第1章 概述PPT课件

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1、移动通信移动通信通信工程系：李立通信工程系：李立2一、为什么学习本课程一、为什么学习本课程v无线移动通信与无线移动通信与IP技术（因特网）是近技术（因特网）是近年来信息技术领域的年来信息技术领域的两大热点。两大热点。v感兴趣想了解一些有感兴趣想了解一些有关知识。关知识。二、如何听课二、如何听课v做笔记，以教师课堂做笔记，以教师课堂讲授和讲授和PPT为主。为主。v尽量多阅读相关参考尽量多阅读相关参考文献。文献。3三、如何讲课三、如何讲课v非理论基础，注重基本概念和基本原理。非理论基础，注重基本概念和基本原理。v目标：目标：“内容最新，范围广泛内容最新，范围广泛”4四、教学目四、教学目标u以现代通

2、信系统为背景，主要使学生对现代蜂窝移以现代通信系统为背景，主要使学生对现代蜂窝移动通信系统的基本工作原理、系统结构和基本技术动通信系统的基本工作原理、系统结构和基本技术有初步的了解和掌握；有初步的了解和掌握；u了解了解3G、4G和未来移动通信系统的技术发展趋势；和未来移动通信系统的技术发展趋势；u使学生具有一定的蜂窝移动通信系统的场强计算、使学生具有一定的蜂窝移动通信系统的场强计算、系统设计和网络规划能力。系统设计和网络规划能力。 5五、教学重点五、教学重点 六、教学要六、教学要求求u移动通信中的基本移动通信中的基本概念，蜂窝移动通概念，蜂窝移动通信的组网原理，移信的组网原理，移动通信中的关键

3、技动通信中的关键技术和移动通信系统术和移动通信系统结构。结构。u强调基本概念、基强调基本概念、基本原理、内容新、本原理、内容新、范围广。主要为现范围广。主要为现有、正在发展和未有、正在发展和未来技术为主。来技术为主。6七、教学内容七、教学内容序号序号课课 程程 主主 要要 内内 容容学学 时时讲授讲授1无线电通信无线电通信发展史、波段划分发展史、波段划分42移动通信移动通信网网 83移动通信移动通信的电波传播的电波传播74GSM数字蜂窝移动通信系统与数字蜂窝移动通信系统与GPRS85CDMA数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统963G和未来移动通信系统和未来移动通信系统4合合 计计407v

4、教材：教材：v出版社出版社:西安电子科技大学出西安电子科技大学出版社版社v作者作者:李建东李建东 郭梯云郭梯云 邬国扬邬国扬v参考书：参考书：v祁玉生，祁玉生，现代移动通信系现代移动通信系统统，通信工程丛书，人民，通信工程丛书，人民邮电出版社；邮电出版社；v赵荣黎，赵荣黎，数字蜂窝移动通数字蜂窝移动通信系统信系统，电子工业出版社；，电子工业出版社；v蔡涛等译，蔡涛等译，无线通信原理无线通信原理与应用与应用，电子工业出版社；，电子工业出版社；v骆健霞等译，骆健霞等译，CDMA系统系统工程手册工程手册，人民邮电出版，人民邮电出版社社 八、教学参考八、教学参考书第一章第一章 移动通信概述移动通信概述

5、 9主要内容及要求主要内容及要求移动通信的基本概念和目标移动通信的基本概念和目标1.1移动通信的发展历史、现状和未来移动通信的发展历史、现状和未来1.2移动通信的主要特点移动通信的主要特点1.3移动通信的系统的分类移动通信的系统的分类1.4移动通信的基本技术移动通信的基本技术1.6101.1 移动通信的发展简述移动通信的发展简述v1、移动通信的基本概念、移动通信的基本概念“动中通动中通” 通信双方至少有一方在移动中（或临时静止）的通信双方至少有一方在移动中（或临时静止）的相互信息传输和交换，包括移动体（车辆、船舶、相互信息传输和交换，包括移动体（车辆、船舶、飞机或行人）和移动体之间的通信、移动

6、体和固定飞机或行人）和移动体之间的通信、移动体和固定点（固定移动电台或有线用户）之间的通信。点（固定移动电台或有线用户）之间的通信。v终端的移动性（手机，车载台）终端的移动性（手机，车载台）v个人的移动性（个人的移动性（SIM卡方式支持的业务）卡方式支持的业务）v业务的移动性（业务的移动性（200业务等）业务等）一、移动通信的基本概念和目标一、移动通信的基本概念和目标11二、二、 移动通信的发展史简介移动通信的发展史简介 1、1987年，马可尼在陆地和一年，马可尼在陆地和一只拖船只拖船上完成无线通信实验，标志无线通信的上完成无线通信实验，标志无线通信的开始。开始。2、1928年，美国警用车辆的

7、车载年，美国警用车辆的车载无线电系统，标志移动通信开始进入无线电系统，标志移动通信开始进入实用；实用；3、1946年，年，BELL实验室在圣路易斯建立第一个实验室在圣路易斯建立第一个公用汽车电话网，标志着专用的移动通信系统应公用汽车电话网，标志着专用的移动通信系统应用到了公用系统上；用到了公用系统上；4、1974年，年，BELL实验室提出蜂窝移动通信的概实验室提出蜂窝移动通信的概念念12 5、1980s，第一代蜂窝，第一代蜂窝移动通信移动通信系统系统，1983年美国年美国的的AMPS，1980年北欧的年北欧的NMT，1979年年日本日本的的NAMTS，1985年英国年英国的的TACS。代表。代

8、表“大哥大大哥大”。 6、1990s，第二代移动通信，第二代移动通信GSM，（Global System for Mobile Communication 的的缩写。意思是全球移动通信系统缩写。意思是全球移动通信系统 ）。）。IS-95（是由高通公（是由高通公司司(Qualcomm) 发起的第一个基于发起的第一个基于CDMA的数字蜂窝标的数字蜂窝标准。基于准。基于 IS-95的第一个品牌是的第一个品牌是cdmaOne。 ）137、2000s，第三代移动通信，（，第三代移动通信，（The Third Generation） v第三代移动通信技术，相对第一代模拟制式手机（第三代移动通信技术，相对第

9、一代模拟制式手机（1G）和第二代和第二代GSM、TDMA等数字手机（等数字手机（2G），第三代手），第三代手机一般是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合机一般是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。的新一代移动通信系统。 v第三代手机能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形第三代手机能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。为了提供这种服务，无线网络必须能够支持不息服务。为了提供这种服务，无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说，在室内、室外和行车的同的数据传输

10、速度，也就是说，在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少环境中能够分别支持至少2兆字节每秒、兆字节每秒、384千字节千字节每秒以及每秒以及144千字节每秒的传输速度。千字节每秒的传输速度。 14v2000s，第三代移动通信。，第三代移动通信。v目前，目前， 3G发展最快的国家是日韩。发展最快的国家是日韩。v国际上国际上3G手机有手机有3种制式标准：欧洲的种制式标准：欧洲的WCDMA标标准、美国的准、美国的CDMA2000标准和由我国科学家提出标准和由我国科学家提出的的TDSCDMA标准。标准。158、第、第4代移动通信代移动通信v研究研究4G通信的最初目的就是提高蜂窝电话和通信的最初目的就是

11、提高蜂窝电话和其他移动装置无线访问其他移动装置无线访问Internet的速率，因的速率，因此此4G通信给人印象最深刻的特征莫过于它具通信给人印象最深刻的特征莫过于它具有更快的无线通信速度。有更快的无线通信速度。16三三 蜂窝移动通信发展史蜂窝移动通信发展史1、以模拟通信为特征的移动通信为第一代移动通信、以模拟通信为特征的移动通信为第一代移动通信u主要代表：美国主要代表：美国AMPS系统；英国系统；英国TACS系统系统u特点特点蜂窝小区设计蜂窝小区设计频率复用频率复用模拟系统模拟系统语音信号语音信号FM传输传输FDMA多址方式多址方式2、以数字通信为特征的移动通信为第二代移动通信、以数字通信为特

12、征的移动通信为第二代移动通信u制式制式欧洲的欧洲的GSM、TDMA制式制式北美的北美的DAMPS、CDMA制式制式日本的日本的PDC制式制式u特点特点17三三 蜂窝移动通信发展史蜂窝移动通信发展史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2、以数字通信为特征的移动通信为第二代移动通信、以数字通信为特征的移动通信为第二代移动通信u制式制式u特点特点微蜂窝小区结构；数字化技术微蜂窝小区结构；数字化技

13、术语音信号数字化；新的调制方式：语音信号数字化；新的调制方式：GMSK，QPSK；TDMA、CDMA；频谱利用率高，系统容量大；能；频谱利用率高，系统容量大；能够提供多种业务服务，提高通信系统的通用性；抗噪声、抗干扰和抗够提供多种业务服务，提高通信系统的通用性；抗噪声、抗干扰和抗多径衰落能力强；能实现更有效、灵活的网络管理和控制；便于实现多径衰落能力强；能实现更有效、灵活的网络管理和控制；便于实现通信安全保密；可降低设备成本和减小用户手机的体积和重量。通信安全保密；可降低设备成本和减小用户手机的体积和重量。18三三 蜂窝移动通信发展史蜂窝移动通信发展史 目标目标典型代表典型代表过渡代过渡代（2

14、.5G）高速传输高速传输GPRS, CDMA2000 1X系统系统第三代第三代（3G）全球漫游，高质量多媒体业全球漫游，高质量多媒体业务，系统容量、管理能力、务，系统容量、管理能力、保密性和服务质量均有很大保密性和服务质量均有很大改善改善欧洲欧洲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，高速率，各种数据话音业务，全全IP，多协议，新技术，多协议，新技术目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 3、第三代移动通信、第三代移动通信u第三代移动通信的总目标第三代移动通信的总目标全球化、综

15、合化、个人化全球化、综合化、个人化u第三代移动通信的特点第三代移动通信的特点微蜂窝结构；宽带微蜂窝结构；宽带CDMA技术、调制方式技术、调制方式QPSK/自适应调整；自适应调整；FDMA/TDMA/CDMA；电路交换；电路交换分组交换；媒体分组交换；媒体多媒体多媒体19四、三代移动通信的比较四、三代移动通信的比较第一代第一代第二代第二代第三代第三代模拟蜂窝模拟蜂窝数字（双模，双频）数字（双模，双频）多模式，多频多模式，多频仅限语音通信仅限语音通信语音和数据通信语音和数据通信各种通信新业务各种通信新业务仅为宏小区仅为宏小区宏宏/微小区微小区卫星卫星/宏宏/微微/微微小区微微小区与固定与固定PST

16、N完全不同完全不同固定固定PSTN的补充的补充与与PSTN综合，作为信综合，作为信息技术业务的补充息技术业务的补充以企业用户为中心以企业用户为中心企事业和消费者企事业和消费者通信用户通信用户主要接入技术：主要接入技术：FDMATDMA，N-CDMAWCDMA，MC-CDMANMT，AMPS，TACSGSM，IS-95W-CDMA， CDMA2000， TD-SCDMA 20Mobile Communication Theory1.2 移动通信的主要特点移动通信的主要特点 必须利用无线电波进行信息传输必须利用无线电波进行信息传输必须利用无线电波进行信息传输必须利用无线电波进行信息传输运行环境复杂

17、，电波多径传输运行环境复杂，电波多径传输运行环境复杂，电波多径传输运行环境复杂，电波多径传输用户高速移动用户高速移动用户高速移动用户高速移动在强干扰环境（外部干扰在强干扰环境（外部干扰在强干扰环境（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）下工作自身干扰）下工作自身干扰）下工作开放式环境，受到多种干扰：邻道、互调、共道、多址开放式环境，受到多种干扰：邻道、互调、共道、多址开放式环境，受到多种干扰：邻道、互调、共道、多址开放式环境，受到多种干扰：邻道、互调、共道、多址可利用的频谱资源有限，而通信业务量的需求与日剧增可利用的频谱资源有限，而通信业务量的需求与日剧增可利用的频谱资源有

18、限，而通信业务量的需求与日剧增可利用的频谱资源有限，而通信业务量的需求与日剧增业务容量问题、用户容量问题业务容量问题、用户容量问题业务容量问题、用户容量问题业务容量问题、用户容量问题网络结构多种多样，网络管理和控制必须有效网络结构多种多样，网络管理和控制必须有效网络结构多种多样，网络管理和控制必须有效网络结构多种多样，网络管理和控制必须有效用户注册和等级、鉴权和计费、安全和保密用户注册和等级、鉴权和计费、安全和保密用户注册和等级、鉴权和计费、安全和保密用户注册和等级、鉴权和计费、安全和保密 移动通信设备（主要是移动台）必须在适于移动环境中移动通信设备（主要是移动台）必须在适于移动环境中移动通信

19、设备（主要是移动台）必须在适于移动环境中移动通信设备（主要是移动台）必须在适于移动环境中使用，用户终端成为个人消费品。使用，用户终端成为个人消费品。使用，用户终端成为个人消费品。使用，用户终端成为个人消费品。21Mobile Communication Theory1.3 移动通信系统的分类移动通信系统的分类 民用系统民用系统 陆地通陆地通信使用对象使用对象 使用环境使用环境 海上通信海上通信 军用系统军用系统 空中通信空中通信 频分多址（频分多址（FDMA） 广域网广域网多址方式多址方式 时分多址（时分多址（TDMA）覆盖范围覆盖范围 码分多址（码分多址（CDMA） 局域网局域网 电话网电话

20、网 专用网专用网业务类型业务类型 数据网数据网 服务范围服务范围 综合业务网综合业务网 公用网公用网 同频单工同频单工工作方式工作方式 双频单工双频单工 模拟网模拟网 双频双工双频双工 信号形式信号形式 半双工半双工 数字网数字网22Mobile Communication Theory 1.3.1 1.3.1 移动通信的工作方式移动通信的工作方式移动通信的工作方式移动通信的工作方式23Mobile Communication Theory1、 单工通信单工通信单工通信单工通信单工通信单工通信 通信双方电台交替地进行收信和发信。通信双方电台交替地进行收信和发信。通信双方电台交替地进行收信和发信

21、。通信双方电台交替地进行收信和发信。方式方式方式方式 同频单工同频单工同频单工同频单工异步单工异步单工异步单工异步单工 PlayPlay24Mobile Communication Theory2、 双工通信双工通信双工通信双工通信双工通信双工通信通信双方均同时进行收发工作。通信双方均同时进行收发工作。通信双方均同时进行收发工作。通信双方均同时进行收发工作。即任一方讲话时，可以听到对方的话音即任一方讲话时，可以听到对方的话音即任一方讲话时，可以听到对方的话音即任一方讲话时，可以听到对方的话音 。playplayFDD FDD 频分双工频分双工频分双工频分双工TDDTDD时分双工时分双工时分双工

22、时分双工25Mobile Communication Theory3、 半双工通信半双工通信半双工通信半双工通信半双工通信半双工通信通信双方中，一方使用双频通信双方中，一方使用双频通信双方中，一方使用双频通信双方中，一方使用双频双工双工双工双工方式，即收发信机同时方式，即收发信机同时方式，即收发信机同时方式，即收发信机同时工作；另一方使用双频工作；另一方使用双频工作；另一方使用双频工作；另一方使用双频单工单工单工单工方式，即收发信机交替工作。方式，即收发信机交替工作。方式，即收发信机交替工作。方式，即收发信机交替工作。PlayPlay261.3.2 模拟网和数字网模拟网和数字网v从信号模式的角

23、度，移动通信系统分为模拟网和从信号模式的角度，移动通信系统分为模拟网和数字网。数字网。 v数字通信系统的主要优点可归纳如下：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。）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。）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。）抗噪声、抗干扰和抗多径衰落的能力强。 （4）能实现更有效、灵活的网络管理和控制。）能实现更有效、灵活的网络管理和控制。 （5）便于实现通信的安全保密。）便于实现通信的安全保密。（6）可降低设备成本，同时减小用户手机的体积和重

24、）可降低设备成本，同时减小用户手机的体积和重量。量。271.3.3 通信业务类别通信业务类别v从承载业务的角度，移动通信可以分为语音通信从承载业务的角度，移动通信可以分为语音通信和数据通信。和数据通信。 v不同类型的业务通常有不同的要求。不同类型的业务通常有不同的要求。语音业务对传输时延比较敏感，而在数据通信中用户语音业务对传输时延比较敏感，而在数据通信中用户可以接受一定的时延。可以接受一定的时延。电话通信建立时间对通话者来说，没有明显的影响；电话通信建立时间对通话者来说，没有明显的影响；数据业务服务不允许存在长的建立时间。数据业务服务不允许存在长的建立时间。 分组语音可允许相对较大的误码和分

25、组丢失；数据分分组语音可允许相对较大的误码和分组丢失；数据分组则要求比较严格。组则要求比较严格。 281.3.3 通信业务类别通信业务类别v移动通信基本上围绕基于语音业务的通信网络和基于数据传移动通信基本上围绕基于语音业务的通信网络和基于数据传输的通信网络发展。输的通信网络发展。v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。为代表的低功率局域网。v后者又可分为宽带后者又可分为宽带LAN之类的高速局域网和移动数据网之之类的高速局域网和移动数据网之类的低速宽域网。类的低速宽域网。29Mobile Communicat

26、ion Theory1.4 移动通信的应用系统移动通信的应用系统蜂窝移动通信系统蜂窝移动通信系统蜂窝移动通信系统蜂窝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卫星移动通信系统卫星移动通信系统无线无线无线无线LANLAN301.4.1 无线电寻呼系统无线电寻呼系统 图图 1-4 无线电寻呼系统示意图无线电寻呼系统示意图 u无线电寻呼系统是无线电寻呼系统是一种单向通信系统。一种单向通信系统。u无线电寻呼系统的无线电

27、寻呼系统的用户设备是袖珍式接用户设备是袖珍式接收机，称作袖珍铃，收机，称作袖珍铃，俗称俗称“BB机机” 。311.4.2 蜂窝移动通信系统蜂窝移动通信系统 1、大区制移动通信系统、大区制移动通信系统v信号传输损耗，通信信号传输损耗，通信距离有限。距离有限。v大区制系统：覆盖范大区制系统：覆盖范围围3050km，发射，发射功率功率50-200w,天线天线很高（很高（30m）v网络结构简单，频道网络结构简单，频道数目少，无须天线交数目少，无须天线交换交换直接与换交换直接与PSTN相连。相连。2、大区系统的局限性、大区系统的局限性v覆盖范围有限覆盖范围有限v服务的用户容量有限服务的用户容量有限v服务

28、性能较差服务性能较差v频谱利用率低频谱利用率低v1974年，年，Bell实验实验室提出蜂窝的概念。室提出蜂窝的概念。321.4.2 蜂窝移动通信系统蜂窝移动通信系统 v早期的移动通信系统的大区覆盖和蜂窝通信系统的早期的移动通信系统的大区覆盖和蜂窝通信系统的小区覆盖小区覆盖图图 1 - 5 大区覆盖与小区覆盖大区覆盖与小区覆盖(a) 大区覆盖；大区覆盖； (b) 小区覆盖小区覆盖331.4.2 蜂窝移动通信系统蜂窝移动通信系统 v“小区制小区制”系统概念系统概念 蜂窝通信网络把整个服务区域划分成若干个小区，各小蜂窝通信网络把整个服务区域划分成若干个小区，各小区均用基站发射机进行覆盖。由于每个小区

29、呈正六边形，又区均用基站发射机进行覆盖。由于每个小区呈正六边形，又彼此邻接，从整体上看，形状酷似蜂窝，所以人们称它为彼此邻接，从整体上看，形状酷似蜂窝，所以人们称它为“蜂窝蜂窝”网，这种小区称为网，这种小区称为“蜂窝蜂窝” 小区。相邻小区不允许使小区。相邻小区不允许使用相同的频道，否则会发生同道干扰。用相同的频道，否则会发生同道干扰。v“频率复用（再用）频率复用（再用）”概念概念 把若干相邻的小区按一定的数目划分成区群，并把可供把若干相邻的小区按一定的数目划分成区群，并把可供使用的无线频道分成若干个（等于区群中的小区数）频率组，使用的无线频道分成若干个（等于区群中的小区数）频率组，区群内各小区

30、均使用不同的频率组，而任一小区所使用的频区群内各小区均使用不同的频率组，而任一小区所使用的频率组，在其他区群相应的小区中还可以再利用。率组，在其他区群相应的小区中还可以再利用。 3、蜂窝系统、蜂窝系统“小区制系统小区制系统”341.4.2 蜂窝移动通信系统蜂窝移动通信系统 v频率再用特点频率再用特点 用户容量大，服务性能较好，频谱利用率较高；用户终用户容量大，服务性能较好，频谱利用率较高；用户终端小巧且电池使用时间长，辐射小等。端小巧且电池使用时间长，辐射小等。v新的问题新的问题 系统复杂，越区切换，漫游，位置登记，更新和管理以系统复杂，越区切换，漫游，位置登记，更新和管理以及系统鉴权等。及系

31、统鉴权等。3、蜂窝系统、蜂窝系统“小区制系统小区制系统”35图图 1-8 越区切换示意图越区切换示意图 36Mobile Communication Theory一、蜂窝的基本概念一、蜂窝的基本概念4 4、蜂窝分类、蜂窝分类、蜂窝分类、蜂窝分类宏蜂窝（宏蜂窝（宏蜂窝（宏蜂窝（Macro-Macro-cellcell）小区覆盖半径一般小区覆盖半径一般500m；天线高度；天线高度30m以上。以上。微蜂窝（微蜂窝（微蜂窝（微蜂窝（Micro-cellMicro-cell）小区覆盖半径一般小区覆盖半径一般100200m；天线高度；天线高度15m左右；无线左右；无线电波在街区范围内，可采用高频率复用模式

32、。电波在街区范围内，可采用高频率复用模式。微微蜂窝（微微蜂窝（微微蜂窝（微微蜂窝（Pico-cellPico-cell）小区覆盖半径一般小区覆盖半径一般100m；天线安装在建筑物内部，主要；天线安装在建筑物内部，主要解决重点场所室内覆盖；无线电波仅在建筑物内部，可采用解决重点场所室内覆盖；无线电波仅在建筑物内部，可采用高频率复用模式。高频率复用模式。分层蜂窝分层蜂窝分层蜂窝分层蜂窝多种蜂窝组成多种蜂窝组成371.4.3 无绳电话系统无绳电话系统v无绳电话机是把普通的电话单机分成座机和手机两部分，无绳电话机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，手机与座机之间利用无线方式进

33、座机与有线电话网连接，手机与座机之间利用无线方式进行连接，这样允许携带手机的用户可以在一定范围内自由行连接，这样允许携带手机的用户可以在一定范围内自由活动时进行通话。活动时进行通话。381.4.3 无绳电话系统无绳电话系统v无绳电话自无绳电话自20世纪世纪70年代发展至今，经历了年代发展至今，经历了CT0、CT1、CT2、CT3等几个阶段。等几个阶段。 v欧洲数字无绳电话系统（欧洲数字无绳电话系统（DECT），主要由无线交换机、），主要由无线交换机、网络控制中心、手持机、基站及基站控制器等单元组成。网络控制中心、手持机、基站及基站控制器等单元组成。 v个人手持电话系统（个人手持电话系统（PHS

34、），是由日本开发的一种新的数），是由日本开发的一种新的数字无绳电话标准，在我国应用比较广泛的字无绳电话标准，在我国应用比较广泛的“小灵通小灵通”采用采用了了PHS协议。协议。391.4.4 集群移动通信系统集群移动通信系统v集群移动通信系统属于调度系统的专用通信网。集群移动通信系统属于调度系统的专用通信网。 v集群移动通信系统采用的基本技术是频率公用技集群移动通信系统采用的基本技术是频率公用技术。术。 v集群通信系统采用半双工工作方式，即基站以双集群通信系统采用半双工工作方式，即基站以双工方式工作，移动台以异频单工方式工作。工方式工作，移动台以异频单工方式工作。 v集群系统主要以无线用户为主，

35、即以调度台与移集群系统主要以无线用户为主，即以调度台与移动台之间的通话为主。动台之间的通话为主。 401.4.4 集群移动通信系统集群移动通信系统 1. 集群的概念集群的概念 把把一一些些由由各各部部门门分分散散建建立立的的专专用用通通信信网网集集中中起起来来，统统一一建建网网和和管管理理，并并动动态态地地利利用用分分配配给给它它们们的的有有限限个个频频道道，以容纳数目更多的用户；以容纳数目更多的用户； 改改进进频频道道共共用用的的方方式式，即即移移动动用用户户在在通通信信的的过过程程中中，不不是是固固定定地地占占用用某某一一个个频频道道，而而是是在在按按下下其其“按按讲讲开开关关”(PTT)

36、时时，才才能能占占用用一一个个频频道道；一一旦旦松松开开PTT，频频道道将将被被释放，释放， 变成空闲频道，并允许其它用户占用该频道。变成空闲频道，并允许其它用户占用该频道。 412. 集群系统的用途和特点集群系统的用途和特点 1.4.4 集群移动通信系统集群移动通信系统 集集群群通通信信系系统统属属于于专专用用移移动动通通信信网网，适适用用于于在在各各个个行行业业(或或几几个个行行业业合合用用)中中间间进进行行调调度度和和指指挥挥，有有不不同同的的优优先先等等级级。蜂蜂窝窝通通信信系系统统属属于于公公众移动通信网，不分优先等级。众移动通信网，不分优先等级。 集集群群通通信信系系统统根根据据调

37、调度度业业务务的的特特征征，通通常常具具有有一一定定的的限限时时功功能能，一一次次通通话话的的限限定定时时间间大大约约为为1560秒秒(可可根根据据业业务务情情况况调调整整)。 蜂蜂窝窝通通信信系系统对通信时间一般不进行限制。统对通信时间一般不进行限制。 集集群群通通信信系系统统的的主主要要服服务务业业务务是是无无线线用用户户和和无无线线用用户户之之间间的的通通信信。蜂窝通信系统却有大量的无线用户与有线用户之间的通话业务。蜂窝通信系统却有大量的无线用户与有线用户之间的通话业务。 集集群群通通信信系系统统一一般般采采用用半半双双工工工工作作方方式式，因因而而，一一对对移移动动用用户户之之间间进进

38、行行通通信信只只需需占占用用一一对对频频道道。蜂蜂窝窝通通信信系系统统都都采采用用全全双双工工工工作作方方式式，因而，一对移动用户之间进行通信，因而，一对移动用户之间进行通信， 必须占用两对频道。必须占用两对频道。 在在蜂蜂窝窝通通信信系系统统中中，可可以以采采用用频频道道再再用用技技术术来来提提高高系系统统的的频频率率利利用用率率；而而在在集集群群系系统统中中，主主要要是是以以改改进进频频道道共共用用技技术术来来提提高高系系统统的的频频率率利用率。利用率。 42 3. 集群系统的组成集群系统的组成 根根据据覆覆盖盖的的范范围围及及地地形形条条件件，基基本本系系统统可可由由单单基基站站或或多多

39、基基站站组组成成。集集群群系系统统的的控控制制方方式式有有两两种种：即即专专用用控控制制信信道道的的集集中中控控制制方方式式和和随随路路信信令令的分布控制方式。的分布控制方式。1.4.4 集群移动通信系统集群移动通信系统 集群系统的基本设备如下：集群系统的基本设备如下：转发器。转发器。 天线共用设备。天线共用设备。 系统控制中心系统控制中心(系统控制器系统控制器)。 调度台。调度台。 操作台、操作台、 天线和电源等。天线和电源等。移动台。移动台。 4、集群方式：、集群方式： (1) 消息集群消息集群(Message Trunking)。 (2)传输集群传输集群(TransmissionTrun

40、king)。(3) 准传输集群准传输集群(Quasi Transmission Trunking)。 431.4.5 移动卫星通信系统移动卫星通信系统v卫星通信具有全球范围的覆盖区，信道稳定、可靠及系统卫星通信具有全球范围的覆盖区，信道稳定、可靠及系统容量大等优点。容量大等优点。v通过卫星为移动台及手机提供移动通信服务而构成移动卫通过卫星为移动台及手机提供移动通信服务而构成移动卫星通信系统。星通信系统。 v移动卫星通信向全球个人通信的发展主要是以低轨道通信移动卫星通信向全球个人通信的发展主要是以低轨道通信卫星（卫星（LEO）为主，这也是在卫星通信系统中更为普及的）为主，这也是在卫星通信系统中更

41、为普及的系统。系统。 441.4.6 分组无线网分组无线网v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传送的信息要以“分组分组”或称或称“信包信包” 为基本单元。为基本单元。 v分组是由若干比特组成的信息段，通常包含分组是由若干比特组成的信息段，通常包含“包头包头”和和“正文正文”两部两部分。包头中含有该分组的源地址（起始地址）、宿地址（目的地址）分。包头中含有该分组的源地址（起始地址）、宿地址（目的地址）和有关的路由信息等；正文是真正需要传送的信息。和有关的路由信息等；正文是真正需要传送的信息。 v分

42、组传输方式是存储转发方式的一种，用户终端必须先把要传送的信分组传输方式是存储转发方式的一种，用户终端必须先把要传送的信息存储、分段、加上包头以构成分组，才能送上无线信道进行传输。息存储、分段、加上包头以构成分组，才能送上无线信道进行传输。这一过程必然要产生额外的时间延迟。因此，分组无线网特别适用于这一过程必然要产生额外的时间延迟。因此，分组无线网特别适用于实时性要求不严和短消息比较多的数据通信。实时性要求不严和短消息比较多的数据通信。v分组传输能适应不同网络结构的应用。常见的网络结构有星状结构和分组传输能适应不同网络结构的应用。常见的网络结构有星状结构和分布式结构。分布式结构。 451.4.6

43、 分组无线网分组无线网v随着数据业务的增长，世界上各国都在致力于发随着数据业务的增长，世界上各国都在致力于发展移动数据通信网络，其中大都以分组传输技术展移动数据通信网络，其中大都以分组传输技术为基础。为基础。 （1）ARDIS系统（先进的无线电数据信息设备）。系统（先进的无线电数据信息设备）。（2）Mobitex系统（全国性互连的集群无线电网络）。系统（全国性互连的集群无线电网络）。（3）CDPD系统（蜂窝数字分组数据）。系统（蜂窝数字分组数据）。（4）TETRA系统（全欧集群无线电）。系统（全欧集群无线电）。（5）第二代北美数字蜂窝）第二代北美数字蜂窝IS-54和和IS-95系统。系统。46

44、1.5 移动通信基本技术移动通信基本技术v1.5.1 调制技术调制技术v1.5.2 移动信道中电波传播特性的研究移动信道中电波传播特性的研究 v1.5.3 多址方式多址方式v1.5.4 抗干扰措施抗干扰措施v1.5.5 组网技术组网技术471.5.1 调制技术调制技术v目的：目的：使传输的数字信号与信道特性相匹配，便于有效地进行信息传输。使传输的数字信号与信道特性相匹配，便于有效地进行信息传输。v主要要求：主要要求：已调信号的频谱窄和带外衰减快（即所占频谱窄，或者说频谱利已调信号的频谱窄和带外衰减快（即所占频谱窄，或者说频谱利用率高）；用率高）；易于采用相干或非相干解调；抗噪声和抗干扰的能力强

45、；以及适易于采用相干或非相干解调；抗噪声和抗干扰的能力强；以及适宜在衰落信道中传输。宜在衰落信道中传输。v基本类型：基本类型：振幅键控（振幅键控（ASK）、频移键控（）、频移键控（FSK）和相移键控（）和相移键控（PSK）。）。v在实际应用中，有两类用得最多的数字调制方式：在实际应用中，有两类用得最多的数字调制方式：线性调制技术。主要包括线性调制技术。主要包括PSK、QPSK、DQPSK、OK-QPSK、 /4-DQPSK和多电平和多电平PSK等调制方式。等调制方式。恒定包络（连续相位）调制技术。主要包括恒定包络（连续相位）调制技术。主要包括MSK、GMSK、GFSK和和TFM等调制方式。等调

46、制方式。481.5.2 移动信道中电波传播特性的研究移动信道中电波传播特性的研究1.多径传播多径传播v在移动信道中，发送到接收机的信号会受到传播环境中地形、在移动信道中，发送到接收机的信号会受到传播环境中地形、地物的影响而产生绕射、反射或散射，因而形成多径传播。地物的影响而产生绕射、反射或散射，因而形成多径传播。2.多径衰落多径衰落v多径传播会使接收端的合成信号在幅度、相位和到达时间上发多径传播会使接收端的合成信号在幅度、相位和到达时间上发生随机变化，严重地降低接收信号的传输质量，这就是所谓的生随机变化，严重地降低接收信号的传输质量，这就是所谓的多径衰落。多径衰落。3.慢衰落慢衰落v自由空间传

47、播所引起的扩散损耗与阴影效应所引起的慢衰落，自由空间传播所引起的扩散损耗与阴影效应所引起的慢衰落，也影响所需信号的传输质量。也影响所需信号的传输质量。移动信道面临的无线信道问题：移动信道面临的无线信道问题：491.5.3 多址方式多址方式v多址方式的基本类型有频分多址（多址方式的基本类型有频分多址（FDMA）、时）、时分多址（分多址（TDMA）和码分多址（）和码分多址（CDMA）。）。 v实际中也常用到三种基本多址方式的混合多址方实际中也常用到三种基本多址方式的混合多址方式。式。v随着数据业务的需求日益增长，另一类称为随机随着数据业务的需求日益增长，另一类称为随机多址方式的如多址方式的如ALO

48、HA和载波检测多址和载波检测多址（CSMA）等也日益得到广泛应用，其中也包括）等也日益得到广泛应用，其中也包括固定多址和随机多址的综合应用。固定多址和随机多址的综合应用。 501.5.4 抗干扰措施抗干扰措施v在移动信道中，除存在大量的环境噪声和干扰外，还存在大量在移动信道中，除存在大量的环境噪声和干扰外，还存在大量电台产生的干扰，如电台产生的干扰，如邻道干扰邻道干扰、共道干扰共道干扰和和互调干扰互调干扰等。等。 v移动通信系统中采用的抗干扰措施主要有：移动通信系统中采用的抗干扰措施主要有：利用信道编码进行检错和纠错（包括前向纠错利用信道编码进行检错和纠错（包括前向纠错FEC和自动请求重传和自

49、动请求重传ARQ）降低通信传输的差错率；）降低通信传输的差错率；为克服由多径传播所引起的多径衰落，采用分集技术（包括空间分为克服由多径传播所引起的多径衰落，采用分集技术（包括空间分集、频率分集、时间分集及集、频率分集、时间分集及RAKE接收技术等）、自适应均衡技术接收技术等）、自适应均衡技术和选用具有抗码间干扰和时延扩展能力的调制技术（如多进制调制、和选用具有抗码间干扰和时延扩展能力的调制技术（如多进制调制、多载波调制等）；多载波调制等）；为提高通信系统的综合抗干扰能力而采用扩频和跳频技术；为提高通信系统的综合抗干扰能力而采用扩频和跳频技术；为减小蜂窝网络中的共道干扰而采用扇区天线、多波束天线

50、和自适为减小蜂窝网络中的共道干扰而采用扇区天线、多波束天线和自适应天线阵列等；应天线阵列等；在在CDMA通信系统中，为了减小多址干扰而使用干扰抵消和多用户通信系统中，为了减小多址干扰而使用干扰抵消和多用户信号检测器技术。信号检测器技术。 511.5.5 组网技术组网技术v移移动动通通信信组组网网涉涉及及的的技技术术问问题题非非常常多多，分分为为网网络络结结构构、网网络络接接口和网络的控制与管理。口和网络的控制与管理。 1网络结构网络结构521、基基站站分分系系统统(BSS)：基基站站控控制制器器(BSC)、 基基站站收收发发信信台台(BTS)2、移动分系统、移动分系统(MS)：手持台、车载台：

51、手持台、车载台3、交交换换分分系系统统(MSS)：移移动动交交换换中中心心(MSC)，归归属属位位置置寄寄存存器器(HLR)，访访问问位位置置寄寄存存器器(VLR)，认认证证中中心心(AUC)，设备标志寄存器，设备标志寄存器(EIR)4、操操作作与与支支持持系系统统（OSS）：操操作作维维护护中中心心(OMC)，网网络络管理中心管理中心(NMC)。 v网网络络通通过过移移动动交交换换中中心心(MSC)还还与与公公共共交交换换电电话话网网(PSTN)、 综综合合业业务务数数字字网网(ISDN)以以及及公公共共数数据据网网(PDN)相连接。相连接。 1.5.5 组网技术组网技术一网络结构一网络结构

52、53二网络接口二网络接口在用功能实体进行网络部署时，为了相互之间交换信息，有在用功能实体进行网络部署时，为了相互之间交换信息，有关功能实体之间都要用接口进行连接，同一通信网络的接口，关功能实体之间都要用接口进行连接，同一通信网络的接口，必须符合统一的接口规范。必须符合统一的接口规范。在一个移动通信网络中，许多接口的功能和运行程序必须具在一个移动通信网络中，许多接口的功能和运行程序必须具有明确要求并建立统一的标准，这就是所谓的接口规范。有明确要求并建立统一的标准，这就是所谓的接口规范。 1.5.5 组网技术组网技术三网络的控制与管理三网络的控制与管理呼叫接续过程，移动通信系统的连接控制（或管理）

53、功能。呼叫接续过程，移动通信系统的连接控制（或管理）功能。 移动通信系统的移动管理功能。移动通信系统的移动管理功能。 无线资源管理功能。无线资源管理功能。541.6 移动通信发展方向移动通信发展方向 v移动通信在经历了第一代、第二代后，仍在向第移动通信在经历了第一代、第二代后，仍在向第三代乃至第四代不断地进步。三代乃至第四代不断地进步。v3G系统实际所能提供的最高速率仍不能满足用户系统实际所能提供的最高速率仍不能满足用户的实际需求，国内外移动通信领域的专家已经在的实际需求，国内外移动通信领域的专家已经在进行第四代（进行第四代（4G）系统的研究和开发工作。）系统的研究和开发工作。 v4G系统与技术已经是目前移动通信领域的研究热系统与技术已经是目前移动通信领域的研究热点。点。 55总结总结1 1、移动通信的基本概念、移动通信的基本概念2 2、移动通信的发展历史、现状和未来、移动通信的发展历史、现状和未来3 3、移动通信系统的组成、移动通信系统的组成4 4、移动通信的主要特点、移动通信的主要特点5 5、移动通信系统的分类、移动通信系统的分类6 6、常用的移动通信系统、常用的移动通信系统7 7、蜂窝的基本概念、蜂窝的基本概念56同学们同学们来学校和回家的路上要注意安全来学校和回家的路上要注意安全57同学们同学们来学校和回家的路上要注意安全来学校和回家的路上要注意安全