移動(dòng)通信概論

1、第第1 1章章 概論概論 移移 動(dòng)動(dòng) 通通 信信 概概 論論電子與信息學(xué)院電子與信息學(xué)院第第1 1章章 概論概論 參考書(shū)參考書(shū)1、李建東、李建東. 移動(dòng)通信（第四版）移動(dòng)通信（第四版） 西安電子科技大學(xué)出版社西安電子科技大學(xué)出版社2、郭俊強(qiáng)、郭俊強(qiáng). 移動(dòng)通信移動(dòng)通信 北京大學(xué)出版社北京大學(xué)出版社3、羅文興、羅文興. 移動(dòng)通信技術(shù)移動(dòng)通信技術(shù) 西南交通大學(xué)出版社西南交通大學(xué)出版社4、姚美菱、姚美菱. 移動(dòng)通信原理與系統(tǒng)移動(dòng)通信原理與系統(tǒng) 北京郵電大學(xué)出版社北京郵電大學(xué)出版社5、啜、啜 鋼鋼. 移動(dòng)通信原理移動(dòng)通信原理 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社 第第1 1章章 概論概論 第第1章章 緒緒 論

2、論1.1 通信發(fā)展的歷史通信發(fā)展的歷史1.2 移動(dòng)通信的主要特點(diǎn)移動(dòng)通信的主要特點(diǎn) 1.3 移動(dòng)通信系統(tǒng)的分類(lèi)移動(dòng)通信系統(tǒng)的分類(lèi) 1.4 常用移動(dòng)通信系統(tǒng)常用移動(dòng)通信系統(tǒng) 1.5 移動(dòng)通信的基本技術(shù)移動(dòng)通信的基本技術(shù) 思考題與習(xí)題思考題與習(xí)題 第第1 1章章 概論概論 通信通信（Communication）是把是把消息消息（message）從）從一地一地有效有效地傳遞到另一地，即地傳遞到另一地，即信息信息（information）傳遞的全過(guò)程。傳遞的全過(guò)程。第第1 1章章 概論概論 消息、信息和信號(hào)（消息、信息和信號(hào)（signal） 1.消息：語(yǔ)音、文字、圖形、圖像消息：語(yǔ)音、文字、圖形、圖像

3、 2.信息：消息的有效內(nèi)容信息：消息的有效內(nèi)容 不同消息可有相同內(nèi)容不同消息可有相同內(nèi)容 3.信號(hào)：傳輸消息的手段（媒介）信號(hào)：傳輸消息的手段（媒介） 通信系統(tǒng)中傳輸?shù)氖切盘?hào)通信系統(tǒng)中傳輸?shù)氖切盘?hào)第第1 1章章 概論概論 按照通信技術(shù)的不同，可以把人類(lèi)歷史劃分按照通信技術(shù)的不同，可以把人類(lèi)歷史劃分為為5個(gè)階段：個(gè)階段：1.通信方式是語(yǔ)言通信方式是語(yǔ)言2.從發(fā)明文字以及郵政通信開(kāi)始。從發(fā)明文字以及郵政通信開(kāi)始。3.發(fā)明印刷術(shù)為標(biāo)志發(fā)明印刷術(shù)為標(biāo)志4.從電報(bào)、電話(huà)和廣播的發(fā)明開(kāi)始，此時(shí)代從電報(bào)、電話(huà)和廣播的發(fā)明開(kāi)始，此時(shí)代也被稱(chēng)為電氣通信時(shí)代。也被稱(chēng)為電氣通信時(shí)代。5.信息時(shí)代。特征：對(duì)社會(huì)信息傳

4、遞、存儲(chǔ)和信息時(shí)代。特征：對(duì)社會(huì)信息傳遞、存儲(chǔ)和處理的要求越來(lái)越高，包括語(yǔ)言、數(shù)據(jù)、圖像處理的要求越來(lái)越高，包括語(yǔ)言、數(shù)據(jù)、圖像和文本等。和文本等。第第1 1章章 概論概論 通信史上的十件大事通信史上的十件大事代表人物代表人物：美國(guó)畫(huà)家：美國(guó)畫(huà)家莫爾斯莫爾斯 （研究十年）（研究十年）1843年年 ，莫爾斯在華盛頓向巴爾的摩發(fā)了，莫爾斯在華盛頓向巴爾的摩發(fā)了人類(lèi)歷史上的第一份電報(bào)人類(lèi)歷史上的第一份電報(bào):“上帝創(chuàng)造了何上帝創(chuàng)造了何等奇跡！等奇跡！”一、一、“上帝創(chuàng)造了何等奇跡！上帝創(chuàng)造了何等奇跡！”電報(bào)電報(bào)的發(fā)明。的發(fā)明。第第1 1章章 概論概論 代表人物代表人物：貝爾：貝爾1876年年3月月7日

5、，貝爾獲得發(fā)明電話(huà)專(zhuān)利，專(zhuān)利證號(hào)碼日，貝爾獲得發(fā)明電話(huà)專(zhuān)利，專(zhuān)利證號(hào)碼NO:174655 1877建立了貝爾電話(huà)公司，也是美國(guó)電報(bào)電話(huà)公司建立了貝爾電話(huà)公司，也是美國(guó)電報(bào)電話(huà)公司（AT&T）前身。）前身。1881年，英籍電氣技師皮曉浦在上海架起一對(duì)露天電年，英籍電氣技師皮曉浦在上海架起一對(duì)露天電話(huà)，付話(huà)，付36文制錢(qián)可通話(huà)一次，這是中國(guó)的第一部電話(huà)。文制錢(qián)可通話(huà)一次，這是中國(guó)的第一部電話(huà)。二、二、“沃森特先生，快來(lái)幫我啊沃森特先生，快來(lái)幫我啊”電話(huà)電話(huà)的發(fā)明的發(fā)明第第1 1章章 概論概論 代表人物代表人物：麥克斯韋：麥克斯韋 、魯?shù)婪颉Ⅳ數(shù)婪蚝掌澓掌?麥克斯韋麥克斯韋：在變化的磁場(chǎng)周?chē)?/p>

6、會(huì)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，在：在變化的磁場(chǎng)周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，在變化的電場(chǎng)周?chē)謱a(chǎn)生變化的磁場(chǎng)。變化的電場(chǎng)周?chē)謱a(chǎn)生變化的磁場(chǎng)。赫茲赫茲：得出了電磁能量可以越過(guò)空間進(jìn)行傳播的結(jié)：得出了電磁能量可以越過(guò)空間進(jìn)行傳播的結(jié)論。他的發(fā)現(xiàn)是從論。他的發(fā)現(xiàn)是從“有線(xiàn)電通信有線(xiàn)電通信”向向“無(wú)線(xiàn)電通信無(wú)線(xiàn)電通信”的轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。折點(diǎn)。 三、無(wú)形的信使三、無(wú)形的信使電磁波電磁波的發(fā)現(xiàn)的發(fā)現(xiàn) 第第1 1章章 概論概論 四、四、“要是我能指揮電磁波，就可飛越整個(gè)要是我能指揮電磁波，就可飛越整個(gè)世界世界”無(wú)線(xiàn)電報(bào)無(wú)線(xiàn)電報(bào)的發(fā)明的發(fā)明 代表人物代表人物：（俄國(guó)）波波夫：（俄國(guó)）波波夫 ，（英國(guó)）馬可尼，（英國(guó)）馬可尼 1

7、896年，波波夫成功地用無(wú)線(xiàn)電進(jìn)行莫爾斯電碼的傳年，波波夫成功地用無(wú)線(xiàn)電進(jìn)行莫爾斯電碼的傳送，距離為送，距離為250米，電文內(nèi)容為米，電文內(nèi)容為“海因里斯海因里斯赫茲赫茲”。 1897年，馬可尼在布里斯托爾海峽進(jìn)行無(wú)線(xiàn)電通信取年，馬可尼在布里斯托爾海峽進(jìn)行無(wú)線(xiàn)電通信取得成功，把信息傳播了得成功，把信息傳播了12公里公里 。第第1 1章章 概論概論 五、載著聲音飛翔的電波五、載著聲音飛翔的電波無(wú)線(xiàn)電通信無(wú)線(xiàn)電通信的的發(fā)明發(fā)明 代表人物代表人物：美國(guó)物理學(xué)家費(fèi)森登：美國(guó)物理學(xué)家費(fèi)森登 ，史特波斐德，史特波斐德 1902年，史特波斐德在肯塔基州穆雷市進(jìn)行了第一年，史特波斐德在肯塔基州穆雷市進(jìn)行了第一

8、次無(wú)線(xiàn)電廣播次無(wú)線(xiàn)電廣播 （距離較近）。但他被稱(chēng)為（距離較近）。但他被稱(chēng)為“無(wú)線(xiàn)電無(wú)線(xiàn)電廣播之父廣播之父 ”。1906年年 ，費(fèi)森登通過(guò)，費(fèi)森登通過(guò)4年的研究，進(jìn)行人類(lèi)歷史上年的研究，進(jìn)行人類(lèi)歷史上真正的第一次無(wú)線(xiàn)電廣播。真正的第一次無(wú)線(xiàn)電廣播。第第1 1章章 概論概論 六、個(gè)人通信的發(fā)源地六、個(gè)人通信的發(fā)源地尋呼機(jī)尋呼機(jī)的誕生的誕生代表公司代表公司：摩托羅拉：摩托羅拉1956年，第一個(gè)無(wú)線(xiàn)電尋呼機(jī)也在該公司問(wèn)世了。年，第一個(gè)無(wú)線(xiàn)電尋呼機(jī)也在該公司問(wèn)世了。1983年，上海用年，上海用150MHz頻段開(kāi)通了我國(guó)第一個(gè)模擬頻段開(kāi)通了我國(guó)第一個(gè)模擬尋呼系統(tǒng)，尋呼系統(tǒng)，1984年年5月月1日，廣州用日

9、，廣州用150MHz頻段開(kāi)通了我國(guó)第一頻段開(kāi)通了我國(guó)第一個(gè)數(shù)字尋呼系統(tǒng)。個(gè)數(shù)字尋呼系統(tǒng)。1991年年11月月15日，上海首先用日，上海首先用150MHz頻段開(kāi)通了漢頻段開(kāi)通了漢字尋呼系統(tǒng)。字尋呼系統(tǒng)。第第1 1章章 概論概論 七、實(shí)現(xiàn)個(gè)人電話(huà)的夢(mèng)想七、實(shí)現(xiàn)個(gè)人電話(huà)的夢(mèng)想 蜂窩式移動(dòng)蜂窩式移動(dòng)電電話(huà)的誕生話(huà)的誕生代表公司代表公司：貝爾實(shí)驗(yàn)室：貝爾實(shí)驗(yàn)室 1983年年12月月AMPS制模擬蜂窩式移動(dòng)電話(huà)系統(tǒng)在美國(guó)制模擬蜂窩式移動(dòng)電話(huà)系統(tǒng)在美國(guó)投入商用。投入商用。1987年，我國(guó)開(kāi)始在廣州使用模擬式蜂窩電話(huà)通信系年，我國(guó)開(kāi)始在廣州使用模擬式蜂窩電話(huà)通信系統(tǒng)。統(tǒng)。 第第1 1章章 概論概論 八、讓手機(jī)

10、走近每一個(gè)人八、讓手機(jī)走近每一個(gè)人GSM手機(jī)手機(jī)的出現(xiàn)的出現(xiàn) 代表公司代表公司：諾基亞、愛(ài)立信：諾基亞、愛(ài)立信 1982年，歐洲成立了年，歐洲成立了GSM（移動(dòng)通信特別組），任務(wù)（移動(dòng)通信特別組），任務(wù)是制訂泛歐移動(dòng)通信漫游的標(biāo)準(zhǔn)。是制訂泛歐移動(dòng)通信漫游的標(biāo)準(zhǔn)。 隨著隨著GSM的迅猛發(fā)展，的迅猛發(fā)展，GSM自然而然成為全球移動(dòng)通自然而然成為全球移動(dòng)通信系統(tǒng)的代名詞。信系統(tǒng)的代名詞。1994年年10月，第一個(gè)省級(jí)數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)在廣東省開(kāi)月，第一個(gè)省級(jí)數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)在廣東省開(kāi)通。通。第第1 1章章 概論概論 九、輝煌的失敗九、輝煌的失敗 全球全球“銥銥”星系統(tǒng)星系統(tǒng) 代表公司代表公司：摩托羅拉：摩

11、托羅拉 “銥銥”星系統(tǒng)是由美國(guó)摩托羅拉公司衛(wèi)星通信部設(shè)計(jì)、星系統(tǒng)是由美國(guó)摩托羅拉公司衛(wèi)星通信部設(shè)計(jì)、籌建，共計(jì)籌建，共計(jì)72顆通信衛(wèi)星（顆通信衛(wèi)星（66顆組網(wǎng)衛(wèi)星和顆組網(wǎng)衛(wèi)星和6顆在軌顆在軌的備用衛(wèi)星）。的備用衛(wèi)星）。第第1 1章章 概論概論 十、山雨欲來(lái)風(fēng)滿(mǎn)樓十、山雨欲來(lái)風(fēng)滿(mǎn)樓新一代手機(jī)新一代手機(jī)的誕生的誕生 代表公司代表公司：愛(ài)立信：愛(ài)立信 、摩托羅拉、諾基亞、摩托羅拉、諾基亞 、西門(mén)子、西門(mén)子從從1994年開(kāi)始研究藍(lán)牙技術(shù)：愛(ài)立信、年開(kāi)始研究藍(lán)牙技術(shù)：愛(ài)立信、IBM、英特、英特爾、諾基亞、東芝、微軟、朗訊和摩托羅拉。爾、諾基亞、東芝、微軟、朗訊和摩托羅拉。從從2000年起，第三代移動(dòng)通信

12、標(biāo)準(zhǔn)年起，第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)CDMA、W-CDMA 、TD-SCDMA手機(jī)的開(kāi)發(fā)手機(jī)的開(kāi)發(fā) 。它們的共同點(diǎn)。它們的共同點(diǎn)都是采用碼分多址技術(shù)。都是采用碼分多址技術(shù)。第第1 1章章 概論概論 通信的發(fā)展目標(biāo)通信的發(fā)展目標(biāo)-個(gè)人通信個(gè)人通信 目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)：個(gè)人通信系統(tǒng)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)：個(gè)人通信系統(tǒng) (PCN) 無(wú)論任何人無(wú)論任何人 (Whoever) 在任何時(shí)候在任何時(shí)候 (Whenever) 在任何地方在任何地方 (Wherever) 與另一個(gè)人與另一個(gè)人 (Whomever) 進(jìn)行任何類(lèi)型進(jìn)行任何類(lèi)型 (Whatever)第第1 1章章 概論概論 移動(dòng)通信發(fā)展簡(jiǎn)述移動(dòng)通信發(fā)展簡(jiǎn)述 A/D接入方式接入方

13、式 典型代表典型代表第一代（第一代（1G）模擬蜂窩系統(tǒng)模擬蜂窩系統(tǒng) FDMA美國(guó)美國(guó)AMPS系統(tǒng)，歐洲系統(tǒng)，歐洲TACS系統(tǒng)系統(tǒng)第二代（第二代（2G）數(shù)字蜂窩系統(tǒng)數(shù)字蜂窩系統(tǒng) TDMAGSM系統(tǒng)系統(tǒng) CDMAN-CDMA系統(tǒng)系統(tǒng) 目標(biāo)目標(biāo)典型代表典型代表過(guò)渡代（過(guò)渡代（2.5G）高速傳輸高速傳輸GPRS, CDMA20001X系統(tǒng)系統(tǒng)第三代（第三代（3G）全球漫游，高質(zhì)量多媒體業(yè)務(wù)，全球漫游，高質(zhì)量多媒體業(yè)務(wù)，系統(tǒng)容量、管理能力、保密性系統(tǒng)容量、管理能力、保密性和服務(wù)質(zhì)量均有很大改善和服務(wù)質(zhì)量均有很大改善歐洲歐洲WCDMA系統(tǒng)，北美系統(tǒng)，北美CDMA2000系統(tǒng)，中系統(tǒng)，中國(guó)國(guó)TD-SCDMA

14、系統(tǒng)系統(tǒng)第四代（第四代（4G）高速率，各種數(shù)據(jù)話(huà)音業(yè)務(wù)，全高速率，各種數(shù)據(jù)話(huà)音業(yè)務(wù)，全I(xiàn)P，多協(xié)議，多協(xié)議，新技術(shù)新技術(shù)目前還沒(méi)有一個(gè)目前還沒(méi)有一個(gè)4G網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu) 先驅(qū)者：先驅(qū)者：1946年第一個(gè)推出移動(dòng)電話(huà)AT&T第第1 1章章 概論概論 1.2 移動(dòng)通信的主要特點(diǎn)移動(dòng)通信的主要特點(diǎn) 1. 移動(dòng)通信必須利用無(wú)線(xiàn)電波進(jìn)行信息傳輸移動(dòng)通信必須利用無(wú)線(xiàn)電波進(jìn)行信息傳輸 這種傳播媒質(zhì)允許通信中的用戶(hù)可以在一定范圍內(nèi)自由活動(dòng)，其位置不受束縛，不過(guò)無(wú)線(xiàn)電波的傳播特性一般都很差。首先，移動(dòng)通信的運(yùn)行環(huán)境十分復(fù)雜，電波不僅會(huì)隨著傳播距離的增加而發(fā)生彌散損耗,并且會(huì)受到地形、 地物的

15、遮蔽而發(fā)生“陰影效應(yīng)陰影效應(yīng)”。第第1 1章章 概論概論 會(huì)從多條路徑到達(dá)接收地點(diǎn)，這種多徑信號(hào)的幅度、 相位和到達(dá)時(shí)間都不一樣， 它們相互疊加會(huì)產(chǎn)生電平電平衰落和時(shí)延擴(kuò)展衰落和時(shí)延擴(kuò)展； 其次， 移動(dòng)通信常常在快速移動(dòng)中進(jìn)行， 這不僅會(huì)引起多普勒（多普勒（Doppler）頻移頻移， 產(chǎn)生隨機(jī)調(diào)頻，而且會(huì)使得電波傳播特性發(fā)生快速的隨機(jī)起伏， 嚴(yán)重影響通信質(zhì)量。 因此， 移動(dòng)通信系統(tǒng)必須根據(jù)移動(dòng)信道的特征，進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。 第第1 1章章 概論概論 2. 移動(dòng)通信是在復(fù)雜的干擾環(huán)境中運(yùn)行的移動(dòng)通信是在復(fù)雜的干擾環(huán)境中運(yùn)行的 除去一些常見(jiàn)的外部干擾， 如天電干擾、 工業(yè)干擾和信道噪聲外， 系統(tǒng)本身

16、和不同系統(tǒng)之間， 還會(huì)產(chǎn)生這樣或那樣的干擾。 因?yàn)樵谝苿?dòng)通信系統(tǒng)中， 常常有多部用戶(hù)電臺(tái)在同一地區(qū)工作， 基站還會(huì)有多部收發(fā)信機(jī)在同一地點(diǎn)上工作，這些電臺(tái)之間會(huì)產(chǎn)生干擾。 第第1 1章章 概論概論 3. 移動(dòng)通信可以利用的頻譜資源非常有限，移動(dòng)通信可以利用的頻譜資源非常有限， 而移而移動(dòng)通信業(yè)務(wù)量的需求卻與日俱增動(dòng)通信業(yè)務(wù)量的需求卻與日俱增 如何提高通信系統(tǒng)的通信容量，始終是移動(dòng)通信發(fā)展中的焦點(diǎn)。為了解決這一矛盾，一方面要開(kāi)辟和啟用新的頻段；另一方面要研究各種新技術(shù)和新措施， 以壓縮信號(hào)所占的頻帶寬度和提高頻譜利用率。 第第1 1章章 概論概論 4. 移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多種多樣，移動(dòng)通信系

17、統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多種多樣， 網(wǎng)絡(luò)管理網(wǎng)絡(luò)管理和控制必須有效和控制必須有效 根據(jù)通信地區(qū)的不同需要，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)可以組成帶狀(如鐵路公路沿線(xiàn))、面狀(如覆蓋一城市或地區(qū))或立體狀(如地面通信設(shè)施與中、低軌道衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的綜合系統(tǒng))等，可以單網(wǎng)運(yùn)行，也可以多網(wǎng)并行并實(shí)現(xiàn)互連互通。 第第1 1章章 概論概論 5. 移動(dòng)通信設(shè)備移動(dòng)通信設(shè)備(主要是移動(dòng)臺(tái)主要是移動(dòng)臺(tái))必須適于在移動(dòng)必須適于在移動(dòng)環(huán)境中使用環(huán)境中使用 對(duì)手機(jī)的主要要求是體積小、重量輕、省電、操作簡(jiǎn)單和攜帶方便。車(chē)載臺(tái)和機(jī)載臺(tái)除要求操作簡(jiǎn)單和維修方便外，還應(yīng)保證在震動(dòng)、沖擊、高低溫變化等惡劣環(huán)境中正常工作。第第1 1章章 概論概論 1.3 移

18、動(dòng)通信系統(tǒng)的分類(lèi)移動(dòng)通信系統(tǒng)的分類(lèi) 移動(dòng)通信有以下多種分類(lèi)方法： 按使用對(duì)象可分為民用設(shè)備民用設(shè)備和軍用設(shè)軍用設(shè)備備； 按使用環(huán)境可分為陸地通信陸地通信、 海上通海上通信信和空中通信空中通信； 按多址方式可分為頻分多址頻分多址(FDMA)、 時(shí)分多址時(shí)分多址(TDMA)和碼分多址碼分多址(CDMA)等；第第1 1章章 概論概論 按覆蓋范圍可分為廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)局域網(wǎng)； 按業(yè)務(wù)類(lèi)型可分為電話(huà)網(wǎng)電話(huà)網(wǎng)、 數(shù)據(jù)網(wǎng)數(shù)據(jù)網(wǎng)和多多媒體網(wǎng)媒體網(wǎng)； 按工作方式可分為單工單工、雙工雙工和半雙工半雙工； 按服務(wù)范圍可分為專(zhuān)用網(wǎng)專(zhuān)用網(wǎng)和公用網(wǎng)公用網(wǎng)； 按信號(hào)形式可分為模擬網(wǎng)模擬網(wǎng)和數(shù)字網(wǎng)數(shù)字網(wǎng)。 第第1 1章章

19、 概論概論 1.2.1 工作方式工作方式 1. 單工通信 所謂單工通信，是指通信雙方電臺(tái)交替地進(jìn)行收信和發(fā)信。根據(jù)收、發(fā)頻率的異同， 又可分為同頻單工和異頻單工。 單工通信常用于點(diǎn)到點(diǎn)通信， 參見(jiàn)圖1-1。發(fā)射機(jī)f1(f1)接收機(jī)送受話(huà)器f1(f2)PTT發(fā)射機(jī)接收機(jī)送受話(huà)器PTTf1(f1)f1(f2)電臺(tái)甲電臺(tái)乙第第1 1章章 概論概論 同頻單工是指通信雙方(如圖1-1中的電臺(tái)甲和電臺(tái)乙)使用相同的頻率f1工作， 發(fā)送時(shí)不接收， 接收時(shí)不發(fā)送。 平常各接收機(jī)均處于守候狀態(tài)， 即把天線(xiàn)接至接收機(jī)等候被呼。 當(dāng)電臺(tái)甲要發(fā)話(huà)時(shí)， 它就按下其送受話(huà)器的按講開(kāi)關(guān)(PTT)， 一方面關(guān)掉接收機(jī)， 另一

20、方面將天線(xiàn)接至發(fā)射機(jī)的輸出端， 接通發(fā)射機(jī)開(kāi)始工作。 當(dāng)確知電臺(tái)乙接收到載頻為f1的信號(hào)時(shí)， 即可進(jìn)行信息傳輸。 第第1 1章章 概論概論 2. 2. 雙工通信雙工通信 所謂雙工通信， 是指通信雙方可同時(shí)進(jìn)行傳輸消息的工作方式， 有時(shí)亦稱(chēng)全雙工通信， 如圖1-2所示。 圖中，基站的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)分別使用一副天線(xiàn)， 而移動(dòng)臺(tái)通過(guò)雙工器共用一副天線(xiàn)。雙工通信一般使用一對(duì)頻道， 以實(shí)施頻分雙工(FDD)工作方式。 這種工作方式使用方便，同普通有線(xiàn)電話(huà)相似， 接收和發(fā)射可同時(shí)進(jìn)行。發(fā)射機(jī)f1接收機(jī)受話(huà)器f2發(fā)射機(jī)接收機(jī)受話(huà)器基站移動(dòng)臺(tái)雙工器f2f1送話(huà)器送話(huà)器f1f2第第1 1章章 概論概論 3. 半

21、雙工通信半雙工通信 半雙工通信的組成與圖1-2相似， 移動(dòng)臺(tái)采用單工的“按講”方式， 即按下按講開(kāi)關(guān)， 發(fā)射機(jī)才工作， 而接收機(jī)總是工作的。 基站工作情況與雙工方式完全相同。 發(fā)射機(jī)f1接收機(jī)受話(huà)器f2發(fā)射機(jī)接收機(jī)受話(huà)器基站移動(dòng)臺(tái)雙工器f2f1送話(huà)器送話(huà)器f1f2第第1 1章章 概論概論 1.2.2 模擬網(wǎng)和數(shù)字網(wǎng)模擬網(wǎng)和數(shù)字網(wǎng) 數(shù)字通信系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)可歸納如下： (1) 頻譜利用率高，頻譜利用率高， 有利于提高系統(tǒng)容量。有利于提高系統(tǒng)容量。 采用高效的信源編碼技術(shù)、高頻譜效率的數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)、先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)和多址方式以及高效動(dòng)態(tài)資源分配技術(shù)等，可以在不增加系統(tǒng)帶寬的條件下增多系統(tǒng)同時(shí)通

22、信的用戶(hù)數(shù)。第第1 1章章 概論概論 (2) 能提供多種業(yè)務(wù)服務(wù)，能提供多種業(yè)務(wù)服務(wù)， 提高通信系統(tǒng)的通提高通信系統(tǒng)的通用性。用性。 數(shù)字系統(tǒng)傳輸?shù)氖恰?”、 “0”形式的數(shù)字信號(hào)。 話(huà)音、 圖像、 音樂(lè)或數(shù)據(jù)等數(shù)字信息在傳輸和交換設(shè)備中的表現(xiàn)形式都是相同的， 信號(hào)的處理和控制方法也是相似的， 因而用同一設(shè)備來(lái)傳送任何類(lèi)型的數(shù)字信息都是可能的。 利用單一通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)提供綜合業(yè)務(wù)服務(wù)正是未來(lái)通信系統(tǒng)的發(fā)展方向。 第第1 1章章 概論概論 (3) 抗噪聲、抗噪聲、 抗干擾和抗多徑衰落的能力強(qiáng)?？垢蓴_和抗多徑衰落的能力強(qiáng)。 這些優(yōu)點(diǎn)有利于提高信息傳輸?shù)目煽啃裕?或者說(shuō)保證通信質(zhì)量。采用糾錯(cuò)編碼、交織編

23、碼、自適應(yīng)均衡、分集接收以及擴(kuò)跳頻技術(shù)等，可以控制由任何干擾和不良環(huán)境產(chǎn)生的損害，使傳輸差錯(cuò)率低于規(guī)定的閾值。 第第1 1章章 概論概論 (4) 能實(shí)現(xiàn)更有效、能實(shí)現(xiàn)更有效、 靈活的網(wǎng)絡(luò)管理和控制。靈活的網(wǎng)絡(luò)管理和控制。 數(shù)字系統(tǒng)可以設(shè)置專(zhuān)門(mén)的控制信道用來(lái)傳輸信令信息， 也可以把控制指令插入業(yè)務(wù)信道的比特流中， 進(jìn)行控制信息的傳輸， 因而便于實(shí)現(xiàn)多種可靠的控制功能。 (5) 便于實(shí)現(xiàn)通信的安全保密便于實(shí)現(xiàn)通信的安全保密。 (6)可降低設(shè)備成本以及減小用戶(hù)手機(jī)的體積可降低設(shè)備成本以及減小用戶(hù)手機(jī)的體積和重量。和重量。 第第1 1章章 概論概論 1.2.3 通信業(yè)務(wù)通信業(yè)務(wù) 移動(dòng)通信的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)是電

24、話(huà)通信電話(huà)通信。 最近10多年來(lái)， 隨著計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展和人們信息交往的日益頻繁與多樣化， 對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨笠才c日俱增。 據(jù)估計(jì)， 未來(lái)移動(dòng)通信中的多媒多媒體業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)體業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量將占總業(yè)務(wù)量的70%80%。 第第1 1章章 概論概論 在第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)中， 盡管主要業(yè)務(wù)是話(huà)音業(yè)務(wù)， 但也可以提供豐富的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)， 如短消息、 低速率的Internet接入等業(yè)務(wù)。 在第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中， 由于其傳輸速率的提高， 在中等移動(dòng)速度的情況下， 可以達(dá)到384 kb/s的傳輸速率， 因而人們可以享用中等速率的多媒體業(yè)務(wù)， 包括話(huà)音、 圖像和數(shù)據(jù)等。 第第1 1章章 概論概論 任何工業(yè)的發(fā)展都與產(chǎn)生它的

25、背景相適應(yīng)， 移動(dòng)通信的發(fā)展也不例外， 它既受技術(shù)發(fā) 展的驅(qū)動(dòng)， 也受市場(chǎng)需求的驅(qū)動(dòng)。 若干年來(lái)， 移動(dòng)通信基本上圍繞著兩種主干網(wǎng)絡(luò)在發(fā)展， 這就是基于話(huà)音業(yè)務(wù)話(huà)音業(yè)務(wù)的通信網(wǎng)絡(luò)和基于分組數(shù)據(jù)傳輸基于分組數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)。 根據(jù)運(yùn)行環(huán)境和市場(chǎng)需求的不同， 前者又分為以蜂窩網(wǎng)為代表的高功率寬（廣）域網(wǎng)和以無(wú)繩電話(huà)網(wǎng)為代表的低功率局域網(wǎng)； 后者又可分為寬帶LAN之類(lèi)的高速局域網(wǎng)和移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)之類(lèi)的低速寬（廣）域網(wǎng)。 圖1-3是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)的示意圖。 第第1 1章章 概論概論 圖1-3 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi) 無(wú)繩(低功率局域網(wǎng))蜂窩(高功率寬域網(wǎng))基于話(huà)音的網(wǎng)絡(luò)寬帶LAN(高速局域網(wǎng))移動(dòng)數(shù)據(jù)(低

26、速寬域網(wǎng))基于數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)通信系統(tǒng)第第1 1章章 概論概論 1.3 常用移動(dòng)通信系統(tǒng)常用移動(dòng)通信系統(tǒng) 1.3.1 無(wú)線(xiàn)電尋呼系統(tǒng)無(wú)線(xiàn)電尋呼系統(tǒng) 無(wú)線(xiàn)電尋呼系統(tǒng)是一種單向通信系統(tǒng)。無(wú)線(xiàn)電尋呼系統(tǒng)的用戶(hù)設(shè)備是袖珍式接收機(jī)，稱(chēng)作袖珍鈴，俗稱(chēng)“BB機(jī)”，這是由于它的振鈴聲近似于“BB”聲音之故。 圖1-4示出了無(wú)線(xiàn)電尋呼系統(tǒng)的組成。 第第1 1章章 概論概論 圖1-4 無(wú)線(xiàn)電尋呼系統(tǒng)示意圖 公用電話(huà)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)電尋呼控制中心及主發(fā)射臺(tái)用戶(hù)回路發(fā)射臺(tái)發(fā)射臺(tái)第第1 1章章 概論概論 1.3.2 蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng) 早期的移動(dòng)通信系統(tǒng)在其覆蓋區(qū)域覆蓋區(qū)域中心中心設(shè)置大功率的發(fā)射機(jī)， 采用高架天線(xiàn)把

27、信號(hào)發(fā)送到整個(gè)覆蓋地區(qū)(半徑可達(dá)幾十千米)。 這種系統(tǒng)的主要矛盾是它同時(shí)能提供給用戶(hù)使用的信道數(shù)極為信道數(shù)極為有限有限， 遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足不了移動(dòng)通信業(yè)務(wù)迅速增長(zhǎng)的需要。第第1 1章章 概論概論 蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)把整個(gè)服務(wù)區(qū)域劃分成若干個(gè)較小的區(qū)域區(qū)域(Cell, 在蜂窩系統(tǒng)中稱(chēng)為小區(qū))， 各小區(qū)均用小功率的發(fā)射機(jī)(即基站發(fā)射機(jī))進(jìn)行覆蓋， 許多小區(qū)像蜂窩一樣能布滿(mǎn)(即覆蓋)任意形狀的服務(wù)地區(qū)， 如圖 1 - 5(b)所示。第第1 1章章 概論概論 圖 1 - 5 大區(qū)覆蓋與小區(qū)覆蓋(a) 大區(qū)覆蓋； (b) 小區(qū)覆蓋第第1 1章章 概論概論 通常，相鄰小區(qū)不允許使用相同的頻道，否則會(huì)發(fā)生相互干擾(稱(chēng)同道

28、干擾同道干擾)。但由于各小區(qū)在通信時(shí)所使用的功率較小，因而任意兩個(gè)小區(qū)只要相互之間的空間距離大于某一數(shù)值空間距離大于某一數(shù)值，即使使用相同的頻道，也不會(huì)產(chǎn)生顯著的同道干擾(保證信干比高于某一門(mén)限)。為此，把若干相鄰的小區(qū)按一定的數(shù)目劃分成區(qū)群區(qū)群 (Cluster), 并把可供使用的無(wú)線(xiàn)頻道分成若干個(gè)無(wú)線(xiàn)頻道分成若干個(gè)(等于區(qū)等于區(qū)群中的小區(qū)數(shù)群中的小區(qū)數(shù))頻率組頻率組，區(qū)群內(nèi)各小區(qū)均使用不同的頻率組，而任一小區(qū)所使用的頻率組，在其它區(qū)群相應(yīng)的小區(qū)中還可以再用，這就是頻率再用頻率再用，如圖 1 - 6 所示。第第1 1章章 概論概論 圖 1 - 6 蜂窩系統(tǒng)的頻率再用 BGA小區(qū)8FBCEDB

29、GDAGFE再用距離七小區(qū)群相同字母小區(qū)使用相同頻率組小區(qū)1第第1 1章章 概論概論 圖 1 - 7 是蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的示意圖。 圖中七個(gè)小區(qū)構(gòu)成一個(gè)區(qū)群。 小區(qū)編號(hào)代表不同的頻率組。 小區(qū)移動(dòng)交換中心(MSC)相連。 MSC在網(wǎng)中起控制控制和管理管理作用，對(duì)所在地區(qū)已注冊(cè)登記的用戶(hù)實(shí)施頻道分配，建立呼叫，進(jìn)行頻道切換，提供系統(tǒng)維護(hù)和性能測(cè)試，并存儲(chǔ)計(jì)費(fèi)信息等。MTSO是移動(dòng)通信網(wǎng)和公共電話(huà)交換網(wǎng)的接口單元，既保證網(wǎng)中移動(dòng)用戶(hù)之間的通信，又保證移動(dòng)用戶(hù)和有線(xiàn)用戶(hù)之間的通信。第第1 1章章 概論概論 圖 1 - 7 蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的示意圖124MSC3675基站至公用電話(huà)網(wǎng)第第1 1章章 概

30、論概論 當(dāng)移動(dòng)用戶(hù)在蜂窩服務(wù)區(qū)中快速運(yùn)動(dòng)時(shí)，用戶(hù)之間的通話(huà)常常不會(huì)在一個(gè)小區(qū)中結(jié)束。快速行駛的汽車(chē)在一次通話(huà)的時(shí)間內(nèi)可能跨越多個(gè)小區(qū)。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)從一個(gè)小區(qū)進(jìn)入另一相鄰的小區(qū)時(shí)，其工作頻率及基站與移動(dòng)交換中心所用的接續(xù)鏈路必須從它離開(kāi)的小區(qū)轉(zhuǎn)換到正在進(jìn)入的小區(qū)， 這一過(guò)程稱(chēng)為越區(qū)切換越區(qū)切換 。 第第1 1章章 概論概論 其控制機(jī)理如下：當(dāng)通信中的移動(dòng)臺(tái)到達(dá)當(dāng)通信中的移動(dòng)臺(tái)到達(dá)小區(qū)邊界時(shí)，該小區(qū)的基站能檢測(cè)出此移動(dòng)臺(tái)小區(qū)邊界時(shí)，該小區(qū)的基站能檢測(cè)出此移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)正在逐漸變?nèi)?，而鄰近小區(qū)的基站能檢的信號(hào)正在逐漸變?nèi)?，而鄰近小區(qū)的基站能檢測(cè)出這個(gè)移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)正在逐漸變強(qiáng)，系統(tǒng)收測(cè)出這個(gè)移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)正在

31、逐漸變強(qiáng)，系統(tǒng)收集來(lái)自這些有關(guān)基站的檢測(cè)信息，進(jìn)行判決，集來(lái)自這些有關(guān)基站的檢測(cè)信息，進(jìn)行判決，當(dāng)需要實(shí)施越區(qū)切換時(shí)，就發(fā)出相應(yīng)的指令，當(dāng)需要實(shí)施越區(qū)切換時(shí)，就發(fā)出相應(yīng)的指令，使正在越過(guò)邊界的移動(dòng)臺(tái)將其工作頻率和通信使正在越過(guò)邊界的移動(dòng)臺(tái)將其工作頻率和通信鏈路從離開(kāi)的小區(qū)切換到進(jìn)入的小區(qū)。鏈路從離開(kāi)的小區(qū)切換到進(jìn)入的小區(qū)。整個(gè)過(guò)程自動(dòng)進(jìn)行， 用戶(hù)并不知道，也不會(huì)中斷行進(jìn)中的通話(huà)。 越區(qū)切換的示意圖見(jiàn)圖 1 - 8。第第1 1章章 概論概論 圖 1 - 8 越區(qū)切換示意圖 移動(dòng)交換中心蜂窩A時(shí)間1時(shí)間2時(shí)間3蜂窩B當(dāng)移動(dòng)單元從蜂窩B越區(qū)到蜂窩A時(shí)，切換在移動(dòng)交換中心的控制下進(jìn)行第第1 1章章 概

32、論概論 1.3.3 無(wú)繩電話(huà)系統(tǒng)無(wú)繩電話(huà)系統(tǒng) 簡(jiǎn)單的無(wú)繩電話(huà)機(jī)把普通的電話(huà)單機(jī)分成座機(jī)座機(jī)和手機(jī)手機(jī)兩部分，座機(jī)與有線(xiàn)電話(huà)網(wǎng)連接，手機(jī)與座機(jī)之間用無(wú)線(xiàn)電連接，這樣，允許攜帶手機(jī)的用戶(hù)可以在一定范圍內(nèi)自由活動(dòng)時(shí)進(jìn)行通話(huà)，見(jiàn)圖 1 - 9。因?yàn)槭謾C(jī)與座機(jī)之間不需要用電線(xiàn)連接， 故稱(chēng)之為“無(wú)繩”電話(huà)機(jī)。第第1 1章章 概論概論 圖 1 - 9 無(wú)繩電話(huà)系統(tǒng)示意圖 市話(huà)局用戶(hù)線(xiàn)座機(jī)普通話(huà)機(jī)第第1 1章章 概論概論 無(wú)繩電話(huà)的手機(jī)、 座機(jī)與電信點(diǎn)所發(fā)射的功率均在10 mW以下， 無(wú)線(xiàn)覆蓋半徑約在100 m左右。 表 1 - 2 給出了幾種模擬無(wú)繩電話(huà)系統(tǒng)的主要參數(shù)。 表中給出了日本、 美國(guó)和歐洲的標(biāo)準(zhǔn)。

33、 我國(guó)模擬無(wú)繩電話(huà)系統(tǒng)采用45 MHz/48 MHz的頻段。 在第7章中我們將對(duì)數(shù)字無(wú)繩電話(huà)系統(tǒng)和低功率無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)進(jìn)行討論， 它們包括CT-2、 DECT、 PHS、 PACS。第第1 1章章 概論概論 表 1 - 2 幾種無(wú)繩電話(huà)系統(tǒng)的主要參數(shù) 第第1 1章章 概論概論 無(wú)繩電話(huà)是一種以有線(xiàn)電話(huà)網(wǎng)為依托的通信方式，也可以說(shuō)它是有線(xiàn)電話(huà)網(wǎng)的無(wú)線(xiàn)延伸，具有發(fā)射功率小、省電、設(shè)備簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，因而發(fā)展十分迅速，目前數(shù)字式無(wú)繩電話(huà)系統(tǒng)(低功率無(wú)線(xiàn)系統(tǒng))在我國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用(我國(guó)使用的標(biāo)準(zhǔn)是PHS)。第第1 1章章 概論概論 1.3.4 集群移動(dòng)通信系統(tǒng)集群移動(dòng)通信系統(tǒng) 1. 集群的

34、概念 集群移動(dòng)通信系統(tǒng)采用的基本技術(shù)是頻率頻率共用技術(shù)共用技術(shù)。 其主要做法是： 把一些由各部門(mén)分散建立的專(zhuān)用通信網(wǎng)集中起來(lái)，統(tǒng)一建網(wǎng)和管理，并動(dòng)態(tài)地利用分配給它們的有限個(gè)頻道， 以容納數(shù)目更多的用戶(hù)； 第第1 1章章 概論概論 改進(jìn)頻道共用的方式， 即移動(dòng)用戶(hù)在通信的過(guò)程中，不是固定地占用某一個(gè)頻道，而是在按下其“按講開(kāi)關(guān)”(PTT)時(shí)，才能占用一個(gè)頻道；一旦松開(kāi)PTT，頻道將被釋放，變成空閑頻道，并允許其它用戶(hù)占用該頻道。第第1 1章章 概論概論 2. 集群系統(tǒng)的用途和特點(diǎn)集群系統(tǒng)的用途和特點(diǎn) 集群系統(tǒng)主要以無(wú)線(xiàn)用戶(hù)無(wú)線(xiàn)用戶(hù)為主，即以調(diào)度臺(tái)與移動(dòng)臺(tái)之間的通話(huà)為主。集群系統(tǒng)與蜂窩式通信系統(tǒng)在

35、技術(shù)上有很多相似之處，但在主要用途、網(wǎng)絡(luò)組成和工作方式上有很多差異。第第1 1章章 概論概論 集群通信系統(tǒng)屬于專(zhuān)用移動(dòng)通信網(wǎng)專(zhuān)用移動(dòng)通信網(wǎng)， 適用于在各個(gè)行業(yè)(或幾個(gè)行業(yè)合用)中間進(jìn)行調(diào)度和指揮， 對(duì)網(wǎng)中的不同用戶(hù)常常賦予不同的優(yōu)先等級(jí)。 蜂窩通信系統(tǒng)屬于公眾移動(dòng)通信網(wǎng)， 適用于各階層和各行業(yè)中個(gè)人之間的通信， 一般不分優(yōu)先等級(jí)。第第1 1章章 概論概論 集群通信系統(tǒng)根據(jù)調(diào)度業(yè)務(wù)的特征， 通常具有一定的限時(shí)功能，一次通話(huà)的限定時(shí)間大約為1560 s(可根據(jù)業(yè)務(wù)情況調(diào)整)。 蜂窩通信系統(tǒng)對(duì)通信時(shí)間一般不進(jìn)行限制。 集群通信系統(tǒng)的主要服務(wù)業(yè)務(wù)是無(wú)線(xiàn)用戶(hù)和無(wú)線(xiàn)用戶(hù)之間的通信, 蜂窩通信系統(tǒng)卻有大量的

36、無(wú)線(xiàn)用戶(hù)與有線(xiàn)用戶(hù)之間的通話(huà)業(yè)務(wù)。 第第1 1章章 概論概論 集群通信系統(tǒng)一般采用半雙工半雙工(現(xiàn)在已有全雙工產(chǎn)品)工作方式，因而，一對(duì)移動(dòng)用戶(hù)之間進(jìn)行通信只需占用一對(duì)頻道。蜂窩通信系統(tǒng)都采用全雙工工作方式，因而，一對(duì)移動(dòng)用戶(hù)之間進(jìn)行通信，必須占用兩對(duì)頻道。 在蜂窩通信系統(tǒng)中，可以采用頻道再用頻道再用技術(shù)來(lái)提高系統(tǒng)的頻率利用率；而在集群系統(tǒng)中，主要是以改進(jìn)頻道共用頻道共用技術(shù)來(lái)提高系統(tǒng)的頻率利用率的。第第1 1章章 概論概論 3. 集群系統(tǒng)的組成 集群系統(tǒng)均以基本系統(tǒng)為模塊，并用這些模塊擴(kuò)展為區(qū)域網(wǎng)。根據(jù)覆蓋的范圍及地形條件，基本系統(tǒng)可由單基站單基站或多基站多基站組成。集群系統(tǒng)的控制方式有兩種

37、， 即專(zhuān)用控制信道的專(zhuān)用控制信道的集集中控制方式中控制方式和隨路信令的分布控制方式隨路信令的分布控制方式， 分別如圖 1 - 10(a)和(b)所示。 第第1 1章章 概論概論 圖 1 - 10 集群網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)(a) 集中控制方式； (b) 分布控制方式系統(tǒng)管理終端系統(tǒng)控制中心(SCC)電話(huà)互聯(lián)器PSTNPABX調(diào)度臺(tái)調(diào)度臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)器1轉(zhuǎn)發(fā)器2轉(zhuǎn)發(fā)器 M基站(BS)天線(xiàn)共用設(shè)備移動(dòng)臺(tái)1移動(dòng)臺(tái)N調(diào)度臺(tái)手機(jī)(a)第第1 1章章 概論概論 圖 1 - 10 集群網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)(a) 集中控制方式； (b) 分布控制方式系統(tǒng)管理終端其它系統(tǒng)或RNT調(diào)度臺(tái)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)終端RNT邏輯控制單元(LCU)轉(zhuǎn)發(fā)器1

38、轉(zhuǎn)發(fā)器2LCU轉(zhuǎn)發(fā)器MLCU天線(xiàn)共用設(shè)備(b)基站(BS)移動(dòng)臺(tái)1移動(dòng)臺(tái)N調(diào)度臺(tái)手機(jī)PABX或PSTN第第1 1章章 概論概論 集群系統(tǒng)的基本設(shè)備如下： 轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)器:它由收、發(fā)信機(jī)和電源組成。每個(gè)頻道均配一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器。對(duì)于分布式控制的集群系統(tǒng)，每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器均有一個(gè)邏輯控制單元。 天線(xiàn)共用設(shè)備天線(xiàn)共用設(shè)備:它包括天線(xiàn)、饋線(xiàn)和共用器(如收發(fā)天線(xiàn)共用器、基站的發(fā)射合路器和接收耦合器)。第第1 1章章 概論概論 系統(tǒng)控制中心系統(tǒng)控制中心(系統(tǒng)控制器系統(tǒng)控制器):分布式控制系統(tǒng)雖無(wú)集中控制中心，但在聯(lián)網(wǎng)時(shí)，可通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制終端。 調(diào)度臺(tái)調(diào)度臺(tái):調(diào)度臺(tái)可分為無(wú)線(xiàn)調(diào)度臺(tái)和有線(xiàn)調(diào)度臺(tái)。無(wú)線(xiàn)調(diào)度臺(tái)由收發(fā)信機(jī)、

39、控制單元、 操作臺(tái)、 天線(xiàn)和電源等組成。 有線(xiàn)調(diào)度臺(tái)可以是簡(jiǎn)單的電話(huà)機(jī)或帶顯示的操作臺(tái)。 移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)臺(tái):移動(dòng)臺(tái)有車(chē)載臺(tái)和手機(jī)。 它們均由收發(fā)信機(jī)、 控制單元、 天線(xiàn)和電源等組成。第第1 1章章 概論概論 4. 集群方式集群方式 (1) 消息集群消息集群(Message Trunking)。 在消息集群系統(tǒng)中，每一次呼叫通話(huà)期間，一次性地一次性地分配一對(duì)無(wú)線(xiàn)頻道分配一對(duì)無(wú)線(xiàn)頻道，而且在通話(huà)完畢后(即松開(kāi)PTT開(kāi)關(guān)后)， 轉(zhuǎn)發(fā)器繼續(xù)在該頻道上工作工作6 s左右左右(即脫離時(shí)間約為6 s), 才算完成此次接續(xù)過(guò)程。第第1 1章章 概論概論 (2) 傳輸集群傳輸集群(Transmission Trun

40、king)。 傳輸集群通話(huà)中，并非始終占用某一個(gè)頻道并非始終占用某一個(gè)頻道，當(dāng)發(fā)話(huà)一方松開(kāi)PTT時(shí)，對(duì)這一頻道的占用即告結(jié)束，對(duì)方回答或本方再發(fā)話(huà)時(shí)，都要重新分配并占用新的空閑頻道。亦即在通話(huà)中，每按一次PTT開(kāi)關(guān)就重新占用頻道一次。第第1 1章章 概論概論 (3) 準(zhǔn)傳輸集群準(zhǔn)傳輸集群(Quasi Transmission Trunking)。 準(zhǔn)傳輸集群是為了克服傳輸集群的缺點(diǎn)而提出的一種改進(jìn)型集群方式，也可以看作是傳輸集群和消息集群的折中方案。其做法是：一方面(和消息集群相比)把脫離的時(shí)間縮短為0.52s; 另一方面(和傳輸集群相比)在每次PTT松開(kāi)之后增加0.5 s的保持時(shí)間，然后釋放

41、頻道。第第1 1章章 概論概論 1.3.5 移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng) 利用衛(wèi)星中繼，在海上、空中和地形復(fù)雜而人口稀疏的地區(qū)中實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信，具有獨(dú)特的優(yōu)越性，很早就引起人們的重視。1976年，國(guó)際海事衛(wèi)星組織(IMARSAT)首先在太平洋、大西洋和印度洋上空發(fā)射了三顆同步衛(wèi)星，組成了IMARSAT-A系統(tǒng)，為在這三個(gè)大洋上航行的船只提供通信服務(wù)。其后，又先后增加了IMARSAT-C、IMARSAT-M、IMARSAT-B和IMARSAT-機(jī)載等系統(tǒng)。 第第1 1章章 概論概論 1.3.6 分組無(wú)線(xiàn)網(wǎng)分組無(wú)線(xiàn)網(wǎng) 分組無(wú)線(xiàn)網(wǎng)是一種利用無(wú)線(xiàn)信道進(jìn)行分組無(wú)線(xiàn)信道進(jìn)行分組交換交換的通信網(wǎng)絡(luò)， 即網(wǎng)

42、絡(luò)中傳送的信息要以“分組”或稱(chēng)“信包”(有時(shí)簡(jiǎn)稱(chēng)“包”)為基本單元。 分組是由若干比特組成的信息段，通常包含“包頭”和“正文”兩部分。包頭中含有該分組的源地址源地址(起始地址起始地址)、 宿地址宿地址(目的地目的地址址)和有關(guān)的路由信息路由信息等； 正文是真正需要傳送的信息。第第1 1章章 概論概論 分組傳輸方式是存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式的一種， 用戶(hù)終端必須先把要傳送的信息存儲(chǔ)、分段、 加上包頭以構(gòu)成分組，才能送上無(wú)線(xiàn)信道進(jìn)行傳輸。 這一過(guò)程必然要產(chǎn)生額外的時(shí)間延遲。因此，分組無(wú)線(xiàn)網(wǎng)特別適用于實(shí)時(shí)性要求不嚴(yán)實(shí)時(shí)性要求不嚴(yán)和短消息比較多短消息比較多的數(shù)據(jù)通信。如果要用分組無(wú)線(xiàn)網(wǎng)傳輸分組話(huà)音，則

43、必須保證時(shí)間延遲不大于規(guī)定值。第第1 1章章 概論概論 1.4 移動(dòng)通信的基本技術(shù)移動(dòng)通信的基本技術(shù) 1.4.1 調(diào)制技術(shù)調(diào)制技術(shù) 調(diào)頻技術(shù)的應(yīng)用曾對(duì)模擬移動(dòng)通信的發(fā)展產(chǎn)生過(guò)極大的推動(dòng)作用，迄今，這種調(diào)制技術(shù)仍廣泛應(yīng)用于許多模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)中。 第第1 1章章 概論概論 在實(shí)際應(yīng)用中， 有兩類(lèi)用得最多的數(shù)字調(diào)制方式： (1) 線(xiàn)性調(diào)制技術(shù)， 主要包括PSK、 QPSK、 DQPSK、 OK-QPSK、 4-DQPSK和多電平PSK等。 (2) 恒定包絡(luò)(連續(xù)相位)調(diào)制技術(shù)， 主要包括MSK、 GMSK、 GFSK和TFM等。第第1 1章章 概論概論 1.4.2 移動(dòng)信道中電波傳播特性的研究移動(dòng)

44、信道中電波傳播特性的研究 移動(dòng)信道的傳播特性對(duì)移動(dòng)通信技術(shù)的研究、規(guī)劃和設(shè)計(jì)十分重要，歷來(lái)是人們非常關(guān)注的研究課題。在移動(dòng)信道中，發(fā)送到接收機(jī)的信號(hào)會(huì)受到傳播環(huán)境中地形、地物的影響而產(chǎn)生繞射、反射或散射， 因而形成多徑傳播。多徑傳播將使接收端的合成信號(hào)在幅度、相位和到達(dá)時(shí)間上發(fā)生隨機(jī)變化，嚴(yán)重地降低接收信號(hào)的傳輸質(zhì)量， 這就是所謂的多徑衰落多徑衰落。 第第1 1章章 概論概論 研究移動(dòng)信道的傳播特性，首先首先要弄清移動(dòng)信道的傳播規(guī)律和各種物理現(xiàn)象的機(jī)理以及這些現(xiàn)象對(duì)信號(hào)傳輸所產(chǎn)生的不良影響，進(jìn)而研究消除各種不良影響的對(duì)策。為了給通信系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)提供依據(jù)， 人們通常通過(guò)理論理論分析分析或根據(jù)

45、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析(或二者結(jié)合)，來(lái)總結(jié)和建立有普遍性的數(shù)學(xué)模型， 利用這些模型，可以估算一些傳播環(huán)境中的傳播損耗和其它有關(guān)的傳播參數(shù)。第第1 1章章 概論概論 理論分析方法理論分析方法通常用射線(xiàn)表示電磁波束的傳播， 在確定收發(fā)天線(xiàn)的高度、位置和周?chē)h(huán)境的具體特征后，根據(jù)直射、折射、反射、散射、透射等波動(dòng)現(xiàn)象，用電磁波理論計(jì)算電波傳播的路徑損耗及有關(guān)信道參數(shù)。 實(shí)測(cè)分析方法實(shí)測(cè)分析方法是指在典型的傳播環(huán)境中進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，并用計(jì)算機(jī)對(duì)大量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以建立預(yù)測(cè)模型(如沖擊響應(yīng)模型)， 進(jìn)行傳播預(yù)測(cè)。第第1 1章章 概論概論 1.4.3 多址方式多址方式 多址方式的基本類(lèi)型有頻

46、分多址(FDMA)、 時(shí)分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)。 實(shí)際中也常用到三種基本多址方式的混合多址方式， 比如， 頻分多址時(shí)分多址(FDMATDMA)、 頻分多址碼分多址(FDMACDMA)、 時(shí)分多址碼分多址(TDMACDMA)等等。 此外， 隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求日益增長(zhǎng)， 另一類(lèi)隨機(jī)多址方式如ALOHA和載波檢測(cè)多址(CSMA)等也日益得到廣泛應(yīng)用， 其中也包括固定多址和隨機(jī)多址的綜合應(yīng)用。 第第1 1章章 概論概論 選用什么樣的多址方式取決于通信系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境和要求。 若干年來(lái)， 由于移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的需求量與日俱增， 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展重點(diǎn)一直是在頻譜資源有限的條件下， 努力提高通

47、信系統(tǒng)的容量。 因此， 未來(lái)采用什么樣的多址方式更有利于提高通信系統(tǒng)的容量， 也成為人們非常關(guān)心和有爭(zhēng)議的問(wèn)題。 第第1 1章章 概論概論 通常認(rèn)為： TDMA系統(tǒng)的通信容量大于FDMA系統(tǒng)， 而CDMA系統(tǒng)的通信容量又大于FDMA和TDMA系統(tǒng)。 因此， 有關(guān)CDMA多址方式的應(yīng)用研究從20世紀(jì)90年代以來(lái)一直非?；钴S。 美國(guó)TIA于1993年通過(guò)了以Qualcomm公司所提出的以窄帶CDMA方案(系統(tǒng)帶寬為1.25 MHz)為基礎(chǔ)的雙模式CDMA標(biāo)準(zhǔn)（IS-95）。 IS-95標(biāo)準(zhǔn)已獲得廣泛應(yīng)用。 在第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中也主要采用CDMA多址技術(shù)， 但有多種具體的實(shí)現(xiàn)方案， 如WCDMA、

48、 MC-CDMA、 TD-SCDMA等。 另外， 我國(guó)學(xué)者還提出了LAS-CDMA的技術(shù)方案。 第第1 1章章 概論概論 1.4.4 抗干擾措施抗干擾措施 抗干擾歷來(lái)是無(wú)線(xiàn)電通信的重點(diǎn)研究課題。在移動(dòng)信道中， 除存在大量的環(huán)境噪聲和干擾外， 還存在大量電臺(tái)產(chǎn)生的干擾， 如鄰道干鄰道干擾擾、 共道干擾共道干擾和互調(diào)干擾互調(diào)干擾等。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)、 開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)，必須預(yù)計(jì)到網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境中會(huì)出現(xiàn)的各種干擾， 保證傳輸差錯(cuò)率不超過(guò)預(yù)定的數(shù)量級(jí)。 第第1 1章章 概論概論 移動(dòng)通信系統(tǒng)中采用的抗干擾措施是多種多樣的， 主要有： 利用信道編碼信道編碼進(jìn)行檢錯(cuò)和糾錯(cuò)(包括前向糾錯(cuò)FEC和自動(dòng)請(qǐng)求重傳ARQ)是降低通信傳輸?shù)牟铄e(cuò)率， 保證通信質(zhì)量和可靠性的有效手段； 為克服由多徑干擾所引起的多徑衰落， 廣泛采用分集技術(shù)分集技術(shù)(包括空間分集、 頻率分集、 時(shí)間分集以及RAKE接收技術(shù)等)、 自適應(yīng)均衡技術(shù)自適應(yīng)均衡技術(shù)和選用具有抗碼間干擾和時(shí)延擴(kuò)展能力的調(diào)制技術(shù)調(diào)制技術(shù)(如多電平調(diào)制、 多載波調(diào)制等)； 第第1 1章章 概論概論 為提高通信系統(tǒng)的綜合抗干擾能力而采用