通信、大唐电信、华为技术、中兴通讯、中国移动等业者，所共同开发的第四代（4G）移动通信技术与标准。TDD即时分双工(TimeDivisionDuplexing)，是移动通信技术使用的双工技术之一，与FDD相对应。TD-LTE是TDD版本的LTE的技术，FDD-LTE的技术是FDD版本的LTE技术。TD-LTE是OFDM（正交频分复用）技术。湖南省建筑设计院建筑智能化设计研究所TD-LTE技术特点灵活支持1.4,3,5,10,15,20MHz带宽；下行使用OFDMA，最高速率达到100Mbits/s，满足高速数据传输的要求；上行使用OFDM衍生技术SC-FDMA（单载波频分复用），在保证系统性能的同时能有效降低峰均比（PAPR），减小终端发射功率，延长使用时间，上行最大速率达到50Mbits/s；充分利用信道对称性等TDD的特性，在简化系统设计的同时提高系统性能系统的高层总体上与FDD系统保持一致；将智能天线与MIMO技术相结合，提高系统在不同应用场景的性能；应用智能天线技术降低小区间干扰，提高小区边缘用户的服务质量；进行时间/空间/频率三维的快速无线资源调度，保证系统吞吐量和服务质量。湖南省建筑设计院建筑智能化设计研究所全球微波互联接入WiMAXWiMAX是又一种为企业和家庭用户提供“最后一英里”