移动通信系统的基本原理与概念(北邮课件)
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移动通信原理与系统 PPT
移动通信原理与系统
2
教学重点和学习难点
教学重点:现代移动通信得基本概念、移 动信道得电波传播和信道分析、现代移 动通信系统得基本技术和网络构成、 GSM系统、窄带CDMA移动通信系统、 宽带CDMA(第三代)移动通信系统。
学习难点:
蜂窝移动通信系统得概念和建模
移动信道得基本概念和建模分析方法
45
传输距离与速率得互相制约
46
移动通信得发展—广带IP多媒体
今～:广带(Broadband,最大数据传输速 率达100Mbps )、多媒体业务、频谱利用 率更高
3G→ :各种系统互联互通,IP多媒体业务, 容量提高5～10倍
47
Beyond IMT-2000得定义和研究框架
Beyond IMT-2000就是指广泛用于各种电信环境得 无线系统得总和,能力将涵盖并远远超出3G系统及与 其进行互连得无线系统得能力,涵盖了目前得IMT2000、无线接入、数字广播等系统得能力,并将新增 两个部分:
通信频段:甚高频VHF和特高频UHF
地表面波、电离层反射波、直射波和散射波
衰落现象
阴影效应和多径传播
15
电波传输方式
天波(电离层反射波):由天线向高空辐射 得电磁波遇到大气电离层折射后返回地 面得无线电波。电离层只对短波波段得 电磁波产生反射作用,因此主要用于短波 远距离通信。
16
电波传输方式
互不兼容、不利于漫游、覆盖受限、业 务受限、易被窃听、不能于ISDN兼容
38
移动通信得发展——数字化
模拟移动通信系统频谱利用率低、设备复杂、 价格昂贵、业务种类受限、保密性差
80年代中期～90年代末,欧洲、美国、日本等发 达国家和地区先后推出了数字移动通信系统— —第二代移动通信系统:
2
教学重点和学习难点
教学重点:现代移动通信得基本概念、移 动信道得电波传播和信道分析、现代移 动通信系统得基本技术和网络构成、 GSM系统、窄带CDMA移动通信系统、 宽带CDMA(第三代)移动通信系统。
学习难点:
蜂窝移动通信系统得概念和建模
移动信道得基本概念和建模分析方法
45
传输距离与速率得互相制约
46
移动通信得发展—广带IP多媒体
今～:广带(Broadband,最大数据传输速 率达100Mbps )、多媒体业务、频谱利用 率更高
3G→ :各种系统互联互通,IP多媒体业务, 容量提高5～10倍
47
Beyond IMT-2000得定义和研究框架
Beyond IMT-2000就是指广泛用于各种电信环境得 无线系统得总和,能力将涵盖并远远超出3G系统及与 其进行互连得无线系统得能力,涵盖了目前得IMT2000、无线接入、数字广播等系统得能力,并将新增 两个部分:
通信频段:甚高频VHF和特高频UHF
地表面波、电离层反射波、直射波和散射波
衰落现象
阴影效应和多径传播
15
电波传输方式
天波(电离层反射波):由天线向高空辐射 得电磁波遇到大气电离层折射后返回地 面得无线电波。电离层只对短波波段得 电磁波产生反射作用,因此主要用于短波 远距离通信。
16
电波传输方式
互不兼容、不利于漫游、覆盖受限、业 务受限、易被窃听、不能于ISDN兼容
38
移动通信得发展——数字化
模拟移动通信系统频谱利用率低、设备复杂、 价格昂贵、业务种类受限、保密性差
80年代中期～90年代末,欧洲、美国、日本等发 达国家和地区先后推出了数字移动通信系统— —第二代移动通信系统:
移动通信概述PPT课件
支持海量物联网设备的连接和数据传输。
5G/6G关键技术创新点
• 增强型移动宽带（eMBB）：提供更高的数据传输速率和 更好的用户体验。
5G/6G关键技术创新点
空天地一体化网络
整合卫星、无人机等高空平台资 源，构建全球无缝覆盖的网络体
系。
超高速率传输
利用太赫兹等高频段资源，实现 Tbps级别的超高速率传输。
功率控制
调整基站和移动台的发射 功率，减少对其他小区的 干扰。
智能天线技术
利用波束赋形技术，提高 信号接收质量，降低干扰 。
基站选址及覆盖预测方法
基站选址原则
考虑地形、建筑物、人口密度等 因素，选择合适的基站位置。
覆盖预测方法
基于电波传播模型，预测不同地形 、建筑物条件下的信号覆盖情况。
仿真与实测验证
通过仿真和实测验证基站选址和覆 盖预测的准确性。
网络性能评估指标体系
接入性能
评估用户接入网络的成 功率、时延等指标。
保持性能
评估用户在移动过程中 保持通信的能力，如切 换成功率、掉话率等。
业务质量
评估用户在使用各种业 务时的质量，如语音质
量、数据速率等。
网络资源利用率
评估网络资源的使用效 率，如频谱利用率、基
信号处理技术
包括滤波、放大、变换等技术，提高信号质量和传输效率。
标准化组织及其作用
标准化组织
如3GPP、IEEE等，负责制定和推广移动通信相关标准。
作用
推动技术发展，提高设备兼容性，降低研发成本，促进产业合作。
02
移动通信关键技术分析
多址技术原理及应用场景
多址技术原理
多址技术是指在一个通信系统中，允许多个用户同时共享同一物理信道进行通信 的技术。它通过对信号进行不同的处理，使得系统能够区分来自不同用户的信号 ，实现多用户同时通信。
5G/6G关键技术创新点
• 增强型移动宽带（eMBB）：提供更高的数据传输速率和 更好的用户体验。
5G/6G关键技术创新点
空天地一体化网络
整合卫星、无人机等高空平台资 源，构建全球无缝覆盖的网络体
系。
超高速率传输
利用太赫兹等高频段资源，实现 Tbps级别的超高速率传输。
功率控制
调整基站和移动台的发射 功率，减少对其他小区的 干扰。
智能天线技术
利用波束赋形技术，提高 信号接收质量，降低干扰 。
基站选址及覆盖预测方法
基站选址原则
考虑地形、建筑物、人口密度等 因素，选择合适的基站位置。
覆盖预测方法
基于电波传播模型，预测不同地形 、建筑物条件下的信号覆盖情况。
仿真与实测验证
通过仿真和实测验证基站选址和覆 盖预测的准确性。
网络性能评估指标体系
接入性能
评估用户接入网络的成 功率、时延等指标。
保持性能
评估用户在移动过程中 保持通信的能力，如切 换成功率、掉话率等。
业务质量
评估用户在使用各种业 务时的质量，如语音质
量、数据速率等。
网络资源利用率
评估网络资源的使用效 率，如频谱利用率、基
信号处理技术
包括滤波、放大、变换等技术，提高信号质量和传输效率。
标准化组织及其作用
标准化组织
如3GPP、IEEE等，负责制定和推广移动通信相关标准。
作用
推动技术发展，提高设备兼容性，降低研发成本，促进产业合作。
02
移动通信关键技术分析
多址技术原理及应用场景
多址技术原理
多址技术是指在一个通信系统中，允许多个用户同时共享同一物理信道进行通信 的技术。它通过对信号进行不同的处理，使得系统能够区分来自不同用户的信号 ，实现多用户同时通信。
移动通信系统原理课件
WCDMA/HSPA/HSPA+
总结词
第三代移动通信技术
详细描述
WCDMA（宽带码分多址）是第三代移动通信标准，基于CDMA技术。HSPA（高速分组接入）和 HSPA+（高速分组接入演进）是WCDMA的升级，提供了更高的数据传输速率和更高效的分组交换。
CDMA20
总结词
另一第三代移动通信技术
详细描述
CDMA2000是另一种第三代移动通信标准，基于CDMA技术 。与WCDMA相比，CDMA2000在北美地区更为流行。
TD-SCDMA
总结词
具有中国特色的第三代移动通信技术
详细描述
TD-SCDMA（时分同步码分多址）是 中国自主研发的第三代移动通信标准 ，采用了时分同步技术。
LTE/SAE
总结词
调相 (PM)
载波的相位随信号变化。
调相调频 (PM/FM)
同时使用相位和频率表示信息。
数字调制
使用数字信号来调制载波。
信道编码与分集技术
信道编码
通过增加冗余信息来提高通信的可靠性。
分集技术
通过合并多个信号来提高信号质量。
无线资源管理
功率控制
控制每个用户的发射功率以防止干扰。
频率分配
为用户分配最佳的通信频率。
5G技术发展
5G技术是移动通信领域的重要突破 ，具有高速率、低时延、大连接等优 势，为各种应用场景提供了更好的支 持。
5G应用场景
5G技术的应用场景非常广泛，包括智 慧城市、工业自动化、自动驾驶、远 程医疗等，将深刻影响社会和经济的 发展。
物联网与移动通信的融合
物联网的发展
物联网是实现万物互联的关键技术，移 动通信与物联网的融合将推动各行业的 数字化转型。
北邮移动通信网
TDMA
蜂窝移动网络
蜂窝移动网络
蜂窝移动网络（Cellular network）是一种移动通信硬件
架构，把移动电话的服务区分为一个个正六边形的子区，每
个小区设一个基站，形成了形状酷似“蜂窝”的结构，因而把 这种移动通信方式称为蜂窝移动通信方式。
蜂窝移动网络
蜂窝移动网络
蜂窝移动网络
01 宏蜂窝技术 02 微蜂窝技术
移动通信网
——
1
移动通信网的基本概念
C
ONTENTS
2
蜂窝移动网络
目 录
3
基站设备介绍
移动通信网的基本概念
移动通信网的基本概念
移动通信（mobile communications）是沟通移动用户与 固定点用户之间或移动用户之间的通信方式。
移动通信网是通信网的一个重要分支，由于无线通信具有
移动性、自由性，以及不受时间地点限制等特性，广受用户 欢迎。在现代通信领域中，它与卫星通信、光通信并称为三
03 TDMA(时分多址)
移动通信网的基本概念
FDMA CDMA 每个用户具有特定的地址码，CDMA是 所有用户利用公共频道传输信息的通信 方式。特点在于代表各信源信息的发射 信号在结构上各不相同，并且其地址码 相互具有正交性，以区分地址，在频率、 时间上和空间上都可能重叠。
移动通信网的基本概念
03 智能蜂窝技术
蜂窝移动网络
01 宏蜂窝技术
小区半径1Km～25Km “盲点” “热点” 分裂小区
02 微蜂窝技术
小区半径为30m～300m
03 智能蜂窝技术
降低多址干扰 增加系统容量 降低同道干扰
提高覆盖率 提高容量
基站设备介绍
——DBS3900
蜂窝移动网络
蜂窝移动网络
蜂窝移动网络（Cellular network）是一种移动通信硬件
架构，把移动电话的服务区分为一个个正六边形的子区，每
个小区设一个基站，形成了形状酷似“蜂窝”的结构，因而把 这种移动通信方式称为蜂窝移动通信方式。
蜂窝移动网络
蜂窝移动网络
蜂窝移动网络
01 宏蜂窝技术 02 微蜂窝技术
移动通信网
——
1
移动通信网的基本概念
C
ONTENTS
2
蜂窝移动网络
目 录
3
基站设备介绍
移动通信网的基本概念
移动通信网的基本概念
移动通信（mobile communications）是沟通移动用户与 固定点用户之间或移动用户之间的通信方式。
移动通信网是通信网的一个重要分支，由于无线通信具有
移动性、自由性，以及不受时间地点限制等特性，广受用户 欢迎。在现代通信领域中，它与卫星通信、光通信并称为三
03 TDMA(时分多址)
移动通信网的基本概念
FDMA CDMA 每个用户具有特定的地址码，CDMA是 所有用户利用公共频道传输信息的通信 方式。特点在于代表各信源信息的发射 信号在结构上各不相同，并且其地址码 相互具有正交性，以区分地址，在频率、 时间上和空间上都可能重叠。
移动通信网的基本概念
03 智能蜂窝技术
蜂窝移动网络
01 宏蜂窝技术
小区半径1Km～25Km “盲点” “热点” 分裂小区
02 微蜂窝技术
小区半径为30m～300m
03 智能蜂窝技术
降低多址干扰 增加系统容量 降低同道干扰
提高覆盖率 提高容量
基站设备介绍
——DBS3900
北京邮电大学 移动通信原理课件完整版
14
BUPT Information Theory & Technology Education & Research Center
• 就接入网而言，客观上看可分为有线接入与无 线接入，这里仅讨论无线接入，再细致一些无 线接入又可分为室内无线接入比如红外、蓝牙 等；小范围的无线局域网接入比如IEEE802.11 系列等；中等及大范围的蜂窝移动接入和覆盖 全球的卫星接入。 • 本书讨论内容仅限于陆地系统的蜂窝移动网， 它是实现宏伟的个人通信蓝图的第一步，仅这 一步目前已经历了第一代(1G)、第二代(2G)系 统，正在向第三代(3G)系统过渡。
第一章 绪 论
• §1.1 移动通信的主要特点
• 移动通信是通信领域中最具有活力，最具有发 展前途的一种通信方式。它是当今信息社会中 最具有个性化特征的通信手段。它的发展与普 及改变了社会也改变了人类的生活方式，它让 人们领悟到现代化与信息化的气息。 • 移动通信，顾名思义其最本质的特色是“移动” 二字，就是说这类通信不是传统静态的固定式 通信，而是动态的移动式通信。
2
BUPT Information Theory & Technology Education & Research Center
• 传统的固定式通信，又称为有线通信。它的最 大特点是静态的，信道是封闭的，且是人造 的，从而是优质的。它的最大缺点是缺乏动态 性，不适应现代人快节奏的生活需求，特别是 快速移动的需求。 • 无线通信针对上述静态的缺点，以开放式传播 来传递信息，它的代价是牺牲了全封闭式的优 质人造信道，换取了无需采用固体介质专用线 路的开放式传输的灵活性，但是信道的开放性 必然引起了信道的时变性和随机性，从而大大 降低了通信容量和质量。
《移动通信原理》课件
GSM（全球移动通信系统）是最早的数字移动通信系统之一，采用TDMA（时分多址）技术。GPRS（通用分组 无线服务）是GSM的升级，提供了基于分组的较小数据传输。EDGE（增强数据速率GSM演进）是GPRS的升级 ，提高了数据传输速率。
WCDMA/HSPA/HSPA+
总结词
第三代移动通信技术
详细描述
技术发展趋势
未来物联网与移动互联网将进一步融合，形成更加智能化的网络环 境，推动各行业的数字化转型。
安全与隐私保护的挑战与解决方案
安全与隐私挑战
随着移动通信技术的发展，网络安全和隐私保护的挑战也日益突出，需要采取 有效的措施来保障用户的安全和隐私。
解决方案
采用加密技术、访问控制、数据匿名化等技术手段来提高网络安全和隐私保护 水平。同时，也需要加强法律法规的建设，规范网络行为，保障用户权益。
无线资源管理
01
无线资源管理是移动通信系统中的重要技术之一，负责对无线 资源进行分配和调度，确保系统的稳定性和效率。
02
Байду номын сангаас
无线资源管理主要包括频率管理、功率管理、信道分配、拥塞
控制等功能。
随着用户规模的不断扩大和业务需求的不断增加，无线资源管
03
理技术面临着越来越大的挑战。
03
移动通信关键技术
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
多媒体业务
如音乐、视频、游戏等，提供 更加丰富多彩的娱乐体验。
物联网应用
如智能家居、智能交通、智能 农业等，通过移动通信技术实
现万物互联。
02
移动通信系统组成
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
WCDMA/HSPA/HSPA+
总结词
第三代移动通信技术
详细描述
技术发展趋势
未来物联网与移动互联网将进一步融合，形成更加智能化的网络环 境，推动各行业的数字化转型。
安全与隐私保护的挑战与解决方案
安全与隐私挑战
随着移动通信技术的发展，网络安全和隐私保护的挑战也日益突出，需要采取 有效的措施来保障用户的安全和隐私。
解决方案
采用加密技术、访问控制、数据匿名化等技术手段来提高网络安全和隐私保护 水平。同时，也需要加强法律法规的建设，规范网络行为，保障用户权益。
无线资源管理
01
无线资源管理是移动通信系统中的重要技术之一，负责对无线 资源进行分配和调度，确保系统的稳定性和效率。
02
Байду номын сангаас
无线资源管理主要包括频率管理、功率管理、信道分配、拥塞
控制等功能。
随着用户规模的不断扩大和业务需求的不断增加，无线资源管
03
理技术面临着越来越大的挑战。
03
移动通信关键技术
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
多媒体业务
如音乐、视频、游戏等，提供 更加丰富多彩的娱乐体验。
物联网应用
如智能家居、智能交通、智能 农业等，通过移动通信技术实
现万物互联。
02
移动通信系统组成
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
《移动通信基本原理》课件
隐私保护挑战
移动通信技术的发展也带来了隐私保 护的挑战，需要采取有效的技术和管 理措施来保护用户隐私，避免用户数 据被滥用和泄露。
06
实践环节
实验内容与要求
实验一：信号传输实验 验证信号在传输过程中的失真现象。 观察不同调制方式对信号质量的影响。
实验内容与要求
01
掌握信号解调的基本原理和方法。
《移动通信基本原理》ppt课件
目录
• 移动通信概述 • 移动通信技术基础 • 移动通信网络技术 • 移动通信业务与应用 • 移动通信发展趋势与挑战 • 实践环节
01
移动通信概述
移动通信定义
移动通信
指通信双方至少有一方在移动中进行信息交换的通信方式。
特点
不受地理位置限制，具有无线通信灵活性。
应用
详细描述
多媒体业务是移动通信中新兴的业务，包括音频、视频、图像等多媒体内容的传 输和展示。随着移动终端性能的提高和网络技术的发展，多媒体业务逐渐成为移 动通信的重要组成部分，为用户提供更加丰富和多样化的内容和服务。
物联网与移动互联网应用
总结词
物联网与移动互联网应用是移动通信中具有广阔前景的业务领域。
无线资源管理
01
02
03
无线资源管理概述
介绍无线资源管理的概念 、目的和功能。
信道分配
描述信道分配的原理和技 术，包括频分多址、时分 多址和码分多址等。
功率控制
介绍功率控制的原理和技 术，包括开环和闭环功率 控制等。
网络优化与规划
网络优化与规划概述
介绍网络优化与规划的概念、目的和功能。
网络覆盖优化
数据业务
总结词
数据业务是移动通信中最重要的业务之一，为用户提供各种数据传输服务。
移动通信技术的发展也带来了隐私保 护的挑战，需要采取有效的技术和管 理措施来保护用户隐私，避免用户数 据被滥用和泄露。
06
实践环节
实验内容与要求
实验一：信号传输实验 验证信号在传输过程中的失真现象。 观察不同调制方式对信号质量的影响。
实验内容与要求
01
掌握信号解调的基本原理和方法。
《移动通信基本原理》ppt课件
目录
• 移动通信概述 • 移动通信技术基础 • 移动通信网络技术 • 移动通信业务与应用 • 移动通信发展趋势与挑战 • 实践环节
01
移动通信概述
移动通信定义
移动通信
指通信双方至少有一方在移动中进行信息交换的通信方式。
特点
不受地理位置限制，具有无线通信灵活性。
应用
详细描述
多媒体业务是移动通信中新兴的业务，包括音频、视频、图像等多媒体内容的传 输和展示。随着移动终端性能的提高和网络技术的发展，多媒体业务逐渐成为移 动通信的重要组成部分，为用户提供更加丰富和多样化的内容和服务。
物联网与移动互联网应用
总结词
物联网与移动互联网应用是移动通信中具有广阔前景的业务领域。
无线资源管理
01
02
03
无线资源管理概述
介绍无线资源管理的概念 、目的和功能。
信道分配
描述信道分配的原理和技 术，包括频分多址、时分 多址和码分多址等。
功率控制
介绍功率控制的原理和技 术，包括开环和闭环功率 控制等。
网络优化与规划
网络优化与规划概述
介绍网络优化与规划的概念、目的和功能。
网络覆盖优化
数据业务
总结词
数据业务是移动通信中最重要的业务之一，为用户提供各种数据传输服务。
移动通信系统的基本原理与概念(北邮课件)
PSTN相连
大区系统的局限性
覆盖范围有限 服务的用户容量有限 服务性能较差 频谱利用率低
1974 Bell实验室提出蜂窝概念
蜂窝的概念和分类
蜂窝系统---“小区制”系统
将所要覆盖的地区划分为若干个小区每个小区的半径 可视用户的分布密度在1~10km左右在每个小区设立 一个基站为本小区范围内的用户服务
GSM系统的工作频带和载频间隔
GSM系统工作在如下射频频带 上行（移动台发，基站收）890－915MHz 下行（基站发，移动台收）935－960MHz 双工间隔为45MHz 载频间隔为200kHz 频道编号 GSM系统整个工作频段为124对载频，其序号用n表示，
则上、下两频段中序号为n的载频频率可用下式计算： Fl(n) = (890＋0.2n) MHz （下频段） Fu(n) = Fl(n)＋45 = (935＋0.2n) MHz （上频段） 式中 n=1~124
90年代初，相继推出了第二代数字移动通信 系统DAMPS、GSM、CDMA系统；
90年代中期以后，开始研究第三代移动通信 系统。
蜂窝移动通信的发展历程
第一代移动通信系统
第一代移动通信系统的特点
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 模拟系统——语音信号 FM传输 FDMA
?光传输技术?应用软件技术测试方法标准化国际标准化组织itu国际无线电标准化工作由国际电信联盟itu负责itu原由综合秘书处国际频率登记局ifrb国际无线电咨询委员会ccir研究国际电话电报咨询委员会ccitt四个常设机构组无线通信组ccirifrbitur工作组电信标准化组ccittitut工作组电信开发组bdt其它标准化组织欧洲邮电管理协会cept曾是欧洲通信设施的主要标准化组织现逐渐被其它组织替代欧洲电信标准协会etsi成立于1988年gsmdecthiperlan等ieeelan等大区制系统覆盖范围3050km发射功率50200w具有网络结构简单频道数目少无需无线交换直接与pstn相连1974bell实验室提出蜂窝概念蜂窝的概念和分类将所要覆盖的地区划分为若干个小区每个小区的半径可视用户的分布密度在110km左右在每个小区设立一个基站为本小区范围内的用户服务特点用户容量大服务性能较好频谱利用率较高用户终端小巧且电池使用时间长辐射小等新的问题系统复杂越区切换漫游位置登记更新和管理以及系统鉴权等蜂窝的概念和分类宏蜂窝macrocell220km微蜂窝microcell042km皮蜂窝picocell400m分层蜂窝由多种蜂窝组成各类蜂窝的比较蜂房类型蜂房半径km10050035终端速度kmh1500500100安装地点leoheogeo建筑物塔的顶部灯杆建筑物运行环境所有乡村郊区市区业务量密度适用系统卫星蜂窝蜂窝无绳蜂窝小区的形状蜂窝通信的频率复用小区分裂与扇区化扇区化小区用户密度不同的小区结构gsmgsm是完全依据欧洲通信标准化委员会etsi制定的gsm技术规范研制而成的任何一家厂商提供的gsm数字蜂窝移动通信系统都必须符合gsm技术规范
大区系统的局限性
覆盖范围有限 服务的用户容量有限 服务性能较差 频谱利用率低
1974 Bell实验室提出蜂窝概念
蜂窝的概念和分类
蜂窝系统---“小区制”系统
将所要覆盖的地区划分为若干个小区每个小区的半径 可视用户的分布密度在1~10km左右在每个小区设立 一个基站为本小区范围内的用户服务
GSM系统的工作频带和载频间隔
GSM系统工作在如下射频频带 上行（移动台发，基站收）890－915MHz 下行（基站发，移动台收）935－960MHz 双工间隔为45MHz 载频间隔为200kHz 频道编号 GSM系统整个工作频段为124对载频，其序号用n表示，
则上、下两频段中序号为n的载频频率可用下式计算： Fl(n) = (890＋0.2n) MHz （下频段） Fu(n) = Fl(n)＋45 = (935＋0.2n) MHz （上频段） 式中 n=1~124
90年代初，相继推出了第二代数字移动通信 系统DAMPS、GSM、CDMA系统；
90年代中期以后，开始研究第三代移动通信 系统。
蜂窝移动通信的发展历程
第一代移动通信系统
第一代移动通信系统的特点
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 模拟系统——语音信号 FM传输 FDMA
?光传输技术?应用软件技术测试方法标准化国际标准化组织itu国际无线电标准化工作由国际电信联盟itu负责itu原由综合秘书处国际频率登记局ifrb国际无线电咨询委员会ccir研究国际电话电报咨询委员会ccitt四个常设机构组无线通信组ccirifrbitur工作组电信标准化组ccittitut工作组电信开发组bdt其它标准化组织欧洲邮电管理协会cept曾是欧洲通信设施的主要标准化组织现逐渐被其它组织替代欧洲电信标准协会etsi成立于1988年gsmdecthiperlan等ieeelan等大区制系统覆盖范围3050km发射功率50200w具有网络结构简单频道数目少无需无线交换直接与pstn相连1974bell实验室提出蜂窝概念蜂窝的概念和分类将所要覆盖的地区划分为若干个小区每个小区的半径可视用户的分布密度在110km左右在每个小区设立一个基站为本小区范围内的用户服务特点用户容量大服务性能较好频谱利用率较高用户终端小巧且电池使用时间长辐射小等新的问题系统复杂越区切换漫游位置登记更新和管理以及系统鉴权等蜂窝的概念和分类宏蜂窝macrocell220km微蜂窝microcell042km皮蜂窝picocell400m分层蜂窝由多种蜂窝组成各类蜂窝的比较蜂房类型蜂房半径km10050035终端速度kmh1500500100安装地点leoheogeo建筑物塔的顶部灯杆建筑物运行环境所有乡村郊区市区业务量密度适用系统卫星蜂窝蜂窝无绳蜂窝小区的形状蜂窝通信的频率复用小区分裂与扇区化扇区化小区用户密度不同的小区结构gsmgsm是完全依据欧洲通信标准化委员会etsi制定的gsm技术规范研制而成的任何一家厂商提供的gsm数字蜂窝移动通信系统都必须符合gsm技术规范
通信原理ppt北邮资源
随着计算机和数字化技术的发展，数字通信逐渐取代模 拟通信成为主流。
3 移动通信的飞速发展
移动通信技术的出现和发展，使得人们可以随时随地进 行通信，极大地改变了人们的生活方式。
4 未来通信的趋势
未来通信将朝着更高速度、更低时延、更广覆盖的方向 发展，同时还将融合人工智能、大数据等技术，实现更 加智能化和个性化的通信服务。
05
信号的检测与估计
信号检测的基本原理
信号检测的基本概念
阐述信号检测的定义、目的和意义，以及信号检测在通信系统中 的作用。
信号检测的基本原理
介绍信号检测的基本原理，包括假设检验、似然比检验、贝叶斯准 则等。
信号检测的性能指标
分析信号检测的性能指标，如虚警概率、漏警概率、检测概率等， 以及它们之间的关系。
TCP/IP协议族
包括TCP、UDP、IP等协议，用于实现不同网络之间的互连和通 信。
HTTP协议
用于Web浏览器和服务器之间的通信，实现网页的浏览和数据 的传输。
SSL/TLS协议
提供安全的数据传输通道，保护数据在传输过程中的安全性和完 整性。
通信网络的安全与可靠性
防火墙技术
通过设置访问控制规则， 防止未经授权的访问和数 据泄露。
01
02
信源
产生和发送信息的设备或实体， 如话筒、摄像头等。
03
04
信宿
接收和处理信息的设备或实体， 如扬声器、显示器等。
通信原理的研究对象
信号与噪声
研究信号的特性、噪声的来源和性质，以及 信号在噪声干扰下的传输性能。
编码与调制
研究信道的传输特性、信道容量和信道编码 等问题，以提高通信系统的可靠性和有效性
传输媒介
3 移动通信的飞速发展
移动通信技术的出现和发展，使得人们可以随时随地进 行通信，极大地改变了人们的生活方式。
4 未来通信的趋势
未来通信将朝着更高速度、更低时延、更广覆盖的方向 发展，同时还将融合人工智能、大数据等技术，实现更 加智能化和个性化的通信服务。
05
信号的检测与估计
信号检测的基本原理
信号检测的基本概念
阐述信号检测的定义、目的和意义，以及信号检测在通信系统中 的作用。
信号检测的基本原理
介绍信号检测的基本原理，包括假设检验、似然比检验、贝叶斯准 则等。
信号检测的性能指标
分析信号检测的性能指标，如虚警概率、漏警概率、检测概率等， 以及它们之间的关系。
TCP/IP协议族
包括TCP、UDP、IP等协议，用于实现不同网络之间的互连和通 信。
HTTP协议
用于Web浏览器和服务器之间的通信，实现网页的浏览和数据 的传输。
SSL/TLS协议
提供安全的数据传输通道，保护数据在传输过程中的安全性和完 整性。
通信网络的安全与可靠性
防火墙技术
通过设置访问控制规则， 防止未经授权的访问和数 据泄露。
01
02
信源
产生和发送信息的设备或实体， 如话筒、摄像头等。
03
04
信宿
接收和处理信息的设备或实体， 如扬声器、显示器等。
通信原理的研究对象
信号与噪声
研究信号的特性、噪声的来源和性质，以及 信号在噪声干扰下的传输性能。
编码与调制
研究信道的传输特性、信道容量和信道编码 等问题，以提高通信系统的可靠性和有效性
传输媒介
北邮通信原理课件(第一章)
I log a 1 p(x) log a p ( x )
（1.4-1）
《通信原理课件》
28
I代表两种含义：当事件x发生以前，表示事件x发生的 不确定性；当事件x发生以后，表示事件x所含有（或所提 供）的信息量。 信息量的单位由对数底的取值决定。若对数以2为底时 单位是“比特”（bit — binary unit的缩写）；若以e为 底时单位是“奈特”（nat—nature unit的缩写）；若以 10为底时单位是“哈特”（Hart — Hartley的缩写）。 通常采用“比特”作为信息量的实用单位。
《通信原理课件》
32
1.5.1模拟通信系统的主要性能指标
模拟通信系统的有效性指标用所传信号的有效传输带宽 来表征。当信道容许传输带宽一定，而进行多路频分复用 时，每路信号所需的有效带宽越窄，信道内复用的路数就 越多。显然，信道复用的程度越高，信号传输的有效性就 越好。信号的有效传输带宽与系统采用的调制方法有关。 同样的信号用不同的方法调制得到的有效传输带宽是不一 样的。 模拟通信系统的可靠性指标用整个通信系统的输出信噪 比来衡量。信噪比是信号的平均功率S与噪声的平均功率N 之比。信噪比越高，说明噪声对信号的影响越小。显然， 信噪比越高，通信质量就越好。输出信噪比一方面与信道 内噪声的大小和信号的功率有关，同时又和调制方式有很 大关系。例如宽带调频系统的有效性不如调幅系统，但是 调频系统的可靠性往往比调幅系统好。
《通信原理课件》
10
1.2.3 数字通信系统模型
数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信 系统。数字通信系统可进一步细分为数字频带传输 通信系统和数字基带传输通信系统。 一、数字频带传输通信系统 数字频带传输通信系统如图1-3 所示。 图1-3中，变换器的作用是把信息转换成数字基带 信号。信源编码的主要任务是提高数字信号传输的 有效性。信源编码器的输出就是信息码元,此外，话 音和图像压缩编码等都是在信源编码器内完成。接 收端信源译码则是信源编码的逆过程
（1.4-1）
《通信原理课件》
28
I代表两种含义：当事件x发生以前，表示事件x发生的 不确定性；当事件x发生以后，表示事件x所含有（或所提 供）的信息量。 信息量的单位由对数底的取值决定。若对数以2为底时 单位是“比特”（bit — binary unit的缩写）；若以e为 底时单位是“奈特”（nat—nature unit的缩写）；若以 10为底时单位是“哈特”（Hart — Hartley的缩写）。 通常采用“比特”作为信息量的实用单位。
《通信原理课件》
32
1.5.1模拟通信系统的主要性能指标
模拟通信系统的有效性指标用所传信号的有效传输带宽 来表征。当信道容许传输带宽一定，而进行多路频分复用 时，每路信号所需的有效带宽越窄，信道内复用的路数就 越多。显然，信道复用的程度越高，信号传输的有效性就 越好。信号的有效传输带宽与系统采用的调制方法有关。 同样的信号用不同的方法调制得到的有效传输带宽是不一 样的。 模拟通信系统的可靠性指标用整个通信系统的输出信噪 比来衡量。信噪比是信号的平均功率S与噪声的平均功率N 之比。信噪比越高，说明噪声对信号的影响越小。显然， 信噪比越高，通信质量就越好。输出信噪比一方面与信道 内噪声的大小和信号的功率有关，同时又和调制方式有很 大关系。例如宽带调频系统的有效性不如调幅系统，但是 调频系统的可靠性往往比调幅系统好。
《通信原理课件》
10
1.2.3 数字通信系统模型
数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信 系统。数字通信系统可进一步细分为数字频带传输 通信系统和数字基带传输通信系统。 一、数字频带传输通信系统 数字频带传输通信系统如图1-3 所示。 图1-3中，变换器的作用是把信息转换成数字基带 信号。信源编码的主要任务是提高数字信号传输的 有效性。信源编码器的输出就是信息码元,此外，话 音和图像压缩编码等都是在信源编码器内完成。接 收端信源译码则是信源编码的逆过程
(完整版)移动通信原理课件第一章.
信的起步阶段。在此期间, 主要完成了通信实验和电 波传播试验工作, 在短波频段(3～30 MHz)上实现了 小容量专用移动通信系统, 其代表是美国底特律市警 察使用的车载无线电系统。这种系统话音质量差, 自 动化程度低, 仅限于专用, 不能与公众网相连。
简史回顾
第二阶段是从20世纪40年代中期至60年代初期。 在 此期间, 各种公用移动通信系统相继建立。首先是 1946年, 美国贝尔系统在圣路易斯城建立的称为“城 市系统”的公用汽车电话网, 这是世界上第一个公用 移动通信系统。继而, 西德、法国、英国等国也陆续 研制出了公用移动电话系统。 这一阶段的特点是开 始从专用移动网向公用移动网过渡, 自动化程度有所 提高。
移动通信的重要地位 通信的理想目标是5个W:
任何人（Whoever）在任何时间（Whenever）、 任何地点（Wherever）与任何他人（Whomever） 、 进行任何类型的（Whatever）的信息交换。
2.移动通信系统的组成：
移动通信系统一般由移动台（MS）、基站（BS）、 移动业务交换中心（MSC）及与市话网（PSTN） 相连的中继线等组成。
第一代移动通信(1G)
模拟移动电话系统主要采用模拟和频分多址 （FDMA）技术，属于第一代移动通信技术。
模拟方式：通过电波所传输的信号模拟人讲话声 音的高低起伏变化的通信方式。
模拟移动电话系统的质量完全可以与固定电话媲美， 使通话双方能够清晰地听出对方的声音。
传输速率：1.2kb/s~10kb/s.
S0
S
v
θ
BS
MS
移动产生的多普勒频偏为：
fd
v
cos
v为移动速度， 为工作波长， 为电波入射角。
简史回顾
第二阶段是从20世纪40年代中期至60年代初期。 在 此期间, 各种公用移动通信系统相继建立。首先是 1946年, 美国贝尔系统在圣路易斯城建立的称为“城 市系统”的公用汽车电话网, 这是世界上第一个公用 移动通信系统。继而, 西德、法国、英国等国也陆续 研制出了公用移动电话系统。 这一阶段的特点是开 始从专用移动网向公用移动网过渡, 自动化程度有所 提高。
移动通信的重要地位 通信的理想目标是5个W:
任何人（Whoever）在任何时间（Whenever）、 任何地点（Wherever）与任何他人（Whomever） 、 进行任何类型的（Whatever）的信息交换。
2.移动通信系统的组成：
移动通信系统一般由移动台（MS）、基站（BS）、 移动业务交换中心（MSC）及与市话网（PSTN） 相连的中继线等组成。
第一代移动通信(1G)
模拟移动电话系统主要采用模拟和频分多址 （FDMA）技术，属于第一代移动通信技术。
模拟方式：通过电波所传输的信号模拟人讲话声 音的高低起伏变化的通信方式。
模拟移动电话系统的质量完全可以与固定电话媲美， 使通话双方能够清晰地听出对方的声音。
传输速率：1.2kb/s~10kb/s.
S0
S
v
θ
BS
MS
移动产生的多普勒频偏为：
fd
v
cos
v为移动速度， 为工作波长， 为电波入射角。
移动通信系统ppt课件
的影响。
无线电波传播模型
为了描述无线电波在传播过程中的 衰减和失真，建立了多种传播模型， 如路径损耗模型、阴影衰落模型等。
无线电波传播环境
无线电波传播环境包括城市、郊区、 农村等不同场景，不同环境下的无 线电波传播特性存在差异。
多址接入技术
FDMA（频分多址）
CDMA（码分多址）
每个用户在特定的频率上通信，通过 不同的频率划分信道，实现多用户同 时通信。
移动通信在智慧城市建设中的应用
效果评估
01
减少交通拥堵30%，提高道路使用效率。
案例二
02
智能安防监控系统
应用场景
03
视频监控、报警联动、远程控制。
移动通信在智慧城市建设中的应用
技术实现
移动通信网络传输视频数据，云计算处理视频分析。
效果评估
提高安防监控效率，减少安全事故发生率。
移动医疗与远程诊断的实践案例
移动通信具有灵活性、便捷性、 广泛覆盖性和实时性等特点，能 够满足用户在移动过程中对通信 的需求。
移动通信的发展历程
01
02
03
04
05
1G模拟通信系统 2G数字通信系统 3G多媒体通信系 4G高速多媒体通 5G超高速多媒体
统
信系统
通信系统
第一代移动通信系统采用 模拟信号传输，主要提供 语音通话服务，代表性技 术有NMT和AMPS等。
背景
山区地形复杂，信号传 输受阻，存在信号盲区。
移动通信网络规划与优化案例
优化措施
采用定向天线、增加中继站、调整基 站参数等。
实施效果
消除信号盲区，提高信号覆盖率，降 低故障率。
移动通信在智慧城市建设中的应用
1 2
无线电波传播模型
为了描述无线电波在传播过程中的 衰减和失真，建立了多种传播模型， 如路径损耗模型、阴影衰落模型等。
无线电波传播环境
无线电波传播环境包括城市、郊区、 农村等不同场景，不同环境下的无 线电波传播特性存在差异。
多址接入技术
FDMA（频分多址）
CDMA（码分多址）
每个用户在特定的频率上通信，通过 不同的频率划分信道，实现多用户同 时通信。
移动通信在智慧城市建设中的应用
效果评估
01
减少交通拥堵30%，提高道路使用效率。
案例二
02
智能安防监控系统
应用场景
03
视频监控、报警联动、远程控制。
移动通信在智慧城市建设中的应用
技术实现
移动通信网络传输视频数据，云计算处理视频分析。
效果评估
提高安防监控效率，减少安全事故发生率。
移动医疗与远程诊断的实践案例
移动通信具有灵活性、便捷性、 广泛覆盖性和实时性等特点，能 够满足用户在移动过程中对通信 的需求。
移动通信的发展历程
01
02
03
04
05
1G模拟通信系统 2G数字通信系统 3G多媒体通信系 4G高速多媒体通 5G超高速多媒体
统
信系统
通信系统
第一代移动通信系统采用 模拟信号传输，主要提供 语音通话服务，代表性技 术有NMT和AMPS等。
背景
山区地形复杂，信号传 输受阻，存在信号盲区。
移动通信网络规划与优化案例
优化措施
采用定向天线、增加中继站、调整基 站参数等。
实施效果
消除信号盲区，提高信号覆盖率，降 低故障率。
移动通信在智慧城市建设中的应用
1 2
《移动通信系统原理》课件
移动网络的安全配置
了解如何配置移动网络以保护 用户数据和网络安全。
移动网络的加密算法
介绍移动网络中常用的加密算 法，以确保数据的机密性。
第五章：移动通信标准
移动通信标准的发 展历程
追溯移动通信标准的历史， 了解其发展演变的重要阶段。
移动通信标准的分 类
介绍移动通信标准按照不同 标准制定机构的分类方式。
手机信号发送原理
解析手机是如何发送信号 和数据以与其他设备进行 通信的。
第二章：移动通信网络
1
移动通信网络组成和结构
了解移动通信网络的不同组成部分及其在整个系统中的作用。
2
移动通信网络的接入技术
探索移动通信网络中用于接入的各种技术和协议。
3
移动通信网络的分布式拓扑结构
介绍移动通信网络采用的分布式拓扑结构，以确保可靠和高效的通信。
第三章：无线传输技术
1 无线传输原理和分
类
深入了解无线传输的基 本原理和不同的分类方 式。
2 无线传输的调制和
解调技术
探索无线信号的调制和 解调技术，以确保数据 的可靠传输。
3 无线信号的调制方
式
介绍不同的无线信号调 制方式，并讨论其特点 和应用。
第四章：移动网络安全性
移动网络的安全问题
探讨移动网络面临的安全挑战 以及保护用户隐私的重要性。
移动通信标准的国 际组织
介绍负责制定和推动移动通 信标准的国际组织。
第六章：移动通信技术的未来
1
移动通信技术的发展趋势
展望移动通信技术未来的发展方向和趋势。
2
移动通信技术的应用场景
探索未来移动通信技术在不同应用领域中的应用场景。
3
移动通信技术的创新应用示例
移动通信原理课件第一章
相位调制（PM）
通过改变载波的相位来传 递信息，如角度调制等。
数字调制与解调技术
振幅键控（ASK）
相移键控（PSK）
利用载波的振幅变化来表示二进制数 字信号“1”和“0”。
利用载波的相位变化来表示二进制数 字信号，如BPSK、QPSK等。
频移键控（FSK）
利用载波的频率变化来表示二进制数 字信号，如2FSK、4FSK等。
电磁波在自由空间中的传播损 耗与频率的平方和传播距离的 平方成正比。
为了减小传播损耗，可以采用 高增益的天线和高效的调制技 术。
电磁波在移动信道中的传播特性
移动信道具有多径效应，即电磁波经过多条路径到达接收端，导致信号的时延和幅 度发生变化。
移动信道存在多普勒效应，即由于移动台和基站的相对运动，导致接收信号的频率 发生变化。
04 移动通信中的多址技术
频分多址（FDMA）
原理
01
将通信系统的总频段划分成若干等间隔的频道（或称信道）分
配给不同的用户使用。
优点
02
技术成熟，实现简单。
缺点
03
频谱利用率低，且易产生互调干扰。
时分多址（TDMA）
原理
优点
把时间分割成周期性的帧，每一帧再 分割成若干个时隙（无论帧或时隙都 是互不重叠的），再根据一定的时隙 分配原则，使各个移动台在每帧内只 能按指定的时隙向基站发送信号，在 满足定时和同步的条件下，基站可以 分别在各时隙中接收到各移动台的信 号而不混扰。
为了克服移动信道的传播特性对通信质量的影响，可以采用分集接收、信道编码和 均衡等技术。
03 移动通信中的调制与解调技术
模拟调制与解调技术
01
பைடு நூலகம்
移动通信系统的基本原理(ppt 320页)
优点是频谱利用灵活,上、下行使用相同的频率， 传输特性相同，有利于使用智能天线,无收发间 隔要求,支持不对称业务,设备成本低等。
缺点是小区半径小,抗快衰落和多普勒效应的能 力低于FDD,终端移动速度不能超过120km/h。
2019/9/19
20
四、频率复用技术
在移动通信系统中，频率资源有限，为提高频 谱利用率，在相隔一定距离后重新使用相同的频 率组，这种采用同頻复用和頻率分组来提高頻率 利用率方式，就是频率复用技术。
（3）具有软容量和小区呼吸功能。系统忙时只 需少许增加系统噪声就可增加通话用户，即所谓 软容量。小区呼吸功能是指负荷量动态控制。
2019/9/19
14
（4）软切换。当 移动台超越小区或扇区时，由 于工作频率相同，只是地址码序列不同，不需要 频率的切换，称之为软切换。软切换是先接后断 切换，软切换可靠性高。 （5）存在多址干扰和远近效应。CDMA的地址码 不可能完全正交，在解扩过程中必然带来用户间 的干扰；CDMA的信道也采用地址码分割，并切公 用载波，增加信道的同时干扰也增加。
主要特点 1、频谱效率高：采用了高效调制器、信道编码和
语音编码等技术，系统具有高频谱效率。 2、容量大：比TACS（模拟移动通信系统）高3-5
倍 3、话音质量好：
接收信号在门限值以上时，达到与有线传输相同 的水平而与无线传输质量无关。
2019/9/19
25
4、开放的接口： GSM系统从空中接口到网络之间以及网络中各实体 之间，提供的接口都是开放性的。
4、频率资源有限： ITU对无线频率的划分有严格 规定，要设法提高系统的频率利用率。
2019/9/19
4
二、移动通信的分类 1. 按服务对象分类： 公用移动通信和专用移动通信。 2. 按组网方式分类： 峰窝状移动通信、移动卫星通信、移动数据
缺点是小区半径小,抗快衰落和多普勒效应的能 力低于FDD,终端移动速度不能超过120km/h。
2019/9/19
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四、频率复用技术
在移动通信系统中，频率资源有限，为提高频 谱利用率，在相隔一定距离后重新使用相同的频 率组，这种采用同頻复用和頻率分组来提高頻率 利用率方式，就是频率复用技术。
（3）具有软容量和小区呼吸功能。系统忙时只 需少许增加系统噪声就可增加通话用户，即所谓 软容量。小区呼吸功能是指负荷量动态控制。
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14
（4）软切换。当 移动台超越小区或扇区时，由 于工作频率相同，只是地址码序列不同，不需要 频率的切换，称之为软切换。软切换是先接后断 切换，软切换可靠性高。 （5）存在多址干扰和远近效应。CDMA的地址码 不可能完全正交，在解扩过程中必然带来用户间 的干扰；CDMA的信道也采用地址码分割，并切公 用载波，增加信道的同时干扰也增加。
主要特点 1、频谱效率高：采用了高效调制器、信道编码和
语音编码等技术，系统具有高频谱效率。 2、容量大：比TACS（模拟移动通信系统）高3-5
倍 3、话音质量好：
接收信号在门限值以上时，达到与有线传输相同 的水平而与无线传输质量无关。
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4、开放的接口： GSM系统从空中接口到网络之间以及网络中各实体 之间，提供的接口都是开放性的。
4、频率资源有限： ITU对无线频率的划分有严格 规定，要设法提高系统的频率利用率。
2019/9/19
4
二、移动通信的分类 1. 按服务对象分类： 公用移动通信和专用移动通信。 2. 按组网方式分类： 峰窝状移动通信、移动卫星通信、移动数据
移动通信系统原理ppt课件
包括操作维护中心（OMC） 。
2024/1/26
13
CDMA网络架构
移动台（MS）
基站收发信系统（BTS）
基站控制器（BSC）
2024/1/26
14
CDMA网络架构
移动交换中心（MSC）
访问位置寄存器（VLR）
归属位置寄存器（HLR）
2024/1/26
15
CDMA网络架构
鉴权中心（AUC）
分组控制功能（PCF）
移动通信系统原理ppt课件
2024/1/26
1
目 录
2024/1/26
• 移动通信概述 • 移动通信中的关键技术 • 移动通信网络架构 • 移动通信中的信号处理 • 移动通信中的传输技术 • 移动通信中的无线资源管理
2
01
移动通信概述
2024/1/26
3
移动通信的定义与发展
2024/1/26
定义
GSM网络架构
移动台（MS）
基站子系统（BSS）
网络子系统（NSS）
操作维护子系统（OSS）
包括移动终端（ME）和客户 识别模块（SIM）。
包括基站控制器（BSC）和基 站收发信台（BTS）。
包括移动交换中心（MSC）、 拜访位置寄存器（VLR）、归 属位置寄存器（HLR）、鉴权 中心（AUC）和设备识别寄存 器（EIR）。
2024/1/26
7
多址技术
01
频分多址（FDMA）
将通信系统的总频段划分成若干等间隔的频道，分配给不同的用户使用
。
02 03
时分多址（TDMA）
把时间分割成周期性的帧，每一帧再分割成若干个时隙，然后根据一定 的时隙分配原则，使各个移动台在每帧内只能按指定的时隙向基站发送 信号。
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2
一、移动通信的基本概念和主要特点
基本定义——“动中通信” 通信双方至少有一方处在移动的情况下（或临时静止）
的相互信息传输和交换的方式。 移动性体现在：
终端的移动性—手持机、车载台 个人的移动性—SIM卡支持的业务，身份信息 业务的移动性—200号业务，PORTAL NUM 通信网的智能化和无线化使移动通信成为可能 传输技术的发展 芯片制造技术的发展 软件应用技术的发展
《WCDMA技术与系统设计》Harri Holma,Antti Toskala著，付景兴、马敏等译，机械工业出版 社
《CDMA2000技术》杨大成等编著，北京邮电 大学出版社
《蜂窝移动通信网络规划与优化》张业容等编 著，电子工业出版社
《CDMA系统设计与优化》Kyoung Kim编著， 刘晓宇、杜志敏译，人民邮电出版社
4
接收信号的统计分析
5
移动台受噪音干扰
干扰复杂 开放式环境，存在多种噪声（人为噪声，自然干
扰）和干扰（互调，共频，邻道） 频谱拥挤（窄带化，缩小频带间隔，复用）
可利用的频谱资源有限，用户需求剧增 对移动台要求高，用户终端成为个人消费品 网络结构多种多样，网络管理技术复杂
6
二、移动通信系统分类与组成
17
第二代移动通信系统
18
第二代移动通信系统的特点
微蜂窝小区结构
更优的空分复用，提高 用户数量
数字化技术——语音信 号数字化
新的调制方式，GMSK， QPSK等
TDMA，CDMA
频谱利用率高，系统容量大 能提供多种业务服务，提高 通信系统的通用性 抗噪声、抗干扰和抗多径衰 落能力强 能实现更有效、灵活的网络 管理和控制 便于实现通信安全保密 可降低设备成本和减少用户 手机的体积和重量
27
五、移动通信的标准化
标准化工作的重要性
通信技术的多样性（看似繁荣实际阻碍技术发展） 网络缺乏互联设备缺乏互通 无法大规模生产 价格昂贵
移动通信的标准化内容
技术体制标准化 网络设备标准化 测试方法标准化
28
国际标准化组织（ITU）
国际无线电标准化工作由国际电信联盟（ITU） 负责
2.67 2.64
3.16 2.66
3.59 2.83
4.16 3.12
0
移动用户（亿） 固定用户（亿）
2001年 1.45 1.79
2002年 2.07 2.14
2003年 2.67 2.64
2004年 3.16 2.66
2005年 3.59 2.83
2006年 4.16 3.12
到2006年，中国固定电话用户数达到3.12亿，用户占世界总数的20%，居世界第一。 移动通信用户数达到4.16亿，用户约占世界总数的四分之一，居世界首位，普及率提高到 21%，超过当时世界平均水平（15%）。业务增长的重点从话音业务需求转向多媒体业务需
（HDR）
2 Mbps
2G
2．5G
2．75G
3G
Source： Stratecast Partners
25
移动通信的发展目标—个人通信
目标是实现个人通信系统（PCS）
一些专家总结为五个W： 任何人（Whoever） 在任何地方（Wherever） 任何时间（Whenever） 可以同任何人（Whomever） 进行任何形式（Whatever）
ITU原由综合秘书处国际频率登记局（IFRB） 国际无线电咨询委员会（CCIR）研究国际电 话电报咨询委员会（CCITT）四个常设机构组 成
1993年3月ITU组织调整为： 无线通信组（CCIR+IFRB） ITU-R工作组 电信标准化组（CCITT） ITU-T工作组 电信开发组（BDT）
移动通信系统的基本原理与概念
一、移动通信的基本概念和主要特点 二、移动通信系统分类与组成 三、常用移动通信系统与工作方式 四、移动通信的发展、现状与未来 五、移动通信的标准化 六、蜂窝移动通信的概念 七、GSM数字蜂窝移动通信系统概述 八、电波传播、大尺度场强估计与覆盖设计
1
教学参考书
《移动通信原理与应用》啜刚、王文博、常永 宇，北京邮电大学出版社
的通信
个人通信发展的前提： •大容量，频谱资源 •全覆盖，无缝 •移动性 •低费用 •智能化，处理能力
26
个人通信系统的发展基础
近二十年来几项技术革命使PCS成为可能。这主要 表现在以下几个方面： •低功耗、超大规模集成电路VLSI的发展； •工作在1―10GHz频段固态RF电路的发展； •可充电电池在体积和容量方面的不断改善； •扩频通信技术的发展； •电话网向数据网的转化，即通 信网络智能化的发展； •光传输技术 •应用软件技术
3
移动通信的主要特点
无线电波传输环境恶劣复杂 阴影效应，有地形结构引起，表现为慢衰落 （高斯衰落） 多径效应，由移动体周围的局部散射体引起的 多径传播，表现为快衰落（瑞利衰落） 。
空间传播损耗 多普勒频移产生调制噪声：多普勒效应，由于移
动体的运动速度和方向引起，多径条件下，引起 多普勒频谱展宽。
1974 Bell实验室提出蜂窝概念
31
蜂窝的概念和分类
蜂窝系统---“小区制”系统
将所要覆盖的地区划分为若干个小区每个小区的半径 可视用户的分布密度在1~10km左右在每个小区设立 一个基站为本小区范围内的用户服务
“频率复用”的概念 特点用户容量大服务性能较好频谱利用率较高用户终
端小巧且电池使用时间长辐射小等 新的问题系统复杂越区切换漫游位置登记更新和管理
90年代初，相继推出了第二代数字移动通信 系统DAMPS、GSM、CDMA系统；
90年代中期以后，开始研究第三代移动通信 系统。
14
蜂窝移动通信的发展历程
15
第一代移动通信系统
16
第一代移动通信系统的特点
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 模拟系统——语音信号 FM传输 FDMA
求，从单一业务转向综合业务，从窄带业务向宽带业务，从低速业务向高速业务。
22
移动性
最近移动通信发展的方向
传输容量（bps）
23
传输距离与传输速率的相互制约
24
移动通信系统的演进
PDC
（Japan）
9.6 Kbps
PDC -P 28.8 Kbps
DECT
25 - 512 Kbps
IMT -2000
29
其它标准化组织
欧洲的标准化组织
欧洲邮电管理协会（CEPT） 曾是欧洲通信设施的主 要标准化组织现逐渐被其它组织替代
欧洲电信标准协会（ETSI） 成立于1988年GSM DECT HiperLAN等
北美地区的标准化组织
电子工业协会（EIA） 电信工业协会（TIA） 蜂窝电信工业协会（CTIA） 美国国家标准协会（ANSI）
60年代中期Bell System推出了IMTS （Improved Mobile Telecommunication Service），采用FM调制，25－30KHz带宽传 输一路话音；
60年代末，70年代初开始第一个蜂窝 （Cellular）电话系统，Cellular的意思是将一 个大区域划分为几个小区（Cell），相邻的 Cell不使用相同的频率，以免干扰；
13
移动通信的发展、现状与未来
70年代末，由于微处理器的出现，使系统的 复杂度提高。美国推出了AMPS（Advanced Mobile Phone System），英国推出了TACS （Total Access Communication System）等。 80年代初开始了运营实验，实验真正意义上 的蜂窝移动通信；
10
移动通信工作方式
移动通信的传输方式分单向传输（广播式）和双向传输 （应答式）两种
双向传输按无线信道的使用频率和信息传输方式，分为 单工、双工和半双工等三种工作方式。
1、单工通信 ——通信双方电台交替地进行收信和发信
f1（f1）
f1（f2）
发射机
发射机
接收机
接收机
f1（f2） 送受话器
f1（f1） 送受话器
电台甲
电台乙
11
移动通信工作方式
2、双工通信——通信双方可同时进行信息传输
f1
f1
发射机
f2
发射机
f2
双工器
接收机
f2
基站
接收机
f1
移动台
3、半双工通信 ——移动台采用单工的“按讲 ”方 式 ，其他与双工完全相同（集群通信，汽车调度）
12
四、移动通信的发展、现状与未来
1946年AT&T推出了第一个移动电话系统，采 用FM调制，120Hz带宽传输一路话音；
IEEE LAN等
30
六、蜂窝移动通信的概念
大区制移动通信系统
信号传输损耗通信距离有限 大区制系统覆盖范围30~50km 发射功率50~200W 天
线很高（>30m） 具有网络结构简单频道数目少无需无线交换直接与
PSTN相连
大区系统的局限性
覆盖范围有限 服务的用户容量有限 服务性能较差 频谱利用率低
1500
<500
<100
安装地点 运行环境
LEO/HEO/GEO 所有
建筑物/塔的顶部 乡村郊区
灯杆/建筑物 市区
业务量密度
低
低到中
中到高
适用系统
卫星
蜂窝蜂窝/无绳来自34蜂窝小区的形状35
蜂窝通信的频率复用
36
小区分裂与扇区化
用户密度不同的小区结构
扇区化小区
37
七 、GSM数字蜂窝移动通信系统概述
系统可接受的同频道保护比可降至C/I＝9dB，因 此采用每个小区具有三扇型的3小区复用型式 （即相当于9小区簇）是可行的。
一、移动通信的基本概念和主要特点
基本定义——“动中通信” 通信双方至少有一方处在移动的情况下（或临时静止）
的相互信息传输和交换的方式。 移动性体现在：
终端的移动性—手持机、车载台 个人的移动性—SIM卡支持的业务，身份信息 业务的移动性—200号业务，PORTAL NUM 通信网的智能化和无线化使移动通信成为可能 传输技术的发展 芯片制造技术的发展 软件应用技术的发展
《WCDMA技术与系统设计》Harri Holma,Antti Toskala著，付景兴、马敏等译，机械工业出版 社
《CDMA2000技术》杨大成等编著，北京邮电 大学出版社
《蜂窝移动通信网络规划与优化》张业容等编 著，电子工业出版社
《CDMA系统设计与优化》Kyoung Kim编著， 刘晓宇、杜志敏译，人民邮电出版社
4
接收信号的统计分析
5
移动台受噪音干扰
干扰复杂 开放式环境，存在多种噪声（人为噪声，自然干
扰）和干扰（互调，共频，邻道） 频谱拥挤（窄带化，缩小频带间隔，复用）
可利用的频谱资源有限，用户需求剧增 对移动台要求高，用户终端成为个人消费品 网络结构多种多样，网络管理技术复杂
6
二、移动通信系统分类与组成
17
第二代移动通信系统
18
第二代移动通信系统的特点
微蜂窝小区结构
更优的空分复用，提高 用户数量
数字化技术——语音信 号数字化
新的调制方式，GMSK， QPSK等
TDMA，CDMA
频谱利用率高，系统容量大 能提供多种业务服务，提高 通信系统的通用性 抗噪声、抗干扰和抗多径衰 落能力强 能实现更有效、灵活的网络 管理和控制 便于实现通信安全保密 可降低设备成本和减少用户 手机的体积和重量
27
五、移动通信的标准化
标准化工作的重要性
通信技术的多样性（看似繁荣实际阻碍技术发展） 网络缺乏互联设备缺乏互通 无法大规模生产 价格昂贵
移动通信的标准化内容
技术体制标准化 网络设备标准化 测试方法标准化
28
国际标准化组织（ITU）
国际无线电标准化工作由国际电信联盟（ITU） 负责
2.67 2.64
3.16 2.66
3.59 2.83
4.16 3.12
0
移动用户（亿） 固定用户（亿）
2001年 1.45 1.79
2002年 2.07 2.14
2003年 2.67 2.64
2004年 3.16 2.66
2005年 3.59 2.83
2006年 4.16 3.12
到2006年，中国固定电话用户数达到3.12亿，用户占世界总数的20%，居世界第一。 移动通信用户数达到4.16亿，用户约占世界总数的四分之一，居世界首位，普及率提高到 21%，超过当时世界平均水平（15%）。业务增长的重点从话音业务需求转向多媒体业务需
（HDR）
2 Mbps
2G
2．5G
2．75G
3G
Source： Stratecast Partners
25
移动通信的发展目标—个人通信
目标是实现个人通信系统（PCS）
一些专家总结为五个W： 任何人（Whoever） 在任何地方（Wherever） 任何时间（Whenever） 可以同任何人（Whomever） 进行任何形式（Whatever）
ITU原由综合秘书处国际频率登记局（IFRB） 国际无线电咨询委员会（CCIR）研究国际电 话电报咨询委员会（CCITT）四个常设机构组 成
1993年3月ITU组织调整为： 无线通信组（CCIR+IFRB） ITU-R工作组 电信标准化组（CCITT） ITU-T工作组 电信开发组（BDT）
移动通信系统的基本原理与概念
一、移动通信的基本概念和主要特点 二、移动通信系统分类与组成 三、常用移动通信系统与工作方式 四、移动通信的发展、现状与未来 五、移动通信的标准化 六、蜂窝移动通信的概念 七、GSM数字蜂窝移动通信系统概述 八、电波传播、大尺度场强估计与覆盖设计
1
教学参考书
《移动通信原理与应用》啜刚、王文博、常永 宇，北京邮电大学出版社
的通信
个人通信发展的前提： •大容量，频谱资源 •全覆盖，无缝 •移动性 •低费用 •智能化，处理能力
26
个人通信系统的发展基础
近二十年来几项技术革命使PCS成为可能。这主要 表现在以下几个方面： •低功耗、超大规模集成电路VLSI的发展； •工作在1―10GHz频段固态RF电路的发展； •可充电电池在体积和容量方面的不断改善； •扩频通信技术的发展； •电话网向数据网的转化，即通 信网络智能化的发展； •光传输技术 •应用软件技术
3
移动通信的主要特点
无线电波传输环境恶劣复杂 阴影效应，有地形结构引起，表现为慢衰落 （高斯衰落） 多径效应，由移动体周围的局部散射体引起的 多径传播，表现为快衰落（瑞利衰落） 。
空间传播损耗 多普勒频移产生调制噪声：多普勒效应，由于移
动体的运动速度和方向引起，多径条件下，引起 多普勒频谱展宽。
1974 Bell实验室提出蜂窝概念
31
蜂窝的概念和分类
蜂窝系统---“小区制”系统
将所要覆盖的地区划分为若干个小区每个小区的半径 可视用户的分布密度在1~10km左右在每个小区设立 一个基站为本小区范围内的用户服务
“频率复用”的概念 特点用户容量大服务性能较好频谱利用率较高用户终
端小巧且电池使用时间长辐射小等 新的问题系统复杂越区切换漫游位置登记更新和管理
90年代初，相继推出了第二代数字移动通信 系统DAMPS、GSM、CDMA系统；
90年代中期以后，开始研究第三代移动通信 系统。
14
蜂窝移动通信的发展历程
15
第一代移动通信系统
16
第一代移动通信系统的特点
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 模拟系统——语音信号 FM传输 FDMA
求，从单一业务转向综合业务，从窄带业务向宽带业务，从低速业务向高速业务。
22
移动性
最近移动通信发展的方向
传输容量（bps）
23
传输距离与传输速率的相互制约
24
移动通信系统的演进
PDC
（Japan）
9.6 Kbps
PDC -P 28.8 Kbps
DECT
25 - 512 Kbps
IMT -2000
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其它标准化组织
欧洲的标准化组织
欧洲邮电管理协会（CEPT） 曾是欧洲通信设施的主 要标准化组织现逐渐被其它组织替代
欧洲电信标准协会（ETSI） 成立于1988年GSM DECT HiperLAN等
北美地区的标准化组织
电子工业协会（EIA） 电信工业协会（TIA） 蜂窝电信工业协会（CTIA） 美国国家标准协会（ANSI）
60年代中期Bell System推出了IMTS （Improved Mobile Telecommunication Service），采用FM调制，25－30KHz带宽传 输一路话音；
60年代末，70年代初开始第一个蜂窝 （Cellular）电话系统，Cellular的意思是将一 个大区域划分为几个小区（Cell），相邻的 Cell不使用相同的频率，以免干扰；
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移动通信的发展、现状与未来
70年代末，由于微处理器的出现，使系统的 复杂度提高。美国推出了AMPS（Advanced Mobile Phone System），英国推出了TACS （Total Access Communication System）等。 80年代初开始了运营实验，实验真正意义上 的蜂窝移动通信；
10
移动通信工作方式
移动通信的传输方式分单向传输（广播式）和双向传输 （应答式）两种
双向传输按无线信道的使用频率和信息传输方式，分为 单工、双工和半双工等三种工作方式。
1、单工通信 ——通信双方电台交替地进行收信和发信
f1（f1）
f1（f2）
发射机
发射机
接收机
接收机
f1（f2） 送受话器
f1（f1） 送受话器
电台甲
电台乙
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移动通信工作方式
2、双工通信——通信双方可同时进行信息传输
f1
f1
发射机
f2
发射机
f2
双工器
接收机
f2
基站
接收机
f1
移动台
3、半双工通信 ——移动台采用单工的“按讲 ”方 式 ，其他与双工完全相同（集群通信，汽车调度）
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四、移动通信的发展、现状与未来
1946年AT&T推出了第一个移动电话系统，采 用FM调制，120Hz带宽传输一路话音；
IEEE LAN等
30
六、蜂窝移动通信的概念
大区制移动通信系统
信号传输损耗通信距离有限 大区制系统覆盖范围30~50km 发射功率50~200W 天
线很高（>30m） 具有网络结构简单频道数目少无需无线交换直接与
PSTN相连
大区系统的局限性
覆盖范围有限 服务的用户容量有限 服务性能较差 频谱利用率低
1500
<500
<100
安装地点 运行环境
LEO/HEO/GEO 所有
建筑物/塔的顶部 乡村郊区
灯杆/建筑物 市区
业务量密度
低
低到中
中到高
适用系统
卫星
蜂窝蜂窝/无绳来自34蜂窝小区的形状35
蜂窝通信的频率复用
36
小区分裂与扇区化
用户密度不同的小区结构
扇区化小区
37
七 、GSM数字蜂窝移动通信系统概述
系统可接受的同频道保护比可降至C/I＝9dB，因 此采用每个小区具有三扇型的3小区复用型式 （即相当于9小区簇）是可行的。