第一章-概述59875課件

本課程主要參考書《移動(dòng)通信》（第4版）李建東、郭梯云、鄔國揚(yáng)西安電子科技大學(xué)出版社2023/7/231計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith本課程主要參考書《移動(dòng)通信原理與系統(tǒng)》啜鋼等編著北京郵電大學(xué)出版社2023/7/232計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith第一章概述2023/7/233計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith本章學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容§1.1移動(dòng)通信的基本概念§1.2移動(dòng)通信的特點(diǎn)和工作方式§1.3蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成§1.4移動(dòng)通信的工作頻段§1.5移動(dòng)通信的主要技術(shù)§1.6移動(dòng)通信發(fā)展歷程和發(fā)展方向2023/7/234計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith1.1移動(dòng)通信的基本概念指通信雙方或至少有一方處于運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行信息傳輸和交換的通信方式。例如：移動(dòng)臺(tái)（汽車、火車、飛機(jī)、船艦等移動(dòng)體上）與固定臺(tái)之間的通信，移動(dòng)臺(tái)與移動(dòng)臺(tái)之間的通信，人與活動(dòng)中的人或人與移動(dòng)臺(tái)之間的通信。2023/7/235計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith利用無線通信技術(shù)，完成移動(dòng)終端與移動(dòng)終端之間或移動(dòng)終端與固定終端之間的信息傳輸。動(dòng)中通：支持至少有一方可處于移動(dòng)狀態(tài)的“無線”通信。移動(dòng)性：終端的移動(dòng)性個(gè)人的移動(dòng)性業(yè)務(wù)的移動(dòng)性2023/7/236計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith移動(dòng)通信示意圖

固網(wǎng)設(shè)備交換網(wǎng)絡(luò)無線基站移動(dòng)終端2023/7/237計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith移動(dòng)通信系統(tǒng)包括無繩電話系統(tǒng)、無線尋呼系統(tǒng)、陸地蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)、衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)等。移動(dòng)體之間通信聯(lián)系的傳輸手段只能依靠無線電通信，因此，無線通信是移動(dòng)通信的基礎(chǔ)，而無線通信技術(shù)的發(fā)展將推動(dòng)移動(dòng)通信的發(fā)展。2023/7/238計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith1、移動(dòng)通信的特點(diǎn)利用無線電波進(jìn)行信息傳輸在強(qiáng)干擾環(huán)境下工作通信容量有限通信系統(tǒng)復(fù)雜對移動(dòng)臺(tái)的要求高1.2移動(dòng)通信的特點(diǎn)和工作方式2023/7/239計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith1.2移動(dòng)通信的特點(diǎn)和工作方式2、移動(dòng)通信的工作方式—單工通信指通信雙方電臺(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。2023/7/2310計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith單工通信

通信雙方電臺(tái)交替地進(jìn)行收信和發(fā)信。單工方式

同頻單工雙頻單工Play2023/7/2311計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith1.2移動(dòng)通信的特點(diǎn)和工作方式3、移動(dòng)通信的工作方式—半單工通信指通信的雙方有一方在通信的過程中既能發(fā)射信號(hào)也能接收信號(hào)，而另一方只能是單工工作。2023/7/2312計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith半雙工通信通信雙方中，一方使用雙工方式，即收發(fā)信機(jī)同時(shí)工作；另一方使用雙頻單工方式，即收發(fā)信機(jī)交替工作。Play2023/7/2313計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith1.2移動(dòng)通信的特點(diǎn)和工作方式4、移動(dòng)通信的工作方式—雙工通信指通信雙方，收發(fā)信機(jī)均同時(shí)工作，即任一方在發(fā)話的同時(shí)也能收聽到對方講話，不需采用PTT(“按-講”)的方式。2023/7/2314計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith雙工通信通信雙方均同時(shí)進(jìn)行收發(fā)工作。即任一方講話時(shí)，可以聽到對方的話音。play2023/7/2315計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith5、移動(dòng)中繼目的

增加通信距離基本方式單工中繼雙工中繼1.2移動(dòng)通信的特點(diǎn)和工作方式2023/7/2316計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith1.3蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成名詞無線小區(qū)固話網(wǎng)2023/7/2317計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith1.3蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成移動(dòng)臺(tái)（MS）、基站（BS）、移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（MSC）以及市話網(wǎng)（PSTN）相連的中繼線移動(dòng)通信無線服務(wù)區(qū)由許多正六邊形小區(qū)覆蓋而成，呈蜂窩狀，通過接口與公眾通信網(wǎng)（PSTN、ISDN、PDN）互聯(lián)。2023/7/2318計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith1.4移動(dòng)通信的工作頻段2023/7/2319計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith1.4移動(dòng)通信的工作頻段目前，大容量移動(dòng)通信系統(tǒng)主要使用800MHz頻段（CDMA）、900MHz頻段（AMPS、TACS、GSM）、1800MHz頻段（GSM1800/DCS1800）、1900MHz頻段。第三代移動(dòng)通信使用2.4GHz頻段。2023/7/2320計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith1.5移動(dòng)通信的主要技術(shù)頻率復(fù)用技術(shù)

1抗干擾和抗衰落技術(shù)

2數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)

3信源編碼技術(shù)

4多址接入技術(shù)

52023/7/2321計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith1.5移動(dòng)通信的主要技術(shù)功率控制技術(shù)

6間斷傳輸技術(shù)

7網(wǎng)絡(luò)組織與控制技術(shù)

8智能天線技術(shù)

9軟件無線電技術(shù)

102023/7/2322計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith1.6移動(dòng)通信的發(fā)展歷程和發(fā)展方向第一階段：二十世紀(jì)20年代至40年代主要使用短波頻段主要使用對象是船舶、航空、警車等專用無線電通信及軍事通信代表：美國底特律市警察使用的車載無線電系統(tǒng)2023/7/2323計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith第二階段：40年代中期至60年代初期移動(dòng)通信業(yè)務(wù)向民用方向發(fā)展，形成了公用汽車電話網(wǎng)主要使用甚高頻和特高頻頻段通信方式為單工網(wǎng)絡(luò)體制采用大區(qū)制可用的信道數(shù)很少，網(wǎng)絡(luò)容量較小

2023/7/2324計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith第三階段：60年代中期至70年代中期是移動(dòng)通信系統(tǒng)改進(jìn)與完善的階段采用大區(qū)制、中小容量的結(jié)構(gòu)方式信道數(shù)目大大增加工作頻率為150MHz和450MHz能夠自動(dòng)接續(xù)到公用電話網(wǎng)代表：美國推出的改進(jìn)型移動(dòng)電話系統(tǒng)（IMTS）

2023/7/2325計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith第四階段：70年代中期至80年代中期是移動(dòng)通信蓬勃發(fā)展的時(shí)期形成了幾種典型的模擬蜂窩移動(dòng)電話系統(tǒng)代表：北美的AMPS，日本的大容量移動(dòng)電話系統(tǒng)HCMTS，北歐的移動(dòng)電話系統(tǒng)NMT450和NMT900，英國的全接入通信系統(tǒng)TACS，前西德的C450系統(tǒng)以及法國的RadioComm2000系統(tǒng)2023/7/2326計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith第五階段：20世紀(jì)80年代中期至20世紀(jì)末是數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展和成熟時(shí)期80年代中期，歐、美、日等國都著手開發(fā)數(shù)字蜂窩系統(tǒng)能提供話音、數(shù)字多種業(yè)務(wù)服務(wù)，并與綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）相兼容代表：歐洲的GSM、美國的CDMA

2023/7/2327計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith第六階段：21世紀(jì)移動(dòng)通信向?qū)拵Ф嗝襟w方向發(fā)展：3G、4G的發(fā)展業(yè)務(wù)集成，能夠同時(shí)捆綁多個(gè)業(yè)務(wù)可開發(fā)多方會(huì)議以及基于定位的業(yè)務(wù)等

代表：歐洲的WCDMA、美國的CDMA2000、中國的TD-SCDMA等

2023/7/2328計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—KeithA/D接入方式典型代表第一代（1G）模擬蜂窩系統(tǒng)

FDMA美國AMPS系統(tǒng)，歐洲TACS系統(tǒng)第二代（2G）數(shù)字蜂窩系統(tǒng)

TDMAGSM系統(tǒng)

CDMAN-CDMA系統(tǒng)目標(biāo)典型代表過渡代（2.5G）高速傳輸GPRS,CDMA20001X系統(tǒng)第三代（3G）全球漫游，高質(zhì)量多媒體業(yè)務(wù)，系統(tǒng)容量、管理能力、保密性和服務(wù)質(zhì)量均有很大改善歐洲WCDMA系統(tǒng)，北美CDMA2000系統(tǒng)，中國TD-SCDMA系統(tǒng)第四代（4G）高速率，各種數(shù)據(jù)話音業(yè)務(wù)，全I(xiàn)P，多協(xié)議，新技術(shù)目前還沒有一個(gè)4G網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程2023/7/2329計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith蜂窩移動(dòng)通信發(fā)展歷程FDMA話音TDMA話音和低速數(shù)據(jù)CDMA寬帶多媒體2023/7/2330計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith蜂窩移動(dòng)通信發(fā)展歷程2023/7/2331計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith1974年前軍隊(duì)、公安、郵電、交通等部門專用（74系列設(shè)備，頻道間隔100KHz）1974年后出租車調(diào)度系統(tǒng)（80系列設(shè)備，頻道間隔50KHz）1980年原郵電部第一研究所研制成功150MHz

大區(qū)制系統(tǒng)，在上海試用1984年上海開通第一家無線尋呼臺(tái)1987年廣州開通TACS系統(tǒng)（Ericsson設(shè)備）1992年深圳開通CT-2，隨后廣州、番禺、悟洲、紹興、大連等地開通1993年浙江嘉興引進(jìn)Alcatel設(shè)備開通GSM實(shí)驗(yàn)網(wǎng)1994年中國聯(lián)合通信公司成立，電信、聯(lián)通大規(guī)模建設(shè)

GSM系統(tǒng)中國移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r2023/7/2332計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith2019年前TACS系統(tǒng)A、B網(wǎng)互聯(lián)

A網(wǎng)：Motorola設(shè)備，共21個(gè)省市

B網(wǎng)：Ericsson設(shè)備，共11個(gè)省市2019年

中國電信長城公司（郵電與軍隊(duì)合辦）在北京、上海、廣州、西安分別采用Motorola、三星、朗訊、北方電訊設(shè)備開通CDMA實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（IS-95A）2019年

全國各地陸續(xù)開通無線接入系統(tǒng)（PHS、PAS）（小靈通）2019年

模擬移動(dòng)系統(tǒng)退出市場（6月30日前，最遲2019

年年底）2019年

聯(lián)通公司在窄帶CDMA實(shí)驗(yàn)網(wǎng)基礎(chǔ)上，大規(guī)模建設(shè)全國CDMA網(wǎng)2019年

中國移動(dòng)開通GPRS業(yè)務(wù)（5月17日）2009年中國3G牌照發(fā)放，標(biāo)志中國3G網(wǎng)絡(luò)正式商用2023/7/2333計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith中國三大移動(dòng)通信運(yùn)營商中國移動(dòng)通信集團(tuán)公司（G網(wǎng)、TD-CDMA）中國電信集團(tuán)（C網(wǎng)、CDMA2000、小靈通）中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信集團(tuán)有限公司（G網(wǎng)、WCDMA）2023/7/2334計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith2023/7/2335計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith手機(jī)發(fā)展概況模擬式手機(jī)模擬式手機(jī)泛指第一代移動(dòng)通信的終端設(shè)備。第一代移動(dòng)通信俗稱“本地通”，多采用TACS制，頻分多址（FDMA）方式。2023/7/2336計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith數(shù)字式手機(jī)數(shù)字式手機(jī)泛指第二代和第三代移動(dòng)通信的終端設(shè)備。第二代數(shù)字式手機(jī)，俗稱“全球通”，我國現(xiàn)有GSM、CDMA兩種制式。我國首先采用的是GSM制式，它屬時(shí)分多址（TDMA）方式。2023/7/2337計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith第三代手機(jī)實(shí)用的第三代手機(jī)已經(jīng)問世，主要采用CDMA技術(shù)。顯然，它必須與第三代移動(dòng)通信相適應(yīng)，第三代手機(jī)應(yīng)具備以下幾個(gè)特點(diǎn)：不僅能傳送語音，還能傳送圖像和視頻信號(hào)有微攝像頭，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的可視電話2023/7/2338計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith三代移動(dòng)通信的主要特點(diǎn)2023/7/2339計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith真正實(shí)現(xiàn)個(gè)人通信（PCN）：任何人在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)與任何其他人進(jìn)行任意形式的通信—5W

任何人(Whoever)

任何時(shí)候(Whenever)

任何地方(Wherever)

與任何人(Whomever)

任何形式

(Whatever)移動(dòng)通信的發(fā)展方向2023/7/2340計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith課程學(xué)習(xí)思考題1、對于給定的有限的頻率資源，多用戶如何共享？采用什么多址技術(shù)，使得有限的資源能傳輸更大容量的信息？2023/7/2341計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith課程學(xué)習(xí)思考題2、由于傳播損耗的存在，基站和移動(dòng)臺(tái)之間的通信距離總是有限的。為使用戶在某服務(wù)區(qū)內(nèi)的任一點(diǎn)都能接入網(wǎng)絡(luò)，需在該服務(wù)區(qū)內(nèi)設(shè)多少基站？另外，對給定的頻率資源，如何在這些基站之間進(jìn)行分配以滿足用戶容量的要求？2023/7/2342計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith課程學(xué)習(xí)思考題3、如何將服務(wù)區(qū)內(nèi)的各個(gè)基站互連起來，并且要與固定網(wǎng)絡(luò)互連，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)用戶與固定用戶、移動(dòng)用戶與移動(dòng)用戶的互連互通？移動(dòng)通信系統(tǒng)采用什么樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)？2023/7/2343計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith課程學(xué)習(xí)思考題4.移動(dòng)用戶從一個(gè)小區(qū)移到另一個(gè)小區(qū)，如何保證用戶通信過程的連續(xù)性，即如何實(shí)現(xiàn)有效的越區(qū)切換？用戶在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中任意移動(dòng)，網(wǎng)絡(luò)如何管理用戶，使網(wǎng)絡(luò)在任何時(shí)刻都知道，該用戶當(dāng)前在哪個(gè)地區(qū)的哪個(gè)基站覆蓋范圍內(nèi)，即如何解決移動(dòng)性管理的問題？2023/7/2344計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院—Keith課程學(xué)習(xí)思考題5.如何在用戶和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)之間，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和固定網(wǎng)絡(luò)之間交換控制信息，從而對呼叫過程、移動(dòng)性管理過程和網(wǎng)絡(luò)互連過程進(jìn)行控制，以保證網(wǎng)絡(luò)有序的運(yùn)行,即在移動(dòng)通信網(wǎng)中應(yīng)采用什么樣的信令系