移动通信李建东第四版

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4G只是人们提出的一个构想,功能上要比 3G更先进,频带利用率更高,速度更快。
今年8月google收购摩托罗拉 微软将收购诺基亚手机部
2010年中国手机用户破8亿,手机上网 用户数近3 亿
3G用户突破3000万
1.1.1 移动通信的发展史简介
1. 移动通信必须利用无线电波进行信息传输 2. 移动通信是在复杂的干扰环境中运行的 3. 移动通信可以利用的频谱资源非常有限,而移动
(3) 抗噪声、 抗干扰和抗多径衰落的能力强。 (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) 可降低设备成本和减小用户手机的体积和
重量。
1.2.3 话音通信和数据通信
移动 通信系统 基于 话音的网 络
基于 数据的网 络
无绳 (低 功率局 域网)
蜂窝 (高 功率宽 域网)
通信业务量的需求却与日俱增 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
1.2 移动通信系统的分类
① 按使用对象可分为民用设备和军用设备; ② 按使用环境可分为陆地通信、 海上通信和 空中通信;
③ 按多址方式可分为频分多址(FDMA)、 时 分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)
第4代移动通信
研究4G通信的最初目的就是提高蜂窝电 话和其他移动装置无线访问Internet的速 率,因此4G通信给人印象最深刻的特征 莫过于它具有更快的无线通信速 度。
从移动通信系统数据传输速率作比较
第一代模拟式仅提供语音服务;第二代 数位式移动通信系统传输速率也只有 9.6Kbps,最高可达32Kbps,如 PHS; 而第三代移动通信系统数据传输速率可 达到2Mbps;专家则预估,第四代移动 通信系统可以达到10Mbps至20Mbps,甚 至最高可以达到每秒 高达100Mbps速度 传输无线信息,这种速度将相当于目前 手机的传输速度的1万倍左右。
IS-95(是由高通公司(Qualcomm) 发起的 第一个基于CDMA的数字蜂窝标准。基于 IS-95的第一个品牌是cdmaOne。 )
2000s,第三代移动通信,(The Third Generation)
第三代移动通信技术,相对第一代模拟制式手机 (1G)和第二代GSM、TDMA等数字手机(2G), 第三代手机一般是指将无线通信与国际互联网等 多媒体通信结合的新一代移动通信系统。 第三代手机能够处理图像、音乐、视频流
什么是频率再用?
频率再用是指在不同的地理区域上用相同的 载波频率进行覆盖。这些区域必须隔开足够 的距离,以致所产生的同频率及邻频率干扰 的影响可忽略不计。 频率再用是蜂窝移动无 线电系统的核心概念,频率再用系统可以极 大地提高频谱效率。
但是,如果系统设计得不好,将产生严重的 同频和邻频干扰。这种干扰是由于 相同和相 邻信道公共使用造成的,是在频率规划中必 须考虑的重要问题 。
小区分裂
小区分裂是,当业务量密度开始增加时, 每个小区Ci内的信道Fi已不能提供足够 的移动台呼叫时,便可将最初的小区分 裂成更小的小区。通常,分裂出的新小 区半径只有原小区的一半 。
小区分裂的原理
小区分裂是将小区划分成更小小区的方 法。每个小区都拥有自己的基站,并相 应的降低天线高度和减小发射功率。
课程任务:本课程任务是讲授现代移动通 信系统的基本概念、基本技术和基本原理。 教学重点是现代移动通信的基本概念(蜂 窝小区与频率复用)、移动信道的电波传 播、抗衰落技术、现代移动通信系统的多 址技术和组网、GSM系统、窄带CDMA移动 通信系统。
教学目标:以现代移动通信系统为背景, 主要讲述蜂窝移动通信的基本概念和典 型移动通信系统的基本原理。
接收 机 受话 器
基站
f1 f1
f2 双工 器
f2
f1
图 1-2 双工通信
发射 机 接收 机 移动 台
送话 器 受话 器
3.
半双工通信的组成与图 1-2 相似, 移 动台采用单工的“按讲”方式,即按下按 讲开关,发射机才工作,而接收机总是工 作的。基站工作情况与双工方式完全相同。
1.2.2 模拟网和数字网
④ 按覆盖范围可分为宽域网和局域网;
⑤ 按业务类型可分为电话网、 数据网和综
⑥ 按工作方式可分为同频单工、 异频单工、 异频双工和半双工; ⑦ ⑧ 按信号形式可分为模拟网和数字网。
1.2.1 工作方式 单向通信:无线寻呼机
1.2.1 工作方式
1. 单工通信
所谓单工通信是指通信双方电台交替 地进行收信和发信。根据收、发频率的异 同,又可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 。
1.1.1 移动通信的发展史简介 1987年,马可尼在陆地和一只 拖船上完成无线通信实验,标
志无线通信的开始
1928年,美国警用车辆的车载 无线电系统,标志移动通信开始进入实用
1946年,BELL实验室在圣路易斯建立第一 个公用汽车电话网,标志着专用的移动通 信系统应用到了公用系统上;
例如移动QQ,飞信
无线即时通讯(Wireless Instant
Messaging,IM)
国内主要无线IM产品包括中国移动的飞 信、中国联通的超信、中国网通的灵
信、腾讯的手机QQ、移动MSN和掌中 无限公司的PICA。它们分属于两大"阵 营":互联网公司和中国电信天翼套餐 运营商。前者依靠在互联网即时通信市 场 的先发优势,已经在无线IM市场占 据了庞大的用户数量;而后者尽管进入 市场较晚,但在无线产业链上具有相对 的优势地位。
4G是集3G与WLAN于一体,并能够传输高质量 视频图像,它的图像传输质量与高清晰度电视不 相上下。4G系统能够以100Mbps的速度下载, 比目前的拨号上网快2000倍,上传的速度也能 达到20Mbps,并能够满足几乎所有用户对于无 线服务 的要求。而在用户最为关注的价格方面, 4G与固定宽带网络在价格方面不相上下,而且 计费方式更加灵活机动,用户完全可以根据自身 的需求确定所需的服务。此 外,4G可以在DSL 和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署,然 后再扩展到整个地区。很明显,4G有着不可比 拟的优越性。
发射机 f1( f1 )
接收 机 送受 话器
P TT f1( f2 )
电台 (甲)
f1( f2 ) 发射机
P TT f1( f1 )
接收 机 送受 话器
来自百度文库电台 (乙)
图 1-1 单工通信
2.
所谓双工通信,是指通信双方可同时进行 传输消息的工作方式,有时亦称全双工通 信,如图 1-2 所示。
送话 器 发射 机
用若干蜂窝状小区覆盖整个服务区的大、 中容量移动电话系统就叫做蜂窝移动电 话系统,简称蜂窝移动电话。
七小区群
G
F
B
G
A
再用距F离
B
E 小区1 C
A
D
E 小区8
相同字母小区使用 相同频率组
G
D
B
图 1-6 蜂窝系统的频率再用
什么是同道干扰?
所谓同道干扰即同频干扰,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。
人们把模拟通信系统(包括模拟蜂窝网、模 拟无绳电话与模拟集群调度系统等)称作第一代 通信产品,而把数字通信系统(包括数字蜂窝网、 数字无绳电话、移动数据系统以及移动卫星通 信系统等)称作第二代通信产品。
(1)频谱利用率高, 有利于提高系统容量。 (2) 能提供多种业务服务, 提高通信系统的通
用性。
国际上3G手机有3种制式标准:欧 洲的WCDMA标准、美国的 CDMA2000标准和由我国科学家提 出的TD-SCDMA标准。
无线移动通信与IP技术(因特网)是当 今信息领域的两大支柱和热点
无线IP接入技术是接入网的一种新的形 式,处在用户终端和骨干网之间,基于 TCP/IP协议,将Internet上的各种业务 以无线通信的方式延伸到用户终端,无 线IP接入系统一般采用点对多点的星形 组网方式。
现在一般采用频率复用的 技术以提高频谱 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。
当同频干扰的载波干扰比C/I小于某个特 定值时,就会直接影响到手机的通话质量, 严重的就会产生掉话或 使手机用户无法建 立正常的呼叫。
本章要求: 掌握移动通信的主要特点 了解移动通信的分类 掌握移动通信的工作方式 理解集群通信的原理 理解数字通信的优点 了解移动通信的发展 了解常用的移动通信系统 了解移动通信的相关基本技术及发展趋

移动通信的基本概念—“动中通” 通信双方至少有一方在移动中进行信息
传输和交换。 终端的移动(手机,车载台) 个人的移动性(ISM卡方式支持的业务) 业务的移动性(200业务等)
赵荣黎,《数字蜂窝移动通信系统》,电子 工业出版社;
蔡涛等译,《无线通信原理与应用》,电子 工业出版社;
骆健霞等译,《CDMA系统工程手册》,人民 邮电出版社;

第1章 概 论
1.1 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 1.5 1.6 移动通信的标准化
1974年,BELL实验室提出蜂窝移动通信的 概念
1980s,第一代蜂窝移动通
信系统,1983年美国的
AMPS,1980年北欧的NMT,
1979年日本的NAMTS,1985
年英国的TACS。代表“大哥大”
1990s,第二代移动通信GSM,
(Global System for Mobile Communication 的缩写。意思是全球移动 通信系统 )
什么是越区交换?越区交换的控制原理是怎 样的?
图 1-5 (a) 大区覆盖; (b) 小区覆盖
什么是蜂窝小区?
蜂窝移动电话将移动电话服务区划分为 若干个彼此相邻的小区,每个小区设立 一个基站的网络结构。由于每个小区呈 正六边形,又彼此邻接,从整体上看, 形状酷似蜂窝,所以人们称它为“蜂窝” 网,这种小区称为“蜂窝” 小区。
宽带LA N (高 速局域 网)
图 1-3 移动通信网络的分类
移动 数据 (低 速宽域 网)
1.3 常用移动通信系统
1.3.1 无线电寻呼系统
公用 电话 网
无线 电寻呼 控制 中心及
主发 射台
用户 回路
发射 台 发射 台
图 1-4 无线电寻呼系统示意图
1.3.2 蜂窝移动通信系统 本节要掌握的知识点: 什么是蜂窝小区? 什么是同道干扰? 什么是频率再用? 什么是小区分裂?小区分裂的原理是怎样的? 移动通信系统由哪些部分组成?
移动通信
课程性质:本课程是电子科学与技术(本科) 专业的专业选修课。
课程目的:其目的是使学生通过本课程的 学习,掌握蜂窝移动通信系统的基本工作 原 理;熟悉现有的GSM系统和CDMA系统, 及2.5代的GPRS系统和CDMA 1X系统;了 解3G、4G和未来移动通信系统的技术发展 趋势。通过本课程的学习,使学生具有一 定的蜂窝移动通信系统的场强计算、系统 设计和网络规划能力。
GSM建网初期,主要是解决覆盖问题。 在频谱资 源宽裕的地区/时期,随着用 户的增加,可将原来的小区分裂成更多 的覆盖面积较小的小区或者增加原有小 区的载频数,从而达到扩容的目的。
通过小区分裂或新增 载频,全网基站数 增加,全网载频数、信道数、话务量、 用户数等均大幅度增加。小区分裂提高 频谱利用率的关键在于减小了单位小区 的面积。
等多种媒体形式,提供包括网页浏览、电话会议、 电子商务等多种信息服务。为了提供这种服务, 无线网络必须能够支持不同的数据传输速度,也 就是说,在室内、室外和行车的环境中能够分别 支持至少2兆字节/每秒、384千字节/每秒以及 144千字节/每秒的传输速度。
2000s,第三代移动通信
目前, 3G发展最快的国家 是日韩。
教学重点:移动通信中的基本概念,蜂 窝移动通信的组网原理,移动通信中的 关键技术和移动通信系统结构。
2、学时分配
本课程学分为2学分,计划总课时36课 时。
3.参考书目
教材:李建东等,移动通信(第四版),西 安电子科技大学出版社。
其他参考书目:
祁玉生,《现代移动通信系统》,通信工程 丛书,人民邮电出版社;
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