《概论,相关技术》ppt课件

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1、移动通信技术,工程技术系 魏毅,1、移动通信技术课程是通信技术专业的一门职业核心能力课程。重点是培养对移动通信系统的认知，安装、配置、调试、维护移动通信系统的能力。 2、理论课加实训课； 3、平时成绩40%；期末成绩60%。,教学内容,第一章 概述 第二章 数字移动通信系统的相关技术 第三章 电波传播与干扰 第四章 移动通信的组网技术 第五章 GSM数字蜂窝移动通信系统及设备 第六章 通用分组无线业务（GPRS） 第七章 CDMA数字蜂窝移动通信系统及设备 第八章 CDMA2000 1X数字蜂窝移动通信系统 第九章 第三代移动通信系统,小组作业,主题：根据兴趣选取相关方向 要求：生动，有趣 时

2、间：下周两节课 分组：5人一组，分为8组，自愿组合，每组选出一个组长，班干部协调和登记，下周上课提交名单。 方式：各小组查找资料，制作PPT，上课时，组长上台讲10分钟，5分钟其它同学提问，本小组所有成员都可回答。,第1章 概论,第 1 章 概论,11 移动通信的发展概况 12 移动通信系统的特点和分类 13 移动通信系统的构成 14 移动通信的类型 15 移动通信的标准化 16 小结,11 移动通信的发展概况,概念 所谓通信，最简单的理解，也是最基本的理解，就是人与人沟通的方法。无论是现在的电话，还是网络，解决的最基本的问题，实际还是人与人的沟通。现代通信技 术，就是随着科技的不断发展，如何

3、采用最新的技术来不断优化通信的各种方式，让人与人的沟通变得更为便捷，有效。这是一门系统的学科，目前炙手可热的移动通信就是其中的重要课题。,第1章 概论,概述 通信技术和通信产业20世纪80年代以来发展最快的领域之一。不论是在国际还是在国内都是如此。这是人类进入信息社会的重要标志之一。 通信就是互通信息。从这个意义上来说，通信在远古的时代就已存在。人之间的对话是通信，用手势表达情绪也可算是通信。以后用烽火传递战事情况是通信，快马与驿站传送文件当然也可是通信。现代的通信一般是指电信，国际上称为远程通信。,第1章 概论,里程碑,新一代手机（GPRS、CDMA）（2.5G、3G）,蜂窝式 移动电话 （

4、1G）,通信的历史,1835年，莫尔斯发明电报机，并设计莫尔斯电报码。 1876年，贝尔发明电话机。这样，利用电磁波不仅可以传输文字，还可以传输语音，由此大大加快了通信的发展进程。 1901年，马可尼发明无线电设备，从而开创了无线电通信发展的道路。,1980年代，第一代移动电话技术(1G)开始应用。 1990年第一版GSM (2G)标准完成。 1992年，芬兰成为第一个商业运营的GSM网络。 1999年，WAP协议使得可以通过手机访问互联网。 2000年后开始商用的通用分组无线服务（GPRS）使得GSM系统能够以效率更高的分组方式提供数据通讯。 2003年, EDGE技术开始商用，提供了接近3

5、G的数据通讯能力。,2000年5月，国际电信联盟正式公布第三代移动通信标准，中国TD-SCDMA、欧洲WCDMA、美国CDMA2000成为3G时代主流的三大技术。2007年10月19日，WiMAX正式被批准成为继WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA之后的第四个全球3G标准。 2004年，3GPP多伦多会议发布LTE(Long Term Evolution,长期演进)项目。LTE是3G的演进,并非人们普遍误解的4G技术，而是3G与4G技术之间的一个过渡 。,移动通信设备的历史,思考：移动通信系统的组成？ 电话如何打通的呢？ 短信如何发出的呢？,GSM蜂窝系统的网络结构,典型的通信系统（

6、图1.2）,典型的通信系统 一、发送端功能模块： （1）格式化：将模拟信号抽样量化变成数字信号； （2）信源编码：去除信源消息序列的冗余性，提高传输效率； （3）加密：防止信息被未经授权者截获； （4）信道编码：对信息加入检错和纠错的功能，提高抗干扰 能力； （5）多路复用：将多个低速的数据流复接成高速的数据流； （6）脉冲调制（波形编码）：将信息序列变换成适合在基带 或通带信道中传输的码型；,（7）带通调制：将基带信号搬移到适合特定介质传输的频段； （8）频率扩展：提高信号的隐蔽性和抗干扰能力； （9）多址接入：实现信道的共享分配； 二、接收端功能模块： （1）多址接入、（2）频率解扩、（3

7、）解调、（4）信号检测、（5）多路分离、（6）信道译码、（7）解密、（8）信源译码、（9）格式化。 分别完成与发送端对应模块相反的功能。,1.2.1 移动通信系统的特点,1移动通信必须利用无线电波进行信息传输。 用户可以在一定范围内自由活动，不过无线电波的传播特性一般都很差。 影响通信质量。 2通信是在复杂的干扰环境中运行的 多部收发信机的干扰；工业干扰；人为干扰。 3移动通信业务量的需求与日俱增 移动通信可以利用的频谱资源非常有限。 4移动通信系统的网络结构多种多样，网络管理和控制必须有效 移动通信网络必须具备很强的管理和控制功能 5移动通信设备(主要是移动台)必须适于在移动环境中使用 对手

8、机的主要要求是体积小、重量轻、省电、操作简单和携带方便。 还应保证在震动、冲击、高低温变化等恶劣环境中正常工作。,第1章 概论,第1章 概论,122移动通信系统的分类,（1）按使用对象可分为民用设备和军用设备； （2）按使用环境可分为陆地通信、海上通信和空中通信； （3）按多址方式可分为频分多址(FDMA) 、时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)等； （4）按接入方式可分为频分双工（FDD）和时分双工（TDD）； （5）按覆盖范围可分为广域网和局域网； （6）按业务类型可分为电话网、数据网和综合业务网； （7）按工作方式可分为同频单工、异频单工、异频双工和半双工； （8）按服务范围可分为

9、专用网和公用网； （9）按信号形式可分为模拟网和数字网。,第1章 概论,13 移动通信系统的构成,图1.3移动通信系统组成,第1章 概论,14 移动通信的类型,141 工作方式 按照通话的状态和频率使用的方法可分为三种工作方式，单工制、双工制、半双工制。 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。即在一个时间里要么说，要么听，只可选择一样。根据收、发频率的异同，又可分为同频单工和异频单工。单工通信常用于点到点通信。,第1章 概论,单工通信 （PTT： push to talk）例如：对讲机,第1章 概论,2双工通信 双工通信，是指通信双方可同时进行传输消息的工作方式，有时亦称全

10、双工通信。通信的双方都可以在同一时间又说又听，互不干扰。,双工通信 （收-发双工器用于防止发射大信号直接进入接收机前端引起接收信道饱和甚至烧毁，同时避免发射机噪声对接收灵敏度的影响 ）,第1章 概论,3半双工通信 基站双工，移动台单工。（汽车调度）,半双工通信,第1章 概论,142 模拟网和数字网 模拟通信系统：比如在电话通信中，用户线上传送的电信号是随着用户声音大小的变化而变化的。这个变化的电信号无论在时间上或是在幅度上都是连续的，这种信号称为模拟信号。在用户线上传输模拟信号的通信方式称为“模拟通信”。 (包括模拟蜂窝网、模拟无绳电话与模拟集群调度系统等)称作第一代通信产品。,第1章 概论,

11、数字通信系统：利用数字信号传递消息的通信系统 ，数字信号与模拟信号不同，它是一种离散的、脉冲有无的组合形式，是负载数字信息的信号。现在最常见的数字信号是幅度取值只有两种(用0和1代表)的波形，称为“二进制信号”。“数字通信”是指用数字信号作为载体来传输信息，或者用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式。 (包括数字蜂窝网、数字无绳电话、移动数据系统以及不移动卫星通信系统等)称作第二代通信产品。,第1章 概论,数字通信系统的主要优点可归纳如下： （1）频谱利用率高，有利于提高系统容量； （2）能提供多种业务服务，提高通信系统的通用性； （3）抗噪声、抗干扰和抗多径衰落的能力强； （4）能实

12、现更有效、灵活的网络管理和控制； （5）便于实现通信的安全保密； （6）可降低设备成本和减小用户手机的体积和重量。,第1章 概论,143 话音通信和数据通信,移动通信网络的分类,1.5 移动通信的标准化,国际上有关移动通信系统的标准和建议，通常是全球或地区范围内许多研究部门、生产部门、运营部门和使用部门中许多专家集体创作制定，它标志着移动通信的发展方向，也体现着移动通信市场需求和综合技术水平，具有巨大的技术和商业价值，为世界各国制定移动通信发展规划和标准提供了重要的依据。,第1章 概论,151国际无线电标准化组织 国际电信联盟(ITU) 是设于日内瓦的联合国组织，下设四个永久性机构： 综合秘书

13、处 国际频率登记局(IFRB) 国际无线电咨询委员会(CCIR) 国际电话电报咨询委员会(CCITT) 国际频率登记局(IFRB)的职责： 管理带国际性的频率分配； 组织世界管理无线电会议(WARCs)。 WARCs是为了修正无线电规程和审查频率注册工作而举行的。,第1章 概论,国际电话电报咨询委员会(CCITT)开发设备建议，如在有线电信网络中工作的数据调制解调器（Modem）, 还通过其不同的研究小组开发了许多与移动通信有关的建议，如编号规划、位置登记程序和信令协议等 国际无线电咨询委员会 (CCIR) 为ITU提供无线电标准的建议，研究的内容着重于无线电频谱利用技术和网间兼容的性能标准和

14、系统特性。 1993年3月1日，国际电信联盟（ITU）进行了一次组织调整。调整后的ITU分为三个组： （1）无线通信组(以前的CCIR和IFRB)； （2）电信标准化组(以前的CCITT)； （3）电信开发组(BDT)。,第1章 概论,152欧洲共同体(EC)的通信标准化组织 欧洲邮电管理协会(CEPT)曾经是欧洲通信设施的主要标准化组织。其任务是协调欧洲的电信管理和支持CCITT和CCIR的标准化活动。目前，CEPT在这方面的工作已越来越多地被欧洲共同体（EC）管理下的其他标准化组织所取代。 隶属于欧洲共同体的标准化组织主要是欧洲电信标准协会(ETSI)。它成立于1988年，已经取得许多以往

15、由CEPT领导的标准化职责。下设的服务与设备、无线电接口、网络形式和数据等分会。像GSM、无绳电话（Cordless Phone）和欧洲无线局域网（HIPERLAN）等许多标准都是由ESTI所制定。,第1章 概论,153北美地区的通信标准化组织 在美国负责移动通信标准化的组织是电子工业协会(EIA)和电信工业协会(TIA)(后者是前者的一个分支)。此外，还有一个蜂窝电信工业协会(CTIA)。1988年末，TIA应CTIA的请求组建了数字蜂窝标准的委员会TR45，来自美国、加拿大、欧洲和日本的制造商参加了这个组织。TR45下属的各个分会主要是对用户需求、通信技术等方面的建议进行评估。1992年1

16、月EIA和TIA发布了数字蜂窝通信系统的标准IS-54（TDMA）暂时标准，它定义了用于蜂窝移动终端和基站之间的空中接口标准（EIA92）。,第1章 概论,154太平洋地区的通信标准化 太平洋数字蜂窝移动通信系统（PDC）标准发布于1993年，也称为日本数字蜂窝移动通信系统（JDC）。PDC有些类似于IS-54标准。,第1章 概论,16 小结 介绍了移动通信系统发展的历程 对移动通信系统特点和分类、基本组成、基本概念以及工作方式进行了概述 对移动通信系统所涉及的标准化组织进行了介绍 目的：让学生对移动通信有所认识和了解。掌握移动通信的概念、组成结构及特点，了解移动通信系统发展趋势和其标准化组织所制定的标准。,第 2 章 数字移动通信系统的相关技术,21 调制解调技术 22 多址技术 23 语音编码及信道编码技术 24 扩频技术 25 小结,