《移动通信系统原理》PPT课件
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15
移动通信特点
• 移动通信特点：
– 移动通信的传输信道必须使用无线电波 – 信道传输特性较复杂，不稳定 – 所用的无线电频率有限 – 移动通信综合了各种通信技术 – 对设备要求苛刻
16
• 有线系统
有线信道
OK!
OK!
17
无线信道衰减
• 无线系统（Path loss）
18
阴影衰落
• 不仅仅这些…… 慢衰落：由于地形起伏和沿途建筑
通信质量差 频率利用率低 系统容量小
36
小区制
使用特定频率覆盖范围控 制在一定面积范围内
这个面积叫做小区 达到频率的再用 系统容量大增
37
载噪比
载波噪声比：
➢Carrier to Interference ratio ➢载波信号是已经调制后的信号
4
分类
• 通信的分类（不同的视角） – 按传输媒介不同：有线和无线通信 – 按工作频段不同：长波、中波、微波、远红外线通信 – 按信号特征：模拟信号和数字信号通信 – 按通信方式不同：单工、双工、半双工（准双工）通信 – 按信号复用方式不同：FDMA、TDMA、CDMA – 按通信的调制方式不同：线性调制、非线性调制、数字调制等
物的不一引起，也称为阴影衰落。
19
• 也不仅仅这些……
快衰落：多径衰落， 衰落深度严重时达到 20—30dB。
20
多普勒频移
• 还有这些……
多普勒频移
f接收 fRF fV
一般可忽略此项， 除非移动速度非常 快
21
从图中可以看出当MS的速度为100km/h时相对频率变 化为0.19ppm ，对于900M频率偏差为171Hz ，对于 1800M频率偏差为342Hz。
12
移动通信系统基础
• 基本概念 • 移动通信的特点 • 无线传播特性和多址方式 • 干扰和频率复用 • 移动通信的发展 • CDMA简介
13
整体结构区别
PSTN
由上可见：PSTN涵括了PLMN
14
PLMN
基础概念
• 基本概念 – 移动通信：指通信双方或至少有一方在运动中进行信息交换。 – 移动通信网：由若干个移动用户构成一个系统，系统内的用户可以 在无线电波覆盖范围内的任何地方相互通信。
– 传输链路
• 传输链路是信息的传输通道，是连接网路节点的媒介。
– 交换设备
• 构成通信网的核心要素。 • 交换方式：电路交换方式和存储转发方式。
8
功能分类
业务网
按功能分：用户接入网、交换网和传输网
9
支撑网
• 支撑网 – 信令网——只传送信令的网络，实现网络结点之间（包括交换局、网络 管理中心）信令的传输和转接。 – 同步网——实现数字交换局之间、数字交换局和传输设备之间的信号时 钟同步。 – 管理网——实时或近实地监测点心网络的运行，必要时采取控制措施。
5
6
通信网
• 通信网是有一定数量的 结点（包括终端设备和 交换设备）和连接点的 传输链路相互有机地组 合在一起，以实现两个 或多个规定点间信息传 输的通信体系。
7
• 构成要素：终端设备、传输链路和交换设备 – 终端设备
• 终端设备是用户与通信网之间的接口设备。 • 包括信源、信宿与变换器、反变换器的一部分
10
电信服务项目
• 一项公共服务并不能引起用户的兴趣， 除非它： – 满足实际需求; – 用得起; – 广泛的传播 (已经吸引了很多用户); – 易于使用 (提供方便的处理手段和快速响应时间); – 稳定和高可用性
11
趋势
• 电信网发展趋势:
– 终端移动性 (无线接入); – 个人和服务的移动性 (个人通信); – 按需分配带宽 (增加透明度，更强灵活性); – 多媒体(更加透明); – 更强大用户接口 (友好的用户界面); – 增值服务 (消息, 检索等); – 高度集成。
移动通信基本原理
武汉邮 电 科学研究院 武汉虹信通信技术有限责任公司 研发三部： 黄志涛 主讲
1
主要内容
• 通信概述 • 移动通信系统特点
2
定义
• 通信：由一个地方向另一个地方传递和交换信息 • 信息：Voice, Data, Video, Multimedia
3
百度文库
模型
• 通信系统模型 • 信源：Voice, Data, Video, Multimedia
扰之比大于某一数值，这一数值称作射频保护比
29
• 时分多址
TDMA
30
31
时延
码间干扰：数字系 统特有的现象。 GSM系统中的TA值 是专门为了防止这 种干扰而设定的。
32
• 码分多址
CDMA
33
频率复用
• 最早由贝尔实验室发明 • 目的：使有限的频谱满足无限容量需求 • 几个概念：覆盖模型、大区制、小区制、载噪比、小区分裂
在GSM中每个载波被分配200KHz的带宽。实际上发射的GSM 载波带宽远远高于200KHz。所以信号会交叠进临近的频道。
28
干扰
• 邻道干扰
– 相邻或者相近频道之间的干扰 – 调频信号含有无穷多个边频分量，其中某些边频分
量落入邻道接受机的通带内，就会造成邻道干扰。
• 共道干扰
– 由相同频率的无用信号所造成的干扰 – 同波段复用距离 – 射频保护比：为保证接受机输入端信号与同波道干
• 时分多址：系统把无线频谱按时隙划分，并且在 每一个时隙仅允许一个用户，要么接收要么发射。
• FDMA的非线性效应：许多信道在基站共享一个天 线，天线前的射频器件工作是非线性的，导致频 域的信号扩展，干扰相邻信道；产生交调(IM)频 率，造成对邻近业务的干扰。
25
• 频分多址
多址方式
26
27
调制技术和信道间隔
34
覆盖模型：六边形
• 全向天线：实际覆盖范围为不规则圆形。 • 需要一个规则的小区形状来用于系统设计。 • 理想：没有间隙或没有重叠的覆盖整张地图 • 三种形状满足可能：正方形、正三角形、六边形，最远点确定，六边形是三
种形状中面积最大的。 • 可用最小的小区数覆盖整个地图。
35
大区制
一个基站覆盖整个城市
GSM规范规定：MS载波频率应该精确到0.1ppm，或者 比较从BTS接受到的信令精确到0.1ppm（这些信令由于 多普勒频移将会有明显频率误差）
22
• 结果：
实际场强
23
远近效应
• 远近效应：无线系统中，两个离接收机距离远近 相差很大时，接收到的大信号对小信号的压制。
24
多址技术
• 频分多址：系统分配给每一通信用户一个唯一的 频段或（物理）信道。
移动通信特点
• 移动通信特点：
– 移动通信的传输信道必须使用无线电波 – 信道传输特性较复杂，不稳定 – 所用的无线电频率有限 – 移动通信综合了各种通信技术 – 对设备要求苛刻
16
• 有线系统
有线信道
OK!
OK!
17
无线信道衰减
• 无线系统（Path loss）
18
阴影衰落
• 不仅仅这些…… 慢衰落：由于地形起伏和沿途建筑
通信质量差 频率利用率低 系统容量小
36
小区制
使用特定频率覆盖范围控 制在一定面积范围内
这个面积叫做小区 达到频率的再用 系统容量大增
37
载噪比
载波噪声比：
➢Carrier to Interference ratio ➢载波信号是已经调制后的信号
4
分类
• 通信的分类（不同的视角） – 按传输媒介不同：有线和无线通信 – 按工作频段不同：长波、中波、微波、远红外线通信 – 按信号特征：模拟信号和数字信号通信 – 按通信方式不同：单工、双工、半双工（准双工）通信 – 按信号复用方式不同：FDMA、TDMA、CDMA – 按通信的调制方式不同：线性调制、非线性调制、数字调制等
物的不一引起，也称为阴影衰落。
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• 也不仅仅这些……
快衰落：多径衰落， 衰落深度严重时达到 20—30dB。
20
多普勒频移
• 还有这些……
多普勒频移
f接收 fRF fV
一般可忽略此项， 除非移动速度非常 快
21
从图中可以看出当MS的速度为100km/h时相对频率变 化为0.19ppm ，对于900M频率偏差为171Hz ，对于 1800M频率偏差为342Hz。
12
移动通信系统基础
• 基本概念 • 移动通信的特点 • 无线传播特性和多址方式 • 干扰和频率复用 • 移动通信的发展 • CDMA简介
13
整体结构区别
PSTN
由上可见：PSTN涵括了PLMN
14
PLMN
基础概念
• 基本概念 – 移动通信：指通信双方或至少有一方在运动中进行信息交换。 – 移动通信网：由若干个移动用户构成一个系统，系统内的用户可以 在无线电波覆盖范围内的任何地方相互通信。
– 传输链路
• 传输链路是信息的传输通道，是连接网路节点的媒介。
– 交换设备
• 构成通信网的核心要素。 • 交换方式：电路交换方式和存储转发方式。
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功能分类
业务网
按功能分：用户接入网、交换网和传输网
9
支撑网
• 支撑网 – 信令网——只传送信令的网络，实现网络结点之间（包括交换局、网络 管理中心）信令的传输和转接。 – 同步网——实现数字交换局之间、数字交换局和传输设备之间的信号时 钟同步。 – 管理网——实时或近实地监测点心网络的运行，必要时采取控制措施。
5
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通信网
• 通信网是有一定数量的 结点（包括终端设备和 交换设备）和连接点的 传输链路相互有机地组 合在一起，以实现两个 或多个规定点间信息传 输的通信体系。
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• 构成要素：终端设备、传输链路和交换设备 – 终端设备
• 终端设备是用户与通信网之间的接口设备。 • 包括信源、信宿与变换器、反变换器的一部分
10
电信服务项目
• 一项公共服务并不能引起用户的兴趣， 除非它： – 满足实际需求; – 用得起; – 广泛的传播 (已经吸引了很多用户); – 易于使用 (提供方便的处理手段和快速响应时间); – 稳定和高可用性
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趋势
• 电信网发展趋势:
– 终端移动性 (无线接入); – 个人和服务的移动性 (个人通信); – 按需分配带宽 (增加透明度，更强灵活性); – 多媒体(更加透明); – 更强大用户接口 (友好的用户界面); – 增值服务 (消息, 检索等); – 高度集成。
移动通信基本原理
武汉邮 电 科学研究院 武汉虹信通信技术有限责任公司 研发三部： 黄志涛 主讲
1
主要内容
• 通信概述 • 移动通信系统特点
2
定义
• 通信：由一个地方向另一个地方传递和交换信息 • 信息：Voice, Data, Video, Multimedia
3
百度文库
模型
• 通信系统模型 • 信源：Voice, Data, Video, Multimedia
扰之比大于某一数值，这一数值称作射频保护比
29
• 时分多址
TDMA
30
31
时延
码间干扰：数字系 统特有的现象。 GSM系统中的TA值 是专门为了防止这 种干扰而设定的。
32
• 码分多址
CDMA
33
频率复用
• 最早由贝尔实验室发明 • 目的：使有限的频谱满足无限容量需求 • 几个概念：覆盖模型、大区制、小区制、载噪比、小区分裂
在GSM中每个载波被分配200KHz的带宽。实际上发射的GSM 载波带宽远远高于200KHz。所以信号会交叠进临近的频道。
28
干扰
• 邻道干扰
– 相邻或者相近频道之间的干扰 – 调频信号含有无穷多个边频分量，其中某些边频分
量落入邻道接受机的通带内，就会造成邻道干扰。
• 共道干扰
– 由相同频率的无用信号所造成的干扰 – 同波段复用距离 – 射频保护比：为保证接受机输入端信号与同波道干
• 时分多址：系统把无线频谱按时隙划分，并且在 每一个时隙仅允许一个用户，要么接收要么发射。
• FDMA的非线性效应：许多信道在基站共享一个天 线，天线前的射频器件工作是非线性的，导致频 域的信号扩展，干扰相邻信道；产生交调(IM)频 率，造成对邻近业务的干扰。
25
• 频分多址
多址方式
26
27
调制技术和信道间隔
34
覆盖模型：六边形
• 全向天线：实际覆盖范围为不规则圆形。 • 需要一个规则的小区形状来用于系统设计。 • 理想：没有间隙或没有重叠的覆盖整张地图 • 三种形状满足可能：正方形、正三角形、六边形，最远点确定，六边形是三
种形状中面积最大的。 • 可用最小的小区数覆盖整个地图。
35
大区制
一个基站覆盖整个城市
GSM规范规定：MS载波频率应该精确到0.1ppm，或者 比较从BTS接受到的信令精确到0.1ppm（这些信令由于 多普勒频移将会有明显频率误差）
22
• 结果：
实际场强
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远近效应
• 远近效应：无线系统中，两个离接收机距离远近 相差很大时，接收到的大信号对小信号的压制。
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多址技术
• 频分多址：系统分配给每一通信用户一个唯一的 频段或（物理）信道。