数字蜂窝移动通信原理(w)

蜂窝网络服务功能介绍蜂窝网络蜂窝网络或移动网络（Cellular network）是一种移动通信硬件架构，把移动电话的服务区分为一个个正六边形的小子区，每个小区设一个基站，形成了形状酷似蜂窝的结构，因而把这种移动通信方式称为蜂窝移动通信方式。

蜂窝网络又可分为模拟蜂窝网络和数字蜂窝网络，主要区别于传输信息的方式。

蜂窝网络组成部分蜂窝网络组成主要有以下三部分：移动站，基站子系统，网络子系统。

移动站就是网络终端设备，比如手机或者一些蜂窝工控设备。

基站子系统包括移动基站（大铁塔）、无线收发设备、专用网络（一般是光纤）、无线的数字设备等等的。

基站子系统可以看作是无线网络与有线网络之间的转换器。

蜂窝和频率重用蜂窝网络蜂窝：将一块大的区域划分为多个小的蜂窝，使用多个小功率发射器代替一个大功率发射机。

一般使用正六边形来描述蜂窝形状。

频率复用：每一个蜂窝使用一组频道。

如果两个蜂窝相隔足够远，则可以使用同一组频道。

簇（cluster）：由N个蜂窝组成的蜂窝组，使用了全部的频率资源频率复用因子（reusefactor）：1/N对于正六边形的蜂窝，N=i +i*j+j ，i》=1，j》=1，当i》1时，j0或当j》1时，i0.因此，N=3，4，7，9，12.。

蜂窝的几何表示蜂窝通常使用正六边形来表示。

为什么是正六边形而不是圆？顶点到几何中心等距的多边形中，能够完整（无重叠）地覆盖某一区域可能的几何形状有：正方形、等边三角形和正六边形三种形状。

在正方形、等边三角形和正六边形中，正六边形的面积最大。

蜂窝坐标系使用（i，j）表示某一蜂窝的坐标。

例如：蜂窝A的坐标为（2，1）。

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。

蜂窝网络技术的工作原理蜂窝网络技术是我们日常生活中不可或缺的一部分。

它让我们能够在手机上进行语音通话、发送短信、上网冲浪和使用各种应用程序。

那么，蜂窝网络技术是如何工作的呢？为了理解蜂窝网络技术的工作原理，我们首先需要了解什么是基站。

基站是蜂窝网络的核心设备，它负责提供手机信号的覆盖。

基站通常由一根高高的天线和一间设备放置房间组成。

这些设备用于接收来自手机的信号并将其转发到其他手机或互联网。

蜂窝网络中的一个蜂窝是一个信号覆盖区域，就像蜜蜂蜂巢中的蜜脾一样。

每个蜂窝都由一个基站覆盖，并与周围的蜂窝相邻接。

当用户在蜂窝网络中移动时，手机会自动连接到最强的信号覆盖基站，以确保通信质量。

这种自动连接的过程是通过信令传输实现的。

当一个手机进入一个新的蜂窝区域时，它会发送一个信号寻求新的基站的连接。

接收信号的基站会回复并允许该手机连接。

这个过程被称为切换。

蜂窝网络技术使用的是频分多路复用（FDMA）、时分多路复用（TDMA）和码分多路复用（CDMA）等多路复用技术。

这些技术将频谱分为不同的频段，使多个用户可以同时使用同一频带进行通信，从而增加了网络的容量。

频分多路复用（FDMA）是将频谱划分为多个频段，每个频段分配给一个用户。

时分多路复用（TDMA）则将时间划分为连续的时隙，每个时隙分配给一个用户进行通信。

码分多路复用（CDMA）则使用独特的序列代码将数字数据转换成不同频段的信号，使多个用户在同一时间和频率上进行通信。

除了基站和多路复用技术，蜂窝网络还依赖于信道编码和解码技术来提高通信的可靠性和数据传输速度。

在信道编码过程中，数字数据会经过纠错编码，以便在传输过程中纠正部分错误。

而在解码过程中，接收方会根据接收到的数据和纠错编码的规则进行解码，以还原原始数据。

此外，蜂窝网络还使用了一些高级技术来增强通信效果。

其中之一是MIMO（多输入多输出）技术，它利用多个天线进行数据传输，以提高传输速度和数据容量。

另一个技术是LTE（长期演进）技术，它提供了更高的带宽和更低的延迟，以支持更高质量的音频和视频通信。

CDMA技术原理及主要特点CDMA是Code Division Multiple Access的英文缩写，中文翻译为码分多址。

CDMA是用于数字蜂窝移动通信的一种先进的无线扩频通信技术，它能满足近年来运营者对大容量、廉价、高质量的移动通信系统的需求。

CDMA中的多址可以被理解为一个滤波问题，多个用户同时使用同一频谱，然后采用不同的滤波器和处理技术，将不同用户的信号互不干扰地接收和解调出来。

移动通信一般采用三种多址方式：FDMA（频分多址）、TDMA（时分多址）和CDMA（码分多址）。

FDMA就是信号功率被集中在频域中一个相对的窄带中传输，不同信号被分配到不同频率的信道里，发往和来自邻近信道的干扰用带通滤波器限制，这样在规定的窄带里只能通过有用信号的能量，而任何其他频率的信号被排斥在外。

模拟的FM蜂窝系统采用的就是FDMA方式。

TDMA就是一个信道由一连串周期性的时隙构成，不同信号的能量被分配到不同的时隙里，利用定时选通来限制邻道的干扰，从而只让在规定时隙中有用的信号能量通过。

现在使用的TDMA蜂窝系统实际上都是FDMA和TDMA的组合。

CDMA 就是每一个信号被分配一个伪随机二进制序列进行扩频，不同信号的能量被分配到不同的伪随机序列里。

在接收机里，信号用相关器加以分离，相关器只接收选定的二进制序列并压缩其频谱，将有用信号的信息识别和提取出来。

CDMA技术作为一种抗干扰的通信手段，很早就在军事通信中得到了应用，但是将CDMA技术应用于民用的数字蜂窝移动通信系统，还是80年代末才由美国Qualcomm公司实现的。

QCDMA系统中采用了许多先进的技术从而保证了系统性能的优势，其标准称为IS-95系列，包含多个标准。

多径衰落是移动通信系统需要克服的主要问题，CDMA系统采用了多种形式的分集，从而很好地解决了这一问题。

CDMA系统采用符合交织、检错和纠错编码等方法实现了时间分集；CDMA系统的信号带宽是1.25MHz，起到了频率分集的作用；基站使用多付接收天线，基站和移动台都使用了Rake 接收机技术，软切换时，移动台和基站同时联系，从中选取最好的信号送给交换机，从而起到了空间分集的作用。

手机蜂窝网络工作原理
手机蜂窝网络是一种移动通信技术，主要用于实现移动设备之间的语音通话和数据传输。

它的工作原理涉及到以下几个关键要素：
1. 基站：手机蜂窝网络由一系列基站组成，每个基站覆盖特定的区域，即蜂窝。

基站由天线、射频设备和网络控制器组成，负责与手机进行通信。

2. 射频信号：手机蜂窝网络使用射频信号进行通信。

基站发射的射频信号通过天线传输到手机，手机接收到信号后进行解码和处理。

3. 蜂窝覆盖：蜂窝网络的区域被划分为多个小区域，每个小区域都由一个基站覆盖。

当手机在一个蜂窝内移动时，它将自动与相应的基站建立连接，并在移动到另一个蜂窝时切换到新的基站。

4. 信道分配：基站将可用的频率资源划分为多个信道，并动态地将这些信道分配给接入基站的手机。

手机和基站之间的通信通过这些分配的信道进行。

5. 网络控制：移动网络控制器（Mobile Network Controller，MNC）负责管理和控制整个手机蜂窝网络。

它监控基站的状态，进行信道分配，处理移动设备的注册和切换等功能。

6. 数据传输：手机蜂窝网络支持语音通话和数据传输。

对于语
音通话，网络使用特定的语音编解码器将声音转换为数字信号，并在网络上传输。

对于数据传输，网络将数据分割成小的数据包，通过网络传输到目标设备。

总结起来，手机蜂窝网络通过一系列基站和射频信号实现移动设备之间的通信。

该网络采用蜂窝覆盖区域，将区域划分为小区域，并使用信道分配来实现多个设备之间的同时通信。

移动网络控制器负责管理网络的运行和控制。

手机蜂窝网络支持语音通话和数据传输。

GSM数字蜂窝移动通信系统9.4.1 GSM的特点GSM系统是泛欧数字蜂窝移动通信网的简称，这是当前发展最成熟的一种数字移动通信系统，现重新命名为“Global System for Mobile Communication”，即“全球移动通信系统”。

它是第二代蜂窝系统的标准，是世界上第一个对数字调制、网络层结构和业务作了规定的蜂窝系统。

GSM的特点主要表现在以下几方面：1.GSM的移动台具有漫游功能，可以实现国际漫游为了实现漫游功能，GSM为用户定义了三个识别码，它们是DN码、MSRN码和IMSI码。

DN码是公用电话号码簿上可以查到的统一的电话号码；移动台漫游号码MSRN是在呼叫漫游用户时使用的号码，由VLR（访问位置寄存器）临时指定，并根据此号码将呼叫接至漫游的移动台；国际移动台识别码IMSI在无线信道上使用，用来寻呼和识别移动台。

上述三个号码存在对应关系，利用它们可以准确无误地识别出某个移动台。

若某区的移动台进入另一个区时，只有经过位置登记后才能使用。

例如A区移动台进入B区后，它会自动搜索该区基站的广播公共信道，以获得位置信息。

当发现接收到的区域识别码与自己原来区域不同时，漫游的移动台会向当地基站发出位置更新请求，B区的被访局收到此信号后，通知本局的VLR，VLR即为漫游用户指定一个临时号码MSRN，并将此号码通过CCITT No.7信令，通知移动台所在业务区备案。

这样，一个漫游用户位置登记就完成了。

当公有用户要呼叫某漫游移动台时，该用户通过电话机拨打移动台DN码，DN码首先经由公用交换网接至最靠近的本地GSM移动业务交换中心（GSMC），GSMC利用DN码访问母局位置登记器，从中取得漫游台的MSRN码，GSMC根据此码将呼叫接至被访问的移动业务交换中心（VMSC），VMSC接到MSRN号码后，进一步访问来访者登记器，证实漫游台是否仍在本区工作，经确认后，VMSC把MSRN 码转换成国际移动台识别码（IMSI），通过当地基站，在无线信道上向漫游移动台发出寻呼，从而建立通话。

移动通信技术原理移动通信技术已经成为现代社会中不可或缺的一部分，它的发展使得人们能够随时随地进行通信和获取信息。

本文将介绍移动通信技术的原理和相关技术。

一、移动通信技术的基本原理移动通信技术主要依赖无线信号传输和接收。

无线通信是指通过电磁波将信息传递给接收设备，这些电磁波可以以无线电波、红外线或者其他形式进行传输。

无线通信的核心原理是基于频谱的利用。

频谱是指不同频率范围内的电磁波信号集合，这些信号可以用于不同的通信系统。

移动通信技术将频谱划分为不同的频段，并通过技术手段将各个频段分配给不同的移动通信系统使用。

二、移动通信技术的发展历程1. 第一代移动通信技术（1G）第一代移动通信技术是20世纪80年代末和90年代初出现的，它主要使用模拟信号传输。

1G技术的局限性在于信号质量受限、通信容量低，只能提供语音通信服务。

2. 第二代移动通信技术（2G）第二代移动通信技术是20世纪90年代中期出现的，它使用数字信号传输和使用码分多址技术。

2G技术的出现使得移动通信不仅仅局限于语音通信，还能够实现简单的短信和数据传输。

3. 第三代移动通信技术（3G）第三代移动通信技术是21世纪初出现的，它采用宽带无线网络技术，可以提供更高速的数据传输和更好的语音质量。

3G技术的出现开启了移动互联网时代，人们可以通过移动设备浏览网页、收发电子邮件等。

4. 第四代移动通信技术（4G）第四代移动通信技术是在3G技术的基础上发展起来的，它采用了更高的频谱效率和更强的信道容量。

4G技术使得高速互联网接入成为现实，人们可以通过手机高速上网、观看高清视频等。

5. 第五代移动通信技术（5G）第五代移动通信技术是当前移动通信技术的最新发展阶段。

5G技术具有更高的速度、更低的延迟和更大的容量。

它能够支持更多的设备连接和更广泛的应用场景，如智能交通、智能家居等。

三、移动通信技术的关键技术1. 多路复用技术多路复用技术是指一种将多个用户的信号通过同一信道传输的技术。

蜂窝基站原理
蜂窝基站是用于无线通信的设备，通常安装在高处，如大楼、塔等。

它的作用是提供无线网络覆盖，使移动设备能够进行语音通话、短信传输和数据传输等通信功能。

蜂窝基站的原理是利用无线电波进行通信。

它由发射器和接收器组成，分别用于发送和接收信号。

发射器将数字信号转换为无线电波，并将其发送到空中。

接收器则负责接收空中传输的信号，并将其转换为数字信号。

蜂窝基站通过将通信区域划分为许多小的区域单元，每个区域单元都由一个基站来覆盖。

这些区域单元的形状类似蜂巢，因此得名为“蜂窝”。

每个区域单元都有一定的通信容量，同时与周围的单元交叉覆盖，以提供无缝的传输。

在蜂窝基站中，还存在着一个基站控制器，用于管理和控制各个基站的通信。

它负责分配频率、管理信道、调度通信资源等任务，以保证无线网络的正常运行。

蜂窝基站通过与移动设备建立连接，使其能够接入无线网络。

当移动设备进入一个新的区域单元时，它会与该区域单元中的基站进行通信，完成注册和认证等过程。

一旦连接建立成功，移动设备就可以通过基站与其他设备进行通信。

总之，蜂窝基站利用无线电波进行通信，通过划分区域单元的方式提供无线网络覆盖，与移动设备建立连接并实现无缝的通信功能。