概论03：移动通讲义信系统
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★ 消耗功率： 耗电量大
20世纪70年代我军师团级使用的短波电 台
（仿美国产品）世纪
15
5、发展时期（20世纪40-60年代）
★ 频段： 采用150-400MHz， 话音质量较好
★ 元 件： 采用晶体管，体积 减小
★ 接续方式： 自动交换，自动切换 频率
★ 消耗功率： 消耗功率成倍减小
16
发展时期（20世纪70-80年代）
• 定位与跟踪
– 移动中用户通话、待机，如何更新位置。从关 机到开机，系统怎样才能很快获得移动用户的 位置？
• 保持最佳接入
– 系统必须对目前的连接作连续的质量评估，同 时必须不断的测量相邻接入点的质量。
23
通常用户处于多个基 站包围之中，那么最 基本的问题：如何找
到ห้องสมุดไป่ตู้佳接入点。
移动终端同时处于多个基站的监控之中 24
• 慢衰落损耗
– 主要由绕射产生，变化率较慢，衰落的深度取 决于信号的频率和障碍物的材料、结构;
7
5、无线传输的三种效应
• 阴影效应
– 由大型建筑物的遮挡而形成在传播接收区域 上的半盲区。
• 远近效应
– 发射机附近接收效果好，远就差；
• 多普勒效应
– 高速运动引起，对快速数据传输影响较大。
8
2、远处小山、高大建筑 物反射，电信号到达基站 的路径较长。
四、多址复用技术
• 频分多址技（FDMA） • 时分多址技（TDMA） • 码分多址技（CDMA）
25
频分多址技术定义
当以传输信号的载波频率 不同来区分信道建立多址 接入时，称为频分多址。
26
MMSSCC
Fn
f2f
BS
BS
f3
频频段段概概念念：：收音机
和收电音视机机和电视机
FDFMDAM系A统系工统作工原作理原示理意图图
31
MSC BS
C1
C1
C2
C3
C2
CDMA通信系统既不分频道又不分
C3
时隙，无论传送何种信息的信道
都靠采用不同的码型来区分。
CDMA系统工作示意图
MS1 MS2 MS3
MMSS11 MMSS2 2 MSn
27
老式收音机电视机
28
时分多址技术定义
当以传输信号存在的时间 不同来区分信道建立多址 接入时称为时分多址。
29
MS1
MSC
帧
BS
时钟的重要性：只有 严格同步才能完成分 路的作用
时隙
TDMA系统工作原理示意图
MSN
30
码分多址技术定义
当以传输信号的码型不同 来区分建立信道建立多址 接入时，称为码分多址。
★ 个人无线寻呼系统问世
基于集成电路和计算机技术
★ 第一代模拟移动电话问世
贝尔实验室推出蜂窝系统 概念之后
17
6、现在与未来
★ 第二代数字移动电话系统 已推广普及成为公众必备通信工具
★ 第三代数字移动电话（3G） 相应的方案、标准已公布，通信系 统已在运营中
★ 第四代移动电话 标准制定、方案论证的试验阶段
生的。这样的振动产生电磁波，它 可以向宇宙空间延伸、传播。传播 速度为30万公里/秒。
11
2、赫兹(1857-1894) 证实了电磁波的存在
赫兹利用自己设计的实验装置成 功的证实了电磁波的存在，为无线电 通信成为现实奠定了基础。物理学中 频率的单位 Hz 就是以他的名字命名 的。
12
3、无线电通信的问世
18
三、蜂窝移动通信思想
★ 什么是蜂窝系统 ★ 蜂窝系统的意义 ★ 蜂窝系统带来的技术难点
19
1、蜂窝移动通信思想
贝尔实验 室提出， 蜂窝原理
把移动通信的区域按 照蜂窝形状划分成若 干小区，而两个小区 之间只要相隔一定距 离，无线载频就可以 重复使用。
背景：频率资源紧 缺，无法满足众多
用户的需要！
13
4、最初的应用（20世纪20年代）
★ 船舶上用于海上救援、天气预报 ★ 完成飞机之间、飞机与地面联系 ★ 警方车载无线电保持与总部联系 ★ 消防车替代火灾损坏的通信设备
14
★ 频 段： 采用短波频段，话音 质量差
★ 元 件： 采用电子管，体积大、 设备笨
★ 接续方式： 人工交换，人工切换 频率
20
蜂窝移动通信思想
f3
f2
f2
f1
f3
f3
f1
f2
21
2、蜂窝思想的重大意义
• 频率重复使用
– 一定程度上解决了频率资源紧张问题，可以 满足大容量的要求。
• 容量可以通过配置调整
– 用户密集的地方采用更小的蜂窝。
• 可以缩短传输距离
– 效果更有保证，发射功率可以减小；
22
3、蜂窝系统—技术难点
马可尼（1874-1937）
1895年实现了2英里的无线电收发 1897年5月跨越海峡通信获得成功 1901年实现了跨越大西洋的通信 获得了1909年的诺贝尔物理学奖
波波夫（1859-1906）
1894年实验中发现了天线的作用 1895年制作了完整的无线电收报机 1896年传送了第一份无线电报 5月7日被定为“无线电发明日”
1、移动用户高速运 动和附近建筑物可 产生多普勒频移。
基站
3、基站附近 建筑物反射， 影响天线入 射角。
6、多址干扰和其他干扰
• 多址干扰
– 产生于多个信源用户要求同时通信，而系统 不能完全将它们隔离而引起的。
• 其他干扰
– 邻频干扰、工业干扰和太阳黑子干扰。
10
二、移动通信发展简史
1、麦克斯韦(1831-1879) 预言了电磁波的存在 电磁场内周期性振动是能够发
– 无线方式或无线与有线通信的结合
• 电波传输条件复杂
– 电磁波的反射、绕射、折射等
• 受到干扰相对严重
– 火花噪声、工业噪声等
4
2、移动无线通信的主要特点
• 系统和网络结构复杂
– 本身是多用户系统，还要与其他通信系统 连接
• 要求频带复用率高
– 无线电频率资源紧张，要尽量使资源得到 充分使用
5
3、电磁波的传播方式
• 直射波
– 在视距覆盖区无遮挡传播；
• 反射波
– 从不同物体反射后到达接收点；
• 绕射波
– 从较大的建筑物绕射后到达接收点；
6
4、电磁波的传输损耗
• 路径传播的损耗
– 电波在自由空间传播所产生的损耗；
• 快衰落损耗
– 由多径传播产生，电磁波到达接收天线的路径 不同，造成电信号的减弱，变化率相对较快。
概论03：移动通信系统
精品jing
一、移动通信技术概述
1、什么是移动通信 2、无线信道的主要特点 3、电磁波传播方式 4、三类不同的损耗 5、无线通信三种效应 6、多址干扰和其他干扰
2
1、什么是移动通信
通信双方或至少有一 方具备或实际在移动中 进行信息交换的通信。
3
2、移动无线通信的主要特点
• 通信的移动性
20世纪70年代我军师团级使用的短波电 台
（仿美国产品）世纪
15
5、发展时期（20世纪40-60年代）
★ 频段： 采用150-400MHz， 话音质量较好
★ 元 件： 采用晶体管，体积 减小
★ 接续方式： 自动交换，自动切换 频率
★ 消耗功率： 消耗功率成倍减小
16
发展时期（20世纪70-80年代）
• 定位与跟踪
– 移动中用户通话、待机，如何更新位置。从关 机到开机，系统怎样才能很快获得移动用户的 位置？
• 保持最佳接入
– 系统必须对目前的连接作连续的质量评估，同 时必须不断的测量相邻接入点的质量。
23
通常用户处于多个基 站包围之中，那么最 基本的问题：如何找
到ห้องสมุดไป่ตู้佳接入点。
移动终端同时处于多个基站的监控之中 24
• 慢衰落损耗
– 主要由绕射产生，变化率较慢，衰落的深度取 决于信号的频率和障碍物的材料、结构;
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5、无线传输的三种效应
• 阴影效应
– 由大型建筑物的遮挡而形成在传播接收区域 上的半盲区。
• 远近效应
– 发射机附近接收效果好，远就差；
• 多普勒效应
– 高速运动引起，对快速数据传输影响较大。
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2、远处小山、高大建筑 物反射，电信号到达基站 的路径较长。
四、多址复用技术
• 频分多址技（FDMA） • 时分多址技（TDMA） • 码分多址技（CDMA）
25
频分多址技术定义
当以传输信号的载波频率 不同来区分信道建立多址 接入时，称为频分多址。
26
MMSSCC
Fn
f2f
BS
BS
f3
频频段段概概念念：：收音机
和收电音视机机和电视机
FDFMDAM系A统系工统作工原作理原示理意图图
31
MSC BS
C1
C1
C2
C3
C2
CDMA通信系统既不分频道又不分
C3
时隙，无论传送何种信息的信道
都靠采用不同的码型来区分。
CDMA系统工作示意图
MS1 MS2 MS3
MMSS11 MMSS2 2 MSn
27
老式收音机电视机
28
时分多址技术定义
当以传输信号存在的时间 不同来区分信道建立多址 接入时称为时分多址。
29
MS1
MSC
帧
BS
时钟的重要性：只有 严格同步才能完成分 路的作用
时隙
TDMA系统工作原理示意图
MSN
30
码分多址技术定义
当以传输信号的码型不同 来区分建立信道建立多址 接入时，称为码分多址。
★ 个人无线寻呼系统问世
基于集成电路和计算机技术
★ 第一代模拟移动电话问世
贝尔实验室推出蜂窝系统 概念之后
17
6、现在与未来
★ 第二代数字移动电话系统 已推广普及成为公众必备通信工具
★ 第三代数字移动电话（3G） 相应的方案、标准已公布，通信系 统已在运营中
★ 第四代移动电话 标准制定、方案论证的试验阶段
生的。这样的振动产生电磁波，它 可以向宇宙空间延伸、传播。传播 速度为30万公里/秒。
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2、赫兹(1857-1894) 证实了电磁波的存在
赫兹利用自己设计的实验装置成 功的证实了电磁波的存在，为无线电 通信成为现实奠定了基础。物理学中 频率的单位 Hz 就是以他的名字命名 的。
12
3、无线电通信的问世
18
三、蜂窝移动通信思想
★ 什么是蜂窝系统 ★ 蜂窝系统的意义 ★ 蜂窝系统带来的技术难点
19
1、蜂窝移动通信思想
贝尔实验 室提出， 蜂窝原理
把移动通信的区域按 照蜂窝形状划分成若 干小区，而两个小区 之间只要相隔一定距 离，无线载频就可以 重复使用。
背景：频率资源紧 缺，无法满足众多
用户的需要！
13
4、最初的应用（20世纪20年代）
★ 船舶上用于海上救援、天气预报 ★ 完成飞机之间、飞机与地面联系 ★ 警方车载无线电保持与总部联系 ★ 消防车替代火灾损坏的通信设备
14
★ 频 段： 采用短波频段，话音 质量差
★ 元 件： 采用电子管，体积大、 设备笨
★ 接续方式： 人工交换，人工切换 频率
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蜂窝移动通信思想
f3
f2
f2
f1
f3
f3
f1
f2
21
2、蜂窝思想的重大意义
• 频率重复使用
– 一定程度上解决了频率资源紧张问题，可以 满足大容量的要求。
• 容量可以通过配置调整
– 用户密集的地方采用更小的蜂窝。
• 可以缩短传输距离
– 效果更有保证，发射功率可以减小；
22
3、蜂窝系统—技术难点
马可尼（1874-1937）
1895年实现了2英里的无线电收发 1897年5月跨越海峡通信获得成功 1901年实现了跨越大西洋的通信 获得了1909年的诺贝尔物理学奖
波波夫（1859-1906）
1894年实验中发现了天线的作用 1895年制作了完整的无线电收报机 1896年传送了第一份无线电报 5月7日被定为“无线电发明日”
1、移动用户高速运 动和附近建筑物可 产生多普勒频移。
基站
3、基站附近 建筑物反射， 影响天线入 射角。
6、多址干扰和其他干扰
• 多址干扰
– 产生于多个信源用户要求同时通信，而系统 不能完全将它们隔离而引起的。
• 其他干扰
– 邻频干扰、工业干扰和太阳黑子干扰。
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二、移动通信发展简史
1、麦克斯韦(1831-1879) 预言了电磁波的存在 电磁场内周期性振动是能够发
– 无线方式或无线与有线通信的结合
• 电波传输条件复杂
– 电磁波的反射、绕射、折射等
• 受到干扰相对严重
– 火花噪声、工业噪声等
4
2、移动无线通信的主要特点
• 系统和网络结构复杂
– 本身是多用户系统，还要与其他通信系统 连接
• 要求频带复用率高
– 无线电频率资源紧张，要尽量使资源得到 充分使用
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3、电磁波的传播方式
• 直射波
– 在视距覆盖区无遮挡传播；
• 反射波
– 从不同物体反射后到达接收点；
• 绕射波
– 从较大的建筑物绕射后到达接收点；
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4、电磁波的传输损耗
• 路径传播的损耗
– 电波在自由空间传播所产生的损耗；
• 快衰落损耗
– 由多径传播产生，电磁波到达接收天线的路径 不同，造成电信号的减弱，变化率相对较快。
概论03：移动通信系统
精品jing
一、移动通信技术概述
1、什么是移动通信 2、无线信道的主要特点 3、电磁波传播方式 4、三类不同的损耗 5、无线通信三种效应 6、多址干扰和其他干扰
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1、什么是移动通信
通信双方或至少有一 方具备或实际在移动中 进行信息交换的通信。
3
2、移动无线通信的主要特点
• 通信的移动性