数字移动通信系统

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1、无线通信系统与技术,无线通信概述 典型无线通信系统介绍 蜂窝移动通信系统介绍 移动通信系统组成 无线通信技术,无线通信系统与技术,无线通信概述 典型无线通信系统介绍 蜂窝移动通信系统介绍 移动通信系统组成 无线通信技术,无线通信概述,有线通信介绍 无线通信介绍 无线通信技术历史回顾 无线通信频谱 无线通信应用,有线通信介绍,有线通信是指利用线缆线路（电线或者光缆）作为通讯传导来传送信号的通信方式。 有线通信与无线通信相对。 有哪些线? 光纤 网线（双绞线） 电话线 同轴电缆 ,无线通信介绍,无线通信（Wireless Communication）是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信

2、息交换的一种通信方式。 无线通信与有线通信相对。 无线通信技术是近些年信息通信领域中发展最快、应用最广的通信技术。 在移动中实现的无线通信通称为移动通信，二者合称为无线移动通信。 无线通信的特点： 利用无线电磁波进行信息传输 占用无线频谱资源 电磁波信号强度随着距离增加而不断衰减 无线移动通信引起多普勒效应 在复杂的干扰环境中运行 环境的干扰 无线信号间的干扰,电磁波,无线通信的基础-电磁波,无线通信技术历史回顾,1888，Rudolf Hertz 发现电磁波 1920，K. Armstrong 提出调频（FM）理论 1960，半导体取代电子管，集成电路和计算机出现 1970，美国Bell L

3、ab提出“蜂窝”概念 1983，美国Motorola：AMPS商用 1984，英国：TACS；日本：JTACS 1989，欧洲发布GSM Phase I 标准 1992，美国FCC批准CDMA（IS95） 1999，国际ITU对3G标准化,名词解释,FCC：Federal Communications Commission，美国联邦通信委员会 ITU：International Telegraph Union ，国际电信联盟 AMPS：Advanced Mobile Phone System，高级移动电话系统 TACS：Total Access Communications System，全入

4、网通信系统 GSM：Global System for Mobile Communications，全球移动通讯系统，俗称“全球通” 。,无线电频谱,通信频谱,无线通信应用,全球星,GPS,小灵通,寻呼机,蓝牙,健康监控,RFID,卫星通信,对讲机,手机,WIFI,CMMB,无线通信系统与技术,无线通信概述 典型无线通信系统介绍 蜂窝移动通信系统介绍 移动通信系统组成 无线通信技术,典型无线通信系统介绍,无线寻呼系统 微波中继通信 卫星通信 / 铱星 / 全球星 / GPS 无绳电话 / 小灵通 蓝牙 / ZigBee / WiFi / WiMax MBWA / LMDS / MMDS RFI

5、D CMMB 蜂窝移动通信系统,无线寻呼系统,传送简单信息的单向通信系统。 系统组成： 寻呼控制中心 基站 寻呼接收机（BB机/BP机）寻呼系统体制： GSC 格雷顺序编码，1973年，美国 POCSAG POCSAG码, 1975年，英国 ERMES 欧洲无线信息系统，1992年，欧洲 FLEX 通用寻呼系统，1993年，Motorola APOC 高级寻呼操作码，1994年，Philips,微波中继通信,微波波段分为分米波段（VHF）、厘米波段（UHF）、毫米波段（EHF）。 微波传播的特点：直线传播（也称视距通信） 微波中继距离约50公里，总通信距离长达数千公里。 微波接力通信由终端站、

6、枢纽站、若干个中继站组成。 利用静止卫星充当微波中继站，使通信距离大为增加。 微波通信经历了由模拟到数字的转变。 微波数字传输系列：PDH SDH PDH：Plesiochronous Digital Hierarchy 准同步数字系统 SDH：Synchronous Digital Hierarchy 同步数字系统,卫星通信,同步地球轨道卫星 （GEOS，Geosynchronous Earth Orbit Satellite） 卫星高度：35,786公里 覆盖全球至少需要三颗卫星 国际通信卫星组织 INTELSAT的 I-V代卫星 国际海事卫星组织 INMARSAT的 I-III代卫星 移

7、动卫星服务（MSS，Mobile Satellite Service） 采用中轨道卫星MEOS和低轨道卫星LEOS 卫星轨道高度分别为约10,000公里和800-1600公里 多颗卫星完成移动通信的全球覆盖 著名的低轨道卫星有： Motorola等公司的“铱”星（Iridium）系统 Loral公司的“全球星”（Globalstar）系统 TRW公司的奥德赛（Odyssey）系统,“铱” Iridium系统,Motorola公司于1987年提出的低轨全球个人卫星移动通信系统。 与现有通信网结合，可实现全球数字化个人通信。 原设计为77颗小型卫星，分别围绕7个极地圆轨道运行。因卫星数与铱原子的电

8、子数相同而得名。 后来改为66颗卫星围绕6个极地圆轨道运行，但仍用原名称。 极地圆轨道高度约780km，每个轨道平面分布11+1颗卫星。 铱系统主要由四部分组成： 空间段、系统控制段、用户段、关口站段 市场定位： 商务旅行者、海事用户、航空用户、紧急援助、边远地区 提供业务： 话音、传真、数据、定位、寻呼1998年11月1日宣布在全球投入商业运营。 2000年3月17日铱公司宣布破产，停止提供“铱”服务。,全球星Globalstar,由美国劳拉公司（Loral）和高通公司（Qualcomm）倡导发起，2000年1月6日开通运营 共48+4颗低轨卫星，卫星高度1414公里。 在全球范围（不包括南

9、北极）向用户提供无缝隙覆盖的、低价的卫星移动通信业务。 业务包括： 话音、传真、数据、短信息、定位等。 系统主要由三部分组成： 空间段、地面段、用户段 全球星不是把一个全球星用户与另一个用户直接相连，而是在用户经过卫星和关口站之间进行通信。 如果被叫是全球星用户，就会通过PSTN与关口站链 接，再上星接通。 双模手机：全球星/GSM,GPS,Global Positioning System 全球定位系统 20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统 。 主要目的：为陆、海、空三大领域提供实时、 全天候和全球性的导航服务。GPS导航的基本原理 卫星不断地发射导航电文。

10、接收机收到导航电文时，提取出卫星时间，与自己的时钟做对比，得出卫星与接收机的距离。 综合与多颗卫星的距离数据计算出接收机的位置。 运用x、y、z、t 四个坐标数据解方程进行计算 所以至少需要能接收到4颗卫星的信号 GPS组成： 空间卫星：21颗工作卫星，3颗备用卫星，高度20200km。 地面控制系统：1个主控站，3个注入站，5个监测站 用户设备： GPS接收机 全球四大卫星定位系统： 美国-GPS、欧盟-伽利略、俄罗斯-格洛纳斯、中国-北斗,GPSOne（AGPS）,GPSOne也叫AGPS，是美国高通公司推出的辅助GPS定位技术。 结合GPS卫星信号和CDMA网络信号进行混合定位。 在GP

11、S卫星信号和无线网络信号都无法单独完成定位的情形下，GPSOne会组合这两种信息源，只要有一颗卫星和一个小区站点就可以完成定位，解决了传统GPS无法解决的问题。 特点： 定位精度能达到5-50米 完成定位只需要几秒到几十秒 在野外和室内都能定位 普通手机可以集成GPSOne芯片,无绳电话系统,无绳电话是利用现有固定电话网的交换和中继设备的一种增值业务。 无绳电话的发展（主要标准）： CTO： 1984年，美国FCC提出的第一代模拟无绳电话标准 CT1： 1987年，欧洲CEPT提出的模拟无绳电话标准 CT2 / DECT： 1989年，英国提出数字无绳电话标准CT2 首次提出远程站（Telep

12、oint）概念，远程站相当于公用电话亭。 在远程站附近几百米范围内可以象在室内一样使用无绳电话。 若干个CT2手机可同时接入同一个远程站，互不干扰。 低成本，”穷人的大哥大“。 缺点：只能呼出不能呼入。 1991年ETSI发布DECT数字增强无绳电话标准 PHS / PACS 1993年，日本提出第二代数字无绳电话系统PHS（Personal Handy-phone System)，俗称“小灵通”。 1995年，Motorola提出PACS（Personal Access Communication System）。,PHS通信系统（小灵通）,个人手持电话系统（Personal Handy-p

13、hone System） 采用日本RCR STD-28标准，采用数字空中接口。 PHS使用 1900-1920 MHz频段。优点： 硬件投资少，资费低。 绿色环保，发射功率非常低，仅为10mW。待机时间长。 缺点： 只能应用于用户密集区域，通信距离短，不支持用户漫游。 不支持快速移动（速度不能超过40公里/小时）。中国用户最多时达到9300万，全球用户超过1亿。 由于使用的频段与TD-SCDMA相冲突，工信部要求小灵通在2011年前全部退市。,数字无绳电话系统比较,无线通信网络,WWAN,WMAN,WLAN,WPAN,IEEE 802.20 (MBWA),IEEE 802.16 (WiMax)

14、,IEEE 802.16 (WiFi),IEEE 802.15 (Bluetooth /ZigBee),3GPP 3GPP2,WWAN：Wireless Wide Area Network，无线远程网 WMAN：Wireless Metropolitan Area Network，无线城域网 WLAN：Wireless Local Area Network，无线局域网 WPAN：Wireless Personal Network，无线个人网,Cellular (2G/3G/4G),RFID,IEEE 802无线标准系列,标准产业联盟,Bluetooth（蓝牙）,蓝牙“Bluetooth”的名字

15、来源于古代丹麦国王Harald Blatand，由于发音近似（Blatand 英文意思为 Bluetooth），起名者以此来寓意无线技术将人们联系在了一起。 1998年，Intel、Ericsson、Nokia、IBM和Toshiba一起创立了名为SIG的合作组织，目的为共同制定出一个短距离无线通信标准。 蓝牙是一项适用于小范围的无线通信标准，使用使用IEEE802.15协议。 蓝牙组成是微微网（Piconet），支持点到点和一点到多点的低功耗通信，距离为10米（增强功率的情况下可达到100米）。 蓝牙通信技术可以提供高达1Mbps的传输率，并且支持身份验证和数据加密。,蓝牙系统结构,蓝牙使用

16、无需申请许可证的 ISM（Industrial Scientific Medical）频段，美国、欧洲、中国：2.4-2.4835GHz，日本：2.471-2.497GHz。 蓝牙芯片将信息和语音信号调制到ISM频段上传输。 建立微微网（Piconet），期间一台设备作为主机，其它设备作为从机。 如果需要连接的设备地址码是已知的，就可以通过一个寻呼消息建立连接。 蓝牙设备中属于同一Piconet的设备共享1MHz的带宽。,蓝牙发展史,蓝牙技术先后有V1.0/V1.1/V1.2/V2.0/V2.1/V3.0/V4.0版本。 1999年7月份蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)推出蓝牙协议1

17、.0版，将其推向应用阶段。 V1.1 为最早期版本，2001年3月推出，传输率约在748810kb/s。因是早期设计，容易受到同频率产品的干扰，影响通讯质量。此版本现已淘汰。 V1.2 在2003年推出，同样是只有 748810kb/s 的传输率，但加上了抗干扰的适应性跳频技术，改善信号质量。 Bluetooth 2.0+EDR版本 是V1.2的改良版，2004年推出，传输率约在1.8M/s2.1M/s。 EDR 即Enhanced Data Rate。它具有双工的工作方式，即一面作语音通讯，同时亦可以传输数据。 Bluetooth 2.1+EDR版本是在2007年8月推出的，它的出现是为了改善之前的技术一直存在的功耗大的问题。 2009年4月，蓝牙技术联盟正式颁布了新一代标准规范“Bluetooth Core Specification Version 3.0 High Speed” ，数据传输率提高到了大约24Mbps。 2010年7月，蓝牙技术联盟正式宣布蓝牙核心规格4.0版本。蓝牙4.0实际是三位一体的蓝牙技术，它将三种规格：传统蓝牙、低功耗蓝牙和高速蓝牙技术 合而为一。,