《【移动通信】讲义.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【移动通信】讲义.doc（185页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一章 概论 理想的目标：是能在任何时候、任何地方、与任何人都能及时沟通联系、交流信息。也就是我们通常所说的5W-即个人通信移动通信；是指通信双方至少有一方在移动中(或者临时停留在某一非预定的位置上)进行信息转输和交换。Section1 移动通信的特点1、 必须利用无线电波进行信息传输，即传输媒介是无线的。通信中的用户可以在一定范围内自由活动，其位置不受束缚，但传输特性差，有各种损秏且大。会产生多径效应,阴影效应,多普勒效应等。信道模型不固定。需理论分析、进行仿真和实测。2、 是在复杂的干扰环境中运行的。除去一些常见的外部干扰（如天电干扰、工业干扰和信道噪声）外，系统本身和不同系统之间还会产生
2、这样和那样的干扰。如：（各种）多用户之间、基站与用户之间、各种收发信机之间等产生的干扰，主要有：邻道干扰、互调干扰、共道干扰、多址干扰、（以及近地无用强信号压制远地有用弱信号地现象）远近效应等。3、 频谱资源有限。如何提高系统的容量，始终是移动通信发展中的重点。解决的方法是：一方面开辟和启用新的频段；另一方面研究各种新技术和新措施，以压缩信号所占的频带宽度和提高频谱利用率，如：信号处理技术, 新的调制解调技术，多址技术，等等.4、 网络结构多种多样，网络管理和控制必须有效。根据通信地区、地形的不同，移动通信网络可以组成带状（如铁路沿线、隧道等）、面状（覆盖一整个城市和地区）、 立体状（地面通信
3、设施与中低轨道卫星通信系统一起组网或由微微蜂窝、微蜂窝和宏蜂窝组成的），等等。可以单网运行，也可以多网并行或互联互通。因此系统必须具备很强的管理和控制功能，如：位置登记、鉴权，信道分配和管理，计费，加密和解密，链络的建立和拆除，切换与漫游等等。5、 移动通信设备必须实用于移动环境中，主要是移动台。体积小，重量轻，省电，操作简单，携带方便，抗震动，冲击，温变和湿度变化等。Section2移动通信系统的分类一般按以下分类方法(有多种分类方法)分：a) 按使用对象分：民用和军用。b) 按使用环境分：陆地、海上和空中。c) 按多址方式分：频分多址FDMA，时分多址TDMA，码分多址CDMA，空分多址S
4、DMA等。d) 按覆盖范围可分：广域网和局域网。e) 按业务类型可分：电路、数据和综合业务。f) 按工作方式可分：同频单工和异频单工，异频全双工和半双工。g) 按服务范围可分：专用网和公用网。h) 按信号形式/制式分：模拟网和数字网。一、工作方式无线通信的传输方式分单向传输即广播式的和双向传输即应答式的。单向转输，即寻呼系统，广播系统等等。双向转输，单工、半双工、全双工。1、 单工通信P3(图1.1)是指通信双方电台交替地进行收信和发信。同频单工指通信双方使用和同一频率F1工作。发送时不接收，接收时不发送。异频单工是指通信双方使不同的频率F1和F2分别接收和发送，接收机和发送机仍是交替进行的。
5、2、 全双工通信P3(图1.2)是指通信双方可同时进行（发送和接收）传输消息的工作方式。基占采用一副无线，移动台采用双工器共用一天线。FDD、频分双工；TDD、时分双工。3、 半双工通信，类似于单工通信，只是接收机总是工作的。二、模拟网和数字网第一代通信产品，模拟的。第二代通信产品，数字的。第三代移动通信及其产品，数字的多种业务。第四代移动通信及其产品，数字化多功能的多媒体业务。数字通信系统的优点：a) 频谱利用率高，有利于系统容量的提高。语音编码技术，调制解调技术，激活技术，多址技术，信道分配技术。b) 提供多种业务服务，提高通信系统的通用性。c) 抗噪声、干扰、多径衰落的能力强。纠错编码，
6、交织编码，自适应均衡，分集接收，扩频、跳频，等各种技术。d) 实现有效、灵活的网络管理与控制。e) 实现通信的安全保密。f) 降低设备成本和用户端的体积、重量。三、语音通信和数据通信，多媒体通信。语音业务对时延比较敏感（对实时性要求高），数据业务对数据分组丢失比较敏感（要求无差错传输）。若干年来，移动通信基本上是围绕着两种主干网络在发展，这就是基于语音业务的通信网络和基于数据传输的通信网络。根据运行环境和市场需求的不同，前者又分为以蜂窝网为代表的高功率宽域网和以无绳电话网为代表的低功率局域网；后者又可分为宽带LAN之类的高速局域网和移动数据网之类的低速宽域网。P5(图1.3)，不全面。Sect
7、ion3 常用移动通讯系统一、 无线寻呼系统P6（图1.4）人工续接的，自动续接的；数字的，语言的；单向的（单工的），双向的。手机短消息对BP（BELL PAGING）机的冲击。组成：寻呼控制中心，发射塔，袖珍铃二、蜂窝移动通信系统P6（图1.5）IMTS（Improved Mobile Telephone Service）: AMPS(Advanced Mobile Phone Service): 覆盖与容量的矛盾，容量与小区的矛盾。陈述蜂窝的概念。同道干扰，不同小区间相同频率而产生的干扰。频率再用P7（图1.6），区群(模拟蜂窝网中小区数目不小于7，数字蜂窝网中小区数目不小于4或3)。小区
8、越小（频率组不变），单位面积可容纳的用户数越多，即系统的频率利用率越高。小区分裂技术增加容量，但会带来频繁切换的问题。MTSO，移动电话交换局P8（图1.7）MSC，移动交换中心越区切换，HANDOFF, HANDOVER，P8（图1.8）：硬切换、软切换。其控制机理如下：当通信中的移动台到达小区边界时，该小区的基站能检测出此移动台的信号正在逐渐变弱，而邻近小区的基站能检测出这移动台的信号正在逐渐变强，系统收集来自这些有关基站和移动台的检测信息，进行判决，当需要实施越区切换时，就发出相应的指令，使正在越过边界的移动台将其工作的频率和无线链路从离开的小区切换到进入的小区。几种模拟蜂窝移动通信系统
9、 P9（表1.1）三、 无绳电话系统P9（图1 .9）将系统的电话单机分成座机和手持机两部分模拟的，数字的，跳频数字的表1.2，无绳电话系统的主要参数公共无绳电话系统：天地通(广州)，CT-2，DECT，PACS，市话通CDMA（深大电话公司）四、集群移动通信系统，属调度系统的专用通信网选址通信系统,移动台不准呼叫调度台和其他移动台。1、集群的概念，采用的基本技术是频率共用技术其做法主要有：a) 通一建网和管理，动态利用分配有限个频道。b) 改进频道共用的方式。采用概率通统计的方法:若P(A)=P(B)=P(C)=P(D)=P(E)=50%，则阻塞联合概率为（）（）（）（）（）3.125、集群
10、通信系统的用途和特点a) 属专用移动通讯网；蜂窝通信系统属于公众移动通讯网。b) 根据调度业务特征，具一定的时限功能。c) 主要服务为无线用户和无线用户之间的通信，移动通信系统还有大量有线对无线的业务。d) 一般采用半双工工作方式。e) 以改变频道共用技术来提高系统的频率利用率。3、集群系统的组成P12（图1.10）a) 集群系统均以基本系统为模块，并用这些模拟扩展等区域网。分为单基站和多基站基本系统。b)集群系统的控制方式有两种：采用的专用控制信道的集中控制方式随路信令的分布控制方式c) 基本设备有：转发器天线共用设备系统控制中心调度台无线、有线移动台车载台、手持机操作台、监控台、计费、打印
11、等。4、集群方式。按占用频道方式分:a) 消息集群，Message Trunking. P13 (图1.11)，一次性地分配一对无线频道。b) 传输集群，Transmission Trunking.P14(图1.12)，每一次按PPT开通。就重新占用频道一次（不同于原来的通道）；会导致悄息传输不连续或形成通话中断现象。c) 准传输集群，Quasi Transmission Trunking P14(图1.13)，是a)、b)的折衷方案。P15表1.3，部分集群移动通信的主要参数。五、 移动卫星通信系统。国际海事卫星组织IMARSAT，首先于1976年发射3个同步卫星组IMARSAT-A系统，后
12、增加了IMARSATC, IMARSATM, IMARSATB，IMARSAT一机载等系统，IMARSATP系统。提出在卫星上设置多波束天线，把波数分成波数群，实现频率再用，提高系统容量。美国：TRITIUM系统，CELSAT系统；日本：MPT，COMETS系统等铱系统，Iridium，美国Motorala 公司P16(图1.14，表1.4)a) 66=6(轨)11(卫星)；b) L频段，手持机0.4Wc) 每颗卫星覆盖直径为648km的地面。48个点波束来构成一个波束群。d) 同一轨道平面，卫星相距4027km；相邻轨道平面的卫星距离最大为4633公里，工作在ka波段，地面上的汇接站均工作在
13、ka波段与卫星互连。e) 采用TDMA多址，TDD双工方式；提供语言、数据、寻呼服务，2.4Kbps/4.8Kbps语言；2.4Kbps数据。f) 平均寿命5年，可望维持到8年，1m直径，2m高度，341km重量。六、 分组无线网a)分组无线网是一种利用无线信道进行分组交换的通信网络，即网络中传送的信息要以“分组”或“信包”为基本单元，packet包头：源地址，宿地址，路由信息等，正文：真正需要传送的信息。b)分组传输方式是有存储转发方式的一种，有时延。常见的拓朴结构有：星形结构和分布式结构。c)ALOHA系统，P18（图1.5）随机多址方式。SALOHA；CSMA，CSMA/CD，BTMA，
14、ITMA，PRMA，等等。d) ARDIS系统，Advanced Radio Data Informations System。 Mobitex系统，全国性互连的集群无线电网络。CDPD系统，Cellular Digital Packet Data。TETRA系统，Total European Trunking Radio Access.IS-94和IS-95系统.（北美）P19(表1.5)Section4.移动通信的基本技术一、 调制技术a )对数字调制技术的主要要求：已调信号的频谱窄和带外衰减快，易于采 用相干或非相干解调，抗噪声和干扰能力强，易于在衰落信道中传输。b)数字调制的基本类型分
15、ASK，FSK，PSK.c)实际中采用的最多调制方式有：（i） 线性调制技术，如：PSK、QPSK、DQPSK、O-QPSK、/4-DQPSK多电平PSK等。 （ii） 恒定包络（连续相位）调制技术，如MSK、GMSK、GFSK、TFM等。e) 欧洲GSM采用GMSK，美国IS-54/日本PDC采用/4-DQPSK，QPSK等。O-QPSK：QAM、VR-QAM、MC-QAM；OFOM，克服码间干扰：MC-CDMA，VSG-CDMA。二、移动信道中电波传播特性的研究无线信道的特点：复杂性多径传播和多径衰落基本方法：理论分析仿真，模型建立实测分析三、多址方式a) 基本类型：FDMA，TDMA，CDMA，SDMAb) CDMATDMA FDMA(模拟) c) cdma2000,W-CDMA,TD-SCDMA，第
