中国移动通信技术的发展方向

1、移动通信技术移动通信技术刘良华代才莉刘良华代才莉科学出版社科学出版社第一章第一章 移动通信概述移动通信概述第二章第二章 移动信道中的电波传播及干扰移动信道中的电波传播及干扰第三章第三章 组网技术组网技术第四章第四章 GSM数字移动通信系统数字移动通信系统第五章第五章 CDMA移动通信系统移动通信系统第六章第六章 第三代移动通信系统（第三代移动通信系统（3G）第七章第七章 无线市话通信系统无线市话通信系统小灵通小灵通重庆电子工程职业学院通信工程系 1.5 移动通信中的多址技术移动通信中的多址技术 1.4 移动通信的工作方式移动通信的工作方式 1.3 移动通信的分类移动通信的分类 1.2 移动通信

2、的特点及组成移动通信的特点及组成 1.1 移动通信的发展移动通信的发展 1.6 移动通信的编码与调制技术移动通信的编码与调制技术 第一章第一章移动通信概移动通信概述述重庆电子工程职业学院通信工程系 了解移动通信的发展历程了解移动通信的发展历程 掌握移动通信的分类掌握移动通信的分类 掌握移动通信系统的构成及特点掌握移动通信系统的构成及特点 了解移动通信的工作方式，频率分配情况了解移动通信的工作方式，频率分配情况 正确理解多址技术在移动通信中的应用正确理解多址技术在移动通信中的应用 理解移动通信中的编码与调制技术理解移动通信中的编码与调制技术 本章学习目标本章学习目标 重庆电子工程职业学院通信工程

3、系r 移动通信的发展历程移动通信的发展历程r 移动通信系统的分类包括哪些，各类系统情况怎样移动通信系统的分类包括哪些，各类系统情况怎样r 移动通信系统的构成及特点移动通信系统的构成及特点r 移动通信的工作方式与频率分配移动通信的工作方式与频率分配r 多址技术、编码与调制技术多址技术、编码与调制技术本章要点内容本章要点内容 重庆电子工程职业学院通信工程系 1.5 移动通信中的多址技术移动通信中的多址技术 1.4 移动通信的工作方式移动通信的工作方式 1.3 移动通信的分类移动通信的分类 1.2 移动通信的特点及组成移动通信的特点及组成 1.1 移动通信的发展移动通信的发展 1.6 移动通信的编码

4、与调制技术移动通信的编码与调制技术 第一章第一章移动通信概移动通信概述述重庆电子工程职业学院通信工程系 移动通信移动通信“动中通动中通” 通 信 双 方 或 至 少 其 中 一 方 在 移 动 环 境 下 进 行通 信 双 方 或 至 少 其 中 一 方 在 移 动 环 境 下 进 行 信息传递的通信方式，包括移动体之间或移动信息传递的通信方式，包括移动体之间或移动 体与固定体之间的通信。体与固定体之间的通信。 1 什么是移动通信什么是移动通信重庆电子工程职业学院通信工程系 无论任何人无论任何人（Whoever)Whoever) 在任何时间在任何时间（WheneverWhenever） 在任何

5、地点在任何地点（WhereverWherever） 与任何一个人与任何一个人（WhomeverWhomever） 进行任何类型的通信进行任何类型的通信（WhateverWhatever） 目标：实现个人通信系统目标：实现个人通信系统2 目标：实现个人通信系统目标：实现个人通信系统2重庆电子工程职业学院通信工程系模拟移动通信系统，接续工作由人工操作完成，采模拟移动通信系统，接续工作由人工操作完成，采 用用电子管，体积庞大、笨重且昂贵，使用短波段。电子管，体积庞大、笨重且昂贵，使用短波段。第一阶段第一阶段交换系统为自动交换，接续效率高，采用晶体管，体交换系统为自动交换，接续效率高，采用晶体管，体

6、积大为减小，使用甚高频。积大为减小，使用甚高频。第二阶段第二阶段 第一代移动通信系统（蜂窝系统）第一代移动通信系统（蜂窝系统） 第三阶段第三阶段 第二代移动通信系统广泛应用和第三代移动通信系统第二代移动通信系统广泛应用和第三代移动通信系统的具体的设计、规划和实施阶段。的具体的设计、规划和实施阶段。第四阶段第四阶段 移动通信的发展历程移动通信的发展历程3重庆电子工程职业学院通信工程系重庆电子工程职业学院通信工程系 1887 1887年，马可尼在陆地和一艘轮船上完成无线通信试验，年，马可尼在陆地和一艘轮船上完成无线通信试验，标志无线通信的开始。标志无线通信的开始。 1928 1928年，美国警用车

7、辆的车载无线电系统，标志移动通年，美国警用车辆的车载无线电系统，标志移动通信的开始。信的开始。 1946 1946年，年，BellBell实验室在圣路易斯建立第一个公用汽车电实验室在圣路易斯建立第一个公用汽车电话网，话网，19601960年，实现无线频道自动选择域公用电话网自动拨年，实现无线频道自动选择域公用电话网自动拨号连接。号连接。 1974 1974年，美国年，美国BellBell实验室提出蜂窝移动通信的概念。实验室提出蜂窝移动通信的概念。 移动通信的发展历程移动通信的发展历程3重庆电子工程职业学院通信工程系 1980s 1980s，第一代移动通信系统，第一代移动通信系统，1983198

8、3年美国的年美国的AMPSAMPS，19801980年北欧的年北欧的NMTNMT，19791979年日本的年日本的NAMTS,1985NAMTS,1985年英国年英国TACSTACS系统系统 1990s 1990s，第二代移动通信系统，第二代移动通信系统，19921992年商用的年商用的GSMGSM，19911991年北美的年北美的IS-54IS-54，19931993年日本的年日本的PDC,1993PDC,1993年美国提出的年美国提出的IS-IS-9595（N-CDMAN-CDMA） 2000s 2000s，第三代移动通信系统，第三代移动通信系统，欧洲、日本欧洲、日本的的WCDMAWCDM

9、A ，北美北美的的CDMA-CDMA-20002000 ，中国中国的的TD-SCDMATD-SCDMA 移动通信的发展历程移动通信的发展历程3重庆电子工程职业学院通信工程系 系统间没有公共接口。系统间没有公共接口。 无法与固定网迅速向数字化推进相适应，数字承无法与固定网迅速向数字化推进相适应，数字承载业务很难开展。载业务很难开展。 频率利用率低，无法适应大容量的要求。频率利用率低，无法适应大容量的要求。 安全性差，易于被窃听，易做安全性差，易于被窃听，易做“假机假机”。第一代移动通信系统特点第一代移动通信系统特点重庆电子工程职业学院通信工程系系统的优点：系统的优点： 频谱利用率，系统容量大。频

10、谱利用率，系统容量大。 用户能获得多种服务（以话音业务为主，并提供低速率用户能获得多种服务（以话音业务为主，并提供低速率以电路型为主的数据业务）。以电路型为主的数据业务）。 能自动漫游。能自动漫游。 话音质量比第一代好。话音质量比第一代好。 保密性好。保密性好。 可以与可以与ISDNISDN、PSTNPSTN等网络互连。等网络互连。第二代移动通信系统第二代移动通信系统重庆电子工程职业学院通信工程系系统的缺点：系统的缺点： 数据功能差，不能支持多媒体业务。如使用数据功能差，不能支持多媒体业务。如使用GSMGSM手机手机上网，理论上只能达到上网，理论上只能达到9.6k9.6k的上网速度。的上网速度

11、。全球不同的第二代移动通信系统彼此间不能兼容，使全球不同的第二代移动通信系统彼此间不能兼容，使用的频率也不一样，全球漫游比较困难。用的频率也不一样，全球漫游比较困难。第二代移动通信系统第二代移动通信系统重庆电子工程职业学院通信工程系具有全球标准具有全球标准使用全球公共频带使用全球公共频带具有全球使用的小型终端具有全球使用的小型终端具有全球漫游能力具有全球漫游能力 从媒体（从媒体（MediaMedia）多媒体（多媒体（Multi-mediaMulti-media）微蜂窝结构微蜂窝结构提高改良的频率使用效率提高改良的频率使用效率具有易于向下一代系统发展的灵活性具有易于向下一代系统发展的灵活性具有高

12、速的分级数据速率具有高速的分级数据速率在固定位置环境下能达到在固定位置环境下能达到2Mbps2Mbps对步行用户能达到对步行用户能达到384kbps384kbps对车载用户能达到对车载用户能达到144kbps144kbps 第三代移动通信系统第三代移动通信系统重庆电子工程职业学院通信工程系中国移动通信发展历程大陆无线寻呼中国移动通信发展历程大陆无线寻呼重庆电子工程职业学院通信工程系中国移动通信发展历程蜂窝移动电话中国移动通信发展历程蜂窝移动电话重庆电子工程职业学院通信工程系中国移动通信发展历程模拟与数字移动电话中国移动通信发展历程模拟与数字移动电话重庆电子工程职业学院通信工程系v 据统计，我国

13、从据统计，我国从19871987年开通移动电话业务到年开通移动电话业务到19971997年用户达年用户达到到10001000万户，用了整整万户，用了整整1010年的时间。而从年的时间。而从10001000万户增长到万户增长到20012001年的年的1 1亿户，只用了不到亿户，只用了不到4 4年的时间。此后，年的时间。此后，20022002年年1111月，移动电话用户总数达到月，移动电话用户总数达到2 2亿；亿；20042004年年5 5月，达到月，达到3 3亿；亿；20062006年年2 2月，达到月，达到4 4亿。今天的中国，移动电话用户已经超亿。今天的中国，移动电话用户已经超过过4.874

14、.87亿户，成为全球移动电话用户最多的国家，同时也亿户，成为全球移动电话用户最多的国家，同时也是是GSMGSM和和CDMACDMA网络容量全球最大的国家。网络容量全球最大的国家。2020年，年，6.36.3亿秒，亿秒，平均每平均每1.21.2秒就增加一个新用户。秒就增加一个新用户。指数型增长，跳跃式前进，跨越式发展指数型增长，跳跃式前进，跨越式发展 重庆电子工程职业学院通信工程系 1.5 移动通信中的多址技术移动通信中的多址技术 1.4 移动通信的工作方式移动通信的工作方式 1.3 移动通信的分类移动通信的分类 1.2 移动通信的特点及组成移动通信的特点及组成 1.1 移动通信的发展移动通信的

15、发展 1.6 移动通信的编码与调制技术移动通信的编码与调制技术 第一章第一章移动通信概移动通信概述述重庆电子工程职业学院通信工程系无线电波传输复杂，易产生衰落现象无线电波传输复杂，易产生衰落现象； 移动通信所使用的频率范围在甚高频（VHF，30300MHz）与特高频（UHF，3003000MHz）内，其特点是：v传播距离在视距范围内，一般在几十千米；v天线短，抗干扰能力弱；v以反射波、直射波、散射波等方式传播；v受地形和地物影响比较大，多普勒频移产生调制噪声。1.2.1 1.2.1 移动通信的特点移动通信的特点 重庆电子工程职业学院通信工程系多普勒频移产生调制噪声多普勒频移产生调制噪声 移动台

16、的随机运动达到一定的速度时，定点接收到的载波频率将随运动速度v的不同，产生不同的频移，即产生多普勒效应。1.2.1 1.2.1 移动通信的特点移动通信的特点 cosvfa因移动而产生的频移值为：重庆电子工程职业学院通信工程系其频移值f与运动速度有关,即f/f=v/c式中c为光速,v为运载体运动速度。当v很小时,f也很小,多普勒频移可忽略不计。但在速度很高的运载体(如超音速飞机)上则必须考虑多普勒频移,且频率越高,频移越大重庆电子工程职业学院通信工程系移动台受噪音的骚扰并在其干扰下工作移动台受噪音的骚扰并在其干扰下工作人为干扰：城市的噪声、各类车辆发电机点火的噪声、微波炉干扰噪声等；通信网内部干

17、扰：互调干扰、邻道干扰及同频干扰。对移动台的要求高对移动台的要求高移动台长期处于不固定位置状态，外界影响无法预料，要求移动台必须有很强的适应能力；此外，还要求性能稳定可靠、携带方便、小型、低功耗及耐高温、低温。1.2.1 1.2.1 移动通信的特点移动通信的特点 重庆电子工程职业学院通信工程系通道容量有限通道容量有限问题：频率资源有限导致无线信道容量极其有限，而移动用户数量却在不断增加；解决方法：充分合理的利用频率资源，如窄带化、缩小频带间距、频道重复利用。1.2.1 1.2.1 移动通信的特点移动通信的特点 重庆电子工程职业学院通信工程系通信系统复杂通信系统复杂 由于移动台在通信区域内随时运

18、动，需要随机选用无线通道进行频率和功率控制，以及选用地址登记、越区切换及漫游存取等跟踪技术，这使其信令种类比固定网要复杂得多。此外，在入网和计费方式也有其特殊的要求。所以移动通信系统相当的复杂。1.2.1 1.2.1 移动通信的特点移动通信的特点重庆电子工程职业学院通信工程系1.2.2 1.2.2 移动通信系统的组成移动通信系统的组成 重庆电子工程职业学院通信工程系1.2.2 1.2.2 移动通信系统的组成移动通信系统的组成 重庆电子工程职业学院通信工程系MSMS（移动台）（移动台）NSSNSS（网络与交换子系统）（网络与交换子系统）BSSBSS（基站子系统）（基站子系统）OSSOSS（操作维

19、护子系统）（操作维护子系统）1.2.2 1.2.2 移动通信系统的组成移动通信系统的组成 GSMGSM系统包括以下四部分系统包括以下四部分重庆电子工程职业学院通信工程系 移动台：移动台： 能够接入能够接入PLMN,PLMN,并得到通信服务的用户设备并得到通信服务的用户设备。 包括移动终端包括移动终端(MS) (MS) 和用户识别卡和用户识别卡(SIM)(SIM) 1.2.2 1.2.2 移动通信系统的组成移动通信系统的组成重庆电子工程职业学院通信工程系1.2.2 1.2.2 移动通信系统的组成移动通信系统的组成 基站子系统基站子系统 (BSS) (BSS)： 在一定的无线覆盖区中由在一定的无线

20、覆盖区中由MSCMSC控制，与控制，与MSMS进行通信的进行通信的 系统设备，它主要负责完成无线发送接收和无线资源管系统设备，它主要负责完成无线发送接收和无线资源管理等功能。理等功能。 包括基站收发信台包括基站收发信台(BTS)(BTS)和基站控制台和基站控制台(BSC)(BSC)。重庆电子工程职业学院通信工程系 网络子系统网络子系统(NSS)(NSS)： 主要完成交换功能、用户数据管理、移动性管理和安全主要完成交换功能、用户数据管理、移动性管理和安全性管理。性管理。 操作维护子系统操作维护子系统OSSOSS： OSSOSS是操作维护人员与系统设备之间的中介，它实现了是操作维护人员与系统设备之

21、间的中介，它实现了系统的集中操作与维护系统的集中操作与维护1.2.2 1.2.2 移动通信系统的组成移动通信系统的组成重庆电子工程职业学院通信工程系 1.5 移动通信中的多址技术移动通信中的多址技术 1.4 移动通信的工作方式移动通信的工作方式 1.3 移动通信的分类移动通信的分类 1.2 移动通信的特点及组成移动通信的特点及组成 1.1 移动通信的发展移动通信的发展 1.6 移动通信的编码与调制技术移动通信的编码与调制技术 第一章第一章移动通信概移动通信概述述重庆电子工程职业学院通信工程系按使用对象分为：军用移动通信和民用移动通信按使用环境分为：陆地、海上和空中移动通信按多址方式分为：频分多

22、址、时分多址和码分多址等按覆盖范围分为：城域网、局域网和个域网按业务类型分为：话务网、数据网和综合业务网按服务范围分为：专用网和公用网按工作方式分为：单工、双工和半双工按信号形式分为：模拟网和数字网 1.3 1.3 移动通信的分类移动通信的分类 重庆电子工程职业学院通信工程系蜂窝移动通信系统蜂窝移动通信系统无线寻呼系统无线寻呼系统无绳电话系统无绳电话系统 1.3.1 1.3.1 公用移动通信系统公用移动通信系统 重庆电子工程职业学院通信工程系蜂窝移动通信系统蜂窝移动通信系统 把整个服务区划把整个服务区划分成若干个较小的区分成若干个较小的区域（小区），各小区域（小区），各小区均用小功率的基站发均

23、用小功率的基站发射机覆盖，许多小区射机覆盖，许多小区像蜂窝一样覆盖任意像蜂窝一样覆盖任意形状的服务地区。形状的服务地区。重庆电子工程职业学院通信工程系通信塔通信塔通信塔公用电话网无线电寻呼控制中心及主发射台用户回路市话中心要呼叫某一市话中心要呼叫某一“袖珍玲袖珍玲”用户，可拨寻呼中心的专用户，可拨寻呼中心的专用号码，寻呼中心的话务员记录所要寻找的用户号码及要用号码，寻呼中心的话务员记录所要寻找的用户号码及要代传的号码及要代传的消息，并自动在无线信道上发出呼代传的号码及要代传的消息，并自动在无线信道上发出呼叫叫.被呼用户的袖珍接收机发出呼叫声，并在液晶屏上显示主被呼用户的袖珍接收机发出呼叫声，并

24、在液晶屏上显示主呼用户的电话号码及简单消息。呼用户的电话号码及简单消息。袖珍玲用户利用邻近市话电话机与主呼用户通话。袖珍玲用户利用邻近市话电话机与主呼用户通话。无线寻呼系统无线寻呼系统重庆电子工程职业学院通信工程系 家用无绳电话系统家用无绳电话系统普通话机座机市话局用户线无绳电话系统无绳电话系统 以有线电话网为依托的通信方式，是有线电话网的无线延伸以有线电话网为依托的通信方式，是有线电话网的无线延伸 普通的电话单机分成座机普通的电话单机分成座机和手机两部分和手机两部分 座机与有线电话网连接，座机与有线电话网连接，手机与座机间用无线电连接。手机与座机间用无线电连接。 因手机与座机间不用电线因手机

25、与座机间不用电线相连，故称为相连，故称为“无绳无绳”电话。电话。 以有线电话网为依托的通信方式，是有线电话网的无线延伸以有线电话网为依托的通信方式，是有线电话网的无线延伸 普通的电话单机分成座机普通的电话单机分成座机和手机两部分和手机两部分 座机与有线电话网连接，座机与有线电话网连接，手机与座机间用无线电连接。手机与座机间用无线电连接。 因手机与座机间不用电线因手机与座机间不用电线相连，故称为相连，故称为“无绳无绳”电话。电话。重庆电子工程职业学院通信工程系 1.3.2 1.3.2 专用移动通信系统专用移动通信系统 专用移动通信系统是为保证某些特殊部门的通信而建立的通信系专用移动通信系统是为保

26、证某些特殊部门的通信而建立的通信系统统。例如：例如： 公共安全方面：军事、公安、消防、急救、森林保护等；公共安全方面：军事、公安、消防、急救、森林保护等； 应急通信方面：地震、防汛等；应急通信方面：地震、防汛等； 交通运输方面：铁路、公路、汽车调度、机场调度、航运等。交通运输方面：铁路、公路、汽车调度、机场调度、航运等。 包括：集群通信系统和卫星通信系统。包括：集群通信系统和卫星通信系统。 重庆电子工程职业学院通信工程系用于集团调度指挥；用于集团调度指挥；可用信道为系统的全可用信道为系统的全体用户共用，具有自体用户共用，具有自动选择信道功能，是动选择信道功能，是共享资源、分担费用、共享资源、分

27、担费用、共用信道设备及服务共用信道设备及服务的多用途、高效能的的多用途、高效能的无线调度通信系统。无线调度通信系统。 集群移动通信系统集群移动通信系统重庆电子工程职业学院通信工程系集群移动通信系统的组成集群移动通信系统的组成 基站由若干无线收发信机、天线共用器、天馈线系统和电源 等设备组成； 移动台：运行中或停留在某未定地点进行通信的用户台； 调度台：能对移动台进行指挥、调度和管理的设备； 控制中心：包括系统控制器、系统管理终端和电源等设备， 它主要控制和管理整个集群通信系统的运行、交换和接续。 重庆电子工程职业学院通信工程系 1.5 移动通信中的多址技术移动通信中的多址技术 1.4 移动通信

28、的工作方式移动通信的工作方式 1.3 移动通信的分类移动通信的分类 1.2 移动通信的特点及组成移动通信的特点及组成 1.1 移动通信的发展移动通信的发展 1.6 移动通信的编码与调制技术移动通信的编码与调制技术 第一章第一章移动通信概移动通信概述述重庆电子工程职业学院通信工程系 1.4 1.4 移动通信的工作方式移动通信的工作方式 移动通信工作方式移动通信工作方式 单向通信方式单向通信方式 双向通信方式双向通信方式 单工通信方式单工通信方式 双工通信双工通信 方式方式半双工通信方式半双工通信方式 重庆电子工程职业学院通信工程系 1.4.1 1.4.1 单向单向通信方式通信方式 通信双方中的一

29、方只能接收信号，而另一方只能发送信通信双方中的一方只能接收信号，而另一方只能发送信号，不能互逆。收信号方不能对发信号方直接进行信息号，不能互逆。收信号方不能对发信号方直接进行信息反馈。反馈。陆地移动通信中的无线寻呼系统就采用这种工作方式。陆地移动通信中的无线寻呼系统就采用这种工作方式。BP机只能收信而不能发信，反馈信息只能通过机只能收信而不能发信，反馈信息只能通过“打电话打电话”间接地来完成。间接地来完成。 重庆电子工程职业学院通信工程系 1.4.2 1.4.2 双向双向通信方式通信方式 所谓双向通信方式就是通信双方都可以接收所谓双向通信方式就是通信双方都可以接收 信号和信号和发送信号。发送信

30、号。 日常生活中的电话机、手机、对讲机等都是双向通信日常生活中的电话机、手机、对讲机等都是双向通信方式。方式。重庆电子工程职业学院通信工程系单工通信方式单工通信方式 移动通信的双方只能交替地进行发信和收信，而移动通信的双方只能交替地进行发信和收信，而 不能同时进行发信和收信。不能同时进行发信和收信。 常用的对讲机就是采用的这通信方式。平时天线常用的对讲机就是采用的这通信方式。平时天线 与接收机相连接，发信机不工作。当一方用户需与接收机相连接，发信机不工作。当一方用户需 要讲话时，按下要讲话时，按下“按按-讲讲”开关（开关（PTT），天线与），天线与发发 信机相连（发信机开始工作）。另一方的天线

31、接信机相连（发信机开始工作）。另一方的天线接 至接收机，因而可收到对方发来的信号。至接收机，因而可收到对方发来的信号。 根据收、发频率的异同，又可以分为同频单工和根据收、发频率的异同，又可以分为同频单工和 异频单工。异频单工。重庆电子工程职业学院通信工程系同频单工通信方式同频单工通信方式通信双方使用相同的频率通信双方使用相同的频率 工作，发送时不接收接工作，发送时不接收接收时不发送。只占用一个频点。收时不发送。只占用一个频点。重庆电子工程职业学院通信工程系异频单工通信方式异频单工通信方式 发信机和收信机分别使用两个不同的频率进行发送和接发信机和收信机分别使用两个不同的频率进行发送和接收。如甲的

32、发射频率和乙的接收频率为收。如甲的发射频率和乙的接收频率为 ，乙的发射频率，乙的发射频率和甲的接收频率为和甲的接收频率为 。同一部电台的发射机和接收机是轮。同一部电台的发射机和接收机是轮换工作的。换工作的。重庆电子工程职业学院通信工程系双工通信方式双工通信方式通信双方在通话时收发信机同时工作，即任意一方在通信双方在通话时收发信机同时工作，即任意一方在发话的同时，也能收听到对方的信息，与普通有线电发话的同时，也能收听到对方的信息，与普通有线电话的使用情况类似；话的使用情况类似；通信双方通过双工器来完成双工通信；通信双方通过双工器来完成双工通信；分为分为频分双工（频分双工（FDDFDD）和和时分双

33、工（时分双工（TDDTDD）。重庆电子工程职业学院通信工程系信道间隔：信道间隔： 200kHz1710178518051880双工距离双工距离 : 95 MHz890915935960双工距离双工距离 : 45 MHzGSM 900 :GSM 1800 :重庆电子工程职业学院通信工程系频分双工通信方式（频分双工通信方式（FDD）收、发信机所用频率不同，一般双工频差为几收、发信机所用频率不同，一般双工频差为几MHZ 到几十到几十MHZ，即从频率上来区分收发信道。，即从频率上来区分收发信道。优点：使用方便，收发信机自身的干扰较小。优点：使用方便，收发信机自身的干扰较小。缺点：需占用两个频段才能工作

34、，占用频谱资源多，缺点：需占用两个频段才能工作，占用频谱资源多， MS在通信中发射机经常处于发射状态，耗电大。在通信中发射机经常处于发射状态，耗电大。重庆电子工程职业学院通信工程系时分双工通信方式（时分双工通信方式（TDD）信号的接收和传送在同一频率的信道即载波的不同信号的接收和传送在同一频率的信道即载波的不同 时隙，用保证时间来分离接收与传输信道。时隙，用保证时间来分离接收与传输信道。我国的我国的3G技术标准技术标准TD-SCDMA中就采用了此技术。中就采用了此技术。与与FDD模式相比具有以下五个方面优势模式相比具有以下五个方面优势： 频谱灵活性高频谱灵活性高 频谱利用率高频谱利用率高 支持

35、不对称数据业务支持不对称数据业务 有利于采用新技术有利于采用新技术 成本低成本低重庆电子工程职业学院通信工程系重庆电子工程职业学院通信工程系半双工通信方式半双工通信方式 指通信双方的一方使用频分双工方式，收发信机同指通信双方的一方使用频分双工方式，收发信机同时工作，另一方则采用异频单工方式，收发信机交替时工作，另一方则采用异频单工方式，收发信机交替工工作，也称为双向异频半双工工方式。作，也称为双向异频半双工工方式。 主要用于专用移动通信中，如汽车调度。主要用于专用移动通信中，如汽车调度。 基地台是双工方式，即收发信机同时工基地台是双工方式，即收发信机同时工 作，而移动作，而移动台是按键讲话的异

36、频单工方式。台是按键讲话的异频单工方式。 重庆电子工程职业学院通信工程系半双工通信方式半双工通信方式 移动台采用异频单工方移动台采用异频单工方式，设备简单、省电、成式，设备简单、省电、成体低、维护方便，受邻近体低、维护方便，受邻近移动台干扰少。移动台干扰少。收发采用异频，有利于收发采用异频，有利于频率协调和配置。频率协调和配置。利于移动台紧急呼叫。利于移动台紧急呼叫。优点优点能力要求能力要求移动台需按键讲移动台需按键讲话，松键收话，使话，松键收话，使用不方便，发话时用不方便，发话时不能收信故有丢失不能收信故有丢失信息的可能。信息的可能。缺点缺点重庆电子工程职业学院通信工程系 1.5 移动通信中

37、的多址技术移动通信中的多址技术 1.4 移动通信的工作方式移动通信的工作方式 1.3 移动通信的分类移动通信的分类 1.2 移动通信的特点及组成移动通信的特点及组成 1.1 移动通信的发展移动通信的发展 1.6 移动通信的编码与调制技术移动通信的编码与调制技术 第一章第一章移动通信概移动通信概述述重庆电子工程职业学院通信工程系 1.5 1.5 移动通信中的多址技术移动通信中的多址技术移动通信系统中是以信道来区分通信对象的，每个信道移动通信系统中是以信道来区分通信对象的，每个信道只容纳一个用户进行通话，许多同时通话的用户，相互只容纳一个用户进行通话，许多同时通话的用户，相互以信道来区分，这就是多

38、址技术。以信道来区分，这就是多址技术。什么是多址技术什么是多址技术？重庆电子工程职业学院通信工程系 1.5 1.5 移动通信中的多址技术移动通信中的多址技术多址接入方式的数学基础是信号的正交分割原理。无线电信号可以表达为时间、频率和码型的函数，即可写作 , ,S c f tc t s f t当以传输信号的载波频率的不同划分来建立多址接入时，称为频分多址方式（频分多址方式（FDMA）；当以传输信号存在的时间不同划分来建立多址接入时，称为时分多址方式（时分多址方式（TDMA）；当以传输信号的码型不同划分来建立多址接入时，称为码分多址方式（码分多址方式（CDMA）。重庆电子工程职业学院通信工程系时间

39、时间频率频率FDMA频分多址技术（频分多址技术（FDMA） 将给定的频谱资源将给定的频谱资源划分为若干个等间划分为若干个等间隔的频道（或称信隔的频道（或称信道）供不同的用户道）供不同的用户使用。接收方根据使用。接收方根据载波频率的不同来载波频率的不同来识别发射地址而完识别发射地址而完成多址连接。成多址连接。重庆电子工程职业学院通信工程系频分多址技术（频分多址技术（FDMA）频分多址技术（频分多址技术（FDMA）的特点）的特点 信道的宽带相对较窄（2530kHz），为防止干扰， 相邻信道间要留有防护带。 系统的复杂度较低，容易实现。 采用单路单载波（SCPC）设计，需要使用高性能的射频 （RF）

40、带通滤波器来减少邻道干扰，因而成本较高。重庆电子工程职业学院通信工程系时间时间频率频率TDMA时分多址技术（时分多址技术（TDMA）把时间分割成周期的帧，把时间分割成周期的帧，每帧再分割成若干时隙，每帧再分割成若干时隙，各各MSMS只能按指定的时隙向只能按指定的时隙向基站发送信号，同时，基基站发送信号，同时，基站发向多个站发向多个MSMS的信号都按的信号都按顺序安排在预定的时隙中顺序安排在预定的时隙中传输，各移动台只要在指传输，各移动台只要在指定的时隙内接收，就能在定的时隙内接收，就能在合路信号中把发给它的信合路信号中把发给它的信号区分出来。号区分出来。重庆电子工程职业学院通信工程系时分多址技

41、术（时分多址技术（TDMA）重庆电子工程职业学院通信工程系时分多址技术（时分多址技术（TDMA）时分多址技术（时分多址技术（TDMA）的特点）的特点多用户共享单一载频，每个用户占用彼此不重叠的时隙。数据不是连续的而是以突发的方式发射，因而耗电较少。与FDMA信道相比，传输速率较高，需采用自适应均衡。由于系统发射是不连续的，移动台可以在空闲的时隙里监 听其他基站，从而使其越区切换过程大为简化。TDMA必须留有一定的保护时间（或相应的保护比特）。TDMA系统必须有精确的定时和同步，保证各移动台发送 的信号不会在基站发生重叠或混淆，并且能准确地在指定 的时隙中接收基站发给它的信号。重庆电子工程职业学

42、院通信工程系时间时间频率频率CDMA码码码分多址技术（码分多址技术（CDMA）各发送端用各不相同、各发送端用各不相同、相互（准）正交的地址相互（准）正交的地址码调制其所发送的信号码调制其所发送的信号，在接收端利用码型的，在接收端利用码型的（准）正交性，通过地（准）正交性，通过地址识别（相关检测）从址识别（相关检测）从混合信号中选出相应的混合信号中选出相应的信号。信号。重庆电子工程职业学院通信工程系码分多址技术（码分多址技术（CDMA）码分多址技术（码分多址技术（CDMA）的特点）的特点 系统容量大 抗干扰性好 保密安全性高 系统容量配置灵活 通信质量更佳 频率规划简单重庆电子工程职业学院通信工

43、程系 1.5 移动通信中的多址技术移动通信中的多址技术 1.4 移动通信的工作方式移动通信的工作方式 1.3 移动通信的分类移动通信的分类 1.2 移动通信的特点及组成移动通信的特点及组成 1.1 移动通信的发展移动通信的发展 1.6 移动通信的编码与调制技术移动通信的编码与调制技术 第一章第一章移动通信概移动通信概述述重庆电子工程职业学院通信工程系 1.6.1 1.6.1 移动通信的编码技术移动通信的编码技术 信源编码：信源编码： 把经过采样和把经过采样和量化后的模拟信号量化后的模拟信号变换成为数字脉冲变换成为数字脉冲信号的过程，称为信号的过程，称为信源编码。信源编码。 (以语以语音编码为主

44、音编码为主) 编码技术编码技术信道编码信道编码: 收发双方通过收发双方通过一定的信道收发信一定的信道收发信息时采用的双方协息时采用的双方协议的编码方式，以议的编码方式，以便保证传输信息的便保证传输信息的完整性、可靠性和完整性、可靠性和安全性。安全性。 重庆电子工程职业学院通信工程系利用语音信号及人的听觉特征上的冗余性，在将冗余性压缩（信息压缩）的同时，将模拟语音信号转变为数字信号的过程。语音编码技术在移动通信系统中与调制技术直接决定了系统的频谱利用率。什么是语音编码什么是语音编码? 1 1、 移动通信的语音编码技术移动通信的语音编码技术 重庆电子工程职业学院通信工程系速率较低，纯编码速率应低于

45、速率较低，纯编码速率应低于16kbit16kbits s；在一定编码速率下音质应尽可能高；在一定编码速率下音质应尽可能高；编码时延应较短，控制在几十毫秒以内；编码时延应较短，控制在几十毫秒以内；在强噪声环境中，算法应具有较好的抗误码在强噪声环境中，算法应具有较好的抗误码 性能，以保持较好的话音质量；性能，以保持较好的话音质量；算法复杂程度适中，易于大规模集成算法复杂程度适中，易于大规模集成。重庆电子工程职业学院通信工程系波形编码波形编码 参量编码参量编码 混合编码混合编码 1 1、 移动通信的语音编码技术移动通信的语音编码技术 重庆电子工程职业学院通信工程系波形编码波形编码缺点缺点能力要求能力

46、要求编码速率要求高，编码速率要求高，一般要求在一般要求在1664kbits之间，之间，所占用的频带较宽，所占用的频带较宽，只适用于有线通信只适用于有线通信系统中。系统中。优点优点具有很宽范围的语音特具有很宽范围的语音特性性;抗干扰能力强，具有优抗干扰能力强，具有优良的的话音质量；良的的话音质量；技术成熟、复杂度低。技术成熟、复杂度低。费用适中费用适中。方法方法:直接对模拟语音取样、量化，并用代码表示。直接对模拟语音取样、量化，并用代码表示。包括脉冲编码调制（包括脉冲编码调制（PCM）和增量调制（）和增量调制（DM或或M），自），自适应增量调制（适应增量调制（ADM），差值脉冲编码调制（），差值

47、脉冲编码调制（DPCM），），自适应差值脉冲编码调制（自适应差值脉冲编码调制（ADPCM）等。）等。重庆电子工程职业学院通信工程系 PCM编码原理：编码原理：A律波形编码，分律波形编码，分3步：步： 采样：在某瞬间测量模拟信号的值。采样速采样：在某瞬间测量模拟信号的值。采样速率率8kHz/s。 量化：对每个样值用量化：对每个样值用8个比特的量化值来表个比特的量化值来表示对应的模拟信号瞬间值，即为样值指配示对应的模拟信号瞬间值，即为样值指配256（28）个不同电平值中的一个。）个不同电平值中的一个。 编码：每个量化值用编码：每个量化值用8个比特的二进制代码个比特的二进制代码表示，组成一串具有离散

48、特性的数字信号流。表示，组成一串具有离散特性的数字信号流。 PCM编码编码重庆电子工程职业学院通信工程系 PCM编码不适用于编码不适用于GSM系统系统 PCM编码，数字链路上的数字信号比特速率编码，数字链路上的数字信号比特速率为为64kbits GSM系统如采用系统如采用PCM进行话音编码，进行话音编码，8个话个话音信道就是音信道就是512kbits。 GSM规范中规定：实际可用带宽是规范中规定：实际可用带宽是200kHz。 因此必须大大降低每个话音信道的编码的因此必须大大降低每个话音信道的编码的比特率，而选用其它话音编码方式。比特率，而选用其它话音编码方式。PCM编码编码重庆电子工程职业学院

49、通信工程系波形编码波形编码 参量编码参量编码 混合编码混合编码 1 1、 移动通信的语音编码技术移动通信的语音编码技术 重庆电子工程职业学院通信工程系参量编码参量编码缺点缺点能力要求能力要求话音有明显的失真，话音有明显的失真，并且对噪声较为敏感，并且对噪声较为敏感，话音质量一般，不能话音质量一般，不能满足商用话音质量的满足商用话音质量的要求。要求。优点优点由于只需传输话音特征由于只需传输话音特征参量，因而语音编码速参量，因而语音编码速率可以很低，一般在率可以很低，一般在24.8 kbits之间，并且之间，并且对话音可懂性没有多少对话音可懂性没有多少影响。影响。方法方法:又称声源编码，以发音机制

50、的模型为基础，用一套模又称声源编码，以发音机制的模型为基础，用一套模拟声带频谱特性的滤波器系数和若干声源参数来描述这个模拟声带频谱特性的滤波器系数和若干声源参数来描述这个模型，在发送端从模拟语音信号中提取各个特征参量并进行量型，在发送端从模拟语音信号中提取各个特征参量并进行量化编码。化编码。包括线性预测编码（包括线性预测编码（LPC）及各种改进型。）及各种改进型。重庆电子工程职业学院通信工程系波形编码波形编码 参量编码参量编码 混合编码混合编码 1 1、 移动通信的语音编码技术移动通信的语音编码技术 重庆电子工程职业学院通信工程系 GSM混合编码原理混合编码原理 声码器编码：速率低声码器编码：

51、速率低(5kbit(5kbits)s)，话音的失，话音的失真性很大真性很大 波形编码器：话音质量较高，比特速率相应波形编码器：话音质量较高，比特速率相应较高。较高。 GSM GSM系统话音编码器采用声码器和波形编码器系统话音编码器采用声码器和波形编码器的混合物的混合物混合编码器，称为混合编码器，称为“规则脉冲激规则脉冲激励编码长期预测编码（励编码长期预测编码（RPE-LTPRPE-LTP编码器）编码器）”混合编码混合编码重庆电子工程职业学院通信工程系混合编码混合编码混合编码混合编码=波形编码参量编码波形编码参量编码，力图保持波形编码话音力图保持波形编码话音的高质量与参量编码的低速率。混合编码数

52、字语音信号中既的高质量与参量编码的低速率。混合编码数字语音信号中既包括若干语音特征参量又包括部分波形编码信息。包括若干语音特征参量又包括部分波形编码信息。比特率一般在比特率一般在416 kbit/s之间，当编码速率达到之间，当编码速率达到816 kbit/s范围时，其话音达到商用话音通信标准的要求。范围时，其话音达到商用话音通信标准的要求。包括规划脉冲激励长期预测编码（包括规划脉冲激励长期预测编码（RPE-LTP）应用于）应用于GSM蜂窝移动通信系统蜂窝移动通信系统、码激励线性预测编码（、码激励线性预测编码（CELP）应用于应用于IS-95 CDMA蜂窝移动通信系统。蜂窝移动通信系统。重庆电子

53、工程职业学院通信工程系按照已知的方法把冗余位插入到信源提供的比特流中。信道译码器知道发射端所用的编码方法，并检查在接收端信息是否改变。如果信息发生变化，它能检测出存在的传输错误，在某些情况下，还可以对错码进行纠正。有时也被称为纠错/检测编码。什么是信道编码什么是信道编码?2、移动通信的信道编码技术移动通信的信道编码技术 重庆电子工程职业学院通信工程系【举例】假定要传输的信息是一个举例】假定要传输的信息是一个“0”或是一个或是一个“l”，为，为了提高保护能力，各添加了提高保护能力，各添加3个比特：个比特： 信息信息 添加比特添加比特 发送比特发送比特 0 000 0000 1 111 1111

54、对于每一比特对于每一比特(0或或1)，只有一个有效的编码组，只有一个有效的编码组(0000或或l111)。如果收到的不是如果收到的不是0000或或1111，就说明传输期间出现了差错。，就说明传输期间出现了差错。比例关系是比例关系是1：4，必须发送，必须发送4倍于比特的比特数。倍于比特的比特数。信道编码信道编码重庆电子工程职业学院通信工程系保护作用分析如下：保护作用分析如下：接收编码组可能为：接收编码组可能为： 0000 0010 0110 0111 1111 判决结果：判决结果： 0 0 X 1 1 如果如果4个比特中有个比特中有1个是错的，就可以校正它。例如发送的个是错的，就可以校正它。例如

55、发送的是是0000，而收到的却是，而收到的却是0010，则判决所发送的是，则判决所发送的是0。如果编。如果编码组中有两个比特是错的，则只能能检出它，如码组中有两个比特是错的，则只能能检出它，如0ll0表明它表明它是错的，但不能校正。最后如果其中有是错的，但不能校正。最后如果其中有3个或个或4个比特是错个比特是错的，则既不能校正它，也不能检出它来。所以说这一编码的，则既不能校正它，也不能检出它来。所以说这一编码能校正能校正1个差错和检出个差错和检出2个差错。个差错。信道编码信道编码重庆电子工程职业学院通信工程系2、移动通信的信道编码技术移动通信的信道编码技术 奇偶校验码奇偶校验码重复码重复码循环

56、冗余校验码循环冗余校验码卷积码卷积码交织交织重庆电子工程职业学院通信工程系把信源编码后的信息数据流分成等长码组，在每一信息码组之后加入一位（1比特）校验码元作为“奇偶检验位”，使得总码长n（中的码重为偶数（称为偶校验码）或为奇数（称为奇校验码）。如果在传输过程中任何一个码组发生一位（或奇数位）错误，则收到的码组必然不再符合奇偶校验的规律，因此可以发现误码。编码速率较高；只能发现奇数个错误，无纠错功能。原始信息：0011010101011101010100011编 码 后：00110101 01011101 01010001 1奇 校 验：00110101 001101011（码重为奇）偶 校

57、验：00110101 001101010（码重为偶）奇偶校验码奇偶校验码重庆电子工程职业学院通信工程系2、移动通信的信道编码技术移动通信的信道编码技术 奇偶校验码奇偶校验码重复码重复码循环冗余校验码循环冗余校验码卷积码卷积码交织交织重庆电子工程职业学院通信工程系将信息重复传几次，只要正确传输的次数多于传错的次数，就可用少数服从多数的原则排除差错。其特点是编码/解码速率较高；信道有效利用率低。 举例： 00110101 0011010100110101重复码重复码重庆电子工程职业学院通信工程系2、移动通信的信道编码技术移动通信的信道编码技术 奇偶校验码奇偶校验码重复码重复码循环冗余校验码循环冗余

58、校验码卷积码卷积码交织交织重庆电子工程职业学院通信工程系循环冗余校验码是先性分组码，其特点是严密的数学理论基础、编码和解码设备都中等复杂、检（纠）错能力较强。循环冗余校验码（CRC）有三个主要数学特征：循环性；即循环冗余校验码中任何一码组循环一位（将最右端的码移至左端）以后，仍为该码中的一个码组。循环冗余校验码组中，任两个码组之和（模2）必定为该码组集合中的一个码组。循环冗余校验码每个码组中，各码元之间还存在一个循环依赖关系。循环冗余校验码循环冗余校验码举例举例重庆电子工程职业学院通信工程系循环冗余校验码（CRC）编码过程是将要发送的二进制序列看作是多项式的系数，除以生成多项式，然后把余数挂在原多项式之后。循环冗余校验码（CRC）译码过程是接收方用同一生成多项式除以接收到的循环冗余校验（CRC）编码，若