《移动通信原理与工程》-02
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第一章概述1・1简述移动通信的特点^tfl①移动通信利用无後电沁行信息传衛②移动也fims干扰I不境下工⑦通信吝呈有用,©逋億癡纷宾杂丿⑤対移动台的要求高。
】・2移动台主夢受坯些干扰彭响?坯总千吒是埠同系统所特有的?答,①互谓干扰,②邻说干拣③同倾干扰■(蛉宵毎艸所特有吊)©多址干执.1.,旬注妊淇式移功連伯旳犬匡万史・说明善代话功週百东统旳柿魚:S.策一代(1G)以横拟式軽窩网为左養待征.是20也SP年代束的坪优初就幵怕商用的。
其中最有代表性的是的AMPS (Advanced Mohle Phone System J 以渭的TACS (lota! Access Communicatoa System)两大系扯・另外述有龙殴的NMT艮日本的HCMTS系统執从技术特色上看・1G以解决两个內态性中瑕基本的用戸这一莖幼态協核"F渲当老虑到姜二至信道动态性。
王要是擋施是乘用炽分多址fDMA方式翊对用户的动态寻址坊违:.并以妹窝丈网络结构和预车规划痢m敢再用方式.达到扩大走需无苓范国和帚足用户数苛烤他京札在信总动态特性匹配上.适当采用了性彼优良的橫猷涸頻方式.并刑用茶站二ixfB)分集方式抿抗之碗杼性袞轧第二代(20)以数字化为主要特征.构翩孚式蛭黑移动谢信系统它干20曲己90年代初正式去向侖用.耳*昂具有代表性的有欧洲的时分多址(TDMA) GSM (GSM Group Special Mobile, 19S9年以gar>3 Global System for Mobile CommuxucidoQ).北姜曲田分多址(CDHA)的IS-9S 两大郭克.男外还有0*05 PDC 系统轨从技木持色上音.它杲以坟字化为荟趾牧全血地誉庭了信型5用户的二生动态特性艮湖应的匹記猎施,主要扌:丄山揑Wg:才匸TDXfA i.GSX:.K CDX<A (IS^5)方氏实观对用户的动态寻址功能.#以數字丈蜂宮闷络结杓和頡率(相位)规划冥奴戲顼(相位〉芳用方就.从麵扩大老盖般务范劇和滙足用P數殳旁上的磅求.在对信追动态特性的匹配上釆取了下面一系列抬施,(1)采甲杭干批性館优良的訣字式调制I GMSK(GSM). QPSKC1S 95).性能优良的拭干扰纠榕编码,肯枳真(GSM. (S-95K矩联码<0SM)i⑵ 彳用功率校制衣TIE抗罢京转和远近效应・这1疔CDMA方求的IS・9$尤为或負(3)采用R适应畑j (GSM)和Rake檢收(IS 95)杭坝李选摄怡衰蒂与多径干状■(4)釆用值2定肘(码如竦用恼间交织方式(GS\D和块交织方罠(1S-9S)曲加性秤罷据三代.(3G)以纟圾U业务为主翌缚征・它于*世圮初和M投人裔业化迄岀有代表性的有北芙的CDMA2000.欧汕和E*的UCDMA及我国握岀的TD SCDMA三尺系疝另外还有欧制的DECT及北美的UMC-B6.从技术上看.3G是住2G系扰适配信追与用户二垂功态約性的基瑞上又引入了业务用动态也即在3G 系统中.用户业务既可以是单一的倍音、细职国悅也可以是多嫖洌1务,且用户适择业务是幢机的,这个是第三运渤态性的引人忡禺貌大大复卒化。
移动通信原理与系统第1章概论1.(了解)4G网络应该是一个无缝连接的网络,也就是说各种无线和有线网络都能以IP协议为基础连接到IP核心网。
当然为了与传统的网络互连则需要用网关建立网络的互联,所以将来的4G网络将是一个复杂的多协议的网络。
2.所谓移动通信,是指通信双方或至少有一方处于运动中进行信息交换的通信方式。
移动通信系统包括无绳电话、无线寻呼、陆地蜂窝移动通信、卫星移动通信等。
无线通信是移动通信的基础。
3.移动通信主要的干扰有:互调干扰、邻道干扰、同频干扰。
(以下为了解)1)互调干扰。
指两个或多个信号作用在通信设备的非线性器件上,产生与有用信号频率相近的组合频率,从而对通信系统构成干扰。
2)邻道干扰。
指相邻或邻近的信道(或频道)之间的干扰,是由于一个强信号串扰弱信号而造成的干扰。
3)同频干扰。
指相同载频电台之间的干扰。
4.按照通话的状态和频率的使用方法,可以将移动通信的工作方式分成:单工通信、双工通信、半双工通信。
第2章移动通信电波传播与传播预测模型1.移动通信的信道是基站天线、移动用户天线和两副天线之间的传播路径。
对移动无线电波传播特性的研究就是对移动信道特性的研究。
移动信道的基本特性是衰落特性。
2.阴影衰落:由于传播环境中的地形起伏、建筑物及其他障碍物对电磁波的遮蔽所引起的衰落。
多径衰落:无线电波在传播路径上受到周围环境中地形地物的作用而产生的反射、绕射和散射,使其到达接收机时是从多条路径传来的多个信号的叠加,这种多径传播多引起的信号在接收端幅度、相位和到达时间的随机变化将导致严重的衰落。
无线信道分为大尺度传播模型和小尺度传播模型。
大尺度模型主要是用于描述发射机与接收机之间的长距离(几百或几千米)上信号强度的变化。
小尺度衰落模型用于描述短距离(几个波长)或短时间(秒级)内信号强度的快速变化。
3.在自由空间中,设发射点处地发射功率为Pt,以球面波辐射;设接收的功率为Pr,则Pr=(Ar/4πd2)PtGt式中,Ar=λ2Gr/4π,λ为工作波长,Gt、Gr分别表示发射天线和接收天线增益,d为发射天线和接收天线间的距离。
北京邮电大学原继续教育学院导师介绍(2008)专业:通信与信息系统丁炜教授,博士研究生导师宽带通信网研究中心领衔教授自1986年以来培养研究生(含博士、硕士)近百人,发表论文150余篇,完成重大科研项目10项,申请专利3项,荣获省部级以上奖项共5项。
目前正在研究的项目:“广义MPLS实现和安全路由器研究”,并与美国INTER 公司合作建立联合实验室,对下一代网络关键技术进行跟踪和预测。
丁炜教授所负责的北京邮电大学培训中心通信网科研室(现更名为宽带通信网研究中心)成立于1985年。
该科研室的宗旨是跟踪世界通信网络新技术的发展,开展对其前沿课题的研究,掌握相关理论和先进技术,力求创新,为我国通信事业的发展和培养优秀的高级通信科学技术人才做出自己的贡献。
目前,为了紧跟国际宽带通信网络新技术的发展,实验室正在进行MPLS协议软件和路由软件的开发、“具有MPLS功能的多业务边缘路由器的研制”、“INTEL网络处理器应用的研究与开发”等项目,其中边缘路由器的研制项目中采用了具有自主知识产权的芯片设计来实现各种网络协议的处理和不同速率接口数据流的转发。
温向明教授,博士研究生导师研究方向:博士研究生:宽带通信网络理论与技术、无线宽带网络理论与技术硕士研究生:IP宽带通信网络技术、移动通信网络技术毕业于北京邮电大学,获通信与信息系统工学博士学位;现任北京邮电大学校长助理兼研究生院常务副院长;校学术委员会委员和校学位委员会委员;教育部归国留学评审专家;北京市信息化专业人才合作培养项目负责人;中国电信网络资源管理专家组副组长;中国通信学会高级会员;北京市大学生电子竞赛组委会副主任等。
长期从事通信与信息系统专业方面的科研与教学工作,主持和参与完成了国家级项目6项,前邮电部项目3项,校级项目1项,横向项目8项。
其中:国家863项目“宽带光纤用户网总体技术研究”,得到国家科委专家的好评,总评结果为Ab;另外,“我国接入网发展战略的研究”获邮电部科技进步二等奖;国家重大项目“移动增值业务网络安全协议方案研究与实现”和“具有V5接口的DLC网元管理设备”已进行成果转化,取得了很好的经济效益和社会效益;“V5接口用户接入系统的监控技术研究”已在通信网中应用。
《移动通信原理》教学大纲说明一、课程性质和任务本课程是智能电子专业和计算机网络与数据通信专业的一门专业任选课程,使学生掌握移动通信基本技术,拓宽就业口径。
二、目的与要求通过本课程学习,使学生了解移动通信技术发展过程、现状和趋势;掌握移动通信基本原理及基本技术;掌握二种系统——TDMA、CDMA系统;能分析GSM移动电话机电路原理并能排除常见故障。
1、了解移动通信历史背景与现状。
2、掌握调制解调电波传播,噪声与干扰等基本原理,掌握多址、区域覆盖及信道配置、网络结构及组成,移动性管理、信令等基本技术。
3、掌握TDMA、CDMA二种系统组成及原理。
4、掌握一种GSM移动电话机电路原理及维修方法.三、课程的教学进度和安排本课程教学时数72学时,4学分,具体安排如下:大纲内容一、概论(4学时)(一)目的和要求1、掌握移动通信概念及特点。
2、掌握移动通信系统的分类。
3、了解常用移动通信系统及移动通信的基本技术。
4、掌握通信系统的有效性和可靠性分析方法。
(二)主要内容1、通信的概念,通信系统的有效性和可靠性。
2、移动通信概念,主要特点。
3、移动通信系统分类。
4、移动通信的基本技术。
二、数字调制与解调(8学时)(一)目的和要求1、掌握移动通信对数字调制与解调的要求。
2、掌握FSK、MSK、GMSK的调制解调原理、特性。
3、掌握PSK、QPSK、π/4—DQPSK的调制解调原理、特性。
(二)主要内容1、数字调制与解调的有效性、可靠性、可实现性。
2、FSK、MSK、GMSK、PSK、QPSK、π/4-DQPSK的数学表达式、功率谱、方框图、特性.三、电波传播与分集接收(4学时)(一)目的和要求1、掌握VHF、UHF的直射、折射、绕射、反射、散射方式。
2、理解多径效应与信号衰落的概念。
3、掌握接收机输入电压、功率、场强概念及换算.4、掌握分集接收抗衰落原理及其方式。
(二)主要内容1、VHF、UHF电波传播特性。
2、多径效应,快衰落,慢衰落。
《移动通信原理》课程教学大纲一、课程基本信息1.制定依据:本大纲根据通信工程专业2017 版本科人才培养方案制定2.课程编码:JX0405653.课程类别:专业必修课4.学时/学分:40+8学时/3学分5.开课学期:66.适用专业:通信工程7.先修课程:信号与系统、通信原理、通信电路8.后续课程:移动网络工程、移动应用开发、移动数据分析与智能处理二、课程性质、目的和要求本课程为通信工程专业必修课。
通过对本课程的学习使学生获得移动通信的基本知识,培养应用移动通信的原理与技术分析常见移动通信方式中信息传输的发送与接收过程的能力,提高工程素质。
通过对本课程的学习使学生了解移动通信的基本概念、基本原理和组网技术,熟悉GSM/GPRS、IS-95 CDMA、3G、4G和5G等移动通信标准和系统组成,掌握和移动通信相关的分析与设计工具的应用,为移动通信系统的建设、管理、维护、研究和开发打下必要的理论基础。
三、教学方式本课程针对通信工程三年级本科学生开设,是工程应用课程,结合本课程内容的“繁、难、新”特点,采用适当的工程教学方法,如项目教学法、案例教学法;使用自建精品在线开放课程平台进行MOOC方式授课;使用智慧教室进行翻转课程教学;充分利用网络教学平台,提供更多的课外学习资料与习题,拓展学生的学习空间,加强与学生的沟通交流。
34五、课程的考核各教学环节占总分的比例:平时作业、测试及课堂表现占20%;期末考试占60%;课程实验占20%;平时成绩根据考勤、习题作业、课堂讨论、课堂提问综合评定。
期末考试采用笔试(闭卷/开卷)形式,题型包括填空、选择、简答、计算、综合(含验证分析、画图说明、综合分析与讨论等)等。
考核内容需体现对于综合运用基本概念、基本原理和分析方法进行通信系统分析能力的考察,不仅包括对各单元知识点的独立考核,还需要包括综合运用移动通信基本技术和各类移动通信系统知识分析和解决问题能力的考核。
学生期末考试成绩未达到50分,则平时各项考核成绩不计入总评成绩。
移动通信原理与系统-教学大纲第一篇:移动通信原理与系统-教学大纲《移动通信》课程教学大纲一、课程名称:(移动通信原理与系统)(32学时)二、先修课程:通信原理、通信网基础三、适用专业:通信工程专业四、课程教学目的本课程是通信工程本科专业课。
移动通信是当今通信领域发展最快、应用最广和最前沿的通信技术。
移动通信的最终目标是实现任何人可以在任何地点、任何时间与其他任何人进行任何方式的通信。
移动通信技术包括了组网技术、多址技术、语音编码技术、抗干扰抗衰落技术、调制解调技术、交换技术以及各种接口协议和网管等等多方面的技术。
因此从某种意义上可以说,移动通信系统汇集了当今通信领域内各种先进的技术。
通过本课程的学习使学生了解和掌握移动通信的基本理论,了解和掌握移动通信的发展、蜂窝移动通信系统的基本概念、移动通信的信道、移动通信系统的调制和抗干扰技术、语音编码技术、移动通信中的多址接入、移动通信网以及GSM系统、CDMA系统和3G技术以及未来无线通信的发展等。
五、课程教学基本要求1.理解和掌握无线信道和传播、传播损耗模型;2.掌握移动通信中的信源编码的基本概念和调制解调技术;3.理解和掌握移动通信中的各种抗衰落抗干扰技术;4.掌握移动通信系统的组网技术;5.掌握GSM移动通信系统、理解GPRS系统的基本原理以及EDGE的基本原理;6.掌握基于CDMA20001X系统、WCDMA系统和TD-SCDMA系统的基本原理和应用;7.了解未来移动通信的发展。
六、教学内容及学时分配(不含实验)第一章概述1学时第二章移动通信电波传播环境与传播预测模型内容:λλλλλλ无线传播的特点以及对无线通信的影响;无线信道的特性,研究方法无线信道的分析基础(分布,特性参数等)简单介绍建模技术和仿真技术基础介绍常见的几种传播预测模型说明应用范围和应用方法4学时λ介绍传播模型校正方法和校正实例第三章信源编码和调制技术 3学时内容:λ信源编码技术的概念λ数字调制的基本概念与回顾λ移动通信中对调制技术的特殊要求λ GMSK调制技术λ QPSK调制技术λ高阶调制λ多载波调制λ OFDM技术与应用第四章抗衰落和链路性能增强技术 4内容:λ无线通信中衰落概念回顾和抗衰落的基本概念λ分集、合并技术,瑞克接收机技术λ信道编码技术(侧重卷积码技术和Turbo码技术介绍)λ均衡技术的原理和维特比均衡的原理λ扩频、跳频技术抗衰落的基本原理λ多天线和空时编码λ AMC和HARQ两种自适应链路增强技术的基本原理第五章蜂窝组网技术 5 内容:λ组网概述λ蜂窝小区和频率复用λ切换、位置更新λ多址接入λ码分多址关键技术λ蜂窝移动通信系统的容量分析λ功率控制技术λ切换、位置更新λ网络结构学时学时第六章 GSM系统和GPRS系统 5学时内容:λ概述λ GSM的业务及分类λ GSM系统结构λ GSM的信道λ GSM的无线传输λ GSM的语音处理λ GSM系统的信令协议λ接续和移动性管理λ GPRS概述λ GPRS的业务λ GPRS的网络结构λ GPRS协议结构λ GPRS的会话和移动性管理λ GPRS空中接口介绍λ EDGE技术的基本原理和关键技术第七章第三代移动通信CDMA系统内容:λ 3G概述λ IS-95和CDMA20001X技术λ WCDMA技术λ TD-SCDMA 技术第八章未来发展2内容:λLTE ,LTE+等的基本概念和技术λIMT-advance一些概念λ技术发展趋势期中考试机动学时学时2学时2学时4七、教学重点、难点重点:移动通信的基本理论、技术;移动通信系统的理论和网络难点:移动通信无线传播理论;抗衰落技术、移动通信网络和基于CDMA技术的3G网络八、使用教材及参考书目教材:移动通信原理与系统,啜钢、王文博、常永宇、李宗豪.2005.9,北京邮电大学出版社.参考书目:1.[美] Theodore S.Rappaport.Wireless communications principles and practice.电子工业出版社影印版.1998.9 2.郭梯云等.数字移动通信.人民邮电出版社.1995.3 3.啜钢,王文博,常永宇等移动通信原理与应用北京:北京邮电大学出版社,2002 4.吴志忠移动通信无线传播北京:人民邮电出版社,2002 5.杨大成等移动传播环境北京:机械工业出版社,2003 6.许希斌等译Jhong Sam Lee Leonard ler 著.CDMA 系统工程手册.人民邮电出版社.2001.2 7.张平,王卫东,陶小峰等编著.WCDMA移动通信系统.人民邮电出版社.2001.3 8.啜钢等CDMA无线网络规划与优化北京:机械工业出版社,2004 9.李建东,杨家玮个人通信.北京:人民邮电出版社,1998 10.Wi1lliam C.Y.Lee 著,宋维模,姜焕成等译.移动通信工程理论和应用.北京:人民邮电出版社,2002 11.孙孺石,丁怀元,穆万里,王泽权著.GSM数字移动通信工程.人民邮电出版社,1996 12.The GSM System for Mobile Communications.Michel Mouly and Marie-Bernadette Pauter, 1992 13.钟章队,蒋文怡,李红君等编著.GPRS 通用分组无线业务.人民邮电出版社.2001.12 14.杨大成等.cdma2000 1x移动通信系统.北京:机械工业出版社,2003 执笔人: 啜钢第二篇:移动通信教学大纲移动通信(专业限选课)Mobile Communications【课程编号】XZ26224 【学分数】2【学时数】40=27+9+4 【适用专业】通信工程一、教学目的、任务本课程系统地介绍移动通信的各类关键技术。
《移动通信原理》复习提纲第一章概论1.移动通信的定义和特点定义:移动通信是指通信双方至少有一方在移动中进行信息传输和交换。
特点:●必须用无线电波进行信息传输●在复杂的干扰环境中运行●可以利用的频谱资源有限,但是业务量却增加很快●网络结构多种多样,网络管理和控制必须有效●移动通信设备必须适于在移动环境中使用。
2.工作方式●单工通信:交替接收和发送●半双工通信:必须按下讲话按钮才能发送●全双工通信:可以同时进行消息传输3.数字通信系统的优点●频谱利用率高,有利于提高系统容量●能提供多种业务服务(电话通信和数据业务),提高通信系统的通用性●抗噪声,抗干扰,抗多径衰落能力强●能实现很好的网络管理●容易加密,保密●可降低设备成本以及减小用户手机的体积和质量4.移动通信网的分类第二章调制解调1.MSK(最小移频键控调制)定义:是一种特殊形式的FSK,其频差是满足两个频率相互正交的最小频差,并要求FSK信号的相位连续。
其h恒等于0.5会求频差以及相位轨迹,详见作业.●了解GMSK的产生原理(框图)●清楚为什么不采用MSK而采用GMSK:MSK的主瓣宽,旁瓣高(这是跳变,也就是高频分量造成的),采用高斯低通后,相位轨迹平滑了,于是方便无线通信使用。
●会画相位轨迹图(可在MSK的相位轨迹基础上画)3. /4-DQPSK●了解PSK不能采用的原因(与MSK不能采用的理由类似)而DQPSK如何改进。
●DQPSK的已调信号表达式Sk(t)=cos(Wc*t+θ)●需要知道其信号完全包含在载波的相位跳变中,便于差分检测。
●DQPSK与QPSK相比,频谱的主瓣变窄,旁瓣变小。
4.扩展频谱调制●定义:一种信息传输方式,在发端采用扩频码调制,使信号所占的频带宽度远大于所传信息所必需的带宽,在收端采用相同的扩频码进行相关解扩以恢复所传信息数据。
●种类:直接序列扩频:直接用具有高码率的扩频码序列在发端去扩展信号的频谱。
跳频:用一定码序列进行选择的多频率频移键控。
移动通信原理与系统第二版课后答案第一章概述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。
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<<Bc ; Ts>> 12、产生频率选择性衰落的条件:Bs>Bc ; Ts< 13、信号经历快衰落的条件:Ts>Tc ; Bs<B D 14、信号经历慢衰落的条件:Ts<<Tc; Bs>>B D15、衰落率定义:信号包络在单位时间内以正斜率通过中值电平的次数,即包络衰落的速率与发射频率,移台行进速度和方向以及多径传播的路径数有关。