移动通信
Mobile Communication
兰州交通大学电信学院 主讲：李翠然 E-mail:licr@https://www.doczj.com/doc/8210974244.html,
目录
第一章 概述（4学时） 第二章 移动通信组网原理（5学时） 第三章 天线技术（1学时） 第四章 干扰和噪声（1学时） 第五章 移动通信的电波传播（4学时） 第六章 GSM系统（6学时） 第七章 GPRS系统/WCDMA系统（3学时） 第八章 IS-95系统（4学时） 习题讲解与课堂练习（2学时） 复习 （2学时）
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第二章 移动通信组网原理
2.1 大区制移动通信网 2.2 小区制移动通信网构成方式
2.2.1 构成及特点 2.2.2 条（带）状服务区 2.2.3 面状服务区
2.3 2.4 2.5 2.6
小区分裂、扇区化 干扰和系统容量 频率分配方法 多信道共用技术
2.6.1 多信道共用的概念 2.6.2 话务量、呼损率、信道利用率、系统用户数 2.6.3 信道的自动选择方式
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2.1 大区制移动通信网
通常移动通信网的体制可分为小容量的大区制和大 容量的小区制
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一、大区制的概念 指一个基站覆盖整个服务区 二、特点 基站发射功率很大，一般为50-200W； 大区制系统的基站频道数是有限的，容量不大，只适 用于中小城市和专用移动通信等 大区制的网络结构简单、成本低
5
2.2 小区制移动通信网构成方式
1.1.1 构成及特点
一、小区制的概念
将整个服务区划分成若干个半径为2-20km的小区， 每个小区中设置一基站负责与小区内移动用户的无线 通信，这种方式称为小区制。 目的：为了解决大区制系统容量不高、频谱利用率 低等问题。
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二、小区制的特点
可以提高频率利用率，增加用户容量：因为同一组波 道频率可以多次重复使用 小区制中因为采用了频率重用技术，因此带来同频道 干扰问题 网路构成复杂：需要越区切换、漫游、位置登记、更 新等
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2.2.2 条（带）状服务区
一、定义 条状服务区是指用户的分布呈条状，例如铁路、公 路、狭长城市、沿海水域、内河等
8
二、频率分配 可采用二频组、三频组、四频组进行频率复用 二频组：采用不同频道组的两个小区组成一个区群 三频组：采用不同频道组的三个小区组成一个区群 四频组：采用不同频道组的四个小区组成一个区群
二频组
f1
f2
f1
f2
f1
f2
f1
三频组
f1
f2
f3
f1
f2
f3
f1
9
三、区群小区数的确定 考虑在服务区中两个使用同频的基站A和K，假设它们都使 ?n 用无方向性天线，这样在J点收到的有用信号功率中值则与r0 ?n 成比例，而收到K台的干扰功率与 (D ? r0 ) 成比例。假设重叠 n C ? D ? r0 ? 区宽度a=0，则J点信干比为： = ? ?
I ? ? r0 ? ?
当有m个基站也使用同一频率时，它们离J点的距离分别为 n (D ? r0 )i。则可得最低C/I值为：C = 1 ? D ? r0 ? ? ?
I m? ? r0 ? ?
D
3r0-2a
A f1
a
………… J B f2 C f3 K fn
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在C/I符合要求，即大于同频干扰防卫度的前提下，为了使频 率利用最经济，希望同频复用距离D越小越好。 举例：
C 设D/r0 =8，有两个同频基站（m=2），n=4，则 = 30.7dB I
D/r0 C/I（dB） 所需频组 A、K两基站间应隔的小区数 8 30.7 4 3 6 25 3 2 4 16 2 1
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四、重叠区的确定 当移动台处于覆盖区边缘J点时，受到的同频干扰最严重 3r0 ? 2a (dB ) 二频组（A与C同频）： C I = 40 lg r0 5r0 ? 3a (dB ) 三频组（A与D同频）： C I = 40 lg r0 (2n ? 1)r0 ? na (dB ) C n频组（A与n+1同频）： I = 40 lg r0 重叠区宽度a可根据C/I设计要求，由上式计算出来
D
3r0-2a
A f1
a
………… J B f2 C f3 K fn
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2.2.3 面状服务区
一、定义 当服务区是一个宽广的平面时，称为面状服务区。
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二、小区形状 在面状服务区设计时，能覆盖一个平面的规则多边形 有正三角形、正方形、正六边形三种。
6 1 2 5 3 4
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从下表可看出：对于同样大小的服务区域，采用 正六边形 构成的小区所需的小区数最小，是最经济的一种方式 正三角形 邻小区距离 小区面积 重叠区宽度 重叠区面积 重叠区与小区面积比 所需最小频率数
r
正方形
2r
2r 2
正六边形
3r
1.3r 2
r
2.6r 2
0.27 r 0.54r 2
0.59r 1.4r 2
1.84r 2
1.41 6
0.57 4
0.21 3
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三、区群（簇）的构成 1、区群的概念 区群的概念：在一个蜂窝网内，相邻小区是不能用相同 信道的。为保证同信道小区之间有足够的距离，附近的 若干小区都不能用相同的信道。这些不同信道的小区组 成一个区群，只有不同区群的小区才能进行信道复用 同频小区：不同簇中使用相同频率的小区 同频复用距离：任意两个同频小区之间的距离
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2、构成区群的条件 区群内的小区使用不同的载波频率 区群之间可以邻接且无空隙无重叠的进行覆盖 区群间同频小区之间的距离相等，且为最大 3、簇内小区数 可以证明，区群内的小区数应满足下式：
N = i 2 + ij + j 2
式中，i、j为相邻同频小区间的相隔小区数，取正整数且 不同时为零
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N j 1 2 3 4
i
0 1 4 9 16
1 3 7 13 21
2 7 12 19 28
3 13 19 27 37
4 21 28 37 48
簇内小区数N的取值
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四、同频小区的距离 1、确定同频小区间位置的方法 自某小区A出发，先沿边的垂线方向跨i个小区，再按逆 时针方向转60度，再跨j个小区，就可以找到同频小区， 共6个。
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2、同频复用距离、同频复用比 同频复用距离D ：相邻的两个簇中，位置对应的两个同 频小区中心之间的距离
D = 3N ? r0
同频复用比Q：同频复用距离和小区半径的比值
D Q = = 3N r0
结论：N ，D ，抗同频干扰的性能 ，但频率利用率 在满足同频干扰比指标的条件下，应尽量提高频率利用率 （N尽量小）。
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第一章概述 1．1简述移动通信的特点： 答：①移动通信利用无线电波进行信息传输； ②移动通信在强干扰环境下工作； ③通信容量有限； ④通信系统复杂； ⑤对移动台的要求高。 1．2移动台主要受哪些干扰影响？哪些干扰是蜂窝系统所特有的？ 答：①互调干扰； ②邻道干扰； ③同频干扰；（蜂窝系统所特有的） ④多址干扰。 1．3简述蜂窝式移动通信的发展历史，说明各代移动通信系统的特点。 答：第一代（1G）以模拟式蜂窝网为主要特征，是20世纪70年代末80年代初就开始商用的。其中最有代表性的是北美的AMPS（Advanced Mobile Phone System）、欧洲的TACS（Total Access Communication System）两大系统，另外还有北欧的NMT 及日本的HCMTS系统等。 从技术特色上看，1G以解决两个动态性中最基本的用户这一重动态性为核心并适当考虑到第二重信道动态性。主要是措施是采用频分多址FDMA方式实现对用户的动态寻址功能，并以蜂窝式网络结构和频率规划实现载频再用方式，达到扩大覆盖服务范围和满足用户数量增长的需求。在信道动态特性匹配上，适当采用了性能优良的模拟调频方式，并利用基站二重空间分集方式抵抗空间选择性衰落。 第二代（2G）以数字化为主要特征，构成数字式蜂窝移动通信系统，它于20世纪90年代初正式走向商用。其中最具有代表性的有欧洲的时分多址（TDMA）GSM（GSM原意为Group Special Mobile，1989年以后改为Global System for Mobile Communication）、北美的码分多址（CDMA）的IS-95 两大系统，另外还有日本的PDC 系统等。 从技术特色上看，它是以数字化为基础，较全面地考虑了信道与用户的二重动态特性及相应的匹配措施。主要的实现措施有：采用TDMA（GSM）、CDMA（IS-95）方式实现对用户的动态寻址功能，并以数字式蜂窝网络结构和频率（相位）规划实现载频（相位）再用方式，从而扩大覆盖服务范围和满足用户数量增长的需求。在对信道动态特性的匹配上采取了下面一系列措施： （1）采用抗干扰性能优良的数字式调制：GMSK（GSM）、QPSK（IS-95），性能优良的抗干扰纠错编码：卷积码（GSM、IS-95）、级联码（GSM）； （2）采用功率控制技术抵抗慢衰落和远近效应，这对于CDMA方式的IS-95尤为重要； （3）采用自适应均衡（GSM）和Rake 接收（IS-95）抗频率选择性衰落与多径干扰； （4）采用信道交织编码，如采用帧间交织方式（GSM）和块交织方式（IS-95）抗时间选择性衰落。 第三代（3G）以多媒体业务为主要特征，它于本世纪初刚刚投入商业化运营。其中最具有代表性的有北美的CDMA2000、欧洲和日本的WCDMA及我国提出的TD-SCDMA三大系统，另外还有欧洲的DECT及北美的UMC-136。 从技术上看，3G 是在2G 系统适配信道与用户二重动态特性的基础上又引入了业务的动态性，即在3G 系统中，用户业务既可以是单一的语音、数据、图像，也可以是多媒体业务，且用户选择业务是随机的，这个是第三重动态性的引入使系统大大复杂化。所以第三代是在第二代数字化基础上的、以业务多媒体化为主要目标，全面考虑并完善对信道、用户二重动态特性匹配特性，并适当考虑到业务的动态性能，尽力采用相应措施予以实现的技术。其主要实现措施有： （1）继续采用第二代（2G）中所采用的所有行之有效的措施； （2）对CDMA扩频方式应一分为二，一方面扩频提高了抗干扰性，提高了通信容量；另一方面由于扩
第一、二章 1、900 MHz 频段： 890~915 MHz （移动台发、基站收）—上行 935~960 MHz （基站发、移动台收）—下行 2、移动通信的工作方式：单工通信、双工通信、半双工通信 3、单工通信： （1）定义：通信双方电台交替地进行收信和发信。 （2）方式：根据通信双方是否使用相同的频率，单工制又分为同频单工和双频单工。 4、双工通信定义：通信双方均同时进行收发工作。即任一方讲话时，可以听到对方的话音。有时也叫全双工通信。 5、半双工通信：通信双方中，一方使用双频双工方式，即收发信机同时工作；另一方使用双频单工方式，即收发信机交替工作。 6、移动通信的分类方法： （1）按多址方式：频分多址（FDMA ）、时分多址（TDMA ）和码分多址（CDMA ） （2）按业务类型：电话网、数据网和综合业务网。 （3）按工作方式：同频单工、双频单工、双频双工和半双工。 7、三种基本电波的传播机制：反射、绕射和散射。 8、阴影衰落定义：移动无线通信信道传播环境中的地形起伏、建筑物及其它障碍物对电波传播路径的阻挡而形成的电磁场阴影效应。阴影衰落的信号电平起伏是相对缓慢的，又称为慢衰落。 9、多普勒频移公式：fd=v *cos α/λ v ：移动速度 λ：波长 α：入射波与移动台移动方向之间的夹角。 v/λ=fm ：最大多普勒频移 移动台朝向入射波方向运动，则多普勒频移为正（接收信号频率上升），反之若移动台背向入射波方向运动，则多普勒频移为负（接收信号频率下降）。 10、多径衰落信道的分类： （1）由于时间色散导致发送信号产生的平坦衰落和频率选择性衰落。 （2）根据发送信号与信道变化快慢程度的比较，也就是频率色散引起的信号失真，可将信道分为快衰落信道和慢衰落信道。 11、平坦衰落信道的条件可概括为：Bs<
第五代移动通信技术 第五代移动电话行动通信标准,也称第五代移动通信技术,外语缩写:5G。也就是4G之后的延伸,正在研究中,网速可达5M/S - 6M/S 、 诺基亚与加拿大运营商Bell Canada合作,完成加拿大首次5G网络技术的测试。测试中使用了73GHz范围内频谱,数据传输速率为加拿大现有4G网络的6倍。鉴于两者的合作,外界分析加拿大很有可能将在5年内启动5G网络的全面部署。 由于物联网尤其就是互联网汽车等产业的快速发展,其对网络速度有着更高的要求,这 无疑成为推动5G网络发展的重要因素。因此无论就是加拿大政府还就是全球各地,均在大力推进5G网络,以迎接下一波科技浪潮。不过,从目前情况来瞧5G网络离商用预计还需4到5年时间。 未来5G 网络正朝着网络多元化、宽带化、综合化、智能化的方向发展。随着各种智能终端的普及,面向2020 年及以后,移动数据流量将呈现爆炸式增长。在未来5G 网络中, 减小小区半径, 增加低功率节点数量,就是保证未来5G 网络支持1 000 倍流量增 长的核心技术之一。因此, 超密集异构网络成为未来5G 网络提高数据流量的关键技术[8]。 未来无线网络将部署超过现有站点10 倍以上的各种无线节点,在宏站覆盖区内,站点间距离将保持10 m 以内,并且支持在每1 km2 范围内为25 000个用户提供服务。同时也可能出现活跃用户数与站点数的比例达到1∶1的现象, 即用户与服务节点一一对应。密集部署的网络拉近了终端与节点间的距离,使得网络的功率与频谱效率大幅度提高,同时 也扩大了网络覆盖范围,扩展了系统容量,并且增强了业务在不同接入技术与各覆盖层次间 的灵活性。虽然超密集异构网络架构在5G 中有很大的发展前景,但就是节点间距离的减少,越发密集的网络部署将使得网络拓扑更加复杂, 从而容易出现与现有移动通信系统不兼容 的问题。在5G 移动通信网络中,干扰就是一个必须解决的问题。网络中的干扰主要有:同频干扰, 共享频谱资源干扰, 不同覆盖层次间的干扰等。现有通信系统的干扰协调算法只能解决单个干扰源问题, 而在5G 网络中,相邻节点的传输损耗一般差别不大,这将导致多个干 扰源强度相近,进一步恶化网络性能,使得现有协调算法难以应对。此外, 由于业务与用户对QoS需求的差异性很大,5G 网络需要采用一些列措施来保障系统性能, 主要有: 不同业务在网络中的实现,各种节点间的协调方案,网络的选择, 以及节能配置方法等[8]。 准确有效地感知相邻节点就是实现大规模节点协作的前提条件。在超密集网络中, 密集地部署使得小区边界数量剧增,加之形状的不规则,导致频繁复杂的切换。为了满足移动性需求, 势必出现新的切换算法;另外, 网络动态部署技术也就是研究的重点。由于用户部署的大量节点的开启与关闭具有突发性与随机性, 使得网络拓扑与干扰具有大范围动态变化特性;而各小站中较少的服务用户数也容易导致业务的空间与时间分布出现剧烈的动态变化[8]。 自组织网络 传统移动通信网络中, 主要依靠人工方式完成网络部署及运维,既耗费大量人力资源又增加运行成本,而且网络优化也不理想。在未来5G 网络中,将面临网络的部署、运营及维护的挑战, 这主要就是由于网络存在各种无线接入技术, 且网络节点覆盖能力各不相同,它
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第一章 概述（4学时） 第二章 移动通信组网原理（5学时） 第三章 天线技术（1学时） 第四章 干扰和噪声（1学时） 第五章 移动通信的电波传播（4学时） 第六章 GSM系统（6学时） 第七章 GPRS系统/WCDMA系统（3学时） 第八章 IS-95系统（4学时） 习题讲解与课堂练习（2学时） 复习 （2学时）
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第二章 移动通信组网原理
2.1 大区制移动通信网 2.2 小区制移动通信网构成方式
2.2.1 构成及特点 2.2.2 条（带）状服务区 2.2.3 面状服务区
2.3 2.4 2.5 2.6
小区分裂、扇区化 干扰和系统容量 频率分配方法 多信道共用技术
2.6.1 多信道共用的概念 2.6.2 话务量、呼损率、信道利用率、系统用户数 2.6.3 信道的自动选择方式
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2.1 大区制移动通信网
通常移动通信网的体制可分为小容量的大区制和大 容量的小区制
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一、大区制的概念 指一个基站覆盖整个服务区 二、特点 基站发射功率很大，一般为50-200W； 大区制系统的基站频道数是有限的，容量不大，只适 用于中小城市和专用移动通信等 大区制的网络结构简单、成本低
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2.2 小区制移动通信网构成方式
1.1.1 构成及特点
一、小区制的概念
将整个服务区划分成若干个半径为2-20km的小区， 每个小区中设置一基站负责与小区内移动用户的无线 通信，这种方式称为小区制。 目的：为了解决大区制系统容量不高、频谱利用率 低等问题。
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1．1简述移动通信的特点： 答：①移动通信利用无线电波进行信息传输； ②移动通信在强干扰环境下工作； ③通信容量有限； ④通信系统复杂； ⑤对移动台的要求高。 1．2移动台主要受哪些干扰影响？哪些干扰是蜂窝系统所特有的？ 答：①互调干扰； ②邻道干扰； ③同频干扰；（蜂窝系统所特有的） ④多址干扰。 1．3简述蜂窝式移动通信的发展历史，说明各代移动通信系统的特点。 答：第一代（1G）以模拟式蜂窝网为主要特征，是20世纪70年代末80年代初就开始商用的。其中最有代表性的是北美的AMPS（Advanced Mobile Phone System）、欧洲的TACS（Total Access Communication System）两大系统，另外还有北欧的NMT 及日本的HCMTS系统等。 从技术特色上看，1G以解决两个动态性中最基本的用户这一重动态性为核心并适当考虑到第二重信道动态性。主要是措施是采用频分多址FDMA 方式实现对用户的动态寻址功能，并以蜂窝式网络结构和频率规划实现载频再用方式，达到扩大覆盖服务范围和满足用户数量增长的需求。在信道动态特性匹配上，适当采用了性能优良的模拟调频方式，并利用基站二重空间分集方式抵抗空间选择性衰落。 第二代（2G）以数字化为主要特征，构成数字式蜂窝移动通信系统，它于20世纪90年代初正式走向商用。其中最具有代表性的有欧洲的时分多址（TDMA）GSM（GSM原意为Group Special Mobile，1989年以后改为Global System for Mobile Communication）、北美的码分多址（CDMA）的IS-95 两大系统，另外还有日本的PDC 系统等。 从技术特色上看，它是以数字化为基础，较全面地考虑了信道与用户的二重动态特性及相应的匹配措施。主要的实现措施有：采用TDMA（GSM）、CDMA（IS-95）方式实现对用户的动态寻址功能，并以数字式蜂窝网络结构和频率（相位）规划实现载频（相位）再用方式，从而扩大覆盖服务范围和满足用户数量增长的需求。在对信道动态特性的匹配上采取了下面一系列措施： （1）采用抗干扰性能优良的数字式调制：GMSK（GSM）、QPSK（IS-95），性能优良的抗干扰纠错编码：卷积码（GSM、IS-95）、级联码（GSM）； （2）采用功率控制技术抵抗慢衰落和远近效应，这对于CDMA方式的IS-95尤为重要； （3）采用自适应均衡（GSM）和Rake 接收（IS-95）抗频率选择性衰落与多径干扰； （4）采用信道交织编码，如采用帧间交织方式（GSM）和块交织方式（IS-95）抗时间选择性衰落。 第三代（3G）以多媒体业务为主要特征，它于本世纪初刚刚投入商业化运营。其中最具有代表性的有北美的CDMA2000、欧洲和日本的WCDMA及我国提出的TD-SCDMA三大系统，另外还有欧洲的DECT及北美的UMC-136。 从技术上看，3G 是在2G 系统适配信道与用户二重动态特性的基础上又引入了业务的动态性，即在3G 系统中，用户业务既可以是单一的语音、数据、图像，也可以是多媒体业务，且用户选择业务是随机的，这个是第三重动态性的引入使系统大大复杂化。所以第三代是在第二代数字化基础上的、以业务多媒体化为主要目标，全面考虑并完善对信道、用户二重动态特性匹配特性，并适当考虑到业务的动态性能，尽力采用相应措施予以实现的技术。其主要实现措施有： （1）继续采用第二代（2G）中所采用的所有行之有效的措施； （2）对CDMA 扩频方式应一分为二，一方面扩频提高了抗干扰性，提高了通信容量；另一方面由于扩频码互相关性能的不理想，使多址干扰、远近效应影响增大，并且对功率控制提出了更高要求等； （3）为了克服CDMA 中的多址干扰，在3G 系统中，上行链路建议采用多用户检测与智能天线技术；下行链路采用发端分集、空时编码技术； （4）为了实现与业务动态特性的匹配，3G 中采用了可实现对不同速率业务（不同扩频比）间仍具有正交性能的OVSF（可变扩频比正交码）多址码；
《移动通信原理》复习大纲 第1 章 1、蜂窝移动通信系统经历了几代移动通信系统（包括研发系统）？每一代移动通信系统的 多址方式是什么？其主要的技术特征是什么？P2 答：多址方式：1G频分多址（FDMA），2G使用电路交换的数字时分多址（TDMA）或码分多址（CDMA），3G使用分组/电路交换的CDMA，4G使用了不同的高级接入技术并采用全IP(互联网协议)网络结构。 主要技术特征：1G模拟技术，2G数字话音系统，B2G数字话音/数据系统，3G宽带数字系统，B3G/4G极高速数据系统。 2、我国移动通信发展经历了哪4个发展阶段？P3 引进、吸收、改造、创新4个阶段 3、蜂窝小区的几何形状要符合哪两个条件？符合这种条件的有正方形、三角形和六边形， 该选用哪一种形状？为什么？P6 条件①能在整个覆盖区域内完成无缝连接而没有重叠②每一个小区能进行分裂，以扩展系统容量，也就是能用更小的相同几何形状的小区完成区域覆盖，而不影响系统的结构。 六边形：最接近小区基站通常的圆形辐射模式。 4、数字时分GSM系统，采用TDMA方式，设分配给系统的总频宽1.25MHz；载频间隔 200kHz；每载频时隙为8；频率重用的小区数为4，则系统容量为多少？如果AMPS系统采用FDMA方式，载频间隔为25 kHz，不分时隙，其他参数相同，系统容量为多少？ 1.系统容量为1.25/0.2*8*4=200， 2.系统容量为1.25/.0.025*4=200 5、最简单的蜂窝系统由哪3部分组成？其中，MSC和普通交换相比，除完成交换功能之外， 还要完成什么功能？P7 最简单的蜂窝系统由移动台、基站和移动交换中心3部分组成。其中，MSC和普通交换相比，除完成交换功能之外，还要增加移动性管理和无线资源管理的功能。 6、增加蜂窝小区容量的主要方式有哪3种？P7 小区分裂、裂向和覆盖区分区域 7、什么叫越区切换？软切换和硬切换的区别是什么？GSM采用什么形式的硬切换？技术上有什么特征？P9 ①当处在通话过程中的移动台从一个小区进入另一个相邻小区时，其工作频率及基站与 移动交换中心所用的连续链必须从它离开的小区转换到正在进入的小区，这一过程称为“越区切换”。②硬切换是指在新的连接建立以前，先中断旧的连接，而软切换是指维持旧的连接，又同时建立新的连接，并利用新旧链路的分集合并来改善通信质量，与新基站建立可靠连接之后再中断旧链路。软切换和硬切换相比，可以大大减少掉话的可能性，是一种无缝切换。③GSM采用了移动台辅助的越区切换方式。④对于切换时的信道分配采取了优先切换的策略。 8、典型移动通信系统可分为哪6类？它们各自的技术特点是什么？有何异同点？ （提示，可从组网方式、无线接入方式、调制技术、传输信息种类、交换方式等多方面总结） 蜂窝移动通信系统、无绳电话系统、集群移动通信系统、移动卫星通信系统、分组无线网、无线寻呼系统 9、“小灵通”系统采用什么双工方式？其多址方式是什么？每载频划分多少时隙？每载频最多可提供多少对双工信道？P12 时分双工方式时分多址每载频划分8个时隙，最多提供4对双工信道
1 1、在蜂窝网络通信中，移动台主要会受哪些类型的干扰？ 同道，邻频，互调干扰，噪声。。 2、为什么蜂窝网络的发展是从大区制向小区制过渡，相比之下小区制的网络有些什么优点？? 大区这种系统的主要矛盾是同时能提供给用户使用的信道数极为有限，远远满足不了移动通信业务迅速增长的需要。蜂窝通信既能满足大的无线覆盖区和高速移动用户的要求，又能满足高密度、低速移动用户的要求，同时还可满足室内用户的要求，从而使蜂窝通信向个人通信发展。 3、蜂窝网络通信工作在什么频段，在这些频段工作有哪些优势？ 移动通信主要使用VHF和UHF频段 4、请分别列举出第一代、第二代及第三代移动通信系统的一些主流标准名称。 ? 第一代北美的AMPS、欧洲的TACS两大系统，另外还有北欧NMT以及日本的HCMTS等第二代欧洲的时分多址(TDMA)GSM，北美 CDMA 第三代 5、移动通信的工作方式有哪些？蜂窝移动通信采用何种方式？ 单工，双工。蜂窝移动通信采用双工通信。 6、缩略语解释：3G、GSM、CDMA、FDMA、TDMA、WCDMA、BS、MS、BSS、OMS、PLMTS 第二章 1、说明大区制和小区制的概念，另外请指出相对大区制，小区制存在哪些优势与劣势？ ? 大区制是指一个基站覆盖整个服务区 蜂窝式组网放弃了点对点传输和广播覆盖模式，将一个移动通信服务区划分成许多以正六边形为基本几何图形的覆盖区域，称为蜂窝小区。 一个较低功率的发射机服务一个蜂窝小区，在较小的区域内设置相当数量的用户。 2、简单描述切换的基本概念。 将正在处于通话状态的移动台转移到新的业务信道上（新的小区）的过程称为“切换”（ handover） 3、描绘出小区数N=7，簇数为3的结构图形，并根据此图求出同频复用比例参数Q值。 4、计算：已知某移动基站的话音业务信道数为20，根据ErlB表求出在呼损率为5％的要求下服务的最大用户数。（假定每用户忙时话务量为0.025Erl） 5、计算：在某个基站的覆盖区域内有1000个用户，在不考虑切换等其他外部因素的情况下，根据ErlB表求出在呼损率为5％的要求下该基站要求的最小信道数量。（假定每用户忙时话务量为0.025Erl） 1、计算：
北京邮电大学网络教育学院 《移动通信原理及其应用》综合练习题(第六次修订) 一、选择题 1．GSM系统采用的多址方式为（） （A）FDMA （B）CDMA （C）TDMA （D）FDMA/TDMA 2．下面哪个是数字移动通信网的优点（） （A）频率利用率低（B）不能与ISDN兼容 （C）抗干扰能力强（D）话音质量差 3．GSM系统的开放接口是指（） （A）NSS与NMS间的接口（B）BTS与BSC间的接口 （C）MS与BSS的接口（D）BSS与NMS间的接口 4．N-CDMA系统采用以下哪种语音编码方式（） （A）CELP （B）QCELP （C）VSELP （D）RPE-LTP 5．为了提高容量，增强抗干扰能力，在GSM系统中引入的扩频技术（）（A）跳频（B）跳时（C）直接序列（D）脉冲线性调频 6．位置更新过程是由下列谁发起的（） （A）移动交换中心（MSC）（B）拜访寄存器（VLR） （C）移动台（MS）（D）基站收发信台（BTS） 7．MSISDN的结构为（） （A）MCC+NDC+SN （B）CC+NDC+MSIN （C）CC+NDC+SN （D）MCC+MNC+SN 8．LA是（） （A）一个BSC所控制的区域（B）一个BTS所覆盖的区域 （C）等于一个小区（D）由网络规划所划定的区域 9．GSM系统的开放接口是指（） （B）NSS与NMS间的接口（B）BTS与BSC间的接口 （C）MS与BSS的接口（D）BSS与NMS间的接口 10．如果小区半径r＝15km，同频复用距离D＝60km，用面状服务区组网时，可用的单位无线区群的小区最少个数为。（）
(A) N＝4 (B) N＝7 （C）N＝9 (D) N＝12 11．已知接收机灵敏度为0.5μv，这时接收机的输入电压电平A为。（） (A) －3dBμv (B) －6dBμv (C) 0dBμv (D) 3dBμv 12．N-CDMA系统采用的多址方式为（） （B）FDMA （B）CDMA （C）TDMA （D）FDMA/ CDMA 13．CDMA软切换的特性之一是（） （A）先断原来的业务信道，再建立信道业务信道 （B）在切换区域MS与两个BTS连接 （C）在两个时隙间进行的 （D）以上都不是 14．RACH（） （A）是下行信道，是为了保证MS接入，在此信道上申请一SDCCH （B）MS通过此信道申请SDCCH，作为对寻呼的响应或MS主叫登记时接入（C）用于MS校正频率、同步时间 （D）用于搜索MS，是下行信道 15．交织技术（） （A）可以消除引起连续多个比特误码的干扰 （B）将连续多个比特误码分散，以减小干扰的影响 （C）是在原始数据上增加冗余比特，降低信息量为代价的 （D）是一种线性纠错编码技术 16．N-CDMA码分多址的特点（） （A）网内所有用户使用同一载频、占用相同的带宽 （B）用Walsh码区分移动用户 （C）小区内可以有一个或多个载波 （D）采用跳频技术，跳频序列是正交的 17．GSM系统中，为了传送MSC向VLR询问有关MS使用业务等信息，在MSC 与VLR间规范了（） （A）C接口（B）E接口（C）A接口（D）B接口 18．GSM的用户记费信息（） （A）在BSC内记录（B）在BSC、MSC及记费中心中记录
移动通信中的组网技术 组网技术就是网络组建技术，分为以太网组网技术和ATM局域网组网技术。以太网组网非常灵活和简便，可使用多种物理介质，以不同拓扑结构组网，是目前国内外应用最为广泛的一种网络，已成为网络技术的主流。以太网按其传输速率又分成10Mb/s、100Mb/s、1000Mb/s。细缆以太网10 BASE-2 10 BASE-2以太网是采用IEEE802.3标准，它是一种典型的总线型结构。采用细缆为传输介质，通过T型接头与网卡上的BNC接口相连的总线型网络。 以太网组网非常灵活和简便，可使用多种物理介质，以不同拓扑结构组网，是目前国内外应用最为广泛的一种网络，已成为网络技术的主流。以太网按其传输速率又分成10Mb/s、100Mb/s、1000Mb/s。细缆以太网10 BASE-2 10 BASE-2以太网是采用IEEE802.3标准，它是一种典型的总线型结构。采用细缆为传输介质，通过T型接头与网卡上的BNC接口相 连的总线型网络。 以ATM交换机为中心连接计算机所构成的局域网络叫ATM局域网。ATM交换机和ATM 网卡支持的速率一般为155Mb/s～24Gb/s，满足不同用户的需要，标准ATM的组网速率是622 Mb/s。ATM是将分组交换与电路交换优点相结合的网络技术，可以工作在任何一种不同的速度、不同的介质和使用不同的传送技术，适用于广域网、局域网场合，可在局域网/广域网中提供一种单一的网络技术，实现完美的网络集成。ATM组网技术的不足之处是协 过于复杂和设备昂贵带来的相对较高的建网成本。 以太网设备具体配置是由设备类型、业务容量、网络结构、网络的保护方式以及未来网络的发展所决定的，设备组网配置的确定必须根据传输网络的实际需求来进行设计选择。 基本网络结构有环形网和链形网。由于环形网具有良好的自愈能力，因此只要路由分布允许，应尽可能组建环形网。 铁路、公路沿线网，由于路由分布的关系主要采用链形网。这种组网方式比较简单，使用的光纤数少，但对业务通常不能实现保护。不过在条件允许的情况下，我们可以通过把链形网改造成环形网来实现对业务的保护。链形网中只要各站之间的距离不太长（一般三个站之间的最大距离≤80km），而线路光缆又足够（四条光纤）时，我们也建议将其建成环形网，可以采用图2-1的方式，将链形网建成环形网。 链形网变成环形网，网络的生存能力大大加强，其代价是多用了一对光纤。 结合链形网需要光纤数量少和环形网能够对重要业务进行保护的特点，可以根据实际情
第一章概述 1. 移动通信的定义。 移动通信：是指通信双方或至少一方可以在运动中进行信息交换的通信方式。2. 移动通信的特点。 移动通信的主要特点如下:（1）移动通信利用无线电波进行信息传输，（2）移动通信在强干扰环境下工作（互调干扰，领道干扰，同频干扰），（3）通信容量有限，（4）通信系统复杂，（5）对移动台的要求高） 3. 常用的移动通信系统 （1）蜂窝式公用陆地移动通信系统，（2）集群调度移动通信系统，（3）无绳电话系统，（4）无线电寻呼系统，（5）卫星移动通信系统，（6）无线LAN/WAN 4. 3G/4G标准 目前3G存在四种标准：CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA，WiMAX。目前提交的4G标准共有6个技术提案，分别来自北美标准化组织IEEE的802.16m、日本（两项分别基于LTE-A和802.16m）、3GPP的LTE-A、韩国（基于802.16m）和中国（TD-LTE-Advanced）、欧洲标准化组织3GPP（LTE-A）。 第二章移动通信的应用系统 1. 移动通信系统的演进
2. 无绳电话、集群移动通信的常用标准 无绳电话标准：模拟制无绳电话标准，DECT标准。集群移动通信标准：信令标准3. 根据覆盖范围，无线宽带接入网的分类。 个域网无线宽带接入技术，局域网无线宽带接入技术，城域网无线宽带接入技术，广域网无线宽带接入技术四类。 4. 无线局域网、无线城域网的标准 无线局域网的标准：美国IEEE（国际电气和电子工程师联合会）802.11家族。欧洲ETSI（欧洲通信标准学会）高性能局域网HIPERLAN系列。 日本ARIB（日本电波产业会）移动多媒体接入通信MMAC。 无线城域网标准：IEEE 802.16a
北京邮电大学网络教育学院 《移动通信原理》综合练习题(第六次修订) 一、选择题 1．GSM系统采用的多址方式为（D） （A）FDMA （B）CDMA （C）TDMA （D）FDMA/TDMA 2．下面哪个是数字移动通信网的优点（C） （A）频率利用率低（B）不能与ISDN兼容 （C）抗干扰能力强（D）话音质量差 3．GSM系统的开放接口是指（C） （A）NSS与NMS间的接口（B）BTS与BSC间的接口 （C）MS与BSS的接口（D）BSS与NMS间的接口 4．N-CDMA系统采用以下哪种语音编码方式（B） （A）CELP （B）QCELP （C）VSELP （D）RPE-LTP 5．为了提高容量，增强抗干扰能力，在GSM系统中引入的扩频技术（A）（A）跳频（B）跳时（C）直接序列（D）脉冲线性调频 6．位置更新过程是由下列谁发起的（C） （A）移动交换中心（MSC）（B）拜访寄存器（VLR） （C）移动台（MS）（D）基站收发信台（BTS）7．MSISDN的结构为（C ） （A）MCC+NDC+SN （B）CC+NDC+MSIN （C）CC+NDC+SN （D）MCC+MNC+SN 8．LA是（D ）（A）一个BSC所控制的区域（B）一个BTS所覆盖的区域 （C）等于一个小区（D）由网络规划所划定的区域 9．GSM系统的开放接口是指（C ） （B）NSS与NMS间的接口（B）BTS与BSC间的接口 （C）MS与BSS的接口（D）BSS与NMS间的接口 10．如果小区半径r＝15km，同频复用距离D＝60km，用面状服务区组网时，可用的单位无线区群的小区最少个数为。（B） (A) N＝4 (B) N＝7 （C）N＝9 (D) N＝12 11．已知接收机灵敏度为0.5μv，这时接收机的输入电压电平A为。（B ） (A) －3dBμv (B) －6dBμv (C) 0dBμv (D) 3dBμv 12．N-CDMA系统采用的多址方式为（D） （B）FDMA （B）CDMA （C）TDMA （D）FDMA/ CDMA 13．CDMA软切换的特性之一是（B ） （A）先断原来的业务信道，再建立信道业务信道 （B）在切换区域MS与两个BTS连接 （C）在两个时隙间进行的 （D）以上都不是 14．RACH（B ） （A）是下行信道，是为了保证MS接入，在此信道上申请一SDCCH （B）MS通过此信道申请SDCCH，作为对寻呼的响应或MS主叫登记时接入 （C）用于MS校正频率、同步时间
移动通信原理 一、移动通信的主要特点 1 移动通信必须利用无线电波进行信息传输 2 移动通信是在复杂的通信环境中进行的 3 移动通信可以利用的频谱资源非常的有限，而移动通信业务量的需求却与日俱 增 4 移动通信系统的网络通信结构多种多样，网络管理和控制必须有效 5 移动通信设备（主要是移动台）必须适于在移动的环境中使用 二、移动通信系统 1 无线电寻呼系统 2 蜂窝移动通信系统 3 无绳电话系统 4 集群移动通信系统 5 移动卫星通信系统 6 分组无线网 三、移动通信的主要技术 1 调制技术 2 移动新到中电波传输特性的研究 3 多址方式 4 抗干扰措施 5 组网技术 四、调制解调 调制的目的是把要传输的模拟信号或者是数字信号变换成适合传输的高频信号。该信号称为已调信号。调制可分为模拟调制和数字调制。模拟调制是利用模拟信号直接调制载波的振幅、频率和相位。数字调制是利用数字信号来调制载波的振幅、频率和相位。 1、数字频率调制 2、数字相位调制 3、正交振幅调制（QAM） 4、扩展频谱调制 5、多载波调制 五、移动通信的传播特点和抗衰落技术 1、无线电波的传输特征 电波的传输方式：1直射波，电波从发射天线直射到接收天线的传播方式；2地表面波，是一种沿着地球表面传播的电磁波；3地面反射波，电波经过地面的反射到达接收天线。 电波在大气中传输：1大气折射，由大气的折射率的垂直梯度；2视线传播极限距离，主要与天线的高度有关。 2、移动信道的特征 1移动信道中存在的衰落：直射波、反射波和散射波在接收地点形成干涉场，使信号产生深度且快速的衰落；由于移动台的不断运动而造成的衰落比多经衰落慢得多，是慢衰落；由于大气的折射率的平缓的变化造成的衰落更加缓慢。2电波信号的多径时延。3多普勒效应。 为了防止因衰落引起的通信中断，在信道的设计中必须使信号的电平留有足够
《移动通信原理》期末复习题 一、判断题 1.数字移动通信系统要求调制技术使已调信号的频谱越宽越好，以便更好地抗衰落× 2.π／4-DQPSK是恒包络的调制技术，其优点是可采用成本低廉的非线性功放× 3.RAKE接收可以很好地克服移动通信中的多普勒频移× 4.FSK的解调由于其恒包络的特点不能采用包络检波× 5.MSK信号既可采用鉴频器解调，也可采用相干解调√ 6.MSK是相位连续且满足最小频差的调制指数为1的一种特殊形式的FSK × 7.MS移动到同一MSC的不同LA中，不需要进行位置登记× 8.CDMA系统中，只要邻站和本站处于同频工作状态，则此时均为软切换× 9.对于多载波系统，载波频率的偏移会导致子信道相互间产生干扰√ 10.GSM系统中，每一个用户在入网时分配公用的密钥Ki和唯一的IMSI × 11.在IS-95蜂窝移动通信系统中，前向是指手机发往基站的方向× 12.GSM网络中，BCCH信道和CCCH信道是不参与跳频的信道√ 13.处于通话状态中的MS从同一MSC下的某一BSC范围移动到另一BSC范围时，系统不必参与切换过程 × 14.蜂窝移动通信系统的最小区群的N值越大，其频率利用率将随之提高× 15.采用顶点激励方式的基站天线采用全向天线模式× 16.MS发，BS收的传输链路称为下行链路× 17.GSM900网络的双工间隔为50MHz × 18.GSM帧长为4.62ms，每帧8个时隙√ 19.移动通信网的信道一般分为控制信道和业务信道两大类√ 20.信号强度排列如下：直射波、反射波、绕射波、散射波√ 21.GSM中，BCCH既是上行信道，又是下行信道× 22.GSM中，MS与BS之间被定义为A接口，MSC与MSC之间被定义为Um接口× 23.WCDMA系统的空中接口带宽为5MHz，其码片速率为3.84Mc/s √ 24.DTX技术的采用可以使移动台具有更长的待机和通话时间√ 25.IMEI是用于国际唯一区分移动用户的号码× 26.GSM中鉴权和加密是两个独立的处理过程，两者间没有任何的关联× 27.扩频系统提高了系统的保密性、提升了系统的信噪比√ 28.IS-95蜂窝移动通信系统每个信道1.2288MHz，含有64个码道√ 29.TDD称为时分双工，收发信号在时间上分开互不干扰，广泛地用于IS-95系统× 30.一个BSC可以连接到多个MSC上，一个MSC也可以连接到多个BSC × 31.CDMA为干扰受限系统，当系统中增加一个通话用户时，所有用户的信噪比会下降√ 32.GSM通信系统中，SCH（同步信道）的作用包括帧同步和时隙同步√ 33.PCH为寻呼信道，当移动台申请开始一次通话时，利用它向基站发送请求× 34.TD-SCDMA的载频宽度是1.6MHz，其码片速率为1.28Mc/s √ 35.GSM网络中采用的是快跳频；（(×)） 36.在同一MSC,不同BSC下的切换，系统不需要参与切换过程；（(×)） 37.GSM网络中，BCCH信道不参与跳频；(√) 38.GSM网络中，每个频点间隔200kHz；(√) 39.切换过程中，目前移动网大都采用基站控制方式；（(×)） 40.跳频可以改善瑞利衰落；(√) 41.采用顶点激励方式的基站天线是全向天线模式；（(×)） 42.在GSM网络中，信道就是一个频道；（(×)） 43.GSM网络，一个载频上最多可允许8个用户同时通信；(√) 44.MS发，BS收的传输链路称为下行链路；（(×)）
第2章蜂窝概念—系统设计基础Chapter 2 Cellular Concept – System Design Fundamentals Main contents: Frequency reuse, Channel assignment strategies, Interference and system capacities, trunking and GOS, Handoff strategies, and how to increase the capacity of the mobile system. 本章的主要内容包括：频率复用、信道分配策略、切换策略、干扰和系统容量、中继和服务等级、提高系统的覆盖率。 本章教学思路： 1、本章主要涉及到蜂窝系统的基本技术和方法，本章讲解的思路是：从现实系统中引入，分析其中存在的问题，然后提出解决问题的方法。 2、本章在教学过程中，多采用课堂及课后的讨论小组，课堂上的头脑风暴等形式，充分调动学生在学习过程中的参与热情。 3、要求学生在课外进行知识的扩充性学习，弄清楚实际通信系统如GSM的相关知识。 4、学习完本章之后，引导学生利用相关知识，结合重庆轻轨建设的实际情况，设计轨道交通通信的相关方案。 5、利用精心设计的讨论题，提高学生分析问题和解决问题的能力。 本章讨论或思考题： 1、通过查相关资料，弄清我国GSM系统小区复用方式？[在学习完成频率复用之后引入] 2、通过查阅相关资料，弄清我国GSM系统及CDMA系统的信道分配策略？[在学习完信道分配策略之后引入] 3、通过查阅相关资料，弄清我国具有自主知识产权的3G标准TD-SCDMA中的热力切换原理[在学习完切换之后引入] 4、5-6人一组，结合重庆轨道交通建设，通过查资料和相互讨论，请设计一个适应在重庆轻轨上进行无线通信的方案[本章学习结束之后]。 本章教学时数：10学时 其中：频率复用2学时，信道分配1学时，干扰与系统容量2学时，中继和服务等级3学时，提高系统容量的方法1学时，切换1学时。 由于教材和PPT都是英文的，本讲义采用中文
通信原理 前言： 通信原理是一门理论性比较强的课程，前面的课程是信号与系统、随机过程，后续的课程是编码理论、无线传输系统。各位在学习的过程中不要在一些公式上砖研和纠缠，只要知道通信原理大概是怎么样的，我们重点是要掌握它在实践的运用。另外请各位要整理通顺通信原理的脉络。因为通信的原理大同小异，而我们只要了解原理的每个过程就可以了。 通信原理是讲通信系统是如何组成的，所以我们要重点掌握基础知识概念。 概念: 信道：信号传输的通道 调制：将原始电信号转换成适合信道传输的信号。 解调：在接收端进行的与调制相反的变换。 基带信号：发送端调制前和接收端解调后的信号。 频带信号：已调信号。 同步：环节不固定，是数字通信系统的必有的一个重要环节。位同步，群同步，载波 同步 信源编码：A/D ，减少原始消息的冗余度，将数据进行压缩编码，提高传送的有效性。 信道编码：人为地按一定规律加入多余的数字码以达到接收端可以发现和纠正误码的 目的。又称抗干扰编码，解决数字通信的可靠性。 信息量：I=㏒ 2 (Bit) I=I[P （x ）] , P （x ）↓→I ↑反之亦然 , P （x ）=1，I=0 信息速率： R=H/T Bit/s H 为符号（信息），T 为发送时间 信道容量： 数字信道容量 C=Rmax=Hmax/T 模拟信道容量 C=B ㏒2(1+S/N) ，B 为带宽，S 为信道功率，N 为噪声功率 一：通信系统的组成 1．1通信系统模型（图） （1） 信源和信宿。信源是信息的发出者，信宿是信息的传送的终点，也是是信息的 接收者。 （2） 变换器。把信源发出的信息变换成适合在信道上传输的信号的设备就是变换器。 （3） 信道。信道是所有信号的传输媒介的总称。 （4） 反变换器。反变换器具有与变换相反的变换功能。 （5） 噪声源。它在实际通信系统中是客观存在的，是各种变换器、传输信道、各种 接收设备等从信道中以叠加的方式引入。 1．2模拟通信系统 （图） 1．3数字通信系统 （图） 模拟通信系统与数字通信系统的比较，数字通信主要具有如下优点： （1） 抗干扰能力强，数字信号可以通过中继再生消除噪声积累，理论上其传输距离)(1x P
第一章 GSM系统及网络结构: CME20是按GSM建议实现的爱立信系统。用于GSM的CME20系统是在AXE10数据交换机基础上开发设计的，主要用来实现全双工的移动电话业务和各种数据业务。爱立信的CME20系统是蜂窝移动通信市场的主导产品之一。 AXE10数据交换机是一种全数字的集中控制的程控交换机，可在移动网及公网上使用。AXE 采用了模块化的结构、面向未来的实用化系统。这种模块化的结构使系统更容易操作，成本降低，同时为适应电信业务发展的需要，更增强了其灵活性。AXE控制系统的结构具有集中和分布在两个控制层。改善了可靠性和呼叫的处理效率。 AXE10由APZ和APT两大部分组成。 一.系统结构 MSC：移动业务交换中心 Mobile services Switching Center
VLR: 拜访位置寄存器 Visitor Location Register HLR: 归属位置寄存器 Home Location Register AUC: 鉴权中心 Authentication Center EIR: 设备识别寄存器 Equipment Identity Register BSC: 基站控制器 Base Station Controller BTS: 基站收发信站 Base Transceiver Station OMC: 操作维护中心 Operation and Maintenance Center NMC: 网络管理中心 Network Management Center MS: 移动台 Mobile Station SS:交换分系统,包括MSC/VLR,HLR,AUC,EIR,GMSC,HSTP,LSTP,SP,(A局,B局,C局); BSS:基站分系统,包括BSC,BTS; OSS:IOG/APG,I/O设备. 一个MSC控制多个基站控制器，它控制移动用户自、至PSTN、ISDN、PLMN、公用数据网的呼叫。移动汇接和网络入口功能都由MSC来实现。 HLR/AUC寄存用户的鉴约信息，如补充业务、鉴权参数，此外还有MS的位置信息和IMSI，ISDN码等。 VLR是一个动态数据库，它包含了当前位于相应的MSC服务区的全部MS的有关信息（IMSI 码和位置信息LAI）。 VLR还包括当前的MSC中该MS的更为详细的位置信息。 GMSC,与其它网络的接口通过它，GMSC称为入口移动交换中心（GATE WAY－网关或门道交换局）。 AUC与HLR相连，是向HLR提供出于安全原因而使用的鉴权参数和密钥。即三参数组。