移动通信1.ppt

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1、第第1 1章章 概概 论论 教学目标与教学重点教学目标与教学重点无线移动通信与IP技术（因特网）是近年来信息技术领域的两大热点。教学目标：主要讲述蜂窝移动通信的基本概念和典型移 动通信系统（GSM ，IS-95)的基本原理。教学重点：移动通信基本概念，蜂窝移动通信组网原理，移动通信中的关 键相关技术和移动通信系统结构第第1 1章章 概概 论论 1.1 移动通信的主要特点移动通信的主要特点 1.2 1.2 移动通信系统的分类移动通信系统的分类 1.3 常用移动通信系统常用移动通信系统 1.4 移动通信的基本技术移动通信的基本技术 思考题与习题思考题与习题 第第1 1章章 概概 论论第第1 1章章

2、 概概 论论 移动通信的概念移动通信的概念 通信双方至少有一方处在移动情况下（或临时静止）的相互信息传输通信双方至少有一方处在移动情况下（或临时静止）的相互信息传输与交换。与交换。1.1 移动通信的主要特点移动通信的主要特点第第1 1章章 概概 论论 一一.必须利用无线电波进行信息传输必须利用无线电波进行信息传输 1.运行环境十分复杂 (1)电波会随着传播距离的增加而发生弥散损耗，(2)会受到地形、地物的遮蔽而发生“阴影效应”，(3)信号经过多点反射，会从多条路径到达接收地点，这种多径信号的幅 度、相位和到达时间都不一样，它们相互叠加会产生电平衰落和时延 扩展。1.1 移动通信的主要特点移动通

3、信的主要特点 2.用户常在快速移动中进行通信 会引起多普勒（Doppler）频移，会使得电波传播特性发生快速的随机起伏，严重影响通信质量。第第1 1章章 概概 论论 多径传播示意图衰落特性第第1 1章章 概概 论论 二、二、在复杂的干扰环境中运行的在复杂的干扰环境中运行的 受到多种干扰：如天电干扰、工业干扰、系统本身和不同系统之间干扰。三、可利用的频谱资源非常有限，可利用的频谱资源非常有限，而通信业务量的需求却而通信业务量的需求却 与日俱增与日俱增 如何提高通信系统的通信容量，始终是移动通信发展中的焦点。为了解决这一矛盾，一方面要开辟和启用新的频段；另一方面要研究各种新技术和新措施，以压缩信号

4、所占的频带宽度和提高频谱利用率。第第1 1章章 概概 论论 四、四、网络结构多种多样，网络结构多种多样，网络管理和控制复杂网络管理和控制复杂带状(如铁路公路沿线)、面状(如覆盖一城市或地区)或立体状(如地面通信设 施与中、低轨道卫星通信网络的综合系统)等，可以单网运行，也可以多网并行 并实现互连互通。移动通信网络必须具备很强的管理和控制功能，诸如用户的登记和定位，通信(呼叫)链路的建立和拆除，信道的分配和管理，通信的计费、鉴权、安全 和保密管理以及用户过境切换和漫游的控制等。第第1 1章章 概概 论论 五、必须适于在移动环境中使用必须适于在移动环境中使用 对手机的主要要求是体积小、重量轻、省电

5、、操作简单和携带方便。车载 台和机载台除要求操作简单和维修方便外，还应保证在震动、冲击、高低温变 化等恶劣环境中正常工作。第第1 1章章 概概 论论 1.2 1.2 移动通信系统的分类移动通信系统的分类移动通信有以下多种分类方法：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；第第1 1章章 概概 论论 按覆盖范围可分为广域网和局域网；按业务类型可分为电话网、数据网和多媒体网；按工作方式可分为同频单工、异频单工、异频双工和半双工；按服务范围可分为专用网和公用网；按信号形式可分为

6、模拟网和数字网。第第1 1章章 概概 论论 1.2.1 工作方式工作方式 无线通信传输方式：单向传输无线通信传输方式：单向传输 双向传输双向传输 单向传输：一方只能接受信号，另一方只能发送信号，不能互逆。单向传输：一方只能接受信号，另一方只能发送信号，不能互逆。双向传输：通信双方都可以接受信号，又能发送信号。双向传输：通信双方都可以接受信号，又能发送信号。第第1 1章章 概概 论论 图1-1 单工通信1.单工通信（对讲机）单工通信（对讲机）通信双方电台交替地进行收信和发信。根据收、发频率的异同，分为同频单工和异频单工。单工通信常用于点到点通信，参见图1-1。第第1 1章章 概概 论论 2.2.

7、双工通信双工通信指通信双方可同时进行传输消息的工作方式，亦称全双工通信，如图1-2所示。图1-2 双工通信双工通信一般使用一对频道，以实施频分双工(FDD)工作方式。第第1 1章章 概概 论论 3.半双工通信（常用于调度系统）半双工通信（常用于调度系统）移动台采用单工的“按讲”方式，基站工作采用双工方式。图1-3半双工通信第第1 1章章 概概 论论 1.2.2 1.2.2 模拟网和数字网模拟网和数字网 1.1.第一代移动通信系统（第一代移动通信系统（1G1G）以模拟蜂窝为主要特征 20世纪70年代至80年代，美国和日本等国家纷纷研制出陆地移动 电话系统。使用的频段为800900MHz（早期曾使

8、用450MHz），用户的接入方式采用频分多址(FDMA)技术。业务种类单一，主要是话音业务 话音调制方式是模拟调频（FM）频谱利用率低，系统容量有限，抗干扰能力差 制式多且不兼容，限制长途漫游第第1 1章章 概概 论论 表表 1-1 几种模拟蜂窝移动通信系统几种模拟蜂窝移动通信系统 第第1 1章章 概概 论论 2.2.第二代移动通信系统（第二代移动通信系统（2G2G）以数字化为特征的数字蜂窝移动通信系统。20世纪80年代至90年代 用户接入方式采用时分多址和码分多址为主体技术，主要业务包括电话和数据等窄带综合数字业务 采用了新的调制技术,如:GMSK,QPSK 主要缺点是系统带宽有限，限制了数

9、据业务的发展，无法实现移动 多媒体业务，由于各国的标准不统一，无法实现各种体制之间的全球漫游。第第1 1章章 概概 论论 3、从、从2G向向3G发展发展 （1）移动用户数发展的必然趋势 频谱资源是有限的，随着移动用户数量的急剧增加，在世界一些发达地区已经出现了频率资源紧张、系统容量饱和的局面。由于采用了CDMA技术，相对于来说可以提供更大的系统容量，有效缓解急剧增长的用户数量和有限的频率资源之间的矛盾。第第1 1章章 概概 论论 （2）移动业务发展的必然趋势）移动业务发展的必然趋势人类已经逐渐步入信息化信息化社会，用户的多样化、个性化需求要求移动通信系统提供更丰富、更个性化的业务，如图像、话音

10、与数据相结合的多媒体业务和高速数据业务分组交换、ATM、IP等各种技术的融合已成为移动通信的发展趋势移动通信和互联网络的结合也越来越紧密2G系统主要为用户提供话音业务和低速数据业务，无法满足用户多媒体、电子商务、移动上网等多种新兴通信的要求。3G能够达到高速车载环境下384kb/s、低速或静止状态下2Mb/s及以上的速率，因此可提供多样化、个性化业务，并向多媒体化、智能化、分组化方向发展。第第1 1章章 概概 论论 4.4.第三代移动通信系统（第三代移动通信系统（3G3G）第三代移动通信系统（3G3G）以多媒体业务为主要特征）以多媒体业务为主要特征。国际电联（ITU）提出第三代移动通信系统IM

11、T2000的目的是克服第二代系统因技术局限而无法提供宽带移动通信业务的缺陷。IMT-2000 IMT-2000的目标是全球统一频段，统一标准，全球无缝覆盖；实现高服务质量、高保密性能、高频谱效率；提供从低速率的语音到高达2Mb/s的多媒体业务。第第1 1章章 概概 论论 5.5.我国移动通信的发展我国移动通信的发展1987年，在上海首次开通了900MHz频段、TACS制式的模拟蜂窝移动通信系统，到1995年，TACS网实现全国联网。1994年广东省首先建成GSM数字移动通信网，到2002年年底我国GSM网已成为世界第一大移动通信网。1996年12月在广州建起第一个CDMA试验网，至2002年，

12、我国CDMA网已覆盖全国各大、中城市，用户数超过5000万。我国的移动通信网已成为世界第一大移动通信网，是拥有移动通信用户数最多的国家。第第1 1章章 概概 论论 1.2.2 1.2.2 模拟网和数字网模拟网和数字网 数字通信系统的主要优点可归纳如下：(1)频谱利用率高，有利于提高系统容量。采用高效的信源编码技术、高频谱效率的数字调制解调技术、先进的信号处理技 术和多址方式以及高效动态资源分配技术等，可以在不增加系统带宽的条件下增多系 统同时通信的用户数。第第1 1章章 概概 论论 (2)能提供多种业务服务，提高通信系统的通用性。数字系统传输的是“1”、“0”形式的数字信号。话音、图像、音乐或

13、数据等数字信息在传输和交换设备中的表现形式都是相同的，信号的处理和控制方法也是相似的。(3)抗噪声、抗干扰和抗多径衰落的能力强。采用纠错编码、交织编码、自适应均衡、分集接收以及扩跳频技术等。(4)能实现更有效、灵活的网络管理和控制。(5)便于实现通信的安全保密。(6)可降低设备成本以及减小用户手机的体积和重量第第1 1章章 概概 论论 1.2.3 1.2.3 通信业务通信业务 在第二代移动通信系统中，主要业务是话音业务，也提供丰富的数据业务，如短消息、低速率的Internet接入等业务。在第三代移动通信系统中，中等速率的多媒体业务，包括话音、图像和数据等。图1-3 移动通信网络的分类第第1 1

14、章章 概概 论论 1.3 1.3 常用移动通信系统常用移动通信系统1.1.无线电寻呼系统无线电寻呼系统2.2.蜂窝移动通信系统蜂窝移动通信系统3.3.无绳电话系统无绳电话系统4.4.集群移动通信系统集群移动通信系统5.5.移动卫星通信系统移动卫星通信系统6.6.分组无线网分组无线网第第1 1章章 概概 论论 1.3 1.3 常用移动通信系统常用移动通信系统1.3.1 无线电寻呼系统无线电寻呼系统 无线电寻呼系统是一种单向通信系统。无线电寻呼系统的用户设备是袖珍式接收机，称作袖珍铃，俗称“BB机”。图1-4 无线电寻呼系统示意图第第1 1章章 概概 论论 1.3.2 1.3.2 蜂窝移动通信系统

15、蜂窝移动通信系统一、大区制区域覆盖 1.一个基站覆盖一个较大的服务区。2.天线架设得较高,发射功率很大(一般为50200 W),覆盖半径为3050 km。3.网络结构简单，成本低。4.频道数目少，用户容量有限，频谱利用率低。5.适用于小容量的通信网，可用于中小城市、工矿以及专业部门。1974年，Bell实验室提出蜂窝概念。第第1 1章章 概概 论论 二、小区制区域覆盖1.把整个服务区域划分成若干个较小的区域(Cell,在蜂窝系统中称为小区)，各 小区均用小功率的基站进行覆盖，负责本小区各个移动台的联络与控制。2.频率复用技术，频谱利用率高，适用于大容量系统。3.用户终端发射功率小，电池使用时间

16、长，辐射小。4.4.系统复杂，越区切换，位置登记、更新和管理以及系统鉴权等问题。图 1-5 大区覆盖与小区覆盖(a)大区覆盖；(b)小区覆盖第第1 1章章 概概 论论 图 1-6 蜂窝系统的频率再用第第1 1章章 概概 论论 图 1-8 越区切换示意图 移动台的速度越快、小区半径约小，通信中的越区切换就越频繁。越区切换过于频繁不仅会增加切换控制的难度，也会导致系统附加开销的增大。第第1 1章章 概概 论论 三、小区分裂：事实上，服务区的用户密度是不均匀的，用户密度高的市中心小区面积小一点，郊区面积大一些。图 5-15 用户密度不等时的小区结构第第1 1章章 概概 论论 图 5-16 小区分裂三

17、、小区分裂：对于已经建设好的蜂窝移动通信网，随着城市的发展，原来低用户密度去可能变成高密度区，这时相应在该地区设置新的基站，将小区面积划小。基站的天线高度要相应降低，发射机功率也要减小。第第1 1章章 概概 论论 表表 1-1 几种模拟蜂窝移动通信系统几种模拟蜂窝移动通信系统 第第1 1章章 概概 论论 1.3.3 1.3.3 无绳电话系统无绳电话系统无绳电话机由座机和手机两部分组成 座机与有线电话网用电话线连接，手机与座机之间用无线电连接，无绳电话的手机、座机发射的功率均在10 mW以下，无线覆盖半径约在100 m左右。图 1-9 无绳电话系统示意图第第1 1章章 概概 论论 无绳电话第第1

18、 1章章 概概 论论 表表 1-2 几种无绳电话系统的主要参数几种无绳电话系统的主要参数 第第1 1章章 概概 论论 1.3.4 集群移动通信系统集群移动通信系统 1.集群的概念集群的概念 集群移动通信系统采用的基本技术是频率共用技术。其主要做法是：把一些由各部门分散建立的专用通信网集中起来，统一建网和管理，并动态地利用分配给它们的有限个频道，以容纳数目更多的用户；第第1 1章章 概概 论论 改进频道共用的方式，即移动用户在通信的过程中，不是固定地占用某一个频道，而是在按下其“按讲开关”(PTT)时，才能占用一个频道；一旦松开PTT，频道将被释放，变成空闲频道，允许其它用户占用该频道。第第1

19、1章章 概概 论论 2.集群系统的用途和特点集群系统的用途和特点 集群系统主要以调度台与移动台之间的通话为主。（1）集群通信系统属于专用移动通信网，适合于各个专业部门，如部队、公安、消防、交通、防汛、电力、铁道、金融等部门作调度使用。对网中的不同用户常常赋予不同的优先等级。蜂窝通信系统属于公众移动通信网，适用于各阶层和各行业中个人之间的通信，一般不分优先等级。第第1 1章章 概概 论论 集群通信系统根据调度业务的特征，通常具有一定的限时功能，一次通话的限定时间大约为1560s(可根据业务情况调整)。蜂窝通信系统对通信时间一般不进行限制。集群通信系统的主要业务是无线用户和无线用户之间的通信,也允

20、许有一定的无线用户与有线用户之间的通话业务，但一般只允许这种话务量占总业务量的5%10%。蜂窝通信系统有大量的无线用户与有线用户之间的通话业务。第第1 1章章 概概 论论 集群通信系统一般采用半双工(现在已有全双工产品)工作方式，一对移动用户之间进行通信需占用一对频道。蜂窝通信系统都采用全双工工作方式，一对移动用户之间进行通信，必须占用两对频道。蜂窝通信系统采用频率再用技术来提高系统的频率利用率；集群系统以改进频道共用技术来提高系统的频率利用率。第第1 1章章 概概 论论 3.3.集群系统的组成集群系统的组成 图 1-10 集群网络的基本结构(a)集中控制方式；(b)分布控制方式第第1 1章章

21、 概概 论论 集群系统的基本设备：转转发发器器 由收、发信机和电源组成。每个频道均配一个转发器。分布式控制的集群系统，每个转发器均有一个逻辑控制单元。天天线线共共用用设设备备 它包括天线、馈线和共用器(如收发天线共用器、基站的发射合路器和接收耦合器)。第第1 1章章 概概 论论 系系统统控控制制中中心心(系统控制器):分布式控制系统无集中控制中心，在联网时通过无线网络控制终端。调度台调度台:无线调度台无线调度台和有线调度台有线调度台。无无线线调调度度台台:收发信机、控制单元、操作台、天线和电源等组成。有线调度台有线调度台:简单的电话机或带显示的操作台。移移动动台台:车载台和手机。它们均由收发信

22、机、控制单元、天线和电源等组成。第第1 1章章 概概 论论 4.集群方式集群方式 (1)消息集群:每一次呼叫通话期间，一次性地分配一个无线频道，而且在通话完毕后(即松开PTT开关后)，转发器继续在该频道上工作6 s左右,才算完成此次接续过程。是由大量实测和统计而得到的结果，指的是在一次通信过程中，通信双方占用时间的统计规律，并非通常所说的消息格式。图 1-11 消息集群的典型呼叫格式 第第1 1章章 概概 论论 (2)传输集群。通话中，并非始终占用某一个频道，当发话一方松开PTT时，对这一频道的占用即结束，对方回答或本方再发话时，都要重新分配并占用新的空闲频道。图 1-12 传输集群的典型呼叫

23、格式优点：可以充分利用频道的空闲时间，其频道利用率可以明显提高。第第1 1章章 概概 论论 表 1-3 部分集群移动通信系统的主要参数第第1 1章章 概概 论论 1.3.51.3.5移动卫星通信系统移动卫星通信系统 卫星通信是利用人造卫星作为中继站转发无线电信号。在海上、空中和地形复杂而人口稀疏的地区中实现移动通信，具有独特的优越性。1976年，国际海事卫星组织首先在太平洋、大西洋和印度洋上空发射了三颗同步卫星，为在这三个大洋上航行的船只提供通信服务。第第1 1章章 概概 论论 接收信号电平是与通信传输距离的平方成反比的，利用同步卫星实现海上或陆地移动通信时，为了接收来自卫星的微弱信号，用户终

24、端所用的天线必须具有足够的增益。在船载终端或车载终端上可以实现，而在便携式终端和手持式终端上还难以做到。为了使地面用户只借助手机即可实现卫星通信，中低轨道卫星移动通信系统。这类卫星不能与地球自转保持同步，从地面上看，卫星总是缓慢移动的。第第1 1章章 概概 论论 铱（Iridium）系统 第一个全球覆盖的LEO（低轨道）卫星蜂窝系统，支持话音、数据和定位业务 铱系统可以在不依赖于地面通信网的情况下支持地球上任何位置用户之间的通信。铱系统于上世纪八十年代末由Motorola推出，九十年代初开始开发，耗资37亿美元，于1998年11月开始商业运行 “铱”公司于2000年3月宣告破产。目前，美国国防

25、部出资维持铱系统的运行 第第1 1章章 概概 论论 “铱”(IRIDIUM)系统开始计划设置7条圆形轨道均匀分布于地球的极地方向，每条轨道上有11颗卫星，总共有77颗卫星在地球上空运行，这和铱原子中有77个电子围绕原子核旋转的情况相似，故取名为铱系统。第第1 1章章 概概 论论 现 在 该 系 统 改 用 66颗 卫 星，分 6条 轨 道 在 地 球 上 空 运 行。卫星轨道高度780km，是同步卫星轨道的1/46，传播损耗减少，手机功率只需0.4W。同一轨道平面的相邻卫星相连，相邻轨道平面的卫星相连，66颗卫星连接成一个不断运动的中继网络。图 1-14 铱系统卫星轨道示意图 第第1 1章章

26、概概 论论 用户通信过程中，正在服务的卫星由于移动离开该用户所在地区，而另外一颗卫星将相继进入该地区，这时通信联络由离开该地区的卫星切换到进入该地区的卫星，同蜂窝中的越区切换。图 1-14 铱系统卫星轨道示意图 第第1 1章章 概概 论论 卫星移动通信系统网络结构卫星移动通信系统网络结构1.卫星用户呼叫地面用户2.卫星用户呼叫卫星用户3.通信双方在同一卫星覆盖区4.通信双方在不同卫星覆盖区 信关站天线信关站天线图图 1-15网络结构网络结构第第1 1章章 概概 论论 表 1-4 低轨道移动卫星通信系统的部分参数 第第1 1章章 概概 论论 1.3.61.3.6分组无线网分组无线网 分组无线网是

27、一种利用无线信道进行分组交换的通信网络，即网络中传送的信息要以“分组”或称“信包”(有时简称“包”)为基本单元。目的是提供高速的分组数据业务 分组是由若干比特组成的信息段，通常包含“包头”和“正文”两部分。包头中含有该分组的源地址(起始地址)、宿地址(目的地址)和有关的路由信息等；正文是真正需要传送的信息。分组传输方式是存储转发方式的一种，用户终端必须先把要传送的信息存储、分段、加上包头以构成分组，才能送上无线信道进行传输。这一过程必然要产生额外的时间延迟。因此，分组无线网特别适用于实时性要求不严的数据通信。第第1 1章章 概概 论论 1.4 移动通信的基本技术移动通信的基本技术1.4.11.

28、4.1调制技术调制技术调调制制定定义义：把模拟信号或数字信号变换成适合信道传输的高频信号的过程。即基带信号（携带信息的原始电磁信号）转变为一个相对基带频率而言频率非常高的信号。该信号称为已调信号，而基带信号称为调制信号。解解调调定定义义：在接收端将已调信号还原成要传输的原始信号的过程。第第1 1章章 概概 论论 调制按输入信号（称为调制信号）的形式可分：调制按输入信号（称为调制信号）的形式可分：1、模拟调制：利用输入的模拟信号直接调制载波的振幅、频率和相位，可得到调幅(AM)、调频(FM)或调相(PM)信号。第一代蜂窝移动通信系统采用模拟调频（第一代蜂窝移动通信系统采用模拟调频（FMFM）传输

29、模拟语音）传输模拟语音信号。信号。调频是使高频载波信号的瞬时频率随调制信号的变化而变化。调频是使高频载波信号的瞬时频率随调制信号的变化而变化。调频制在抗干扰和抗衰落性能方面优于调幅制，对非线性信道有较调频制在抗干扰和抗衰落性能方面优于调幅制，对非线性信道有较好的适应性，世界上几乎所有的模拟蜂窝系统都使用频率调制。好的适应性，世界上几乎所有的模拟蜂窝系统都使用频率调制。第第1 1章章 概概 论论 2、数字调制：利用数字信号来控制载波的振幅、频率或相位。常用的数字调制：移频键控(FSK)和移相键控(PSK)等。第二代数字蜂窝移动通信系统传送的语音都是经过语音编码和信道编码后的数字信号。GSM系统采

30、用GMSK调制。移动通信信道的基本特征是：移动通信信道的基本特征是：一、带宽有限。二、干扰和噪声影响大。三、存在着多径衰落。第第1 1章章 概概 论论 根据以上几点调制解调时要注意：根据以上几点调制解调时要注意：1、要求高的频谱利用率即已调信号所占的带宽窄。即已调信号频谱的主瓣要窄，同时副瓣的幅度要低(即辐射到相邻频道的功率要小)对于数字调制而言，频谱利用率常用单位频带(1 Hz)内能传输的比特率(b/s)来表征。调制技术须在规定频带约束内提供高的传输速率。目前所有调制技术的主要设计思路是最小化传输带宽。2、高的抗干扰和抗多径性能要求 即经过调制解调后的输出信噪比(S/N)较大或误码率较低。第

31、第1 1章章 概概 论论 3、可实现性 采用恒定包络调制，则可采用限幅器、低成本的非线性高效功率放大器件。如采用非恒定包络调制，则需要采用成本相对较高的线性功率放大器件。此外，还必须考虑调制器和解调器本身的复杂性。研究调制解调技术的主要内容包括研究调制解调技术的主要内容包括：1、调制的原理及其实现方法。2、已调信号的频谱特性、3、解调的原理和实现方法、4、解调后的信噪比或误码率性能等。第第1 1章章 概概 论论 1.4.2 移动信道中电波传播特性的研究移动信道中电波传播特性的研究研究移动信道的传播特性的目的：对移动通信系统的规划和设计提供依据。研究移动信道的传播特性的方法：首先要弄清移动信道的

32、传播规律和各种物理现象的机理以及这些现象对信号传输所产生的不良影响，进而研究消除各种不良影响的对策。通常通过理论分析或根据实测数据进行统计分析(或二者结合)，来总结和建立有普遍性的数学模型，利用这些模型，估算一些传播环境中的传播损耗和其它有关的传播参数。第第1 1章章 概概 论论 理论分析方法通常用射线表示电磁波束的传播，在确定收发天线的高度、位置和周围环境的具体特征后，根据直射、折射、反射、散射、透射等波动现象，用电磁波理论计算电波传播的路径损耗及有关信道参数。实测分析方法是指在典型的传播环境中进行现场测试，并用计算机对大量实测数据进行统计分析，以建立预测模型，进行传播预测。第第1 1章章

33、概概 论论 1.4.3 多址方式多址方式 多址方式的基本类型有频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)。实际中常用到三种基本多址方式的混合多址方式，比如，频分多址时分多址(FDMATDMA)、频分多址码分多址(FDMACDMA)、时分多址码分多址(TDMACDMA)等等。第第1 1章章 概概 论论 1.频分多址频分多址:是是将将给给定定的的频频谱谱资资源源划划分分为为若若干干个个等等间间隔隔的的频频道道（或或称称信信道道）供供不不同同的的用用户使用。户使用。此时，“信道信道”一词的含义即为一词的含义即为“频道频道”。图1-16FDMA的频道划分方法 图1-17频分多址示

34、意图第第1 1章章 概概 论论 2.2.时时分多址分多址:把时间分割成周期性的帧，每一帧再分割成若干个时隙（无论帧或时隙都是互不重叠的），然后根据一定的时隙分配原则，使各各个个移移动动台台在在每每帧帧内内只只能能按按指指定定的的时时隙隙向向基基站站发发送送信信号号，同同时时基基站站发发向向多多个个移移动动台台的的信信号号都都按按顺顺序序安安排排在在预预定定的的时时隙隙中中传传输输。此时，“信道信道”一词的含义为一词的含义为“时隙时隙”。第第1 1章章 概概 论论 3.3.码分码分多址多址:不同的用户传输信息所用的信号不是根据频率或时隙的不同来区分的，而是用各不相同的编码序列来区分的。此时“信道

35、信道”一词的含义为一词的含义为“码型码型”。频分双工、码分多址：频分双工、码分多址：前向信道和反向信道采用频率划分的方式。每一个移动用户分配有一个地址码，移动台MS1、MS2、MSk分别分配有C1、C2、Ck，这些码分信道在同一载波上。利用码型和移动用户的一一对应关系，只要知道用户地址（地址码）,便可实现选址通信。第第1 1章章 概概 论论 1.4.4 抗干扰措施抗干扰措施 网络设计者在设计、开发和生产移动通信网络时，必须预计到网络运行环境中会出现的各种干扰(包括网络外部产生的干扰和网络自身产生的干扰)强度，并采取有效措施，保证网络在运行时，干扰电平和有用信号相比不超过预定的门限值，或者保证传

36、输差错率不超过预定的数量级。第第1 1章章 概概 论论 移动通信系统中采用的抗干扰措施是多种多样的，主要有：(1)利用信道编码进行检错和纠错是降低通信传输的差错率，保证通信质量和可靠性的有效手段；(2)为克服由多径干扰所引起的多径衰落，广泛采用分集技术(包括空间分集、频率分集、时间分集以及RAKE接收技术、自适应均衡技术等）第第1 1章章 概概 论论 (3)为提高通信系统的综合抗干扰能力而采用扩频和跳频技术；(4)为减少蜂窝网络中的共道干扰而采用扇区天线、多波束天线和自适应天线阵列等；(5)在CDMA通信系统中，为了减少多址干扰而使用干扰抵消和多用户信号检测器技术。第第1 1章章 概概 论论

37、1.4.5 组网技术组网技术 1.网络结构网络结构 图1-16 数字蜂窝通信系统的网络结构第第1 1章章 概概 论论 2.网络接口网络接口 有关功能实体之间都要用接口进行连接。同一通信网络的接口，必须符合统一的接口规范。Sm是用户和网络之间的接口，也称人机接口；Um是移动台与基站收发信台之间的接口，也称无线接口或空中接口；图 1-17 蜂窝系统所用的接口第第1 1章章 概概 论论 3.网络的控制与管理网络的控制与管理 无论何时，当某一移动用户在接入信道上向另一移动用户或有线用户发起呼叫，或者某一有线用户呼叫移动用户时，移动通信网络就要按照预定的程序开始运转，这一过程会涉及到网络的各个功能部件，

38、包括基站、移动台、移动交换中心、各种数据库以及网络的各个接口等。网络要为用户呼叫配置所需的控制信道和业务信道，指定和控制发射机的功率，进行设备和用户的识别和鉴权，完成无线链路和地面线路的连接和交换，最终在主呼用户和被呼用户之间建立起通信链路，提供通信服务。这一过程称为呼叫接续过程，是移动通信系统的连接控制(或管理)功能。第第1 1章章 概概 论论 当移动用户从一个位置区漫游到另一个位置区时，网络中的位置寄存器要对移动台的位置信息进行登记，修改或删除，如果移动台在通信过程中越区，网络要在不影响不用通信的情况下，控制移动台进行越区切换，其中包括判定新的服务基站，指配新的频率或信道以及更换原有地面线

39、路等程序。这种功能是移动通信的移动管理功能。在移动通信网络中，重要的管理功能还有无线资源管理。无线资源管理的目标是在保证通信质量的条件下，尽可能提高通信系统的频谱利用率和通信容量。上述控制和管理功能均由网络系统的整体操作实现，每一过程均涉及到各个功能实体的相互支持和协调配合。第第1 1章章 概概 论论 1.什么叫移动通信?移动通信有哪些特点?2.单工通信与双工通信有何区别?各有何优缺点?3.数字移动通信系统有哪些优点?4.常用移动通信系统包括哪几种类型?5.蜂窝通信系统采用了哪些技术?它与无线寻呼、无绳电话、集群系统的主要差别是什么?思考题与习题思考题与习题第第1 1章章 概概 论论 6.集群的基本概念和方式是什么?它与常用的话音通信有何差别?7.移动卫星通信的典型系统有哪些?它与地面蜂窝移动通信的差别是什么?8.什么叫分组无线网?9.移动通信包括哪些主要技术?各项技术的主要作用是什么?10.移动通信系统由哪些功能实体组成?其无线接口包括哪几层的功能?