《讲移动通信概述》PPT课件.ppt

移动通信技术,主讲人：王彬,本课程的目标重点与难点教学计划及学习方法参考资料考试问题,课程介绍,掌握移动通信系统的基本概念熟悉无线通信的基本技术和原理认真实验，掌握初步的测试和系统分析方法,学习目标,重点：现代移动通信的基本概念移动信道的电波传播和信道分析蜂窝移动通信系统的组网原理现代移动通信系统的关键技术移动通信的系统结构第三代移动通信系统难点：现代移动通信的基本概念、发展及现状移动信道的基本概念和初步定量分析方法现代移动通信GSM、CDMA的相关技术,重点和难点,教学计划,学时有限，学好移动通信以自学为主（图书馆、报纸、杂志、网络等途径）按时到课、认真听课，不提前请假无任何理由缺席勤于思考，寻找规律认真完成作业，禁止抄袭,学习方法,现代通信原理，各种编码调制技术。复变函数信号与系统付氏和拉氏变换信号的时域和频域表示卷积自相关函数、互相关函数、功率谱等电路原理/高频电子电路,基础知识要求,移动通信原理与应用啜钢等编著，北京邮电大学出版社。（主要参考书）3G移动网W-CDMAANDcdma2000for3GMobileNetworks粟欣译，人民邮电出版社TD-SCDMA第三代移动通信系统技术与实现谢显中著，电子工业出版社。蜂窝网络规划与优化基础AjayR.Mishra著，电子工业出版社。移动通信原理吴伟陵等著，电子工业出版社。更多内容请通过互联网学习。,参考书目,参考书目,现代移动通信系统，祁玉生等著，通信工程丛书，人民邮电出版社。数字蜂窝移动通信系统，赵荣黎编著，电子工业出版社。无线通信原理与应用，蔡涛等译，电子工业出版社。CDMA扩频通信原理，美A.J.维特比著，李世鹤等译，人民邮电出版社GSM数字移动通信系统，骆健霞等译，电子工业出版社。CDMA系统工程手册，许希斌等著，人民邮电出版社。第三代移动通信系统原理与工程设计，IS-95CDMA和cdma2000，美VijayK.Garg等，于鹏等译，电子工业出版社第三代移动通信技术，孙立新等编，人民邮电出版社移动通信在线,期末考试70%，实验课20%，平时成绩10%缺课按10分/次扣期末成绩，扣分下限为0分答疑时间和地点另行通知,关于答疑和考试,第一课概述,移动通信技术,移动通信指通信的双方，或至少有一方处于移动状态下进行信息交换的通信就叫做移动通信。换句话说，移动通信解决因为人的移动而产生的”动中通”的问题。,问题1：什么是移动通信？,如何理解“移动”,终端移动：手持机、车载机个人移动：在SIM卡的支持下用任何手机都可以入网业务移动：200/300业务等,移动通信概述,通信网的智能化和无线化使三者统一起来：个人通信网或者个人通信业务。,移动通信的网络构成,通信发展历程,最早的通信方式？,烽火台书信等,电话,空间受到限制,电磁波,1897年马可尼第一次尝试无线通信,移动通信发展历程：第一代模拟移动通信第二代数字移动通信第三代移动通信,本部分内容请阅读参考书第七至第十二页,移动通信发展历程,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（电报？没有话音通信）1928年，美国警用车辆的车载无线电系统，标志无线通信开始进入实用1946年，BELL实验室在圣路易斯建立第一个公用汽车电话网1974年，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年美国的AMPS，1980年北欧的NMT，1979年日本的NAMTS，1985年英国的TACS1990s，第二代移动通信系统，1992欧洲的GSM系统标准（同时，第三代移动通信开始研发），1991年美国提出的IS-54，1993年日本提出的PDC。1993年美国提出IS-952000s，第三代移动通信系统，DS-CDMA(WCDMA),MC-CDMA(美国的cdma2000).TD-SCDMA,非主流：UMC-136,E-DECT,中国移动通信的发展,中国移动通信的现状,2006年8月21，信息产业部发布统计，中国手机用户已超过4.317亿美国某公司预计，2010年中国手机用户6.35亿普及率50%,欣欣向荣,？,中国在GSM系统中并没有占有多少市场分额,为什么？,协议-知识产权所以中国要研发自己的通信协议标准,第一代移动通信系统,蜂窝小区系统设计-频率再用（复用？）把军用系统转为民用系统，解决了大容量需求与有限频谱资源之间的矛盾模拟系统-语音信号FM传输FDMA多址方式,以模拟通信为特征的移动通信系统主要代表：美国AMPS，英国TACS系统,第二代移动通信系统,以数字通信为特征,主要制式有：欧洲的GSMTDMA制式北美的CDMAONE（IS-95CDMA）CDMA制式北美的DAMPS(IS-54)TDMA制式日本的PDCTDMA制式,特点：微蜂窝小区结构更优的空分复用，提高用户数量数字化技术语音信号数字化新的调制方式，GSSK,QPSK等，TDMA,CDMA,第二代移动通信系统,优点频谱利用率高，系统容量大能提供多种业务服务，提高通信系统的通用性抗噪声、抗干扰、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通信安全保密可降低设备成本，减小用户手机的体积和重量,技术GPRS技术（通用无线分组业务）为GSM系统无线业务提供了高速数据通道CDMA在中国已经比较成熟日本在移动通信上实现无线互联网应用，开创了无线数据业务的新时代中国在无线数据应用领域已经得到发展,缺陷没有形成全球统一的标准系统业务单一（特别是对数据业务的支持）无法实现全球漫游通信容量不足,第二代移动通信系统,上次课回顾,移动通信的基本概念移动通信的发展历程第一代移动通信：模拟通信为特征第二代移动通信：数字通信为特征第三代移动通信：IMT2000,本次课主要内容,第三代移动通信：IMT2000移动通信的分类移动通信的主要性能指标移动通信的特征下次课内容蜂窝移动通信的组网原理，请同学们预习,第三代移动通信系统,第三代移动通信系统为IMT-2000InternationalMobileTelecommunication2000标准已经确定TD-SCDMA,WCDMA,CDMA20002001年日本商用，中国香港地区也已经开始商用中国大陆即将投入商用,第三代移动通信的目标,“IMT-2000”：第三代移动通信系统的总目标工作在2GHz频段，2000左右商用，支持的速率2000kbps全球化要求多种技术在多种环境下统一标准、统一频率。以实现全球无缝覆盖综合化传输业务的综合化，要求系统能传输话音、宽带数据、视频图像等多种业务，满足信息化社会的需要个人化系统具有足够的容量潜力和多种用户管理能力，支持个人的移动性，满足巨大的个人通信的需求,第三代移动通信系统,特点微蜂窝结构宽带CDMA技术调制方式，QPSK/自适应调制FDMA/TDMA/CDMA电路交换-分组交换从媒体（media）到多媒体（multi-media）,第三代移动通信系统,标准,FreedomofMobilemultimediaAccess,第三代移动通信系统,两种宽带CDMA技术的比较,第三代移动通信终端,中国3G终端2003年重庆邮电学院研发制造中国第一部3G手机2005年研发3G手机核心芯片,移动通信的发展目标：个人通信,Whoever无论任何人Whenever在任何时候Wherever在任何地方Whomever与任何人Whatever通过任何一种方式,三代移动通信之比较,移动通信的分类,按工作方式分类-单工、双工(TDD,FDD)半双工按多址方式分类-FDMA、TDMA、CDMA、SDMA按信号形式分类-模拟网和数字网按覆盖范围分类-城域网，局域网，个域网按业务类型分类-电话网、数据网、综合业务网、多媒体按服务特性分类-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,移动通信的分类,蜂窝移动电话网集群通信系统卫星移动通信无线寻呼无绳电话广播电视网,通信系统的分类,移动通信的工作方式,单工方式：收发交替进行同频单工、双频单工,半双工方式：一方双工，一方单工,全双工方式：一方双工，一方单工,移动通信的基本概念,最基本通信系统结构,对一个可用的公用通信系统来说，应该增加控制环节,发送端,信道,信道,接收端,交换机控制/中继等,单工通信变为全双工，那么我们可以得到如下的系统,终端A,信道,信道,终端B,交换机控制/中继等,问题2：考虑移动通信有哪些特殊情况,发送端,传播介质,接收端,移动通信的特殊之处,移动台（终端A）,移动台（终端B）,信道,无线基站（无线交换机）,移动通信的特殊之处,移动通信的特殊之处,针对一般意义上的通信系统而言，移动通信的主要特点有：信道无线环境-传输方式电磁波，介质为大气终端安全（抗震等）、便携（体积、重量）、低耗、美观,由无线环境决定的移动通信特点,根据传输距离的平方与信号强度成反比，随距离的增大，信号衰减严重，导致弥散损失；传输介质中地形错综复杂，电磁波多方向反射。导致接收端接收信号之幅度、相位到达时间之不同，产生多径衰减；大气介质中的多种干扰外部干扰：天电、工业，疯子们内部干扰：邻道干扰、互调干扰、共道干扰、多址干扰、远近效应等。,由无线环境决定的移动通信特点,有限的频谱资源和日益增长的用户数量之间的矛盾：模拟-数字扩展新频段提高信道利用率（信号压缩，合理的信道分配等）区域人群密度要求有效的网络管理（覆盖）如带状分布的铁路、公路等，还有航线(?)开放的传输模式，要求有效的安全控制机制登记、定位、鉴权、保密，当然还有计费,由终端（移动台）决定的特点,手机体积、重量、低耗、操作方便车载或者机载移动台保证抗震动、抗冲击、耐高温等,移动通信网的性能指标,话音质量和信噪比要求,话音传输质量以接收机输出端音频频带内的信噪比S/N或载噪比C/N来表示，业务种类不同，要求不同（公网高，专网低）。移动数据传输常用误码率，一般只有10-4左右，常用纠错等方法提高。误码率一般用Eb/No（归一化信噪比）作为常数来计算，Eb/No为折合到接收机输入端的比特能量Eb与噪声的单边功率谱密度No之比值。,话音质量和信噪比要求,话音质量的评定往往采用主观评定的办法，CCITT将评分质量分为五级级别评定类别人的印象标准5优几乎无噪声和失真，细节清晰可辨4良有可感觉的轻微噪声和失真3中有令人烦恼的噪声和失真2差有令人非常烦恼的噪声和严重失真1劣语言几乎不可懂,话音质量和信噪比要求,公网一般要求4级，专网3级对于不同的移动业务，各国对S/N或C/N的规定不一样。中国：模拟通信，移动用户与固定市话、长话用户通话时，要求S/N为大于29dB或C/N为17dB，相当于4级话音。美国AMPS网要求C/N大于18dB，日本要求20dB，,服务等级（GOS）,服务等级用呼损率B表示B：在一个正常运行的系统中，忙时呼叫被阻塞的概率，单位为Erlang。服务等级决定于系统中同时发出的呼叫数、总话务量、信道数量、系统设计等呼损率包括无线信道呼损和中继电路呼损。我国规定：无线信道B0.05，在话务密度高的地区B0.02，中继电路B应更低。,