2022年移动通信技术教案 3.pdf
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1、职业技术学院教案(20 20 学年第学期)教 学 单 位 :课 程 名 称 :移 动 通 信 技 术任 课 班 级 :任 课 教 师 :名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 47 页 - - - - - - - - - 教案书写说明教案又称课时授课计划,是任课教师的教学实施方案。任课教师应遵循专业教学计划制订的培养目标,以教学大纲为依据、教材为蓝本,在熟悉教材,了解学生的基础上,结合教学实践经验,提前编写设计好每堂课的全部教学活动。教案书写应包括以下内容: 课题
2、:授课题(章节)名。 课型:分理论讲授课、实验( 实训) 课、实习 ( 见习) 课等。讲授课又分新授课或复习课。 教学目的:本课题教学应达到的目的。 教学重点:本课题(章节)的教学重点分别列出。 教学难点:本课题(章节)的教学难点分别列出。 教学方法:指本课题使用的教学方法和手段。 课时安排:本课题(章节)总计划课时数。 教学内容:本课题(章节)主要内容。 作业及实践:包括思考题、讨论题、实验题目、实训题目等。 教学后记:授课结束后的教学小结、心得体会等。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - -
3、- - - - 第 2 页,共 47 页 - - - - - - - - - 课程概况任课教师职称总学时(108 )学时理论:108 课程名称移动通信技术实践:使用教材移动通信技术魏红 人民邮电出版社课程教学目的移动通信是电子工程专业的专业课。本课程讲述移动通信的一般原理与组网技术,是一门理论性和实用性很强的课程。设置本课程的目的是使学生学习了本课程之后,对移动通信的基本概念、 基本原理和组网技术有较全面的了解和领会,应能应用移动通信的原理与技术分析阐释常见移动通信方式中信息传输的发送与接收原理,应能分析设计一些简单移动通信系统,为移动通信系统的管理维护、研究和开发打下必要的理论基础和技能。学
4、时分配章/ 节授课内容学时备注移动通信概念3 移动通信主要技术3 GSM 系统的网络结构、关键技术及无线接口3 GPRS 系统的网络结构、关键技术及无线接口3 IS-95 CDMA系统的网络结构、关键技术及无线接口3 第三代移动通信系统总体要求和系统结构、WCDMA的网络结构、无线接口和关键技术3 cdma2000的网络结构、无线接口和关键技术3 TD-SCDMA 的网络结构、无线接口和关键技术3 B3G和 4G 移动通信系统及技术应用B3G/4G概述、 HSPA 3 LTE(B3G) 3 LTE-Advanced(4G) 3 宽带无线接入技术3 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 -
5、- - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 47 页 - - - - - - - - - 学时分配章/ 节授课内容学时备注无绳电话系统、无线寻呼系统、卫星移动通信系统、集群移动通信系统、限定空间移动通信系统3 无线电波、电波传播中的衰落3 OM 模型概念及场强衰耗中值的预测、任意地形、地物衰耗场强中值和信号中值的预测、电波传播电路的计算、覆盖设计3 移动通信中的噪声和干扰3 总结复习3 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理
6、- - - - - - - 第 4 页,共 47 页 - - - - - - - - - 出席及成绩考核表班级: 20 20 学年学期学号姓名出缺席情况及日期(日 / 月)成绩考核注:出席不记号;事假;病假;旷课/ ;迟到;早退。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 47 页 - - - - - - - - - 移动通信技术课程教案(适用于电子教案)授课题目第 1 章移动通信概念教学目的教学要求掌握移动通信概念、特点理解移动通信系统中的信号的基本处理过程教学重点
7、教学难点重点移动通信的概念、特点移动通信系统中的信号的基本处理过程难点移动通信系统中的信号的基本处理过程教学方法教学手段方法:启发式教学法、案例教学法、问题教学法、自学辅导法等手段:常规教学、多媒体教学、网络教学等课堂教学时间分配教学内容时间分配(分)1. 1 移动通信的基本概念移动通信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移动通信的特点移动通信是有线、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(1) 电波传播条件恶劣,存在严重的多径衰落(2)强干扰条件下工作(3)具有多普勒效应(4)存在阴影(盲区)(5)用户经常移动,与 BS 无固定联系移动通信的发展概述移动通信的
8、工作方式单工轮流收、发(按 -讲)同频单工、异频单工双工通信双方同时收发准双工 -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半双工名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 47 页 - - - - - - - - - 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1. 2 移动通信系统的组成组成: MSC 、BS 、MS 与其他网络相连的中继线MS 、BS 均有一套收发信机和天馈系统无线
9、小区: BS 天线覆盖范围影响无线小区大小的因素发射功率(传播衰耗)基站天线高度(视距传播特性)1. 3 移动通信中的编号计划GSM 与CDMA系统中的编号GPRS 中的编号SAE/LTE 中的编号1. 3. 1G SM 与CDM A系统中的编号GSM 中的编号1. G SM 中的编号(1)MSISDN 移动用户的 ISDN 号(13S,15S,18S) 2)IMSI 国际移动用户识别号3)TMSI 临时移动用户识别码(4)MSRN 移动用户漫游号码(5)IMEI 国际移动设备识别码6)区域和设备识别位置区识别号 LAI 全球小区识别码 GCI 基站识别码 BSIC CDMA 中的编号与 GS
10、M 中的编号基本一致移动用户号码薄号码 MDN 移动用户识别号 MIN/IMSI 设备电子序列号 ESN/MEID 临时本地用户号 TLDN 系统标识 SID/NID MSC 标识MSCID 发送者识别码 SIN 1. 3. 2 G PR S中的编号与GSM 相同的编号: MSISDN 、IMSI、IMEI、TMSI 、LAI、CGI、,新编号路由寻址区标识 RAI 分组临时移动用户标识符P-TMSI PDP 地址名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 47 页
11、- - - - - - - - - 网络层服务接入点标识 NSAPI 临时逻辑链路标识 TLLI 隧道标识符 TID GSN 地址和 GSN 号码1. 4 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数字语音信号处理GSM 系统中的数字信号处理过程CDMA 系统中的数字信号处理过程数字语音信号处理包括发射信号处理和接收信号处理1. 4. 1 G SM 系统中的信号处理过程1. 发射信号处理(1)语音编码(2)信道编码(3)交织编码4)数字信号调制5)变频2. 接收信号处理均衡1. 4. 2 CDM A系统中信号处理过程IS-95 CDM
12、A 系统中,前向业务信道在完成与GSM 系统相同的模数变换、 分段后,按图1-17所示完成语音信号处理,再通过合路器、双工器送往天线发射。相比GSM 系统增加了如“帧质量指示、加尾比特、码元重复”等处理过程。为了提供码分多址技术的用户、信道、基站识别, 增加了用户地址调制 (扰码)、信道地址调制和基站地址调制(扩频),在地址调制时均采用相应的地址码与信息相乘的方法实现。为适应系统的功率控制技术的应用, 还增加了功率控制比特复用过程。1. 4. 3 各移动通信系统模型比较通信模型中的各部分基本功能:(1)信源编码:把要传递的信息(语音、图象)变成数字信号,该功能在终端和业务提供商 (ISP)处实
13、现;(2)信道编码:提高信号的抗干扰能力,通过一些算法在信源数据里增加一些冗余码、校验码;(3)加扰:在同频组网的情况下,需要采用扰码来区分小区;(4)调制:把基频(基带)信号送到射频信道的技术,是无线接口宽带化的首选技术;(5)发射和接收:在天线上收发射频信号。1. 5 移动通信系统的业务名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 47 页 - - - - - - - - - 类型按信息类型分话音业务数据业务按业务的提供方式分基本业务补充业务增值业务不同的运营商所提
14、供的业务分类会有所区别课堂教学设计主要写出教学的主要环节及其设计安排。如复习旧课、导入新课、如何突出重点、如何破解难点、教材分析、学情分析、教法设想、学法指导、媒体使用、作业习题布置、问题讨论、提问、总结、案例使用、教学情景设计、课程考核及课后辅导等。作业实践教学备注本章参考书目、课外阅读材料、需要注意的问题等。教学后记授课题目第2章移动通信主要技术教学目的教学要求目的和要求了解移动通信系统的组网制式、无线区群结构、信道选择方法理解多信道共用、频率复用概念掌握移动通信中的跟踪交换技术技术理解移动通信中的选路与接续过程了解移动通信中的安全技术掌握移动通信系统中常用的抗衰落抗干扰技术名师资料总结
15、- - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 47 页 - - - - - - - - - 教学重点教学难点重点移动通信中的跟踪交换技术、选路与接续过程、抗衰落抗干扰技术难点移动通信中的组网技术、安全技术、抗衰落抗干扰技术教学方法教学手段方法:启发式教学法、案例教学法、问题教学法、自学辅导法等手段:常规教学、多媒体教学、网络教学等课堂教学时间分配教学内容时间分配(分)2. 1无线区域覆盖结构区域覆盖结构组网制式正六边形无线区群结构移动通信网络结构和信道2. 1. 1 组网制式按服务区
16、覆盖方式可分为大区制小区制大区制小区制小区形状的选择3. 小区形状的选择服务区形状:线状、面状(无缝覆盖)相同地形地物、全向天线圆形小区规划设计中为邻接覆盖服务区, 用圆内接正多边形代替圆( 正三角形、正方形、正六边形) 三种圆内接正多边形的比较2. 1. 2 正六边形无线区群结构无线区群的构成激励方式(2)激励方式类型中心激励 -全向天线顶点激励 -定向天线利用频谱 ,2. 1. 3 移动通信网络结构和信道无线区域覆盖结构网络结构信道2. 2 频率利用名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - -
17、 - - - 第 10 页,共 47 页 - - - - - - - - - 频率资源频谱管理同频复用多信道共用多址技术信道自动选择方式定位方式2. 3移动通信中的控制与交换移动交换系统的特殊要求位置登记越区切换漫游2. 4 路由及接续电路群的设置路由选择用户的激活与分离呼叫接续2. 5 移动通信系统中的安全措施SIM与UIM 安全措施2. 6移动网络的抗衰落、抗干扰技术跳频间断传输分集功率控制扩频课堂教学设计主要写出教学的主要环节及其设计安排。如复习旧课、导入新课、如何突出重点、如何破解难点、教材分析、学情分析、教法设想、学法指导、媒体使用、作业习题布置、问题讨论、提问、总结、案例使用、教学
18、情景设计、课程考核及课后辅导等。作业实践教学名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页,共 47 页 - - - - - - - - - 备注本章参考书目、课外阅读材料、需要注意的问题等。教学后记授课题目第3章2G移动通信系统及技术应用教学目的教学要求目的和要求掌握GSM 、GPRS 、IS-95 CDMA 系统的网络结构、关键技术和帧结构了解GSM 、GPRS 、IS-95 CDMA 系统无线接口中的信道配置理解码分多址技术与扩频通信基本原理教学重点教学难点重点GSM
19、 、GPRS 和IS-95 CDMA 系统网络结构、关键技术GSM 、GPRS 系统的帧结构、用户数据的传输扩频通信基本原理难点GSM 、GPRS 和IS-95 CDMA 系统的无线接口、关键技术码分多址技术基本原理教学方法教学手段方法:启发式教学法、案例教学法、问题教学法、自学辅导法等手段:常规教学、多媒体教学、网络教学等课堂教学时间分配教学内容时间分配(分)3.1 GSM GSM 系统组成及网络结构GSM 数字信号的处理GSM 中的频率利用GSM 中的无线接口3.1.1 GSM系统组成及网络结构GSM 系统组成GSM 系统网络结构.GSM 系统网络结构名师资料总结 - - -精品资料欢迎下
20、载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页,共 47 页 - - - - - - - - - 我国的 GSM 网络结构:二、三级混合网络结构3.1.2 GSM 数字信号的处理1. 话音编码2. 信道编码3. 交织4. 数字信号调制5. Viterbi均衡3.1.3 GSM中的频率利用频率复用:同一载波的无线信道用于覆盖相隔一定距离的不同区域频道序号对应工作频率的计算3.1.4 GSM中的无线接口GSM 中的接口类型及位置Um 接口(空中接口)(1) 信道(2) 逻辑信道的分类(3) 突发脉冲序列(4)逻辑信
21、道到物理信道的映射(5)MS 测试原理3.1.3 GSM中的频率利用频率复用:同一载波的无线信道用于覆盖相隔一定距离的不同区域频道序号对应工作频率的计算3.1.4 GSM中的无线接口GSM 中的接口类型及位置Um 接口(空中接口)(1) 信道(2) 逻辑信道的分类(3) 突发脉冲序列(4)逻辑信道到物理信道的映射(5)MS 测试原理(6)移动用户的接续过程中逻辑信道的应用3.2 GPRS GPRS 概述GPRS 系统的结构GPRS 中的无线接口GPRS 中的功能及实现3.2.1 GPRS概述1.GPRS 的主要特点2. GPRS的局限性3. GPRS的发展(EGPRS) 3.2.2 GPRS
22、系统的结构基于GSM 的GPRS 网络结构GPRS 骨干网络3.2.3 GPRS中的无线接口GPRS 中的接口GPRS 空中接口名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页,共 47 页 - - - - - - - - - 1. GPRS中的接口GPRS 中采用 G 接口分为:信令接口、信令和数据接口2. GPRS的空中接口1)GPRS 空中接口与 GSM 相关部分(2)分组数据逻辑信道 PDCH (3)GPRS 物理信道(4)信道编码(5)用户数据在空中接口的传输3.2
23、.4 GPRS 中的功能及实现GPRS 中必须实现的多种独立功能(六种)网络接入控制功能分组路由选择和传输功能移动性管理功能逻辑链路管理功能无线资源管理功能网络管理功能会话管理3.3 IS-95CDMA(CMS) 码分多址技术基本原理IS-95 CDMA 中上、下行链路工作原理IS-95 CDMA 中的关键技术IS-95 CDMA 中的无线接口CMS 的移动功能结构3.3.1 码分多址技术基本原理1. 码分多址方式2. 码分多址技术基本原理3. CDMA 和扩频通信系统的结合直接序列扩频通信系统简称直扩系统 DS ,又称伪噪声扩频系统发端:用伪码与信息直接相乘实现扩频. CDMA中地址码和扩频
24、码的选择地址码和扩频码的重要性 对系统的性能具有决定性的作用系统的多址能力;抗干扰、抗噪声、抗截获能力及多径保护和抗衰落能力;信息数据的保密;捕获与同步的实现(1)Walsh码2) m序列(3)Gold序列4)IS-95 CDMA 中地址码的应用3.3.2 上、下行链路工作原理无线信道下行链路(前向: BTS 发往MS )名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页,共 47 页 - - - - - - - - - 上行链路(反向: MS 发往BTS )1. 下行链路2.
25、 上行链路3.3.3 IS-95 CDMA 中的关键技术功率控制技术分集技术调制与扩频语音编码越区切换1. 功率控制技术功控原因CDMA 系统是一个自干扰系统,通信质量和容量受限于收到干扰功率的大小。在CDMA 中解决远近效应,同时避免对其他用户的过大干扰,必须严格功率控制主要执行对 MS 的功率控制类型反向链路的功率控制反向开环功率控制反向闭环功率控制前向链路的功率控制1)反向链路的功率控制反向开环功率控制反向闭环功率控制(2)前向链路的功率控制(3)功率控制的应用. 分集技术分集技术在 IS-95 CDMA中的应用 分集技术(微分集)时间分集频率分集空间( 路径) 分集 合并技术:等增益合
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