01无线通信原理与应用.ppt

1 数字移动通信2002年10月 2 联系方式 徐筱麟 中国人民解放军理工大学通信工程学院移动通信教研室地址 南京标营2号教学楼438 邮编 210007电话 025 4492611 3384699手机子邮件 xuxiaolin 3 第1章移动通信概述 1 1移动通信基本概念1 2移动通信发展历史1 3各类移动通信系统1 4移动通信的发展趋势 4 1 1移动通信基本概念 1 1 1移动通信基本定义移动通信就是通信双方至少有一方在运动状态中进行信息交换 它包括移动用户之间的通信 固定用户与移动用户的通信 概括来说就是 动中通 按此定义 陆地移动通信 移动卫星通信 舰船通信 航空通信等都属于移动通信的范围 5 1 1 2移动通信业务范围现代移动通信技术是一门复杂的高新技术 不但集中了无线通信 有线通信的最新技术成就 而且集中了网络技术和计算机技术许多成果 基本业务范围集群通信 警察 出租车调度蜂窝移动电话 手机 车载无线寻呼 数显 汉显 双向无绳电话 WLL 公共无线接入点卫星移动通信 铱 全球星等 6 1 1 3移动通信的最高目标 任何人 Whoever 任何时候 Whenever 任何地方 Wherever 任何种方式 Whatever 任何其它人 Whomever 5W 7 1 2移动通信发展历史 1 2 1移动通信发展简史1 2 2我国移动通信系统的发展1 2 3移动通信发展动力 8 1 2 1移动通信发展简史 1 从本世纪20年代至40年代早期 短波无线电通信 马可尼 1874 1937 意大利人1894年在父亲的庄园试验1896年去伦敦1897年建立无线电报公司1899年首次实现英法无线通信1916年实现短波无线电通信1929年建立世界性无线通信网曾获诺贝尔奖金 9 1 2 1移动通信发展简史 2 从40年代中期至60年代初期 移动无线通信 3 从60年代中期至70年代中期 大区制移动电话 4 从70年代中期至80年代中期 是移动通信蓬勃发展时期 1978年底 美国贝尔试验室研制成功先进移动电话系统 AMPS 建成了蜂窝状移动通信网 贝尔 18xx 1922 英国人1868年在伦敦工作1871年去波士顿工作1873年任波士顿大学教授1875年发明多路电报1876年发明电话一生曾获许多专利 10 1 2 1移动通信发展简史 5 上世纪80年代中期到90年代中期 为移动通信的成熟期 第二代数字蜂窝系统 6 21世纪初 第三代移动通信系统 通信传输始终是最活跃的技术领域 物理上的新进展都可能在通信上找到新用途 从而形成新的通信产业 通信传输的新要求又将推动物理和器件的进展 促使人们去研究发展新的物理机理来满足信息传输的需要 11 蜂窝移动电话的发展过程 蜂窝移动通信作为当今三大通信产业之一 近年来的发展十分迅速 从模拟到数字 从数字到新一代系统 设备与技术的更新越来越快 12 1 2 2我国移动通信系统的发展 我国专业网的发展我国模拟网TACS的发展我国数字网GSM的发展7000万用户 15 联通CDMA在我国的发展4个实验网 电信长城与中国联通我国民族蜂窝移动通信产业的发展产业 GSM设备国产化 CDMA交换机普天CDMA基站 科研 W CDMA CDMA200 TD SCDMA 13 1 市场驱动信息产业部发布的权威信息显示 截至7月底 我国固定电话用户数已达到2 01亿 加上1 8亿户的移动电话用户 我国电话用户总数已达到3 8亿 跃居世界首位 中国电话用户数跃居世界首位十月有望突破4亿移动Internet 巨大且广阔的市场 需求增加 产品和服务成本下降 1 2 3移动通信发展动力 14 2 微电子技术发展DSP VLSI和RF技术 TMS320系列 其中移动电话主要用16定点DSP 现0 13mm技术 0 9V 3千万以上晶体管 芯片 天线 RFIC RF器件3 政府调节颁布有利于移动通信发展的政策 或协调组织攻关分配或拍卖频段GSM 890 915MHz 935 960MHz 其中联通909 915MHz 954 960MHzIMT 2000系统 3G系统 1885 2025MHz或2110 2200MHz 1 2 3移动通信发展动力 15 中国蜂窝移动电话的发展 总用户GSM用户 16 1 3其他各类移动通信系统 1 3 1集群通信系统1 3 2低功率无线电话系统1 3 3卫星移动通信系统1 3 4无线接入系统1 3 5无线寻呼系统 17 1 3 1集群通信系统的基本概念 集群系统就是许多用户自动分享数量相对较少的无线信道 并动态地使用这些信道 集群系统广泛用于政府机关 能源交通 消防警察 军事等部门 是专用无线调度的高级发展阶段 18 集群通信系统的基本结构 电话互联器 集群系统控制器 调度台 调度台 PSTN PABX 信道机1 信道机2 信道机N 天线共用器 移动台 19 集群通信系统的分类 模拟集群通信系统的技术已经落后 存在频谱利用率不高 功能不强 不易联网 不便加密等缺点 给广区全程调度带来严重障碍 适应不了各专业部门未来发展的需求 如 MPT1327 LTR等 模拟集群通信系统 数字集群通信系统 可以实现高系统容量和高频谱效率 在较差的信道条件下 衰落 噪声 干扰 获得较好的话音质量和用于私人的加密话 可提供话音 数据和图像等多种业务 可进入PSTN ISDN PDN PTN网 如TETRA系统 iDEN系统 FHMA系统特点均采用时分 小区覆盖方式 20 低功率系统主要用来提供公用无绳电话业务 Telepoint 系统主要特点 采用32Kbit s的ADPCM话音编码TDD FDMA的工作方式手机平均功率5 25mW 工作频率900MHz或1800MHz 1 3 2低功率无线电话系统 21 网络规划要素 无线市话对网络和系统的要求系统必须能支持大的话务量对覆盖要求连续完整 并具有较高的移动速率集中高效的网络管理充分利用现有固定网的系统和网络资源根据市场需求 分阶段部署和实施 无线市话特点低价位高话务量有限范围的移动服务质量与固定电话相近 22 主要低功率无线电话系统 1 CT 2 864 868M CT 2 944 948M 2 DECT 1880 1900M 3 PHS 1895 1918M 4 PACS 1850 1910M 1930 1990M DCS1800与GSM 23 PHS基站基本参数和特性频率范围1 9 1 920GHz 66个载频 基站类型每个基站提供3个语音通道 基站可采用组控或叠加方式 增加信道数 提高利用率 采用动态信道分配 无需频率规划 本地 远供 24 1 3 3移动卫星系统 同步轨道移动通信系统IMMARSAT BIMMARSAT MMOBILESAT 澳大利亚 中低轨道移动通信系统IRIDIUM 铱系统66 GLOBALSTAR 全球星24 48 ODYSSEY 奥德塞12 25 1 3 4无线用户环路 什么是无线用户环路WLL 无线用户环路的优点 各种无线用户环路基于蜂窝系统的WLL基于集群的WLL基于无绳电话系统的WLL 26 1 3 5无线寻呼系统 1 POCSAG系统 英国1号码 2 FLEX系统 MOTOROLA 3 ERMES系统 欧洲高速寻呼 APOC系统 PHILIPS 双向寻呼 GWCOM 27 中国大陆无线寻呼的发展 28 1 4移动通信的发展趋势 20世纪21世纪业务方式以音频为主的单媒体以视频为主的多媒体干线传输微波光纤用户传输有线无线复接方式PDHSDH交换模式STMATM网络方式三网鼎立三网合一 29 1 4移动通信的发展趋势 21世纪的无线革命20世纪通信网的基本框架中继线无线为主 微波 卫星 天上包括部分有线 电缆 用户线有线为主 市话电缆 地下包括部分无线 无线电话 21世纪通信网的基本框架中继线有线为主 光缆 地下包括部分无线 微波 卫星 用户线无线为主天上包括部分有线 30 1 4移动通信的发展趋势 1 移动电话将成为信息通信产业的亮点据ITU统计 近年来电信业务的增长速度是总经济增长速度的两倍 而在电信业务中 移动电话的增长速度远大于固定电话的增长速度 1997年 全球移动电话约2亿部 固定电话约10亿部 据美商业周刊预计2010年 全球移动电话约13亿部 固定电话约14亿部 移动通信将成为21世纪非常重要的通信工具 31 移动通信的发展趋势 2 移动数据业务的比重将日益增长 形成移动因特网无线应用协议 WAP 已成为当前移动数据通信的热点 GPRS EDGE HDR等数据传输系统为移动网和因特网之间搭起了一座桥梁 预计下一代的移动电话将是利用的媒体电话 32 移动通信的发展趋势 无线因特网的发展 基于有线方式的INTERNET受到空间和时间的制约 移动通信技术的成熟使IP从有线向无线延伸用户要求随时随地接入INTERNET成为移动互联网发展动力 33 移动通信的发展趋势 3 移动通信设备正朝着数字化 宽带化 小型化的方向发展GSM手机已达到70CC 70克 ITU要求 200CC 200克 未来的移动通信系统要求空中接口能够在不同环境中支持话音 图像高达144KBit s的高速移动数据通信 384KBit s的低移动速度数据通信 2MBit s的静态速率的数据通信 34 移动通信的发展趋势 4 移动通信网络正朝着综合化 智能化 全球化 个人化的方向发展蜂窝 无绳 寻呼和集群等各种移动通信系统将在第三代中 以全球通用 系统综合作为出发点逐步融合 力图建立一个全球的移动综合业务数字网 35 个人通信 PCS 家用无绳电话 数字公共无绳电话 汽车电话 模拟蜂窝电话 数字蜂窝电话 无线LAN 蜂窝分组数据网 蜂窝分组数据网 微微小区 微小区 小区 大区 高速率业务 中速率业务 低速率业务 无线寻呼 双向无线寻呼 3G移动通信系统结构图 卫星移动电话 全球小区 36 第四代移动通信系统 第三代特点是宽带 第四代特点是多媒体 又暂称之为 多媒体移动通信 移动通信系统数据传输速率比较 第一代模拟式仅提供语音服务 第二代数字式移动通信系统传输速率也只有9 6Kbps 第三代移动通信系统数据传输速率可达到2Mbps 第四代移动通信系统可以达到10Mbps至20Mbps 37 第四代移动通信系统 38 终端的移动性手持机 车载台个人的移动性SIM卡方式支持的业务业务的移动性通信网的智