第二章移动通信系统
2第二章移动通信信道
2第二章移动通信信道在我们日常生活中，移动通信已经成为不可或缺的一部分。
无论是与亲朋好友通话、浏览网页，还是使用各种移动应用，都离不开移动通信的支持。
而在这背后，移动通信信道起着至关重要的作用。
移动通信信道，简单来说，就是信息从发送端到接收端所经过的路径。
这个路径可不简单，它充满了各种复杂的情况和挑战。
想象一下，当您在繁华的街头打电话，周围有车辆的嘈杂声、人群的交谈声，还有各种建筑物对信号的反射和遮挡。
这就是移动通信信道所面临的现实环境。
首先，多径传播是移动通信信道的一个重要特点。
信号从发射端发出后，可能会通过多条不同的路径到达接收端。
这些路径的长度和传播条件各不相同，导致信号到达接收端的时间和强度也有所差异。
这就像是一群人同时从不同的路线跑步到终点，有的跑得快，有的跑得慢，有的路线顺畅，有的路线曲折。
这种多径传播会引起信号的衰落和失真，影响通信质量。
信号的衰落可以分为大尺度衰落和小尺度衰落。
大尺度衰落主要是由于距离、地形等因素引起的信号强度的缓慢变化。
比如，您离基站越远，信号通常就越弱。
而小尺度衰落则是在短距离或短时间内信号强度的快速变化，这可能是由于信号的多径传播导致的相位变化等原因引起的。
除了衰落，噪声也是移动通信信道中的一个“捣乱分子”。
噪声可以来自各种来源，比如电子设备内部的热噪声、外界的电磁干扰等。
噪声会使接收到的信号变得模糊不清，就像在一幅精美的画作上撒上了一些污点。
在移动通信信道中，多普勒效应也不容忽视。
当移动终端（比如您手中的手机）和基站之间存在相对运动时，接收信号的频率会发生变化。
这就好比一辆行驶中的汽车听到的警笛声的音调会发生变化一样。
多普勒效应会导致信号的扩展和失真，对通信造成影响。
为了应对移动通信信道中的这些挑战，通信工程师们想出了各种各样的办法。
比如，采用多种调制解调技术，让信号在复杂的信道环境中能够更稳定地传输；通过编码技术增加信号的冗余度，提高纠错能力；利用分集接收技术，从多个路径接收信号，降低衰落的影响。
移动通信系统的发展史
第1章：移动通信系统的发展史▫世界移动通信的发展•第一阶段（从二十世纪20年代至40年代初）•第二阶段（从40年代中至60年代末）•第三阶段（70年代至80年代）•第四阶段（920年代至今）▫中国移动通信的发展•第一代•第二代•第2.5代•第三代世界移动通信的发展第一阶段：从二十世纪20年代至40年代▫运用在专用系统和军事通信▫使用频段主要是短波段▫人工交换和人工切换频率▫移动通信设备采用电子管，又大又笨重，效果很差第二阶段：40年代中至60年代末▫开始运用于民用系统▫主要使用VHF（甚高频）频段的150MHZ，到了后期发展到400MHZ频段▫从人工交换到专用自动交换系统▫移动通信设备小型化第三阶段：70年代至80年代▫开始运用于个人领域▫使用频段为800/900MHZ▫集成交换系统▫移动设备小型化，系统大容量化，信息传输实时化▫第一代移动通信系统（1G）时代▫美国Bell实验室推出的蜂窝系统概念▫典型系统•美国的AMPS•英国的TACS系统•北欧的NMT系统•日本的NAMTS系统蜂窝系统蜂窝系统也叫“小区制”系统。
是将所有要覆盖的地区划分为若干个小区，每个小区的半径可视用户的分布密度在1-10KM。
在每个小区设立一个基站为本小区范围内的用户服务。
并可通过小区分裂进一步提高系统容量。
第四阶段：90年代至今▫第二代移动通信系统（2G）的广泛应用和第三代移动通信系统（3G）具体的设计、规划和实施阶段▫2G是以数字传输、时分多址或码分多址为主体技术的通信系统▫典型的2G系统•欧洲的GSM系统•美国的DAMPS系统和美国的IS-95A CDMA系统•日本的JDC系统▫90年代中期，第三代移动通信系统（3G）进入到具体的设计、规划和实施阶段▫第三代移动通信系统（3G）形成了北美、欧洲和中国三大国际性集团•北美的CDMA2000•欧洲的WCDMA•中国的TD-SCDMAITU提出IMT-2000概念▫ITU：International Mobile Telecommunication Union，国际电信联盟▫IMT-2000：International Mobile Telecom System-2000，国际移动电话系统-2000 ▫ITM-2000规范：•标准全球性、频带全球性、终端全球性、漫游全球性•移动业务质量更高、频率使用效率更高、数据传输速率更高•高速的分组数据传输率：∙固定位置：能达到2Mbps∙步行用户：能达到384Kbps∙车载用户：能达到144Kbps中国移动通信的发展第一代（1G）移动通信网络：▫80年代末、90年代初，中国第一代移动网络开通▫只支持话音业务▫采用英国的TACS体制第一代移动通信的特点：▫易受干扰▫保密性差▫系统容量少▫提供有限的业务▫手机体积大，价格昂贵（大哥大）第二代移动通信网络（2G）：▫1992年在嘉兴地区，第二代移动蜂窝网开始试运转▫90年代初、中期，中国移动和中国联通全国开通GSM（Global System of Mobil）网络▫90年代中期，部分省市的IS-95A CDMA实验系统▫2001年，中国联通在全国开通IS-95A CDMA网络第二代移动通信网络（2G）的特点：▫系统容量提高▫语音质量更好▫便于实现安全通信保密▫能提供多种业务服务，提高通用系统的通用性▫能实现更有效灵活的网络管理和控制▫可降低设备成本和减小用户手机的体积和重量第2.5G时代移动通信网络：▫2000年，中国移动在全国开通商用网—GPRS系统∙在GSM网络基础上演化的一个过渡网络∙数字制式∙采用包交换技术∙更为广泛的数据业务▫2003年，中国移动在全国开通商用—EDGE系统第三代（3G）移动通信网络：▫2002年，中国联通开通全国商用网CDMA 2000-1X系统▫数字制式▫语音质量更好▫通信安全保密性好▫系统容量大▫采用包交换技术▫支持高速的数据业务第二章：移动通信系统概述▫移动通信的特点•区分移动通信与无线通信•移动通信的复杂性问题▫移动通信的分类•寻呼系统/无绳电话/集群调度/卫星系统/蜂窝移动▫蜂窝移动通信的基本概念•蜂窝概念/宏蜂窝/微蜂窝/微微蜂窝/智能蜂窝•切换/漫游▫标准化组织▫OSI参考模型▫S7信令▫网络的概念移动通信的主要特点：▫必须利用“无线电波”进行信息传输▫工作于复杂的干扰环境▫可利用的频谱资源有限▫移动性使得网络管理复杂▫用户数量庞大移动通信的复杂一：发射信号传播方式的多样式▫直射▫反射▫绕射▫漫反射▫移动产生的特殊效应多径效应：由于不同途径传输过来的信号产生衰减（解决：RAKE接受技术） 移动通信的复杂二：外来信号的多样式▫干扰▫噪声移动通信的复杂三：对移动台的特殊要求▫外界环境的影响▫性能的稳定可靠▫携带方便、小型、低功耗、耐高温、耐低温▫操作方便通信系统的分类：▫核心网▫接入网：•有线接入：∙光纤接入∙光纤同轴混合网∙Cable Modem∙XDSL•无线接入：∙卫星接入∙蜂窝接入∙微波接入∙WLAN典型的移动通信系统：▫寻呼系统（BB机）▫无绳电话（寻呼机）▫卫星通信系统：•铱（Iridium）星系统•全球星（Global Star）系统▫蜂窝移动▫集群调度蜂窝移动通信系统主要功能部件：▫移动台（MS）▫基站系统（BSS）▫网络交换系统（NSS）▫操作维护系统（OMS）蜂窝概念的引入：▫大区制移动通信系统•信号传输损耗、通信距离有限•大区制系统覆盖范围30-50KM、发射功率50-200W、天线很高（>30CM）•具有网路结构简单、频道数目少、没有无线交换机、直接与PSTN（公共电话网）相连▫大区系统的局限性•覆盖范围有限•服务的用户容量有限•服务性能较差•频谱利用率低▫1974年美国Bell实验室提出蜂窝（CELL）的概念•无线覆盖区域的一种理论化的模型•六边形•宏蜂窝（Macrocell）：∙每小区的覆盖半径大多为1-25KM∙用于大面积覆盖∙基站天线置于相对较高的地方∙基站的发射功率较强∙存在盲点问题•微蜂窝（Microcell）：∙覆盖半径大约为30-300M∙发射功率相对较小，一般在1-2W∙基站天线置于相对较低的地方∙用于解决盲点问题•微微蜂窝（Picoell）：∙微蜂窝的一种∙覆盖半径更小，一般只有几十米∙基站发射功率更小∙用于解决盲点问题•智能蜂窝：∙扩大系统覆盖区域∙提高频谱利用率、增加系统容量∙降低基站发射功率，减少信号间干扰∙存在于TD-SCDMA系统中•切换：∙在通话（业务处理）过程中发生∙MS业务处理过程中，从一个小区的覆盖移动到另外一个小区的覆盖区域，MS可能发生小区间的切换∙切换过程对于MS用户来说是不易察觉的，也就是说用户不知道已经发生切换，即：切换过程对用户是透明的。
LTE移动通信系统 第2章 OFDM技术
单载波传输系统
单载波调制与多载波调制
多载波传输通过把数据流分解为若干个子比特流，构成 多个低速率符号并行发送的传输系统。
g (t )
g (t )
g (t )
e jw0t e jwkt
e jwN t
信道
e jw0t
g (t)
e jwkt
g (t)
e jwN t
g (t)
多载波通信系统基本结构
单载波调制与多载波调制
编码
串/并 变换
IFFT
并/串 变换
增加循环
前缀
D/A
信道
解码
并/串 变换
均衡
FFT
串/并 变换
去循环前 缀
A/D
OFDM系统框图
第2章 OFDM技术
➢单载波调制与多载波调制 ➢OFDM的优缺点 ➢OFDM基本原理 ➢OFDM的IFFT实现 ➢OFDM系统的抗多径原理 ➢OFDM系统中的信道估计方法 ➢OFDM中的同步技术 ➢MC-CMDA(OFDM-CDMA)技术
是 xg n 和 hn 的线性卷积，即 r(n) xg (n)h(n),这里*表示线性卷积，
hn =[h(nM，0) h(nM，1) … h(nM，L-1)]。
在接收端，首先从接收到的信号向量中去掉保护间隔，形成向量
T
yn=[r(n，G) r(n，G+1) … r(n，M+G+1)]。很明显，xg n是由
OFDM的IFFT实现
OFDM调制信号的数学表达形式为：
M 1
D(t) d (n) exp( j2 fnt),t [0,T ] n0
各子载波的频率为
fn f0 n / Ts
当不考虑保护间隔时，则由(2.1)、(2.2)可得：
移动通信基本知识
移动通信基本知识培训教材移动通信基本知识第⼀章引⾔1.1移动通信概述随着社会的进步、经济和科技的发展，特别是计算机、程控交换、数字通信的发展，近些年来，移动通信系统以其显著的特点和优越性能得以迅猛发展，应⽤在社会的各个⽅⾯，到⽬前为⽌，全球移动⽤户超过 1亿，预计到本世纪末⽤户数将达到2亿。
⽆线通信的发展潜⼒⼤于有线通信的发展，它不仅仅提供普通的电话业务功能，并能提供或即将提供丰富的多种业务，满⾜⽤户的需求。
移动通信的主要⽬的是实现任何时间、任何地点和任何通信对象之间的通信。
从通信⽹的⾓度看，移动⽹可以看成是有线通信⽹的延伸，它由⽆线和有线两部分组成。
⽆线部分提供⽤户终端的接⼊，利⽤有限的频率资源在空中可靠地传送话⾳和数据；有线部分完成⽹络功能，包括交换、⽤户管理、漫游、鉴权等，构成公众陆地移动通信⽹PLMN。
从陆地移动通信的具体实现形式来分主要有模拟移动通信和数字移动通信这两部种。
移动通信系统从40年代发展⾄今，根据其发展历程和发展⽅向，可以划分为三个阶段：1.1.1第⼀代――模拟蜂窝通信系统第⼀代移动电话系统采⽤了蜂窝组⽹技术，蜂窝概念由贝尔实验室提出，70年代在世界许多地⽅得到研究，。
当第⼀个试运⾏⽹络在芝加哥开通时，美国第⼀个蜂窝系统AMPS （⾼级移动电话业务）在1979年成为现实。
现在存在于世界各地⽐较实⽤的、容量较⼤的系统主要有：（1）北美的AMPS；（2）北欧的NMT-450/900；（3）英国的TACS；其⼯作频带都在450MHz 和900MHz附近，载频间隔在30kHz以下。
鉴于移动通信⽤户的特点：⼀个移动通信系统不仅要满⾜区内，越区及越局⾃动转接信道的功能，还应具有处理漫游⽤户呼叫（包括主被叫）的功能。
因此移动通信系统不仅希望有⼀个与公众⽹之间开放的标准接⼝，还需要⼀个开放的开发接⼝。
由于移动通信是基于固定电话⽹的，因此由于各个模拟通信移动⽹的构成⽅式有很⼤差异，所以总的容量受着很⼤的限制。
移动通信(第二章)
空间选择性衰落用相干距离描述。相干距离定义为两根天 线上的信道响应保持强相关时的最大空间距离。相干距离越短， 角度扩展越大，反之，相干距离越长，角度扩展越小。 典型的角度扩展值为：室内环境 360，城市环境为 20 ，平坦 的农村为 1。
传播损耗模型
❖ Okumura模型（奥村模型） ❖ Okumura-Hata模型 ❖ Hata模型扩展 ❖ COST-231模型 ❖ COST-231-Walfish-Ikegami模型
四种主要的效应
❖ 远近效应 由于接收用户的移动性，移动用户与基站之 间的距离也在随机变化，若各移动用户发射 信号的功率一样，那么到达基站时信号的强 弱将不同，离基站近者信号强，离基站远者 信号弱。通信系统中的非线性将进一步加重 信号强弱的不平衡性，甚至出现以强压弱的 现象，即为远近效应。
四种主要的效应
✓若频率管理或系统设计不当,就会造成同
频干扰；
✓在移动通信系统中，为了提高频率利用
✓农村：K 4 .7 8 lg f2 1 8 .3 3 lg f 4 0 .9 4
传播损耗模型
❖ Hata模型扩展（适合于个人通信系统）
适用条件： 频率：1500MHz-2000MHz 距离：1km-20km 基站天线高度：30m-200m 移动台天线高度：1m-10m
传播损耗公式 ：
L 5 0 ( u r b a n ) 4 6 . 3 3 3 . 9 l g ( f c ) 1 3 . 8 2 l g ( h b ) ( h m ) ( 4 4 . 9 6 . 5 5 l g ( h b ) ) l g ( d ) C M
信号损耗
❖ 多径传播引起的损耗（快衰落）： 在数十波长的范围内，接收信号场强的瞬时 值呈现快速变化的特征，这是由多径传播引 起的，称作快衰落，又称作小尺度衰落。其 电平分布一般服从瑞利（Rayleigh）分布或 莱斯（Rice）分布。
毕业设计(论文)-GSM移动通信系统的语音编码技术研究
GSM移动通信系统的语音编码技术研究Speech Coding Techniques of GSM Mobile CommunicationSystem目录内容摘要 (I)Abstract............................................................................................................................... I I 第一章引言 .. (1)第二章GSM移动通信系统 (2)§2.1 GSM移动通信系统简介 (2)§2.2 GSM移动通信系统的总体结构 (2)§2.2.1 移动台（Mobile Station） (2)§2.2.2 基站子系统BSS(Base Station Sub-system) (2)§2.2.3 网络子系统NSS（Network Sub-system） (2)§2.2.4 操作支持子系统OSS(Operations Sub-system) (3)第三章GSM系统的语音编码简介 (4)第四章语音编码的发展现状 (5)第五章语音编码质量的评定 (7)§5.1 客观评定方法 (7)§5.2 主观评定方法 (7)§6.1 语音编码技术的分类 (8)§6.1.1 波形编码 (8)§6.1.2 声码器 (9)§6.1.3 混合编码 (10)§6.2 分析GSM系统中的语音编码技术—多脉冲激励LPC (10)§6.2.1 多脉冲激励LPC编码器的组成 (11)§6.2.2 编码过程 (11)§6.2.3 多脉冲激励LPC译码器的组成 (11)第七章语音编码芯片 (12)第八章语音编码技术进展 (13)结束语 (14)参考文献 (15)致谢 (16)内容摘要由于GSM系统的技术成熟、管理灵活、完善的技术规范，在欧洲取得很大的成功之后，在世界上许多国家更是得到广泛的应用，已成为陆地公用移动通信系统的主要系统。
第二章 蜂窝移动通信系统
第二章蜂窝移动通信系统第二章蜂窝移动通信系统2·1 系统概述蜂窝移动通信系统是一种广泛应用于移动通信领域的通信系统。
它由多个小区组成，每个小区都由一个基站负责覆盖和管理通信。
蜂窝移动通信系统提供了可靠的语音和数据传输服务，使得用户可以随时随地进行通信。
2·1·1 系统结构蜂窝移动通信系统包括无线网络和核心网络两部分。
无线网络由基站和无线终端设备组成，负责无线信号的传输和接收。
核心网络则提供了与其他通信网络和服务的连接，以及用户身份认证、信息交换等功能。
2·1·2 系统频段蜂窝移动通信系统使用了多个频段进行通信，常见的频段包括800MHz、900MHz、1800MHz、2100MHz等。
不同频段具有不同的传输能力和覆盖范围，可以根据实际需求进行选择。
2·2 基站基站是蜂窝移动通信系统中的重要组成部分，负责无线信号的发射和接收。
基站通常由天线、发射机、接收机等设备组成。
2·2·1 射频覆盖基站通过发射射频信号来覆盖小区内的区域。
射频覆盖是基站的核心功能之一，它能够实现信号的广播和接收，保证用户能够在小区内稳定地进行通信。
2·2·2 基站选择在蜂窝移动通信系统中，基站的选择对网络性能和用户体验有着重要影响。
基站的选择通常基于信号强度、干扰情况以及其他网络指标等因素。
2·3 无线终端设备无线终端设备是蜂窝移动通信系统中用户使用的设备，包括方式、平板电脑、调频无线电等。
无线终端设备通过无线信号与基站进行通信，实现语音和数据的传输。
2·3·1 方式无线通信方式是最常见的无线终端设备，它通过无线信号与基站进行通信。
方式可以实现语音通话、短信发送和接收、上网浏览等功能。
2·3·2 平板电脑无线通信平板电脑也是常见的无线终端设备，它具有更大的屏幕和更强大的计算能力，可以实现更丰富的应用，如视频通话、游戏等。
移动通信原理-整理(第二章)
第二章 蜂窝组网技术● 说明大区制和小区制的概念，指出小区制的主要优点。
小容量的大区制一个基站覆盖整个服务区，发射功率要大利用分集接收等技术来保证上行链路的通信质量只能适用于小容量的通信网大容量的小区制将覆盖区域划分为若干小区 ，每个小区设立一个基站服务于本小区，但各小区可重复使用频率 带来同频干扰的问题● 简述越区切换的基本概念。
什么是MAHO ？当正在通话的移动台进入相邻无线小区时，业务信道自动切换到相邻小区基站，从而不中断通信过程。
移动台辅助切换(MAHO)：每个移动台检测从周围基站中接收信号能量，并且将这些检测数据连续地回送给当前为它服务的基站。
● 什么是同频干扰？它是如何产生的？如何减少？所谓同频干扰，即指无用信号的载频与有用信号的载频相同，并对接收同频有用信号的接收机造成的干扰一般采用频率复用的技术以增加频谱效率。
当小区不断分裂使基站服务区不断缩小，同频复用系数增加时，大量的同频干扰将取代人为噪声和其它干扰，成为对小区制的主要约束。
这时移动无线电环境将由噪声受限环境变为干扰受限环境。
了减小同频干扰，同频小区必须在物理上隔开一个最小的距离，为传播提供充分的隔离。
● 另外，可以采用定向天线减小同频干扰采用六边形的原因用最小的小区数就能覆盖整个地理区域最接近于全向的基站天线和自由空间传播的全向辐射模式● 中心激励(center-excited)：基站设在小区的中央，用全向天线形成圆形覆盖区。
顶点激励 (edge-excited) ：基站设在每个小区六边形的三个顶点上，每个基站采用三副120度扇形辐射的定向天线，分别覆盖三个相邻小区的各三分之一区域。
● 绘出单位无线小区簇的小区个数N=4时，三个簇彼此邻接时的结构图形。
小区半径为R 时，相邻簇同频小区的中心距离如何确定？D=根号（3*N ）*R● 用六边形表示一个小区，使相邻小区无空隙，则每一簇的小区数量N 满足什么关系式？ j ij i N 22++=N=4,7,12.J=2,I=0.1.2● 说明改善蜂窝系统容量的三种方法以及各自的原理。
《移动通信》课程教学大纲
《移动通信》课程教学大纲移动通信课程教学大纲
第一章：移动通信基础知识
1.1 无线通信基本概念
1.2 移动通信系统发展历程
1.3 移动通信系统架构与组成
1.4 移动通信标准与规范
1.5 移动通信频谱分配与管理
第二章：无线信道与调制技术
2.1 无线信道特点与分类
2.2 移动通信信道传播模型
2.3 调制与解调技术
2.4 近场通信技术
第三章：移动通信系统网络结构
3.1 移动通信系统网络架构
3.2 移动通信系统中的信令与控制
3.3 移动通信系统中的移动性管理第四章：移动通信协议与接口
4.1 GSM协议与接口
4.2 CDMA协议与接口
4.3 LTE协议与接口
4.4 5G协议与接口
第五章：移动通信网络优化与管理5.1 移动通信网络规划与优化
5.2 移动通信网络性能管理
5.3 移动通信网络故障排除与维护第六章：移动通信安全与隐私保护
6.1 移动通信安全机制
6.2 移动通信隐私保护技术
6.3 移动通信法律与政策
附件：
1、移动通信相关术语表
2、移动通信系统架构图
3、移动通信系统频谱分配图
法律名词及注释：
1、通信法：规定了与通信相关的法律法规，包括通信基础设施建设、通信服务管理、通信内容监管等内容。
2、信息安全法：对网络安全、信息处理和传输等方面进行了规范，并对相关的犯罪行为提出了相应的处罚和制裁。
3、隐私保护法：保护个人和组织的隐私权利，规定了个人信息的收集、存储、使用和披露等方面的限制和要求。
第二章移动通信系统与电磁辐射
、八、-前言随着移动通信的飞速发展，网络建设也加速进行。
人们身边的基站数量也越来越多，分布越来越密集。
那么基站是否产生辐射，对我们的身体是否会有影响呢？带着这些问题，我们对生活中的电磁环境做了深入的研究，并完成了本报告。
在报告里，我们将对以下几个问题进行讨论和讲解，并通过测试和分析，得出科学的结论。
电磁波、电磁辐射是广泛存在的我们生活在一个复杂的电磁环境中，不仅有自然界中雷电、天体等带来的电磁波，还有大量的人工磁场。
随着科技的发展，大量的电子电气设备走入了我们的生活，在为生活提供便利的同时，也增加了电磁辐射。
电磁波和电磁辐射的本质电磁波与声音、光的本质类似，都是一种能量的波动传播，不同之处在于声波的频率较低，在30Hz至U 30kHz之间，光波频率较高，在 3.85 >1020〜7.69沐020Hz之间，而我们用来进行移动通信信号传递的电磁波频率在4>08Hz至U 2X109HZ之间。
移动通信所发射电磁波的频率和强度对人体的影响公众对自身生活环境的质量要求越来越高，对身边环境中的种种不利因素，都会进行维权行动。
移动通信基站的电磁辐射也成为公众关心的问题，由于专业知识的不熟悉以及一些有失偏颇论调的影响，公众对移动通信基站容易产生误解，谈“辐射”色变。
由此引起的纠纷已成为影响构建和谐社会的重要问题之一。
通过监测研究，我们将得至科学的结论生活中的电磁环境状况究竟怎样？移动通信行业对人体健康有什么影响？这并不能从“常识”判断。
国际上的研究显示，一定强度的电磁波辐射是可能危害人们健康的。
我们依据科学原理，由专业的工程师采用国际和国家通用的监测方法、国际先进的测量设备对广州市部分地区的基站周边电磁环境进行了监测和研究，将监测数据与国家电磁防护标准限值进行对比分析，详解人们生活环境周边基站的电磁辐射问题。
第一章电磁辐射基本原理一、电磁辐射概述1■电磁辐射的概念 1.1辐射辐射是一种自然现象，自然界中的一切物体，只要温度在绝对温度零度（约为-273.15C）以上，都以电磁波的形式时刻不停地向外传送热量，这种传送能量的方式称为辐射。
移动通信系统_c2
同频复用比与C/I的关系
在蜂房系统中：
DR C / I 40 lg 40 lg(Q 1) R
I：主要取决于同频干扰。
(dB)
推导过程
DS
DI
D D I DS
R DS
C (dB) P LS T
LS , LI 为传输损耗
I (dB) P LI T
此时该信道变为话务信道，而基站再找个空闲信道作为临时呼叫 信道
循环不定位方式 基于循环定位方式，企图解决冲突现象。 基站在所有空闲信道上都发出空闲信号，通信双 方随机地占据就近的空闲信道。 用户须进行信道扫描，基站下行需发长信号。 移动用户不定位呼叫基站，基站发长信号定位移 动台建立通信。 只适合信道很少的系统，解决了冲突，但接续时 间长，系统的全信道都工作，互调干扰严重 循环分散定位方式 上种方法的改进，基站下行时，在所有信道上发 呼叫信号，等待应答 解决接续时间长，但接续控制复杂，多信道工作。
C 当N=7时， 28 14.47 dB I
邻频干扰 相邻频率的信号干扰产生的原因 发射信号的杂散、谐波 接收机滤波问题 解决办法：采用信道分配不相邻的方法。
2.3、提高系统容量的方法
小区分裂 小区分裂是频率复用外，提高蜂窝网容量及频谱 效率的又一重要概念 小区分裂是解决网中用户的增加，解决网中用户 密度的不同的有效方法 小区分裂为：在原小区的基础上增加新基站，如 常用1：4方案，新小区半径是原小区的一半
一般计算公式
C I
m：干扰源的总数
C
I
k 1
m
K
I K：相互独立的第k个干扰源对移动接收机的干扰功率
设各小区干扰功率一样，则
2、蜂窝移动通信系统的介绍
2.3.3 蜂窝小区容量的改善 （2）扇区的概念
移 动 通 信 原 理
图3-5 扇区划分
25
2.4 电信业务流量与服务等级 （1）呼叫话务量与忙时话务量
移 动 通 信 原 理
• 话务量是通信系统通话业务量或繁忙程度的指标。 • 其性质如同客流量，具有随机性，只能用统计方 法获取。
26
2.4 电信业务流量与服务等级 （1）呼叫话务量与忙时话务量
29
2.4 电信业务流量与服务等级 （2）呼损率
移 动 通 信 原 理
• 呼损率的物理意义是损失话务量与呼叫话务量之比的 百分数。 • 呼损率在数值上等于呼叫失败次数与总呼叫次数之比 的百分数。 • 呼损率B称为系统的服务等级（或业务等级），记为 GOS。 • GOS是系统的一个重要质量指标。 • 呼损率与话务量是一对矛盾，即服务等级与信道利用 率是矛盾的。
17
2.3.1 同频干扰和系统容量 • 如果每个小区的大小都差不多，基站也都发射
移 动 通 信 原 理
相同的功率，则同频干扰比例与发射功率无关， 而变为小区半径（R）和相距最近的同频小区中 心间距离（D）的函数。增加D/R的值，相对于 小区的覆盖距离同频小区间的空间距离就会增 加，从而来自同频小区的射频能量减小而使干 扰减小。
18
2.3.1 同频干扰和系统容量 • 参数Q叫做同频复用比例（也叫同频干扰抑制因
移 动 通 信 原 理
子），与区群的大小有关。对于六边形系统来说， Q可表示为
（2-4）
19
2.3.1 同频干扰和系统容量 • Q的值越小则容量越大；而Q值大可以提高传播
移 动 通 信 原 理
质量，因为同频干扰小。在实际的蜂窝系统中， 需要对这两个目标进行协调和折衷。
第二章 蜂窝移动通信系统
第二章蜂窝移动通信系统第二章蜂窝移动通信系统2.1 蜂窝移动通信系统概述蜂窝移动通信系统是一种基于无线通信技术的多用户、多频道的通信系统。
它通过将覆盖区域划分为多个小区，每个小区由一个基站负责覆盖和通信服务。
该系统采用频分多址（FDMA）或码分多址（CDMA）技术，实现对用户间的隔离和通信的同时进行。
2.2 蜂窝移动通信系统的基本组成2.2.1 基站子系统（BSS）基站子系统是蜂窝移动通信系统的核心组成部分，包括基站控制器（BSC）和基站（BS）。
BSC负责对多个基站的管理和控制，而基站则负责具体的信号传输和接收。
2.2.2 移动交换中心（MSC）移动交换中心是蜂窝移动通信系统的中央控制设备，负责调度和管理系统内的通信流量，实现用户话务的接入、切换和传输。
2.2.3 移动接入网（RAN）移动接入网是蜂窝移动通信系统与用户终端之间的接口，负责用户的接入、信号传输和数据转换。
2.3 蜂窝移动通信系统的信号传输方式2.3.1 频分多址（FDMA）频分多址是一种在时间上共享信道、在频率上分配信道的传输方式。
在蜂窝移动通信系统中，每个小区被分配一个频率带宽，该频率带宽被划分为多个信道，每个信道用于传输一个用户的通信数据。
2.3.2 码分多址（CDMA）码分多址是一种在时间和频率上共享信道的传输方式。
在蜂窝移动通信系统中，每个用户的通信数据被编码为不同的码序列，然后与其他用户的码序列混合传输。
接收端通过解码的方式将目标用户的信息提取出来。
2.3.3 时分多址（TDMA）时分多址是一种在时间上共享信道的传输方式。
在蜂窝移动通信系统中，每个信道被划分为多个时隙，每个时隙用于传输一个用户的通信数据。
2.4 蜂窝移动通信系统的网络拓扑结构2.4.1 单基站单小区单基站单小区是蜂窝移动通信系统最基本的网络拓扑结构，一个基站覆盖一个小区，该小区内的所有用户共享同一频率资源。
2.4.2 单基站多小区单基站多小区是指一个基站覆盖多个小区，每个小区有不同的频率资源分配，从而增加了系统的容量和覆盖范围。
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”。
移动通信课程第二章(2)
D5 D4
BS
D3
BS
MS
D
r0
BS
D6
D2
D1
BS
BS
27
1). 全向小区系统C/I的计算(5/10)
2) 有效信号： 3) 无效信号：
n C P r T 0
I
k 1
m
n P D T k
4) 全向小区系统C/I ：
C PT r0 n I
r0
n
P
k 1
m
2.2.1.2 条状服务区的C/I 2.2.1.3 面状服务区的C/I
1). 全向小区系统的C/I 2). 定向小区系统的C/I
11
2.2.1.1 信号/同频干扰比
信号/同频干扰比 (只考虑两个单独的小
区)
同频 小区A r0 MS 同频 小区B
D
Q=D/r0
同频干扰示意图 D 为同频复用距离 r0 为小区半径 Q=D/r0 为同频复用比
1 C/I 6
3N
4
73.5 18.7dB 17dB
满足17dB信干比的要求。
31
1). 全向小区系统C/I的计算(9/10)
b). 最坏情况下全向天线系统C/I 的计算：
BS BS
D+r0
n
将最短干扰距离( DK D r0 ) 带入计算：
C 1 I DK k 1 r0
C / I 40lg Q 1
14
2.2.1 同频干扰
2.2.1.1 信号/同频干扰比 2.2.1.2 条状服务区的C/I 2.2.1.3 面状服务区的C/I
1). 全向小区系统的C/I 2). 定向小区系统的C/I
北京工业大学移动通信作业答案
北京⼯业⼤学移动通信作业答案第⼀章绪论1、移动通信的⼯作⽅式主要有⼏种？蜂窝式移动通信系统采⽤哪种⽅式？双⼯⽅式分类。
答：移动通信的⼯作⽅式：单⼯、双⼯、半双⼯。
蜂窝式移动通信系统采⽤双⼯。
双⼯⽅式分类：时分双⼯（TDD）、频分双⼯（FDD）。
2、什么叫移动通信？有哪些主要特点？答：移动通信是指通信双⽅中⾄少有⼀⽅在移动中(或暂时停留在某处)进⾏信息传递的通信⽅式，成为现代通信中发展最快的通信⼿段之⼀。
特点：利⽤⽆线电波进⾏信息传输；在强⼲扰环境(外部⼲扰+内部⼲扰)下⼯作；⽆线电频率资源⾮常有限；提⾼通信容量；对移动终端设备要求⾼，必须适合移动环境；系统复杂，⽹络管理和控制必须有效。
3、1G、2G、3G、4G移动通信系统的主要特点对⽐。
答：1G：全⾃动拨号，全双⼯⽅式，越区频道转换，⾃动漫游。
是模拟通信系统，采⽤⼩区制，蜂窝组⽹，多址接⼊⽅式为频分多址FDMA，调制⽅式为FM。
2G：数字移动通信系统；采⽤⼩区制，微蜂窝组⽹；能够承载低速的数据业务；调制⽅式有GMSK、QPSK等；多址接⼊⽅式为时分多址TDMA和码分多址CDMA；采⽤均衡技术和RAKE接收技术，抗⼲扰多径衰落能⼒强；保密性好。
3G：微蜂窝结构，宽带CDMA技术；调制⽅式QPSK⾃适应调制；多址⽅式主要是CDMA，电路交换采⽤分组交换；具备⽀持多媒体传输能⼒的要求。
4G：是⼀个可称为宽带接⼊和分布式⽹络，是功能集成的宽带移动通信系统，是⼴带⽆线固定接⼊、⼴带⽆线局域⽹、移动⼴带系统和互操作的的⼴播⽹络，是⼀个全IP的⽹络结构，包括核⼼⽹和⽆线接⼝，采⽤多种新的技术和⽅法来⽀撑。
4、移动通信中的⼲扰主要有哪些，哪种⼲扰是蜂窝移动通信系统所特有的？答：互调⼲扰：两个或多个信号作⽤在通信设备的⾮线性器件上，产⽣同有⽤信号频率相近的组合频率，从⽽构成⼲扰，如：接收机的混频。
邻道⼲扰：相邻或邻近的信道(或频道)之间，由于⼀个强信号串扰弱信号⽽造成的⼲扰。
第2章 移动通信的基本技术
2.6 组网技术
• 2.6.1 移动通信网的制式
• 大区制
• 在一个比较大的区域中，只用一个基站覆盖全地区的;
•
单工或双工工作，单信道或多信道.
• 大区制的特点
•
只有一个基站，服务（覆盖）面积大，因此所需
的发射功率也较大;
•
大区制多用于专用网或小城市的公共网;
•
由于只有一个基站，其信道数有限（因为可用频
第2章 移动通信的基本 技术
2021年8月5日星期四
第2章 移动通信的基本技术
2.1 语音压缩编码技术
•
2.2 信道编码技术
2.3 数字调制技术
2.4 多址技术 2.5 分集接收技术
2.6 组网技术 2.7 用户占用信道的方式
2.1 语音压缩编码技术
• 随着通信、计算机网络等技术的飞速发展，语音压缩 编码技术得到了快速发展和广泛应用，尤其是最近20 年，语音压缩编码技术在移动通信、卫星通信、多媒 体技术以及IP电话通信中得到普遍应用，起着举足轻 重的作用。
Байду номын сангаас
•
ASK指的是振幅键控方式。这种调制方式是根据
信号的不同，调节正弦波的幅度。
• 幅度键控可以通过乘法器和开关电路来实现。载波在 数字信号1或0的控制下通或断，在信号为1的状态载波 接通，此时传输信道上有载波出现；在信号为0的状态 下，载波被关断，此时传输信道上无载波传送。那么
在接收端我们就可以根据载波的有无还原出数字信号 的1和0。对于二进制幅度键控信号的频带宽度为二进 制基带信号宽度的两倍。
• FDMA，频分多址 （frequencydivisionmultipleaccess），是把分配 给无线蜂窝电话通讯的频段分为30个信道，每一个信 道都能够传输语音通话、数字服务和数字数据。频分 多址是模拟高级移动电话服务(AMPS)中的一种基本 的技术，是北美地区应用最广泛的蜂窝电话系统。采 用频分多址，每一个信道每一次只能分配给一个用户。 频 分 多 址 还 用 于 全 接 入 通 信 系 统 ( TA C S ) 。
新一代移动通信系统的设计与性能评估
新一代移动通信系统的设计与性能评估第一章：引言移动通信技术在过去的几十年里取得了巨大的发展。
从1G到5G，每一代移动通信系统都给人们的生活带来了革命性的变化。
然而，随着移动通信技术的迅猛发展和用户对高速、高质量通信的需求不断增加，现有的4G技术已经不能满足各种应用场景的需求。
因此，设计和评估新一代移动通信系统的性能变得尤为重要。
第二章：新一代移动通信系统设计的关键技术2.1 大规模多天线技术大规模多天线技术是新一代移动通信系统中的重要技术，它可以显著提高系统的传输速率和容量。
通过使用大量的天线和先进的信号处理算法，可以实现波束成形、空间复用和干扰消除等功能，提高系统的频谱效率和抗干扰能力。
2.2 高频谱利用率技术新一代移动通信系统需要更高的频谱利用率以支持更多用户和更高的数据传输速率。
通过使用更高的频率波段、更紧密的频谱分配和更灵活的频谱共享技术，可以增加系统的频谱效率，实现更高的数据传输速率。
2.3 高可靠性和低时延技术为了满足用户对实时通信和低时延应用的需求，新一代移动通信系统需要具备高可靠性和低时延特性。
通过使用先进的纠错编码和解码技术、自适应调制和调度算法以及网络切片和优先级调度机制，可以提高系统的可靠性和降低通信时延。
第三章：新一代移动通信系统性能评估的方法3.1 系统级性能评估系统级性能评估是评估新一代移动通信系统整体性能的关键方法。
通过建立系统级仿真平台，考虑各种关键因素如信道模型、天线布局、功率控制、调度算法等，可以全面评估系统的容量、吞吐量、覆盖范围、干扰抑制等性能指标。
3.2 物理层性能评估物理层性能评估是评估新一代移动通信系统信道传输性能的方法。
通过建立准确的信道模型，考虑多径衰落、干扰噪声等因素，可以评估系统的误码率、传输速率、覆盖范围等性能指标。
3.3 网络层性能评估网络层性能评估是评估新一代移动通信系统网络传输性能的方法。
通过建立网络拓扑模型和路由算法，考虑网络容量、传输时延等因素，可以评估系统的数据传输速率、网络容量、时延特性等性能指标。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
移动通信系统
❖1.2 移动通信特点
▪ ⑴电波传播条件复杂 ▪ ⑵噪声和干扰严重 ▪ ⑶多卜勒效应 ▪ ⑷移动性 ▪ ⑸系统和网络结构复杂 ▪ ⑹频带利用率高、设备性能好 ▪ ⑺保密性
移动通信系统
▪ （2）双工通信方式
双工通信方式
▪ 所谓双工通信就是指移动通信双方可同时进行发信和收信。
武汉虹信通信技术有限责任公司 WUHAN HONGXIN TELECOMMUNICATION TECHNOLOGIES CO.,LTD.
移动通信系统
▪ （3）半双工通信方式
半双工通信方式
▪ 这种通信方式与双工通信相类似。其中一方使用双频双工通信 方式，另一方则使用双频单工方式，发信时要按下“按－讲” 开关。
▪ 八十年代中期开始。欧洲首先推出了泛欧数字移动通信网 （GSM）的体系。随后，美国和日本也制订了各自的数字移动 通信体制。这是第二代移动通信系统。第二代移动通信系统是 数字蜂窝移动通信系统，其典型代表是美国的DAMPS 系统、 IS-95和欧洲的GSM系统。
武汉虹信通信技术有限责任公司 WUHAN HONGXIN TELECOMMUNICATION TECHNOLOGIES CO.,LTD.
武汉虹信通信技术有限责任公司 WUHAN HONGXIN TELECOMMUNICATION TECHNOLOGIES CO.,LTD.
移动通信系统
▪ 双向通信方式
▪ （1）单工通信方式
单工通信方式
▪ 所谓单工通信就是指通信的双方只能交替地进行发信和收信， 不能同时进行
武汉虹信通信技术有限责任公司 WUHAN HONGXIN TELECOMMUNICATION TECHNOLOGIES CO.,LTD.
武汉虹信通信技术有限责任公司 WUHAN HONGXIN TELECOMMUNICATION TECHNOLOGIES CO.,LTD.
移动通信系统
❖1.3 移动通信分类
▪ 移动通信有以下多种分类方式： ▪ 按使用对象：民用设备和军用设备 ▪ 按多址方式：FDMA、TDMA、CDMA ▪ 按业务类型：电话网、数据网、综合业务网 ▪ 按覆盖范围：宽域网和局域网 ▪ 按工作方式：同频单工、异频单工、异频双
武汉虹信通信技术有限责任公司 WUHAN HONGXIN TELECOMMUNICATION TECHNOLOGIES CO.,LTD.
工、半双工 ▪ 按服务范围：专用网和公用网 ▪ 按信号形式：模拟网和数字网
武汉虹信通信技术有限责任公司 WUHAN HONGXIN TELECOMMUNICATION TECHNOLOGIES CO.,LTD.
移动通信系统
❖1.4 工作方式
▪ 无线通信的工作方式可分为单向通信方式和双向通信方式两大 类别
武汉虹信通信技术有限责任公司 WUHAN HONGXIN TELECOMMUNICATION TECHNOLOGIES CO.,LTD.
移动通信系统
❖1.1 移动通信简史
▪ 1897 年，马可尼首次完成无线通信实验。开创了无线通信的 先河。
▪ 1978 年 ， 美 国 贝 尔 实 验 室 研 制 成 功 了 先 进 移 动 电 话 系 统 （AMPS），建成了蜂窝状移动通信系统。而其它工业化国家也 相继开发出蜂窝式移动通信网。。这是第一代移动通信系统。 其代表有美国的AMPS系统和后来的改进型系统TACS，以及NMT 和NTT。第一代移动通信系统为频分复用的模拟模拟通信系统。
移动通信系统
第二章移动通信系统
移动通信系统
1
移动通信简介
2
无线传播理论
3
天线
4
GSM系统介绍
5
CDMA简介
武汉虹信通信技术有限责任公司 WUHAN HONGXIN TELECOMMUNICATION TECHNOLOGIES CO.,LTD.
❖前言
移动通信系统
当今的社会已经进入了一个信息化的社会，没有信息的传递 和交流，人们就无法适应现代化的快节奏的生活和工作。人们期 望随时随地、及时可靠、不受时空限制地进行信息交流，提高 工作的效率和经济效益。
移动通信系统
▪ 1996年开始，为了解决中速数据传输问题，又出现了2.5代的 移动通信系统，如GPRS和IS-95B。移动通信现在主要提供的服 务仍然是语音服务以及低速率数据服务。
▪ 第三代移动通信系统最早由国际电信联盟（ITU）于1985年提 出，当时称为未来公众陆地移动通信系统（FPLMTS，Future Public Land Mobile Telecommunication System），1996年 更 名 为 IMT-2000 （ International Mobile Telecommunication-2000），意即该系统工作在2000MHz频段， 最高业务速率可达2000kbps，预期在2000年左右得到商用。主 要体制有WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA。1999年11月5日，国际 电联ITU-RTG8/1第18次会议通过了“IMT-2000无线接口技术规 范”建议，其中我国提出的TD-SCDMA技术写在了第三代无线接 口规范建议的IMT-2000 CDMA TDD部分中。
▪ 双向通信又分为单工通信方式、双工通信方式和半双工通信方 式三种。
武汉虹信通信技术有பைடு நூலகம்责任公司 WUHAN HONGXIN TELECOMMUNICATION TECHNOLOGIES CO.,LTD.
移动通信系统
▪ 单向通信方式
▪ 单向通信方式就是通信双方中的一方只能接收信号，而另一方 只能发送信号，不能互逆。收信方不能对发信方直接进行信息 反馈。陆地移动通信系统中的无线寻呼系统就采用这种工作方 式。如BP机，只能收信而不能发信。
武汉虹信通信技术有限责任公司 WUHAN HONGXIN TELECOMMUNICATION TECHNOLOGIES CO.,LTD.
移动通信系统
❖移动通信系统简介
▪ 1.1 移动通信简史 ▪ 1.2 移动通信特点 ▪ 1.3 移动通信分类 ▪ 1.4 工作方式 ▪ 1.5 多址技术 ▪ 1.6 蜂窝技术 ▪ 1.7 频段划分