第7章3G和未来移动通信系统
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第七章 移动通信网
（8） F接口
MSC与EIR间的接口 用于交换相关的IMEI管理信息
（9） G接口
VLR间的接口 用于在采用 TMSI 的 MS 进入新的 MSC/VLR 服务区域 时向分配TMSI的VLR询问此移动用户的IMSI信息
28
7.2 系统结构
4 网络区域划分 PLMN 的网络覆盖区域划分如图 7-2 所示，按从 小到大的顺序，包括下列各组成区域。
为了对IMSI保密，IMSI仅在空中传送一次，便由VLR 给来访移动用户分配一个惟一的TMSI号码替代
仅在本地有效 ，当用户离开此VLR服务区后释放
由VLR临时分配
（4）移动用户漫游号码MSRN
用于在呼叫时为移动用户选路 VLR临时分配 ，接续完成后即释放
在被访VLR区域内是惟一有效的
40dB。
阴影衰落：当移动台通过不同障碍物的阴影时，
就造成接收场强中值的变化。这种由于阴影效应
导致接收场强中值随着地理位臵改变而出现的缓 慢变化。 自由空间传播损耗：与距离的平方成正比。
7
7.1 移动通信概述
4 移动通信的种类 (1) 集群移动通信 (2) 公用移动通信系统
(3) 卫星移动通信
7.2 系统结构
5 编号计划 （2）国际移动用户识别码IMSI
用于在国际上唯一识别移动用户，国际统一 开户时写入SIM卡 移动用户以此号码发起入网请求和位臵登记 结构（15位）：如图所示 我国MCC为460 MNC的值中国移动为00、中国联通为01
34
7.2 系统结构
5 编号计划 （3）临时移动用户识别码TMSI
12
7.2 系统结构
2 网络功能实体 （2）基站系统BSS
第7章GSM数字蜂窝移动通信系统
本章提示
GSM系统是个时分多址系统，其功率发射是 在严格规定的时间窗内，以突发形式不停地 发射；所以接收机与发射机要保持严格地定 时同步。
GSM系统是一个数字蜂窝系统。为了便于系 统管理，它有条件安排9种逻辑信道，如何将 这么多逻辑信道映射到TDMA的物理信道上 （即信道组合）是很值得学习的。
2．基站子系统（BSS）
（2）基站控制器（BSC） 基站控制器是基站子系统的控制部分，起着
BSS的变换设备的作用，即承担各种接口及 无线资源和无线参数管理的任务。
2．基站子系统（BSS）
BSC主要由下列部分构成： 朝向与MSC相接的A接口或与码变换器相
接的Ater接口的数字中继控制部分； 朝向与BTS相接的Abis接口或BS接口的
2．基站子系统（BSS）
图7-3 一种典型BSS组成方式
2．基站子系统（BSS）
（1）基站收发信台（BTS）。 由基站控制器（BSC）控制，服务于某个小
区的无线收发设备，完成BSC与无线信道之 间的转换，实现BTS与移动台（MS）之间通 过空中接口的无线传输及相关的控制功能。 BTS主要分为基带单元、载频单元、控制单 元三大部分。
7.1.2 GSM系统与蜂窝结构 的关系
泛欧GSM数字蜂窝移动通信系统是在频分多址下的 时分多址，当它工作在跳频方式时，又引入了码分 多址。
数字移动通信系统也是蜂窝系统，即蜂窝区群结构 和频率复用。
蜂窝区群小区数的多少以及小区半径的大小，取决 于数字系统保证正常通信所需载干比和本地区业务 量的分布和大小。
本章提示
GPRS是GSM网络向3G演进的重要一步，被 称为2.5G技术。GPRS是基于GSM网无线接 口所开发的分组数据传输业务；是按需分配 占用信道资源，频谱利用率高。理论上数据 传输速率最高可达到171.2kbit/s，适合各种 突发性强的数据传输。
2024版《移动通信系统》PPT课件
蜂窝移动通信网络规划与优化
网络规划
根据覆盖和容量需求，确定基站 位置、配置参数、频率规划等，
以保证网络质量和覆盖效果。
网络优化
针对网络运行中出现的问题，进 行参数调整、干扰排查、覆盖优 化等，以提高网络质量和用户满
意度。
规划与优化方法
包括传播模型校正、仿真模拟、 路测数据分析、参数调整等手段。
04
访问控制策略
根据用户身份和权限控制其对系统资源的访 问
审计与监控
对系统的访问和操作进行审计和监控，及时 发现和处理安全事件
08
未来移动通信发展趋势与 挑战
5G/6G愿景与关键技术挑战
5G/6G愿景
实现全球覆盖、超高速率、超低时延、超大连接， 构建万物互联的智能世界。
关键技术挑战
高频谱利用、大规模天线技术、超密集组网、全 频谱接入等。
无线城域网可应用于城市范围内 的多种场景，如智能交通、智能 电网、安防监控、应急通信等。
通过无线城域网，可以实现城市 范围内的快速、便捷、高效的无 线通信服务，推动城市的信息化 和智能化发展。
05
卫星移动通信系统
卫星移动通信概述及特点
卫星移动通信是利用地球静止轨 道卫星或中、低轨道卫星作为中 继站，实现区域乃至全球范围的
跟踪、监控和管理的一种网络。
02
物联网在移动通信中的应用场景
包括智能家居、智能交通、智能医疗、智能物流等。
03
物联网在移动通信中的技术实现
物联网在移动通信中的技术实现主要包括传感器技术、无线通信技术、
云计算技术等。通过这些技术，物联网可以实现与移动通信网络的深度
融合，为人们提供更加便捷、高效、智能的服务。
03
12次课 第07章 GSM
用于识别不同的位置区，用于移动用户的位置更新。
移动国家号码
移动网号：2位
位置区号码
7-38
移动通信概论
三、GSM编码计划
• 全球小区识别码（CGI）
用于识别某个位置区下的一个小区， 用于移动用户的位置更新。
移动国家 号码
移动网号：2位
位置区号码
小区识别代码
7-39
– 网络子系统（NSS： Network Switching
Subsystem）
7-13
移动通信概论
二、GSM网络组成和接口
移动台 MS
基站子系统
网络子系统 VLR BSC
BTS TE MS
MSC HLR AUC EIR OMC BTS BSC
PSTN ISDN PDN
7-14
移动通信概论
二、GSM网络组成和接口
7-15
移动通信概论
二、GSM网络组成和接口
• ＳＩＭ卡
产生的初衷：将用户信息从手机中分 离开来
7-16
移动通信概论
二、GSM网络组成和接口
SIM卡的作用
无线传输比固定传输更易被窃听，如果不提供
特别的保护措施，很容易被窃听或被假冒一个注册 用户。八十年代的模拟系统令用户深受其害。因此，
GSM 首先引入了 SIM 卡技术，它通过鉴权来防止
7-20
移动通信概论
二、GSM网络组成和接口
移动台 MS
基站子系统
网络子系统 VLR BSC
BTS TE MS
MSC HLR AUC EIR OMC BTS BSC
PSTN ISDN PDN
7-21
移动通信概论
二、GSM网络组成和接口
移动通信(第五版)(章坚武)第1章教学教材
物信学院
课件制作：蔡彦
第1章 概述
由于收发频率有一定保护间隔， 提高了抗干扰能力， 中 心转信台的加入使通信区域得到了有效扩大， 因此， 这种方 式常用于组建有几个频道同时工作的专用网(专网)。
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课件制作：蔡彦
第1章 概述
2. 半双工制 图1 - 2中，通信一端(A)采用双工制，而移动台(B)采用单 工制， 这种方式称为半双工制。半双工制的优点是：① 移动 台设备简单， 价格低， 耗电少；② 收发采用不同频率， 提高 了频谱利用率； ③ 移动台受邻近电台干扰小。 其缺点是移动 台仍需按键发话，松键受话，使用不方便。 由于收发使用不同的频率， 因此移动台(B)的收发信机可 以交替工作， 也可以收常开， 只控制发， 即按下PTT发射。 半双工制主要用于移动台接入有线网(如市话网)， A作为有线 网接入点。
移动通信是指移动用户之间或移动用户与固定用户之间进 行的通信。
与其他通信方式相比， 移动通信具有以下基本特点：
(1) 电波传播条件恶劣。
(2) 具有多普勒效应。
由于移动台在运动中，所以产生多普勒频移效应，频移值fd 与移动台运动速度v、工作频率f（或波长λ）及电波到达角θ有关，
即
fd
v
cos
(1-1)
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课件制作：蔡彦
第1章 概述
2) 异频单工
异频是指通信双方使用两个不同频率f1和f2。 这种方式 中通信双方的操作仍采用“按—讲”方式。 由于收发使用不
同的频率， 因此同一部电台的收发信机可以交替工作， 也
可以收常开， 只控制发， 即按下PTT发射。 其优缺点与同
频单工基本相同。 在无中心转信台转发的情况下， 电台需
无需按PTT开关， 类同于平时打市话， 使用自然， 操作方便。 频分双工制的优点是： ① 收发频率分开， 可大大减小干扰；
a第7章 移动通信传输信道的特性
16
7.1.1 移动通信系统结构及传输特点
图7-3 我国大陆陆地移动通信2G频谱使用和3G新增频谱输特点
• （1）移动性 • 移动性包括设备移动性（Equipment Mobility）和用 户移动性（User Mobility）。设备移动性是用户移动 性的基础，它使得移动设备能够不受位置限制地保持 原有的通信；用户移动性则允许移动用户在任何地点 使用任何形式的终端设备实现通信。为了支持移动终 端和移动用户的移动性，移动通信网络需要建立一套 有效的移动性管理（Mobility Management）机制。 移动台发送信息的过程比较简单，它首先向网络请求 一定的资源，然后就能够与网络实现信息交互了。
711移动通信系统结构及传输特点图71陆地移动通信系统的组成bts设有无线收发信机和天馈线等设备每个bts都有一个可靠通信的服务范围称为无线小区简称小区cell移动网络就是由若干个这样的小区所构成通过分析可以知道如果采用正六边形的小区对服务范围进行覆盖往往可以在频谱利用率网络规划等方面取得较好的效果因此进行移动网络覆盖分析的时候经常采用正六边形小区覆盖其结构非常类似蜂窝所以又可以把小区制移动通信系统称为蜂窝移动通信系统
• （1）新增第三代公众移动通信系统的工作频段 • ① 核心工作频段 • 频分双工（FDD）方式：1920～1980MHz/2110～2170MHz ，共120MHz。 • 时分双工（TDD）方式：1880～1920MHz/2010～2025MHz ，共55MHz。
14
7.1.1 移动通信系统结构及传输特点
21
7.1.1 移动通信系统结构及传输特点
• （5）移动终端要求高 • 移动终端作为用户接入移动通信网络的设备，必须具 有普通电话终端的基本特性，以及无线收发的能力， 除此之外，考虑到移动性的特点，还会有不同的要求 。对面向个人用户的手机终端，主要要求是体积小、 质量轻、省电、操作简单和携带方便，当然，随着技 术的进步，人们已经不满足于手机仅仅具备通话功能 ，而在娱乐、文档处理、多媒体应用等方面都提出了 新的要求，因此智能手机已经逐渐取代普通手机，成 为市场的主流终端。车载台和机载台除要求操作简单 和维修方便外，还应保证在振动、冲击、高低温变化 等恶劣环境中正常工作。
移动通信原理与系统(第4版)第七章 第四代移动通信系统 — LTE及LTE-Advanced
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7.1.2 LTE需求
无线资源管理需求
（1）增强无线资源管理机制，以便实现更好的端到端QoS； （2）E-UTRAN系统应提供在空口有效的传输和高层协议操作方式， 如支持IP头压缩； （3）E-UTRAN系统应支持在不同的无线接入系统间的负载均衡机制 和管理策略。
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7.1.2 LTE需求
7.4 LTE-Advanced介绍
7.5 载波聚合技术
7.1.1 载波聚合简介 7.1.2 载波聚合部署场景 7.1.3 载波聚合关键技术
7.6 中继技术
7.1.1 概述 7.1.2 中继分类 7.1.3 LTE-Advanced中继系
统的中继时隙配置
7.1.4 协作中继技术
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学习重点与要求
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7.1.3 LTE关键技术
❖多载波技术
对抗时间弥散无线信道的健壮性。由于把宽带传输信号细分为多个 窄带子载波，从而使得符号间干扰主要限制在每个符号起始的保护 带内； 通过频域均衡实现的低复杂度接收机； 广播网络中多重发射机发射信号的简单合并；
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7.1.3 LTE关键技术
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7.1.2 LTE需求
业务相关需求
E-UTRA系统应能够有效支持各种类型的业务，包括现有的网页浏览、 FTP业务、视频流业务和VoIP业务，并能够以分组域方式支持更先进 的业务（如实时视频或一键通）。VoIP业务的无线接口和回程效率以 及时延性能不低于现有的UMTS系统电路域话音实现方式。
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7.1.2 LTE需求
（1）在相同的地理区域内实现与GERAN/3G系统的邻频、共站址共 存； （2）在相同的地理区域内实现不同运营商系统间的邻频、共站址共 存； （3）在国境线上的系统间可实现相互重叠和相邻频段情况下共存； （4）可在所有的频段内独立进行部署。
移动通信的未来——3G
新旧是非一起袭来
有比“ Ｇ” ３ 牵动 的资金额 更庞大 的技 术 了。据
个高潮 ． 创意 工业 的下 一个平 台 ． 是电信 格局重 新划 分的启动键 ． 中国公共政策 制定的试金石 。而
～
当Ｌ Ｓ Ｃ Ｍ Ａ — Ｄ Ａ之父李道 本说 出 “ 哪个 国家的 ３ Ｇ
也 没有 中国喊得响 ． 这值 得分析 ” ．Ｇ这 个概念 时 ３
反。 只把终端市场 当成实践国家利益的一个环节 ， 从
不做意 味着没有未来
新 旧世纪之交 。 欧洲押宝 ３ 但不切实际的 Ｇ。
而 一拖 再拖 。
北京 邮电大学经济 管理 学院院长 吕廷杰则认
为：人类历史上真正 改变社 会的是科学技术 ，按部 “ 就班的商业政治总是看不清技术进步一 日千里的未 来 。所 以 ３ 总 是 等 来 等 去 。 一 等 国 际 电联 对 Ｇ Ｔ —Ｃ Ｍ Ｄ Ｓ Ｄ Ａ的认可 。 二等大唐电信对 Ｔ — Ｃ Ｍ ＤＳＤ Ａ
很 少没有 比“ Ｇ 更吸引注意 力的单 一事件 了． ３” 打 开 Ｒ Ｓ聚合式新 闻浏览器 。每天都有 不下 １ 。 Ｓ Ｄ 条关于 ３ 的信 息从新浪 、网易、 ｈ ａ ｙ Ｇ Ｃ ｉ Ｂ ｔ 来。 ｎ ｅ涌 “ 中国 ３ 即将商用” Ｇ 的消息从上个世纪末就开始 四 处飘散 ． 至今仍在聒噪 ， 却从 未形成眼球疲劳。 很少有 比“ Ｇ 涉及到的领域 更多的词 汇了。 ３” 它 是 互联网 的延伸 ． 新科技 的体验 ． 是通信产 业的下
牌照拍卖费。 迟迟不能实用的技术 ， 再三延迟 的网 络建设计划 ，都让欧洲电信运营商在一瞬间陷入 泥沼。和记黄埔在英国、意大利 、奥地利上马了 ３ 两年里才有区区 ５ Ｇ。 ２万用户 ， 血本无归。 上世纪
第7章IS95CDMA移动通信系统
A
寻呼信道 长码掩码
以4.8kbps的信息速率为例
卷积编码 符号重复 交织器
长码 发生器 1.2288Mcps 分频器
码速提高一倍，符号速率为9.6 ksps 重复一次，符号速率为19.2 ksps 交织矩阵为24×16（384个码元） 交织时延为一帧时间（20ms） 数据加扰 保密起见 与相应Walsh码模2加 送入四相调制器
第7章 IS－95 CDMA移动通信系统
1、导频信道的处理过程
Walsh函数0
1.2288Mcps
导频 信道
全0
A
导频信道不携带任何用户信息，输入为全0 没有经过编码和交织 固定使用沃尔什函数0（ W0 64 ）进行扩频 然后进行四相调制
第7章 IS－95 CDMA移动通信系统
2、同步信道——设置
第7章 IS－95 CDMA移动通信系统
3、寻呼信道——信息处理过程
编码 寻呼信道 卷积编码 符号 ，K=9 19.2ksps 比特 9.6kbps r=1/2 器
4.8kbps 9.6ksps
Walsh函数p 1.2288Mcps
P=1∙∙∙7
调制 符号 符号
调制 块交 符号
重复 19.2ksps 织器 19.2ksps 19.2ksps
符号重复
作用： 对付突发性干扰， 将突发性差错分散开 来，变为随机差错。
块交织
1
第7章 IS－95 CDMA移动通信系统
扩频与调制
扩频
以1.2288Mcps的Walsh函数扩频 保证前向链路的各个信道间具有正交性。
QPSK调制
数据分别与两个不同的PN短码进行模2加 基带滤波成型 载波调制，相加后发送出去。
移动通信(第六版)(章坚武)课件 (7)[220页]
![移动通信(第六版)(章坚武)课件 (7)[220页]](https://img.taocdn.com/s3/m/2006ad0026fff705cc170af0.png)
第7章 第三代移动通信系统(３Ｇ)
第7章 第三代移动通信系统(３Ｇ)
2.频率划分 1987年,ITU 世界无线电行政大会针对移动业务(WMOB 81)通过了265号决议, 此决议为 FPLMTS 国 际 化 选 择 了 1~3 GHz的 工 作 频 段,最 小 带 宽 为 230 MHz。在 WARC 92会议上,ITU 会员一致同意IMT 2000的频段为2GHz,即 1885~2025MHz 和2110~2200 MHz,其 中 1980~2010 MHz和 2170~2200 MHz用 于 移 动 卫 星 业 务 (MSS)。
第7章 第三代移动通信系统(３Ｇ)
(4)智能化。IMT 2000主要表现在引入智能网,移动终端 和基站采用软件无线电技术。
(5)个人化。用户可用唯一个人电话号码(PTN)在终端上 获取所需要的电信业务,这 就超越了传统的终端移动性,真正 实现了个人移动性。
第7章 第三代移动通信系统(３Ｇ)
图7－1描述了第三代移动通信系统的运行环境。从图中 可以看出,各种不同的操作环境,从 具 有 极 高 容 量 的 室 内 微蜂窝结构到室外的蜂窝结构以及卫星覆盖都包 括 在 IMT 2000 系统中,同时该系统还具有提供各种业务(从 话音、数据到多媒体)的能力。总 而言之,IMT 2000系统具有 很强的灵活性。
第7章 第三代移动通信系统(３Ｇ)
由于这两种网络具有不同的交换体系,导致彼此间的网 络 几乎都是独立运行的。制定 GPRS标准的目的就是要改变 这两种网络互相独立的现状。通 过采用 GPRS 技 术,可 使 现 有 GSM 网 络 方 便 地 实 现 与 高 速 数 据 分 组 的 简 便 接 入。 WCDMA 和 TD SCDMA 网络保留了 GSM 的PS和 CS的主要结构,兼容 GSM 原有的手 机终端设备,使 GSM 网 络平稳演进至3G。
移动通信系统的基本概述(
第一章 移动通信概述
1.1 移动通信的发展 1.2 移动通信的特点及组成 1.3 移动通信的分类 1.4 移动通信的工作方式
1.5 移动通信中的多址技术 1.6 移动通信的编码与调制技术
1
什么是移动通信
移动通信——“动中通”
通信双方或至少其中一方在移动环境下进行 信息传递的通信方式，包括移动体之间或移动 体与固定体之间的通信。
中国移动通信发展历程－－大陆无线寻呼
中国移动通信发展历程－－蜂窝移动电话
中国移动通信发展历程－－模拟与数字移动电话
指数型增长，跳跃式前进，跨越式发展
据统计，我国从1987年开通移动电话业务到1997年用户达 到1000万户，用了整整10年的时间。而从1000万户增长到 2001年的1亿户，只用了不到4年的时间。此后，2002年11 月，移动电话用户总数达到2亿；2004年5月，达到3亿； 2006年2月，达到4亿。今天的中国，移动电话用户已经超 过4.87亿户，成为全球移动电话用户最多的国家，同时也 是GSM和CDMA网络容量全球最大的国家。20年，6.3亿秒， 平均每1.2秒就增加一个新用户。
第三代移动通信系统
具有全球标准 使用全球公共频带 具有全球使用的小型终端 具有全球漫游能力 从媒体（Media）→多媒体（Multi-media） 微蜂窝结构 提高改良的频率使用效率 具有易于向下一代系统发展的灵活性 具有高速的分级数据速率 在固定位置环境下能达到2Mbps 对步行用户能达到384kbps 对车载用户能达到144kbps
2000s，第三代移动通信系统，欧洲、日本的WCDMA ， 北美的CDMA-2000 ，中国的TD-SCDMA
第一代移动通信系统特点
系统间没有公共接口。 无法与固定网迅速向数字化推进相适应，数字承 载业务很难开展。 频率利用率低，无法适应大容量的要求。 安全性差，易于被窃听，易做“假机”。
第三代移动通信系统概述
第三代移动通信系统概述摘要：第三代移动通信系统目标主要是全球化、综合化和个人化, 其主流制式有三种: 欧洲和日本共同提出的wcdma- fdd/ tdd、以美国高通为代表提出的cdma2000 和以中国大唐为代表提出的td- scdma。
关键词：第三代移动通信3g imt-2000 wcdma-fdd/ tdd cdma2000 td- scdma经过多年的努力, 第三代移动通信(3g) 的建设已经指日可待, 3g也已经从专家口中的一个术语, 变为社会大众口中的一个常用词。
第一代移动通信系统{ 如amps 和tacs等} 是采用fdma 制式的模拟蜂窝系统, 其主要缺点是频谱利用率低、系统容量小、业务种类有限, 不能满足移动通信飞速发展的需要。
第二代移动通信系统( 如采用tdma制式的欧洲gsm/ dcs1800 , 北美i s- 4 和采用cdma制式的美国i s- 9 等) 则是数字蜂窝系统。
虽然其容量和功能与第一代相比有了很大的提高, 但其业务主要限于话音和低速率数据( 9. 6kb/s ) , 远不能满足新业务和高传输速率的需要。
第三代移动通信系统简称3g系统, 它最早是国际电联( i tu-r) 于198 年提出的, 当时命名为未来公众陆地移动通信系统( fplmts) 。
由于当时预期该系统在2000 年使用, 并工作在2000mhz 频段, 故于1996 年正式改名为i mt-2000 。
第三代移动通信系统大致目标是全球化、综合化和个人化。
全球化就是提供全球海陆空三维的无缝隙覆盖, 支持全球漫游业务; 综合化就是提供多种话音和非话音业务, 特别是多媒体业务; 个人化就是有足够的系统容量、强大的多种用户管理能力、高保密性能和服务质量。
一、imt- 2000 的技术要求和提供的业务1 、i mt- 2000 的要求为实现上述目标, 对其无线传输技术提出了以下要求。
( 1 ) 高速传输以支持多媒体业务① 室内环境至少2mbi t / s ;② 室外步行环境至少384kbi t / s ;③ 室外车辆运动中至少144kbi t / s 。
第7章GSM移动通信系统
7.1.1 网络结构
GSM系统的网络结构如图7-1所示。由图可见，GSM系统的主要 组成部分可分为移动台（MS，Mobile Station ）、基站子系统（BSS ， Base Station Subsystem）和网络子系统（NSS，Network Switching Subsystem）。
基站子系统（简称基站BS）由基站收发信机（BTS）和基站控制 器（BSC）组成；网络子系统（NSS）包括：移动交换中心（MSC）、 操作维护中心（OMC）、原籍位置寄存器（HLR）、访问位置寄存 器（VLR）、鉴权中心（AUC）和设备标志寄存器（EIR）等组成。 一个MSC可管理多达几十个基站控制器，一个基站控制器最多可控制 256个BTS。MS、BS和网络子系统构成了公用陆地移动通信网，该网 络由MSC与公用交换电话网（PSTN）、综合业务数字网（ISDN）和 公用数据网（PDN）进行互连。
SIM卡的特点和寿命
SIM卡的特点
1. 客户与设备分离； 2. 通信安全可靠； 3. 成本低。
SIM卡的寿命
SIM卡的平均寿命约为4年左右。
2. 基站子系统(BSS)
基站子系统是GSM系统的基本组成部分，它通过无线接口与移 动台相连，进行无线发送、接收及无线资源管理。另一方面，基站 子系统与网络子系统中的移动交换中心（MSC）相连，实现移动用 户与固定网络用户之间或移动用户之间的通信连接。
7.1 GSM系统概述
经过6年的研究、实验和比较，于1988年确定了包括TDMA 技术在内的技术规范，并制定出实施计划。从1990年开始，这 个系统在德国、英国和北欧许多国家投入试用，取得了意想不 到的成功，并走向全球，GSM也演变为Global System for Mobile Communication的缩写，在某种程度上实现了“全球 通”。在GSM标准中，未对硬件进行规定，只对功能和接口 等进行了详细规定，便于不同公司产品的互联互通。GSM包 括两个并行的系统：GSM 900和DCS 1800。这两个系统功能相 同，主要的差异是频段不同。
移动通信(第五版)(章坚武)第1章
物信学院
. 课件制作：蔡彦
第1章 概述
1.2 移动通信的工作方式
移动通信按照用户的通话状态和频率使用的方法分， 有三种工作方式： 单工制、半双工制和双工制。
单工制分单频（同频）单工和双频（异频）单工两种， 见图1-1。
物信学院
. 课件制作：蔡彦
第1章 概述
物信学院
图 1-1 单工通信方式
.
课件制作：蔡彦
第1章 概述
1） 同频单工 同频是指通信双方使用相同的工作频率(f1)； 单工是指通 信双方的操作采用“按—讲”(PTT， Push To Talk)方式。 平 时， 双方的接收机均处于守听状态。 如果A方需要发话， 可 按下PTT开关， 发射机工作， 并使A方接收机关闭。 这时， 由于B方接收机处于守听状态， 因此可实现由A至B的通话； 同理， 也可实现B至A的通话。 在该方式中， 电台的收发信 机是交替工作的， 故收发信机不需要使用天线共用器， 而是 使用同一副天线。
. 课件制作：蔡彦
第1章 概述
1.1 移动通信及其特点
移动通信是指移动用户之间或移动用户与固定用户之间进 行的通信。
与其他通信方式相比， 移动通信具有以下基本特点：
(1) 电波传播条件恶劣。
(2) 具有多普勒效应。
由于移动台在运动中，所以产生多普勒频移效应，频移值fd 与移动台运动速度v、工作频率f（或波长λ）及电波到达角θ有关，
第1普章通概高述等教育“十二五”国家级规划教材
移 动 通 信 十二一五五
（第五版）
章坚武 编著
物信学院
西安电子科技大学出版社
.
课件制作：蔡彦
第1章 概述
移动
请班长安排，用班费复印实验资料
2024年度《移动通信原理及应用》课程教学大纲
信道编码与调制
了解信道编码和调制技术在移动通信中的应用，以提高信号传输 的可靠性。
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多址接入技术与干扰抑制
多址接入技术
介绍FDMA、TDMA、CDMA等多址接入技术的 原理和特点。
干扰抑制技术
分析移动通信中的干扰来源，并介绍常见的干扰 抑制技术，如功率控制、分集接收等。
扩频通信技术
了解扩频通信技术的原理及其在抗干扰和提高系 统容量方面的应用。
3
移动通信发展历程与趋势
2024/2/2
移动通信的起源与早期发展
01
从1G到2G的技术演进，主要解决了语音通信和低速数据业务的
问题。
3G与4G时代的发展
02
实现了移动宽带和高速数据传输，推动了移动互联网和智能终
端的普及。
5G及未来移动通信的趋势
03
超高速率、超低时延、超大连接，将开启万物互联和智能化时
实验二
无线信道特性与传输技术实验
2024/2/2
设计思路
通过实验测量无线信道的传输特性，如路径损耗、多径 效应等，让学生了解无线信道对移动通信系统性能的影 响，并掌握相应的传输技术。
实验三
移动通信网络规划与优化实验
设计思路
通过模拟软件或实际网络数据，让学生进行移动通信网 络的规划和优化，培养学生的实际应用能力和问题解决 能力。
移动通信关键技术
包括多址技术、调制解调技术、信道编码技 术、分集技术等。
2024/2/2
移动通信网络规划与优化
包括网络规划原则、方法，网络优化策略等 。
35
行业发展趋势分析
5G技术发展与应用
探讨5G技术的特点、优势以及在各个领域的应用前景。
物联网与移动通信的融合
了解信道编码和调制技术在移动通信中的应用，以提高信号传输 的可靠性。
10
多址接入技术与干扰抑制
多址接入技术
介绍FDMA、TDMA、CDMA等多址接入技术的 原理和特点。
干扰抑制技术
分析移动通信中的干扰来源，并介绍常见的干扰 抑制技术，如功率控制、分集接收等。
扩频通信技术
了解扩频通信技术的原理及其在抗干扰和提高系 统容量方面的应用。
3
移动通信发展历程与趋势
2024/2/2
移动通信的起源与早期发展
01
从1G到2G的技术演进，主要解决了语音通信和低速数据业务的
问题。
3G与4G时代的发展
02
实现了移动宽带和高速数据传输，推动了移动互联网和智能终
端的普及。
5G及未来移动通信的趋势
03
超高速率、超低时延、超大连接，将开启万物互联和智能化时
实验二
无线信道特性与传输技术实验
2024/2/2
设计思路
通过实验测量无线信道的传输特性，如路径损耗、多径 效应等，让学生了解无线信道对移动通信系统性能的影 响，并掌握相应的传输技术。
实验三
移动通信网络规划与优化实验
设计思路
通过模拟软件或实际网络数据，让学生进行移动通信网 络的规划和优化，培养学生的实际应用能力和问题解决 能力。
移动通信关键技术
包括多址技术、调制解调技术、信道编码技 术、分集技术等。
2024/2/2
移动通信网络规划与优化
包括网络规划原则、方法，网络优化策略等 。
35
行业发展趋势分析
5G技术发展与应用
探讨5G技术的特点、优势以及在各个领域的应用前景。
物联网与移动通信的融合
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的主要标准，整个标准将分两步实施：确定整
个网络的频率分配，并协调可能受到影响的系
统。
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第7章3G和未来移动通信系统
•表7-2 IMT-2000卫星的频段划分
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第7章3G和未来移动通信系统
• 3.
• 容量与覆盖是无线系统的两个关键的技术 指标。移动系统的容量（每单位面积的负荷） 是最重要的；对于一些边远地区，覆盖问题占 了主要地位。卫星移动系统（MSS）是解决实现 全球覆盖问题的有效方法。作为陆地系统的补 充，卫星移动通信系统具有覆盖面积大、信号 稳定、不受地形地貌影响、不受距离限制等特 点。IMT-2000将是综合陆地与卫星系统的一个 有机整体。
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第7章3G和未来移动通信系统
• 由于这两种网络具有不同的交换体系，
导致彼此间的网络几乎都是独立运行的。制定
GPRS标准的目的就是要改变这两种网络互相独
立的现状。通过采用GPRS技术，可使现有GSM
网络方便地实现与高速数据分组的简便接入。
WCDMA和TD- SCDMA 网络保留了GSM的PS和
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第7章3G和未来移动通信系统
•（1）全球化。IMT－2000是一个全球性的系 统，它包括多种系统，在设计上具有高度的通 用性，该系统中的业务以及它与固定网之间的 业务可以兼容，能提供全球漫游。
•（2）多媒体化。提供高质量的多媒体业务， 如话音、可变速率数据、视频和高清晰图像等 多种业务。
第7章3G和未来移动通信系统
• 诺基亚将其“无线一键通” （PushtotalkoverCellular）技术简称为 “PoC”，高通公司则译为“即按即说”， 并 缩 写 成 “ PTT” （ Push － To － Talk ） 。 PoC技术将极大地增强现有的电话服务， 将成为未来移动运营商新的增值点。
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第7章3G和未来移动通信系统
• 卫星轨道的选择是卫星系统要考虑的首 要问题之一。卫星轨道可以分为地球同步轨道 （ GEO ） 和 非 地 球 同 步 轨 道 （ NGEO ） 两 类 。 IMT-2000 趋 向 于 使 用 非 地 球 同 步 轨 道 ， 因 为 NGEO可以较好地实现全球覆盖，时延较小。同 时，可以使用小口径的天线减小波束的投射范 围，从而获得更好的全球频率重用系数。但 NGEO 的 一 个 缺 点 是 所 需 使 用 的 卫 星 数 目 要 比 GEO的多，并且卫星相对于地区不是静止的。
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第7章3G和未来移动通信系统
• PoC技术标准规范已于2003年8月提交 “开放移动联盟(OpenMobileAlliance，简称 OMA)”审批，目前爱立信、摩托罗拉和西门子 等三家公司都在敦促OMA尽快推出最终版本的 PoC技术标准，并希望更多的厂商加入互通性 测试，以确保未来PoC产品在不同设备以及服 务器之间的兼容性。
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第7章3G和未来移动通信系统
• M－IMAP客户端是一个安装在移动 台上的软件组件。当移动台离线时，它 让用户编辑和阅读邮件。当上线后，它 提供用户收/发邮件的功能。IMAP服务器 分析处理M-IMAP命令。它提供一个消息 存储和传输代理功能。消息存储功能管 理邮箱，消息传输代理则在Internet上， 传输和发送电子邮件。
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第7章3G和未来移动通信系统
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•图7-1 IMT-2000系统的营运环境
第7章3G和未来移动通信系统
•7.1.1 IMT-2000
• 1.
• 为了方便迅速地接入各种通信业务，保 证公开竞争，促进各国通信市场的发展，可以 方便地增加新的通信业务，WARC－92的ITU－ RM.1036建议给出了IMT－2000频带使用原则， 如表7－1所示。
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第7章3G和未来移动通信系统
•表7-1ITU-R建议的IMT-2000频带使用原则
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第7章3G和未来移动通信系统
• 2.
• 1987年，ITU世界无线电行政大会针对移
动业务（WMOB-81）通过了265号决议，此决议
为FPLMTS国际化选择了1～3GHz的工作频段，
•（ 4 ） 多 点 广 播 业 务 ， 包 括 文 本 数 字 信 息传送、语音信息传送、先进汽车导航、 视频信息传送、移动收音机和移动电视 等。
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第7章3G和未来移动通信系统
•
• （1）无线一键通(PoC或PTT)业务。
• PoC是一种半双工的通信方式,通过PoC 技术，用户只需按一下按钮，就能以类似对 讲机的方式使用手机进行通信。目前,PoC在 北美地区已经非常普及，在欧亚等地区也方 兴未艾，但必须解决它的互通性问题。
通过设置RC，可以同时支持1X终端和IS-95A/B 终端。因此，IS-95A/B/1X 可以同时存在于
同一载波中。
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第7章3G和未来移动通信系统
• cdma2000-1X网络部分则引入了分组交换 方式，支持移动IP业务，可以提供144kb/s的 数据业务，容量比cdmaOne（IS-95A/B网络的 简称）高一倍，而且增加了辅助码分信道等， 可以对一个用户同时承载多个数据流和多种业 务。因此，cdma2000-1X提供的业务比IS-95有 很大的提高，为支持各种多媒体分组业务打下 了基础。
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第7章3G和未来移动通信系统
•表7-3 三种3G标准比较
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第7章3G和未来移动通信系统
•表7-3 三种3G标准比较
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第7章3G和未来移动通信系统
•7.1.2 3G
• 1.WCDMA和TD-SCDMA
• WCDMA和TD-SCDMA网络从原先GSM的基础 上演进。GSM自1992年投入商用以来，GSM标准 得到不断验证，而且稳步发展，全球的GSM用 户数已达20亿。GSM网络采用电路交换（CS） 的方式，主要用于语音通话，而因特网上的数 据传递则采用分组交换（PS）的方式。
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第7章3G和未来移动通信系统
• （2）彩E业务。
• 互联网信息接入协议（IMAP）是一 种收/发电子邮件的协议。MobileMAP(MIMAP)业务允许一个移动台存取和操作MIMAP服务器上的电子邮件消息。该协议 确定了移动台和服务器之间的通信方法。 其业务通过一个M-IMAP客户端和一个MIMAP服务器实现。
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第7章3G和未来移动通信系统
• 使用PoC技术进行通信同使用对讲
机非常相似，通过这项技术，用户可以
轻松的实现“一对一”或者组群之间的
通信。同传统的手机技术不同，用户将
不再需要输入复杂的手机号码，而是按
下一个按钮进入好友列表，选定要联系
的好友后再按一下按钮，双方就可以通
话了。
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• cdma2000-1X是cdma2000第三代无线通
信系统的第一个阶段，是1999年6月由ITU确立
的标准，有人称之为2.75G移动通信系统。其
主要特点是与IS-95A/B完全兼容，并可与IS-
95B系统的频段共享或重叠。cdma2000-1X与 IS-95是通过不同的无线配置(RC)来区别的；
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第7章3G和未来移动通信系统
• 北 美 有 关 运 营 商 在 2000 年 6 月 开 始 cdma2000-1X的现场试验，2001年底已提供商用。 韩国已在2000年10月开通了cdma2000-1X网络。 目前，美洲、亚洲和大洋洲的众多运营商采用 了 cdma2000-1X 进 行 商 用 运 行 。 中 国 联 通 的 cdma2000-1X网络于2002年下半年开始商用。 第三代移动通信伙伴计划2（3GPP2）从2000年 初开始在cdma2000-1X基础上制定1X的演进技术， 即1X-EV的标准。
名为国际移动电信系统IMT-
2000(International Mobile
Telecomunication 2000)。
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第7章3G和未来移动通信系统
•其主要特性有：
•（1） 全球化。IMT-2000是一个全球性 的系统， 它包括多种系统， 在设计上具 有高度的通用性， 该系统中的业务以及它 与固定网之间的业务可以兼容， 能提供全 球漫游。
•（3）综合化。能把现存的各类移动通信系统 综合在统一的系统中，以提供多种服务。
•
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第7章3G和未来移动通信系统
•（4）智能化。主要表现在智能网的引 入，移动终端和基站采用软件无线电技 术。（5）个人化。用户可用惟一个人电 信号码（PTN）在终端上获取所需要的电 信业务，这就超越了传统的终端移动性， 真正实现了个人移动性。
最小带宽为230MHz。在WARC-92会议上，ITU会
员一致同意IMT-2000的频段为2GHz，即1885～
2025MHz 和 2110 ～ 2200MHz ， 其 中 1980 ～
2010MHz 和 2170 ～ 2200MHz 用 于 移 动 卫 星 业 务
（MSS）。
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第7章3G和未来移动通信系统
•
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第7章3G和未来移动通信系统
• IS-95A是ＣＤＭＡ网络的第一个标 准，支持８kb/s编码话音服务。其后又分 别出版了１３kb/s话音编码器的ＴＳＢ７ ４标准，支持１.９ＧＨｚ的ＣＤＭＡＰ ＣＳ系统的ＳＴＤ-００８标准，其中１ ３kb/s编码话音服务质量已非常接近有线 电话的话音质量。
• 随后在WRC-95会议上对WARC-92的决议进
行了修改，主要是移动卫星业务（MSS）的2GHz
频段，具体修改为：此频段在2000年投入使用，