《移动通信概论》PPT课件.ppt

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1、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理想的通信目标：理想的通信目标：一般是指通信双方至少有一方在移动的情况下进行的信一般是指通信双方至少有一方在移动的情况下进行的信息传输和交换。息传输和交换。在任何时候、在任何地方、与任何人都能及时沟通联系，在任何时候、在任何地方、与任何人都能及时沟通联系，以及信息交流。以及信息

2、交流。移动通信的含义：移动通信的含义：它也包括通信用户的位置存在变化，但通信过程中用户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。不处于运动状态的情况。每个人有唯一的通信号码，通信的个人性代替每个人有唯一的通信号码，通信的个人性代替每个人有唯一的通信号码，通信的个人性代替每个人有唯一的通信号码，通信的个人性代替通信的终端性。通信的终端性。通信的终端性。通信的终端性。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 移动通信是全球的热点移动通信是全球的热点无无线线移移动动通通信信与与IPIP技技术术（因因特特网网）是是近近年年来来信信息息技技术

3、领域的两大热点。术领域的两大热点。无线与移动通信正在与无线与移动通信正在与IPIP技术相结合。技术相结合。通信技术向通信技术向宽带化、智能化、个人化宽带化、智能化、个人化方向发展，形方向发展，形成统一的综合宽带通信网。成统一的综合宽带通信网。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：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

4、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：第五阶段：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）第第1 1章章 概概 论论 AMPSTACSNMT其它GSMGSMCDMA CDMA IS-95IS-95TDMATDMAIS-136IS-136PDCPDC第一代第一代 80 80年代年代模拟模拟第二代第二代 90 90年代年代数字数字第三代第三代 IMT-2000IMT-2000UMTSUMTSWCDMAWCDMAcdmacdma200020

5、00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-TD-SCDMASCDMA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 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

6、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无线通信系统及军事通信系统。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：从专用移动网向公用移动网过渡从专用移动网向公用移动网过渡，接续方式为，接续方式为人工，网络的容量较小。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

7、动通信发展概况 第第1 1章章 概概 论论 美国推出了美国推出了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够自动接续到公用电话网。无线频道自动选择并能够自动接续到公用电话网。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通信发展概况 第第1 1章章 概概 论论 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 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

8、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。（属于模拟通信系统）。（属于模拟通信系统）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代表：欧洲代表：欧洲GSMGSM、美国窄带、美国窄带CDMACDMA（N-CDMAN-CDMA）第二代移动通信系统第二代移动通信系统。（属于数字通

9、信系统）。（属于数字通信系统）主要特点：主要特点：频谱效率高；采用频谱效率高；采用GMSKGMSK、QPSKQPSK等新的调制技术；等新的调制技术；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 与与2G2G系统有根本的不同：系统有根本的不同：3G 3G系统采用系统采用CDMACDMA技

10、术和分组交换技术，技术和分组交换技术，实现更高实现更高的传输速率的传输速率达达2Mb/s2Mb/s。2G2G系统通常采用系统通常采用TDMATDMA技术技术和电路交换技术。和电路交换技术。第六阶段：从第六阶段：从20002000年前开始（年前开始（IMT-2000IMT-2000）第三代移动通信系统第三代移动通信系统 话音、网页浏览、收发电子邮件、可视电话、话音、网页浏览、收发电子邮件、可视电话、视频点播等多媒体业务。视频点播等多媒体业务。提供的业务：提供的业务：3G3G的三大标准：的三大标准：欧洲的欧洲的WCDMAWCDMA；美国高通公司美国高通公司CDMA2000CDMA2000；中国大唐

11、电信的中国大唐电信的TD-SCDMATD-SCDMA；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9.6kbps9.6kbps 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

12、第1 1章章 概概 论论 3G体制体制 WCDMAWCDMA核心网络：基于核心网络：基于MAP和和GPRS无线传输技术：无线传输技术：WCDMAFDD/TDD TD-SCDMA核心网络：基于核心网络：基于MAP无线传输技术：无线传输技术：TD-SCDMA cdma2000核心网络：基于核心网络：基于ANSI 41和和MIP无线传输技术：无线传输技术：cdma2000CDMA技术是技术是3G的核心！的核心！3G3G的核心的核心CDMACDMA技术技术第第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 1）GPRS GPRS（通用分组无线业务）（通用分组无线业务）

13、基于分组交换基于分组交换可接入基于可接入基于TCP/IPTCP/IP的因特网和的因特网和 X.25 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 2）EDGE EDGE（增强型数据速率的（增强型数据速率的GSMGSM演化方案）演化方案）（3 3）CDMA2000-1X CDMA2000-1X技术技术第第1 1章章 概概 论论 TDTDSCDMASCDMA发展历程发展历程第第1 1章章 概概 论论 WCDMAWCDMA发展历程发展历程第第1 1章章 概概 论论 宽带接入互联网宽带接入互联网（包括卫星通信和平流层通信），（包括卫星通信和平流层通

14、信），提供信息通信以外的定位定时、数据采集和远程控提供信息通信以外的定位定时、数据采集和远程控制等综合功能。制等综合功能。多功能集成的多功能集成的宽带移动通信系统宽带移动通信系统和和宽带接入系统宽带接入系统。4G 4G的概念的概念可称为广带接入（可称为广带接入（broadbandbroadband）和分布网络，具）和分布网络，具有有超过超过2Mb/s2Mb/s的非对称数据传输能力的非对称数据传输能力。4G4G标准标准4G4G标准比标准比3G3G标准具有更多的功能：标准具有更多的功能：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 1）A A网和网和B B网（模拟网）的

15、发展网（模拟网）的发展 （2 2）G G网的发展网的发展 （3 3）D D网的发展网的发展 （4 4）GPRS GPRS网的发展网的发展 （5 5）C C网的发展网的发展 （6 6）3G 3G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 1）A A网和网和B B网（模拟网）的发展网（模拟网）的发展 19871987年，采用爱立信和摩托罗拉移动电话系统，形成年，采用爱立信和摩托罗拉移动电话系统，形成A A网、网、B B网两个系统；网两个系统；19961996年实现全国联网；年实现全国联网；20012001年底，我国关闭了模拟网。年底，我国关闭了模拟网。全

16、国只有全国只有700700户用户，到了户用户，到了19951995年跃升到年跃升到520520万户。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 2）G G网的发展网的发展 1993 1993年，开始建年，开始建“全球通（全球通（GSMGSM）”数字移动通信网数字移动通信网 工作于工作于900MHz900MHz。（3 3）D D网的发展网的发展指指DCS1800DCS1800系统，它的基本体制与系统，它的基本体制与GSM900GSM900完全一致，但完全一致，但工作于工作于1800MHz1800MHz频段。频段。（4 4）GPRS GPRS网的发展网的发展 2

17、002 2002年年5 5月，中国移动正式开通月，中国移动正式开通GPRSGPRS网络；网络；采用分组交换技术。采用分组交换技术。（1 1）A A网和网和B 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 5）C C网的发展网的发展 CDMACDMA网几乎与网几乎与G 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 2001年年5 5月，联通开始建设月，联通开始建设IS-95BIS-95B系统；系统；2002 2002年年1 1月，正式放号开通；月，正式放号开通；2002 2002年年6 6月，又开始了月，

18、又开始了1X1X的升级。的升级。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（6 6）3G 3G的发展的发展 我国我国20002000年初开始年初开始3G3G的标准化工作，包括的标准化工作，包括WCDMAWCDMA、cdma2000cdma2000和和TD-SCDMATD-SCDMA。中国大唐电信集团提出的中国大唐电信集团提出的TD-SCDMATD-SCDMA无线传输技术是无线传输技术是我国第一项我国第一项ITUITU接纳的标准建议；接纳的标准建议；2007 2007年年1 1月在上海，我国第一个月在上海，我国第一个4G4G试验网进入第试验网进入第三阶段，即外场试验和预

19、商用计划。三阶段，即外场试验和预商用计划。20092009年年1 1月月7 7日日，工业和信息化部为中国移动、中，工业和信息化部为中国移动、中国电信和中国联通发放国电信和中国联通发放3 3张张3G3G牌照。牌照。第第1 1章章 概概 论论 中国移动：中国移动：TD-SCDMATD-SCDMA中国电信：中国电信：CDMA2000CDMA2000中国联通：中国联通：WCDMAWCDMA 2009 2009年年1 1月随着月随着3G3G牌照的发放，中国电信业正式牌照的发放，中国电信业正式进入进入3G3G时代。时代。（6 6）3G 3G的发展的发展 我国移动通信发展概况我国移动通信发展概况第第1 1章

20、章 概概 论论 核心频段核心频段120MHz120MHz：三家运营商的三家运营商的3G3G频段频段补充频段补充频段100MHz100MHz：23002400MHz23002400MHz。基于基于FDDFDD模式（模式（cdma2000 cdma2000 和和 WCDMA WCDMA）17551785MHz17551785MHz，18501880MHz18501880MHz。基于基于TDDTDD模式（模式（TD-SCDMATD-SCDMA）核心频段核心频段55MHz55MHz：18801920MHz18801920MHz，21102125MHz21102125MHz；补充频段补充频段60MHz6

21、0MHz：19201980MHz19201980MHz，21102170MHz21102170MHz；第第1 1章章 概概 论论 多普勒频移：多普勒频移：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：地形、地物的遮蔽。阴影效应：地形、地物的遮蔽。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

22、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当发射源与接收体之间存在相对运动时时,接收体接收的发射源发射信息的频率接收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。与发射源发射信息频率不相同。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：:接收频率与发射频率之差。接收频率与发射频率之差。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

23、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。3.3.可可利利用用的的频频谱谱资资源源非非常常有有限限，而而移移动动通通信信业业务量的需求却与日俱增。务量的需求却与日俱增。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.移移动动通通信信系系统统的的网网络络结结

24、构构多多种种多多样样，网网络络管管理理和控制必须有效。和控制必须有效。用户登记、定位，通信链路的建立和拆除，用户登记、定位，通信链路的建立和拆除，信道的分配和管理，通信的计费、鉴权、安全保信道的分配和管理，通信的计费、鉴权、安全保密管理及用户过境切换和漫游控制等。密管理及用户过境切换和漫游控制等。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.移移动动通通信信设设备备(主主要要是是移移动动台台)必必须须适适于于在在移动环境中使用。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

25、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 1.2.1 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

26、，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 移移动动台台采采用用单单工工的的“按按讲讲”方方式式，而而接接收收机机总总是是工工作作的的。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f 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

27、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。由于收发信机同时工作，使用方便，无须收发控制。由于收发信机同时工作，故电源耗电量较大。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 频分双工（频分双工（FDD FDD）和时分双工（）和时分双工（TDD TDD）反向链路反向链路前向链路前向链路f fBS MSBS MSMS BSMS BS频率

28、分隔频率分隔 FDD FDD TDD TDD 反向链路反向链路前向链路前向链路时间分隔时间分隔：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。t t第第1 1章章 概概 论论 双工技术比较双工技术比较5MHz时间时间频率频率时间时间频率频率5MHz5MHz频分双工技术频分双工技术时分双工技术时分双工技术第第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

29、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

30、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

31、 1章章 概概 论论 越区切换的概念越区切换的概念 当当MSMS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BSBS与与MSCMSC所用的接续链路必须从它离开的小区转换到正在进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，这个过程称为入的小区，这个过程称为越区切换。越区切换。1 1、越区切换的定义、越区切换的定义第第1 1章章 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

32、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在网中起控制和管理作用，具体有：用，具体有：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

33、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 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、座机与电信点所发射的功率发射的功率均在均在10mW 10mW 以下，以下，无线覆盖半径无线覆盖半径约在约在100 m100 m左右。左右。1 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

34、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、CT1+CT1+模拟式的，属第一代系统；模拟式的，属第一代系统；CT2 CT2、CT2+CT2+、DECTDECT、PHSPHS、PACSPACS数字式的，属于第二代系统；数字式的，属于第二代系统；我国用我国用以以PHSPHS技术为基础的技术为基础的“小灵通小灵通”系统。系统。2 2、无绳电话系统的发展、无绳电话系统的发展第第1 1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

35、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 把把一一些些由由各各部部门门分分散散建建立立的的专专用用通通信信网网集集中中起起来来，统统一一建建网网和和管管理理，并并动动态态地地利利用用分分配配给给它它们们的的有有限限个个频频道，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.

36、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

37、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；主主要要是是以以改改进进频频道道共共用用技技术术来来提提高高系系统统的的频频率率利利用用率率的。的。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80

38、0/900MHz，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

39、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

40、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)”(IRIDIUM)系统系统 美美国国MotorolaMotorola公公司司提提出出的的。开开始始计计划划设设置置7 7条条圆圆形形轨轨道道均均匀匀分分布布于于地地球球的的极极地地方方向向，每每条条轨轨道道上上有有1111颗颗卫卫星星，总总共共有有7777颗颗卫卫星星在在地地球球上空运行。上空运行。铱系统能实现全球覆盖，能为边远地区提供通信服务，也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

41、动用户提供立体通信服务。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 2000年年3 3月月1717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：780km780km，是同步轨道卫星的，是同步轨道卫星的1/461/46；手持终端在手持终端在 L(1.0-2.0 GHz)L(1.0-2.0 GHz)波段工作，功率波段工作，功率0.4W0.4W；多址方式：多址方式：TDMATDMA 双工方式：双工方式：TDDTDD 提供业务：话音、数据和寻呼。提供业务：话音、数据和寻呼。卫星直径卫星直径 1 m 1 m，高，高

42、 2 m 2 m，重，重 341kg 341kg；平均工作寿命平均工作寿命5 5年，年，19981998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技术信

43、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)(DSP)集成电路设计集成电路设计(SOC(SOC、FPGA)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 1.4 移动通信的基本技术移动通信的基本技术调制技术调制技术 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 包包括括PSKPSK、QPSKQPS

44、K、DQPSKDQPSK、OK-QPSKOK-QPSK、/4/4 DQPSK DQPSK 和多电平和多电平PSKPSK等。等。包括包括MSKMSK、GMSKGMSK、GFSKGFSK和和TFMTFM等。其他有：等。其他有：QAMQAM，OFDMOFDM等。等。要要求求通通信信设设备备从从频频率率变变换换到到放放大大和和发发射射的的过过程程中中保持充分的线性。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。不足之处不足之处是其频谱利用率通常低于线性调制技术。是其频谱利用率通常低于线性调制技术。第第1 1章章 概概

45、 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法 实测分析方法实测分析方法 通通常常用用射射线线表表示示电电磁磁波波束束的的传传播播，在在确确定定收收发发天天线线的的高高度度、位位置置和和周周围围环环境境的的具具体体特特征征后后，根根据据直直射射、折折射射、反反射射、散散射射、透透射射等等波波动动现现象象，用用电电磁磁波波理理论论计计算算电电波波传传播播的的路路径径损损耗耗及有关信道参数。及有关信道参数。在典型的传播环境中进行现场测试，并用计算机对大量实测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

46、立预测模型数据进行统计分析，以建立预测模型(如冲击响应模型如冲击响应模型)，进行传，进行传播预测。播预测。第第1 1章章 概概 论论 1.4.3 1.4.3 多址方式多址方式频分多址频分多址(FDMA)(FDMA)时分多址时分多址(TDMA)(TDMA)码分多址码分多址(CDMA)(CDMA)基本类型：基本类型：混合多址方式：混合多址方式：FDMA/TDMAFDMA/TDMAFDMA/CDMAFDMA/CDMATDMA/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 OFDM 和和 CDMA CDMA 相结合的多址方式。相结

47、合的多址方式。第第1 1章章 概概 论论 1.4.4 1.4.4 抗干扰措施抗干扰措施信道编码；信道编码；分集技术分集技术；自适应均衡技术；自适应均衡技术；采用扩频和跳频技术（采用扩频和跳频技术（扇区天线、扇区天线、多波束天线和自适应天线阵列等；多波束天线和自适应天线阵列等；干扰抵消和多用户信号检测器技术（减少多址干扰）干扰抵消和多用户信号检测器技术（减少多址干扰）提高综合抗干扰能力）提高综合抗干扰能力）目的是减少共道干扰。目的是减少共道干扰。第第1 1章章 概概 论论 什么是分集技术？什么是分集技术？为克服由多径干扰所引起的多径衰落，为克服由多径干扰所引起的多径衰落，广泛广泛采用分集技术，包

48、括：采用分集技术，包括：空间分集空间分集频率分集频率分集时间分集时间分集RAKERAKE接收技术接收技术第第1 1章章 概概 论论 1.4.5 1.4.5 组网技术组网技术 网络结构网络结构 网络接口网络接口 网络的控制与管理网络的控制与管理移动通信系统结构移动通信系统结构第第1 1章章 概概 论论 数字蜂窝通信系统的网络结构数字蜂窝通信系统的网络结构1.1.数字蜂窝通信系统的网络结构数字蜂窝通信系统的网络结构 MSC，BSC、BTS，MS，HLR，VLR，EIR，AUC，OMC。第第1 1章章 概概 论论 2.2.网络接口网络接口无线接口无线接口 Um Um是人们最为关注的接口之一，移动通信

49、网靠此是人们最为关注的接口之一，移动通信网靠此接口完成接口完成MSMS和和BSBS之间的无线传输的，它对移动环境中之间的无线传输的，它对移动环境中的通信质量和可靠性具有重要的影响。的通信质量和可靠性具有重要的影响。第第1 1章章 概概 论论 Um接口协议模型接口协议模型2.2.网络接口网络接口第第1 1章章 概概 论论 第一层：物理层第一层：物理层 它为高层信息传输提供无线它为高层信息传输提供无线信道，能支持在物理媒介上传输信道，能支持在物理媒介上传输信息所需要的全部功能，如：信息所需要的全部功能，如：（1 1）频率配置；（）频率配置；（2 2）信道划分；）信道划分；（3 3）传输定时；（）传

50、输定时；（4 4）比特或时隙同步）比特或时隙同步（5 5）功率设定；（）功率设定；（6 6）调制和解调等。）调制和解调等。2 2、网络接口网络接口第第1 1章章 概概 论论 2.2.网络接口网络接口 它向第三层提供服务，它向第三层提供服务，并接并接受第一层的服务。受第一层的服务。第二层：数据链路层第二层：数据链路层 为网络层提供必需的数据传输为网络层提供必需的数据传输结构，并对数据传输进行控制。结构，并对数据传输进行控制。主要功能：主要功能：第第1 1章章 概概 论论 2.2.网络接口网络接口主要功能主要功能：管管理理链链路路连连接接，控控制制呼呼叫叫过过程程，支支持持附附加加业业务务和和短短