移动通信第1章
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• 1.6.1 多址技术 ：多址方式的基本类型 有三种，即频分多址（FDMA）、时分多 址（TDMA）和码分多址（CDMA）。
☆频分多址（FDMA）
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2020/11/24
移动通信第1章
☆FDMA通信系统的工作示意图
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2020/11/24
移动通信第1章
☆ 时分多址（TDMA）通信系统的工作示意图
2020/11/24
移动通信第1章
： 1.4.3 双工制 双工通信的任一方在发话的同时也能收
听到对方讲话，而且不需采用“按-讲”的方式
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2020/11/24
移动通信第1章
移动通信的分类
• 使用对象 • 使用环境 • 多址方式 • 覆盖范围 • 工作方式 • 服务范围 • 业务类型 • 信号形式
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2020/11/24
移动通信第1章
： ☆分集技术 方法有空间分集，时间分集和频率分集等
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2020/11/24
移动通信第1章
☆合并技术：有选择式合并、最大比合并、等增益合并以及开关
式合并等四种。
• 选择式合并就是将M个接收机的输出信号送入选择逻辑， 选择逻辑从M个接收信号中选出具有最高基带信噪比的 基带信号作为输出信号。
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2020/11/24
移动通信第1章
第五阶段
• 20世纪70年代中期-到80年代中期，欧、美、 日等国都着手开发数字蜂窝系统，其中以GSM系 统为代表。它不但能克服模拟网的一些弱点，还 能提供话音、数字多种业务服务，并与综合业务 数字网（ISDN）相兼容。 • 与GSM系统几乎同时诞生的一项移动通信新成 果，即美国的CDMA码分多址方式，与GSM相比具有 许多优点，如每个信道所容纳的用户数比GSM多， 大大提高了频谱的利用率，抗干扰能力也增强了 ，对设备指标的要求相对要低，降低了设备的难 度和成本，采用软切换的方式大大提高了话音传 输质量等，优势较大。
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产生时延扩展2020/11/24
•20 •30
移动通信第1章
•快衰落 •慢衰落
•d (m)
时延扩展
➢ 多径传播：不同路径的信号到达接收机的时间不同
➢ 当多径信号不能被接收机区分时就产生同信道干扰 （CCI），对于WCDMA系统，多径时延必须大于一个码 片周期(0.26µs)才能被识别
※目前在数字蜂窝系统中，多采用线性调制和恒 定包络调制
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2020/11/24
移动通信第1章
☆线性调制 重要的线性调制是以PSK调制为基础的，如正
交移相键控QPSK调制、 QPSK调制等，具有 较高的频谱利用率。
☆恒定包络调制 重要的恒定包络调制是以FSK调制为基础的，
如最小移频键控（MSK）调制、高斯滤波最 小移频键控（GMSK）调制等
• 3.D网 是指DCS1800系统的网
• 4.C网
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网
是指CDMA（码分多址）制式的移动电话
2020/11/24
移动通信第1章
• 纵观移动通信的发展规律就像数 据通信一样，都是从专业网开始，只 有技术和规模都达到相当程度后，才 发展公众网。近20年来，移动通信技 术的发展非常迅速，短短的20年间， 已从第一代模拟移动通信系统过渡到 第二代数字移动通信系统，第三代全 球综合移动通信系统即将面世。预计 到2010年，在所有通信设备销售额中 移动通信设备将居于首位。
• 其代表是美国推出的改进型移动电话系
统（IMTS），同时在这一时期德国也推出了
具有相同技术水平的B网。可以说，这一阶段
是移动通信系统改进与完善的阶段。
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2020/11/24
移动通信第1章
第四阶段
• 20世纪70年代-80年代各工业化国家相继开 发出模拟蜂窝式公用移动通信网，形成了几 种典型的模拟蜂窝移动电话系统。 • 有北美的AMPS，日本的大容量移动电 话系统HCMTS，北欧的移动电话系统NMT450 和NMT900，英国的全接入通信系统TACS，前 西德的C450系统以及法国的Radio Comm2000 系统。 • 分别采用400 MHz，450 MHz，800 MHz 和900 MHz频段，信道间隔为12.5—30KHz。
• 最大比合并就是将M个分集支路经过相位调整后，按适 当的增益系数同相相加，再送入检测器。
• 等增益合并是最大比合并的一种特殊情况。 • 开关式合并是监视接收信号的瞬时包络，当本支路的
瞬时包络低于预定门限时，将天线开关置到另一条支 路上。
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2020/11/24
移动通信第1章
1.6 数字移动通信的相关技术
移动通信第1章
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2020/11/24
移动通信第1章
第1章 概 述
本章要点
• 移动通信系统的组成及特点 • 移动通信的工作方式及使用的频段 • 数字移动通信的相关技术
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2020/11/24
移动通信第1章
问题
•
• 可能每一位同学都在使用手机， 可是有谁清楚就这么一个的通话， 包含了多少的原理，多少的设备， 多少的过程在里边？
• 功能：单呼、组呼、优先通话、强拆、 强插、动态重组
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2020/11/24
移动通信第1章
分组无线网
分组无线网：是利用无线信道进行分组交 换的通信网。
分组：是由若干个比特组成的信息段。 分组传输信息：包括“包头”和“正文”两部
分。
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2020/11/24
移动通信第1章
移动通信的发展历程及趋势
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2020/11/24
移动通信第1章
: ☆同频单工 指基地站和移动台均使用相同的工作频率
☆双频单工:指通信双方使用两个频率
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2020/11/24
移动通信第1章
： 1.4.2 半双工制 指通信的双方有wk.baidu.com方在通信的过程中既
能发射信号也能接收信号，而另一方只能是单工工作
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移动通信第1章
移动通信的工作方式
★按通信状态和频率使用方法划分， 移动通信系统有单工制、半双工 制和双工制三种工作方式。
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移动通信第1章
移动通信的工作方式
• 1.4.1 单工制 :是指通信的双方同时只能 有一方发送信号，而另一方接收信号。 单工制又分为同频单工和双频单工两种。
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2020/11/24
移动通信第1章
典型的移动通信系统的组成
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移动通信第1章
移动通信系统组成
• 移动通信系统一般由移动台（MS）、 基地站（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
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2020/11/24
移动通信第1章
移动通信概念：
就是指通信的双方，至少有一方是在 移动（或暂时静止）中进行信息交换的。 其中，包括移动台（汽车、火车、飞机、 船舰等移动体上）与固定台之间通信，移 动台与移动台之间通信。
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移动通信第1章
移动通信的英文表达
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2020/11/24
• 其代表是美国底特津市警察使用的车
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载无线电系统。
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移动通信第1章
第二阶段
• 20世纪40年代-60年代。在此期间，移动通信 业务向民用方向发展，即形成了公用汽车电话网。 • 所使用的频率开始向更高的频段发展。主要使 用甚高频（VHF）150 MHz和特高频（UHF）450 MHz频段，东欧的一些国家采用330 MHz频段， 信道间隔为50～120KHz，通信方式为单工。 • 接续方式仍为人工操作，而且网络结构大都属 于二级结构， • 网络体制采用大区制，可用的信道数很少， 因而网的容量也较小。
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移动通信第1章
第三阶段
• 20世纪60年代-70年代中期。推出了自动交换
式的三级结构网，工作频率为150 MHz和450
MHz，信道间隔已缩小到20～30KHz，采用大
区制、中小容量的结构方式，信道数目大大
增加，实现了无线频道自动选择并能够自动
接续到公用电话网。
多径效应与阴影效应
➢ 无线信道随用户的位置
•Pr (dBm)
和时间而变化
•-20
➢ 多径散射、阴影遮挡使 得接收功率发生剧烈变 •-40 化
•-60
➢ 慢衰落
• 衰减：Pr正比于1/dn
• 阴影：障碍物遮挡
•10
➢ 快衰落
• 多径效应
在很小的距离间隔和时间间隔上，信号强
度快速变化
产生Doppler频移
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移动通信第1章
移动通信的特点
• 移动性 • 电波传播条件复杂 • 噪声和干扰严重 • 网络结构复杂 • 频率资源紧张
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移动通信第1章
电波传播条件复杂
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2020/11/24
• 会发生什么问题或现象呢？
移动通信第1章
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移动通信第1章
1.6 数字移动通信的相关技术
• 1.6.3 分集接收技术
概念：是研究如何利用多径信号来改善系 统的性能。它利用多条具有近似相等的平均信 号强度和相互独立衰落特性的信号路径来传输 相同信息，并在接收端对这些信号进行适当的 合并以便大大降低多径衰落的影响，从而改善 传输的可靠性。
➢ 典型值 (µs): Open < 0.2, Suburban = 0.5, Urban = 3
•解 决
•均衡、RAKE技术
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移动通信第1章
频率资源紧张 Radio Spectrum Allocation
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2020/11/24
移动通信第1章
1.6 数字移动通信的相关技术
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2020/11/24
移动通信第1章
☆码分多址（CDMA）方式示意图
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2020/11/24
移动通信第1章
1.6 数字移动通信的相关技术
• 1.6.2 调制技术 概念：
调制是为了使信号特性与信道特性相匹配 数字调制是用基带数字信号改变高频载波信号的
某一参数来传递数字信号的过程。
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2020/11/24
移动通信第1章
第六阶段
• 从21世纪开始，移动通信向宽带化、 多媒体化方向发展。 •
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移动通信第1章
我国移动通信的发展概况
• 1.A网和B网 也称模拟网，是我国早期建设的移
动电话网。
• 2.G网 “全球通”（GSM）数字移动电话网
•移动通信之父 •移动通信经历的5个发展阶段 •我国的移动通信
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移动通信第1章
第一阶段
• （从二十世纪20年代至40年代）。主要使用
对象是船舶、航空、警车等专用无线电通
信及军事通信。
• 主要使用短波频段。该系统工作频率为
2MHz，到40年代提高到30～40MHz。
• 1.6.4 话音编码技术 ：有波形编码、参量编码
和混合编码三大类
☆波形编码技术是通过对话音波形进行采样、量化，然后用二进制码 表示出来。这种技术包括PCM、DPCM和DM，以及自适应量化的ADPCM、 ADM技术和ATC（自适应变换编码）、SBC（子带编码）技术。
☆参量编码技术是以话音信号产生的数学模型为基础，根据输入语音 信号分析出模型参数（主要是表征声门振动的激励参数和表征声道 特性的声道参数），然后在解码端根据这些模型参数来恢复话音。
• 1.7.2 移动通信网络正朝着综合化、智能 化、全球化、个人化的方向发展
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移动通信第1章
1.8 实 训
• 参观大型移动通信调度中心（如出租汽 车公司的调度中心）
• 目的与要求 了解移动通信的工作方式。 了解调度中心的基本组成及工作流程。 了解通信终端和工作方式。
☆混合编码技术兼有波形编码和声源编码的优点，它也是目前使用最 多的编码技术。随着研究的深入，话音编码的研究也在不断引进新 的分析技术，如非线性预测、多精度时频分析技术（包括子波分析 技术）、高阶统计分析技术等。
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移动通信第1章
1.7 移动通信的发展趋势
• 1.7.1 移动通信设备正朝着数字化、宽带 化、小型化的方向发展
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2020/11/24
移动通信第1章
各种移动通信系统 •蜂窝移动系统
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移动通信第1章
其他移动通信系统
•无线寻呼系统 •小灵通系统 • 无绳电话 •集群移动通信系统
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2020/11/24
移动通信第1章
集群移动通信系统
• 工作方式：单工/半双工 • 用途：调度 • 通话时间：有限制 • 用户响应：一呼百应 • 优先级：有
☆频分多址（FDMA）
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2020/11/24
移动通信第1章
☆FDMA通信系统的工作示意图
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移动通信第1章
☆ 时分多址（TDMA）通信系统的工作示意图
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移动通信第1章
： 1.4.3 双工制 双工通信的任一方在发话的同时也能收
听到对方讲话，而且不需采用“按-讲”的方式
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移动通信第1章
移动通信的分类
• 使用对象 • 使用环境 • 多址方式 • 覆盖范围 • 工作方式 • 服务范围 • 业务类型 • 信号形式
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移动通信第1章
： ☆分集技术 方法有空间分集，时间分集和频率分集等
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移动通信第1章
☆合并技术：有选择式合并、最大比合并、等增益合并以及开关
式合并等四种。
• 选择式合并就是将M个接收机的输出信号送入选择逻辑， 选择逻辑从M个接收信号中选出具有最高基带信噪比的 基带信号作为输出信号。
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移动通信第1章
第五阶段
• 20世纪70年代中期-到80年代中期，欧、美、 日等国都着手开发数字蜂窝系统，其中以GSM系 统为代表。它不但能克服模拟网的一些弱点，还 能提供话音、数字多种业务服务，并与综合业务 数字网（ISDN）相兼容。 • 与GSM系统几乎同时诞生的一项移动通信新成 果，即美国的CDMA码分多址方式，与GSM相比具有 许多优点，如每个信道所容纳的用户数比GSM多， 大大提高了频谱的利用率，抗干扰能力也增强了 ，对设备指标的要求相对要低，降低了设备的难 度和成本，采用软切换的方式大大提高了话音传 输质量等，优势较大。
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产生时延扩展2020/11/24
•20 •30
移动通信第1章
•快衰落 •慢衰落
•d (m)
时延扩展
➢ 多径传播：不同路径的信号到达接收机的时间不同
➢ 当多径信号不能被接收机区分时就产生同信道干扰 （CCI），对于WCDMA系统，多径时延必须大于一个码 片周期(0.26µs)才能被识别
※目前在数字蜂窝系统中，多采用线性调制和恒 定包络调制
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☆线性调制 重要的线性调制是以PSK调制为基础的，如正
交移相键控QPSK调制、 QPSK调制等，具有 较高的频谱利用率。
☆恒定包络调制 重要的恒定包络调制是以FSK调制为基础的，
如最小移频键控（MSK）调制、高斯滤波最 小移频键控（GMSK）调制等
• 3.D网 是指DCS1800系统的网
• 4.C网
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网
是指CDMA（码分多址）制式的移动电话
2020/11/24
移动通信第1章
• 纵观移动通信的发展规律就像数 据通信一样，都是从专业网开始，只 有技术和规模都达到相当程度后，才 发展公众网。近20年来，移动通信技 术的发展非常迅速，短短的20年间， 已从第一代模拟移动通信系统过渡到 第二代数字移动通信系统，第三代全 球综合移动通信系统即将面世。预计 到2010年，在所有通信设备销售额中 移动通信设备将居于首位。
• 其代表是美国推出的改进型移动电话系
统（IMTS），同时在这一时期德国也推出了
具有相同技术水平的B网。可以说，这一阶段
是移动通信系统改进与完善的阶段。
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移动通信第1章
第四阶段
• 20世纪70年代-80年代各工业化国家相继开 发出模拟蜂窝式公用移动通信网，形成了几 种典型的模拟蜂窝移动电话系统。 • 有北美的AMPS，日本的大容量移动电 话系统HCMTS，北欧的移动电话系统NMT450 和NMT900，英国的全接入通信系统TACS，前 西德的C450系统以及法国的Radio Comm2000 系统。 • 分别采用400 MHz，450 MHz，800 MHz 和900 MHz频段，信道间隔为12.5—30KHz。
• 最大比合并就是将M个分集支路经过相位调整后，按适 当的增益系数同相相加，再送入检测器。
• 等增益合并是最大比合并的一种特殊情况。 • 开关式合并是监视接收信号的瞬时包络，当本支路的
瞬时包络低于预定门限时，将天线开关置到另一条支 路上。
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1.6 数字移动通信的相关技术
移动通信第1章
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移动通信第1章
第1章 概 述
本章要点
• 移动通信系统的组成及特点 • 移动通信的工作方式及使用的频段 • 数字移动通信的相关技术
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问题
•
• 可能每一位同学都在使用手机， 可是有谁清楚就这么一个的通话， 包含了多少的原理，多少的设备， 多少的过程在里边？
• 功能：单呼、组呼、优先通话、强拆、 强插、动态重组
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移动通信第1章
分组无线网
分组无线网：是利用无线信道进行分组交 换的通信网。
分组：是由若干个比特组成的信息段。 分组传输信息：包括“包头”和“正文”两部
分。
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移动通信第1章
移动通信的发展历程及趋势
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移动通信第1章
: ☆同频单工 指基地站和移动台均使用相同的工作频率
☆双频单工:指通信双方使用两个频率
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移动通信第1章
： 1.4.2 半双工制 指通信的双方有wk.baidu.com方在通信的过程中既
能发射信号也能接收信号，而另一方只能是单工工作
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移动通信第1章
移动通信的工作方式
★按通信状态和频率使用方法划分， 移动通信系统有单工制、半双工 制和双工制三种工作方式。
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移动通信第1章
移动通信的工作方式
• 1.4.1 单工制 :是指通信的双方同时只能 有一方发送信号，而另一方接收信号。 单工制又分为同频单工和双频单工两种。
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移动通信第1章
典型的移动通信系统的组成
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移动通信系统组成
• 移动通信系统一般由移动台（MS）、 基地站（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
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移动通信第1章
移动通信概念：
就是指通信的双方，至少有一方是在 移动（或暂时静止）中进行信息交换的。 其中，包括移动台（汽车、火车、飞机、 船舰等移动体上）与固定台之间通信，移 动台与移动台之间通信。
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移动通信的英文表达
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• 其代表是美国底特津市警察使用的车
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载无线电系统。
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移动通信第1章
第二阶段
• 20世纪40年代-60年代。在此期间，移动通信 业务向民用方向发展，即形成了公用汽车电话网。 • 所使用的频率开始向更高的频段发展。主要使 用甚高频（VHF）150 MHz和特高频（UHF）450 MHz频段，东欧的一些国家采用330 MHz频段， 信道间隔为50～120KHz，通信方式为单工。 • 接续方式仍为人工操作，而且网络结构大都属 于二级结构， • 网络体制采用大区制，可用的信道数很少， 因而网的容量也较小。
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第三阶段
• 20世纪60年代-70年代中期。推出了自动交换
式的三级结构网，工作频率为150 MHz和450
MHz，信道间隔已缩小到20～30KHz，采用大
区制、中小容量的结构方式，信道数目大大
增加，实现了无线频道自动选择并能够自动
接续到公用电话网。
多径效应与阴影效应
➢ 无线信道随用户的位置
•Pr (dBm)
和时间而变化
•-20
➢ 多径散射、阴影遮挡使 得接收功率发生剧烈变 •-40 化
•-60
➢ 慢衰落
• 衰减：Pr正比于1/dn
• 阴影：障碍物遮挡
•10
➢ 快衰落
• 多径效应
在很小的距离间隔和时间间隔上，信号强
度快速变化
产生Doppler频移
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移动通信的特点
• 移动性 • 电波传播条件复杂 • 噪声和干扰严重 • 网络结构复杂 • 频率资源紧张
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电波传播条件复杂
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• 会发生什么问题或现象呢？
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1.6 数字移动通信的相关技术
• 1.6.3 分集接收技术
概念：是研究如何利用多径信号来改善系 统的性能。它利用多条具有近似相等的平均信 号强度和相互独立衰落特性的信号路径来传输 相同信息，并在接收端对这些信号进行适当的 合并以便大大降低多径衰落的影响，从而改善 传输的可靠性。
➢ 典型值 (µs): Open < 0.2, Suburban = 0.5, Urban = 3
•解 决
•均衡、RAKE技术
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频率资源紧张 Radio Spectrum Allocation
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☆码分多址（CDMA）方式示意图
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1.6 数字移动通信的相关技术
• 1.6.2 调制技术 概念：
调制是为了使信号特性与信道特性相匹配 数字调制是用基带数字信号改变高频载波信号的
某一参数来传递数字信号的过程。
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第六阶段
• 从21世纪开始，移动通信向宽带化、 多媒体化方向发展。 •
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我国移动通信的发展概况
• 1.A网和B网 也称模拟网，是我国早期建设的移
动电话网。
• 2.G网 “全球通”（GSM）数字移动电话网
•移动通信之父 •移动通信经历的5个发展阶段 •我国的移动通信
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移动通信第1章
第一阶段
• （从二十世纪20年代至40年代）。主要使用
对象是船舶、航空、警车等专用无线电通
信及军事通信。
• 主要使用短波频段。该系统工作频率为
2MHz，到40年代提高到30～40MHz。
• 1.6.4 话音编码技术 ：有波形编码、参量编码
和混合编码三大类
☆波形编码技术是通过对话音波形进行采样、量化，然后用二进制码 表示出来。这种技术包括PCM、DPCM和DM，以及自适应量化的ADPCM、 ADM技术和ATC（自适应变换编码）、SBC（子带编码）技术。
☆参量编码技术是以话音信号产生的数学模型为基础，根据输入语音 信号分析出模型参数（主要是表征声门振动的激励参数和表征声道 特性的声道参数），然后在解码端根据这些模型参数来恢复话音。
• 1.7.2 移动通信网络正朝着综合化、智能 化、全球化、个人化的方向发展
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1.8 实 训
• 参观大型移动通信调度中心（如出租汽 车公司的调度中心）
• 目的与要求 了解移动通信的工作方式。 了解调度中心的基本组成及工作流程。 了解通信终端和工作方式。
☆混合编码技术兼有波形编码和声源编码的优点，它也是目前使用最 多的编码技术。随着研究的深入，话音编码的研究也在不断引进新 的分析技术，如非线性预测、多精度时频分析技术（包括子波分析 技术）、高阶统计分析技术等。
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移动通信第1章
1.7 移动通信的发展趋势
• 1.7.1 移动通信设备正朝着数字化、宽带 化、小型化的方向发展
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各种移动通信系统 •蜂窝移动系统
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其他移动通信系统
•无线寻呼系统 •小灵通系统 • 无绳电话 •集群移动通信系统
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集群移动通信系统
• 工作方式：单工/半双工 • 用途：调度 • 通话时间：有限制 • 用户响应：一呼百应 • 优先级：有