第六章-移动通信32张.ppt

1、第六章移动通信，6.1移动通信概述6.2移动通信的基本技术6.3数字蜂窝移动通信系统6.4第三代移动通信系统，现代移动通信网络技术，1，通信双方或至少一方在移动环境中传送信息的通信方式，包括移动体之间或移动体与固定体之间的通信。什么是移动通信？6.1移动通信概述，1887年马可尼在陆地和一艘船上完成了无线通讯实验，标志着无线通信的开始。1928年，美国警察车辆的车辆无线系统标志着移动通信的开始。1946年，贝尔研究所在圣路易斯建立了第一个巴士电话网，1960年启用了无线频道自动选择域公用电话网自动拨号连线连接。1974年，美国贝尔研究所提出了蜂窝移动通信的概念。移动通信的发展过程，6.1移动通

2、信概述，1980s，第一代移动通信系统，1983年美国的AMPS，1980年北欧的NMT，1979年日本的NAMTS，IS-54年英国的TACS系统1990s，第二代移动通信系统，1990(威廉莎士比亚、数字、数字、数字、数字、数字、数字、数字、数字)频率利用率低，无法满足大容量需求。安全不好，容易窃听，容易“伪造”。第一代移动通信系统特征、6.1移动通信概述、频谱利用率、系统容量用户可以得到多种服务(以语音业务为主，提供低速度、基于电路的数据服务)。可以自动漫游。说话声比第一代好。机密好。可以与ISDN、PSTN等网络互连。第二代移动通信系统的优点，6.1移动通信概述，数据功能下降，无法支持

3、多媒体业务使用GSM手机上网，理论上只能达到9.6k的网络速度。全球其他第二代移动通信系统徐璐不兼容，使用的频率也不同，全球漫游比较困难。(威廉莎士比亚、温斯顿、移动通信、移动通信、移动通信、移动通信、移动通信、移动通信)、第二代移动通信系统的缺点、6.1移动通信概述、使用全球标准使用全球公共波段全球使用小型终端全球漫游功能介质(Media)多媒体(Multi-media) 信道传输条件差的移动台使用无线信道，在传播传播传播过程中，接收信号非常不稳定，包括多路径衰落、建筑物阻塞引起的阴影效果、移动台移动引起的多普勒频移等。 信号波动幅度可达30dB以上。移动通信的特点、6.1移动通信概述、在强

4、干扰情况下，工作动态通信除了汽车引擎的火花干涉和产业干涉外，主要干涉还包括相互协调干涉、邻居干涉和同频干涉。相互调制干扰：由组件的非线性引起。非线性部件的输出信号包括输入信号中没有的新频率组件，如果这些新频率组件在其他信号的频率范围内，则可能干扰该信道。这称为相互干涉(相互干涉)。相邻信道干扰：由于信道隔离不足而引起的相邻信道或相邻信道之间的干扰同频干扰：由相同频率的无用信号引起的干扰。6.1移动通信概述，可用频率资源限制了移动通信的可用频率范围，但由于移动通信的用户数量剧增，有效利用频率资源是移动通信系统的重要研究课题。网络构建技术很复杂。由于移动台在通信区域内随时移动，因此需要随机选择无线

5、信道，并需要支持位置注册、区域切换和漫游访问的跟踪技术。这使得信号种类比固定网络复杂得多。此外，网和计费方式也有特殊要求。因此，移动通信系统相当复杂。6.1移动通信概述，移动通信工作方式，6.1移动通信概述，单向通信接收方不能直接向发送方提供信息反馈。陆地移动通信的无线寻呼系统是以这种方式工作的。BPM只能收到信件，不能发送信件，反馈只能通过“电话”间接进行。移动通信工作方式，6.1移动通信概述，所谓双向通信方式是通信双方都可以接收信号和发送信号。日常生活中的电话、手机、对讲机等都是双向通信方式。移动通信的工作方式，6.1移动通信概述，移动通信的双方只能轮流收发信件，不能同时收发信件。常用的对

6、讲机就是牙齿通信方式。平时天线连接到接收器上，所以发报机不能工作。当一个用户需要说话时，按“按下-说”开关(PTT)，天线将连接到发射器(发报机开始工作)。对方的天线连接到接收器，可以接收对方发出的信号。根据接收、爆发频率的相似性和差异，可以分为相同频率操作和异频率操作。1，单工作通信方法，6.1移动通信概述，2，双通信方法，通信双方在通话时收发机同时工作。也就是说，任何一方在说话的同时都可以听到对方的信息。类似于普通有线电话的使用。通信双方通过双面打印器完成双通信。分为频率分区双工(FDD)和时间双工(TDD)。6.1移动通信概述，3，半双工通信方式，通信双方一方使用频率双工方式，收发器同时

7、工作，另一方使用迁移波数单工作方式，收发器交替工作，也称为双向迁移波数半双工工作方式。主要用于汽车调度等专用移动通信。基站是双模式，即收发器同时工作，而移动台是密钥演讲的二频性工作方式。6.1移动通信概述，蜂窝移动通信系统，无线呼叫系统，无线电话系统，典型移动通信系统，集群移动通信系统，6.1移动通信概述，6.1移动通信概述，市话中心需要调用“口袋环”用户。寻呼中心的专用号码，寻呼中心的操作员记录要查找的用户号码、要传递的号码和要传递的消息，在无线频道上自动通话，袖珍环用户使用附近的市区电话与主电话用户通话。无线寻呼系统、6.1移动通信概述、无线电话系统、普通电话分为有线电话和手机两部分，与有

8、线电话网络连接，手机和有线之间通过无线连接。手机和有线之间没有电线连接，所以被称为“无线”电话。基于有线电话网的通信方式是有线电话网的无线扩展，普通电话分为有线和手机，与有线电话网连接，手机和有线之间通过无线电连接。手机和有线之间没有电线连接，所以被称为“无线”电话。6.1移动通信概述、用于群调度指挥的集群移动通信系统可用信道由系统的所有用户共享，具有自动信道选择功能，是资源孔刘、成本孔刘、信道设备和服务的多用途、高性能无线调度通信系统。，6.1移动通信概述，移动通信的发展趋势，6.1移动通信概述，6章移动通信，6.1移动通信概述6.2移动通信的基本技术6.3数字蜂窝移动通信系统6.4第三代移

9、动通信系统，现代移动通信网络技术，24，6.2.2移动通信的网络技术，6.6.2移动通信的基本技术、6.2.1移动信道特性和衰退方法、移动信道传播特性移动信道衰退特性衰退技术、蜂窝无线移动通信系统中的电磁波传播机制各不相同，但一般可归结为反射、衍射和散射。在城市里，发射器和接收器之间通常没有直通路径，高层建筑会造成强烈的迂回损失。此外，由于徐璐其他物体的多路径反射，通过不同长度路径的电磁波相互作用，导致多路径损耗。同时，随着发射机和接收机之间距离的继续增加，电磁波强度的衰减。移动信道传播传播特性、电磁波的自由空间传输自由空间传播是理想的、均匀的，在各向同性介质中传播，不发生反射、折射、散射和吸

10、收现象，只有电磁波能量扩散引起的传播损耗空间。卫星通信和微波视距通信属于典型的自由空间传播。自由空间传播损耗：移动信道传播特性，多路径传播理论模型的典型两条路径模型是多路径信号传播理论的前提，平面大地的两条路径传播模型如图5.2所示。在建筑物和起伏地形的情况下，接收信号包括反射的传播(例如建筑物)，在牙齿情况下，可以使用多路径传播模型(例如3路径、4路径)描述移动通道。移动信道传播传播特性、图5.2 2 2路径传播模型、6.2.1移动信道特性和抗衰落方法、移动信道传播特性移动信道衰落特性抗衰落技术、信道统计分析曲线接收移动环境的场强特性移动通信环境的场强特性移动通信环境的最终强变化急剧场强变化

11、的平均值随距离的增加而减小场强特性曲线的中值慢变化(慢衰落)场强度特性曲线的瞬时值快速变化(快衰落) 空间传播损失-路径损失阴影效果-地形结构缓慢衰落多路径效果-移动体周围局部散射体引起的多路径传播、快速衰落多普勒效应-移动体的运动速度和方向导致了多路径条件下多普勒频谱扩展、移动通道衰落特性、多路径效应发生的原因：接收方周围多散射导致的衰退称为多路径衰退。 统计特性：多路径衰退是快速衰退，服从瑞利分布。特征：时间区域具有“延迟扩展”牙齿。频域有“频率选择性衰落”牙齿。-相关带宽；解决方案：使用分集接收技术。移动信道衰落特性、6.2.1移动信道特性和抗衰落方法、移动信道传播特性移动信道衰落特性抗

12、衰落技术、分集接收技术、抗衰落技术、空间分集技术通过两个或多个天线接收相同的信号频率分集技术两个或多个载波频率传输时间分集技术徐璐在不同时间接收相同的信号偏振分集技术垂直.6.2移动通信的基本技术、6.2.2移动通信的网络技术、区域复盖技术多址技术、蜂窝系统-“小区系统”系统将复盖区域划分为多个区域-蜂窝分类宏蜂窝2-20km微蜂窝0.42 km微蜂窝400m，区域复盖技术，社区，社区形状确定频谱利用率如果系统设计不正确，可能会发生严重的同频干扰。D:相同频率重复使用距离R:小区半径、区域复盖技术、区域编组？一般而言，由几个相邻小区组成的区县跨越牙齿相邻性，构成整个服务区。为了防止同频干扰，同

13、区内的小区渡边杏使用同频。相邻区域组的等频率单元中心间距相同。区域复盖技术，区域组中单元数必须满足的关系：N=i2 ij J2，I，J同时为非零正整数。n可能的值如下表所示。区域复盖技术，N=3，N=4，N=7，区域复盖技术顶点激励在每个六边形的三个顶角设置基站，并使用120度扇形发射的定向天线实现无线区域复盖。图片激励方式示意图、区域复盖技术、小区划分随着城市建设的发展，为了适应新的用户密度变化，可以采用“小区划分”方法。可以进一步细分现有无线小区，提高系统的容量和密度。添加图新基站分割、区域复盖技术、6.2.2移动通信网络技术、区域复盖技术多址技术、多址技术、多址技术：移动通信系统中，许多

14、用户需要通过相同基站和不同用户同时通信，因此，需要徐璐给从徐璐不同用户和基站发送的信号提供不同的特征。多址方法的类型包括FDMA(分频多址)、TDMA(时间分段多址)、CDMA(代码分段多址)和SDMA(空气分离多址)。(1)将频率分配多任务多任务地址(FDMA)、指定的频谱资源划分为间隔均匀的通道，以供多个用户使用。多址技术，(1)分频多址(FDMA)，用户识别：通道号(频谱域中用户的正交划分实现)特征：简单、易于实现，通过通道分隔用户地址，在一个通道上传输模拟/数字线路。基于频率重用需要严格的频率计划，频率有限，干扰有限的系统。对电源控制的要求不高，硬件设备取决于频率规划和信道设置。应用节

15、目：模拟/数字蜂窝移动通信系统；多址技术，(2)时间多址(TDMA)，将时间划分为周期性帧，将每个帧划分为多个时隙，以便用户使用通道。多址技术，(2)时间多址(TDMA)，用户识别：插槽(在时间区域执行用户的正交分割)特征：基于频率复用将用户分隔到小区内的时隙。每个时隙传输数字信号，软件根据时间间隔动态配置。系统要求严格的系统定时同步。插槽限制和干扰限制系统。应用程序：GSM系统(负载间隔：200KHz，每个通道8个插槽)、多址技术、CDMA通信系统中徐璐其他用户用于传输信息的信号不是频率不同或插槽不同，而是通过不同的编码序列或信号的不同波形进行分隔。，(3)代码分割多址(CDMA)，多址技术，用户识别：代码型(在代码域中实现用户的正交分割)特征：每个基站需要一个射频系统。每个代码发送所有数字信号，每个用户共享时间和频率。多址干扰限制系统。需要严格的电源控制。需要定时同步。软容量、软交换、防止系统容量衰落、多