移动通信的工作方式与特点
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❖ 本节主要介绍公共移动通信系统的网络结构
集群通信系统与公共通信系统的区别：
① 集群通信系统属于专用移动通信网，适 用于在各个行业(或几个行业合用)中间 进行调度和指挥，对网中的不同用户常 常赋予不同的优先等级。蜂窝通信系统 属于公众移动通信网，适用于各阶层和 各行业中个人之间通信，一般不分优先
② 集群通信系统根据调度业务的特征，通 常具有一定的限时功能，一次通话的限 定时间大约为15~60秒(可根据业务情况
③ 集群通信系统的主要服务业务是无线用
户和无线用户之间的通信。蜂窝通信系 统却有大量的无线用户与有线用户之间 的通话业务。在集群通信系统中也允许 有一定的无线用户与有线用户之间的通 话业务，但一般只允许这种话务量占总 业务量的5%~10%
④ 集群通信系统一般采用半双工(现在已 有全双工产品)工作方式，因而，一对移 动用户之间进行通信只需占用一对频道 。蜂窝通信系统都采用全双工工作方式 ，因而，一对移动用户之间进行通信， 必须占用两对频道。
⑤ 按与地面固定网连接方式可分为人工、半自动、 全自动
⑥ 按用户的通话状态和频率使用方法可分为单工制、 双工制和半双工制；
⑦ 按经营方式或用户性质可分为专用网和公用网 ⑧ 按信号形式可分为模拟网和数字网。
1．2 移动通信的工作方式
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 。
移动通信的工作方式与特点
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。这里所说的通信，不仅指双方的通 话，还包括数据、传真、图象等通信业务。
❖ 移动通信与其它通信方式相比，具有以下基本特点：
1．电波传播条件恶劣（由多径传播造成的瑞利衰落 ，电平幅度起伏达30dB以上。）
❖ 优点：
①收发频率分开可大大减小干扰； ②用户使用方便。
❖ 缺点：
①移动台在通话过程中总是处于发射状态，因此功耗 大；
②移动台之间通话需占用两个频道；
③设备较复杂，价格较贵。
3. 半双工通信
半双工通信的组成与图 1-2 相似，由于收发使用不同的 频率，同一部电台的收发信机可以交替工作，也可以让移动 台采用单工的“按讲”方式，即按下PTT开关，发射机才工 作，而Βιβλιοθήκη Baidu收机总是工作的。基站工作情况与双工方式完全相 同。
异频单工
❖ 异频单工通信是指通信的双方使用两个不同频率f1 和f2，而操作仍采用PTT方式。
❖ 其优缺点与同频单工基本相同。 ❖ 这种方式主要用于有中心台转发（单工转发或双工
转发）的情况。分单工转发和双工转发两种情况。 所谓单工转发是指中心转信台使用一组频率（如收 用f1，发用f2），一旦接收有载波信号即转去发送 。所谓双工转发是指中心转信台使用两组频率（一 组收用f1，发用f2；另一组收用f3，发用f4），任 一路一旦接收有载波信号即转去发送。 ❖ 由于使用收发频率有一定保护间隔的异频工作，提 高了抗干扰能力，从而可用于组建有几个频道同时 工作的通信网。
包括交换机技术、计算机技术、传输技术等。
7．对设备要求苛刻
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 按用途和区域可分为陆地通信、 海上通信和航空
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) ④ 按基站配置可分为单区制、多区制、 蜂窝制等配
2. 双工通信 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，无需按PTT开关，有时亦称全双工通 信，如图 1-2 所示。
f1
送话器 发射机
f1
接收机
受话器
f2
基站
f2 发射机
双工器 接收机
f1
移动台
送话器 受话器
图1-2 双工通信方式
双工制也分为同频双工和异频双工。同频双工采用的是 TDD技术，是近年来发展起来的新技术。而异频双工具 有以下优缺点：
发射机 f1( f1)
PTT 接收机
f1( f2 ) 送受话器
电台（甲）
f1( f2) 发射机
PTT f1( f1 )
接收机 送受话器
电台（乙）
图1-1 单工通信方式
同频单工
❖ 同频单工是指通信的双方，使用相同工作频率（f1）， 通信双方的操作采用“按——讲”（push to talk，PTT ）方式。
❖ 优点 ： ①设备简单； ②移动台之间可直接通话，不需基站转接； ③不按键时发射机不工作，因此功耗小。
❖ 缺点： ①只适用于组建简单和甚小容量的通信网； ②当有两个以上移动台同时发射就会出现同频干扰； ③当附近有邻近频率的电台发射时，容易造成强干扰。为 了避免干扰，要求相邻频率的间隔大于4MHz，频谱利用 率低； ④按键发话，松键受话，适用者不习惯。
❖ 优点：
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。
❖ 缺点：
移动台仍需按键发话，松键受话，使用不方便。
1.3 移动通信系统的组成
❖ 移动通信系统根据经营方式或用户性质的不同可分 为专用的移动通信系统和公共移动通信系统。
❖ 专网的发展经历了一对一的对讲系统，单信道一呼 百应系统，选呼系统，多信道多用户共享的专用调 度系统，最后发展到专用无线调度系统的最高阶段 集群移动通信。专用移动通信的网络结构与公共移 动通信系统越来越相似。
公共移动通信系统的组成：
❖ 一个交换区由一个移动交换中心MSC、一个或若干个归 属位置寄存器HLR和访问者位置寄存器VLR(有时几个 MSC合用一个VLR）、设备识别寄存器EIR、鉴权中心 AUC、操作维护中心OMC、基地站BS（简称基站）和 移动台MS等功能实体组成。
2．具有多普勒效应，多普勒频移导致附加调频噪声
在多普勒频移效应中，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的关系为
fd
v cos
3．干扰严重
有城市噪声（主要是车辆噪声）干扰 ，也有电台干
扰（同频干扰、互调干扰），因此，抗干扰措施在 移动通信系统设计中显得很为重要。 4．接收设备动态范围大 由于接收机的发射机之间的距离不断变化，导致接收 机接收电平不断变化。 5．需要采用位置登记、过境切换等移动性管理技术 6．综合了各种技术
集群通信系统与公共通信系统的区别：
① 集群通信系统属于专用移动通信网，适 用于在各个行业(或几个行业合用)中间 进行调度和指挥，对网中的不同用户常 常赋予不同的优先等级。蜂窝通信系统 属于公众移动通信网，适用于各阶层和 各行业中个人之间通信，一般不分优先
② 集群通信系统根据调度业务的特征，通 常具有一定的限时功能，一次通话的限 定时间大约为15~60秒(可根据业务情况
③ 集群通信系统的主要服务业务是无线用
户和无线用户之间的通信。蜂窝通信系 统却有大量的无线用户与有线用户之间 的通话业务。在集群通信系统中也允许 有一定的无线用户与有线用户之间的通 话业务，但一般只允许这种话务量占总 业务量的5%~10%
④ 集群通信系统一般采用半双工(现在已 有全双工产品)工作方式，因而，一对移 动用户之间进行通信只需占用一对频道 。蜂窝通信系统都采用全双工工作方式 ，因而，一对移动用户之间进行通信， 必须占用两对频道。
⑤ 按与地面固定网连接方式可分为人工、半自动、 全自动
⑥ 按用户的通话状态和频率使用方法可分为单工制、 双工制和半双工制；
⑦ 按经营方式或用户性质可分为专用网和公用网 ⑧ 按信号形式可分为模拟网和数字网。
1．2 移动通信的工作方式
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 。
移动通信的工作方式与特点
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。这里所说的通信，不仅指双方的通 话，还包括数据、传真、图象等通信业务。
❖ 移动通信与其它通信方式相比，具有以下基本特点：
1．电波传播条件恶劣（由多径传播造成的瑞利衰落 ，电平幅度起伏达30dB以上。）
❖ 优点：
①收发频率分开可大大减小干扰； ②用户使用方便。
❖ 缺点：
①移动台在通话过程中总是处于发射状态，因此功耗 大；
②移动台之间通话需占用两个频道；
③设备较复杂，价格较贵。
3. 半双工通信
半双工通信的组成与图 1-2 相似，由于收发使用不同的 频率，同一部电台的收发信机可以交替工作，也可以让移动 台采用单工的“按讲”方式，即按下PTT开关，发射机才工 作，而Βιβλιοθήκη Baidu收机总是工作的。基站工作情况与双工方式完全相 同。
异频单工
❖ 异频单工通信是指通信的双方使用两个不同频率f1 和f2，而操作仍采用PTT方式。
❖ 其优缺点与同频单工基本相同。 ❖ 这种方式主要用于有中心台转发（单工转发或双工
转发）的情况。分单工转发和双工转发两种情况。 所谓单工转发是指中心转信台使用一组频率（如收 用f1，发用f2），一旦接收有载波信号即转去发送 。所谓双工转发是指中心转信台使用两组频率（一 组收用f1，发用f2；另一组收用f3，发用f4），任 一路一旦接收有载波信号即转去发送。 ❖ 由于使用收发频率有一定保护间隔的异频工作，提 高了抗干扰能力，从而可用于组建有几个频道同时 工作的通信网。
包括交换机技术、计算机技术、传输技术等。
7．对设备要求苛刻
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 按用途和区域可分为陆地通信、 海上通信和航空
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) ④ 按基站配置可分为单区制、多区制、 蜂窝制等配
2. 双工通信 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，无需按PTT开关，有时亦称全双工通 信，如图 1-2 所示。
f1
送话器 发射机
f1
接收机
受话器
f2
基站
f2 发射机
双工器 接收机
f1
移动台
送话器 受话器
图1-2 双工通信方式
双工制也分为同频双工和异频双工。同频双工采用的是 TDD技术，是近年来发展起来的新技术。而异频双工具 有以下优缺点：
发射机 f1( f1)
PTT 接收机
f1( f2 ) 送受话器
电台（甲）
f1( f2) 发射机
PTT f1( f1 )
接收机 送受话器
电台（乙）
图1-1 单工通信方式
同频单工
❖ 同频单工是指通信的双方，使用相同工作频率（f1）， 通信双方的操作采用“按——讲”（push to talk，PTT ）方式。
❖ 优点 ： ①设备简单； ②移动台之间可直接通话，不需基站转接； ③不按键时发射机不工作，因此功耗小。
❖ 缺点： ①只适用于组建简单和甚小容量的通信网； ②当有两个以上移动台同时发射就会出现同频干扰； ③当附近有邻近频率的电台发射时，容易造成强干扰。为 了避免干扰，要求相邻频率的间隔大于4MHz，频谱利用 率低； ④按键发话，松键受话，适用者不习惯。
❖ 优点：
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。
❖ 缺点：
移动台仍需按键发话，松键受话，使用不方便。
1.3 移动通信系统的组成
❖ 移动通信系统根据经营方式或用户性质的不同可分 为专用的移动通信系统和公共移动通信系统。
❖ 专网的发展经历了一对一的对讲系统，单信道一呼 百应系统，选呼系统，多信道多用户共享的专用调 度系统，最后发展到专用无线调度系统的最高阶段 集群移动通信。专用移动通信的网络结构与公共移 动通信系统越来越相似。
公共移动通信系统的组成：
❖ 一个交换区由一个移动交换中心MSC、一个或若干个归 属位置寄存器HLR和访问者位置寄存器VLR(有时几个 MSC合用一个VLR）、设备识别寄存器EIR、鉴权中心 AUC、操作维护中心OMC、基地站BS（简称基站）和 移动台MS等功能实体组成。
2．具有多普勒效应，多普勒频移导致附加调频噪声
在多普勒频移效应中，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的关系为
fd
v cos
3．干扰严重
有城市噪声（主要是车辆噪声）干扰 ，也有电台干
扰（同频干扰、互调干扰），因此，抗干扰措施在 移动通信系统设计中显得很为重要。 4．接收设备动态范围大 由于接收机的发射机之间的距离不断变化，导致接收 机接收电平不断变化。 5．需要采用位置登记、过境切换等移动性管理技术 6．综合了各种技术