移动通信技术ch1v.ppt

1,移动通信技术,主讲：刘琨 办公地点：图书馆三楼信软学院办公室 办公电话：6126732603 E-mail: ,2,第一章主要内容,1. 移动通信的基本概念和主要特点 2. 移动通信系统的分类和组成结构 3. 典型移动通信系统 4. 移动通信的发展史发展现状和发展方向 5. 移动通信的标准化,3,本章思考,2008年1月的暴风雪灾害中，为什么移动通信系统受灾比固定通信系统严重？ 汶川地震后，有人说中国电信的固定电话比中国移动的移动通信的表现要好？有道理吗？请从技术的角度加以分析。 你知道中国移动、中国联通和中国电信哪些子品牌？ 你知道哪些通信设备制造商？,4,移动通信的基本概念,基本概念“动中通” 通信双方或至少有一方处于运动中进行信息交换的通信方式。 包括移动体（车辆、轮船、飞机或行人）和移动体之间的通信，移动体和固定点（固定无线台、有线用户）之间的通信。,5,移动通信的主要特点,1、必须利用无线电波进行信息传输 2、移动通信是在复杂的干扰环境中运行的 3、可以利用的频谱资源非常有限，而移动通信业务量的需求却与日俱增 4、多普勒频移产生调制噪声 5、对移动台的要求高 6、通信系统复杂,6,移动通信的主要特点1,1、必须利用无线电波进行信息传输 无线电波受地形地物影响很大 移动通信传播路径复杂化 产生慢衰落、快衰落,7,移动通信的主要特点2,2、移动通信是在复杂的干扰环境中运行的 城市噪声,车辆发动机点火噪声,微波炉干扰噪声等 自然界中如风、雨、雪等自然噪声一般可忽略 移动通信网络中其他电台的干扰主要的干扰源 互调干扰 邻道干扰 同频干扰,8,移动通信的主要特点3,3、可以利用的频谱资源非常有限，而移动通信业务量的需求却与日俱增 合适的频段仅限于甚高频（VHF）和超高频（UHF）,9,移动通信的主要特点4,4、多普勒频移产生调制噪声 固定点接收高速运动的移动台的载波频率，随移动台运动速度v不同，产生不同的频移多普勒效应。 频移 f = cos/,地面接收,f f,10,移动通信的主要特点4,4、多普勒频移产生调制噪声 固定点接收高速运动的移动台的载波频率，随移动台运动速度v不同，产生不同的频移多普勒效应。 频移 f = cos/,地面接收,f f,11,移动通信的主要特点5,5、对移动台的要求高 移动台对外界（尘土、振动、碰撞、日晒雨淋）影响具有很强的适应能力 性能稳定、可靠 携带方便 功耗低、低温 适应新业务、新技术的发展,Atrix 4G,12,移动通信的主要特点6,6、通信系统复杂 移动台在通信区域内随时运动 随机选用无线信道进行频率和功率控制 地址登记、越区切换及漫游跟踪等技术 入网和计费方式有特殊的要求,13,移动通信的分类,按工作方式分类 单工通信，双工通信，半双工通信 按多址方式分类 FDMA,TDMA,CDMA等 按信号形式分类 模拟网和数字网 按覆盖范围分类 宽域网,局域网,14,移动通信的分类,按服务特性分类 专用网,公用网 按使用环境分类 陆地通信,海上通信,空中通信 按使用对象分类 民用系统,军用系统 按业务类型分类 电话网,数据网,综合业务网,15,移动通信的工作方式,单向通信 双向通信 单工通信 半双工通信 双工通信,16,移动通信的工作方式1,1、单工通信 通信双方电台交替进行收信和发信 同一部电台的发射机和接收机轮换工作 双向同频单工 双向异频单工,17,移动通信的工作方式2,双工通信 通信双方可以同时进行传输信息的工作方式 同一部电台的发射机和接收机可同时工作,基站,移动台,18,移动通信的工作方式3,半双工通信 移动台采用单工的“按讲”方式，按下按讲开关，发射机才工作。接收机总是工作。 基站工作情况与双工方式完全相同。,基站,移动台,19,常用的移动通信系统,无线电寻呼系统 蜂窝移动通信系统 无绳电话系统 集群移动通信系统 移动卫星通信系统 分组无线网,20,无线电寻呼系统,单向传输系统，通信双方不能直接利用它对话,21,蜂窝移动通信系统,区群 小区分裂 越区切换,22,蜂窝移动通信系统的组成,23,无绳电话系统,把普通电话分为座机和手机两部分 手机与座机之间不需要用电线连接 无绳电话手机和座机的发射功率均在10mW以下 无线覆盖半径约在100m左右,24,公共无绳电话系统,PHS(Personal Handy-phone System) 小灵通 微蜂窝技术 ADPCM 功率较小,25,集群移动通信系统,属于调度系统的专用通信网 由控制中心，总调度台，分调度台，基地台，移动台组成。 专为调度通信而设计，业务受到限制. 采用频道共用技术提高频率利用率,26,移动卫星通信系统,用途：利用卫星中继，在海上、控制和地形复杂而人口稀疏的地区实现移动通信。 典型： 美国Motorola公司的“铱”系统，6轨道66颗星的星状星座，卫星高度756km； 全球星（Global star）系统，8轨道48颗星的莱克尔星座，卫星高度1400km； 奥德赛（Odessey）系统，3轨道12颗星的莱克尔星座中轨高度10000km 观看演示：/system/sys_iridium.asp 美俄卫星相撞事故,27,分组无线网,利用无线信道进行分组交换的通信网络。 典型：1968年美国夏威夷大学开发的ALOHA系统。,28,GPRS,General Packet Radio Service 2.5G 提供中速的数据传递 连接Internet,29,移动通信发展史,1897年，马可尼在陆地和一艘拖船上完成无线通信实验标志无线通信的开始 1928年，美国警用车辆的车载无线电系统标志移动通信开始 1946年，Bell实验室在圣路易斯建立第一个公用汽车电话网，1960s，实现无线频道自动选择域公用电话网自动拨号连接 1974年，美国Bell实验室提出蜂窝移动通信的概念 1980s，第一代移动通信系统。1983美国的AMPS ；1980北欧的NMT； 1979日本的NAMTS；1985英国的TACS 1990s，第二代移动通信系统。1992年商用的GSM；1991美提出的IS-54； 1993日本提出的PDC；1993美国提出的IS-95(N-CDMA),30,移动通信发展史,2000s，第三代移动通信。DS-WCDMA；MC-WCDMA；TDSCDMA； 2007年10月，WiMAX正式被ITU接纳为第4个第三代移动通信的标准 。 2009年，我国3G牌照发放，TD-SCDMA网络正式商用。 2009.10，中国移动首次进行了TD-LTE的外场测试，该月TD-LTE-Advanced成功入选国际电联4G候选标准。 2011年年内能够完成TD-LTE预商用设备的研发工作 2012年1，2月份，ITU确定4G标准。,31,蜂窝移动通信系统的演进,制定标准,32,三代移动通信系统的比较,GSM/卫星双模手机,中兴 H500 GSM/ CDMA 双模手机,33,移动通信发展过程及趋势概括,1、工作波长（频段） 由短波、超短波、微波到毫米波 2、频道间隔 由100kHz、50kHz、25kHz到12.5kHz和宽带扩频调制。 3、调制方式 由振幅压扩单边带、模拟调频到数字调频。 4、多址方式 由频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）到混合多址，以及固定多址和随机多址的结合。,34,移动通信发展过程及趋势概括,5、网络覆盖范围 由蜂窝到微蜂窝、微微蜂窝和混合蜂窝。 6、网络服务范围 由局部地区、大中城市到全国、全世界，并由陆地、水上、空中发展到陆海空一体化。 中国移动广告海岛篇，关键时刻篇 7 、业务类型 由通话为主，到传送数据、传真、静止图像，直到传送综合业务。,35,新一代移动通信,实现个人通信的网络，叫做个人通信网（PCN），也叫做第三代移动通信。 目标：实现任何人（Whoever）在任何时候（Whenever）和在任何地方（Wherever），都能够和任何人（Whoever）进行任何类型（Whatever）的信息交换。,36,新一代移动通信面临的挑战,“任何时间” 要求支持动中通: 无线通信是前提 “任何人” 要求支持巨大用户量: 频谱资源有限 “任何地点” 要求无缝覆盖: 传输能力有限 “任何形式” 要求多媒体: 处理能力有限,37,4G,TD-LTE TD-LTE被基本确定为国际4G候选标准 杨骅：TD-LTE成为全球4G标准指日可待 LTE的传输数据速度,38,中国蜂窝移动电话业务发展现状,2004年移动用户数量超过了固定用户数量 2010年,中国手机用户数超8亿, 居世界首位,39,中国蜂窝移动电话业务发展现状,59个国家的手机普及率100%。中国仍是规模较大的手机潜在用户市场。,40,中移动每用户平均每月消费(ARPU)下降。 竞争格局:从楚汉相争到三国鼎立 Iphone：联通的法宝 地方运营商竞争升级 竞争短片,中国蜂窝移动电话业务发展现状,2011年1月业务数据及分析,41,42,中国蜂窝移动电话技术发展现状,网络类型 原：中国移动是GSM系统，中国联通是GSM和CDMA系统。 2008年5月开始的新变化 移动：GSM，TD 联通：GSM，WCDMA 电信：CDMA，CDMA2000 网络覆盖 网络覆盖分成广度覆盖和深度覆盖,44,移动通信的标准化,标准化工作的重要性 通信技术的多样性(看似繁荣实际阻碍技术发展) 网络缺乏互联设备缺乏互通 无法大规模生产 价格昂贵 移动通信的标准化内容 技术体制标准化 网络设备标准化 测试方法标准,45,国际无线电标准化组织,国际无线电标准化工作由国际电信联盟（ITU）负责。 原来下设4个永久性机构 综合秘书处 国际频率登记局（IFRB） 国际电话电波咨询委员会（CCITT） 国际无线电咨询委员会（CCIR）,46,93年调整后的ITU,分为3个组 无线通信组（以前的CCIR和IFRB）ITU-R 电信标准化组（以前的CCITT）ITU-T 电信开发组（BDT）ITU-D,47,其他重要的通信标准化组织,欧洲共同体（EC） 欧洲电信标准协会（ETSI）：成立于1988年，GSM，DECT，HiperLAN等 北美地区 电子工业协会（EIA） 电信工业协会（TIA） 蜂窝电信工业协会（CTIA） 数字蜂窝标准委员会TR45 美国国家标准委员会（ANSI）,48,无线电频谱管理,必要性：无线电频谱是有限的自然资源，如果不严格管理，必然形成频率不够分配的局面，制约无线电业务的发展。 工作三要点： 对频率实施严格的管理和协调 国际电联，美国国家电信和信息总局，中国无线电管理委员会 开发新频段 目前已有极高频（30300GHz）开发报道 研究并采用各种频率的有效利用技术,49,移动通信的