移动通信技术教案(共54页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上移动通信技术(第2版)教案授课教师:班 级:本学期的教学目的1、 熟练掌握移动通信基本概念2、 了解移动通信的主要技术3、 熟悉IS-95CDMA到cdma2000的发展及技术应用4、 熟悉GSM、GPRS到WCDMA的发展及技术应用5、 了解TD-SCDMA的发展及技术应用6、 掌握电波的传播特性7、 掌握移动通信中的噪声和干扰8、 了解PAS到iPAS的发展及技术应用9、 了解其他移动通信系统二、 提高教学质量的措施1、 刻苦钻研教材,为每一节课设置合适的教案,关注每一位学生的学习状态,对个别学生特别辅导。2、 认真批改作业,及时发现学生学习中存在的问题加以解决。
2、3、 帮助学生建立移动通信的基本架构,为后续专业技能课程学习、技能鉴定做好铺垫。4、 扩充知识层面,内容覆盖广泛商用的移动通信系统,丰富学生知识背景。2011 2012 年度第二学期教学计划进度表教师学 科授课班级所教学科的学期分配该科 共1册 共 9 章版本王艳超移动通信技术10通信技术10电子信息工程技术该课程自第二学期到第二学期授完,共一个学期人民邮电出版社教 学 计 划 进 程周次章节()教 学 主 要 内 容课时安排11.1移动通信基本概念、组成421.2-1.3移动通信编号计划431.4-1.5移动通信信号处理与业务442.1-2.2无线区域覆盖结构,频率利用452.3-2.4频率
3、利用、控制与交换,路由接续462.5抗衰落、抗干扰技术473.1IS-95CDMA483.2cdma2000494.1GSM4104.2GPRS4114.3WCDMA4125.1TD-SCDMA的发展及特点4135.2TD-SCDMA的无线接入技术4145.3TD-SCDMA的关键技术4157其他移动通信系统4168电波的传播特性4179移动通信中的噪声和干扰418期末复习419期末考试20阅卷本章内容本章重点本章难点本章学时学习目的第一章移动通信基本概念1、移动通信的基本概念2、移动通信系统的组成3、移动通信中的编号计划4、移动通信中信号的基本处理过程5、移动通信系统的业务1、移动通信的概念
4、、特点2、移动通信系统中的信号的基本处理过程 移动通信系统中的信号的基本处理过程6学时1、掌握移动通信概念、特点2、理解移动通信系统中的信号的基本处理过程专心-专注-专业课题一项目:移动通信的基本概念教学目标专业能力目标1、 掌握移动通信概念、特点2、 理解移动通信工作方式方法能力目标培养学生对移动通信系统的认知能力社会能力目标培养学生注意观察,勤于动脑、善于反思,分析与总结的良好学习习惯教学重点1、移动通信的概念、特点2、移动通信移动通信工作方式教学难点移动通信系统工作方式教学准备多媒体课件课型理论课授课课时2课时教学过程教学内容教学方法1组织教学与导入清点人数:实到人数:导入:2资讯1.1
5、 移动通信的基本概念l 个人通信(5W) whoever,whenever,wherever,whomever,whatever 移动通信为其的实现提供了条件和可能性 1.1.1移动通信概念l 移动通信的概念 通信双方或至少有一方在移动中进行信息交换的通信方式 可以双向或单向工作 多种信息形式l 移动通信的类型 按使用对象分 按用途和区域分 按经营方式分 按信号性质分 按无线频段工作方式分 按网络形式分 按多址方式分 1.1.2 移动通信的特点l 移动通信是有线、无线相结合的通信方式 无线接入 有线或无线传输 计算机控制l 电波传播条件恶劣,存在严重的多径衰落 多径传播l 条件:地形、地物(建
6、筑物) 多径衰落l 传播的途径不同,到达接收点时的幅度和相位都不一样,移动台在行进途中接收信号的电平起伏不定可能严重地影响通话质量 要求:在移动通信系统设计时,必须具有一定的抗衰落能力和储备 l 强干扰条件下工作 强干扰:噪声、干扰 主要噪声 l 人为噪声- 汽车点火噪声 l 要求 选择抗干扰性强的调制方式(调频或调相) 移动通信设备须有足够的抗人为噪声的能力及储备 主要干扰 l 互调干扰 l 邻道干扰 l 同频干扰 互调干扰l 由设备的非线性引起l 要求:移动通信设备必须具有良好的选择性 同频干扰l 相同载频电台之间的干扰蜂窝系统、小区制:同频复用l 要求:在组网时予以充分重视频率配置 邻道
7、干扰l 相邻或邻近的信道(或频道)之间的干扰 远近效应:离BS 近的MS 的强信号干扰 邻道上离BS 远的MS 的弱信号 l 要求:移动设备中使用自动功率控制电路l 具有多普勒效应 相对速度-相对频移 要求:采用锁相技术(VCO)l 存在阴影(盲区) 信号被吸收或反射 要求:在网络规划设置基站时必须予以充分的考虑 l 用户经常移动,与BS 无固定联系 要求:采用跟踪交换技术 位置登记、越区切换、漫游1.1.3 移动通信的发展概述l 移动通信的发展l 我国移动通信通信系统的发展1.移动通信的发展l 军用 民用;低频 高频;窄带宽带;单一业务多业务l 1G 2G(2.5G)3G 4G、5G2. 我
8、国移动通信通信系统的发展l 1989 年:TACSl 1994 年:GSMl 2001 年:GPRS 、IS-95 CDMA 模拟网关闭 l 2008 年:3G 商用建设阶段1.1.4 移动通信的工作方式l 单工 轮流收、发(按- 讲) 同频单工、异频单工 例:对讲机 l 双工 通信双方同时收发 例:移动电话 l 半双工 一方轮流收发( 单工) , 另一方同时收发( 双工) 双工侧采用天线共用器 例:集群调度 l 准双工- 双工方式的一种特殊形式 接收机常开,发射机只在有信号需发射时才开 优点:移动台省电 减少空中干扰电平 讲授法、讨论法、多媒体课件3计划1、 分组讨论生活中息息相关的移动通信
9、技术;2、提出意见;学生讨论4决策教师对小组交流计划情况予以分析总结,5实施学生分四组,习题集第19页,题1,题2学生讨论6检查指导学生对完成的项目任务进行检查7评价学生分组展示,自评、互评、教师总评8总结教师简要将本项目实施要点、步骤、结果进行总结,将所学知识与操作归纳整理9作业你理想中的未来移动通信是什么样子?课题二项目:移动通信组成、编号计划教学目标专业能力目标3、 掌握移动通信组成4、 理解移动通信系统编号计划方法能力目标培养学生对移动通信系统的认知能力社会能力目标培养学生注意观察,勤于动脑、善于反思,分析与总结的良好学习习惯教学重点1、移动通信的组成教学难点移动通信系统编号计划教学准
10、备多媒体课件课型理论课授课课时2课时教学过程教学内容教学方法与手段1组织教学与导入清点人数:实到人数:导入:2资讯1.2 移动通信系统的组成l 组成:MSC、BS、MS与其他网络相连的中继线l MS、BS均有一套收发信机和天馈系统l 无线小区:BS天线覆盖范围 影响无线小区大小的因素 l 发射功率(传播衰耗) l 基站天线高度(视距传播特性) 1.3 移动通信中的编号计划(以GSM为例)l CDMA中的编号 移动用户号MDN 国际移动用户识别号IMSI 移动台识别码MIN 临时本地用户号TLDN 电子序列号ESN 系统识别码SID 网络识别码NID MSC号 HLR号 l GSM中的编号 移动
11、通信ISDN号MSISDN 国际移动用户识别码IMSI 临时移动用户识别码TMSI 移动用户漫游号码MSRN 区域识别号 国际移动设备识别码IMEI 其他编号l 系统设备识别号l 短信中心号码1.3.1 MSISDNl 移动用户的ISDN号(13S,15S,18S)l 呼叫号码l 结构:CC + MDC + SN 86 13SH0H1H2H313S:网络接入号 S为9-4移动用户;0-2联通用户;3电信用户H0H1H2H3 :HLR号 (确定用户归属,精确到地市)前三位国家统一分配;后一位各省自行分配 1.3.1 MSISDNl 拨号程序 移动本地固定: PQRABCD 移动外地固定: 0XY
12、ZPQRABCD 移动移动: 13SH0H1H2H3ABCD 固定本地移动: 13SH0H1H2H3ABCD 固定外地移动: 013SH0H1H2H3ABCD 移动特服业务: 0XYZ1XX 移动紧急呼叫: 直接拨1XX(如110、119、120、122、112等)注:XYZ为长途区号;PQR为市话局端局号;ABCD为用户号码 1.3.2 IMSIl 国际移动用户识别号15位长,需保密l 作用:在国际上惟一识别一个移动用户l 结构:MCC + MNC + MSIN 460 与NDC+SN对应1.3.3 TMSIl 临时移动用户识别码l 作用:为对IMSI保密,IMSI仅在空中传送一次,即用由V
13、LR临时分配的TMSI代替l TMSI仅在本地有效,由VLR分配可随时改变1.3.4 MSRNl 移动用户漫游号码l 作用:为漫游的移动用户选路l MSRN仅在本地有效,由VLR分配临时,在漫游用户在呼叫时分配1.3.5 区域识别l 位置区识别号LAI 作用:在网中的位置区识别 结构:MCC + MNC + LAC 460 00( 移动) 位置区号码 1.3.5 区域识别l 全球小区识别码GCI 作用:在全球范围内小区识别 结构:LAI + CI 小区识别号l 基站识别码BSIC 作用:相邻国家、地区、运营商的相邻BTS 的识别 结构:NCC + BCC 网络色码 基站色码 1.3.6 IME
14、Il 国际移动设备识别码15位长,在出厂时设置l 作用:在国际上惟一识别一个移动设备l 结构:TAC(6) + FAC(2) + SNR(6) + SP(1)可识别生产厂家、产地l *#06#读取1.3.7 其他号码l MSC/VLR号、HLR号:NO.7中使用l HON号: 由目标MSC临时分配给移动用户的一个号码 MSRN的一部分,在切换通话中使用l 短信中心号码 讲授法、讨论法、多媒体课件3计划2、 分组讨论自己知道的移动通信编号;2、通过自己的手机寻找IMEI号码;学生讨论4决策教师对小组交流计划情况予以分析总结,5实施学生分四组,习题集第19页,题3,题4学生讨论6检查指导学生对完成
15、的项目任务进行检查7评价学生分组展示,自评、互评、教师总评8总结教师简要将本项目实施要点、步骤、结果进行总结,将所学知识与操作归纳整理9作业布置作业包括理论或下一个项目研究课题三项目:移动通信中信号的基本处理及业务教学目标专业能力目标5、 掌握移动通信信号基本处理流程6、 理解移动通信的业务方法能力目标培养学生对移动通信系统的认知能力社会能力目标培养学生注意观察,勤于动脑、善于反思,分析与总结的良好学习习惯教学重点移动通信信号基本处理流程教学难点移动通信信号基本处理流程教学准备多媒体课件课型理论课授课课时2课时教学过程教学内容教学方法与手段1组织教学与导入清点人数:实到人数:导入:2资讯1.4
16、 移动通信中信号的基本处理过程数字移动通信系统中,需把模拟信号转换成适合在空中无线信道中传输的数字信号l 发射信号处理l 接收信号处理以GSM信号处理为例:1.4.1 发射信号处理(以MS为例)l MS中,话筒接收下来的信号,需先进行模/数转换,根据抽样定理转换成速率为8KHz的13bit的均匀量化数字信号,再按20ms分段,每20ms段160个采样。分段后按有声段和无声段对信号进行分开处理 1. 话音编码l 信源编码l 作用:使信号适合在信道中传输 不同的数字移动通信系统采用不同的话音编码方式如:GSM:RPE-LTP IS-95CDMA:QCELPl 类型 波形编码:低速信号质量差(如PC
17、M) 参量编码:可低速,质量中等(模拟信号发生过程) 混合编码:低速,且质量较好兼有波形编码和参量编码的优点2. 信道编码l 作用:纠错(前向纠错FEC)l 误码类型 随机性误码:单个码元错误,随机发生主要由噪声引起 突发性误码:连续数个码元错误,群误码主要由衰落或阴影造成l 原理: 发端:信息发送前增加冗余码元 收端:根据冗余码元及信道模型检出或纠正误码2. 信道编码l 方法 卷积码(特殊的分组码) Turbo 码 3.交织编码l 作用:把可能存在的连续差错比特分散,以便于信道解码时纠错。 纠正突发差错 l 原理:分散连续比特 3.交织编码l 方法:横向写入交织矩阵,然后纵向读出4.数字信号
18、调制l 作用:将数字信号调制成模拟信号在模拟无线信道中传输,以提高抗干扰、抗衰落能力 l 数字调制方式:ASK 、FSK 、PSK (DPSK)l GSM系统采用GMSK调制(特殊的FSK)IS-95 CDMA中采用了QPSK方式 5. 变频l 调制后的信号进入射频电路进行信号处理,首先上变频到发射频率l 在接收端,接收下来的高频信号也须下变频(混频)到中频才能实现解调。1.4.2 接收信号处理(以MS为例)l 自天线接收下来的微弱信号先经高频放大后,在混频电路中下变频为中频信号,中频放大后用与发送端调制方式相同的方法将模拟信号恢复成数字基带信号,再送入数字信号处理部分进行接收数字信号处理,包
19、括均衡、解密、去交织、信道解码、话音解码和数/模转换等 均衡l 作用:产生信道模型,供信道解码中检错、纠错 l 原因:多径衰落 码间干扰 误码 均衡l 原理:输出端已知正确的发射序列,与收到的序列比较得到信道传输模型 可根据收到序列推测出正确的发送序列(有限误码个数)1.5 移动通信系统的业务l 类型 按信息类型分 l 话音业务 l 数据业务 按业务的提供方式分 l 基本业务 l 补充业务 l 增值业务 不同的运营商所提供的业务分类会有所区别 1.5.1 基本业务l 电话业务l 紧急呼叫业务l 短消息业务l 语音信箱业务l 传真和数据通信业务1.5.2 补充业务l 不单独向用户提供,须与基本业
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- 移动 通信 技术 教案 54
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