第1章移动通信概述

1、移动通信移动通信原理与应用原理与应用 实际实际GSM900MHz:5dBm33dBm(3.16mW2W);GSM1800MHz:0dBm30dBm(1W);CDMA IS-95A:23dBm30dBm(0.2W1W);3G:-50dBm24dBm 系统管理终端其它系统或RNT调度台无线网络终端RNT逻辑控制单元(LCU)转发器1转发器2LCU转发器MLCU天线共用设备(b)基站(BS)移动台1移动台N调度台手机PABX或PSTN手机之父马丁手机之父马丁库帕库帕大哥大大哥大 海蒂海蒂拉玛拉玛(奥地利人奥地利人 )弗里希弗里希曼德尔曼德尔乔治乔治安太尔安太尔1940年12月，海蒂和安泰尔将一份说明

2、送交至国家发明家委员会。1942年8月，这项发明被授予美国专利。专利说明描述了一种引导鱼雷的通信方法：通过在每个频率上仅发送整个信息的一小部分，鱼雷能受到操纵。人们所能知道的对它最早实现是20世纪50年代中期。当时，美国海军给霍夫曼无线电公司一份专利，让它生产飞机和被称作声纳浮标设备之间的双向通信。基于无线电保密通信的“指令式制导”系统，用于自动控制武器，精确打击目标。 科技与美的完美结合科技与美的完美结合在此基础上，军方研发了许多产品，其中包括一架在越南战争中使用的遥控无人驾驶飞机。冷战结束后，美军解除了对“跳频”技术的管制，允许其商业化。 1985年美国的一家名不见经传的小公司在圣迭戈成立

3、，悄悄地研发出CDMA无线数字通信系统。这家公司就是高通。“她有一个非常惊人的专利，人们通常都想不到电影明星有什么头脑，但她确实有。”高通公司联合创始人安东尼奥 IP核心网网关PSTN/ISDNINTERNET路由器4G RAN（4G无线接入网）WLAN(无线局域网）4G RAN（4G无线接入网）4G RAN（4G无线接入网）网关2G、3G RAN（2G、3G无线接入网）MN(Movablenetwork)MN(Movablenetwork)MT(移动终端)MT(移动终端)MT(移动终端)MT(移动终端) 806821MHz和851866MHz分配给集群移动通信；825845MHz和87089

4、0MHz分配给部队使用。 17002300 MHz 移动业务、固定业务和空间业务移动业务、固定业务和空间业务19902010 MHz用于航空无线电导航业务用于航空无线电导航业务20902120 MHz用于空间科学业务（气象辅助和地球探测业务，地对空用于空间科学业务（气象辅助和地球探测业务，地对空方向）方向）在不干扰固定业务的情况下，在不干扰固定业务的情况下，20852120 MHz可用于无线电定位业务可用于无线电定位业务 1996年年12月，国家无委会为了满足发展蜂窝移动通信和无线接入的需要月，国家无委会为了满足发展蜂窝移动通信和无线接入的需要，对，对2000 MHz的部分地面无线电业务频率进

5、行了重新规划，其分配方案如的部分地面无线电业务频率进行了重新规划，其分配方案如下：下：分配给无线用户环路（分配给无线用户环路（WLL）（）（FDD）的频率为）的频率为18001900 MHz和和19601980 MHz，该频率只用于公众通信网。，该频率只用于公众通信网。分配给分配给WLL（TDD）的频率为）的频率为19001920 MHz。分配给公众蜂窝移动通信分配给公众蜂窝移动通信1（1800 MHz频段）的频率为频段）的频率为17101755 MHz和和18051850 MHz。 TRf1f1(f2)B同频单工：收发均采用 f1双频单工：收发分别采用 f1和 f2发话器受话器发射机接收机A

6、TRf1f1(f2)图1-3 同频（双频）单工方式中国电信获得的频段是1920-1935MHz和2110-2125MHz，中国联通获得的频段是1940-1955MHz和2130-2145MHz，这两家运营商的3G标准都基于FDD模式。同时，中国移动获得的频段是1880-1900MHz和2010-2025MHz，其3G标准基于TDD模式，获得了35MHz频谱资源。 19001920MHz是目前电信和网通的小灵通频段。发 话 器受 话 器发 射 机接 收 机ATRf1f2TRf1f2B天 线 共 用 器图 1-4 双 工 方 式发 话 器受 话 器发 射 机接 收 机ATRf1f2TRf1f2B天

7、 线 共 用 器图 1-5 半 双 工 方 式TRTRTR单 工 中 继f1f2f1f2TRTRTRTR双 工 中 继f1f1f2f2图 1 - 6 同 频 （ 双 频 ） 单 工 方 式P C SI M T - 2 0 0 0U M T SI M T - 2 0 0 0I M T 2 0 0 0U M T SI M T - 2 0 0 0M S SM S SM S SM S SM S SM S SM S SM S S1 8 5 0 1 9 0 01 9 5 0 2 0 0 02 0 5 02 1 0 0 2 1 5 02 2 0 02 2 5 0美国日本欧洲电联图1 - 2 第三代频谱分配

8、Public Switched Telephone Network公共电话交换网络Private Automatic Branch Exchange专用自动小交换机集群网络的基本结构 (b) 分布控制方式移动台1发射4 s 2 s暂停移动台2应答4 s 2 s暂停移动台1发射4 s 2 s暂停移动台2应答4 s脱离时间6 s消息时间22 s总的传输时间28 s信道1Radio Network Terminal无线网络终端移动台1发射信道14 s信道可再分配移动台2应答4 s信道可再分配总的传输时间16 s信道2信道可再分配移动台2应答信道可再分配4 s信道3信道可再分配信道可再分配4 s移动台

9、1发射移动台1发射信道14 s信道可再分配移动台2应答4 s信道可用总的传输时间18 s0.5 s0.5 s信道2移动台2应答4 s信道可用移动台1发射4 s0.5 s0.5 s信道可再分配NoImage uHSPA（High Speed Packet Access 3.5G）用户超过）用户超过WCDMA 截至截至2010年年9月，全球超过月，全球超过96%的的WCDMA网络都已升级至网络都已升级至HSPA网络，网络，HSPA网络成为部署的主流。网络成为部署的主流。 u移动宽带需求迅速攀升移动宽带需求迅速攀升 由于由于3G/3G增强型技术以及智能终端的逐渐普及，极大的带动了增强型技术以及智能终

10、端的逐渐普及，极大的带动了用户对移动宽带业务的需求，用户对移动宽带业务的需求，3G网络传输速率的提升促进了视网络传输速率的提升促进了视频、下载等类移动互联网业务逐渐普及频、下载等类移动互联网业务逐渐普及 uLTE(Long Term Evolution)市场正式启动市场正式启动 根据根据GSA（Global mobile Suppliers Association）2010年年10月的月的统计，已经有统计，已经有7个个LTE商用网络，预计商用网络，预计2012年将达到年将达到55个。不过个。不过从目前的规模来看，从目前的规模来看，LTE商用网络仍停留在试商用阶段，只是商用网络仍停留在试商用阶段

11、，只是小范围的热点部署，大范围覆盖的小范围的热点部署，大范围覆盖的LTE网络还没有形成。网络还没有形成。 预计预计LTE将在全球分地区分时段部署，将在全球分地区分时段部署，TeliaSonera（北欧和波（北欧和波罗的海地区领先的通讯公司）、罗的海地区领先的通讯公司）、NTT DoCoMo、Verizone将是全将是全球最早引入球最早引入LTE的运营商；北美和东南亚地区将较早地引入的运营商；北美和东南亚地区将较早地引入LTE。日本的日本的DoCoMo移动通信公司的第四代移动通讯（移动通信公司的第四代移动通讯（4G）在）在2004年年8月的测试中，已经将网络的下载速率提升到月的测试中，已经将网络

12、的下载速率提升到1Gbps。在。在2006年年底进行的第年年底进行的第4代移动通信系统代移动通信系统(4G)外场试验中，创下每秒外场试验中，创下每秒5吉吉比特的最大下行速率纪录。比特的最大下行速率纪录。在在2010年上海世博会上，中国移动搭建的年上海世博会上，中国移动搭建的TD-LTE演示网覆盖演示网覆盖世博园全园世博园全园5.28平方公里，在世博园区内共建有平方公里，在世博园区内共建有TD-LTE室外站室外站17个，覆盖上海世博会园区的个，覆盖上海世博会园区的9个室内场馆，该演示网实际能够个室内场馆，该演示网实际能够达到的最高数据传输速度，下行为达到的最高数据传输速度，下行为100Mb/s，

13、上行为，上行为50Mb/s。 IPIP业务业务接接入入接接入入接接入入接接入入接接入入骨干骨干社社区区移移动动固固定定有有线线电电视视骨干骨干卫卫星星电电力力图图17 未来的网络结构未来的网络结构 从话音和数据的融合到有线和无线的融合从话音和数据的融合到有线和无线的融合, , 从从传送网和各种业务网的融合到最终实现三网的融传送网和各种业务网的融合到最终实现三网的融合将成为下一代网络发展的必然趋势。合将成为下一代网络发展的必然趋势。核心网的融合核心网的融合 公共交换电话网公共交换电话网( PST N) 、用于数据传输的、用于数据传输的Internet 和用于有线电视信号传输的混合光纤同轴网和用于

14、有线电视信号传输的混合光纤同轴网( HFC)接入网的融合接入网的融合 移动终端将会面对包括移动终端将会面对包括CDMA、cdma2000、GSM、WLAN、WPAN 在内的不同的移动接入网络。不同的在内的不同的移动接入网络。不同的接入网络需要协同工作以支持用户在异构无线环境中的接入网络需要协同工作以支持用户在异构无线环境中的无缝漫游。无缝漫游。 业务的融合业务的融合 业务的融合是指一种业务业务的融合是指一种业务, 可以通过多种接入技术可以通过多种接入技术, 同时向多个同时向多个终端提供服务。在异构无线环境中终端提供服务。在异构无线环境中, 业务将跨越具有不同业务业务将跨越具有不同业务支持能力的网络以及移动终端。业务不仅需要能够根据接入网支持能力的网络以及移动终端。业务不仅需要能够根据接入网络能力、终端能