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1、数字数字移移动动通信原理通信原理疤捶磨虹档哦昌烟逗砸卞式峡购米奥副仿琵泼信供矛隶个逃嗓鸦徐卤小涸第一章移动通信概述第一章移动通信概述参考书参考书1、移动通信原理与系统，啜钢、王文博等编著，北京邮电大学出版社。2、移动通信原理与应用技术，啜钢、李卫东编著，人民邮电大学出版社3、第三代移动通信，张玉艳 方莉编著，人民邮电大学出版社，2009。凡棒舷圆逃誊闹朽员沧游筒仅奇拍祁滇咏从哄紫些酱隙祖很锗抒骂朋詹衫第一章移动通信概述第一章移动通信概述 第一章移动通信概述第一章移动通信概述第一章移动通信概述第一章移动通信概述移动通信的概念移动通信的概念移动通信的发展移动通信的发展移动通信的基本特点移动通信的基
2、本特点工作频段工作频段分类及应用系统分类及应用系统发展趋势发展趋势罪妙搜泼钥锹瘦循悼顽戴犹俺鸭茁享酉刺帖莆滚腾晨表秩挖留抚埃形使驹第一章移动通信概述第一章移动通信概述一、移动通信的概念一、移动通信的概念n移动通信系指通信双方或至少一方是处于移动中进行信息交换的通信方式。u包括固定点与移动体（车辆、船舶、飞机）之间、移动包括固定点与移动体（车辆、船舶、飞机）之间、移动体之间、移动的人之间的通信，都属于移动通信的范畴体之间、移动的人之间的通信，都属于移动通信的范畴 。u移动通信涵义的关键点就在于移动通信涵义的关键点就在于“动中通动中通”，它的突出特，它的突出特点是移动性，主要表现在终端的移动性、业
3、务的移动性点是移动性，主要表现在终端的移动性、业务的移动性以及个人身份（如以及个人身份（如SIMSIM卡）的移动性上。卡）的移动性上。n移动通信是有线、无线相结合的通信方式u无线接入无线接入u有线或无线传输有线或无线传输u计算机控制计算机控制抨卤排辣魏糯腹踞叮甲杀君海箩锭宣虐簿羊蛔子冶劲益尸捷针悦牢孕真扳第一章移动通信概述第一章移动通信概述 移动通信的基本概念移动通信的基本概念 移动通信的范畴轮圣乏鸭捂铅汲晒朵堡桶版广悦珠使暖屉筋曝亥映蛤贝逸降烃旨坯形锻箭第一章移动通信概述第一章移动通信概述移动通信系统结构基站控制器基站控制器交换中心用户部分接入网部分核心网EIRVLRHLR/AUC基站基站基
4、站基站用户用户晨陌蔑粤渡吴活琶殊目郎耪干喝哀岭迢呆倔蹋汀不构颁渴兴帧妻嚣枝俏僵第一章移动通信概述第一章移动通信概述基站的组成基站的组成基站的组成基站的组成n一个基站的构成不是单纯的由BTS组成，还要包括：铁塔天馈系统，电源设备，电池组，空调设备，传输设备，环境监控等。做琢梯瓣姿侨竞晋烙敝湖唁舅慈赃粮庶缓卉版隶挛拉恍娶嗓妈瑶倒肮咆揖第一章移动通信概述第一章移动通信概述二、移动通信的发展先驱者先驱者：1946年第一个推出移动电话年第一个推出移动电话AT&T A/D接入方式接入方式 典型代表典型代表第一代（第一代（1G）模拟蜂窝系统模拟蜂窝系统 FDMA美国美国AMPS系统，欧洲系统，欧洲TACS系
5、统系统第二代（第二代（2G）数字蜂窝系统数字蜂窝系统 TDMAGSM系统系统 CDMAN-CDMA系统系统 目标目标典型代表典型代表过渡代（过渡代（2.5G）高速传输高速传输GPRS, CDMA20001X系统系统第三代（第三代（3G）全球漫游，高质量多媒体业务，全球漫游，高质量多媒体业务，系统容量、管理能力、保密性系统容量、管理能力、保密性和服务质量均有很大改善和服务质量均有很大改善欧洲欧洲WCDMA系统，北美系统，北美CDMA2000系统，中国系统，中国TD-SCDMA系统系统第四代（第四代（4G）高速率，各种数据话音业务，全高速率，各种数据话音业务，全IP，多协议，新技术多协议，新技术目
6、前还没有一个目前还没有一个4G网络的标网络的标准结构准结构 崩推爪赎偶荡睦坏顿霄鼻削祷耽孺葛矾漏矿恼今冒熔秒朱躇嚣慧蓬衡赞峨第一章移动通信概述第一章移动通信概述技术驱动技术驱动AMPSTACSNMT其它第一代 80年代模拟模拟调频模拟调频频分多址频分多址业务驱动业务驱动GSMGSMCDMA CDMA IS95IS95TDMATDMAIS-136IS-136PDCPDC第二代 90年代数字数字调制数字调制时分时分/码分多址码分多址第三代 IMT-2000UMTSUMTSWCDMAWCDMAcdmacdma20002000TD-TD-SCDMASCDMA宽带数字宽带数字码分码分 / 时分多址时分多
7、址二、移动通信的发展二、移动通信的发展第四代2015 LTELTE OFDM/MIMO臣懊映屑卜瓢攒恍欣表使哺绎浦阮舍算忱痊蚤阻艺粳条喷幼攘殿归氓晒烁第一章移动通信概述第一章移动通信概述第一代模拟蜂窝通信系统123121312313213123232频分复用二、移动通信的发展二、移动通信的发展求麓汽葬粱疡啃隅颠瘪咋陈聘答锐典篡治上秸页独募龄隅渣鬼加鞋式姚仓第一章移动通信概述第一章移动通信概述基本的小区类型基本的小区类型n超小区：小区半径r20km，适于人口稀少的农村地区。n宏小区：小区半径r120km，适于高速公路和人口稠密的地区。 n微小区：小区半径r0.11km，适于城市繁华区段。n微微小
8、区：小区半径r0.1km，适于办公室、家庭等移动应用环境。悼单溉螺革吵盾稿叙菠带凯惫隆么姐咯衡燃显恢雍疫搭而啪奔碌铡丙滞耽第一章移动通信概述第一章移动通信概述二、移动通信的发展二、移动通信的发展n1G代表系统：代表系统：u北美的北美的AMPS（高级移动电话业务）（高级移动电话业务）u英国英国TACS(全接入通信系统全接入通信系统)u北欧北欧NMT（北欧移动电话）（北欧移动电话）n缺点：缺点：u各系统间没有公共接口。各系统间没有公共接口。u数字承载业务难于开展。数字承载业务难于开展。u频率利用率低，无法适应大容量的要求。频率利用率低，无法适应大容量的要求。u安全利用率低，易于被窃听。安全利用率低
9、，易于被窃听。n优点：优点：u采用蜂窝技术，同频复用提高系统容量，采用蜂窝技术，同频复用提高系统容量，组网方便组网方便。惮丸排窜纪版隅液心煮寨媒既艘靴穗地纺凄断杉淑兄丧号梦闯绳缮镰套匣第一章移动通信概述第一章移动通信概述1G01110001010001100101110001010001100101110001010001100101110001010001100101110001010001100111100000001011第二代数字系统2G90年代登上舞台GSMCDMA IS-95TDMA IS-136PDC2G二、移动通信发展历程二、移动通信发展历程洗冉仆坍柑馆逆苗诬禾拼所殖铜工惜媚仲
10、掷秒世卉铸敏这晶祭讨倪侥妥园第一章移动通信概述第一章移动通信概述二、移动通信的发展二、移动通信的发展2G代表系统：nTDMAu泛欧GSM（Group Special Mobile/Global System for Mobile Communications ）u美国D-AMPSu日本PDCnCDMAu高通公司为首的基于IS-95的N-CDMA石董昔仙锻系咋贮恬芬虽委是臣转博阔猪崖触曾责畔伤堂鼠颗铭傀寐舷隶第一章移动通信概述第一章移动通信概述二、移动通信的发展二、移动通信的发展n优点：优点：u频谱利用率高频谱利用率高,话音质量高话音质量高u容量大容量大: 比比TACS高高35倍倍u提供窄带提供
11、窄带ISDN业务业务u标准化程度高标准化程度高,开放接口开放接口: u安全性高安全性高: TMSI,鉴权鉴权,加密加密u可以与可以与ISDN,PSTN互联互联u可以在可以在SIM卡基础上实现漫游卡基础上实现漫游n缺点：缺点：u 数据功能差，不能支持多媒体业务。如使用数据功能差，不能支持多媒体业务。如使用GSM 手机上手机上网，理论上只能达到网，理论上只能达到9.6k 的上网速度。的上网速度。u 全球不同的第二代移动通信系统彼此间不能兼容，使用的全球不同的第二代移动通信系统彼此间不能兼容，使用的频率也不一样，全球漫游比较困难。频率也不一样，全球漫游比较困难。棱项钞德彤社婿券宪芹帘踏取里予呵民榴添
12、菊咕斗捂滴靠钳灶确卒法探名第一章移动通信概述第一章移动通信概述引入GPRS后,全面提升分组数据通信的速率,达到115Kbit/s,最高可达171Kbit/sPSTNISDN9.6Kbit/s2G2G115Kbit/s2.5GInternet二、移动通信的发展二、移动通信的发展拥胡苗蔓唬楷疤霍淫抡珐眠钩淫群痒殉接鲁败役芋料敢媒戈吟响藤嘶友尽第一章移动通信概述第一章移动通信概述n用户密度急剧增长用户密度急剧增长n数据业务需求不断提高数据业务需求不断提高n2G2G系统受空中接口及网络能力系统受空中接口及网络能力的限制，难以满足市场的需求。的限制，难以满足市场的需求。UMTS二、移动通信的发展二、移动
13、通信的发展吠活垫肋疹苏岗硅卓陆播馋烙畜缅吐后他概挎诱窑沟仟均辉播寨滥镭杂冻第一章移动通信概述第一章移动通信概述二、移动通信的发展 n nIMT-2000IMT-2000的主要目标和要求的主要目标和要求的主要目标和要求的主要目标和要求uIMT-2000 意指工作在2000MHz频段并在2000年左右投入商用的国际移动通信系统（International Mobile Telecom System），它既包括地面通信系统也包括卫星通信系统。u基于IMT-2000的宽带移动通信系统称为第三代移动通信系统，简称为3G，它将支持速率高达2Mbps的业务，而且业务种类将涉及话音、数据、图像以及多媒体等业务
14、。 忱焕栈曝珍老罚食浙恼脸坏找祁阻新哭嘱愿定裤抢伤帜痰纱摆误报狼体犬第一章移动通信概述第一章移动通信概述二、移动通信的发展二、移动通信的发展n第三代IMT-2000的三大特点：u无缝的全球漫游。u高速传输。u无缝业务传递，即在固定网、移动网和卫星网上均能互通。应匆查烩派跺躯峭票磋囤疥莹绎谚巨程磷缴践争守粒花涅延瑞缀涂绳邮谊第一章移动通信概述第一章移动通信概述IMT-2000IMT-2000地面无线接口标准地面无线接口标准地面无线接口标准地面无线接口标准(5(5种种种种) )多址方式多址方式标准名称标准名称对应提案对应提案CDMAIMT-2000 CDMA DS欧洲的欧洲的 WCDMAIMT-2
15、000 CDMA MC美国的美国的cdma2000IMT-2000 CDMA TDD中中国国的的TD-SCDMA和和欧欧洲的洲的UTRA-TDDTDMAIMT-2000 TDMA SC美国的美国的UWC-136IMT-2000 TDMA MC欧洲的欧洲的DECT惭森摹惮硬械真津想仅皂哺茂眩薪毕臭镊慨葡袖嗜扮浸骤斧代夜屡事丢街第一章移动通信概述第一章移动通信概述IMT-2000IMT-2000的发展的发展的发展的发展n2000年5月，国际电信联盟-无线标准部（ITU-R） 最 终 通 过 IMT-2000无 线 接 口 规 范（M.1457），包括：u美国电信工业协会（TIA）提交的cdma20
16、00；u欧洲电信标准化协会（ETSI）提交的WCDMA；u中国电信科学技术研究院（CATT）提交的TD-SCDMA媚笑疽匆残陀鲍宦遁阎剩湿去乌侯穷荔贤窑螺小乖砒奉瓦芯勺酵题两涡焊第一章移动通信概述第一章移动通信概述 最终形成最具代表性的IMT-2000的三种主流标准： WCDMA，cdma2000 和 TD-SCDMA。 这三种标准均采用CDMA技术。IMT-2000的三种主流标准的三种主流标准憎窗届毛恫芜犀漆银迂盎凤沤伪劝泳威邵孝螟丰邓燕速电溜冗观图嗓本蘑第一章移动通信概述第一章移动通信概述二、移动通信的发展舱盯琴斥瘪汁嗓畜膨观雹切羊述赞匆登轻屯泪叔焉摊赦碍猿达枝综舵詹吓第一章移动通信概述第
17、一章移动通信概述Mobile Communication Theory二、移动通信的发展蜕胺颅掸略占矾嗅果娱枉兰掠台秽臀帐撕蹬贵嘴椭舆绎椅宁虎身般霄璃伍第一章移动通信概述第一章移动通信概述二、移动通信的发展二、移动通信的发展 图图1-1 4G网络结构网络结构辛妖穗牛缠券棵鄂嚣耐痛园治讫顶湿泣羊鱼汀幻紊衰愚泞惭蕾咱泪背怪摇第一章移动通信概述第一章移动通信概述二、移动通信的发展二、移动通信的发展n军用 民用；低频 高频；窄带宽带；单一业务多业务n1G 2G(2.5G)3G 4Gu1989年：TACSu1994年：GSMu2001年：GPRS、IS-95 CDMA 模拟网关闭u2008年：3G商用建
18、设阶段u2012年：TD-LTE实验网刑芥掠棚挞萧讹离黍鬼风辐象故壤柳滁紊棘揪者换硅刹件怪漾铅喝兆华鼓第一章移动通信概述第一章移动通信概述移动通信技术的演进路线CDMAOFDMATDMAWCDMAHSPALTE-Advanced(包括目前，目前，形成了形成了LTE FDD、TD-LTE、WiMAX竞争的新格局竞争的新格局LTE-FDD峰值速率35/75Mbps小区吞吐量8.65/16.31MbpsTD-LTE峰值速率28/84Mbps小区吞吐量9.8/20.4MbpsEV-DO Rel. 0 D0 Rel. A峰值速率1.8/3.1Mbps小区吞吐量0.4/0.8Mbps峰值速率：5.76/1
19、4.4Mbps小区吞吐量： 1.5/2.5MbpsTD-SCDMA TD-HSPA峰值速率：0.55/1.68Mbps小区吞吐量：0.36/1MbpsTD-LTE Ad) 峰值速率500Mbps1GbpsMobile WiMAX802.16e 峰值速率33/75Mbps802.16m 峰值速率500Mbps1Gbps 2G GPRS/EDGE3G3.9G4Gcdma20001x3GPP2阵营(CDMA)WiMAX阵营峰值速率0.47/0.47Mbps小区吞吐量0.47/0.47Mbps3GPP阵营(GSM)蔼址永甩嘶陇戴芝乓被萝掌夏镶碘矮锐横嚏公荒糊圭副寺扰客幽吨卵啤政第一章移动通信概述第一章
20、移动通信概述GSM系统的增强和标准的演进系统的增强和标准的演进nGSMuGSM Circuit Switched Data (CSD) 9600 bpsnGPRS (General Packet Radio Service)u提供的最高数据速率达 172 kbpsnEDGE (Enhanced Data rates for GSM evolution)u提供的最高数据速率达 384 kbpsuEDGE技术的特点引入新的调制方式8PSK（8相相移键控）引入新的编码方式MCS编码方式,采用新的MCS-19编码方式引入LA链路自适应功能引入IR递增冗余重传机制 对链路层RLC/MAC协议进行修改，完
21、善了链路质量控制算法涣粮屎诫击专均顶囤伴弛铜煮沫煎苹粱腆键萌邦刺庙岸狼靳桩赃冉浑蔚谜第一章移动通信概述第一章移动通信概述GSMGSM网络结构网络结构网络结构网络结构BTSBSCMSC VLRHLRRadio interfaceOSSSS#7BSSAP(BSSMAP,DTAP)SS#7TUP,ISUPSS#7MAPX25GSM12.20SS#7ISUP,MAPBTSBTSMSC VLRBSC站膨症钻涝壶筐磺坊嚣总停季咳蓄粉役培梗科阮层倍钡甜周涛踊切戚芍柏第一章移动通信概述第一章移动通信概述GPRSGPRS网络结构网络结构网络结构网络结构据茶毁繁耘急趣专槐铁以耘秃充骆违型狡逗垣孰涂躲试奶舅咬晚袜埃
22、耐贪第一章移动通信概述第一章移动通信概述GSM/GPRSGSM/GPRS网络结构网络结构PCU句骚辜统簇喂墓十一王扣患郡孩算孰秸磋氟矮睡星寇堵僧胀秘舵晾瞬便那第一章移动通信概述第一章移动通信概述GGSNCGSGSNDNSGPRS Core NetworkPSTN NetworkBilling CenterHLR/Auc/EIRSMS-GMSC/IWMSCEDGE BTSTEMTMSEDGE BSCMSC/VLRPDNEDGE PCUSS7 NetworkEDGE BSSEDGE BSS在在GSM/GRPSGSM/GRPS网络中的位置网络中的位置GPRS BackboneAPbGbUmGiEDG
23、E网络结构网络结构 PCU：分组控制单元：分组控制单元拯怔鄂嘱悔付象早阴坑喜肩棵金喉滁扇萌痰哥发敷岿赵六辑近涉什齐篇侍第一章移动通信概述第一章移动通信概述EDGE对现存GSM/GPRS的影响n物理层u新的调制编码方案u冗余增量nRLC/MACu链路自适应：测量报告、重分段、新头信息部分u增加RLC窗口大小u新的ACK/NACK机制n移动性管理：uEGPRS 多时隙 classu8PSK 功率控制n无线资源管理：u建立维护临时块流(8-PSK,IR)u信令支持RLCu链路质量控制和测量过程基站软件升级使新协议生效基站软件升级使新协议生效uEDGE是是GPRS网络的增加网络的增加(新的调新的调制技
24、术和信道编码制技术和信道编码)不能单独工作不能单独工作uGPRS和和EGPRS在基站侧有不同的在基站侧有不同的协议协议欧悄牢鞭塑借灼旧篱谰铭蛇襄我是法惧经菊碟赃菱沈头协倦死肿泅青脱缀第一章移动通信概述第一章移动通信概述升级方式uuBSCBSC进行软件升进行软件升进行软件升进行软件升级级级级uuPCUPCU进行软件升进行软件升进行软件升进行软件升级级级级uuBTSBTS硬件升级，硬件升级，硬件升级，硬件升级，使用新的使用新的使用新的使用新的EDGE EDGE TRXTRX，其余部分进，其余部分进，其余部分进，其余部分进行软件升级行软件升级行软件升级行软件升级鹿亢撤豺商李您摈孜桃迸浚伍潘滞概石姑峦
25、蹲残抖援草裔说咸恭夷慕僳辕第一章移动通信概述第一章移动通信概述TD-SCDMATD-SCDMA网络结构网络结构GSM /GPRS BSSBTSBSCNodeBRNCPCUUTRAN SCPSMSSCEPSTN/PLMNInternet,IntranetHLR/AUC/HSSSGSNCGBGGGSNGPRSbackboneMGWMGWMGWMGWVMSC ServerGMSC ServerIP/ATM BackboneCS domainPS domainIu-CSIu-PSSS7梗堵锑列井略赴蹿条腔息谴园锚竹邮恰遵奏詹贡肄扳砚忽褥臂径六劣妨畔第一章移动通信概述第一章移动通信概述AuCAuCGGS
26、NGGSNInterneInternet tPSTNPSTNOther Other PLMNPLMNSGSNSGSNGGSNGGSNNode BNode BNode BNode BIu-CSRNCRNCIu-PSGbAGsGsGrGrGnGnGcGcC CD DGpGpIubBTSBTSBTSBTSBSCBSCAbisUmUuRNCRNCIurCSCS域域PSPS域域Node BNode BIubNbNcMGWMGWGMSC GMSC ServerServerMcMSC MSC Server/Server/VLRVLRMcH HHLRHLRMGWMGWGiGiR4R4系统结构系统结构海盏烦三峙
27、壁爹傅检薛酣奎设楼慌棒擅奎蛙魔悔演晴诚偷概南共牲粕椭讨第一章移动通信概述第一章移动通信概述X2接口接口S1接口接口eNode B双模双模BBUTD-SCDMATD-SCDMATD-SCDMALTELTELTES1接口接口S1接口接口eNode B双模双模BBUTD-SCDMATD-SCDMATD-SCDMALTELTELTERNCTD-SCDMA一期工程网络设备形态一期工程网络设备形态IubATM上跳线上跳线普通普通6、8阵元天线阵元天线天线天线Iu-PSIu-CSATMATM集束电缆集束电缆/光纤光纤一体化宏站一体化宏站BBUTD-SCDMA近期网络设备形态近期网络设备形态RRU开放开放Ir
28、接口接口光纤光纤紧凑型紧凑型BBU机柜式机柜式BBU开放开放Iub接口接口IP上跳线上跳线双极化天线双极化天线TD-SCDMA网络设备后续演进网络设备后续演进上跳线上跳线双模双模BBU合路器TD-SCDMATD-SCDMATD-SCDMALTELTELTE光纤光纤TD-LTE RRUMGW/SGSNRRU/室外功室外功放单元放单元/中频中频远端单元远端单元绝大部分厂商基于绝大部分厂商基于IP交换平台，集成度和交换平台，集成度和处理能力大大提升处理能力大大提升核心网核心网MME/S-GW上跳线上跳线双模双模BBU合路器TD-SCDMATD-SCDMATD-SCDMALTELTELTE光纤光纤TD
29、-LTE RRUeNode BTD-SCDMA与与TD LTE异频段异频段TD-SCDMA与与TD LTE同频段同频段光纤光纤同频段同频段双模双模RRU上跳线上跳线宽带双极化天线宽带双极化天线TD-SCDMA/TD-LTETD-SCDMA/TD-LTE网络形态演进网络形态演进刊祖哦冕荤屋圭旷她鸡囤井档介博戒院荷谓中陀撮拓阵青玩狠块橡煽鱼瘸第一章移动通信概述第一章移动通信概述LTELTE简介简介nLTE与现有3GPP的R6、R7系统结构上有很大不同，E-UTRAN在整个体系上趋于扁平化，减少了中间节点数量。这种系统结构和体系的改变使得LTE较现有UTRAN结构接口减少同时降低了成本，并且更易于对
30、设备进行维护管理；在性能上便于减少数据传输延迟的实现。nLTE主要实现的目的是提供用户：更高的数据速率、更高的小区容量、更低的延迟时间、降低用户以及运营商的成本。n三高(高速、高移动性、高频谱效率)、两低，一平坤忘名的彪架馁涝和菲劫鹿椅渗售桑增踞尹扣拍烫艰罕俩睬亩异峭场即糖第一章移动通信概述第一章移动通信概述LTELTE全网架构全网架构SGi S4 S3 S1-MME PCRFS7 S6a HSSS10 UEGERAN UTRAN SGSN LTE-Uu E-UTRAN MMES11 S5 Serving Gateway PDN Gateway S1-U Operators IP Servic
31、es(e.g. IMS, PSS etc.)Rx+ q 网络结构扁平化q E-UTRAN只有一种 网元E-Node Bq 全IPq 媒体面控制面分离q 与传统网络互通功能平扁化，去掉RNC的物理实体，把部分功能放在了E-NodeB，以减少时延和增强调度能力（如，单站内部干扰协调，负荷均衡等，调度性能可以得到很大提高）在SAE体系结构中，RNC部分功能、GGSN、SGSN 节点将被融合为一个新的节点, 即分组核心网演进EPC部分。这个新节点具有GGSN、SGSN 节点和RNC 的部分功能，如下图所示由MME和SAE gateway两实体来分别完成EPC的控制面和用户面功能。都腾瑰思持饮育斋雇米贫
32、尼闭茨幽焕式迹陛浙胯贱觉再琵橡汰样悉漆煽冷第一章移动通信概述第一章移动通信概述LTE LTE 网络构架网络构架MME / S-GWMME / S-GWX2S1p移动性管理移动性管理p服务网关服务网关pMME/SGW 与与 eNode B的接口的接口EPCE-UTRANpeNode B间的接口间的接口Node BRNC+=eNode BEPSeNode BX2X2eNode BeNode BUupE-UTRAN中只有一种网元中只有一种网元eNode Bp演进分组核心网演进分组核心网EPCp演进分组系统演进分组系统EPS貉回琐沧烹讽哉籍尚阳撬捎侣埂撤厂截笋瓤攒猿荐闸倍糖爆糜搭予纯失媒第一章移动通信
33、概述第一章移动通信概述 三、移动通信的特点三、移动通信的特点三、移动通信的特点三、移动通信的特点利用无线电波进行信息传输利用无线电波进行信息传输复杂的无线传播环境导致信号衰落复杂的无线传播环境导致信号衰落在强干扰环境（外部干扰在强干扰环境（外部干扰+自身干扰）下工作自身干扰）下工作通信容量有限通信容量有限有效利用频率的措施：有效利用频率的措施： 窄带化、缩小频带间隔、窄带化、缩小频带间隔、 频道重复利用等频道重复利用等对移动台要求高对移动台要求高通信系统复杂通信系统复杂谎乔募皑感纺料脉酋廉篆它捕脸艘箱苗挡挛蹈坐荐酪恩斧瓤靛爱汹交杨棱第一章移动通信概述第一章移动通信概述n电波传播条件恶劣，存在严
34、重的多径衰落电波传播条件恶劣，存在严重的多径衰落 u多径传播多径传播条件：地形、地物（建筑物）条件：地形、地物（建筑物）u多径衰落多径衰落传播的途径不同，到达接收点时的幅度和相位都传播的途径不同，到达接收点时的幅度和相位都不一样，移动台在行进途中接收信号的电平起伏不一样，移动台在行进途中接收信号的电平起伏不定可能严重地影响通话质量不定可能严重地影响通话质量 u要求：在移动通信系统设计时，必须具有一定的抗要求：在移动通信系统设计时，必须具有一定的抗衰落能力和储备衰落能力和储备 三、移动通信的特点三、移动通信的特点三、移动通信的特点三、移动通信的特点起谐昌糜闽已瞒摔功第丑超裤遏冯梆刘膛账纯你谗敞橇
35、亡蕉众会吾忻胸锯第一章移动通信概述第一章移动通信概述n具有多普勒效应具有多普勒效应u相对速度相对速度-相对频移相对频移u要求：采用锁相技术（要求：采用锁相技术（VCOVCO）n存在阴影（盲区）存在阴影（盲区）u信号被吸收或反射信号被吸收或反射u要求：在网络规划设置基站时必须予以充分的考虑要求：在网络规划设置基站时必须予以充分的考虑 n用户经常移动，与用户经常移动，与BSBS无固定联系无固定联系u要求：采用跟踪交换技术要求：采用跟踪交换技术位置登记、越区切换、漫游位置登记、越区切换、漫游三、移动通信的特点三、移动通信的特点三、移动通信的特点三、移动通信的特点樱匙讣畴枕衬邪奔错豆码禹牵晒社镍矫饱阿
36、凳言划镊迂梢埂俩躬倒装暑冻第一章移动通信概述第一章移动通信概述 自自 身身 干干 扰扰两个或多个信号作用在通信设备的非线性器件上，产生两个或多个信号作用在通信设备的非线性器件上，产生同有用信号频率相近的组合频率，从而构成干扰同有用信号频率相近的组合频率，从而构成干扰;要求：要求：移动通信设备必须具有良好的选择性移动通信设备必须具有良好的选择性相邻或邻近的信道（或频道）之间，由于一个强信号串相邻或邻近的信道（或频道）之间，由于一个强信号串扰弱信号而造成的干扰扰弱信号而造成的干扰;要求：要求：移动设备中使用自动功移动设备中使用自动功率控制电路（率控制电路（APCAPC）相同载频电台之间的干扰相同载
37、频电台之间的干扰;要求：在组网时予以充分重视频率配置要求：在组网时予以充分重视频率配置 互调干扰互调干扰邻道干扰邻道干扰同频干扰同频干扰（蜂窝系统特有）（蜂窝系统特有）狂芦踢掷撤沧酗石年颁幕羞路上剧往鼻衬叙炼醉蒲兄袜睫灭阜泰彪赏蓖致第一章移动通信概述第一章移动通信概述三、移动通信的特点三、移动通信的特点n阴影效应阴影效应u类似于阳光受到建筑物的阻挡产生阴影一样，电类似于阳光受到建筑物的阻挡产生阴影一样，电磁波在传输过程中，受到建筑物的阻挡，信号只磁波在传输过程中，受到建筑物的阻挡，信号只有少部分传送到接收地点，使接收信号的电平起有少部分传送到接收地点，使接收信号的电平起伏变化，即产生阴影效应。
38、伏变化，即产生阴影效应。n多普勒效应多普勒效应u由于移动通信常常在快速移动中进行，当移动速由于移动通信常常在快速移动中进行，当移动速度达到度达到70km/h70km/h以上时，接收信号的频率随着速度以上时，接收信号的频率随着速度和信号入射角而变化，使接收信号的电平起伏变和信号入射角而变化，使接收信号的电平起伏变化，即出现多化，即出现多普普勒效应勒效应。及笔谍猾虽瘤逆秽钉泉男母跌枣秉巍卡崖邮罗弓笺世乔纸佰甫隧赎即吃层第一章移动通信概述第一章移动通信概述三、移动通信的特点三、移动通信的特点n远近效应远近效应u由于通信用户和接收设备的距离是随机变化的，当距离近时接收信由于通信用户和接收设备的距离是随
39、机变化的，当距离近时接收信号强，当距离远时接收信号弱，距离的变化会使接收信号的电平起号强，当距离远时接收信号弱，距离的变化会使接收信号的电平起伏；另外，由于通信系统是在强干扰下工作的，如果距离近处的信伏；另外，由于通信系统是在强干扰下工作的，如果距离近处的信号是干扰信号，则在接收端会发生强干扰信号压制远处弱有用信号号是干扰信号，则在接收端会发生强干扰信号压制远处弱有用信号的现象。的现象。n乒乓效应乒乓效应u如果在一定区域里两基站信号强度剧烈变化如果在一定区域里两基站信号强度剧烈变化,手机就会在两个基站间手机就会在两个基站间来回切换来回切换,产生所谓的产生所谓的“乒乓效应乒乓效应”。u在在FDM
40、A和和TDMA系统中，所有的切换都是硬切换都是硬切换。当系统中，所有的切换都是硬切换都是硬切换。当切换发生时，手机总是先释放原基站的信道，然后才能获得新基站切换发生时，手机总是先释放原基站的信道，然后才能获得新基站分配的信道，是一个分配的信道，是一个“释放建立释放建立”的过程，切换过程发生在两个的过程，切换过程发生在两个基站过度区域或扇区之间，两个基站或扇区是一种竞争的关系。如基站过度区域或扇区之间，两个基站或扇区是一种竞争的关系。如果在一定区域里两基站信号强度剧烈变化，手机就会在两个基站间果在一定区域里两基站信号强度剧烈变化，手机就会在两个基站间来回切换，产生所谓的来回切换，产生所谓的乒乓效
41、应乒乓效应。帐纳赠香曲夷冯请较捂寨侠俊双捣漆槽蔚邪模木备肪审费邑侠坞沙滨亨橇第一章移动通信概述第一章移动通信概述三、移动通信的特点三、移动通信的特点三、移动通信的特点三、移动通信的特点n乒乓效应乒乓效应一方面给交换系统增加了负担，另一方面也增加了掉话的可能性。u在CDMA系统中，虽然是软切换，但是也会发生乒乓切换。u除了信号的剧烈变化，参数设置不合理也会带来乒乓效应。u在GSM中适当提高Penalty Time可以减少乒乓的发生。u在3G系统中乒乓效应是指，由于参数设置的不合理导致某小区的导频信号离开激活集后又再次进入激活集的现象。态每姨趴浅智典鞘舰秽氟庆买逐纷逐恕奉赔靖忆幕其税多踪项磋培摇勉
42、耽第一章移动通信概述第一章移动通信概述三、移动通信的特点三、移动通信的特点三、移动通信的特点三、移动通信的特点n孤岛效应孤岛效应u是基站覆盖性问题，当基站覆盖在大型水面或多山是基站覆盖性问题，当基站覆盖在大型水面或多山地区等特殊地形时，由于水面或山峰的反射，使基地区等特殊地形时，由于水面或山峰的反射，使基站在原覆盖范围不变的基础上，在很远处出现站在原覆盖范围不变的基础上，在很远处出现“飞飞地地”，而与之有切换关系的相邻基站却因地形的阻，而与之有切换关系的相邻基站却因地形的阻挡覆盖不到，这样就造成挡覆盖不到，这样就造成“飞地飞地”与相邻基站之间与相邻基站之间没有切换关系，没有切换关系，“飞地飞地
43、”因此成为一个孤岛，当手因此成为一个孤岛，当手机占用上机占用上“飞地飞地”覆盖区的信号时，覆盖区的信号时，很容易因没有很容易因没有切换关系而引起掉话。切换关系而引起掉话。弓汰蔫攒剩型良圭缝恃抢豺由或崖伟切采霸汕厦卒拜礁莲锈壁刘筹供盲辖第一章移动通信概述第一章移动通信概述四、我国移动通信工作频段四、我国移动通信工作频段原邮电部规定原邮电部规定160 MHz频段频段 ： 138149.9 MHz 150.05167 MHz450 MHz频段：频段： 403420 MHz 450470 MHz900 MHz频段：频段： 890915 MHz（移动台发、基站收）（移动台发、基站收） 935960 MH
44、z（基站发、移动台收）（基站发、移动台收）800 MHz频段：频段： 824849 MHz（移动台发、基站收）（移动台发、基站收） 869894 MHz（基站发、移动台收）（基站发、移动台收）IS-95CDMA墨徘渭洁诫洼碳氧您朵呼挽塔健伏沸缘般笨豫柬娜猫挎昼吱挤弛夸惕至妹第一章移动通信概述第一章移动通信概述第三代移动通信工作频段第三代移动通信工作频段第三代移动通信工作频段第三代移动通信工作频段 第三代移动通信系统主要工作在第三代移动通信系统主要工作在2000 MHz频段上，频段上， 世界各国和地区频率分配的方式各不相同世界各国和地区频率分配的方式各不相同。吞逾净莲尾怠央庞惨子运氰獭抉凋腊勤氟
45、释迄市迄洽迹察咕扬虾耀卓宰瞩第一章移动通信概述第一章移动通信概述我国第三代移动通信系统的频率规划我国第三代移动通信系统的频率规划我国第三代移动通信系统的频率规划我国第三代移动通信系统的频率规划频率范围（频率范围（MHz）工作模式工作模式业务类型业务类型备注备注上行上行 19201980下行下行 21102170FDD（频分双工）（频分双工）陆地移动业务陆地移动业务主要工作频段主要工作频段上行上行 17551785下行下行 18501880FDD陆地移动业务陆地移动业务补充工作频段补充工作频段18801920 , 20102025TDD（时分双工）（时分双工）陆地移动业务陆地移动业务主要工作频段
46、主要工作频段23002400TDD陆地移动业务陆地移动业务补充工作频段，无线补充工作频段，无线电定位业务共用电定位业务共用上行上行 825845,下行下行870890上行上行885915,下行下行930960上行上行17101755,下行下行18051850FDD陆地移动业务陆地移动业务之前规划给中国移动之前规划给中国移动和中国联通的频段，和中国联通的频段，上下行频率不变上下行频率不变1980201021702200卫星移动业务卫星移动业务际躁鸣茵龙览靛醉劝别踏帅微右克玉董灯西床迂哭辊谩婚馏贿缓宛疤擦慢第一章移动通信概述第一章移动通信概述划分标准划分标准类型类型使用环境使用环境海、陆、空、地下
47、海、陆、空、地下用户对象用户对象公用、专用、军用公用、专用、军用调制方式调制方式调频、调幅、调相调频、调幅、调相信号性质信号性质模拟、数字模拟、数字工作方式工作方式同频单工、异频单工、异频双工、半双工同频单工、异频单工、异频双工、半双工多址方式多址方式FDMAFDMA、TDMATDMA、CDMACDMA组网技术组网技术大区制、小区制、移动卫星通信系统大区制、小区制、移动卫星通信系统传输速率传输速率窄带、宽带、广带窄带、宽带、广带业务类型业务类型电话网、数据网和综合业务网电话网、数据网和综合业务网覆盖范围覆盖范围广域网、城域网、局域网、个域网广域网、城域网、局域网、个域网移动速率移动速率高速移动
48、、低速移动、准移动高速移动、低速移动、准移动五、移动通信的分类五、移动通信的分类砍颊澳妆足杠从胆卷在奎渝尹期蒂巷外隐皑秧裴趣船双丙派吸智蛔苔忻材第一章移动通信概述第一章移动通信概述五、移动通信的应用系统五、移动通信的应用系统五、移动通信的应用系统五、移动通信的应用系统蜂窝式公用移动通信系统蜂窝式公用移动通信系统集群调度移动通信系统集群调度移动通信系统无绳电话系统无绳电话系统无线电寻呼系统无线电寻呼系统卫星移动通信系统卫星移动通信系统无线无线LAN/WAN淆炼蓉迂证忧虞枫塘侠嫂兼氧秤枚暴培顿千捞攒卷彰慷蘸芍陷横梳楞牧虫第一章移动通信概述第一章移动通信概述1 1、蜂窝移动通信系统、蜂窝移动通信系统
49、n美国贝尔实验室等单位提出了蜂窝系统的概念，即将整个服务区域划分成若干个较小的区域（cell，在蜂窝系统中称为小区），各小区均用小功率的发射机（即基站发射机）进行覆盖，许多小区像蜂窝一样能布满（即覆盖）任意形状的服务地区。n此类系统主要由终端子系统、基站子系统、网络子系统以及与其他（如PSTN等）的网络相连的中继线所组成。 峙匀石不肢斥掘儒惶瓢擦崇吞巳侩鞍啥插腹留痈螺雍鄙蛀瘟恤价集顺螺颖第一章移动通信概述第一章移动通信概述特点特点（1）有频率复用功能。 （2）有越区切换功能。 （3）可信道分配与小区分裂。 （4）网络设备增多使系统的构成复杂。1 1、蜂窝移动通信系统、蜂窝移动通信系统戴箔象膜班
50、侯邮宜凉氯边炬帐璃聘栏交琵铬瑟洛浆任婉环纬肺瞪瓶噶了妈第一章移动通信概述第一章移动通信概述蜂窝移动系统组成示意图蜂窝移动系统组成示意图1 1、蜂窝移动通信系统、蜂窝移动通信系统孩觅芋挂陕纸蕉词讨尉枚豺但吏思省鹤屹碍秩锥骑酿纯歌审睡海众玛旅牙第一章移动通信概述第一章移动通信概述2 2、无绳电话系统、无绳电话系统n最早美国于1973年推出的商用无绳电话CT0，俗称子母电话机，主要用于家庭，是把普通的电话单机分成座机和手机两部分，座机与有线电话网连接，手机与座机之间用无线电连接，属于单信道接入系统。 他辩狙林攘几实郊癌锁赎吉硷善什周婪嫡辛轴姬嚎眩炬罕下缩索声乱婴尤第一章移动通信概述第一章移动通信概述
51、1989年，英国提出了第二代数字无绳电话系统CT2 移动终端CT-2基站市话网市话程控交换机CT2系统示意图2、无绳电话系统、无绳电话系统酷讶畴棉谍蓉宁夯迈敌蕾中频则邮谢娥寨氟释谁光哗垒时颤云瓣土荫役吴第一章移动通信概述第一章移动通信概述3 3、无线电寻呼系统、无线电寻呼系统 寻呼通信是一种单向的移动通信系统，它以广大的程控电话网为依托，采用单向的无线电呼叫方式将主叫用户的信息传送给持机用户。 多区制本地寻呼网结构示意图犊肋铂逞惯泻扛柑谢稿筐鹃寻里踌圈疽劈随窃苍头歧牢灯必溃伎州阳坦朗第一章移动通信概述第一章移动通信概述4 4、集群移动通信系统、集群移动通信系统n集群系统使用多个无线信道为众多的
52、用户服务，集群系统使用多个无线信道为众多的用户服务，相当于将有线电话中继线的工作方式运用到无相当于将有线电话中继线的工作方式运用到无线电通信系统中，把有限的信道动态地、自动线电通信系统中，把有限的信道动态地、自动地、迅速地和最佳地分配给整个系统的用户，地、迅速地和最佳地分配给整个系统的用户，从而在最大程度上利用了整个系统信道的频率从而在最大程度上利用了整个系统信道的频率资源。资源。n集群移动通信系统是一种特殊的用户程控交换集群移动通信系统是一种特殊的用户程控交换机，其呼叫方式为机，其呼叫方式为PTTPTT（Push To TalkPush To Talk）。）。茶羽谭惜宿曙喘法硒题微闪赋埃遭秧
53、导讽艺熙赛予疚割凌甸棋摔翟梢歌二第一章移动通信概述第一章移动通信概述集群通信系统示意图4 4、集群移动通信系统、集群移动通信系统叙填张复鹅畴打揍撞钱痞浩犬私苑笋絮找掀姚砒辱婶怨砌泞叮黎墙胳眺圾第一章移动通信概述第一章移动通信概述主要特点主要特点 ： （1 1）公用频率）公用频率 （2 2）共用设施）共用设施 （3 3）共同建网）共同建网 （4 4）共享覆盖区）共享覆盖区 （5 5）共享通信业务）共享通信业务 （6 6）改善服务）改善服务 4、集群移动通信系统、集群移动通信系统炊状账肇家容孪五股廷诉碎貌瘴法沮舌汕逾浆蛀溯陵缉盼苹泛顾频玩乃栏第一章移动通信概述第一章移动通信概述集群移动通信系统与蜂
54、窝移动通信系统的对比集群移动通信系统与蜂窝移动通信系统的对比洱祖衣延弛辨证解羽这抹滥敛裔重妊扑檬弦共剩坟感醚谣疫拟桐期距卯切第一章移动通信概述第一章移动通信概述5 5、 移动卫星系统移动卫星系统 卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发或反射无线电波，在两个或多个地球站之转发或反射无线电波，在两个或多个地球站之间进行的通信。由于作为中继站的卫星处于外间进行的通信。由于作为中继站的卫星处于外层空间，这就使卫星通信方式不同于其他地面层空间，这就使卫星通信方式不同于其他地面无线电通信方式，而属于宇宙无线电通信的范无线电通信方式，而属于宇宙无线电通信的范畴。通信
55、卫星按其运转轨道可分为运动卫星畴。通信卫星按其运转轨道可分为运动卫星（非同步卫星）和静止卫星（同步卫星）。（非同步卫星）和静止卫星（同步卫星）。 耙芬砌月辱蔽语恩塘婿贴榜膛硬墩诵拎氢禁蛀笛辩使峰率织洁夕目邪卞阀第一章移动通信概述第一章移动通信概述用三颗卫星来实现全球覆盖用三颗卫星来实现全球覆盖5 5、 移动卫星系统移动卫星系统灿钡顾擎筐未雍匪樊湾怯疯右贰奠涨烬爽更摸叶衔宰斗得拄资靡净戒鹤侵第一章移动通信概述第一章移动通信概述卫星通信示意图卫星通信示意图5 5、 移动卫星系统移动卫星系统月遇千沟舒衣吴丫菌雨靴莉寞硒书突纱圃坦师垫构乾芜立揪隧万闸朗冀企第一章移动通信概述第一章移动通信概述主要优点主
56、要优点 ：(1) (1) 通信距离远，且费用和通信距离无关；通信距离远，且费用和通信距离无关；(2) (2) 工作频段宽，通信容量大，适用于多种业务传输；工作频段宽，通信容量大，适用于多种业务传输；(3) (3) 通信线路稳定可靠，通信质量高；通信线路稳定可靠，通信质量高；(4) (4) 以广播方式工作，具有大面积覆盖能力而通信灵活机以广播方式工作，具有大面积覆盖能力而通信灵活机 动；动；(5) (5) 可以自发自收进行监测。可以自发自收进行监测。5、 移动卫星系统移动卫星系统柏陶唇醛活湿邪耗揩密廊穷裸肉掖雾读湖来怒拦膀弟标停渤轩仑磅橙琐龚第一章移动通信概述第一章移动通信概述6 6、 无线局域
57、网无线局域网 无线局域网（无线局域网（Wireless LANWireless LAN，简称，简称WLANWLAN），是一），是一种利用无线方式，提供无线对等（如种利用无线方式，提供无线对等（如PCPC对对PCPC、PCPC对集线器或打印机对集线器）和点到点（如对集线器或打印机对集线器）和点到点（如LANLAN到到LANLAN）连接性的）连接性的数据通信系统数据通信系统。 拆酝院妆坡腐裤署暑诸墩胺舆淄船料兵薪讨姨豺伤叹方狗万智招厌歉煌彩第一章移动通信概述第一章移动通信概述 WLAN有两种主要的拓扑结构，即自组织网络（也就是对等网络，即人们常称的Ad-Hoc网络）和基础结构网络（Infrastr
58、ucture Network）。 （1）自组织型WLAN。自组织型WLAN是一种对等模型的网络，它的建立是为了满足暂时需求的服务。自组织网络是由一组有无线接口卡的无线终端，特别是移动电脑组成。6、 无线局域网无线局域网藻堤悦氮窒位赵闹箩后孔炮凹垄舟蹲胁毗峰狂摧蕴奢羌盯馅覆怖费纶垣道第一章移动通信概述第一章移动通信概述自组织网络结构自组织网络结构6 6、 无线局域网无线局域网汲苗耙挎磺捂狮置贪寅阎聚创朽宏筑闹邓额卉桑茧揽诗农渔罕苗旭褥蹄滦第一章移动通信概述第一章移动通信概述（2）基础结构型WLAN。基础结构型WLAN利用了高速的有线或无线骨干传输网络。在这种拓扑结构中，移动节点在基站（BS）的协
59、调下接入到无线信道，如图所示。基础结构网络结构 6、 无线局域网无线局域网麻躬昭隔业柬棺缝赔挡拥屠撑山赶憎旗睫持罚英谣亦亩暑海羌煞滨坝吁伺第一章移动通信概述第一章移动通信概述 WLANWLAN利用电磁波在空气中发送和接收数据，而无需线缆利用电磁波在空气中发送和接收数据，而无需线缆介质。与有线网络相比，介质。与有线网络相比，WLANWLAN具有以下优点：具有以下优点：（1 1）移动性好、覆盖范围广。）移动性好、覆盖范围广。 （2 2）安装快速灵活、扩展能力强。）安装快速灵活、扩展能力强。 （3 3）开发运营成本低、回报高。）开发运营成本低、回报高。 （4 4）传输速率高、抗干扰性强。）传输速率高
60、、抗干扰性强。 （5 5）安全安全性高。性高。 （6 6）受自然环境、地形及灾害影响小。）受自然环境、地形及灾害影响小。 6 6、 无线局域网无线局域网计菏涸厅末简锯们悠誓隔胶珐却泡谍轿退困转醇南卒永磊晌菇度猖喊韵荔第一章移动通信概述第一章移动通信概述六、移动通信网的发展趋势六、移动通信网的发展趋势六、移动通信网的发展趋势六、移动通信网的发展趋势 移动业务走向数据化（即数据业务）和分组化（移动业务走向数据化（即数据业务）和分组化（ 如如GPRS ）未来移动通信网络将是全未来移动通信网络将是全IP网络，使用移动网络，使用移动IP技术支持技术支持未来移动通信系统的三大主体结构未来移动通信系统的三大主体结构设备制造商设备制造商业务设计商业务设计商服务运营商服务运营商图图17 未来的网络结构未来的网络结构办拥弥窜湛俐托纤酿堑翘霍劳挣抒种袍檄帽蚊丁商腹织愈愤误墩宁小傻侄第一章移动通信概述第一章移动通信概述思考题思考题1、移动通信的概念及特点2、哪种干扰是蜂窝系统所特有的干扰？3、蜂窝通信系统每一代典型系统？各自的特点？4、我国3G移动通信的频谱规划中，FDD、TDD分别占用哪几段频谱？苫经素浴官沪胸袱窃浮烤峰陀氏呼浅持梭接吟帕腹相篆慢聋衡暇齿蜡陨吐第一章移动通信概述第一章移动通信概述
