1、第第1 1章章 概概 論論 參考教材參考教材1、李建東等李建東等，移動通信（第移動通信（第4版）版）. 西安電子科技大學出版社西安電子科技大學出版社 2、Rappaport T S，Wireless Communications Principles & Practice. Prentice Hall 電子工業出版社電子工業出版社 3、吳偉陵等吳偉陵等，移動通信原理（第移動通信原理（第2版）版）. 電子工業出版社電子工業出版社 第第1 1章章 概概 論論 1.1 1.1 移動通信的主要特點移動通信的主要特點 1.2 1.2 移動通信系統的分類移動通信系統的分類 1.3 1.3 常用移動

2、通信系統常用移動通信系統 1.4 1.4 移動通信的基本技術移動通信的基本技術 第第 1 1 章章 概概 論論第第1 1章章 概概 論論 移動通信的含義移動通信的含義 一般是指通信雙方一般是指通信雙方至少有一方在移動至少有一方在移動的情況下進行的的情況下進行的信息傳輸和交換。信息傳輸和交換。 它也包括通信用戶的位置存在變化，但通信過程中用它也包括通信用戶的位置存在變化，但通信過程中用戶不處于運動狀態的情況。戶不處于運動狀態的情況。第第1 1章章 概概 論論 未來通信目標未來通信目標 在全球范圍內逐步實現在全球范圍內逐步實現全球一網全球一網（統一的網絡結構），（統一的網絡結構），每人一號每人一號

3、（一個身份號碼），在任何時間、任何地點（海、（一個身份號碼），在任何時間、任何地點（海、陸、空）以任何通信方式與任何對象（人或機器）進行任何陸、空）以任何通信方式與任何對象（人或機器）進行任何業務（語音、數據、圖像等）的無縫隙、不間斷通信。業務（語音、數據、圖像等）的無縫隙、不間斷通信。第第1 1章章 概概 論論 我們的目標我們的目標第第1 1章章 概概 論論 移動通信發展概況移動通信發展概況 經歷了六個階段：經歷了六個階段：第一階段：第一階段：2020世紀世紀2020年代至年代至4040年代年代第二階段：第二階段：2020世紀世紀4040年代中期至年代中期至6060年代初期年代初期 第三階段

4、：第三階段：2020世紀世紀6060年代中期至年代中期至7070年代中期年代中期第四階段：從第四階段：從2020世紀世紀7070年代中期至年代中期至8080年代中期年代中期第五階段：從第五階段：從2020世紀世紀8080年代中期開始年代中期開始第六階段：從第六階段：從20002000年前就已經開始（年前就已經開始（IMT-2000IMT-2000）正式開始算正式開始算代代第第1 1章章 概概 論論 現代移動通信的起步階段。現代移動通信的起步階段。 短波頻段短波頻段 （工作于（工作于2MHz2MHz）; ; 專用移動通信系統專用移動通信系統; ;例：例：19341934年，美國警察局采用年，美國

5、警察局采用AMAM制式的移動通信系統。制式的移動通信系統。19461946年，美國貝爾系統建立了世界上第一個公用汽車電話網。年，美國貝爾系統建立了世界上第一個公用汽車電話網。 人工交換和人工切換頻率人工交換和人工切換頻率. .第一階段：第一階段：2020世紀世紀2020年代至年代至4040年代年代 移動通信發展概況移動通信發展概況 應用：應用：船舶、汽車和飛機等船舶、汽車和飛機等專用專用無線通信系統及軍事通信系統。無線通信系統及軍事通信系統。第第1 1章章 概概 論論 美國貝爾實驗室完成了人工交換系統的接續問題。美國貝爾實驗室完成了人工交換系統的接續問題。特點：特點：專用移動網向公用移動網過渡

6、， 接續方式為人工，網絡的容量較小。 第二階段：第二階段：2020世紀世紀4040年代中期至年代中期至6060年代初期年代初期 公用移動通信業務開始問世。公用移動通信業務開始問世。 主要用主要用150MHz VHF150MHz VHF頻段頻段; ; 移動通信發展概況移動通信發展概況 第第1 1章章 概概 論論 美國推出美國推出IMTSIMTS系統；系統； 采用大區制、中小容量；采用大區制、中小容量； 無線頻道自動選擇并能無線頻道自動選擇并能自動接續自動接續到公用電話網。到公用電話網。 第三階段：第三階段：2020世紀世紀6060年代中期至年代中期至7070年代中期年代中期 移動通信發展概況移動

7、通信發展概況 第第1 1章章 概概 論論 第四階段：第四階段：2020世紀世紀7070年代中期至年代中期至8080年代中期年代中期 蜂窩狀的小區結構；蜂窩狀的小區結構； 采用采用FDMAFDMA技術和頻率復用；實現越區切換；技術和頻率復用；實現越區切換； 調制方式為調制方式為FMFM； 業務種類單一，主要是話音業務；業務種類單一，主要是話音業務； 系統保密性差；系統保密性差； 頻譜效率低。頻譜效率低。 代表：美國代表：美國AMPSAMPS，英國，英國TACSTACS，北歐，北歐NMTNMT。主要特點：主要特點：蜂窩狀移動通信網！蜂窩狀移動通信網！ 第一代移動通信系統第一代移動通信系統（屬于模擬

8、通信系統）。（屬于模擬通信系統）。正式開始算正式開始算代代第第1 1章章 概概 論論 第五階段：第五階段：2020世紀世紀8080年代中期開始年代中期開始 第二代移動通信系統第二代移動通信系統（屬于數字通信系統）（屬于數字通信系統） 代表：歐洲代表：歐洲GSM、美國美國窄帶窄帶CDMA（N-CDMA）主要特點：主要特點： 頻譜效率高；采用頻譜效率高；采用GMSK、QPSK等調制技術；等調制技術； 業務范圍擴大，除話音外還提供數據、圖像等業務；業務范圍擴大，除話音外還提供數據、圖像等業務； 抗干擾強；抗干擾強； 系統安全保密性好；容易實現國際漫游；系統安全保密性好；容易實現國際漫游； 設備成本降

9、低，用戶手機的體積和重量減少。設備成本降低，用戶手機的體積和重量減少。不適合于傳輸高速數據及多媒體業務！不適合于傳輸高速數據及多媒體業務！第第1 1章章 概概 論論 3G系統與2G的根本不同在于： 3G：采用采用CDMA技術和分組交換技術，技術和分組交換技術， 實現實現更高的傳輸速率更高的傳輸速率達達2Mb/s。 2G：采用采用電路交換技術。電路交換技術。第六階段：從第六階段：從2000年前開始（年前開始（IMT-2000） 第三代移動通信系統：可提供移動寬帶多媒體業務！第三代移動通信系統：可提供移動寬帶多媒體業務！ 話音、網頁瀏覽、收發電子郵件、可視電話、視話音、網頁瀏覽、收發電子郵件、可視

10、電話、視頻點播等多媒體業務。頻點播等多媒體業務。 3G的業務：的業務： 3G的標準：的標準： WCDMA, 歐洲；歐洲； CDMA2000, 美國高通公司；美國高通公司； TD-SCDMA, 中國大唐電信；中國大唐電信；第第1 1章章 概概 論論 IMT-2000 的基本要求的基本要求頻譜利用率高；頻譜利用率高；服務質量好；服務質量好；高速傳輸支持多媒體業務高速傳輸支持多媒體業務 室內環境至少室內環境至少 2Mbps2Mbps； 步行環境至少步行環境至少 384kbps384kbps； 車速環境至少車速環境至少 144kbps144kbps； 衛星移動環境至少衛星移動環境至少 9.6kbps9

11、.6kbps；傳輸速率按需分配；傳輸速率按需分配；支持上、下行鏈路的不對稱需求；支持上、下行鏈路的不對稱需求；易于從第二代系統過渡；易于從第二代系統過渡；支持全球無縫漫游。支持全球無縫漫游。第第1 1章章 概概 論論 TDSCDMA發展歷程發展歷程開始開始TD-SCDMATD-SCDMA方面的研究方面的研究TD-SCDMATD-SCDMA提案形成提案形成TD-SCDMATD-SCDMA在3GPP會議在3GPP會議上通過，作為上通過，作為3GPP的提案3GPP的提案之一之一199019981999TD-SCDMATD-SCDMA與WCDMA 與WCDMA TDD技術融TDD技術融合合2000第第

12、1 1章章 概概 論論 WCDMA發展歷程發展歷程GSMGSM1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005GSM + GPRSGSM + GPRSWCDMAWCDMA演進與發展演進與發展第第1 1章章 概概 論論 第二代向第三代移動通信過渡第二代向第三代移動通信過渡1）GPRS（通用分組無線業務）（通用分組無線業務） 基于分組交換基于分組交換 可接入基于可接入基于TCP/IP的因特網和的因特網和X.25網絡。網絡。 可提供收發電子郵件、瀏覽網頁等業務。可提供收發電子郵件、瀏覽網頁等業務。2）EDGE（增強型數據速率的（增強型數據速率的GSM演化方案）演化方案）

13、3）CDMA2000-1X技術技術第第1 1章章 概概 論論 AMPSTACSNMT其它GSMCDMA IS-95TDMAIS-136PDC第一代第一代 80年代年代模擬模擬第二代第二代 90年代年代數字數字第三代第三代 IMT-2000WCDMAcdma2000需求驅動需求驅動需求驅動需求驅動模擬技術數數字字技技術術語音業務寬帶帶業務TD-SCDMA第第1 1章章 概概 論論 4G 標標 準準 LTE LTE 任何達到或超過任何達到或超過100Mbps的無線數據網絡系統都可稱為的無線數據網絡系統都可稱為4G。 4G核心優勢：核心優勢：高速率、低時延、大容量高速率、低時延、大容量！第第1 1章

14、章 概概 論論 第第1 1章章 概概 論論 第第1 1章章 概概 論論 第第1 1章章 概概 論論 第第1 1章章 概概 論論 第第1 1章章 概概 論論 國外國外4G發展情況發展情況諾西打通第一個準4G2009年5月18電信設備商諾基亞-西門子通過下一代移動通訊技術打了世界上第一個LTE電話。全球首個正式商用4G網絡2010年 北歐TeliaSonera率先完成了4G網絡的建設，并宣布開始在瑞典首都斯德哥爾摩、挪威首都奧斯陸提供4G服務，這也是全球正式商用的第一個4G網絡。日本在2009年就把4G牌照分發給日本幾大移動運營商NTT Docomo、軟銀移動、KDDI和e-Mobile公司。歐洲

15、英國和法國正計劃4G LTE無線網絡的實驗測試。而且法國已經完成價值12.6億美元的首批4G牌照拍賣。第第1 1章章 概概 論論 美國美國4G發展狀況發展狀況國際上4G的發展以美國最為快速，看看這美國4G試點的分布圖，涵蓋了重點發達城市。第第1 1章章 概概 論論 第第1 1章章 概概 論論 關于關于5G 5G與與4G、3G、2G不同，不同，5G并不是一個單一的無線接入技術，并不是一個單一的無線接入技術，也不是幾個全新的無線接入技術，而是也不是幾個全新的無線接入技術，而是多種新型無線接入技術和多種新型無線接入技術和現有無線接入技術（現有無線接入技術（4G后向演進技術）集成后的解決方案總稱。后向

16、演進技術）集成后的解決方案總稱。從某種程度上講，從某種程度上講，5G是一個真正意義上的融合網絡，是傳輸速率是一個真正意義上的融合網絡，是傳輸速率可以達到可以達到10Gbps的移動通信技術。的移動通信技術。 與與4G網絡相比，網絡相比，5G網絡不僅傳輸速率更高，而且在傳輸中呈現網絡不僅傳輸速率更高，而且在傳輸中呈現出低時延、高可靠、低功耗的特點，低功耗能更好地出低時延、高可靠、低功耗的特點，低功耗能更好地支持物聯網支持物聯網應用。應用。 關于關于5G的研究全球是從的研究全球是從2012年開始，中國于年開始，中國于2013年年4月啟動。月啟動。 5G何時能商用？何時能商用？ 2020年！日本運營商

17、年！日本運營商NTT DoCoMo 2013年年10月表示，考慮在月表示，考慮在2020年東京奧運會前商用年東京奧運會前商用5G。 第第1 1章章 概概 論論 我國移動通信發展概況我國移動通信發展概況1） A網和網和B網（模擬網）的發展網（模擬網）的發展 2） G網的發展網的發展 3） D網的發展網的發展 4） GPRS網的發展網的發展 5） C網的發展網的發展 6） 3G的發展的發展7） 4G的發展的發展 第第1 1章章 概概 論論 我國移動通信發展概況我國移動通信發展概況（1） A網和網和B網（模擬網）的發展網（模擬網）的發展 1987年，采用愛立信和摩托羅拉移動電話系統，形成年，采用愛立

18、信和摩托羅拉移動電話系統，形成A網、網、B網兩個系統；網兩個系統； 1996年實現全國聯網；年實現全國聯網； 2001年底，我國關閉了模擬網。年底，我國關閉了模擬網。全國只有全國只有700用戶，到了用戶，到了1995年躍升到年躍升到520萬戶。萬戶。第第1 1章章 概概 論論 我國移動通信發展概況我國移動通信發展概況（2） G網的發展網的發展 1993年，開始建年，開始建“全球通（全球通（GSM）”數字移動通信網數字移動通信網 工作于工作于900MHz。（3） D網的發展網的發展指指DCS1800系統，它的基本體制與系統，它的基本體制與GSM900完全一致，完全一致，但工作于但工作于1800M

19、Hz頻段。頻段。（4） GPRS網的發展網的發展 2002年年5月，中國移動正式開通月，中國移動正式開通GPRS網絡；網絡； 采用分組交換技術。采用分組交換技術。（1） A網和網和B網（模擬網）的發展網（模擬網）的發展 第第1 1章章 概概 論論 我國移動通信發展概況我國移動通信發展概況（5） C 網的發展網的發展 CDMA網幾乎與網幾乎與G網同時建設的，早期稱為網同時建設的，早期稱為長城網長城網。 2001年年5月，聯通開始建設月，聯通開始建設IS-95B系統；系統； 2002年年1月，正式放號開通；月，正式放號開通； 2002年年6月，又開始了月，又開始了1X的升級。的升級。第第1 1章章

20、 概概 論論 我國移動通信發展概況我國移動通信發展概況（6） 3G的發展的發展 2000年初開始年初開始3G的標準化工作的標準化工作;TD-SCDMA無線傳輸技術是我國第一項無線傳輸技術是我國第一項ITU接納接納的標準建議；的標準建議； 2009年年1月月7日日，工業和信息化部發放，工業和信息化部發放 3 張張 3G 牌照。牌照。TD-SCDMA：中國移動：中國移動 CDMA2000： 中國電信中國電信 WCDMA： 中國聯通中國聯通第第1 1章章 概概 論論 核心頻段核心頻段120MHz： 我國三家運營商的我國三家運營商的3G頻段頻段補充頻段補充頻段100MHz：2300 - 2400MHz

21、。 基于基于FDD模式（模式（cdma2000 和和 WCDMA）1755 - 1785MHz，1850 - 1880MHz。 基于基于TDD模式（模式（TD-SCDMA）核心頻段核心頻段55MHz：1880 - 1920MHz，2110 - 2125MHz；補充頻段補充頻段60MHz：1920 - 1980MHz，2110 - 2170MHz；第第1 1章章 概概 論論 （6）4G的發展的發展 中國移動，中國移動，2013.12.4 中國聯通，中國聯通，2014.3.18 中國電信，中國電信，2014.2.14TD-LTE牌照牌照 2013年年12月月4日，工信部正式向三大運營商發放日，工信

22、部正式向三大運營商發放TD-LTE 4G牌照，標牌照，標志著中國志著中國4G時代的正式開啟。時代的正式開啟。 2015年年2月月27日工業和信息化部正式向中國電信、中國聯通發放了日工業和信息化部正式向中國電信、中國聯通發放了FDD網絡制式的網絡制式的4G經營許可。至此，全球經營許可。至此，全球TD-LTE和和LTE-FDD兩種兩種4G網絡制式在我國全面鋪開，高速網絡時代隨之到來，同時三大運營商也網絡制式在我國全面鋪開，高速網絡時代隨之到來，同時三大運營商也全面進入全面進入4G時代。時代。 LTE-FDD牌照牌照中國電信中國電信中國聯通中國聯通 2015.2.27 截至2014年底，我國已建成全

23、球最大的4G網絡，擁有4G用戶達9728萬戶，其中90%以上是中國移動TD-LTE 4G制式的用戶。 第第1 1章章 概概 論論 第第1 1章章 概概 論論 第第1 1章章 概概 論論 第第1 1章章 概概 論論 蜂窩電話系統的演進過程第第1 1章章 概概 論論 多多普勒頻移：普勒頻移：1.1 1.1 移動通信的主要特點移動通信的主要特點1. 1. 移動通信必須利用無線電波進行信息傳輸移動通信必須利用無線電波進行信息傳輸 位置不受束縛，但無線電波的傳播特性一般都很差。位置不受束縛，但無線電波的傳播特性一般都很差。 彌散損耗：彌散損耗： 陰影效應：陰影效應：地形、地物的遮蔽。地形、地物的遮蔽。

24、多徑效應：多徑效應：第第1 1章章 概概 論論 圖圖 電波傳播路徑損耗和多徑衰落電波傳播路徑損耗和多徑衰落陰影效應、多徑效應陰影效應、多徑效應第第1 1章章 概概 論論 當發射源與接收體之間存在相對運動時當發射源與接收體之間存在相對運動時, ,接收接收體接收的發射源發射信息的頻率與發射源發射信體接收的發射源發射信息的頻率與發射源發射信息頻率不相同。息頻率不相同。多普勒效應與多普勒頻移多普勒效應與多普勒頻移多普勒效應：多普勒效應：多普勒頻移：多普勒頻移：vfcos : :接收頻率與發射頻率之差。接收頻率與發射頻率之差。f第第1 1章章 概概 論論 2.2.移動通信是在復雜的干擾環境中運行的移動通

25、信是在復雜的干擾環境中運行的常見的外部干擾，有天電干擾、工業干擾和信道噪聲。常見的外部干擾，有天電干擾、工業干擾和信道噪聲。 鄰道干擾鄰道干擾 互調干擾互調干擾 共道干擾共道干擾 多址干擾多址干擾 由大氣放電現象產生的天電干擾；由大氣放電現象產生的天電干擾； 由各種能夠產生電火花或電弧的工業設備所造成的工業用電干擾。由各種能夠產生電火花或電弧的工業設備所造成的工業用電干擾。 除此，還會有：除此，還會有： 遠近效應遠近效應第第1 1章章 概概 論論 研究各種新技術和新措施，提高頻譜利用率。研究各種新技術和新措施，提高頻譜利用率。 3. 可利用的頻譜資源非常有限，而移動通信業務量的需求卻可利用的頻

26、譜資源非常有限，而移動通信業務量的需求卻與日俱增。與日俱增。 開辟和啟用新的頻段；開辟和啟用新的頻段；第第1 1章章 概概 論論 4.4.移動通信系統的網絡結構多種多樣，網絡管理移動通信系統的網絡結構多種多樣，網絡管理和控制必須有效。和控制必須有效。 用戶登記、定位，用戶登記、定位， 通信鏈路的建立和拆除，通信鏈路的建立和拆除， 信道的分配和管理，信道的分配和管理， 通信的計費、鑒權、安全保密管理，通信的計費、鑒權、安全保密管理， 用戶過區切換和漫游控制等。用戶過區切換和漫游控制等。 帶狀網、面狀網、立體狀網；帶狀網、面狀網、立體狀網；第第1 1章章 概概 論論 5.5.移動通信設備移動通信設

27、備( (主要是移動臺主要是移動臺) )必須適于在必須適于在移動環境中使用。移動環境中使用。 對車載臺和機載臺還應保證在震動、沖擊、高低溫對車載臺和機載臺還應保證在震動、沖擊、高低溫變化等惡劣環境中正常工作。變化等惡劣環境中正常工作。 對手機的主要要求是體積小、重量輕、省電、操對手機的主要要求是體積小、重量輕、省電、操作簡單和攜帶方便。作簡單和攜帶方便。第第1 1章章 概概 論論 1.2 1.2 移動通信系統的分類移動通信系統的分類單向傳輸單向傳輸雙向傳輸雙向傳輸廣播式廣播式（無線電尋呼系統）無線電尋呼系統）應答式應答式單工單工雙工雙工半雙工半雙工第第1 1章章 概概 論論 1.2.1 1.2.

28、1 工作方式工作方式1. 1. 單工通信單工通信是指通信雙方電臺交替地進行收信和發信。是指通信雙方電臺交替地進行收信和發信。特點：特點：設備簡單、功耗小，但操作不方便，會出現斷斷設備簡單、功耗小，但操作不方便，會出現斷斷續續的現象。續續的現象。因此，適用于用戶少、專業性強的移動通信系統中。因此，適用于用戶少、專業性強的移動通信系統中。第第1 1章章 概概 論論 移動臺采用單工的移動臺采用單工的“按講按講”方式，而接收機總是工作的。方式，而接收機總是工作的。基站工作情況與雙工方式完全相同。基站工作情況與雙工方式完全相同。 2. 2. 半雙工通信半雙工通信基 站移 動 臺雙 工 器發 射 機接 收

29、 機f2f1送 話 器受 話 器發 射 機接 收 機送 受 話 器f1(f2)f1(f1)PTTf f1 1f f1 1f f2 2f f2 2特點：特點：設備簡單、功耗小，克服了通話斷斷續續的現象，但設備簡單、功耗小，克服了通話斷斷續續的現象，但操作仍不太方便。操作仍不太方便。因此屬于專業移動通信系統，如汽車調度系統。因此屬于專業移動通信系統，如汽車調度系統。第第1 1章章 概概 論論 3. 3. 雙工通信雙工通信 ：指通信雙方可同時進行傳輸消息的工作方式。：指通信雙方可同時進行傳輸消息的工作方式。雙工器：雙工器：特點：特點：使用方便，無須收發控制。使用方便，無須收發控制。 由于收發信機同時

30、工作，故電源耗電量較大。由于收發信機同時工作，故電源耗電量較大。相當于一個濾波器，主要用來隔離收信機相當于一個濾波器，主要用來隔離收信機 和發信機間的能量。和發信機間的能量。第第1 1章章 概概 論論 雙工技術比較雙工技術比較5MHz時間時間頻率頻率下行上行下行上行下行信道下行信道時間時間頻率頻率5MHz5MHz上行信道上行信道頻分雙工技術頻分雙工技術時分雙工技術時分雙工技術 FDD TDD ：在同一時間提供兩條單工信道。：在同一時間提供兩條單工信道。：在同一頻率提供兩條單工信道。：在同一頻率提供兩條單工信道。雙向通信，可以以頻率分開，也可以一時間分開！雙向通信，可以以頻率分開，也可以一時間分

31、開！第第1 1章章 概概 論論 1.3 常用移動通信系統常用移動通信系統無線電尋呼系統無線電尋呼系統蜂窩移動通信系統蜂窩移動通信系統無繩電話系統無繩電話系統集群移動通信系統集群移動通信系統移動衛星通信系統移動衛星通信系統分組無線網分組無線網第第1 1章章 概概 論論 無線電尋呼系統是一種單向通信系統。無線電尋呼系統是一種單向通信系統。1.3.1 1.3.1 無線電尋呼系統無線電尋呼系統無線電尋呼系統示意圖無線電尋呼系統示意圖第第1 1章章 概概 論論 1.3.2 1.3.2 蜂窩移動通信系統蜂窩移動通信系統1.1.早期的移動通信系統：早期的移動通信系統：大區覆蓋大區覆蓋 大功率的發射機；大功率

32、的發射機； 采用高架天線；采用高架天線； 覆蓋半徑可達幾十公里；覆蓋半徑可達幾十公里； 例如，例如，2020世紀世紀7070年代美國紐約開通的年代美國紐約開通的IMTSIMTS系統。僅能系統。僅能提供提供1212對信道。對信道。 只適用于小容量通信網。只適用于小容量通信網。第第1 1章章 概概 論論 2.2.蜂窩通信網絡蜂窩通信網絡小區覆蓋小區覆蓋大區覆蓋大區覆蓋第第1 1章章 概概 論論 小區覆蓋的相關概念小區覆蓋的相關概念區群與頻率再用：區群與頻率再用：把若干相鄰小區按一定數目劃分成區群，把若干相鄰小區按一定數目劃分成區群，并把可供使用的無線頻道分成若干個頻率組，區群內各小區并把可供使用的

33、無線頻道分成若干個頻率組，區群內各小區均使用不同的頻率組，而任一小區所使用的頻率組，在其它均使用不同的頻率組，而任一小區所使用的頻率組，在其它區群相應的小區中還可以再用，這就是頻率再用。區群相應的小區中還可以再用，這就是頻率再用。第第1 1章章 概概 論論 越區切換的概念越區切換的概念 當當MS從一個小區進入另一相鄰的小區時，其工作頻率及從一個小區進入另一相鄰的小區時，其工作頻率及BS與與MSC所用的接續鏈路必須從它離開的小區轉換到正在所用的接續鏈路必須從它離開的小區轉換到正在進入的小區，這個過程稱為進入的小區，這個過程稱為越區切換。越區切換。1、越區切換的定義、越區切換的定義第第1 1章章

34、概概 論論 越區切換的概念越區切換的概念2 2、對越區切換的要求、對越區切換的要求必須準確可靠，且不影響通信中的話音質量。必須準確可靠，且不影響通信中的話音質量。 是移動通信系統利用眾多小區是移動通信系統利用眾多小區實現大面積覆蓋的必要條件。實現大面積覆蓋的必要條件。3 3、越區切換的重要性、越區切換的重要性第第1 1章章 概概 論論 蜂窩移動通信系統的示意圖蜂窩移動通信系統的示意圖 MSC:MSC:在網中起控制和管理作用，在網中起控制和管理作用，具體：具體： MSC MSC是移動通信網和是移動通信網和PSTNPSTN網的接口單元，既保證網中網的接口單元，既保證網中移動用戶之間的通信，又保證移

35、動用戶和有線用戶之間的移動用戶之間的通信，又保證移動用戶和有線用戶之間的通信。通信。1 1）對所在地區已注冊登記的）對所在地區已注冊登記的用戶實施頻道分配；用戶實施頻道分配；2 2）建立呼叫；）建立呼叫；3 3）進行頻道切換；）進行頻道切換；4 4）提供系統維護和性能測試；）提供系統維護和性能測試；5 5）存儲計費信息等。）存儲計費信息等。第第1 1章章 概概 論論 幾種模擬蜂窩移動通信系統幾種模擬蜂窩移動通信系統 第第1 1章章 概概 論論 1.3.3 無繩電話系統無繩電話系統早期無繩電話機：俗稱子母機。早期無繩電話機：俗稱子母機。 無繩電話的手機、座機與電信點所無繩電話的手機、座機與電信點

36、所發射的功率發射的功率均在均在10mW 以以下，下，無線覆蓋半徑無線覆蓋半徑約在約在100 m左右。左右。1、無繩電話系統示意圖、無繩電話系統示意圖是一種以市話網為基礎的低功率小范圍傳輸系統。是一種以市話網為基礎的低功率小范圍傳輸系統。第第1 1章章 概概 論論 朝著網絡化的方向發展。朝著網絡化的方向發展。 CT1、CT1+模擬式的，屬第一代系統；模擬式的，屬第一代系統； CT2、CT2+、DECT、PHS、PACS數字式的，屬于第二代系統；數字式的，屬于第二代系統； 我國用以我國用以PHS技術為基礎的技術為基礎的“小靈通小靈通”系統。系統。2、無繩電話系統的發展、無繩電話系統的發展第第1 1

37、章章 概概 論論 3 3、公用無繩電話系統示意圖、公用無繩電話系統示意圖無繩電話的特點：無繩電話的特點： 設備復雜性較低、話音傳輸質量好，適用于步行等設備復雜性較低、話音傳輸質量好，適用于步行等低速移動的用戶。低速移動的用戶。缺點：缺點：所需基站數量多，且微小區制不能支持高速移動。所需基站數量多，且微小區制不能支持高速移動。第第1 1章章 概概 論論 幾種無繩電話系統的主要參數幾種無繩電話系統的主要參數 第第1 1章章 概概 論論 把一些由各部門分散建立的專用通信網集中起來，把一些由各部門分散建立的專用通信網集中起來，統一建網和管理，并動態地利用分配給它們的有限個頻統一建網和管理，并動態地利用

38、分配給它們的有限個頻道，以容納數目更多的用戶；道，以容納數目更多的用戶；1.3.4 1.3.4 集群移動通信系統集群移動通信系統1.1.集群的概念集群的概念 改進頻道共用的方式。改進頻道共用的方式。基本技術是頻率共用技術。基本技術是頻率共用技術。 其主要做法是：其主要做法是： 集群移動通信系統屬于調度系統的專用通信網。集群移動通信系統屬于調度系統的專用通信網。第第1 1章章 概概 論論 2、集群系統示意圖、集群系統示意圖第第1 1章章 概概 論論 3 3、集群方式、集群方式消息集群：消息集群：傳輸集群：傳輸集群：準傳輸集群：準傳輸集群：按通信占用頻道的方式，分為：按通信占用頻道的方式，分為：第

39、第1 1章章 概概 論論 4. 4. 集群系統的用途和特點集群系統的用途和特點 屬屬專用專用移動通信網；移動通信網； 具有一定的具有一定的限時限時功能；功能； 主要業務主要業務是無線用戶和無線用戶之間的通信；是無線用戶和無線用戶之間的通信； 一般采用一般采用半雙工半雙工( (現已有全雙工產品現已有全雙工產品) ) 方式；方式； 主要以主要以改進頻道共用技術改進頻道共用技術提高系統的頻率利用率。提高系統的頻率利用率。第第1 1章章 概概 論論 集群移動通信系統集群移動通信系統蜂窩移動通信系統蜂窩移動通信系統 用途用途 專用網，生產調度指揮用專用網，生產調度指揮用 公眾網公眾網網絡種類網絡種類大區

40、制，一般半徑為大區制，一般半徑為 2030km小區制，一般半徑為小區制，一般半徑為0.510km工作頻段工作頻段 以以800MHz為主為主除除800/900MHz，還有，還有1.8GHz通信方式通信方式 單工、半雙工單工、半雙工 全雙工全雙工業務種類業務種類 電話、傳真、數據等電話、傳真、數據等電話為主、低速數據，電話為主、低速數據，3G移移動通信可提供多媒體業務動通信可提供多媒體業務聯網方式聯網方式 以本網為主，可與以本網為主，可與PSTN、PABX連接連接 與與PSTN連接，可實現全國、連接，可實現全國、 全球漫游全球漫游調度功能調度功能有級別優先、組呼、群呼、有級別優先、組呼、群呼、緊急

41、呼叫、強拆、強插等緊急呼叫、強拆、強插等 無調度功能無調度功能 越區、越區、漫游功能漫游功能無越區切換功能，不聯網時無越區切換功能，不聯網時無需自動漫游功能無需自動漫游功能 必須有越區、漫游功能必須有越區、漫游功能第第1 1章章 概概 論論 1.3.5 移動衛星通信系統移動衛星通信系統 利用衛星中繼，在海上、空中和地形復雜而人口稀疏利用衛星中繼，在海上、空中和地形復雜而人口稀疏的地區中實現移動通信。的地區中實現移動通信。第第1 1章章 概概 論論 1.3.5 1.3.5 移動衛星通信系統移動衛星通信系統第一類第一類：同步軌道移動衛星系統：同步軌道移動衛星系統即衛星在運行中和地球的自轉保持同步的

42、一種方式。即衛星在運行中和地球的自轉保持同步的一種方式。 三顆三顆衛星實現全球覆蓋。衛星實現全球覆蓋。 主要分為兩大類主要分為兩大類第二類：第二類：中低軌道的移動衛星系統中低軌道的移動衛星系統 “銥銥”系統系統第第1 1章章 概概 論論 用三顆衛星來實現全球覆蓋用三顆衛星來實現全球覆蓋第第1 1章章 概概 論論 “銥銥” (IRIDIUM)系統系統 美國美國Motorola公司提出的。開公司提出的。開始計劃設置始計劃設置7條圓形軌道均勻分條圓形軌道均勻分布于地球的極地方向，每條軌道布于地球的極地方向，每條軌道上有上有11顆衛星，總共有顆衛星，總共有77顆衛星顆衛星在地球上空運行。在地球上空運行

43、。 銥系統能實現全球覆蓋，能為邊遠地區提供通信服務，銥系統能實現全球覆蓋，能為邊遠地區提供通信服務，也能為陸海空移動用戶提供立體通信服務。也能為陸海空移動用戶提供立體通信服務。低軌道的移動衛星系統低軌道的移動衛星系統“銥銥”系統系統 2000年年3月月17日宣布破產日宣布破產!第第1 1章章 概概 論論 衛星軌道高度：衛星軌道高度：780km，是同步軌道衛星的，是同步軌道衛星的1/46； 手持終端在手持終端在 L (1.0 -2.0 GHz) 波段工作，功率波段工作，功率0.4W； 多址方式：多址方式：TDMA 雙工方式：雙工方式：TDD 提供業務：話音、數據和尋呼。提供業務：話音、數據和尋呼

44、。 衛星直徑衛星直徑 1 m，高，高 2 m，重，重 341kg； 平均工作壽命平均工作壽命5年，年，1998年投入運行。年投入運行。低軌道的移動衛星系統低軌道的移動衛星系統“銥銥”系統系統主要參數：主要參數：第第1 1章章 概概 論論 同步軌道移動衛星系統同步軌道移動衛星系統 第第1 1章章 概概 論論 低軌道移動衛星通信系統低軌道移動衛星通信系統第第1 1章章 概概 論論 移動通信所涉及的基本技術移動通信所涉及的基本技術 多址技術多址技術調制解調技術調制解調技術信道編譯碼技術信道編譯碼技術信源編碼技術信源編碼技術抗干擾技術抗干擾技術加密技術加密技術組網技術組網技術天線技術天線技術信道機射頻

45、技術信道機射頻技術分集接收技術分集接收技術. .第第1 1章章 概概 論論 移動通信所涉及的移動通信所涉及的應用技術應用技術電波傳播與信道建模電波傳播與信道建模系統級仿真系統級仿真數字信號處理數字信號處理(DSP)集成電路設計集成電路設計(SOC、FPGA)控制與通信協議控制與通信協議軟件無線電軟件無線電高頻與微波高頻與微波無線資源管理無線資源管理網絡設計網絡設計 第第1 1章章 概概 論論 1.4 移動通信的基本技術移動通信的基本技術1.4.1調制技術調制技術 線性調制技術線性調制技術 恒定包絡恒定包絡(連續相位連續相位)調制技術調制技術 包括包括PSK, QPSK, DQPSK, OK-Q

46、PSK, /4 DQPSK 和多電平和多電平PSK等。等。 包括包括MSK、GMSK、GFSK和和TFM等。其他有：等。其他有：QAM，OFDM等。等。 要求通信設備從頻率變換到放大和發射的過程中保持充分的線性。要求通信設備從頻率變換到放大和發射的過程中保持充分的線性。優點：優點：已調信號具有相對窄的功率譜和對放大設備沒有已調信號具有相對窄的功率譜和對放大設備沒有線性要求。線性要求。不足不足: 其頻譜利用率通常低于線性調制技術。其頻譜利用率通常低于線性調制技術。 第第1 1章章 概概 論論 1.4.2 1.4.2 移動信道中電波傳播特性的研究移動信道中電波傳播特性的研究 理論分析方法理論分析方

47、法 實測分析方法實測分析方法 通常用射線表示電磁波束的傳播，在確定收發天線的通常用射線表示電磁波束的傳播，在確定收發天線的高度、位置和周圍環境的具體特征后，高度、位置和周圍環境的具體特征后，根據直射、根據直射、 折射、折射、反射、散射、透射等波動現象，反射、散射、透射等波動現象，用電磁波理論計算電波傳用電磁波理論計算電波傳播的路徑損耗及有關信道參數。播的路徑損耗及有關信道參數。 在典型的傳播環境中進行現場測試，并用計算機對大在典型的傳播環境中進行現場測試，并用計算機對大量實測數據進行統計分析，以建立預測模型量實測數據進行統計分析，以建立預測模型( (如沖擊響應模如沖擊響應模型型) )，進行傳播預測。，進行傳播預測。第第1 1章章 概概 論論 1.4.3 多址方式多址方式頻分多址頻分多址(FDMA)時分多址時分多址(TDMA)碼分多址碼分多址(CDMA) 基本類型：基本類型： 混合多址方式：混合多址方式：FDMA / TDMAFDMA / CDMATDMA / CDMA 未來移動通信系統中，為提高傳輸速率，可用未來移動通信系統中，為提高傳輸速率，可用OFDM 和和 CDMA 相結合的多址方式。相結合的多址方式。第第1 1章章 概概 論論 1.4.4 1.4.4