通信原理第一章
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移动通信有以下多种分类方法 • 使用对象----民用设备和军用设备 • 使用环境----陆地通信、海上通信和空中通信 • 多址方式----FDMA、TDMA和CDMA等 • 覆盖范围----广域网和局域网 • 业务类型----电话网、数据网和多媒体网 • 工作方式----同频单工、异频单工、异频双工和半双工 • 服务范围----专用网和公用网 • 信号形式----模拟网和数字网
数字通信系统的主要优点 • 频谱利用率高，有利于提高系统容量 • 提供多种业务，提高通信系统的通用性 • 抗噪声、抗干扰和抗多径衰落能力强 • 能实现更有效、灵活的网络管理和控制 • 便于实现通信的安全保密 • 可降低设备成本和减小用户手机的体积和重量
第1章 概 论
1.2 移动通信系统的分类
通信业务
Radio tower
Radio tower
Radio tower
Radio tower
Radio tower
Radio tower
Radio tower
Radio tower Radio tower Radio tower
Radio tower Radio tower
Radio tower Radio tower
Hale Waihona Puke Baidu
上下行使用不同频率 上下行信道特性非对称 需要分配成对频率 非对称业务谱效率低 对基站同步要求较低 对发收设备要求较低
第1章 概 论
双向传输方式----半双工方式 • 定义：与双工工作方式近似，基站为双工，移动台为 单工。发射机按下讲开关使才工作；接收机总是工作的。
第1章 概 论
1.2 移动通信系统的分类
第1章 概 论
第一章 概论
章节
第二章 调制解调
第三章 移动信道的传播特性
第四章 抗衰落技术
第五章 组网技术
第六章 频分多址模拟蜂窝网
第七章 时分多址数字蜂窝网
第八章 码分多址移动通信系统（一）
第九章 码分多址移动通信系统（二）
第十章 移动通信的展望
第1章 概 论
第1章 概 论
1.1 移动通信的主要特点 1.2 移动通信系统的分类 1.3 常用移动通信系统 1.4 移动通信的基本技术 思考题与习题
第1章 概 论 无线电寻呼系统
第1章 概 论
大区制移动通信系统
蜂窝移动通信系统
至交换中心
高功率天线 MS 1
30－80 公里 MS 2
MTSO
高功率（200～250w）的发射天线 蜂窝系统是一种革命性的变革
几百甚至上千平方公里范围的覆盖 提高了频谱利用率和系统服务质量
每个大区的可用信道数很少
Radio tower
第1章 概 论
1.2 移动通信系统的分类
移动通信网的工作方式 • 单向传输方式（广播式） – 无线电寻呼系统 • 双向传输方式（应答式） – 单工通信 – 双工通信 – 半双工通信
第1章 概 论 双向传输方式----单工方式
• 定义：通信双方电台交替收信和发信 • 分类：同频单工、异频单工
图1-1 单工通信
移动通信网
基于话音的网络
基于数据的网络
无绳（低功率 蜂窝（高功率 宽带LAN 移动数据（低
局域网）
宽域网） （高速局域网） 速宽域网）
图1-3 移动通信网络的分类
第1章 概 论
1.3 常用移动通信系统
• 无线电寻呼系统 • 蜂窝移动通信系统 • 无绳电话系统 • 集群移动通信系统 • 移动卫星通信系统 • 分组无线网
频 率
下行
上行
TDD (Time Division Duplex)
上下行信息在同一个频带上的不同 时间内传输
接收和发送通过开关来完成 收发存在时间间隔
频 率
下上上下 行行行行
FDD
时间
TDD
时间
第1章 概 论
TDD 时分双工 pk 频分双工 FDD
上下行使用相同频率 上下行信道互惠性 见缝插针使用频率 高效支持非对称业务 基站间必须严格同步 对发收设备要求较高
第1章 概 论
第1章 概 论
移动通信的概念 移动通信是指通信双方至少有一方在移动中（或者临时停
留在某一非预定的位置上）进行信息传输和交换，这包括移动 体（车辆、船舶、飞机或行人）和移动体之间的通信，移动体 和固定点（固定无线电台或有线用户）之间的通信。
第1章 概 论
1.1 移动通信的主要特点
1. 移动通信必须利用无线电波进行信息传输
第1章 概 论
1.1 移动通信的主要特点
4. 移动通信系统的网络结构多种多样，网络管理和控制必须 有效
5. 移动通信设备（主要是移动台）必须适于在移动环境中使 用 • 体积小、重量轻、省电、易操作等 • 个性化、多样化 • 附加业务增加，远远超过“电话”的含义
第1章 概 论
1.2 移动通信系统的分类
越区切换保证用户运动时通话性能
系统资源利用效率较低
对无线资源管理策略带来了挑战
第1章 概 论
蜂窝系统 ——频率复用方式
FDMA 频率复用
CDMA 频率复用
7
6
2
7
1
6
2
5
3
1
4
5
3
1
1
1
1
1
1
1
1
4
11
复用距离
相同数字的使用相同频率组
第1章 概 论
FDMA 蜂窝系统频率复用方式
Radio tower
第1章 概 论 双向传输方式----双工方式
• 定义：通信双方电台交替收信和发信 • 分类：时分双工（TDD）、频分双工（FDD）；
图1-2 双工通信
第1章 概 论
双工方式 —— FDD 和 TDD
FDD (Frequency Division Duplex)
上下行信息在不同的频带上传输 接收和发送通过滤波器来完成
• 实现移动通信的基本条件 • 带来移动通信特有的问题
弥散损耗----传播距离; 阴影效应----地形地物; 电平衰落、时延扩展----信号叠加; 随机调频----多普勒效应。
第1章 概 论
第1章 概 论
1.1 移动通信的主要特点
2. 移动通信是在复杂的干扰环境中运行的
• 外部干扰---- 天电干扰、工业干扰、信道噪声 • 内部干扰----
- 邻道干扰、共道干扰 - 互调干扰、交调干扰 - 多址干扰 - 远近效应
第1章 概 论
1.1 移动通信的主要特点
3. 移动通信可以利用的频谱资源非常有限，而移动通信业务 量的需求却与日俱增 • 提高通信系统容量是移动通信发展的焦点 • 如何解决系统容量与有限频谱的矛盾 -- 开辟和启用新的频段 -- 研究新技术，提高频谱利用率
数字通信系统的主要优点 • 频谱利用率高，有利于提高系统容量 • 提供多种业务，提高通信系统的通用性 • 抗噪声、抗干扰和抗多径衰落能力强 • 能实现更有效、灵活的网络管理和控制 • 便于实现通信的安全保密 • 可降低设备成本和减小用户手机的体积和重量
第1章 概 论
1.2 移动通信系统的分类
通信业务
Radio tower
Radio tower
Radio tower
Radio tower
Radio tower
Radio tower
Radio tower
Radio tower Radio tower Radio tower
Radio tower Radio tower
Radio tower Radio tower
Hale Waihona Puke Baidu
上下行使用不同频率 上下行信道特性非对称 需要分配成对频率 非对称业务谱效率低 对基站同步要求较低 对发收设备要求较低
第1章 概 论
双向传输方式----半双工方式 • 定义：与双工工作方式近似，基站为双工，移动台为 单工。发射机按下讲开关使才工作；接收机总是工作的。
第1章 概 论
1.2 移动通信系统的分类
第1章 概 论
第一章 概论
章节
第二章 调制解调
第三章 移动信道的传播特性
第四章 抗衰落技术
第五章 组网技术
第六章 频分多址模拟蜂窝网
第七章 时分多址数字蜂窝网
第八章 码分多址移动通信系统（一）
第九章 码分多址移动通信系统（二）
第十章 移动通信的展望
第1章 概 论
第1章 概 论
1.1 移动通信的主要特点 1.2 移动通信系统的分类 1.3 常用移动通信系统 1.4 移动通信的基本技术 思考题与习题
第1章 概 论 无线电寻呼系统
第1章 概 论
大区制移动通信系统
蜂窝移动通信系统
至交换中心
高功率天线 MS 1
30－80 公里 MS 2
MTSO
高功率（200～250w）的发射天线 蜂窝系统是一种革命性的变革
几百甚至上千平方公里范围的覆盖 提高了频谱利用率和系统服务质量
每个大区的可用信道数很少
Radio tower
第1章 概 论
1.2 移动通信系统的分类
移动通信网的工作方式 • 单向传输方式（广播式） – 无线电寻呼系统 • 双向传输方式（应答式） – 单工通信 – 双工通信 – 半双工通信
第1章 概 论 双向传输方式----单工方式
• 定义：通信双方电台交替收信和发信 • 分类：同频单工、异频单工
图1-1 单工通信
移动通信网
基于话音的网络
基于数据的网络
无绳（低功率 蜂窝（高功率 宽带LAN 移动数据（低
局域网）
宽域网） （高速局域网） 速宽域网）
图1-3 移动通信网络的分类
第1章 概 论
1.3 常用移动通信系统
• 无线电寻呼系统 • 蜂窝移动通信系统 • 无绳电话系统 • 集群移动通信系统 • 移动卫星通信系统 • 分组无线网
频 率
下行
上行
TDD (Time Division Duplex)
上下行信息在同一个频带上的不同 时间内传输
接收和发送通过开关来完成 收发存在时间间隔
频 率
下上上下 行行行行
FDD
时间
TDD
时间
第1章 概 论
TDD 时分双工 pk 频分双工 FDD
上下行使用相同频率 上下行信道互惠性 见缝插针使用频率 高效支持非对称业务 基站间必须严格同步 对发收设备要求较高
第1章 概 论
第1章 概 论
移动通信的概念 移动通信是指通信双方至少有一方在移动中（或者临时停
留在某一非预定的位置上）进行信息传输和交换，这包括移动 体（车辆、船舶、飞机或行人）和移动体之间的通信，移动体 和固定点（固定无线电台或有线用户）之间的通信。
第1章 概 论
1.1 移动通信的主要特点
1. 移动通信必须利用无线电波进行信息传输
第1章 概 论
1.1 移动通信的主要特点
4. 移动通信系统的网络结构多种多样，网络管理和控制必须 有效
5. 移动通信设备（主要是移动台）必须适于在移动环境中使 用 • 体积小、重量轻、省电、易操作等 • 个性化、多样化 • 附加业务增加，远远超过“电话”的含义
第1章 概 论
1.2 移动通信系统的分类
越区切换保证用户运动时通话性能
系统资源利用效率较低
对无线资源管理策略带来了挑战
第1章 概 论
蜂窝系统 ——频率复用方式
FDMA 频率复用
CDMA 频率复用
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复用距离
相同数字的使用相同频率组
第1章 概 论
FDMA 蜂窝系统频率复用方式
Radio tower
第1章 概 论 双向传输方式----双工方式
• 定义：通信双方电台交替收信和发信 • 分类：时分双工（TDD）、频分双工（FDD）；
图1-2 双工通信
第1章 概 论
双工方式 —— FDD 和 TDD
FDD (Frequency Division Duplex)
上下行信息在不同的频带上传输 接收和发送通过滤波器来完成
• 实现移动通信的基本条件 • 带来移动通信特有的问题
弥散损耗----传播距离; 阴影效应----地形地物; 电平衰落、时延扩展----信号叠加; 随机调频----多普勒效应。
第1章 概 论
第1章 概 论
1.1 移动通信的主要特点
2. 移动通信是在复杂的干扰环境中运行的
• 外部干扰---- 天电干扰、工业干扰、信道噪声 • 内部干扰----
- 邻道干扰、共道干扰 - 互调干扰、交调干扰 - 多址干扰 - 远近效应
第1章 概 论
1.1 移动通信的主要特点
3. 移动通信可以利用的频谱资源非常有限，而移动通信业务 量的需求却与日俱增 • 提高通信系统容量是移动通信发展的焦点 • 如何解决系统容量与有限频谱的矛盾 -- 开辟和启用新的频段 -- 研究新技术，提高频谱利用率