物联网通信
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模拟系统有以下缺点：频谱利用率低； 业务种类有限；无高速数据业务；保密 性差，易被窃听和盗号；设备成本高； 体积大，重量大。
（2）第二代移动通信系统
数字化通信
语音信号数字化、数字式电路交换、数 字式调制
多址方式：TDMA，CDMA 微蜂窝小区结构：提高用户数量
采用了一系列数字处理技术来有效提高 通信质量 纠错编码、交织、自适应均衡、分集等
构和技术特点
4.1.1 移动通信基本原理
早期移动通信发展历程
1897年，马可尼在陆地和一艘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
1946年，Bell实验室在圣路易斯建立第一个公用汽车电 话网，1960s，实现无线频道自动选择域公用电话网自 动拨号连接。
WiMax等
多址方式： TDMA/CDMA/OFDMA 电路交换分组交换 引入多种新技术
智能天线、发端分集、空时码、 OVSF多址码等
第三代移动通信系统的目标
能实现全球漫游 能提供多种业务 能适应多种环境 足够的系统容量
4.1.2 宽带移动通信
第三代移动通信系统的概念是国际电联（ITU） 早在1985年就提出的，当时称为未来公共陆地 移 动 通 信 系 统 （ FPLMTS）,1996 年 更 名 为 IMT2000， 在 欧 洲 称 其 为 个 人 移 动 通 信 系 统 （UMTS）。
GMSK (BT=0.3) 高斯
p/4 DQPSK 开方升余弦
1993ຫໍສະໝຸດ Baidu
810～830 (反向) 1429～1453 (反向) 940～960 (前向) 1477～1501 (前向)
p/4 DQPSK
开方升余弦
1993
824～849 (反向) 869～894 (前向)
OQPSK (反向) QPSK (前向) 开方升余弦
物联网的组网特点
方便性：不需要数据线连接 信息基础设施的可用性：不是所有地方
都有方便的固定接入能力 一些应用场景本身需要随时监控的目标
就是在移动状态下
移动通信网络将是物联网主要的接入手段
章节设置
移动通信的基本原理 移动通信的特点 移动通信网络的发展历程 宽带移动通信系统的标准演进、网络架
200 kHz
30 kHz
25 kHz
1250 kHz
270.8 kbps
48.6 kbps
42 kbps
1228.8 kbps
RELP-LTP
VSELP
VSELP
QCELP
13 kbps
CRC+卷积码 (r =1/2，K=5)
自适应
8 kbps
CRC+卷积码 (r =1/2，K=6)
自适应
6.7 kbps CRC+卷积码
1974年，美国Bell实验室提出蜂窝移动通信的概念
1、移动通信特点
（1）移动性。 （2）电波传播条件复杂。 （3）噪声和干扰严重。 （4）系统和网络结构复杂。 （5）要求频带利用率高，设备性能好。
无线电传播环境
携带信息的电磁波的传输是扩散的； 地理环境复杂多变，用户移动随机不可
预测， 所有这些都造成了无线电波传输的损耗。
系统容量大： 比模拟网大10倍，比GSM大4.5倍
系统通信质量更佳 ：软切换技术 频率规划灵活 适用于多媒体通信系统：
多CDMA信道方式、多CDMA帧方式
（3）第三代移动通信系统
以多媒体(Multi-media)综合服务业务为 主要特征 会话型、数据流型、互动型、后台类型
主要以宽带CDMA技术为基础 WCDMA、CDMA2000、TD－SCDMA、
物联网通信
第4章 物联网通信
4.1
移动通信网络
4.2
短距离无线通信
4.3
无线传感器网络
4.1 移动通信网络
4.1.1 移动通信基本原理 4.1.2 宽带移动通信
移动通信系统在生活中的应用
移动通信的特点：
覆盖广 建设成本低 部署方便 具备移动性
物联网与移动通信网络
物联网的终端都需要以某种方式连 接起来，发送或者接收数据。移动通信 网是适合物联网组网特点的通信和联网 方式。
（1）第一代移动通信系统
解决了用户移动性的基本问题 蜂窝小区系统设计:频率复用
---解决大容量需求与有限频谱资源的矛盾
多址方式：FDMA 模拟系统
--- FM调制、模拟电路交换、模拟语音信号
业务功能：单一通话
第一阶段是模拟蜂窝移动通信网，时间 是20世纪70年代中期至80年代中期。
多径传播
基站天线、移动用户天线和这两端天线 之间的传播路径称之为无线移动信道。
多径信号经过不同的路径到达接收端时 ，具有不同的时延和入射角，这将导致 接收信号的时延扩展和角度扩展。
多普勒效应
三类损耗和四种效应
三类损耗 路径传播损耗 大尺度衰落损耗 小尺度衰落损耗
四种效应 阴影效应 远近效应 多径效应 多普勒效应
业务类型：以通话为主，还有低速数据 业务
引入年代
使用频谱 (MHz)
调制方式 成形滤波器 载波带宽 信道数据速率 语音编码方式 语音编码速率
信道编码
均衡器类型
GSM
IS-54
PDC
IS-95
1990
1991
890～915 (反向) 824～849 (反向) 935～960 (前向) 869～894 (前向)
自适应
8 kbps CRC+卷积码
(r =1/3，K=9 反向) (r =1/2，K=9 前向)
以GSM和IS-95为代表的第二代移动通信 系统，时间是从20世纪80年代中期开始
从1996年开始，为了解决中速数据传输 问题，又出现了2.5G移动通信系统，如 GPRS和IS-95B。
CDMA应用于数字移动通信的优点
IMT-2000的宗旨是建立全球的综合性个人通信 网，提供多种业务，尤其是多媒体和高比特率 分组数据业务并实现全球无缝覆盖。
演变历程
2000年5月举行的ITU-T 2000年全会上，被正 式命名为IMT-2000无线接口技术规范
2．移动通信的发展
蜂窝系统的概念和理论在20世纪60年代 就由美国贝尔实验室等单位提了出来， 但其复杂的控制系统直到20世纪70年代 才大规模实现。
小区制蜂窝通信具有小覆盖、小发射功 率和资源重用等优点，决定了它在现代 移动通信中的重要作用。
现代移动通信发展历程
现代移动通信发展主要经历了三个阶段 第一代移动通信系统 第二代移动通信系统 第三代移动通信系统
（2）第二代移动通信系统
数字化通信
语音信号数字化、数字式电路交换、数 字式调制
多址方式：TDMA，CDMA 微蜂窝小区结构：提高用户数量
采用了一系列数字处理技术来有效提高 通信质量 纠错编码、交织、自适应均衡、分集等
构和技术特点
4.1.1 移动通信基本原理
早期移动通信发展历程
1897年，马可尼在陆地和一艘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
1946年，Bell实验室在圣路易斯建立第一个公用汽车电 话网，1960s，实现无线频道自动选择域公用电话网自 动拨号连接。
WiMax等
多址方式： TDMA/CDMA/OFDMA 电路交换分组交换 引入多种新技术
智能天线、发端分集、空时码、 OVSF多址码等
第三代移动通信系统的目标
能实现全球漫游 能提供多种业务 能适应多种环境 足够的系统容量
4.1.2 宽带移动通信
第三代移动通信系统的概念是国际电联（ITU） 早在1985年就提出的，当时称为未来公共陆地 移 动 通 信 系 统 （ FPLMTS）,1996 年 更 名 为 IMT2000， 在 欧 洲 称 其 为 个 人 移 动 通 信 系 统 （UMTS）。
GMSK (BT=0.3) 高斯
p/4 DQPSK 开方升余弦
1993ຫໍສະໝຸດ Baidu
810～830 (反向) 1429～1453 (反向) 940～960 (前向) 1477～1501 (前向)
p/4 DQPSK
开方升余弦
1993
824～849 (反向) 869～894 (前向)
OQPSK (反向) QPSK (前向) 开方升余弦
物联网的组网特点
方便性：不需要数据线连接 信息基础设施的可用性：不是所有地方
都有方便的固定接入能力 一些应用场景本身需要随时监控的目标
就是在移动状态下
移动通信网络将是物联网主要的接入手段
章节设置
移动通信的基本原理 移动通信的特点 移动通信网络的发展历程 宽带移动通信系统的标准演进、网络架
200 kHz
30 kHz
25 kHz
1250 kHz
270.8 kbps
48.6 kbps
42 kbps
1228.8 kbps
RELP-LTP
VSELP
VSELP
QCELP
13 kbps
CRC+卷积码 (r =1/2，K=5)
自适应
8 kbps
CRC+卷积码 (r =1/2，K=6)
自适应
6.7 kbps CRC+卷积码
1974年，美国Bell实验室提出蜂窝移动通信的概念
1、移动通信特点
（1）移动性。 （2）电波传播条件复杂。 （3）噪声和干扰严重。 （4）系统和网络结构复杂。 （5）要求频带利用率高，设备性能好。
无线电传播环境
携带信息的电磁波的传输是扩散的； 地理环境复杂多变，用户移动随机不可
预测， 所有这些都造成了无线电波传输的损耗。
系统容量大： 比模拟网大10倍，比GSM大4.5倍
系统通信质量更佳 ：软切换技术 频率规划灵活 适用于多媒体通信系统：
多CDMA信道方式、多CDMA帧方式
（3）第三代移动通信系统
以多媒体(Multi-media)综合服务业务为 主要特征 会话型、数据流型、互动型、后台类型
主要以宽带CDMA技术为基础 WCDMA、CDMA2000、TD－SCDMA、
物联网通信
第4章 物联网通信
4.1
移动通信网络
4.2
短距离无线通信
4.3
无线传感器网络
4.1 移动通信网络
4.1.1 移动通信基本原理 4.1.2 宽带移动通信
移动通信系统在生活中的应用
移动通信的特点：
覆盖广 建设成本低 部署方便 具备移动性
物联网与移动通信网络
物联网的终端都需要以某种方式连 接起来，发送或者接收数据。移动通信 网是适合物联网组网特点的通信和联网 方式。
（1）第一代移动通信系统
解决了用户移动性的基本问题 蜂窝小区系统设计:频率复用
---解决大容量需求与有限频谱资源的矛盾
多址方式：FDMA 模拟系统
--- FM调制、模拟电路交换、模拟语音信号
业务功能：单一通话
第一阶段是模拟蜂窝移动通信网，时间 是20世纪70年代中期至80年代中期。
多径传播
基站天线、移动用户天线和这两端天线 之间的传播路径称之为无线移动信道。
多径信号经过不同的路径到达接收端时 ，具有不同的时延和入射角，这将导致 接收信号的时延扩展和角度扩展。
多普勒效应
三类损耗和四种效应
三类损耗 路径传播损耗 大尺度衰落损耗 小尺度衰落损耗
四种效应 阴影效应 远近效应 多径效应 多普勒效应
业务类型：以通话为主，还有低速数据 业务
引入年代
使用频谱 (MHz)
调制方式 成形滤波器 载波带宽 信道数据速率 语音编码方式 语音编码速率
信道编码
均衡器类型
GSM
IS-54
PDC
IS-95
1990
1991
890～915 (反向) 824～849 (反向) 935～960 (前向) 869～894 (前向)
自适应
8 kbps CRC+卷积码
(r =1/3，K=9 反向) (r =1/2，K=9 前向)
以GSM和IS-95为代表的第二代移动通信 系统，时间是从20世纪80年代中期开始
从1996年开始，为了解决中速数据传输 问题，又出现了2.5G移动通信系统，如 GPRS和IS-95B。
CDMA应用于数字移动通信的优点
IMT-2000的宗旨是建立全球的综合性个人通信 网，提供多种业务，尤其是多媒体和高比特率 分组数据业务并实现全球无缝覆盖。
演变历程
2000年5月举行的ITU-T 2000年全会上，被正 式命名为IMT-2000无线接口技术规范
2．移动通信的发展
蜂窝系统的概念和理论在20世纪60年代 就由美国贝尔实验室等单位提了出来， 但其复杂的控制系统直到20世纪70年代 才大规模实现。
小区制蜂窝通信具有小覆盖、小发射功 率和资源重用等优点，决定了它在现代 移动通信中的重要作用。
现代移动通信发展历程
现代移动通信发展主要经历了三个阶段 第一代移动通信系统 第二代移动通信系统 第三代移动通信系统