第2讲 蜂窝移动通信技术2

蜂窝移动分析报告引言蜂窝移动通信是一种基于蜂窝结构的无线通信技术，它将通信网络划分为多个小区，每个小区包含一个基站。

蜂窝移动通信已经成为现代通信领域的重要组成部分，支持人们在移动状态下进行语音、数据和多媒体通信。

本报告将对蜂窝移动通信进行分析，探索其发展趋势和应用场景。

1. 蜂窝移动通信的发展历程蜂窝移动通信的发展历程可以追溯到20世纪40年代。

最早的蜂窝移动通信系统采用模拟技术，并在1979年问世。

随着数字技术的发展，蜂窝移动通信也逐渐从2G发展到了4G和5G。

不同的蜂窝移动通信标准包括GSM、CDMA、WCDMA、LTE等，每一代标准都带来了更高的数据传输速率和更好的通信质量。

2. 蜂窝移动通信的工作原理蜂窝移动通信系统的工作原理基于分布式的基站布局，每个基站负责覆盖一个小区。

当移动用户进入一个新的小区时，移动设备会通过无线信号与新的基站建立连接，并通过基站之间的切换来实现移动通信的无缝切换。

在蜂窝移动通信系统中，移动设备和基站之间进行数据传输的主要技术包括频分多路复用、时分多路复用、码分多址等。

3. 蜂窝移动通信的发展趋势蜂窝移动通信技术在不断发展和演进，未来的发展趋势包括以下几个方面：3.1 5G技术的商用化目前，5G技术已经在全球范围内开始商用化，并通过较高的传输速率、低延迟和大容量等特点，为用户提供更好的通信体验。

未来，5G技术将进一步优化网络架构和用户体验，支持更多的智能设备和应用场景。

3.2 蜂窝移动通信与物联网的结合蜂窝移动通信和物联网的结合将为智能家居、智能交通、智能城市等领域带来更多的应用机会。

通过物联网技术，各种智能设备可以实现互联互通，提高生活和工作效率。

3.3 边缘计算的应用边缘计算是一种将计算和数据处理推到网络边缘的技术，可以实现更低的延迟和更高的数据安全性。

蜂窝移动通信与边缘计算的结合将为移动应用提供更好的性能和体验。

4. 蜂窝移动通信的应用场景蜂窝移动通信广泛应用于各个领域，包括但不限于以下几个方面：4.1 移动通信蜂窝移动通信是人们进行语音通话和数据传输的主要方式，支持人们在任何时间、任何地点进行通信。

蜂窝移动通信网络的特点及应用现代人的生活已经离不开移动通信网络，而这个网络的核心便是蜂窝移动通信网络。

它是一种基于无线电的通信技术，可以实现在移动状态下进行语音、数据和视频通信。

本文将对蜂窝移动通信网络的特点及应用进行分析。

一、蜂窝移动通信网络的特点1. 大容量蜂窝移动通信网络可以承载大量的通信流量，可以同时满足各种通信应用的要求。

在一定范围内，只要增加基站的数量和信道的数量，就可以扩展通信网络的容量。

2. 高速率蜂窝移动通信网络的速率比其他无线通信网络要高，可以满足更复杂的数据和视频传输需求。

同时，技术的不断创新也使网速得到不断提升。

3. 广覆盖面蜂窝移动通信网络可以覆盖更广的地域范围，无需铺设复杂的通信线路。

在城市、农村甚至是海洋，都可以实现通信。

4. 低功耗蜂窝移动通信网络的信号可以实现低功耗，也就是说，它可以在低电量的设备上运行，这对于手机等便携设备的使用显得尤为重要。

二、蜂窝移动通信网络的应用1. 移动电话移动电话是蜂窝移动通信网络的最主要应用，通过基站和中继站，实现将通信信号进行转换传输。

通过这种方式，可以让全球范围内的人们进行言语通信。

2. 移动数据蜂窝移动通信网络可以通过通信接口进行数据通信，在数据转换和传输过程中，可以保证数据的完整性和安全性。

3. 网络下一代技术蜂窝移动通信网络作为通信技术的代表，已经成为网络下一代技术的发展方向。

目前，5G网络技术已经快速发展，将会进一步提升通信技术的速率、覆盖范围和容量。

4. 物联网随着物联网概念在全球范围内的普及和落地，蜂窝移动通信网络也逐渐成为物联网通信的基础组成部分。

物联网通过各种物联设备和蜂窝移动通信网络实现信息的互联互通。

总之，蜂窝移动通信网络作为一种重要的通信技术，从诞生之初到现在已经发展至成熟阶段。

在未来，其将继续发挥重要作用，伴随着科技的进步，不断提升技术性能和扩大应用领域。

蜂窝移动宽带无线接入技术在移动通信领域,目前为人们所广泛关注的热点技术即是第三代移动通信技术(3g)。

与第二代移动通信系统相比,第三代移动通信技术最大的优势是能够向用户提供移动宽带数据接入,从而能向用户提供宽带多媒体业务。

除了3g以外,从2g向3g演进的2.g、2.7g移动通信技术也能向用户提供一定的宽带接入能力。

由此,作者也把包括2.g、2.7g、3g在内的能向用户提供一定宽带接入能力的蜂窝移动通信技术,归于宽带无线接入技术进行介绍。

本文主要介绍了包括wcdma 系列和cdma2000系列的包括2.g/2.7g/3g在内的蜂窝移动宽带无线接入技术,如gprs/edge/wcdma、cdma2000 1x/1x ev-do/1x ev-dv等。

蜂窝移动通信技术发展概述蜂窝移动通信技术从发展到现在主要经历了三个阶段,即第一代、第二代和第三代蜂窝移动通信技术。

第一代蜂窝移动通信技术是模拟蜂窝移动通信技术,以美国贝尔实验室开发的先进移动电话系统amps为典型代表。

第一代蜂窝移动通信技术由于采用模拟技术和fdma多址接入方式,在使用中暴露出很多弊端,如频谱利用率比较低、保密性差、只能提供低速语音业务、设备体积大成本高等,在实际中已经基本不再使用。

第二代移动通信技术是数字移动通信系统,采用数字调制技术,具有频谱利用率高,保密性好的特点,不仅可以支持话音业务,也可以支持低速数据业务,因而又称为窄带数字通信系统。

第二代数字移动通信系统典型代表有美国的damps系统、is-9系统和欧洲gsm系统,其中damps和gsm都采用tdma 多址接入方式,而is-9采用则采用cdma多址接入方式,系统容量比gsm和damps要大的多。

第二代数字移动通信技术是目前广泛应用的蜂窝移动通信技术,但由于只能提供窄带业务,已经不能满足人们越来越多的对于移动宽带多媒体业务的需求。

第三代移动通信系统是宽带数字通信系统,它的目标是提供移动宽带多媒体通信,多址方式基本都采用cdma多址接入,属于宽带cdma移动通信技术。

蜂窝移动通信是采用蜂窝无线组网方式，在终端和网络设备之间通过无线通道连接起来，进而实现用户在活动中可相互通信。

其主要特征是终端的移动性，并具有越区切换和跨本地网自动漫游功能。

蜂窝移动通信业务是指经过由基站子系统和移动交换子系统等设备组成蜂窝移动通信网提供的话音、数据、视频图像等业务。

目录1概念▪概念的提出▪蜂窝移动系统的改进▪分类2历史▪第一代蜂窝移动通信系统▪第二代蜂窝移动通信系统▪ 900/1800MHz GSM移动通信▪ 800MHz CDMA移动通信▪第三代蜂窝移动通信系统3市场▪ GSM：全球应用最广▪ UMTS：市场发展的核心趋动力▪ CDMA：成熟并极具潜力▪供应商比较4未来▪设备模块化和平台化：迈向SDR▪链接：蜂窝市场增长的驱动力1概念编辑概念的提出移动通信的发展历史可以追溯到19 世纪。

1864 年麦克斯韦从理论上证明了电磁波的存在；1876 年赫兹用实验证实了电磁波的存在；1900 年马可尼等人利用电磁波进行远距离无线电通信取得了成功，从此世界进入了无线电通信的新时代。

现代意义上的移动通信开始于20 世纪20 年代初期。

1928 年，美国Purdue 大学学生发明了工作于2MHz 的超外差式无线电接收机，并很快在底特律的警察局投入使用，这是世界上第一种可以有效工作的移动通信系统；20 世纪30 年代初，第一部调幅制式的双向移动通信系统在美国新泽西的警察局投入使用；20 世纪30 年代末，第一部调频制式的移动通信系统诞生，试验表明调频制式的移动通信系统比调幅制式的移动通信系统更加有效。

在20 世纪40 年代，调频制式的移动通信系统逐渐占据主流地位，这个时期主要完成通信实验和电磁波传输的实验工作，在短波波段上实现了小容量专用移动通信系统。

这种移动通信系统的工作频率较低、话音质量差、自动化程度低，难以与公众网络互通。

在第二次世界大战期间，军事上的需求促使技术快速进步，同时导致移动通信的巨大发展。

简述蜂窝移动通信技术摘要:蜂窝通信技术至今已经发展了一百余年了，在移动端也已经发展到第五代了。

而在非移动段爷发展出了如Zigbee通信这样的广泛使用而成熟的技术。

本文先介绍蜂窝通信的基本原理。

再以移动通信中GSM通信比对Zigbee通信，解析各自的特点及应用场合。

移动通信现如今已经发展到第五代了，移动通信的第五代就是大家经常能听到的5G时代，随着华为等名企的研发，相信用不了多久我们将从4G时代进入5G时代！其实移动能进行远程通信的基本原理如图1所示，信号的全方位覆盖是由信号塔搭建出来的，每个信号点负责自己特定区域的信号通信。

从整体上看其信号网络图像一个蜂窝网状一样，因此移动通信结构通常也称为蜂窝移动通信。

与此类似如图2是Zigbee的蜂窝网状结构。

其实从Zigbee取名就能解析其结构（bee蜜蜂，zig声音形容词）。

下文将举移动通信中的GSM通信与Zigbee 通信进行对比性分析，深入说明其通信原理和应用场合。

1GSM通信的工作模型GSM是GlobalSystemforMobileCommunications的缩写，译为全球通信系统，发展与上世纪90年代，虽然属于第二代蜂窝移动通信，但已经成熟的被100多个国家应用，占据了近八成的全球蜂窝移动通信设备市场。

在控制领域中常用来进行远程控制，控制距离理论上没有限制。

工作模型类似C/S（客户端/服务器）模型。

如当A要去控制B，如果逻辑上把A看成服务器，B看成客户端。

则A设备的MCU接到用户的指令，会将指令打包成一个信息包，通过GSM模块能识别的AT指令将控制信息包发给B。

B的GSM模块收到信息包后丢给B设备的MCU 去解析，然后MCU再去执行相应的控制信息。

从以上分析看GSM能够远距离的进行一对一的精准控制，这种远程控制适合跨城市甚至跨国家的场合应用，其能够经常识别和传送依赖于每个GSM设备都有一个全球唯一的ID，也就是通常所说的电话号码。

2Zigbee通信的工作模型在此之前ZigBee也被称为“HomeRFLite”、“RF-EasyLink”或“fireFly”无线电技术，统称为ZigBee。

蜂窝移动通信的发展蜂窝移动通信的发展1. 简介蜂窝移动通信是一种无线通信技术，通过将地理区域划分为多个小区（蜂窝），每个小区都有一个基站，使得移动设备可以在不同的小区之间无缝切换通信。

这种通信方式最早于20世纪70年代开始发展，至今已经成为主流的移动通信技术之一。

2. 1G、2G、3G和4G2.1 1G1G（第一代移动通信）是蜂窝移动通信的开创者。

它使用模拟信号进行语音通信，采用了频分多路复用技术（FDMA）来将一个频段划分为多个通信信道。

1G技术有着较低的通信质量和容量限制，只能提供基本的语音通信功能。

2.2 2G2G（第二代移动通信）是在1G技术的基础上发展起来的。

2G 引入了数字通信技术，采用了时分多路复用技术（TDMA）和码分多址技术（CDMA）来提高通信质量和容量。

2G技术实现了短信、基本数据传输和部分互联网访问功能。

2.3 3G3G（第三代移动通信）是在2G技术的基础上进一步发展的。

3G 采用了宽带无线通信技术，支持高速数据传输和多媒体应用。

3G技术实现了视频通话、高速互联网访问和移动应用程序等功能。

2.4 4G4G（第四代移动通信）是在3G技术的基础上发展起来的。

4G采用了全IP网络架构，实现了更高的数据传输速度和更低的延迟。

4G技术支持高清视频通话、高速互联网访问和全球漫游等功能。

3. 5G的到来3.1 5G的特点5G（第五代移动通信）是蜂窝移动通信的最新一代技术。

与前几代移动通信技术相比，5G具有以下几个显著的特点：- 更高的传输速度：5G技术可提供更高的数据传输速度，能够支持更多高带宽的应用场景，如高清视频、虚拟现实和增强现实等。

- 更低的延迟：5G技术可实现更低的通信延迟，使得实时交互和远程控制等应用更加可行，如自动驾驶汽车和远程医疗等。

- 更大的连接密度：5G技术支持更多的设备连接，可满足物联网应用的需求，如智能家居和智能城市等。

3.2 5G的应用场景由于5G技术具备高速、低延迟和大连接密度的特点，它将会给各个行业带来巨大的改变和发展。

浅析蜂窝移动通信网络技术的发展摘要：蜂窝移动通信网络经过近30年的发展，已经对人们的生产和生活产生了质的变化，尤其是接下来将要实施应用的第五代蜂窝移动通信网络。

本文对1G、2G、3G、4G和5G的技术原理、优缺点和特点进行介绍，并对蜂窝移动通信网络的发展进行了展望。

引言：蜂窝移动通信网络从20世纪80年代发展至今，已经走过了30多个年头，每10年就会产生标志性的一代技术革新。

随着科学技术的迅猛发展及用户对于多业务和高速率移动网络的强烈需求，从最初的第一代蜂窝移动通信网络（1G），到第二代蜂窝移动通信网络（2G），然后到后来的第三代蜂窝移动通信网络（3G），再到现在的第四代蜂窝移动通信网络（4G），移动通信在技术方面的突破令人为之惊叹。

我国在20年前开始引进蜂窝移动通信技术，在近20年时间内，我国的移动通信技术经历了由小到大、由弱到强，由“被别人牵着鼻子走”到引领第五代蜂窝移动通信网络（5G）技术标准的制定。

在不久的将来，第五代蜂窝移动通信网络（5G）技术必然会得到全面的推广，人们的生产和生活肯定会发生质的飞越。

一、蜂窝移动通信网络概述1、第一代蜂窝移动通信网络（1G）第一代蜂窝移动通信网络（1G）是在20世纪80年代初提出的，它完成于20世纪90年代初，如NMT和AMPS，其中NMT于1981年投入运营。

[1]第一代蜂窝移动通信网络（1G）采用模拟信号传输模式，即将电磁波进行频率调制后，将语音信号转换到载波电磁波上，载有信息的电磁波发布到空间后，由接收设备接收，并从载波电磁波上还原语音信息，完成一次通话，传输速率约2.4kbit/s。

lG主要基于蜂窝结构组网，直接使用模拟语音调制技术，但当时各个国家的1G 通信标准并不一致，使得第一代蜂窝移动通信网络并不能实现“全球漫游”，这大大阻碍了1G的发展。

同时，由于1G采用模拟信号传输，所以第一代蜂窝移动通信网络的主要缺点有：频谱利用率低；业务种类少，不能提供数据业务；保密性差，易被窃听和盗号；系统容量小；设备成本高，体积、重量大等。

.Word文档资料邯郸学院讲稿2018～2019学年第一学期分院(系、部)：机电学院教研室：应用物理课程名称：移动通信原理与设备授课班级：2016应用物理学本科主讲教师：常成职称：助教使用教材：《移动通信原理与设备》制作系统：邯郸学院制第1章移动通信概述1.1 移动通信的基本概念1.1.1 移动通信的定义移动通信：通信双方至少有一方是处于移动状态，并且其中的一部分传输介质是无线的传输方式。

1.1.2 移动通信系统的组成移动通信系统的组成：移动业务交换中心（MSC）、基站（BS）、移动台（MS）、中继线。

1.1.3 移动通信的特点1.设备性能要求高对移动台体积、重量、功耗、操作、抗恶劣环境等的要求2.电波传播有严重的衰落现象移动台接收信号存在多径现象而引起严重衰落3.存在远近效应近处移动台干扰远处移动台，要求移动台具有自动增益控制4.强干扰条件下工作各种噪声干扰严重5.存在多普勒效应移动台载波频率随移动速度变化，引起频率偏移6.技术复杂解决用户数量大、频率资源有限、保证通信质量等问题1.2 移动通信的发展1.2.1 第一代移动通信系统（1G）现代蜂窝移动电话系统：20世纪80年代中国采用TACS制式，1987年在上海、广东率先建成开通。

第一代移动通信系统的主要特点是：1.全双工工作，具有越区频道转换、自动漫游通信功能。

全双工：全双工指可以同时（瞬时）进行信号的双向传输（A→B且B→A）。

越区频道转换：当移动台从一个小区(指基站或者基站的覆盖范围)移动到另一个小区时，为了保持移动用户的不中断通信需要进行的信道切换称为越区切换。

漫游（roaming）指移动台离开自己注册登记的服务区域，移动到另一服务区后，移动通信系统仍可向其提供服务的功能。

（1）采用模拟话音信道传输信息，将用户的语音信号直接调制到发射频段上。

（2）采用FDMA频分多址方式区分不同的信道。

（3）基站必须同时发射和接收多个不同频率的信号，A与B通过基站中转通信，须同时占用4个频道实现双工。

CDMA技术简介随着社会的进步、经济和科技的发展,当今世界已进入信息时代。

人们对通信的要求越来越高,这促进了移动通信的发展。

.目前使用的第二代移动通信系统的缺陷逐步明显,如全球漫游、容量问题、频谱问题、支持宽带业务问题等。

用户迫切希望通信界能够在短时间内提供一种真正意义上的全球覆盖、提供更宽的带宽、更灵活的业务,并且使终端能够在不同的网络间无缝漫游的系统,以取代第一代和第二代移动通信系统。

作为第三代移动通信系统核心的CDMA 系统,成为了当前研究工作领域的热点。

与FDMA 和TDMA 相比,CDMA 具有许多独特的优点。

CDMA 移动通信网是由扩频、多址接入、蜂窝组网和频率再用等几种技术结合而成,含有频域、时域和码域三维信号处理的一种协作,因此它具有大容量、软容量、软切换、保密性能好、话音质量高、发射功率低等优点1.扩频通信扩频通信是扩展频谱通信的简称, 它是一种先进的通信手段。

扩频技术就是将所传输的信息带宽扩展很多倍, 然后发送出去。

这时发送信号所占据的信道带宽远大于信息本身的带宽。

与此同时, 发射到空间的无线电功率也将大大地降低。

目前常用的直接序列扩频技术是选用一个伪随机码( 即PN 码) 对传送信息直接进行调制, PN 码的速率Rb 远远大于传送信息的速率Ri, 因而调制后的信号速率为Rb,即通过无线电设备发送出去的信号频带比原传送信息的频带扩大了Rb/Ri倍。

接收端利用相关的解扩技术实现信号的高精度还原, 从而获得信息的可靠传输, 如图1 所示。

图1 扩频通信原理框图2.扩频通信的特点( 1) 抗同频干扰性能好。

采用直接序列扩频技术后, 对频率相同的干扰信号来说, 接收机对它们有很强的抑制能力, 经过接收机解扩之后, 干扰信号扩展成为宽带噪声, 频谱功率密度很低。

接收机只接收和PN 码相同的信号。

( 2) 抗多径干扰能力强。

由于扩频系统中采用的PN 码具有良好的自相关性, 互相关性很弱, 不同路径传输来的信号能容易地被分离开, 并可在时间和相位上重新对齐, 形成几路信号功率的叠加, 从而改善了接收系统的性能, 增加了系统的可靠性。