移动通信1移动通信概述课件

移动通信智能信息处理实验室逸夫科学馆11487114702课程简介教材及参考书郭梯云、邬国扬、李建东，“移动通信”，西安电子科技大学出版社（教材）J.G.Proakis,DigitalCommunicationsT.S.Rappaport,WirelessCommunications考核方式期末考试70％（开卷）平时30％大作业（2次）考勤（不定时，形式？）可选作业非强制性，根据兴趣班级学委/课代表联系方式统计选课名单7/20/2023《移动通信》讲义课程简介相关课程基础课程高等数学线性代数概率与统计随机过程通信英语专业基础信号与系统通信原理计算机网络7/20/2023《移动通信》讲义课程简介课程内容概要基础知识移动通信简介、电波传播与信道、噪声与干扰关键技术信道编解码、调制解调、组网技术典型系统GSM、CDMA、3G发展趋势新概念与新技术7/20/2023《移动通信》讲义课程简介课程定位专业课为进一步深入学习、研究打下基础理解概念强调对基本概念、基本内容的把握现实思考将课程内容与现实例子相结合学习能力逐步培养自学能力、解决实际问题的能力如何学习这门课程？7/20/2023《移动通信》讲义移动通信概述发展概述主要特点工作频段工作方式分类及应用系统发展趋势7/20/2023《移动通信》讲义发展概述

定义：移动通信是指通信双方或至少有一方处于运动中进行信息交换方式

发展历史随着无线广播和无线电报的出现，特别是两次世界大战的需要，早期的移动通信的雏形已开发了出来，如步话机、对讲机等等。1897年，马可尼在陆地与一只拖船之间，用无线电进行了消息的传递，标志着移动通信的开端。上世纪60年代晶体管的出现，专用无线电话系统大量出现，在公安、消防、出租汽车等行业中应用。7/20/2023《移动通信》讲义发展概述发展历史70年代初，贝尔实验室提出蜂窝系统的覆盖小区的概念和相关的理论后，立即得到迅速的发展，很快进入了实用阶段。在1979年，AMPS制模拟蜂窝式移动电话系统在美国芝加哥试验后，终于在1983年12月在美国投入商用。我国开始在1987年开始使用模拟式蜂窝电话通信，1987年11月，第一个移动电话局在广州开通。7/20/2023《移动通信》讲义发展概述第一代移动通信系统模拟移动电话系统主要采用模拟和频分多址（FDMA）技术，属于第一代移动通信技术。模拟方式：通过电波所传输的信号模拟人讲话声音的高低起伏变化的通信方式。模拟移动电话系统的质量完全可以与固定电话媲美，使通话双方能够清晰地听出对方的声音。

传输速率：1.2kbps~10kbps7/20/2023《移动通信》讲义发展概述第一代移动通信系统缺点：频分多址技术造成频率资源不足；保密性较差，极易被并机盗打；只能实现话音业务，无法提供丰富多彩的增值业务；网络覆盖范围小且漫游功能差；模拟手机体积大、重量沉、样式陈旧。现状：目前手机供应商已停止生产模拟手机，中国移动通信集团公司于2001年12月31日后关闭模拟移动电话网，停止经营模拟移动电话业务。7/20/2023《移动通信》讲义发展概述第二代移动通信系统80年代后期，大规模集成电路、微型计算机、微处理器和数字信号处理技术的大量应用，为开发数字移动通信系统提供了技术保障，数字移动通信系统——GSM诞生，GSM是第二代移动通信，简称“2G”。1993年9月18日，浙江嘉兴首先开通了我国第一个数字移动通信网。1994年10月，第一个省级数字移动通信网在广东省开通。7/20/2023《移动通信》讲义发展概述第二代移动通信系统GSM是欧洲成立的一个移动通信小组的简称。GSM系统采用时分多址技术(TDMA)，对频谱利用率高、容量大，同时可以自动漫游和自动切换，通信质量好，加上其业务种类多、易于加密、抗干扰能力强、用户设备小、成本低等优点。传输速率：8kbps7/20/2023《移动通信》讲义发展概述第二代移动通信系统GSM以它相对于第一代移动通信的优势，目前广泛地占有市场。同时，在GSM基础上，增加了一些新技术，如通用分组无限技术（GPRS)、无线应用协议(WAP)和无线接口技术(篮牙技术)，增加了多媒体功能。如上网，聊天，传送图片，后发电子邮件，数码照相机，语音拨号彩色显示，称之为第二代向第三代过渡的“2.5G”。7/20/2023《移动通信》讲义发展概述第三代移动通信系统第三代移动通信系统简称3G3G系统特点：提供更高的容量、更快的数据传输速率及多媒体业务。主要通过在现有网络上发展2.5G技术来实现。核心技术：CDMA（扩频）以及更先进的空中接口技术。传输速率：9.6kb/s~32kb/s.7/20/2023《移动通信》讲义发展概述第四代移动通信系统特点：高容量、更强的多媒体的传输。将多媒体包括语音、数据、影像等大量信息透过宽频的信道传输，提高传输质量。核心技术：OFDM（正交频分复用）。其它技术：CDMA、无线区域环路（WLL）和数字音讯广播（DAB）等传输速率：最高可达到10Mbps～20Mbps7/20/2023《移动通信》讲义发展概述移动通信发展方向开发更高频段早期主要使用VHF高端的160MHz，UHF的低端450MHz频段。1979年日内瓦世界无线电管理大会界(WRAC)决定开辟移动通信新频段800MHz～900MHz，目前各国按WRAC’92决定正在开发1~3GHz频段。有效利用频谱频道窄带化：50kHz25kHz12.5kHz采用频率复用和多波道共用技术。7/20/2023《移动通信》讲义发展概述移动通信发展方向有效利用频谱窄带数字调制技术。已发展了两类PSK和FSK改进型数字调制解调技术。第一类是正交移相键控(QPSK)和相移为/4的正交移相键控(/4-QPSK)。第二类是具有最小调制指数的连续相位移频键控(MSK)、正弦移频键控(SFSK)、平滑调频(TFM)和高斯滤波最小移频键控(GMSK)等调制解调技术。扩展频谱传输技术。数字化目前第三代移动通信由于国际标准不断变化，阻碍了推向市场的进程，与此同时第四代移动通信（4G）正在实验室中研发7/20/2023《移动通信》讲义目标典型代表过渡代（2.5G）高速传输GPRS,CDMA20001X系统第三代（3G）全球漫游，高质量多媒体业务，系统容量、管理能力、保密性和服务质量均有很大改善欧洲WCDMA系统，北美CDMA2000系统，中国TD-SCDMA系统第四代（4G）高速率，各种数据话音业务，全IP，多协议，新技术目前还没有一个4G网络的标准结构A/D接入方式典型代表第一代（1G）模拟蜂窝系统FDMA美国AMPS系统，欧洲TACS系统第二代（2G）数字蜂窝系统TDMAGSM系统CDMAN-CDMA系统发展概述7/20/2023《移动通信》讲义移动通信的特点利用无线电波进行信息传输复杂的无线传播环境导致信号衰落在强干扰环境（外部干扰+自身干扰）下工作通信容量有限有效利用频率的措施：窄带化、缩小频带间隔、频道重复利用等对移动台要求高（体积、处理能力、电池）通信系统复杂7/20/2023《移动通信》讲义自身干扰互调干扰两个或多个信号作用在通信设备的非线性器件上，产生同有用信号频率相近的组合频率，从而构成干扰邻道干扰相邻或邻近的信道（或频道）之间，由于一个强信号串扰弱信号而造成的干扰同频干扰（蜂窝系统特有）相同载频电台之间的干扰7/20/2023《移动通信》讲义我国移动通信工作频段原邮电部规定IS-95CDMA160MHz频段：138~149.9MHz 150.05~167MHz450MHz频段：403~420MHz450~470MHz900MHz频段：890~915MHz（移动台发、基站收） 935~960MHz（基站发、移动台收）800MHz频段：824~849MHz（移动台发、基站收） 869~894MHz（基站发、移动台收）7/20/2023《移动通信》讲义第三代移动通信工作频段第三代移动通信系统主要工作在2000MHz频段上，世界各国和地区频率分配方式各不相同。PCSIMT-2000UMTSIMT-2000IMT2000UMTSIMT-2000MSSMSSMSSMSSMSSMSSMSSMSS185019001950200020502100215022002250美国日本欧洲电联3G频谱分配7/20/2023《移动通信》讲义

移动通信的工作方式单工通信双工通信半双工通信移动中继方式7/20/2023《移动通信》讲义单工通信单工通信通信双方电台交替地进行收信和发信方式同频单工双频单工

PlayTRf1f1(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ATRf1f1(f2)同频（双频）单工方式7/20/2023《移动通信》讲义双工通信双工通信通信双方均同时进行收发工作。即任一方讲话时，可以听到对方的话音。play发话器受话器发射机接收机ATRf1f2TRf1f2B天线共用器双工方式7/20/2023《移动通信》讲义半双工通信半双工通信一方使用双频双工方式，即收发信机同时工作另一方使用双频单工方式，即收发信机交替工作Play发话器受话器发射机接收机ATRf1f2TRf1f2B天线共用器半双工方式7/20/2023《移动通信》讲义移动中继方式

目的增加通信距离基本方式单工中继双工中继TRTRTR单工中继f1f2f1f2TRTRTRTR双工中继f1f1f2f2同频（双频）中继方式7/20/2023《移动通信》讲义按使用对象可分为民用设备和军用设备；按使用环境可分为陆地通信、海上通信和空中通信；按多址方式可分为频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）等；按覆盖范围可分为宽域网和局域网；按业务类型可分为电话网、数据网和综合业务网；按工作方式可分为同频单工、双频单工、双频双工和半双工；按服务范围可分为专用网和公用网；按信号形式可分为模拟网和数字网。移动通信的分类7/20/2023《移动通信》讲义蜂窝式公用移动通信系统集群调度移动通信系统无绳电话系统无线电寻呼系统卫星移动通信系统无线LAN/WAN移动通信的应用系统7/20/2023《移动通信》讲义移动业务走向数据化（即数据业务）和分组化（如GPRS）未来移动通信网络将是全IP网络，使用移动IP技术支持未来移动通信系统的三大主体结构设备制造商业务设计商服务运营商移动通信网的发展趋势IPIP业务接入接入接入接入接入骨干社区LANWAN移动固定有线电视骨干卫星电力7/20/2023《移动通信