移动通信概述辩析ppt课件.ppt

移动通信概述ABriefIntroductiontoMobileCommunications 1 内容提要 基本概念技术特点系统组成关键技术主要分类发展现状 2 内容提要 基本概念技术特点系统组成关键技术主要分类发展现状 3 何谓 移动通信 移动通信vs无线通信动中通 支持至少有一方可处于移动状态的 无线 通信 蜂窝移动通信一种特别而普及的公众移动通信系统 因蜂窝状多小区基站覆盖而得名 几个名词与概念 4 移动通信示意图 固网设备交换网络无线基站移动终端 5 数字移动通信 是如何造就的 技术本质 利用电磁媒介传播并基于信号能量检测的无线通信技术 技术基础信息论 电波传输技术 数字信号处理技术 计算机技术等 需求推动信息社会对话音 图像 数据等信息快捷灵活交互的需求 技术进展通信与信号处理 计算机 微电子等技术进步造就当今繁荣 6 数字移动通信信号的表征 7 无线电波的频段划分与命名 8 内容提要 基本概念技术特点系统组成关键技术主要分类发展现状 9 技术特点 1 电波传播环境复杂频率范围 短波 RF3 30MHz 甚高频 VHF 30 300MHz 和特高频 UHF 300 3000MHz 内 由利用更高频段的趋势 多径传输 直射反射散射开放环境 10 技术特点 2 易受干扰系统 设备 内 间干扰 共道干扰 邻道干扰 互调干扰 多址干扰 远近效应等 自然环境干扰 天气 气候 天文异动 自然灾害等工业 电器 干扰 城市噪声 电机点火 电器开关等 人为干扰 恶意干扰 11 技术特点 3 移动通信可以利用的频谱资源有限目前陆地移动通信系统的频段范围主要在UHF频段 电磁波频谱特性具有有限性 三维性 易受污染性和共享性等特点 如何提高通信系统的通信容量 始终是移动通信发展中的焦点 为了满足对移动通信业务量与日俱增的需求 移动通信系统的发展和后续演进都与频谱效率的不断提高紧密相关 12 由于通信用户的随机移动性 网络管理和控制必须有效移动用户需要在任何地点 任何移动速度下都能得到可靠的通信服务 所以移动用户的移动范围是在通信区域内的不规则运动 移动通信网络必须具备很强的管理和控制功能 比如用户的位置登记和定位 通信链路的建立和拆除 信道的分配和管理 通信的计费 鉴权 安全和保密管理以及用户越区切换和漫游的控制等 13 移动设备要求高低功耗便携灵活低成本 复杂度 低辐射高性能 业务能力强 移动终端的设计和制造是移动通信系统运营良好的重要保证 14 技术特点 4 系统复杂 以3GPPR4网络结构为例 15 内容提要 基本概念技术特点系统组成关键技术主要分类发展现状 16 系统组成因类别而有差异主要组成部分移动终端基站 接入点 控制与交换中心对外接口网络 接口与协议系统部件是通过接口互连系统往往是一个分层规范的网络接口根据规范设计传输与网络协议是规范的主体 移动通信基本组成 典型移动通信系统示意图 17 蜂窝移动通信系统基本组成 18 内容提要 基本概念技术特点系统组成关键技术主要分类发展现状 19 1 传输信道的测量 分析 计算与建模2 多用户接入 多址 技术3 多信道共用技术4 抗衰落技术5 抗干扰技术 20 单工移动通信 双工移动通信 移动通信工作方式 21 内容提要 基本概念技术特点系统组成关键技术主要分类发展现状 22 主要移动通信系统 蜂窝移动通信系统陆地公众移动通信系统主要形式 适用于各阶层和各行业中个人之间通信 具有越区切换 自动漫游 计费及业务量统计等功能 集群移动通信系统属于调度系统的专用通信网 它一般由控制中心 总调度台 分调度台 基地台和移动台组成 适用指挥调度 与公共移动通信网相比 有一些特殊功能 如快速调度群呼 组呼 通播 直通 强拆 强插 优先呼叫 自动重发等等 数字集群的应用遍及铁路 公路交通 民航 公安系统 海关 税务等各行各业 按照信道占用频道方式的不同 集群系统可分为消息集群 传输集群和准传输集群等3种 23 无绳电话系统20世纪70年代出现的无绳电话系统称为第一代模拟无绳电话系统 CT 1 亦称子母机系统 仅供室内使用 20世纪90年代中期出现的第二代的数字无绳电话系统 具有容量大 覆盖面宽 具有双向呼叫和越区切换功能 应用灵活 成本低廉等特点 其典型的代表有 泛欧数字无绳电话系统 DECT 日本的个人手持电话系统 PHS 和美国的个人接入通信系统 PACS 等 PHS和PACS在我国获得了广泛的应用 也就是我们通称的小灵通 2009年02月 中国电信 中国联通接到工信部相关文件 2011年前将妥善完成小灵通退市的相关工作 24 卫星移动通信系统卫星移动通信系统是指利用人造地球通信卫星作为空间链路的一部分进行移动业务的通信系统 移动卫星通信不受地理条件的限制 具有全球范围的覆盖面 信道频带宽 通信容量大 电波传输稳定 通信质量好 但卫星通信系统造价昂贵 运行费用高 25 26 无线局域网 WLAN 无线局域网 wirelessLocalAreaNetwork WLAN 是利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络 是计算机网络与无线通信技术相结合的产物 它以无线多址信道作为传输媒介 利用电波完成数据交互 提供传统有线局域网 LAN 的功能 构成可以互相通信和实现资源共享的网络体系 使用户能够真正实现随时 随地的宽带网络接入 27 WLAN标准主要有美国电子电气工程师协会 IEEE 的802 11系列标准 1990年 IEEE802标准化委员会成立IEEE802 11无线局域网 WLAN 标准工作组 为工作在2 4GHz开放频段的无线设备制订全球标准 并于1997年6月公布了802 11标准 它是第一代无线局域网标准之一 主要用于解决办公室局域网和校园网中用户终端的无线接入 标准定义了物理层工作在2 4GHz的ISM频段 采用红外 DSSS 直接序列扩频 或FSSS 跳频扩频 技术速率最高达到2Mbps 但在传输距离 安全性 电磁兼容能力及服务质量方面均不尽如人意 结果IEEE802 11无线局域网标准工作组又不断地推出了802 11x系列标准 x表示该标准负责的不同技术领域 28 Wi Fi是WLAN的重要组成部分 是一种可以将个人电脑 手机等终端以无线方式互相连接的 Wi Fi是一个无线网络通信技术的品牌 由Wi Fi联盟所持有 目的是改善基于IEEE802 11标准的无线网路产品之间的互通性 Wi Fi是一种无线联网技术 常见的就是一个无线路由器 那么在这个无线路由器的电波覆盖的有效范围都可以采用Wi Fi连接方式进行联网 如果无线路由器连接了一条ADSL线路或者别的上网线路 则又被称为热点 29 Wi Fi发射信号功率低于100mw 低于手机发射功率 发射频率2 4G或5G 发射距离100米左右 3G网络与WIFI技术实现了应用互补 3G分配的频率资源是有限的 而数据业务对信道的占用率极高 影响其同时接入的语音用户数量 如果规划特定区域 比如商业中心人群密集区 内把数据业务转移到Wi Fi WiMAX的公共数据通道无疑将大大提高3G无线网络资源利用率 30 内容提要 基本概念技术特点系统组成关键技术主要分类发展现状 31 数字移动通信的的标准化 技术专利化 专利标准化 标准国际化 成了知识产权领域新的游戏规则 主要国际标准化组织国际电信联盟 ITU 国际频率登记局 IFRB 国际电话电报咨询委员会 CCIT 国际无线电咨询委员会 CCIR 欧洲电信标准协会 ETSI 电气和电子工程师学会 IEEE 国内标准化组织CCSA 32 蜂窝移动通信发展现状 从1987年至2008年 我国移动通信行业先后出现了A B C D G五种移动通信制式 1 A网和B网的发展 1987年 我国各地分别建设了移动电话网 分别采用了爱立信和摩托罗拉两大移动电话系统 结果形成了A网和B网两个系统 均属于模拟网 1996年实现全国联网 2001年底 我国关闭了模拟网 33 2 G网的发展 1993年 我国开始建设全球通 GSM 数字移动电话网 G网工作于900MHz频段 频带比较窄 相比于模拟移动通信系统 GSM系统具有通信质量好 安全保密 漫游范围广泛及支持许多新的业务功能 随着近年来移动电话用户的迅猛增长 由于频率资源的限制 许多地区的G网已出现容量不足的状态 目前GSM系统是移动运营商承载话音业务的主要网络 34 3 D网的发展 D网是指DCS1800系统的移动电话网 网络的运行机制和现有的GSM900系统完全一致 但工作于1800MHz频段 为了解决GSM900M频段资源明显不足的问题 越来越多的移动通信运营商开始采用1800MHz与900MHz双频段组网技术 利用1800MHz比较宽松的频段资源 1805 1880MHz 1710 1785MHz 能够既经济又有效地缓解GSM900的容量压力 从根本上解决网络容量不足的问题 35 4 GPRS网的发展 2002年5月17日 中国移动正式开通GPRS网络 标志着我国移动通信进入GPRS网络发展阶段 数据传输等方面体现了分组业务的特点 在GSM网络的基础上构建GPRS网络时 GSM系统中的绝大部分部件都不需要作硬件改动 只需作软件升级 36 5 C网的发展 我国CDMA网几乎是与G网同时建设的 早期称为长城网 2001年5月 联通开始在全国300个城市 以 小容量 广覆盖 的方案 建设IS 95B系统 2002年1月8日 正式放号开通 2002年6月 又开始了1X的升级 至2004年底中国联通CDMAlX网络用户已突破700