无线通信系统与技术-第4章移动通信系统
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移动通信基础课件-第4章 扩频通信技术
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图4-5 15位码序列T = 4Tc时的自相关系数
图4-6 15位码序列T = 0时的自相关系数
图4-7 n=4, P=15 m序列的自相关系数曲线
扩频通信系统有以下两个特点。
（1）传输信号的带宽远大于被传输的原始信 号的带宽。
（2）传输信号的带宽主要由扩频函数决定， 此扩频函数通常为伪随机编码信号。
2．扩频通信技术的发展简史
3．典型扩频通信系统框图
图4-1是一个典型的扩频通信系统框 图。
由发送端、接收端和无线信道3部分 组成。
图4-1 典型的扩频通信系统框图
（2）不同代的但没有直系关系的OVSF码也 相互正交，如C2,0和C4,2。
（3）不同代而有直系关系的OVSF码不互相 正交，如C2,1和C4,2。
（4）OVSF码的正交特性（同长度的OVSF 码序列）。
① OVSF码的自相关特性：自相关系数 为1。
② OVSF码的互相关特性：正交的。
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图4.11 基站信道组分布
4.4 移动通信的网络结构 4.4.1 基本网络结构 移动通信的基本网络结构如图4.12所示。基站（BS）与移动 交换中心（MSC）之间、移动交换中心（MSC）与市话网络 （PSTN）之间可采用有线链路（如光纤、同轴电缆、双绞线 等）也可以采用无线链路（如微波链路、毫米波链路等）。 其比特率2.048/8.448/34.368/139.264/565.148 Mbps。 一个移动通信网可由一个或若干个移动交换中心（MSC）组 成。一个移动交换中心（MSC）可由一个或若干个位置区组 成。一个基站可由一个或若干个无线小区组成。基站（BS） 主要由射频部分（射频架和收、发天线）、数据架和维护测 试架等组成。基站（BS）提供无线信道，以建立在BS覆盖范 围内与移动台（MS）的无线通道。
图4.16 移动通信的空中Байду номын сангаас口协议模型
物理层（PHL）确定无线电参数，如：频率、定时、 功率、码片、比特或时隙同步、调制解调、收发信 机性能等。物理层将无线电频谱分成若干个物理信 道，划分的方法可以按频率、时隙或码字或它们的 组合进行，如频分多址（FDMA）、时分多址 （TDMA）、码分多址（CDMA）等。物理层在介质 接入控制层（MAC）的控制下，负责数据或数据分 组的收发。 介质接入控制层（MAC）的主要功能有介质访问管 理和数据封装等。具体地讲，第一功能是选择物理 信道，然后在这些信道上建立和释放连接；第二个 功能是将控制信息、高层的信息和差错控制信息复 接成适合物理信道传输的数据分组。介质接入控制 层通过形成多种逻辑信道为高层提供不同的业务。
数据链路控制层（DLC）的主要功能是为网络层提 供非常可靠的数据链路。例如，在DECT中，将 DLC层分为两个平面：控制平面和用户平面。控制 平面为内部控制信令和有限数量的用户信息提供非 常可靠的传输链路，采用标准的链路接入步骤 （LAPC）来提供完全的差错控制。在用户平面， 提供了一组可供选择的业务，如供语音传输的透明 无差错保护的业务，具有不同差错保护的支持电路 交换模式和分组交换模式数据传输的其他业务。 网络层（NWL）主要是信令层。它确定了用于链路 控制、无线电资源管理、各种业务（呼叫控制、附 加业务、面向连接的消息业务、无连接的消息业务） 管理和移动性管理的各种功能。
第四代移动通信系统(4G)
第7章 第四代移动通信系统(4G) (2) 存在较高的峰值平均功率比。多载波系统的输出是 多个子信道信号的叠加，如果多个信号的相位一致，所得到 的叠加信号的瞬时功率就会远远高于信号的平均功率，这样 会出现较大峰值平均比，可能带来信号畸变，使信号的频谱 发生变化，从而导致各个子信道之间的正交性遭到破坏，产 生干扰，使系统的性能恶化，这就对发射机内功率放大器提 出了很高的要求。
第7章 第四代移动通信系统(4G)
2. OFDM系统结构 OFDM系统的典型框图如图7-2所示。图中，上半部分 对应于发射机链路，下半部分对应于接收机链路。发送端将
被传输的数字数据转换成子载波幅度和相位的映射，并进
行IDFT(反离散傅立叶变换)将数据的频域表达式变到时域上。 图中的IFFT(反快速傅立叶变换)与IDFT的作用相同，只是有 更高的计算效率，所以适用于所有的系统。接收端进行与发 送端相反的操作，将RF信号与本振信号进行混频处理，并 用FFT变换分解为时域信号，子载波的幅度和相位被采集出 来并转换回数字信号。
(4) 灵活性更强。4G拟采用智能技术，可自适应地进行 资源分配。采用智能信号处理技术对信道条件不同的各种复 杂环境进行信号的正常收/发。
(5) 具有用户共存性。能根据网络的状况和信道条件进 行自适应处理，使低、高速用户和各种用户设备能够并存与 互通，从而满足多类型用户的需求。
运营商或用户花费更低的费用就可随时随地地接入各种 业务。
第4代通信技术
第四代移动通信标准应该比第三代标准具有更多的功 能。第四代移动通信可以在不同的固定、无线平台和跨 越不同的频带的网络中提供无线服务，可以在任何地方 宽带接入互联网（包括卫星通信），能够提供信息通信 之外的定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。同 时，第四代移动通信系统还应该是多功能集成的宽带移
移动通信网络及技术(孙海英)1-4章 (4)
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第１章 概述 3GPP2的宗旨是制定以ANSI/IS-41为核心网，以CMDA 2000为
无线接口的标准。ANSI(American National Standards Institute)是美国国家标准学会，IS-41协议是CDMA第二代数字 蜂窝移动通信系统的核心网移动性管理协议。3GPP2已制定了 CDMA 2000标准，已发布了Release 0、Release A、Release B、 Release C、Release D标准，正在制定AIE有关标准。
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第１章 概述 3GPP和3GPP2的目标是实现由2G网络向3G网络的平滑过渡，
保证未来技术的后向兼容性，支持轻松建网及系统间的漫游和兼 容性。
国际上，3G系统主流标准有WCDMA、CDMA 2000和TDSCDMA(Time Division- Synchronous Code Division Multiple Access)三个，并都已经开始商用。
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第１章 概述
1) IMT-2000的频谱分配
1992年世界无线电管制大会规定IMT-2000频谱的分配如下：
上行频段：1885 MHz～2025 MHz；下行频段：2110 MHz～
2200 MHz；移动卫星业务频段：1980 MHz～2010 MHz；2170
MHz～2200 MHz。
从上面的分配可以看出，其上、下行频段是不对称的，因此有的
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第１章 概述 在发展第三代移动通信技术的过程中，中国在1998年提出了
自主知识产权的系统标准TD-SCDMA，并为国际电信联盟 ITU(International Telecommunications Union)接纳，成为国 际上三个主流的3G通信标准之一。TD-SCDMA是中国在通信领域第 一次系统性地提出国际标准，在移动通信技术上的这一重大进步， 标志着从第三代移动通信开始，中国的移动通信技术已经发展到 具备直接参与国际竞争的能力。2008年，TD-SCDMA系统产品在技 术上逐渐成熟，并在产业化方面取得了重大进展，开始在国内京 津沪等8个城市进行试商用。
第１章 概述 3GPP2的宗旨是制定以ANSI/IS-41为核心网，以CMDA 2000为
无线接口的标准。ANSI(American National Standards Institute)是美国国家标准学会，IS-41协议是CDMA第二代数字 蜂窝移动通信系统的核心网移动性管理协议。3GPP2已制定了 CDMA 2000标准，已发布了Release 0、Release A、Release B、 Release C、Release D标准，正在制定AIE有关标准。
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第１章 概述 3GPP和3GPP2的目标是实现由2G网络向3G网络的平滑过渡，
保证未来技术的后向兼容性，支持轻松建网及系统间的漫游和兼 容性。
国际上，3G系统主流标准有WCDMA、CDMA 2000和TDSCDMA(Time Division- Synchronous Code Division Multiple Access)三个，并都已经开始商用。
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第１章 概述
1) IMT-2000的频谱分配
1992年世界无线电管制大会规定IMT-2000频谱的分配如下：
上行频段：1885 MHz～2025 MHz；下行频段：2110 MHz～
2200 MHz；移动卫星业务频段：1980 MHz～2010 MHz；2170
MHz～2200 MHz。
从上面的分配可以看出，其上、下行频段是不对称的，因此有的
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第１章 概述 在发展第三代移动通信技术的过程中，中国在1998年提出了
自主知识产权的系统标准TD-SCDMA，并为国际电信联盟 ITU(International Telecommunications Union)接纳，成为国 际上三个主流的3G通信标准之一。TD-SCDMA是中国在通信领域第 一次系统性地提出国际标准，在移动通信技术上的这一重大进步， 标志着从第三代移动通信开始，中国的移动通信技术已经发展到 具备直接参与国际竞争的能力。2008年，TD-SCDMA系统产品在技 术上逐渐成熟，并在产业化方面取得了重大进展，开始在国内京 津沪等8个城市进行试商用。
移动通信原理与系统.(优选)
移动通信原理与系统第1章概论1.（了解）4G网络应该是一个无缝连接的网络，也就是说各种无线和有线网络都能以IP协议为基础连接到IP核心网。
当然为了与传统的网络互连则需要用网关建立网络的互联，所以将来的4G网络将是一个复杂的多协议的网络。
2.所谓移动通信，是指通信双方或至少有一方处于运动中进行信息交换的通信方式。
移动通信系统包括无绳电话、无线寻呼、陆地蜂窝移动通信、卫星移动通信等。
无线通信是移动通信的基础。
3.移动通信主要的干扰有：互调干扰、邻道干扰、同频干扰。
（以下为了解）1）互调干扰。
指两个或多个信号作用在通信设备的非线性器件上，产生与有用信号频率相近的组合频率，从而对通信系统构成干扰。
2）邻道干扰。
指相邻或邻近的信道（或频道）之间的干扰，是由于一个强信号串扰弱信号而造成的干扰。
3）同频干扰。
指相同载频电台之间的干扰。
4.按照通话的状态和频率的使用方法，可以将移动通信的工作方式分成：单工通信、双工通信、半双工通信。
第2章移动通信电波传播与传播预测模型1.移动通信的信道是基站天线、移动用户天线和两副天线之间的传播路径。
对移动无线电波传播特性的研究就是对移动信道特性的研究。
移动信道的基本特性是衰落特性。
2.阴影衰落：由于传播环境中的地形起伏、建筑物及其他障碍物对电磁波的遮蔽所引起的衰落。
多径衰落：无线电波呢在传播路径上受到周围环境中地形地物的作用而产生的反射、绕射和散射，使其到达接收机时是从多条路径传来的多个信号的叠加，这种多径传播多引起的信号在接收端幅度、相位和到达时间的随机变化将导致严重的衰落。
无线信道分为大尺度传播模型和小尺度传播模型。
大尺度模型主要是用于描述发射机与接收机之间的长距离（几百或几千米）上信号强度的变化。
小尺度衰落模型用于描述短距离（几个波长）或短时间（秒级）内信号强度的快速变化。
3.在自由空间中，设发射点处地发射功率为P t，以球面波辐射；设接收的功率为P r，则P r=（A r/4πd2）P t G t式中，A r=λ2G r/4π，λ为工作波长，G t、G r分别表示发射天线和接收天线增益，d为发射天线和接收天线间的距离。
第4章-5G无线接入网和接口协议图文图文课件
对于NG-RAN，由gNB-CU和gNB-DU组成的gNB的NG和Xn-C接口(gNB和gNB之间的接 口的控制面)终止于gNB-CU；gNB-CU和连接的gNB-DU仅对其他gNB可见，而5GC仅对 gNB可见。 gNB包括以下功能： · 无线资源管理功能：无线承载控制，无线接纳控制，连接移动性控制，上行链 路和下行链路中UE的动态资源分配及调度； · IP报头压缩，加密和数据完整性保护； · 在UE提供的信息不能确定到AMF的路由时，为UE在UE附着的时候选择AMF； · 将用户面数据路由到UPF； · 提供控制面信息向AMF的路由； 核桃AI
图4-4 gNB逻辑节点和接口
4.2.1 NG接口
NG接口是一个逻辑接口，规范了NG-RAN节点与不同制造商提供的核心网 AMF(Access Mobility Function，接入和移动管理功能)节点和UPF(User Plane Function，用户平面功能)节点的互连，同时分离NG接口无线网络功能和传输网络功 能。
NG接口分为NG-C接口(控制面接口)和NG-U接口(用户面接口)两部分。 从任何一个NG-RAN节点向5GC连接可能存在多个NG-C逻辑接口，然后通过 NAS(Non-Access Stratum，非接入层)节点选择功能确定NG-C接口。从任何一个NGRAN节点向5GC连接也可能存在多个NG-U逻辑接口。NG-U接口的选择在5GC内完成，并 由AMF发信号通知NG-RAN节点。 1．NG-U NG用户面接口(NG-U)在NG-RAN节点和UPF之间定义。NG接口的用户面协议栈如图4-5 所示。传输网络层建立在IP传输层之上，GTP-U用于UDP / IP之上，以承载NG-RAN节 点和UPF之间的用户面PDU(ProtocolDataUnit，协议数据单元)数据。 2．NG-C
图4-4 gNB逻辑节点和接口
4.2.1 NG接口
NG接口是一个逻辑接口，规范了NG-RAN节点与不同制造商提供的核心网 AMF(Access Mobility Function，接入和移动管理功能)节点和UPF(User Plane Function，用户平面功能)节点的互连，同时分离NG接口无线网络功能和传输网络功 能。
NG接口分为NG-C接口(控制面接口)和NG-U接口(用户面接口)两部分。 从任何一个NG-RAN节点向5GC连接可能存在多个NG-C逻辑接口，然后通过 NAS(Non-Access Stratum，非接入层)节点选择功能确定NG-C接口。从任何一个NGRAN节点向5GC连接也可能存在多个NG-U逻辑接口。NG-U接口的选择在5GC内完成，并 由AMF发信号通知NG-RAN节点。 1．NG-U NG用户面接口(NG-U)在NG-RAN节点和UPF之间定义。NG接口的用户面协议栈如图4-5 所示。传输网络层建立在IP传输层之上，GTP-U用于UDP / IP之上，以承载NG-RAN节 点和UPF之间的用户面PDU(ProtocolDataUnit，协议数据单元)数据。 2．NG-C
移动通信原理
表1-1为三代移动通信的主要特点。
表2-1 三代移动通信的比较
5． 小灵通PHS
小灵通又叫无线市话， 英文简称为PHS(Personal Handphone System)， 是一种个人无线接入系统。 在不 少城市， “小灵通”已成为人们日常生活中不可缺少 的通信工具。 “小灵通”采用的是微蜂窝技术， 将用 户终端以无线的方式接入固定电话网， 使传统意义上 的电话不再固定在某个位置， 用户可在小灵通网络覆 盖范围内自由移动实现通信。 正是由于无线市话小巧、 价廉、 环保的特点， 人们亲切地称之为“小灵通”。
图2-9 GSM语音编码器框图
2.4.2 信道编码 1. 信道编码的基本原理 语音信号经过语音编码后， 紧接着还要进行信道
编码。 由语音编码过程可以看出， 采用LPC-LTP-RPE 编码方案， 可以降低数字信号的传输速率， 实现数字 信号压缩。
采用数字传输时， 所传信号的质量常常用接收比 特中有多少是正确的来表示， 并由此引出比特差错率 (BER)的概念。 BER表明总比特率中有多少比特被检 测出错误， 差错比特数目或所占的比例要尽可能小。
基站子系统BSS和手机MS组成。 基站子系统与移动电 话机之间依赖无线信道来传输信息。 移动通信系统与 其他通信系统如PSTN固定电话网之间， 需要通过中继 线相连， 实现系统之间的互连互通， 其组成框图如图 1-1所示。 当然， 对整个通信网络需要进行管理和监 控， 这是由操作维护子系统OMS来完成的。
移动通信原理
2.1 手机发展概况
1. 模拟式手机 模拟式手机泛指第一代移动通信的终端设备。 第 一代移动通信俗称“本地通”， 多采用TACS制， 频 分多址（FDMA）方式。
2. 数字式手机 现在正处于移动通信的第二阶段， 数字式手机泛 指第二代移动通信的终端设备。 第二代数字式手机， 俗称“全球通”， 我国现有GSM、 CDMA两种制式。 我国首先采用GSM制， 它属时分多址（TDMA）方式。
表2-1 三代移动通信的比较
5． 小灵通PHS
小灵通又叫无线市话， 英文简称为PHS(Personal Handphone System)， 是一种个人无线接入系统。 在不 少城市， “小灵通”已成为人们日常生活中不可缺少 的通信工具。 “小灵通”采用的是微蜂窝技术， 将用 户终端以无线的方式接入固定电话网， 使传统意义上 的电话不再固定在某个位置， 用户可在小灵通网络覆 盖范围内自由移动实现通信。 正是由于无线市话小巧、 价廉、 环保的特点， 人们亲切地称之为“小灵通”。
图2-9 GSM语音编码器框图
2.4.2 信道编码 1. 信道编码的基本原理 语音信号经过语音编码后， 紧接着还要进行信道
编码。 由语音编码过程可以看出， 采用LPC-LTP-RPE 编码方案， 可以降低数字信号的传输速率， 实现数字 信号压缩。
采用数字传输时， 所传信号的质量常常用接收比 特中有多少是正确的来表示， 并由此引出比特差错率 (BER)的概念。 BER表明总比特率中有多少比特被检 测出错误， 差错比特数目或所占的比例要尽可能小。
基站子系统BSS和手机MS组成。 基站子系统与移动电 话机之间依赖无线信道来传输信息。 移动通信系统与 其他通信系统如PSTN固定电话网之间， 需要通过中继 线相连， 实现系统之间的互连互通， 其组成框图如图 1-1所示。 当然， 对整个通信网络需要进行管理和监 控， 这是由操作维护子系统OMS来完成的。
移动通信原理
2.1 手机发展概况
1. 模拟式手机 模拟式手机泛指第一代移动通信的终端设备。 第 一代移动通信俗称“本地通”， 多采用TACS制， 频 分多址（FDMA）方式。
2. 数字式手机 现在正处于移动通信的第二阶段， 数字式手机泛 指第二代移动通信的终端设备。 第二代数字式手机， 俗称“全球通”， 我国现有GSM、 CDMA两种制式。 我国首先采用GSM制， 它属时分多址（TDMA）方式。
第4讲_GSM-R网络结构及功能
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4.3 NSS结构和功能
网络交换系统完成GSM 网络主要的交换功能，管理 GSM 网络与其它电信网络之间的通信。 另外还包括用户移动性管理和存储用户数据的数据库 管理。
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NSS 结构
40
网络交换系统主要由以下部分组成： • 移动业务交换中心MSC（Mobile Service Switching Center） • 归属位置寄存器HLR（Home Location Register） • 拜访位置寄存器VLR（Visitor Location Register） • 设备识别寄存器EIR（Equipment Identity Register） • 鉴权中心AUC（Authentication Center） • 网络互通功能IWF（Interworking Function） • 实现语音组呼和语音广播的实体（GCR ） • 短消息业务的短消息服务中心（SMS-SC） • 统计服务器。
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速率适配单元(TRAU)结构及功能
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无线覆盖—BSC和BTS的设置原则
• 铁路枢纽地区BSC与MSC同址设置，铁路干线可没有MSC的 枢纽，BSC宜设置在较大的通信站。为减少BSC间的切换， 各BSC所控制的区域应相对集中，不跨铁路局管界。 • TRAU与MSC同址设置，并根据工程实际容量配置。 • 车站原则上应设置基站，区间基站应尽量靠近铁路线，宜 选在交通便利、供电可靠的地方。在铁路枢纽车站、屏蔽 性能良好的室内、地下通道和旅客车厢内，可根据需要采 用微蜂窝基站和室内分布系统。铁路沿线弱场区应用和现 场情况合理选择微蜂窝基站、直放站等技术措施解决。
Um接口——BTS与MS之间通信 Abis接口——BTS与BSC之间通信 Ater接口——TRAU与BSC之间连接 A接口——BSS与NSS之间通信
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4.3 NSS结构和功能
网络交换系统完成GSM 网络主要的交换功能，管理 GSM 网络与其它电信网络之间的通信。 另外还包括用户移动性管理和存储用户数据的数据库 管理。
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NSS 结构
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网络交换系统主要由以下部分组成： • 移动业务交换中心MSC（Mobile Service Switching Center） • 归属位置寄存器HLR（Home Location Register） • 拜访位置寄存器VLR（Visitor Location Register） • 设备识别寄存器EIR（Equipment Identity Register） • 鉴权中心AUC（Authentication Center） • 网络互通功能IWF（Interworking Function） • 实现语音组呼和语音广播的实体（GCR ） • 短消息业务的短消息服务中心（SMS-SC） • 统计服务器。
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速率适配单元(TRAU)结构及功能
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无线覆盖—BSC和BTS的设置原则
• 铁路枢纽地区BSC与MSC同址设置，铁路干线可没有MSC的 枢纽，BSC宜设置在较大的通信站。为减少BSC间的切换， 各BSC所控制的区域应相对集中，不跨铁路局管界。 • TRAU与MSC同址设置，并根据工程实际容量配置。 • 车站原则上应设置基站，区间基站应尽量靠近铁路线，宜 选在交通便利、供电可靠的地方。在铁路枢纽车站、屏蔽 性能良好的室内、地下通道和旅客车厢内，可根据需要采 用微蜂窝基站和室内分布系统。铁路沿线弱场区应用和现 场情况合理选择微蜂窝基站、直放站等技术措施解决。
Um接口——BTS与MS之间通信 Abis接口——BTS与BSC之间通信 Ater接口——TRAU与BSC之间连接 A接口——BSS与NSS之间通信
移动通信技术——第4章 移动通信系统组网
4.3 多信道共用
4.3.1 多信道共用的意义
在双工移动通信系统中，移动用户 在通话时要占用一条信道。 由于频谱资源的限制，用户数总是 大于信道数。 蜂窝移动通信系统使用多信道共用 技术缓解频谱资源有限和用户数多的矛 盾。
多信道共用是指系统允许大量的用 户在一个小区内共享少量的信道。 每个用户只在呼叫时才分配一个信 道，一旦通话终止，用户占用的信道马 上释放供其他用户使用。
令F为邻近蜂窝干扰因子，则CDMA 系统容量，即式（4-31）变为
(W / Rb )GF N （信道/小区） ( Eb / N 0 )d
4.5 蜂窝系统的移动性管理
4.5.1 蜂窝系统服务区域划分
1．服务区域的划分
一般的第二代蜂窝移动系统服务区域划分 如图4-22所示。 图中只画出一个移动运营网络，即一个公 共陆地移动网络（Public Land Mobile Network， PLMN），多个PLMN服务区可以重叠。
如果单位区群在系统中复制了M次，则双 向信道的总数C可以作为容量的一个度量，即 C = MS =MkN
3．区群结构的实现
单位区群内小区数N越大，同信道小区的 距离D就越远，抗同频干扰的性能就越好。 但是相应地，单位区群内小区数N越大， 需要的信道组越多，频谱利用率下降。 所以单位区群内小区数N与同信道小区的 距离D为互为矛盾的指标，须折中考虑。
（2）扇区划分技术
蜂窝移动通信系统中的同频干扰可以通 过使用定向天线代替基站中单独的一根全向 天线来减小，其中每个定向天线辐射某一个 特定的扇区。 这种使用定向天线来减少同频干扰，从 而提高系统容量的技术叫做扇区划分技术。
扇区划分技术与小区分裂不同，它 可以保持小区半径不变，容量的提高是 通过减少同频干扰以达到提高频率利用 率来实现的。
第四章 第二代移动通信系统
第四章第二代移动通信系统自上世纪90年代以来，以数字技术为主体的第二代移动通信系统得到了极大的发展，短短的十年，其用户就超过了十亿。
在中国，以GSM为主，IS-95CDMA为辅的第二代移动通信系统只用了十年的时间，就发展了近2.8亿用户，并超过固定电话用户数，成为世界上最大的移动经营网络。
任何一类数字式语音信号在无线环境中传播存在三个挑战:1.选择低速率编码方式, 以适应有限带宽的要求;2.选择有效的编码方式降低误码率, 以适应恶劣的传播环境;3.选择有效的调制方式和平滑的包络特性, 以减少杂散辐射.下面，我们将概述GSM和CDMA系统的特性、信令、系统制式等方面的知识。
第一节第二代数字移动通信系统的特性一、时分多址（TDMA）系统特性GSM系统采用时分多址（TDMA）技术，这种技术在频率时间关系上形成一个矩阵，而每一信道对应于其频率时间矩阵上的一个点，在基站系统的控制和分配下，可为任一移动用户提供电话或非话数据业务。
TDMA系统具有如下特性：1）每载波多路。
TDMA系统是一个时分复用系统，如GSM数字系统中每载波含8个时隙，即8个业务信道。
随着技术的发展，半速率业务信道的出现使其设计能力还可翻一倍。
2）突发脉冲序列传输。
移动台信号功率的发射是不连续的，仅在规定的时隙内发射脉冲序列；或者说，在任何给定的瞬间，占有同一载频而进行通话中的移动台仅有一台在发射信号。
3）传输速率和自适应均衡。
TDMA系统中，如果每载波含有的时隙多，则频率间隔宽，传输速率高。
当码元持续时间与时延扩展量相当时，务必采用自适应均衡技术。
例如当GSM系统传输速率达271kbit/s时，二进制射频数字调制方式码元宽度为3.7μs。
而城市移动通信的时延扩展通常是3μs，郊区为0.3μs。
随着小区半径扩大和地形地物等因素还有可能增大时延扩展量，因此在GSM系统中采用了自适应均衡器，以获得16μs的抗时延扩展能力。
4）传输开销大。
TDMA系统分成时隙传输，使得收信机在每一突发脉冲序列上都需要重新获得同步。
现代无线通信技术 邬正义 (4)
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4.2 蜂窝数字移动通信网
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4.2.1 蜂窝形小区制区域覆盖原理
移动通信网的服务区体制可分为大区制和小区制两种。
大区制就是用一个基站覆盖整个服务区。其特点是 基站只有一个天线，架设高，功率大，覆盖半径大 （20~50km），但容纳的用户数有限（几百户），扩 容非常困难。
小区制就是将整个服务区划分为若干个小区，在各 小区中分别设置基站，负责本小区移动通信的联络 和控制。另外设立移动交换中心，负责与各基站之 间的联系和对系统的集中控制管理。
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4.2 蜂窝数字移动通信网
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4.2.1 蜂窝形小区制区域覆盖原理
在小区制中，可以应用频率复用技术，提高频带 利用率。小区数目越多，整个通信系统的容量就越大。 小区制比大区制在技术上要复杂得多。但小区制的优 点远远超过了它的缺点，而且随着电子技术和计算机 技术的发展，复杂的控制和电路设备都已经可以实现， 因此，地面公用移动通信网选用小区制是无可争议的。
120 o 120o
(b) 顶点激励
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4.2.1 蜂窝形小区制区域覆盖原理
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4.2.1 蜂窝形小区制区域覆盖原理
1、小区形状的选择
小区制的服务区有带状服务区和面状服务区两种， 面状服务区是地面移动通信服务区的主要形式。
一个全向天线辐射的覆盖区是个圆形，为了不留 空隙地覆盖一个面状服务区，一个个圆形辐射区之间 一定会有很多的重叠区域。去除重叠之后，每个辐射 区的有效覆盖区是一个多边形。
Pt
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4.2 蜂窝数字移动通信网
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4.2.1 蜂窝形小区制区域覆盖原理
移动通信网的服务区体制可分为大区制和小区制两种。
大区制就是用一个基站覆盖整个服务区。其特点是 基站只有一个天线，架设高，功率大，覆盖半径大 （20~50km），但容纳的用户数有限（几百户），扩 容非常困难。
小区制就是将整个服务区划分为若干个小区，在各 小区中分别设置基站，负责本小区移动通信的联络 和控制。另外设立移动交换中心，负责与各基站之 间的联系和对系统的集中控制管理。
X
4.2 蜂窝数字移动通信网
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4.2.1 蜂窝形小区制区域覆盖原理
在小区制中，可以应用频率复用技术，提高频带 利用率。小区数目越多，整个通信系统的容量就越大。 小区制比大区制在技术上要复杂得多。但小区制的优 点远远超过了它的缺点，而且随着电子技术和计算机 技术的发展，复杂的控制和电路设备都已经可以实现， 因此，地面公用移动通信网选用小区制是无可争议的。
120 o 120o
(b) 顶点激励
120 o
X
4.2 蜂窝数字移动通信网
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4.2.1 蜂窝形小区制区域覆盖原理
X
4.2 蜂窝数字移动通信网
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4.2.1 蜂窝形小区制区域覆盖原理
1、小区形状的选择
小区制的服务区有带状服务区和面状服务区两种， 面状服务区是地面移动通信服务区的主要形式。
一个全向天线辐射的覆盖区是个圆形，为了不留 空隙地覆盖一个面状服务区，一个个圆形辐射区之间 一定会有很多的重叠区域。去除重叠之后，每个辐射 区的有效覆盖区是一个多边形。
Pt
Gt
Gr
(
ht hr d2
《通信专业实务：传输与接入(无线)》读书笔记模板
11.1 LTE无线络规划基础 11.2覆盖规划 11.3容量规划 11.4频率规划 11.5参数规划 11.6干扰规划
12.1 LTE无线络优化概述 12.2 VoLTE络优化 12.3大话务量场景优化设计 12.4室内覆盖优化设计 12.5高铁场景优化设计
读书笔记
这是《通信专业实务：传输与接入（无线）》的读书笔记模板，可以替换为自己的心得。
3 第5章 TD-
SCDMA移动通 信系统
4 第6章
cdma2000移动 通信系统
5
第7章 LTE移 动通信系统
第8章下一代移 动通信系统
第9章微波与卫 星通信系统
3.1络选择/小区选择和重选 3.2位置更新 3.3鉴权与加密 3.4切换控制
4.1 WCDMA络结构 4.2 WCDMA空中接口 4.3 WCDMA络中的编号计划 4.4 WCDMA系统中的切换 4.5 WCDMA系统安全 4.6 WCDMA系统中呼叫的建立过程
8.1下一代移动通信系统的需求 8.2下一代移动通信系统络结构 8.3下一代移动通信系统的关键技术 8.4下一代移动通信系统演进的技术路线
9.1微波通信 9.2卫星通信系统
第11章 LTE无线络 规划
第10章 WCDMA无线 络规划与优化
第12章 LTE无线络 优化
10.1 WCDMA络规划原则与方法 10.2 WCDMA络规划流程 10.3 WCDMA覆盖规划 10.4 WCDMA容量规划 10.5 WCDMA扰码规划 10.6 WCDMA无线络优化
目录分析
第1章无线通信 基础
第2章无线通信 关键技术
1.1无线电通信概述 1.2无线电波的传播特性 1.3无线收发信机 1.4天线与馈线 1.5噪声与干扰
移动通信原理与系统习题答案
移动通信原理与系统习题答案移动通信原理与系统习题答案第一章简介1.1 移动通信原理与系统概述移动通信原理与系统是指利用无线电及其他相关技术，实现移动用户之间的通信和数据传输的系统。
其核心理论基础是无线通信原理和信号处理技术。
1.2 移动通信系统的发展历史移动通信系统的发展经历了从1G到5G的演进过程，每一代都引入了新的技术和服务，提高了通信效率和用户体验。
1.3 移动通信系统的基本组成移动通信系统由移动终端、基站子系统、核心网以及相关管理部分组成。
移动终端包括方式、数据卡等用户设备；基站子系统由基站、无线接入网和传输网构成；核心网是移动通信系统的核心部分，提供信令控制、数据传输等功能。
第二章无线通信原理2.1 无线信道特性无线信道的特性包括带宽、传输速率、衰落和多路径传播等，对无线通信系统的设计和优化有重要影响。
2.2 调制和多址技术调制技术用于将数字信号转换为模拟信号进行传输，以及将模拟信号转换为数字信号进行处理；多址技术用于多个用户共享有限的信道资源。
2.3 信噪比与误码率信噪比是信号功率与噪声功率之比，误码率是在给定信噪比下传输过程中出现错误的概率。
第三章移动通信系统的接入方式3.1 频分多址接入频分多址接入是指将频率资源划分为多个子载波，每个用户占用一个或多个子载波进行通信。
3.2 时分多址接入时分多址接入是将时间资源划分为多个时隙，不同用户在不同时隙进行通信。
3.3 码分多址接入码分多址接入是将用户信号通过不同的扩频码进行编码，以实现多用户共享信道。
第四章移动通信系统的网络架构4.1 无线接入网无线接入网是连接终端与基站的部分，包括射频传输、信号处理等功能。
4.2 传输网传输网是将基站与核心网进行连接的网络，承载用户数据和控制信号的传输。
4.3 核心网核心网是移动通信系统的核心部分，提供信令控制、用户数据传输等功能。
第五章移动通信系统的业务与技术5.1 语音通信业务语音通信是移动通信系统最基本的业务之一，主要通过语音编码技术和语音信道进行实现。
第4章-5G无线接入网和接口协议图文图文课件
图4-2 5G NR CU-DU逻辑架构
处理功能；狭义上，基于实际设备的实现，DU仅负责基带处理功能， RRU(Remote Radio Unit，远端射频单元)负责射频处理功能，DU和RRU之间通过 CPRI(Common Public Radio Interface，通用无线协议接口)或eCPRI(enhance Common Public Radio Interface，增强通用无线协议接口)相连。
5G移动通信技术
CONTENTS 第四章
5G无线接入网和接口协议 5G无线接入网整体架构和节点 接口协议和功能 无线协议架构 无线接入架构中的几个典型流程
【本章内容】 无线接入网是移动通信的主要组成部分，其各种
接口用来实现接入网中不同功能单元之间以及接入网和核 心网之间的数据处理与交互。5G无线接入网的根本特征是 CU和DU分离，通过CU和DU在物理位置上的灵活部署来实现 不同的业务功能。5G的接入网除了有空中接口、和核心网 之间的接口、基站之间的接口之外，还新增了F1接口和E1 接口。本章还介绍了5G的无线协议架构和5G几个独有的业 务信令流程，比如F1接口启动等。
核桃AI
4
5G无线接入网和接口协议
4.1 5G无线接入网整体架构和节点
核桃AI
4.1.1 基本架构和节点功能 5G RAN是5G的无线接入网，简称NG-RAN，全称New Radio Access TechnoG RAN，它发生了巨大变化，如图4-1 所示。
对于NG-RAN，由gNB-CU和gNB-DU组成的gNB的NG和Xn-C接口(gNB和gNB之间的接 口的控制面)终止于gNB-CU；gNB-CU和连接的gNB-DU仅对其他gNB可见，而5GC仅对 gNB可见。 gNB包括以下功能： · 无线资源管理功能：无线承载控制，无线接纳控制，连接移动性控制，上行链 路和下行链路中UE的动态资源分配及调度； · IP报头压缩，加密和数据完整性保护； · 在UE提供的信息不能确定到AMF的路由时，为UE在UE附着的时候选择AMF； · 将用户面数据路由到UPF； · 提供控制面信息向AMF的路由； 核桃AI
处理功能；狭义上，基于实际设备的实现，DU仅负责基带处理功能， RRU(Remote Radio Unit，远端射频单元)负责射频处理功能，DU和RRU之间通过 CPRI(Common Public Radio Interface，通用无线协议接口)或eCPRI(enhance Common Public Radio Interface，增强通用无线协议接口)相连。
5G移动通信技术
CONTENTS 第四章
5G无线接入网和接口协议 5G无线接入网整体架构和节点 接口协议和功能 无线协议架构 无线接入架构中的几个典型流程
【本章内容】 无线接入网是移动通信的主要组成部分，其各种
接口用来实现接入网中不同功能单元之间以及接入网和核 心网之间的数据处理与交互。5G无线接入网的根本特征是 CU和DU分离，通过CU和DU在物理位置上的灵活部署来实现 不同的业务功能。5G的接入网除了有空中接口、和核心网 之间的接口、基站之间的接口之外，还新增了F1接口和E1 接口。本章还介绍了5G的无线协议架构和5G几个独有的业 务信令流程，比如F1接口启动等。
核桃AI
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5G无线接入网和接口协议
4.1 5G无线接入网整体架构和节点
核桃AI
4.1.1 基本架构和节点功能 5G RAN是5G的无线接入网，简称NG-RAN，全称New Radio Access TechnoG RAN，它发生了巨大变化，如图4-1 所示。
对于NG-RAN，由gNB-CU和gNB-DU组成的gNB的NG和Xn-C接口(gNB和gNB之间的接 口的控制面)终止于gNB-CU；gNB-CU和连接的gNB-DU仅对其他gNB可见，而5GC仅对 gNB可见。 gNB包括以下功能： · 无线资源管理功能：无线承载控制，无线接纳控制，连接移动性控制，上行链 路和下行链路中UE的动态资源分配及调度； · IP报头压缩，加密和数据完整性保护； · 在UE提供的信息不能确定到AMF的路由时，为UE在UE附着的时候选择AMF； · 将用户面数据路由到UPF； · 提供控制面信息向AMF的路由； 核桃AI
国网系统招聘 通信专业课程讲解 第4章移动通信系统
5．软件无线电技术 6．多用户检测技术
4.2 GSM数字蜂窝移动通信系 统
4.2.1 系统组成
• GSM数字蜂窝通信系统的主要组成部分可分为移动台（MS）、基站子
系统（BSS）和网络子系统（NSS），
图4-8 GSM蜂窝移动电话系统结构示意图
1．网络子系统
• 网络子系统（NSS）主要提供交换功能以及用于进行用户数据与移动管
4．系统接口
• GSM系统在制定技术规范时对其子系统之间及各功能实体之间的接口
和协议作了比较具体的定义，使不同的设备供应商提供的GSM系统基础设 备能够符合统一的GSM技术规范而达到互通、组网的目的。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
图4-9 GSM系统接口示意图
（1）Um接口 （2）Abis接口 （3）A接口 （4）子系统内部接口 （5）MSC/VLR、HLR、AUC、BSC与OMC之间的接口
图4-15 GPRS的特点
⑥ 高效地利用网络资源，降低通信成本。
⑦ 利用现有的无线网络覆盖，提高网络建设速度，降低建设成本。
⑧ GPRS的核心网络顺应通信网络的发展趋势，为GSM网向第三代演进打 下基础。
4.2.4 EDGE
1．EDGE的概念与特点
• 与以前的系统相比，EDGE有以下几方面的优点。
第4章 移动通信系统
• 随着社会经济的发展，人们的社会活动、信息交流日益频繁，人类社
会已进入信息时代。
• 在这样一个时代，人们对信息获取、交换手段和方式的要求越来越高，
人们一直有这样一种美好的愿望，即能实现任何人（Whoever）在任何 时候（Whenever）、任何地方（Wherever）以任何方式（Whatever） 与任何人（Whomever）进行通信，即通信的“5W”，这便是通信的最高 目标。
第4章 移动通信网络技术-1
最合适
最大 最小
基站辐射半径r相同
19
第4章 移动通信网络技术
蜂窝小区的覆盖半径主要取决于人口密度及分布、人 流活动路线和场所。
小区覆盖半径越小，小区数目越多，
容量越大，但基站数也在增多 农村地区：蜂窝小区覆盖半径较大； 城市中心地区：蜂窝小区半径很小。 根据蜂窝小区覆盖半径的不同，蜂窝可分为三类：宏蜂窝、
微蜂窝和微微蜂窝。
20
第4章 移动通信网络技术
各类蜂窝小区的特点： ① 宏蜂窝。早期蜂窝小区由宏蜂窝构成。 小区覆盖半径：2～20 km。基站的发射功率：l00 W左右。 天线架设位置比较高。 在实际的宏蜂窝内通常存在着两种特殊的微小区域： 一是“盲点”区域 —— 由于无线电波遇到障碍物而造成的 阴影区域，使得该区域的信号强度减弱，通信质量下降； 二是“热点”区域 —— 在商业中心或交通要道等业务繁忙 区域，空间业务负荷分布不均匀。 为了解决“盲点”区域和“热点”区域问题，于是产生 了微蜂窝小区技术。
11
第4章 移动通信网络技术
4.2 频率复用技术和系统容量
因频率资源有限，为增加用户容量，需采用小区制（蜂 窝网），可以实现频率再利用（频率复用） 考虑以下问题： 1、频率复用的原则（需满足什么条件） 2、小区形状、大小如何确定（基站覆盖半径） 3、哪些小区可以实现频率复用 4、频率复用对系统容量及性能的影响
9
第4章 移动通信网络技术
AUC：鉴权中心。完成对移动用户的鉴权，存储移动用户的 鉴权参数，并能根据MSC/VLR的请求产生、传送相应的鉴权
参数。
EIR：存储移动台设备参数的数据库。存储着移动设备的国 际移动设备识别码(IMEI/电子串号)；分别列出了准许使用的、
出现故障需监视的、失窃不准使用的移动设备的IMEI识别码，
最大 最小
基站辐射半径r相同
19
第4章 移动通信网络技术
蜂窝小区的覆盖半径主要取决于人口密度及分布、人 流活动路线和场所。
小区覆盖半径越小，小区数目越多，
容量越大，但基站数也在增多 农村地区：蜂窝小区覆盖半径较大； 城市中心地区：蜂窝小区半径很小。 根据蜂窝小区覆盖半径的不同，蜂窝可分为三类：宏蜂窝、
微蜂窝和微微蜂窝。
20
第4章 移动通信网络技术
各类蜂窝小区的特点： ① 宏蜂窝。早期蜂窝小区由宏蜂窝构成。 小区覆盖半径：2～20 km。基站的发射功率：l00 W左右。 天线架设位置比较高。 在实际的宏蜂窝内通常存在着两种特殊的微小区域： 一是“盲点”区域 —— 由于无线电波遇到障碍物而造成的 阴影区域，使得该区域的信号强度减弱，通信质量下降； 二是“热点”区域 —— 在商业中心或交通要道等业务繁忙 区域，空间业务负荷分布不均匀。 为了解决“盲点”区域和“热点”区域问题，于是产生 了微蜂窝小区技术。
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第4章 移动通信网络技术
4.2 频率复用技术和系统容量
因频率资源有限，为增加用户容量，需采用小区制（蜂 窝网），可以实现频率再利用（频率复用） 考虑以下问题： 1、频率复用的原则（需满足什么条件） 2、小区形状、大小如何确定（基站覆盖半径） 3、哪些小区可以实现频率复用 4、频率复用对系统容量及性能的影响
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第4章 移动通信网络技术
AUC：鉴权中心。完成对移动用户的鉴权，存储移动用户的 鉴权参数，并能根据MSC/VLR的请求产生、传送相应的鉴权
参数。
EIR：存储移动台设备参数的数据库。存储着移动设备的国 际移动设备识别码(IMEI/电子串号)；分别列出了准许使用的、
出现故障需监视的、失窃不准使用的移动设备的IMEI识别码，
无线通信基础知识
第一章 无线通信的基本概念
1.3 联通GSM900M数字蜂窝网移动通信系统：
工作频段：上行909~915MHz 下行954~960 MHz
频率与信道之间换算公式：上行：F=890+0.2*指令载波频率号
下行：F=935+0.2*指令载波频率号
联通GSM900M系统使用频点为96-124.
第一章 无线通信的基本概念
第一章 无线通信的基本概念
1.2 移动GSM1800M数字蜂窝网移动通信系统：
工作频段：上行1710-1720MHz
下行1805-1815MHz
频率与信道之间换算公式：上行：1710.2MHz+(N-512)*0.2
下行：1805.2MHz+(N-512)*0.2
移动GSM1800M系统使用频点为512-561.
频段名称 极低频（ELF） 超低频（SLF） 特低频（ULF） 甚低频（VLF） 低频（LF） 中频（MF） 高频（HF） 甚高频（VHF） 频率范围 3~30Hz 30~300Hz 300~3000Hz 3~30kHz 30~300kHz 300~3000kHz 3~30MHz 30~300MHz 波段名称 极长波 超长波 特长波 甚长波 长波 中波 短波 超短波 （米波） 波长范围 100~10Mm（108~107m） 10~1Mm（107~106m） 1000~100km（106~105m） 100~10km（105~104m） 10~1km（104~103m） 1000~100m（103~102m） 100~10m（102~10m） 10~1m
自由空间损耗公式：Ls=32.45+20lgF+20lgD
思考题
• 何谓无线通信？ • WCDMA的工作频段？该频段属于哪一波段 ？ • 按照自由空间损耗公式计算参考距离为1m处
移动通信(第五版)(章坚武)第4章
(4-22)
课件制作：蔡彦
第4章 数字调制技术 假设：
2 Φ1 (t ) cos(2πf ct ) Ts 2 Φ2 (t ) sin(2πf ct ) Ts
则有
0≤t≤Ts
(4-23)
0≤t≤Ts
(4-24)
π π sQPSK (t ) Es cos(i 1) Φ1 (t ) Es sin(i 1) Φ2 (t ) 2 2
(2) 尽可能提高频谱利用率: ·占用频带要窄，带外辐射要小(采用FDMA、TDMA调制 方式)；
· 占用频带尽可能宽，但单位频谱所容纳的用户数多 ( 采 用CDMA调制方式)；
(3) 具有良好的误码性能。
物信学院 课件制作：蔡彦
第4章 数字调制技术
4.1.1 影响数字调制的因素
数字调制方式应考虑如下因素：抗扰性，抗多径衰落的
第4章 数字调制技术 3. BPSK接收机 如果信道无多径传输出现, 接收端的BPSK信号可表示为
2 Eb s BPSK (t ) a (t ) cos(2πf ct c ch ) Tb 2 Eb a (t ) cos(2πf ct ) Tb
式中, θch是相对于信道时延有关的相位。
当今蜂窝系统、PCS和无绳电话采用的主要调制方式见 表4-1。
物信学院
课件制作：蔡彦
第4章 数字调制技术
表4-1 蜂窝系统、 PCS和无绳电话采用的主要调制方式
物信学院
课件制作：蔡彦
第4章 数字调制技术
4.2 线性调制技术
数字调制技术可广义分为线性和非线性调制两类。在线性 调制中, 发射信号s(t)的幅度随调制信号a(t)线性变化。线性调 制技术(Linear Modulation Techniques)具有频道利用率高的优点。
移动通信-第4章抗衰落
M
∑
∑
k=1
rk
图 3 – 40 等增益合并
第4章 噪声与干扰
4.1.2 分集合并性能的分析与比较
在通信系统中，信噪比是一项十分重要的性能指标， 它决定了系统的话音质量（模拟）和误码率（数字）。分 集合并的性能是指合并前后信噪比的改善程度。为了比较 三种合并方式，作如下假设：
•每支路噪声均为加性噪声且与信号不相关，噪声均值 为零，具有恒定的均方根值； •信号幅度的衰落速率远低于信号的最低调制频率； •各支路信号的衰落互不相关，彼此独立；
M
r(t) a1r1(t) a2r2 (t) aM rM (t) akrk (t)
k 1
式中，ak为第k个信号的加权系数。
第4章 噪声与干扰
(1)选择式合并：选择式合并是检测所有分集支路的 信号，以选择其中信噪比最高的那一个支路的信号作为合 并器的输出。由上式可见，在选择式合并器中，加权系数 只有一项为1，其余均为0。
(5)角度分集：角度分集的作法是使电波通过几个 不同路径，并以不同角度到达接收端，而接收端利用多 个方向性尖锐的接收天线能分离出不同方向来的信号分 量；由于这些分量具有互相独立的衰落特性，因而可以 实现角度分集并获得抗衰落的效果。
角度分集在较高频率时容易实现。
第4章 噪声与干扰
(6)时间分集：快衰落除了具有空间和频率独立性 之外，还具有时间上的独立性。同一信号在不同的时 间多次重发，只要各次发送的时间间隔足够大，那么 各次发送信号所出现的衰落将是彼此独立的，接收机 将重复收到的同一信号进行合并，就能减小衰落的影 响。
第4章 噪声与干扰
原理图中各条路径加权系数为1，属于等增益合并方式， 实际中应该采用最大比值合并，利用多个并行相关器，获得 各多径信号能量，即RAKE接收机利用多径信号，提高了通信 质量；
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• 按此定义，陆地移动通信、卫星移动通
信、舰船通信，航空通信等都属于移动通 信的范畴。
• 由于移动通信采用无线通信方式，用户
设备便于移动环境使用，因而具有机动、 灵活、受空间限制少和实时性好等特点， 因而在军事上和生产实践、社会生活中得 到了广泛的应用，逐渐成为我们日常工作、 生活不可或缺的部分。
① 3G的进一步演进。 ② B3G/4G。
• 未来的4G移动通信系统应至少具备以下
特征。 ● 具有很高的数据传输速率。 ● 实现真正的无缝漫游。 ● 高度智能化的网络。 ● 良好的覆盖性能。
● 基于IP的网络。 ● 实现不同QoS的业务。 ● 先进的技术应用。
（3）网络融合化、泛在化和业务综合化
• 随着移动通信和互联网的迅猛发展，以
及固定与移动通信宽带化的发展趋势，通 信网络和业务正发生着根本性的变化。
• 体现在两大方面：一是提供的业务将从
以传统的话音业务为主向提供综合信息服 务的方向发展；二是通信的主体将从人与 人之间的通信，扩展到人与物、物与物之 间的通信，渗透到人们日常生活的方方面 面，最终形成以无所不在、无所不包、无 所不能为基本特征，以实现在任何时间、 任何地点、任何人、任何物都能顺畅地通 信为目标的“泛在网”（U网络）。
（4）智能化和软件化
图4-2 网络融合、业务融合、接入综合
（5）个人化
4.1.3 移动通信新技术
• 为适应移动通信宽带化发展的趋势，3G+、
E3G、B3G、4G等移动通信系统采用了众多 的新技术，如OFDM技术、智能天线和空时 编码技术、无线链路增强技术、软件无线电 技术、自适应编码调制技术、MIMO技术和 多用户检测技术等。
1．正交频分复用技术
图4-3 OFDM频谱
• 是因为OFDM有很多独特的优点。
① 频谱利用率很高。
图4-4 OFDM原理框图
② 抗衰落能力强。 ③ 适合高速数据传输。 ④ 抗码间干扰能力强。
2．无线链路增强技术
• 可以提高容量和覆盖的无线链路增强技
术主要有以下几种。 ① 分集技术：如通过空间分集、时间分集 （信道编码）、频率分集和极化分集等方 法来获得最好的分集性能。 ② 多天线技术：如采用2或4天线来实现发 射分集，或者采用多输入多输出（MIMO） 技术来实现发射和接收分集。
4.2 GSM数字蜂窝移动通信系统
4.3 CDMA数字蜂窝移动通信系统
4.4
第三代移动通信系统
4.5
本章小结
4.1 移动通信概述
4.1.1 移动通信的特点
① 移动通信利用无线电波进行信息传输， 其电波传播环境复杂，传播条件十分恶劣， 特别是陆上移动通信。 ② 干扰问题比较严重。
③ 移动通信可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。
• 移动通信则是帮助人们实现这一愿望的有
效途径。
• 飞速发展、广泛普及的移动通信系统，其
庞大的系统容量、日益完善的系统覆盖和不 断提供的新业务，使得它越来越向着人们期 待的通信的最高目标靠近。
• 什么是移动通信？顾名思义，移动通信
就是指通信的一方或双方在移动中（或暂 时停留在某一非预定的位置上）进行信息 传输和交换的通信方式。它包括移动用户 （车辆、船舶、飞机或行人）和移动用户 之间的通信，移动用户和固定用户（固定 无线电台或有线用户）之间的通信。
（2）快速混合自动重传
• 快速混合自动重传（HARQ）也是一种
链路自适应的技术，是ARQ和FEC相结合 的纠错方法，与FEC共同完成无差错数据 传输保护；是指接收方在检出传输错误的 情况下，保存接收到的数据，并要求发送 方重传刚刚传输错误的数据。
4．智能天线与空分多址技术
（1）智能天线
• 智能天线是一个由多组独立天线组成的
第4章 移动通信系统
• 随着社会经济的发展，人们的社会活动、
信息交流日益频繁，人类社会已进入信息 时代。
• 在这样一个时代，人们对信息获取、交
换手段和方式的要求越来越高，人们一直
有这样一种美好的愿望，即能实现任何人 （Whoever）在任何时候（Whenever）、 任何地方（Wherever）以任何方式 （Whatever）与任何人（Whomever）进 行通信，即通信的“5W”，这便是通信的 最高目标。
• 移动通信产业也成为最具活力、发展最
为迅速的领域，是全球经济的重要增长点 之一。
• 现代移动通信技术是一门复杂的高新技
术，它不但集中了无线通信和有线通信的 最新技术成就，而且集中了网络技术和计 算机技术的许多成果，其技术仍在不断地 演进中，朝着通信的最高目标通信系统的网络结构多种多样，系 统交换控制、网络管理复杂，是多种技术 的有机结合。
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，其可靠性及工作条 件要求较高。
4.1.2 移动通信的发展
1．移动通信发展简史 2．移动通信发展趋势
（1）小型化 （2）宽带化
图4-1 无线移动通信发展趋势
图4-5 MIMO原理框图
3．链路自适应技术
• 实际的无线信道具有两大特点：时变特
性和衰落特性，这是由通信双方、反射体、 散射体之间的相对运动或者传输媒质本身 的变化引起的。
（1）自适应调制和编码技术
• 自适应编码调制（AMC）就是通过改变
调制和编码的格式并使它在系统限制范围 内和当前的信道条件相适应，以便能最大 限度地发送信息，实现比较高的通信速率。
天线阵列、自适应信号处理器构成的天线 系统，如图4-6所示。
图4-6 智能天线原理框图
（2）空分多址（SDMA）
• 随着智能天线技术的发展成熟和在移动
通信中的应用，空分多址技术开始在数字 蜂窝移动通信中得到应用。
• 在蜂窝系统中，天线阵元可以由基站用
自适应的方法加以控制，使得波束始终指 向移动台，能够跟踪它的运动。
• 这种技术就是所谓的自适应SDMA，这
种方法有以下优点：
① 波束直接对准用户，多径和信道之间的 干扰大量地减少；
② 由于波束对准用户减少了电磁污染，所 需功率也减少；
③ 直达波束提高了通信的保密性，除非在 波束辐射的方向上，否则，通信不可能被 截获。
图4-7 SDMA技术的原理