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1、数字移动通信技术,陈美龙 18876520258 ,期末考试占50% 平时成绩占50% 出勤率、课堂表现 实验、作业,考核方式：,起始周：1-17周，共16周（除国庆） 一周课时数：2（理论）+2（双周，上机） 理论课总课时数：2*16=32 上机课总课时数：2*8=16,课程时间安排,第1章 移动通信概述 （4学时） 第2章 移动通信组网技术 （4学时） 第3章 TDMA数字蜂窝移动通信系统（4学时） 第4章 CDMA数字蜂窝移动通信系统（6学时） 第5章 第三代移动通信系统（10学时） 第6章 第四代移动通信系统（4学时）,课程初步安排,1.1 引言 1.2 移动通信的发展历程 1.3 移
2、动通信的电波传播 1.4 移动信道中的干扰 1.5 移动信道的场强估算,第1章 移动通信概述,对中国移动、联通、电信3G的认识？ SIM、USIM、SIMPASS？,本节课外扩充,通信，指人与人或人与自然之间通过某种行为或媒介进行的信息交流与传递，从广义上指需要信息的双方或多方在不违背各自意愿的情况下无论采用何种方法，使用何种媒质，将信息从某方准确安全传送到另方。,1.1 引言,人们通过驿站、飞鸽传书、烽火报警、符号、身体语言、眼神、触碰等方式进行信息传递。 到了今天，随着科学水平的飞速发展，相继出现了无线电、固定电话、移动电话、互联网甚至视频电话等各种通信方式。,电通信：利用“电”来传递消息
3、的通信方式，它有迅速、有效、准确、可靠的特点。,移动通信：通信双方有一方或两方处于运动中的通信。 一般是指无线的通信，区别于家里的电话机，那是通过电话线连接的，属于固网的产品。,陆地移动通信、海上移动通信、空中移动通信,与移动体、移动体与固定体,移动体,手机（包括2G和3G的，当然包括名动一时的大哥大、ipad、psp等具有无线接入（蓝牙，红外，wifi等）、导航仪、寻呼机、BB机、收音机 。 共性：移动性，就是要保持物体在移动状态中的通信，因而它必须是无线通信，或无线通信与有线通信的结合。,常见的移动通信设备,公众电话网（PSTN，Public Services Telephone Netw
4、ork） 公众数据网（PDN, Public Digital Network） 综合业务数字网（ISDN, Integrated Services Digital Network）。,移动体与固定体之间通信联系时，除了要依靠无线通信技术之外，还要依赖于有线通信网络技术。,通信系统是指包括双方通信设备在内的整体。 移动通信系统包括公用陆地蜂窝移动通信系统、无线寻呼系统、无绳电话系统、集群移动通信系统、卫星移动通信系统和无中心移动通信系统等。 目前应用最广泛的是公用蜂窝移动通信系统，它具有涉及的技术领域广、技术新、网络能力强等特点，它的发展代表着整个移动通信未来的方向。,蜂窝移动通信系统,蜂窝系统
5、也叫“小区制”系统。是将所有要覆盖的地区划分为若干个小区，每个小区的半径可视用户的分布密度在110km左右。在每个小区设立一个基站为本小区范围内的用户服务。,蜂窝移动通信示意图,移动通信系统中，基站的覆盖范围是一个像蜂窝一样的六边形区域，故称作蜂窝移动通信。,目前在我国运行的900MHz第一代移动通信系统（TACS）模拟系统和第二代移动通信系统（GSM）数字系统都属于这一类。,1.2 移动通信的发展历程,现代移动通信技术的发展始于20世纪20年代,大致经历了五个发展阶段。,1) 世界移动通信的发展,无线电波,一.第一阶段从20世纪20年代至40年代初，为移动通信 早期发展阶段。,特点： 1.主
6、要应用在专用系统和军事通信领域。 2.使用的波段为短波波段。 3.移动通信的设备采用电子管，又大又笨重，通信效果差。 4.采用人工交换和人工切换频率的控制和接续方式。,其代表系统是1921年美国底特律和密执安警察厅开始使用的车载无线电系统，该系统工作频率为2MHz。,特点： 开始运用于民用系统。 在频段使用上，开始使用VHF的150MHz，到了后来又发展到400MHz频段。 由于晶体管的出现，使移动台向小型化方面大大前进了一步，通信效果也比以前有了明显的好转。 从人工交换到专用自动交换系统。,二.第二阶段从20世纪40年代至60年代末，移动通信取得了进一步的发展。,美国、英国、日本、西德等国开
7、始应用汽车公用无线电话（MTS或IMTS），如1946年美国的圣路易斯城建立了世界上第一个公共汽车电话系统。,三.第三阶段从20世纪70年代至80年代末，移动通信开始了空前的快速发展。,特点： 开始运用于个人领域。 在频段使用上，使用频段为800/900MHz。 移动设备小型化，系统大容量化。 集成交换系统,这个时期的系统的主要技术是模拟调频、频分多址，以模拟方式工作，加之以蜂窝小区进行组网，故称为模拟蜂窝移动通信系统。其典型系统包括AMPS系统、TACS系统和NMT系统等。,四.第四阶段从20世纪90年代至20世纪末，这是数字移动通信系统发展和成熟时期。,随着超大规模集成电路和低速率语音编码
8、技术的出现，数字通信技术表现出了比模拟技术更突出的优越性，在移动通信领域也出现了数字技术取代模拟技术的趋势，,数字蜂窝移动通信系统是以数字传输、时分多址或码分多址为主体技术，采用蜂窝结构组网的系统。,习惯上将模拟蜂窝移动通信系统称为1G（第一代移动通信），将数字蜂窝移动通信系统称为2G（第二代移动通信），,2G的典型系统包括：GSM系统、IS-95 CDMA系统、DAMPS系统和JDC系统,第四阶段从20世纪90年代至20世纪末,第四阶段从20世纪90年代至20世纪末,五.第五阶段开始于2000年左右，为宽带蜂窝移动通信系统具体的设计、规划和实施阶段。,2G的一些不足之处： 1.不能满足未来用
9、户的业务需求。 2.不能满足用户容量的发展需求。 3.几个主流技术相互之间并不兼容。,因此，在2G广泛应用的同时，以提供宽带高速数据业务为特点的第三代移动通信（3G）技术已经成为了移动通信领域的一个新的研究热点。,3G的目标主要有以下几个方面：,1. 全球漫游，以低成本的多模手机来实现。全球具有公用频段，用户不再限制于一个地区和一个网络，而能在整个系统和全球漫游。 2. 适应多种环境，采用多层小区结构，即宏蜂窝、微蜂窝、微微蜂窝，将地面移动通信系统和卫星移动通信系统结合在一起，与不同网络互通，提供无缝漫游和业务一致性。 3. 能提供高质量的多媒体业务。 4. 足够的系统容量、强大的多种用户管理
10、能力、高保密性能和服务质量。,IMT-2000 (International Mobile Telecommunication System-2000 国际移动电话系统-2000 ) 在公元2000年左右开始使用； 在2000MHz左右的频率上使用； 支持的业务速率可以达到2Mbps以上。,FPLMTS (Future Public Land Mobile Telecommunication System) 未来公共陆地移动通信系统,10种地面无线传输方案,我国移动通信按照其演进的顺序可大致划分为四个阶段，即1G、2G、2.5G和3G。,2) 中国移动通信的发展,1984年，隶属于原邮电部传输
11、研究所的无线室移动通信组接到了当时邮电部要求跟踪蜂窝移动电话、研究中国移动电话如何上的任务。,1987年11月18日，借第六届“全运会”开幕之机，中国第一个 TACS 模拟蜂窝移动系统在广东省投入商用。,一. 第一代移动通信（1G）,首批用户只有700户，1988年，用户突破3200户，1994年激增到157万户。但随后我国启动了数字网，模拟用户逐步转移到数字网，并于2001年在全国关闭了模拟网。,二. 第二代移动通信（2G）,我国于1994年10月在广东开通了第一个省级GSM 数字蜂窝移动网。1995年4月原邮电部在全国15个省市相继建GSM网，同年7月中国联通在京、津、沪、穗4个地区开通G
12、SM网。,CDMA在我国的发展开始于1997年底，当时首先在北京、上海、西安、广州4个城市开通了CDMA商用实验网，该网被称作长城网。2001年1月，长城网经过资产清算后，正式移交中国联通。2001年2月，联通CDMA网络建设的具体筹划工作正式展开。2002年1月中国联通CDMA网开通。,系统容量提高； 话音质量更好； 便于实现通信安全保密； 能提供多种业务服务，提高通信系统的通用性； 能实现更有效灵活的网络管理和控制； 可降低设备成本和减小用户手机的体积和重量。,2G的特点：,三. 第2.5代移动通信（2.5G）,2.5G移动通信技术是从2G迈向3G的衔接性技术。通常所说的2.5G包括：,G
13、PRS（General Packet Radio Service,通用分组无线业务） CDMA20001X（码分多址20001X）,相比2G（GSM和IS-95 CDMA）,2.5G技术支持分组数据，实现了更高的数据传输率(GPRS最高可以达到171.2Kbps的数据率，CDMA2000-1X最高可以达到307.2Kbps的数据率）。,2.5G在中国,四. 第3代移动通信（3G）,3G是在2G数字化基础上，以业务多媒体化为主要目标。 2009年1月7日，工业和信息化部为中国移动、中国联通和中国电信发放了3张3G牌照，此举标志着我国正式进入3G时代。 其中，批准中国移动增加基于TD-SCDMA标
14、准的3G牌照，中国联通增加基于WCDMA标准的3G牌照。中国电信增加基于cdma2000标准的3G牌照。,3G在中国,3G牌照是无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的第三代移动通信系统（3G）的经营许可权。就好比各行业的营业执照一样，得有中国国家有关部门许可才可经营此业务。,需求 驱动,需求 驱动,HSPA,EV-DO,Super 3G,需求 驱动,更高的速率,LTE,第四代 LTE,移动宽带 (准4G),3G,SIM、USIM、SIMPASS,SIM,SIM卡是（Subscriber Identity Module 客户识别模块）的缩写，也称为智能卡、用户身份识别卡，GSM数字移动电话机必须
15、装上此卡方能使用。它在一电脑芯片上存储了数字移动电话客户的信息，加密的密钥以及用户的电话簿等内容，可供GSM网络客户身份进行鉴别，并对客户通话时的语音信息进行加密。,SIM卡在GSM系统中的应用，使卡和手机分离，SIM卡唯一标识一个客户。一张SIM卡可以插入任何一部GSM手机中使用，而使用手机所产生的通信费则自己记录在该SIM卡所唯一标识的客户帐上。 SIM卡容量有8K、16K、32K、64K，其中512k以上的大容量的SIM卡统称为STK。,SIM卡的原理,SIM卡是带有微处理器的芯片， 内有5个模块，每个模块对应一个功能： CPU(8位/16位/32位)、程序存储器ROM、工作存储器RAM
16、、数据存储器EEPROM和串行通信单元，这5个模块集成在一块集成电路中。SIM卡在与手机连接时，最少需要5个连接线： *电源(Vcc) *时钟(CLK) *数据I/O口(Data) *复位(RST) *接地端(GND),SIM卡读卡器,SIM卡读卡器是一种读取SIM卡内部信息的硬件接口电路，和平常见到的各种储存卡的读卡器相似。能够读出SIM卡中的电话薄、短信、以及其他信息，并能完成电话薄的修改，从而备份电话薄。此外，现在已经出现一些读卡器具有破解功能，能够完成特定SIM卡的烧制，实现一卡多号，或一号多卡。,USIM: Universal Subscriber Identity Module（全球用户识别卡） 全球用户身份模块(USIM)，也叫做升级 SIM ，是在 UMTS 3G 网络的一个构件。除能够支持多应用之外，USIM卡还在安全性方面对算法进行了升级，并增加了卡对网络的认证功能，这种双向认证可以有效防止黑客对卡片的攻击。,USIM卡就是第三代手机卡,USIM卡和SIM卡相比有如下特点：,相对于SI
