移動通信課件第1章第四版

1、第第1 1章章 概述概述 移 動 通 信第第1 1章章 概述概述 目的與考核 掌握移動通信的基本概念、基本原理、主要技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)組成及典型系統(tǒng)，了解移動通信的發(fā)展歷史和移動通信未來的發(fā)展趨勢。 課堂聽課為主，并積極主動自學(xué)。 考核方式：平時（作業(yè)、出勤、聽課情況等）成績占30，考試成績占70。第第1 1章章 概述概述 課程安排 第1章 概述 第2章 移動通信網(wǎng) 第3章 移動信道的電波傳播 第4章 數(shù)字調(diào)制技術(shù) 第5章 GSM數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)與GPRS 第6章 CDMA數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng) 第7章 第三代移動通信系統(tǒng)及LTE第第1 1章章 概述概述 第第1 1章章 概述概述 1.1 移動通信及

2、其特點移動通信及其特點1.2 移動通信的工作方式移動通信的工作方式1.3 移動通信系統(tǒng)的組成移動通信系統(tǒng)的組成1.4 移動通信系統(tǒng)的頻段使用移動通信系統(tǒng)的頻段使用 1.5 多址方式多址方式1.6 其他常用技術(shù)其他常用技術(shù) 1.7 移動通信系統(tǒng)的發(fā)展移動通信系統(tǒng)的發(fā)展 1.8 第四代移動通信第四代移動通信(4G)標準及現(xiàn)狀標準及現(xiàn)狀 第第1 1章章 概述概述 移動通信是通信領(lǐng)域中最具有活力，最具有發(fā)展前途的一種通信方式。 移動通信，顧名思義，其最本質(zhì)的特色是“移動”二字，就是說這類通信不是傳統(tǒng)靜態(tài)的固定式通信，而是動態(tài)的移動式通信。第第1 1章章 概述概述 傳統(tǒng)的固定式通信，又稱為有線通信有線通

3、信。最大特點是靜態(tài)的，信道是封閉的，且是人造的，從而是優(yōu)質(zhì)的。最大缺點是缺乏動態(tài)性，不適應(yīng)現(xiàn)代人快節(jié)奏的生活需求，特別是快速移動的需求。 無線通信無線通信針對上述靜態(tài)的缺點，以開放式傳播來傳遞信息，代價是犧牲了全封閉式的優(yōu)質(zhì)人造信道，換取了無需采用固體介質(zhì)專用線路的開放式傳輸?shù)撵`活性，但是信道的開放性必然引起了信道的時變性和隨機性，從而大大降低了通信容量和質(zhì)量。第第1 1章章 概述概述 移動通信移動通信則是在無線通信的基礎(chǔ)上又進一步引入了用戶的移動性 , 在無線通信的第一重信道動態(tài)的基礎(chǔ)上又加入了第二重用戶的動態(tài)性，這實質(zhì)是兩重動態(tài)性。 在第三代(3G)移動通信技術(shù)中進一步引入第三重動態(tài)性業(yè)務(wù)

4、類型動態(tài)選擇特性。 在移動通信中，終端是移動的，傳輸線路是隨終端移動而分配的動態(tài)無線鏈路，網(wǎng)絡(luò)則是適應(yīng)動態(tài)用戶終端、動態(tài)線路的動態(tài)型交換網(wǎng)絡(luò)第第1 1章章 概述概述 1.1 移動通信及其特點移動通信及其特點 移動通信的基本概念：至少有一方處于移動狀態(tài)下進行信息交換的通信。包括：移動用戶（車輛、船舶、飛機、行人等）和移動用戶，或移動用戶和固定用戶（固定電臺或有線用戶）之間的通信。就正式商業(yè)運營而言，至今也不過只有30余年的歷史，就其發(fā)展歷程看，大約每十年更新一代。目前正處于第四代(4G)初期。第第1 1章章 概述概述 移動通信具有以下基本特點：移動通信具有以下基本特點： (1) 電波傳播條件惡劣

5、。多徑傳播-多徑衰落？ (2) 具有多普勒效應(yīng)。多普勒頻移？(3) 干擾嚴重。 (4) 接收設(shè)備應(yīng)具有很大的動態(tài)范圍。 (5) 需要采用位置登記、過境切換等移動性管理技術(shù)。(6) 綜合了各種技術(shù)。交換、計算機、傳輸(7) 對設(shè)備要求苛刻。 第第1 1章章 概述概述 多徑傳播：多徑傳播： 1.電波在移動通信系統(tǒng)中的傳播基本機制有：直射、電波在移動通信系統(tǒng)中的傳播基本機制有：直射、反反射、繞射、散射、射、繞射、散射、以及它們的合成。以及它們的合成。 反射反射-發(fā)生于地球表面、建筑物、墻壁表面。反射式產(chǎn)發(fā)生于地球表面、建筑物、墻壁表面。反射式產(chǎn)生多徑衰落的主要因素。生多徑衰落的主要因素。 繞射繞射-

6、當接收機和發(fā)射機之間的無線路徑被尖利的邊緣當接收機和發(fā)射機之間的無線路徑被尖利的邊緣阻擋時會發(fā)生反射。房屋尖頂阻擋時會發(fā)生反射。房屋尖頂 散射散射-產(chǎn)生于粗糙表面，小物體或者不規(guī)則物體。樹葉、產(chǎn)生于粗糙表面，小物體或者不規(guī)則物體。樹葉、燈柱等燈柱等多徑衰落（瑞利衰落）：多徑衰落（瑞利衰落）：電波發(fā)生反射、繞射、散射后，產(chǎn)生許多路徑的信號，因電波發(fā)生反射、繞射、散射后，產(chǎn)生許多路徑的信號，因為電波通過各個路徑的距離不同，所以各個路徑電波到達為電波通過各個路徑的距離不同，所以各個路徑電波到達接收機的時間不同，則相位不同。不同相位的多個信號在接收機的時間不同，則相位不同。不同相位的多個信號在接收機進

7、行疊加，有時同相疊加而加強，有時反相疊加而接收機進行疊加，有時同相疊加而加強，有時反相疊加而減弱。使得接收信號的幅度急劇變化，發(fā)生多徑衰落。減弱。使得接收信號的幅度急劇變化，發(fā)生多徑衰落。 第第1 1章章 概述概述 由于移動臺在運動中，所以產(chǎn)生多普勒頻由于移動臺在運動中，所以產(chǎn)生多普勒頻移效應(yīng)，頻移值移效應(yīng)，頻移值fd與移動臺運動速度與移動臺運動速度v、工、工作頻率作頻率f（或波長（或波長）及電波到達角）及電波到達角有關(guān)，有關(guān)，即即 多普勒頻移多普勒頻移cosdf第第1 1章章 概述概述 移動通信系統(tǒng)的分類：移動通信系統(tǒng)的分類：按使用對象可分為：民用設(shè)備和軍用設(shè)備；按用途區(qū)域可分為：陸地通信、

8、 海上通信和空中通信；按多址方式可分為：頻分多址(FDMA)、時分多址(TDMA)、碼分多址(CDMA)、空分多址（SDMA)等；按覆蓋范圍可分為：寬域網(wǎng)和局域網(wǎng)；按業(yè)務(wù)類型可分為：電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)和綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)；按工作方式可分為：同頻單工、異頻單工、異頻雙工和半雙工；按經(jīng)營方式或用戶性質(zhì)可分為：專用網(wǎng)和公用網(wǎng)；按信號形式可分為：模擬網(wǎng)和數(shù)字網(wǎng)。第第1 1章章 概述概述 1.2 1.2 移動通信的工作方式移動通信的工作方式一一. . 單工通信單工通信三三. . 半雙工通信半雙工通信二二. . 雙工通信雙工通信頻分雙工（頻分雙工（FDDFDD）時分雙工（時分雙工（TDDTDD）同頻單工同頻單工異頻單

9、工異頻單工132022-5-5第第1 1章章 概述概述 一一. . 單工通信單工通信 用用PTTPTT單工通信是指通信雙方電臺交替地進行收信和發(fā)信。單工通信是指通信雙方電臺交替地進行收信和發(fā)信。 1.1.定義定義送 話 器T發(fā) 射 機AR接 收 機受 話 器TBRf1f1(f2)f1(f2)f12.2.原理圖原理圖圖圖1-2 單工通信單工通信1.2.4 移動通信的工作方式移動通信的工作方式142022-5-5第第1 1章章 概述概述 3. 3. 分類分類根據(jù)收、發(fā)頻率的異同，又可分為：根據(jù)收、發(fā)頻率的異同，又可分為：同頻單工同頻單工異頻單工異頻單工 需要用到轉(zhuǎn)發(fā)器需要用到轉(zhuǎn)發(fā)器同頻是指通信的雙

10、方，同頻是指通信的雙方， 使用相同工作頻率（使用相同工作頻率（f1）；操作）；操作采用采用“按按講講”（push to talkpush to talk，PTTPTT）方式。平時）方式。平時, ,雙雙方的接收機均處于守聽狀態(tài)。方的接收機均處于守聽狀態(tài)。是指通信的雙方使用兩個不同頻率為是指通信的雙方使用兩個不同頻率為f1和和f2 ，而操作仍，而操作仍采用采用“按按講講”方式。由于收發(fā)使用不同的頻率，同一方式。由于收發(fā)使用不同的頻率，同一部電臺的收發(fā)信機可以交替工作，也可以收常開，只控部電臺的收發(fā)信機可以交替工作，也可以收常開，只控制發(fā)，即按下制發(fā)，即按下PTTPTT發(fā)射。發(fā)射。單工通信單工通信1

11、52022-5-5第第1 1章章 概述概述 4.4.特點特點同頻單工的優(yōu)點是：同頻單工的優(yōu)點是：缺點是缺點是: : 設(shè)備簡單；設(shè)備簡單； 移動臺之間移動臺之間可直接通話，不需基站轉(zhuǎn)接可直接通話，不需基站轉(zhuǎn)接； 不按鍵時發(fā)射機不工作，因此不按鍵時發(fā)射機不工作，因此功耗小功耗小。 當附近有鄰近頻率的電臺發(fā)射時，容易造成強干擾。當附近有鄰近頻率的電臺發(fā)射時，容易造成強干擾。 只適用于組建簡單和甚小容量的通信網(wǎng)；只適用于組建簡單和甚小容量的通信網(wǎng)； 當有兩個以上移動臺同時發(fā)射時就會出現(xiàn)同頻干擾；當有兩個以上移動臺同時發(fā)射時就會出現(xiàn)同頻干擾；單工通信單工通信162022-5-5第第1 1章章 概述概述

12、f1終端終端2 2f2終端終端2 2終端終端1 1終端終端1 1是指通信的雙方，收發(fā)信機均同時工作，即任一方在發(fā)是指通信的雙方，收發(fā)信機均同時工作，即任一方在發(fā)話的同時，也能收聽到對方的話音。話的同時，也能收聽到對方的話音。二二. . 雙工通信雙工通信頻分雙工（頻分雙工（FDDFDD）1.1.定義定義2.2.分類分類t終端終端1 1終端終端3 3終端終端1 1終端終端2 2終端終端2 2終端終端4 4時分雙工（時分雙工（TDDTDD）1.2.4 移動通信的工作方式移動通信的工作方式172022-5-5第第1 1章章 概述概述 3.3.頻分雙工原理圖頻分雙工原理圖TARTBRf1f2f2f1天線

13、共用器送話器受話器發(fā)射機接收機圖圖1-3 頻分雙工通信頻分雙工通信 雙工通信雙工通信182022-5-5第第1 1章章 概述概述 雙工制雙工制：通信的雙方，收發(fā)信機均同時工作，即任一方在發(fā)話的同時，也能收聽到對方的話音，無需按無需按PTT開關(guān)開關(guān)，類同于平時打市話，使用自然，操作方便。分為同頻雙工和異頻雙工。異頻雙工制的優(yōu)點異頻雙工制的優(yōu)點：收發(fā)頻率分開可大大減小干擾；用戶使用方便。異頻雙工制的缺點異頻雙工制的缺點：移動臺在通話過程中總是處于發(fā)射狀態(tài)，因此功耗大； 移動臺之間通話需占用兩個頻道移動臺之間通話需占用兩個頻道；設(shè)備較復(fù)雜，價格較貴。在無中心臺轉(zhuǎn)發(fā)的情況下，異頻雙工電臺需配對使用，

14、否則通信雙方無法通話。 同頻雙工采用時分雙工(TDD)技術(shù)，是近年來發(fā)展起來的新技術(shù)。第第1 1章章 概述概述 TDD對同步要求嚴格。對同步要求嚴格。PHS,TD-SCDMA均采用了均采用了TDD技術(shù)。技術(shù)。TDD具有以下三個顯著特點：具有以下三個顯著特點： 省去雙工器；省去雙工器； 可使用不對稱頻率，頻率利用率提高；可使用不對稱頻率，頻率利用率提高； 上、下行時隙靈活分配；上、下行時隙靈活分配；第第1 1章章 概述概述 移動臺采用類似單工的移動臺采用類似單工的“按講按講”方式，即按下按講開關(guān)，方式，即按下按講開關(guān)，發(fā)射機才工作，而接收機總是工作的?；竟ぷ髑闆r與雙發(fā)射機才工作，而接收機總是工

15、作的?；竟ぷ髑闆r與雙工方式完全相同。工方式完全相同。三三. . 半雙工通信半雙工通信 全雙工全雙工+PTT+PTT1.1.定義定義TARTBRf1f2f2f1天 線 共 用 器送 話 器受 話 器發(fā) 射 機接 收 機2.2.原理圖原理圖圖圖1-4 半雙工通信半雙工通信 212022-5-5第第1 1章章 概述概述 3.3.特點特點優(yōu)點是：優(yōu)點是： 移動臺設(shè)備簡單，價格低，移動臺設(shè)備簡單，價格低， 耗電少；耗電少； 收發(fā)采用不同頻率，提高了頻譜利用率；收發(fā)采用不同頻率，提高了頻譜利用率； 移動臺受鄰近電臺干擾小。移動臺受鄰近電臺干擾小。缺點是：缺點是：移動臺仍需按鍵發(fā)話，移動臺仍需按鍵發(fā)話，

16、松鍵受話，松鍵受話， 使用不方便。使用不方便。 由于收發(fā)使用不同的頻率，同一部電臺的收發(fā)信機可以交由于收發(fā)使用不同的頻率，同一部電臺的收發(fā)信機可以交替工作，也可以收常開，只控制發(fā)，即按下替工作，也可以收常開，只控制發(fā)，即按下PTTPTT發(fā)射。在發(fā)射。在中心臺轉(zhuǎn)發(fā)的系統(tǒng)中，中心臺轉(zhuǎn)發(fā)的系統(tǒng)中， 移動臺必須使用該方式。移動臺必須使用該方式。 半雙工通信半雙工通信222022-5-5第第1 1章章 概述概述 圖圖 1-3 雙工通信方式雙工通信方式 第第1 1章章 概述概述 1.3 移動通信系統(tǒng)的組成移動通信系統(tǒng)的組成移動通信系統(tǒng)按其經(jīng)營方式或用戶性質(zhì)可分為專用移動通信系統(tǒng)（專網(wǎng)）和公共移動通信系統(tǒng)（

17、公網(wǎng)）。專網(wǎng)的最大功能要求是調(diào)度。集群集群（Trunking）移動通信是傳統(tǒng)的專用無線調(diào)度系統(tǒng)的高級發(fā)展階段，是專用移動通信的發(fā)展方向。專用移動通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與公共移動通信系統(tǒng)越來越相像。數(shù)字集群移動通信系統(tǒng)，其本身就是在數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)上加上了調(diào)度功能。 第第1 1章章 概述概述 集群通信系統(tǒng)概念集群通信系統(tǒng)概念 集群通信系統(tǒng)可以定義為系統(tǒng)所具有的可用信道可為集群通信系統(tǒng)可以定義為系統(tǒng)所具有的可用信道可為系統(tǒng)的全體用戶共用，具有自動選擇信道功能，是一種系統(tǒng)的全體用戶共用，具有自動選擇信道功能，是一種共享資源、分擔費用、共用信道設(shè)備及服務(wù)的多用途、共享資源、分擔費用、共用信道設(shè)備及服務(wù)的多

18、用途、高效能的無線調(diào)度通信系統(tǒng)。高效能的無線調(diào)度通信系統(tǒng)。 主要面向各專業(yè)部門如公安、鐵道、水利、軍隊等，主要面向各專業(yè)部門如公安、鐵道、水利、軍隊等，以各專業(yè)部門用戶為服務(wù)對象。在搶險救災(zāi)、處理各種以各專業(yè)部門用戶為服務(wù)對象。在搶險救災(zāi)、處理各種突發(fā)事件等場景可以及時準確的調(diào)度指揮通信。突發(fā)事件等場景可以及時準確的調(diào)度指揮通信。可以提供單呼、組呼、廣播呼叫、短信息等業(yè)務(wù)。用可以提供單呼、組呼、廣播呼叫、短信息等業(yè)務(wù)。用戶之間存在一定的關(guān)系和不同的呼叫級別。戶之間存在一定的關(guān)系和不同的呼叫級別。 252022-5-5第第1 1章章 概述概述 集群系統(tǒng)的組成集群系統(tǒng)的組成 集群系統(tǒng)一般由終端設(shè)備

19、、基站、調(diào)度臺和控制中集群系統(tǒng)一般由終端設(shè)備、基站、調(diào)度臺和控制中心等組成。心等組成。 圖圖1-7 集群移動通信系統(tǒng)示意圖集群移動通信系統(tǒng)示意圖 262022-5-5第第1 1章章 概述概述 蜂窩移動通信系統(tǒng)的基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1-4所示。一個交換區(qū)由一個移動交換中心MSC（Mobile Service Switching Centre）、一個或若干個歸屬位置寄存器HLR（Home Location Register）和訪問者位置寄存器VLR（Visitor Location Register)（有時幾個MSC合用一個VLR）、 設(shè)備識別寄存器EIR（Equipment Identity Reg

20、ister）、鑒權(quán)中心AuC（Authentication Centre）、操作維護中心OMC（Operation and Maintenance Centre）、基站BS（Base Station）和移動臺MS（MobileStation）等功能實體組成。 第第1 1章章 概述概述 圖圖1 - 4 蜂窩移動通信系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)蜂窩移動通信系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 第第1 1章章 概述概述 MSC對位于其服務(wù)區(qū)內(nèi)的MS進行交換和控制，同時提供移動網(wǎng)與固定公眾電信網(wǎng)的接口。MSC是移動網(wǎng)的核心。作為交換設(shè)備，MSC具有完成呼叫接續(xù)與控制的功能，這點與固定網(wǎng)交換中心相同。作為移動交換中心，MSC又具有無線資源

21、管理和移動性管理等功能，例如移動臺位置登記與更新、越區(qū)切換等。為了建立從固定網(wǎng)至某個移動臺的呼叫路由，固定網(wǎng)就近進入關(guān)口MSC（GMSC），由該GMSC查詢有關(guān)的HLR，并建立至移動臺當前所屬的MSC的呼叫路由。 第第1 1章章 概述概述 HLR是用于移動用戶管理的數(shù)據(jù)庫。每個移動用戶必須在某個HLR中登記注冊。HLR所存儲的用戶信息分為兩類：一類是有關(guān)用戶參數(shù)的信息，例如用戶類別，向用戶所提供的服務(wù)，用戶的各種號碼、識別碼以及用戶的保密參數(shù)等；另一類是有關(guān)用戶當前位置的信息，例如移動臺漫游號碼、VLR地址等，用于建立至移動臺的呼叫路由。 第第1 1章章 概述概述 VLR是存儲用戶位置信息的動

22、態(tài)數(shù)據(jù)庫。當漫游用戶進入某個MSC區(qū)域時，必須向該MSC相關(guān)的VLR登記，并被分配一個移動用戶漫游號（MSRN），在VLR中建立該用戶的有關(guān)信息，其中包括移動用戶識別碼（MSI）、移動用戶漫游號（MSRN），所在位置區(qū)的標志以及向用戶提供的服務(wù)等參數(shù)，這些信息是從相應(yīng)的HLR中傳遞過來的。MSC在處理入網(wǎng)、出網(wǎng)呼叫時需要查詢VLR中的有關(guān)信息。一個VLR可以負責一個或若干個MSC區(qū)域。EIR是存儲有關(guān)移動臺設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)庫。EIR實現(xiàn)對移動設(shè)備的識別、監(jiān)視、閉鎖等功能。 第第1 1章章 概述概述 1.4 移動通信系統(tǒng)的頻段使用移動通信系統(tǒng)的頻段使用 早期的移動通信主要使用VHF和UHF頻段，

23、其主要原因有以下三點： (1) VHF/UHF頻段較適合移動通信。 (2) 天線較短， 便于攜帶和移動。 (3) 抗干擾能力強。 目前，大容量移動通信系統(tǒng)均使用800 MHz頻段(CDMA)， 900 MHz頻段(AMPS、TACS、GSM)，并開始使用1800 MHz頻段(GSM1800/DCS1800)， 該頻段用于微蜂窩(Microcell)系統(tǒng)。 第第1 1章章 概述概述 原郵電部規(guī)定原郵電部規(guī)定第第1 1章章 概述概述 第三代移動通信系統(tǒng)主要工作在第三代移動通信系統(tǒng)主要工作在2000 MHz頻段上，世界各頻段上，世界各國和地區(qū)頻率分配的方式各不相同國和地區(qū)頻率分配的方式各不相同。第第

24、1 1章章 概述概述 1.5 多多 址址 方方 式式 1.5.1 移動通信系統(tǒng)中的多址方式移動通信系統(tǒng)中的多址方式 （1）FDMA。北美的AMPS和英國的TACS。在我國AMPS和TACS這兩種制式都有應(yīng)用，但TACS占絕大多數(shù)。所謂FDMA，就是在頻域中一個相對窄帶信道里，信號功率被集中起來傳輸，不同信號被分配到不同頻率的信道里，發(fā)往和來自鄰近信道的干擾用帶通濾波器限制，這樣在規(guī)定的窄帶里只能通過有用信號的能量，而任何其他頻率的信號被排斥在外。模擬的FM蜂窩系統(tǒng)都采用了FDMA。 第第1 1章章 概述概述 （2）TDMA。北美的DAMPS和歐洲的GSM，在我國這兩種制式也都有應(yīng)用，但GSM占

25、絕大多數(shù)。所謂TDMA，就是一個信道由一連串周期性的時隙構(gòu)成。不同信號的能量被分配到不同的時隙里，利用定時選通來限制鄰近信道的干擾，從而只讓在規(guī)定時隙中有用的信號能量通過。實際上，現(xiàn)在使用的TDMA蜂窩系統(tǒng)都是FDMA和TDMA的組合，如美國TIA建議的DAMPS數(shù)字蜂窩系統(tǒng)就是先使用了30 kHz的頻分信道，再把它分成6個時隙進行TDMA傳輸。 第第1 1章章 概述概述 （3）CDMA。北美的IS-95 CDMA系統(tǒng)。所謂CDMA，就是每一個信號被分配一個偽隨機二進制序列進行擴頻，不同信號的能量被分配到不同的偽隨機序列里。在接收機里，信號用相關(guān)器相關(guān)器加以分離，這種相關(guān)器只接收選定的二進制序

26、列并壓縮其頻譜，凡不符合該用戶二進制序列的信號，其帶寬就不被壓縮。結(jié)果只有有用信號的信息才被識別和提取出來。 第第1 1章章 概述概述 （4）SDMA。一種較新的多址技術(shù)，在由中國提出的第三代移動通信（3G）標準TD-SCDMA中就應(yīng)用了SDMA技術(shù)。SDMA實現(xiàn)的核心技術(shù)是智能天線智能天線，理想情況下它要求天線給每個用戶分配一個點波束，這樣根據(jù)用戶的空間位置就可以區(qū)分每個用戶的無線信號。換句話說，處于不同位置的用戶可以在同一時間使用同一頻率和同一碼型，而不會相互干擾。實際上，SDMA通常都不是獨立使用的，而是與其他多址方式(如FDMA、TDMA和CDMA等)結(jié)合使用。對于處于同一波束內(nèi)的不同

27、用戶再用這些多址方式加以區(qū)分。 第第1 1章章 概述概述 SDMA的優(yōu)勢是明顯的：可以提高天線增益提高天線增益，使得功率控制更加合理有效，顯著地提升了系統(tǒng)容量；此外，一方面可以削削弱來自外界的干擾弱來自外界的干擾，另一方面還可以降低對其他電子系統(tǒng)的降低對其他電子系統(tǒng)的干擾干擾。SDMA實現(xiàn)的關(guān)鍵是智能天線技術(shù)，這也正是當前應(yīng)用SDMA的難點。特別是對于移動用戶，由于移動無線信道的復(fù)雜性，使得智能天線中關(guān)于多用戶信號的動態(tài)捕獲、識別與跟蹤以及信道的辨識等算法極為復(fù)雜，從而對DSP（數(shù)字信號處理）提出了極高的要求，對于當前的技術(shù)水平是個嚴峻的挑戰(zhàn)。第第1 1章章 概述概述 圖1-5多址方式示意圖（

28、a）FDMA的頻段劃分方法；(b)TDMA示意圖；(c)FHCDMA和DSCDMA示意圖；(d)空分多址示意圖 第第1 1章章 概述概述 1.5.2 移動通信系統(tǒng)中不同多址方式的頻譜效率移動通信系統(tǒng)中不同多址方式的頻譜效率 FDMA蜂窩系統(tǒng)，頻譜效率取決于每赫茲帶寬信息比特率和頻率復(fù)用系數(shù)。頻率復(fù)用系數(shù)是表示相同頻率是如何被復(fù)用的數(shù)目。例如，美國模擬蜂窩系統(tǒng)AMPS將分配的頻譜分成30 kHz帶寬的許多信道，并使用窄帶FM調(diào)制，調(diào)制效率為每30 kHz一條話路。而AMPS載干比（C/I）需要18 dB或更高。根據(jù)推算和經(jīng)驗表明，需要頻率復(fù)用系數(shù)為1/7。因此，每個小區(qū)中必須占用210 kHz的

29、頻譜才有一條話路。第第1 1章章 概述概述 TDMA頻譜效率的計算基本上和FDMA相同。例如，對于DAMPS， 每個小區(qū)必須占用70 kHz的頻譜才有一條話路。換句話說，它的容量是模擬AMPS的三倍。同樣可以算出，GSM的系統(tǒng)容量約是模擬TACS的兩倍。 第第1 1章章 概述概述 決定CDMA系統(tǒng)容量的主要參數(shù)有處理增益、所需的Eb/N0值、話音激活系數(shù)、 頻率復(fù)用效率和扇區(qū)數(shù)目等。還要受具體的地理環(huán)境、背景噪聲和外部干擾等條件的影響。所以，在CDMA中，每條話路所需占用的頻譜寬度是不確定的。通過試驗和理論計算，IS-95CDMA的容量可達到AMPS的8至10倍，即每個小區(qū)中只占用20kHz的

30、頻譜就可有一條話路。目前的CDMA蜂窩系統(tǒng)實際上也都是FDMA和CDMA的組合。頻率復(fù)用系數(shù)約為2/3，CDMA系統(tǒng)的高容量很大一部分因素是由于它的頻率復(fù)用系數(shù)遠遠超過其他制式的蜂窩系統(tǒng)，另外一個主要因素是它使用了話音激活技術(shù)。 第第1 1章章 概述概述 1.6 其他常用技術(shù)其他常用技術(shù)移動通信系統(tǒng)需要利用信號處理技術(shù)來改進惡劣無線電傳播環(huán)境中的鏈路性能。均衡、分集和信道編碼這三種技術(shù)，可以用來改進小尺度時間、空間中接收信號的質(zhì)量和鏈路性能。它們既可以單獨使用，又可以組合使用。均衡技術(shù)均衡技術(shù)可以補償時分信道中由于多徑效應(yīng)產(chǎn)生的符號間干擾（ISI）。如果調(diào)制帶寬超過了無線信道的相干帶寬，將會產(chǎn)

31、生符號間干擾，并且調(diào)制脈沖將會產(chǎn)生時域擴展，從而進入相鄰符號。而接收機的均衡器可對信道中的幅度和延遲進行補償。由于無線信道的未知性和時變性，因此均衡器需要是自適應(yīng)的。 第第1 1章章 概述概述 分集技術(shù)分集技術(shù)是另外一種用來補償信道衰落的技術(shù)，它通常使用兩個或多個接收天線來實現(xiàn)。演進中的3G通用空中接口也利用了發(fā)射分集技術(shù)，基站通過空間分開的天線或頻率發(fā)送多份信號的副本。同均衡器一樣，分集技術(shù)改善了無線通信鏈路的質(zhì)量，而且不用改變通用空中接口或者增加發(fā)射功率或者帶寬。信道編碼技術(shù)信道編碼技術(shù)通過在發(fā)送的消息中加入冗余數(shù)據(jù)位的方式來在一定程度上提高鏈路性能。 第第1 1章章 概述概述 1.6.1

32、1.6.1均衡技術(shù)均衡技術(shù) 非線性信道非線性信道-線性信道線性信道在帶寬受限（頻率選擇性的）且時間擴散的信道中，由于多徑影響而導(dǎo)致的符號間干擾會使被傳輸?shù)男盘柈a(chǎn)生失真，因而在接收機中產(chǎn)生誤碼。符號間干擾被認為是在無線信道中傳輸高速率數(shù)據(jù)時的主要障礙，而均衡正是克服符號間干擾的一種技術(shù)。由于移動衰落信道具有隨機性和時變性，要求均衡器必須能夠?qū)崟r地跟蹤移動通信信道的時變特性，因此這種均衡器又稱為自適應(yīng)均衡器。 第第1 1章章 概述概述 自適應(yīng)均衡器一般包括兩種工作模式，即訓(xùn)練模式和跟蹤模式。工作過程如下：發(fā)射機發(fā)射一個已知的、定長的訓(xùn)練序列，以便接收機中的均衡器可以調(diào)整到恰當?shù)脑O(shè)計，使BER最小。

33、典型的訓(xùn)練序列是一個二進制的偽隨機信號或是一串預(yù)先指定的數(shù)據(jù)比特，而緊跟在訓(xùn)練序列之后被傳送的是用戶數(shù)據(jù)。接收機中的自適應(yīng)均衡器將通過遞歸算法來評估信道特性，并且修正濾波器系數(shù)，以對多徑造成的失真做出補償。自適應(yīng)濾波器將不斷改變其濾波特性。當均衡器得到很好的訓(xùn)練后，就說它已經(jīng)收斂。第第1 1章章 概述概述 均衡器需要周期性地做重復(fù)訓(xùn)練。均衡器通常用于數(shù)字通信系統(tǒng)中。時分多址（TDMA）無線通信系統(tǒng)特別適合于使用均衡器。TDMA系統(tǒng)在長度固定的時間段中傳送數(shù)據(jù)，并且訓(xùn)練序列通常在一個分組的開始被傳送。第第1 1章章 概述概述 1.6.21.6.2分集技術(shù)分集技術(shù)分集的概念：如果一條無線傳播路徑中

34、的信號經(jīng)歷了深度衰落，那么另一條相對獨立的路徑中可能包含著較強的信號。因此，接收機可以在多徑信號中選擇兩個或兩個以上的信號進行合并，使得接收機中的瞬時信噪比和平均信噪比都有所提高，并且通常可以提高2030dB。分集技術(shù)是通過尋找無線傳播環(huán)境中的獨立（或至少是高度不相關(guān)的）多徑信號來實現(xiàn)的。 第第1 1章章 概述概述 分集方案分為兩種：一種稱為“宏觀分集方案”；另一種稱為“微觀分集方案”。宏觀分集方案用于合并兩個或多個長時限對數(shù)正態(tài)信號，這些信號是經(jīng)獨立的衰落路徑接收來自不同基站不同基站站址上的兩個或多個不同天線發(fā)射的信號，顯然，只要在各方向上的信號傳播不是同時受到陰影陰影效應(yīng)或地形地貌的影響，

35、這種方法能有效保持通信不會中斷。微觀分集方案用于合并兩個或多個短時限瑞利瑞利信號，這些信號都是在同一個接收基站上，經(jīng)獨立的衰落路徑接收來自兩個或多個不同天線發(fā)射的信號。 第第1 1章章 概述概述 常用的分集包括：空間分集、頻率分集、時間分集、極化分集。空間分集空間分集，也稱為天線分集，也稱為天線分集，要想從不同的天線上獲得非相關(guān)的接收信號，就要求天線間的間隔距離等于或大于半個波長。在基站的設(shè)計中，在每個小區(qū)的中心，都裝備了多個基站接收天線多個基站接收天線。但是由于移動臺接近地面，容易產(chǎn)生嚴重的信號散射現(xiàn)象，因此基站處的分集天線之間必須相隔很遠（通常是波長的幾十倍波長的幾十倍），才能實現(xiàn)信號的非

36、相關(guān)?？臻g分集既可用于基站，也可用于移動臺，還可同時用于兩者。目前，已有雙天線手機面世。第第1 1章章 概述概述 頻率分集頻率分集在多于一個的載頻上傳送信號。其工作原理是，在信道相干帶寬之外的頻率是不相關(guān)的，并且不會出現(xiàn)同樣的衰落。在理論上，不相關(guān)信道產(chǎn)生同樣衰落的概率是各自產(chǎn)生衰落概率的乘積。時間分集時間分集是指以超過信道相干時間的時間間隔重復(fù)發(fā)送信號，以便讓再次收到的信號具有獨立的衰落環(huán)境，從而產(chǎn)生分集效果。目前，時間分集技術(shù)已經(jīng)大量地用于擴頻CDMA的RAKE接收機中，由多徑信道提供傳輸冗余信息。第第1 1章章 概述概述 極化分集極化分集利用了空中的水平極化和垂直極化路徑不相關(guān)的這一特性

37、。由于在傳輸中進行了多次反射，使得信號在不同的極化方向上是不相關(guān)的。將極化天線用于多徑環(huán)境中，當傳輸路徑中有障礙物時，極化分集可以驚人地減少多徑時延擴展，而不會明顯地降低功率。在宏觀分集中，選用選擇分集合并是有效的。這樣，可以減少長時限衰落。選擇性分集合并是在兩個或者多個信號中進行選擇，而不是對信號進行合并。對于短時限衰落的微觀分集，原則是通過分集方案獲得相等平均功率的大量信號，其相應(yīng)的分集合并方法包括選擇性合選擇性合并，最大比值合并和等增益合并。并，最大比值合并和等增益合并。這些線性分集合并方法包含了多個接收信號簡單的加權(quán)線性和。 第第1 1章章 概述概述 1.6.31.6.3信道編碼技術(shù)信

38、道編碼技術(shù)信道編碼通過在傳輸數(shù)據(jù)中引入冗余來避免數(shù)字數(shù)據(jù)在傳輸過程中出現(xiàn)差錯。用于檢測差錯的信道編碼稱為檢錯編碼，而既可檢錯又可糾錯的信道編碼稱為糾錯編碼。糾錯和檢錯技術(shù)的基本目的是通過在無線鏈路的數(shù)據(jù)傳輸中引入冗余來改進信道的質(zhì)量。信道編碼器把源信息變成編碼序列，使其可用于信道傳輸，這就是它處理數(shù)字信息源的方法。檢錯碼和糾錯碼有三種基本類型：分組碼、卷積碼和Turbo碼。第第1 1章章 概述概述 分組碼是一種前向糾錯（FEC）編碼。它是一種不需要重復(fù)發(fā)送就可以檢出并糾正有限個錯誤的編碼。在分組碼中，校驗位被加到信息位之后，以形成新的碼字（或碼組）。卷積碼與分組碼有根本的區(qū)別，它不是把信息序列

39、分組后再進行單獨編碼，而是由連續(xù)輸入的信息序列得到連續(xù)輸出的已編碼序列。已經(jīng)證明，在同樣的復(fù)雜度下，卷積碼可以比分組碼獲得更大的編碼增益。卷積碼是在信息序列通過有限狀態(tài)移位寄存器的過程中產(chǎn)生的。第第1 1章章 概述概述 1.7 移動通信系統(tǒng)的發(fā)展史移動通信系統(tǒng)的發(fā)展史 移動通信的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下幾個發(fā)展階段：20世紀2030年代：警車無線電調(diào)度電話（AM調(diào)幅），使用頻率為2 MHz。20世紀4050年代：人工接續(xù)的移動電話（FM調(diào)頻），單工工作方式，頻段為150 MHz及450 MHz。1947年Bell實驗室提出了蜂窩的概念。20世紀60年代：自動撥號移動電話，全雙工工作方式，使用頻段為1

40、50 MHz及450 MHz。1964年美國開始研究更先進的移動電話系統(tǒng)（IMTS）。 第第1 1章章 概述概述 20世紀7080年代：AMPS、TACS分別在美國、英國投入使用。 使用頻段為800/900 MHz（早期曾使用450 MHz），全自動撥號，全雙工工作，具有越區(qū)頻道轉(zhuǎn)換，自動漫游通信功能。頻譜利用率、系統(tǒng)容量和話音質(zhì)量都有明顯的提高。 20世紀90年代：GSM數(shù)字移動通信系統(tǒng)和窄帶CDMA（IS-95A）數(shù)字移動通信系統(tǒng)及衛(wèi)星移動通信投入使用。 第第1 1章章 概述概述 21世紀初：基于窄帶IS-95 CDMA技術(shù)的寬帶CDMA技術(shù)的cdma2000、基于日本無線工業(yè)廣播協(xié)會（A

41、RIB）支持的純W-CDMA和歐洲電信標準協(xié)會（ETSI）制定的UTRA 兩個獨立建議的W-CDMA、由我國提出的時分同步CDMA（TD-SCDMA）等第三代（3G）系統(tǒng)（IMT-2000）陸續(xù)開始投入使用或建立試驗網(wǎng)。其中，第三代（3G）系統(tǒng)使用頻段為18852025 MHz， 21102200 MHz，全球統(tǒng)一標準。 在使用的150 MHz、450 MHz、900 MHz三個頻段的具體收發(fā)頻率間隔分別為: 150 MHz的收發(fā)頻率間隔為5.7 MHz；450 MHz 的收發(fā)頻率間隔為10 MHz；900 MHz的收發(fā)頻率間隔為45 MHz。 第第1 1章章 概述概述 20世紀80年代發(fā)展起

42、來的模擬蜂窩移動電話系統(tǒng)，人們把它稱為第一代移動通信系統(tǒng)第一代移動通信系統(tǒng)。其主要技術(shù)是模擬調(diào)頻、頻分多址， 主要業(yè)務(wù)是電話。代表這一系統(tǒng)的有美國的AMPS，英國的TACS，北歐的NMT-900及日本HCNTS等。模擬系統(tǒng)的主要缺點是：頻譜利用率低，不能與ISDN兼容，保密性差，以及移動終端要進一步實現(xiàn)小型化、低功耗、低價格的難度都較大。 第第1 1章章 概述概述 表表1-1 AMPS制式與制式與TACS制式的主要差別制式的主要差別 第第1 1章章 概述概述 碼分多址（CDMA）數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)。與其他蜂窩系統(tǒng)比較，它具有以下優(yōu)點： （1） 系統(tǒng)容量大：為GSM的5.6倍，TACS的11.

43、2倍； （2） 抗衰落能力及抗干擾性能強； （3） 話音質(zhì)量高； （4） 保密性及安全性優(yōu)于GSM系統(tǒng)； （5） 移動臺發(fā)射功率低（約10 mW）； （6） 具有軟切換和軟容量特性； （7） 頻率復(fù)用模式可達到1。 本區(qū)和鄰區(qū)可共用同一頻道， 因而不需要頻率動態(tài)分配； （8） 可實現(xiàn)寬帶數(shù)據(jù)傳輸。 第第1 1章章 概述概述 表表1 - 2 低功率系統(tǒng)的主要參數(shù)低功率系統(tǒng)的主要參數(shù) 第第1 1章章 概述概述 表表1 3 數(shù)字蜂窩系統(tǒng)的主要參數(shù)數(shù)字蜂窩系統(tǒng)的主要參數(shù) 第第1 1章章 概述概述 1.7.21.7.2從從2G2G向向3G3G發(fā)展發(fā)展1.1.移動用戶數(shù)發(fā)展的必然趨勢移動用戶數(shù)發(fā)展的必然趨

44、勢移動通信所賴以生存的無線電頻率是一種寶貴的資源，頻譜資源是有限的，但隨著移動通信的飛速發(fā)展，用戶數(shù)量的急劇增加，有限的資源被“無限”地利用，矛盾越來越尖銳。而由于采用了CDMA技術(shù)，相對于來說可以提供更大的系統(tǒng)容量，有效緩解急劇增長的用戶數(shù)量和有限的頻率資源之間的矛盾。從這個角度分析，的無線技術(shù)必將被所取代。 第第1 1章章 概述概述 2.2.移動業(yè)務(wù)發(fā)展的必然趨勢移動業(yè)務(wù)發(fā)展的必然趨勢分組交換、ATM、IP等各種技術(shù)的融合已經(jīng)成為移動通信的發(fā)展趨勢，而且移動通信和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合也越來越緊密。同時，信息技術(shù)的發(fā)展和用戶的多樣化、個性化需求要求移動通信系統(tǒng)提供更豐富、更個性化的業(yè)務(wù)，如圖像、話

45、音與數(shù)據(jù)相結(jié)合的多媒體業(yè)務(wù)和高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。2G系統(tǒng)主要為用戶提供話音業(yè)務(wù)和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，QoS能力有限，無法滿足用戶多媒體、電子商務(wù)、移動上網(wǎng)等多種新興通信的要求。而3G能夠達到高速車載環(huán)境下384kb/s、低速或靜止狀態(tài)下2Mb/s及以上的速率，因此可提供多樣化、個性化業(yè)務(wù)，并向多媒體化、智能化、分組化方向發(fā)展。 第第1 1章章 概述概述 3.3.運營商發(fā)展的必然趨勢運營商發(fā)展的必然趨勢由于話音業(yè)務(wù)的利潤空間日益縮小，要提高，還需要開展豐富的差異化競爭業(yè)務(wù)。因為直接將業(yè)務(wù)本身標準化，所以同一種業(yè)務(wù)就只有一種標準實現(xiàn)方式，不利于第三方的快速引入和業(yè)務(wù)生成，生成新業(yè)務(wù)比較困難，無法充分滿足用戶多

46、樣化、個性化的業(yè)務(wù)需求。在中，某個特定業(yè)務(wù)可以抽象為多個業(yè)務(wù)能力特征的集合，每個業(yè)務(wù)能力特征可以根據(jù)承載網(wǎng)絡(luò)的不同而由不同的業(yè)務(wù)能力具體實現(xiàn)，這表現(xiàn)了業(yè)務(wù)生成的多樣化和靈活性。運營商只有充分利用平臺來開展差異化競爭，才能在未來的激烈競爭中生存發(fā)展。 第第1 1章章 概述概述 IMT-2000的系統(tǒng)特性如下：(1)采用1.82.2GHz頻帶的數(shù)字系統(tǒng)。(2)在多種無線環(huán)境（蜂窩系統(tǒng)、無繩系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)和固定的無線系統(tǒng)環(huán)境）下工作。(3)使用多模式終端，提供漫游能力。(4)提供廣泛的電信業(yè)務(wù)。(5)具有與固定網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)可比的高質(zhì)量和完整性。(6)具有國際漫游和系統(tǒng)內(nèi)部越區(qū)切換的能力。(7)使用智能網(wǎng)

47、（IN）技術(shù)進行移動性管理和業(yè)務(wù)控制。(8)具有高水平的安全和保密能力。(9)具有靈活開放的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 第第1 1章章 概述概述 無線傳輸技術(shù)（RTT）是第三代移動通信系統(tǒng)的重要組成部分。無線傳輸技術(shù)主要包括多址技術(shù)、調(diào)制技術(shù)、信道編碼與交織、雙工技術(shù)、物理信道結(jié)構(gòu)和復(fù)用、幀結(jié)構(gòu)、RF信道參數(shù)等。10個組織向ITU提交了候選RTT方案，如表1-4所示。特別值得一提的是，信息產(chǎn)業(yè)部電信科學(xué)技術(shù)研究院（CATT）代表中國也提交了自己的候選方案(TD-SCDMA)。 第第1 1章章 概述概述 表表1-4正式向正式向ITU提交的候選提交的候選RTT方案方案 序號 提交者 候選 RTT 方案 1 日本

48、ARIB W-CDMA 2 歐洲 ESA SW-CDMA&SW-CTDMA 3 ICO ICO RTT 4 中國 CATT TD-SCDMA 5 韓國 TTA Global CDMA &,&Satellite RTT 6 歐洲 ETSI_DECT EP-DECT 7 歐洲 ETSI_UTRA UTRA 8 美國 TIA TR45.3（UWC-136） TR45.5（cdma2000） & TR46.1（WIMS W-CDMA） 9 美國 T1P1-ATIS W-CDMA N/A 10 INMARSAT Horizons 第第1 1章章 概述概述 1.7.31.7

49、.3我國的移動通信發(fā)展歷程我國的移動通信發(fā)展歷程我國移動通信是從軍事移動通信(即戰(zhàn)術(shù)通信)起步的。民用移動通信發(fā)展較晚，最初階段大致可分為早期、74系列、80系列三個階段，20世紀50年代末到70年代中主要用于公安、郵電、交通、漁業(yè)等少數(shù)部門作專網(wǎng)用，1974年才開放了四個民用波段，制定了通用技術(shù)條件，開始研制頻道間隔為50kHz和100kHz的74系列產(chǎn)品。1980年制定了頻道間隔為25kHz的性能指標、測試方法和環(huán)境要求等部頒標準，開展了80系列設(shè)備的研制。 第第1 1章章 概述概述 我國公眾移動通信起步于20世紀80年代，1987年在廣州、上海率先采用900MHzTACS標準的模擬蜂窩移

50、動通信系統(tǒng),開通了蜂窩移動通信業(yè)務(wù)。至1996年已基本建成一個覆蓋全國(除臺灣省以外)31個省、直轄市、自治區(qū)大部分地市縣和部分重要縣鎮(zhèn)的全國移動通信網(wǎng)。該網(wǎng)采用的設(shè)備主要由摩托羅拉系統(tǒng)(稱A網(wǎng))和愛立信系統(tǒng)(稱B網(wǎng))組成。隨著數(shù)字移動通信系統(tǒng)的發(fā)展與普及，模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)于2000年起開始封網(wǎng)，并逐步退出中國電信發(fā)展的歷史舞臺，將頻段讓給數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)。第第1 1章章 概述概述 1994年4月，中國聯(lián)合通信有限公司（簡稱“中國聯(lián)通”）的成立打破了郵電“一統(tǒng)天下”的局面。中國聯(lián)通決定采用技術(shù)先進、設(shè)備成熟、具有國際自動漫游功能的GSM數(shù)字移動通信技術(shù),組建全國第二個公眾移動通信網(wǎng)。1

51、994年9月，中國電信也采用GSM數(shù)字移動通信技術(shù),組建了中國電信全國公眾數(shù)字移動通信網(wǎng)。第第1 1章章 概述概述 CDMA數(shù)字蜂窩試驗網(wǎng)率先由長城電信在北京、上海、廣州、西安四大城市建成并開通，使用效果不錯。1999年4月，信息產(chǎn)業(yè)部確定由中國聯(lián)通在全國范圍經(jīng)營CDMA數(shù)字蜂窩系統(tǒng)。1999年11月，芬蘭赫爾辛基ITU第18次會議上，TD-SCDMA進入ITUTG8/1文件IMT-RSPC的最終稿，成為ITU/3G候選方案。2000年5月5日，土耳其伊斯坦布爾無線電大會上，TD-SCDMA正式被ITU接納成為IMT2000標準之一，這是百年來中國電信發(fā)展史上的重大突破。第第1 1章章 概述概

52、述 1.8第四代移動通信（第四代移動通信（4G）標準及現(xiàn)狀）標準及現(xiàn)狀 1.8.1 1.8.1 第四代移動通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)第四代移動通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)1 1）新的調(diào)制技術(shù)）新的調(diào)制技術(shù)第四代移動通信的要求數(shù)據(jù)速率從2Mb/s提高到100Mb/s，能夠提供150Mb/s的高質(zhì)量的影像服務(wù)。在無線信道下，要如此大幅度地提高傳輸速率,如何突破頻率選擇性衰落的影響是關(guān)鍵。被4G看好的高速調(diào)制技術(shù)為多載波正交頻分復(fù)用（OFDM）調(diào)制技術(shù)。OFDM技術(shù)是一種無線環(huán)境下的高速傳輸技術(shù)。 第第1 1章章 概述概述 主要思想就是在頻域內(nèi)將給定的信道分成許多正交子信道，在每個子信道上使用一個載波進行調(diào)制，各

53、子載波并行傳輸，以獲得高速。雖然總的信道是非平坦的，即具有頻率選擇性，但是每個子信道是相對平坦的，并且在每個子信道上進行的是窄帶傳輸，即信號帶寬小于信道的相應(yīng)帶寬，因此就可以大大消除信號波形間的干擾。OFDM技術(shù)的最大優(yōu)點是能對抗頻率選擇性衰落或窄帶干擾，并由于子信道的頻譜是可以相互交疊的，因而頻率利用率高。 第第1 1章章 概述概述 2）軟件無線電技術(shù)3G中也采用了該技術(shù)。通過3G的開發(fā)，軟件無線電技術(shù)將進一步向前發(fā)展，也將更為成熟。它可使移動終端和基站從3G到4G的發(fā)展速度大大加快，系統(tǒng)升級變得十分便捷。 3）智能天線技術(shù)3G也采用了該技術(shù)。智能天線具有抑制干擾、信號自動跟蹤以及數(shù)字波束形

54、成等智能功能，用于移動通信，既可改善信號質(zhì)量，又能增加傳輸容量。 第第1 1章章 概述概述 4）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)4G系統(tǒng)要滿足3G不能達到的高速數(shù)據(jù)和高分辨率多媒體服務(wù)的需要，應(yīng)能與寬帶IP網(wǎng)絡(luò)、寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)（B-ISDN）和異步傳送模式（ATM）兼容，實現(xiàn)寬帶多媒體通信，形成綜合寬帶通信網(wǎng)。在處理多媒體業(yè)務(wù)時，智能無線資源管理和路由選擇是關(guān)鍵技術(shù)，無線資源管理需根據(jù)用戶的應(yīng)用類別以及QoS要求，安排與分配可用資源、前/后向鏈路的傳輸速率，并完成選路、全程質(zhì)量管理、無縫切換等。 第第1 1章章 概述概述 1.8.2 1.8.2 第四代移動通信的研發(fā)狀況第四代移動通信的研發(fā)狀況3G在全球布局后，4

55、G的路如何走一直是行業(yè)關(guān)注的熱點問題，從2005年開始，國際上3GPP和3GPP2兩個3G標準化組織就開始制訂新一輪的3G演進標準。傳統(tǒng)的WCDMA陣營的運營商和制造商都把HSDPA、HSUPA當作自己的發(fā)展方向，在這些技術(shù)進一步演進之后，LTE技術(shù)著重考慮的方面主要包括降低時延、提高用戶的數(shù)據(jù)速率、增大系統(tǒng)的容量和覆蓋范圍以及降低運營成本等。為了滿足這些要求，需要對無線接口以及無線網(wǎng)絡(luò)的體系架構(gòu)進行一些改進。第第1 1章章 概述概述 補充內(nèi)容補充內(nèi)容第第1 1章章 概述概述 現(xiàn)代移動通信技術(shù)的發(fā)展始于現(xiàn)代移動通信技術(shù)的發(fā)展始于2020世紀世紀2020年代年代, ,大致大致經(jīng)歷了五個發(fā)展階段。

56、經(jīng)歷了五個發(fā)展階段。一一 . .第一階段從第一階段從2020世紀世紀2020年代至年代至4040年代初，為移動通信年代初，為移動通信 早期發(fā)展階段。早期發(fā)展階段。特點：特點：1.1.主要應(yīng)用在專用系統(tǒng)和軍事通信領(lǐng)域。主要應(yīng)用在專用系統(tǒng)和軍事通信領(lǐng)域。2.2.使用的波段為短波波段。使用的波段為短波波段。3.3.移動通信的設(shè)備采用電子管，又大又笨重，通信效果差。移動通信的設(shè)備采用電子管，又大又笨重，通信效果差。4.4.采用人工交換和人工切換頻率的控制和接續(xù)方式。采用人工交換和人工切換頻率的控制和接續(xù)方式。其代表系統(tǒng)是其代表系統(tǒng)是19211921年美國底特律和密執(zhí)安警察廳開始使用的年美國底特律和密執(zhí)

57、安警察廳開始使用的車載無線電系統(tǒng)，該系統(tǒng)工作頻率為車載無線電系統(tǒng)，該系統(tǒng)工作頻率為2MHz2MHz。 世界移動通信的發(fā)展世界移動通信的發(fā)展802022-5-5第第1 1章章 概述概述 特點：特點： 開始運用于民用系統(tǒng)。開始運用于民用系統(tǒng)。 在頻段使用上，開始使用在頻段使用上，開始使用VHFVHF的的150MHz150MHz，到了后來又發(fā)展，到了后來又發(fā)展到到400MHz400MHz頻段。頻段。 由于晶體管的出現(xiàn)，使移動臺向小型化方面大大前進了一由于晶體管的出現(xiàn)，使移動臺向小型化方面大大前進了一步，通信效果也比以前有了明顯的好轉(zhuǎn)。步，通信效果也比以前有了明顯的好轉(zhuǎn)。1.1.從人工交換到專用自動交

58、換系統(tǒng)從人工交換到專用自動交換系統(tǒng)二二. .第二階段從第二階段從2020世紀世紀4040年代至年代至6060年代末，移動通信取年代末，移動通信取 得了進一步的發(fā)展。得了進一步的發(fā)展。美國、英國、日本、西德等國開始應(yīng)用汽車公用無線電話美國、英國、日本、西德等國開始應(yīng)用汽車公用無線電話（MTSMTS或或IMTSIMTS），如），如19461946年美國的圣路易斯城建立了世界上第年美國的圣路易斯城建立了世界上第一個公共汽車電話系統(tǒng)。一個公共汽車電話系統(tǒng)。 812022-5-5第第1 1章章 概述概述 三三. . 第三階段從第三階段從2020世紀世紀7070年代至年代至8080年代末，移動通信開年代末

59、，移動通信開始了空前的快速發(fā)展。始了空前的快速發(fā)展。 特點：特點： 開始運用于個人領(lǐng)域開始運用于個人領(lǐng)域。 在頻段使用上，使用頻段為在頻段使用上，使用頻段為800/900MHz800/900MHz。 移動設(shè)備小型化，系統(tǒng)大容量化。移動設(shè)備小型化，系統(tǒng)大容量化。1.1.集成交換系統(tǒng)集成交換系統(tǒng)這個時期的系統(tǒng)的主要技術(shù)是模擬調(diào)頻、頻分多址，以模擬方這個時期的系統(tǒng)的主要技術(shù)是模擬調(diào)頻、頻分多址，以模擬方式工作，加之以蜂窩小區(qū)進行組網(wǎng)，故稱為模擬蜂窩移動通信式工作，加之以蜂窩小區(qū)進行組網(wǎng)，故稱為模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)。其典型系統(tǒng)包括系統(tǒng)。其典型系統(tǒng)包括AMPS系統(tǒng)、系統(tǒng)、TACS系統(tǒng)和系統(tǒng)和NMT系統(tǒng)等

60、。系統(tǒng)等。 822022-5-5第第1 1章章 概述概述 四四. . 第四階段從第四階段從2020世紀世紀9090年代至年代至2020世紀末，這是數(shù)字移世紀末，這是數(shù)字移動通信系統(tǒng)發(fā)展和成熟時期。動通信系統(tǒng)發(fā)展和成熟時期。 隨著超大規(guī)模集成電路和低速率語音編碼技術(shù)的出現(xiàn)，隨著超大規(guī)模集成電路和低速率語音編碼技術(shù)的出現(xiàn)，數(shù)字通信技術(shù)表現(xiàn)出了比模擬技術(shù)更突出的優(yōu)越性，在移動數(shù)字通信技術(shù)表現(xiàn)出了比模擬技術(shù)更突出的優(yōu)越性，在移動通信領(lǐng)域也出現(xiàn)了數(shù)字技術(shù)取代模擬技術(shù)的趨勢，通信領(lǐng)域也出現(xiàn)了數(shù)字技術(shù)取代模擬技術(shù)的趨勢， 數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)是以數(shù)字傳輸、時分多址或碼數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)是以數(shù)字傳輸、時分多址或碼分多址為主體技術(shù)，采用蜂