第2章移动通信基本技术及原理
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第2章 蜂窝移动通信的关键技术
2.参量编码 参量编码是通过模仿人类发声机制的声码器来构建一 个话音生成的模型，从而实现话音信号到数字信号的转变 的，构成声码器的主体是一个滤波器。
§2.2 编码技术
邯郸学院
中国共产党党员常成
2.2.1 信源编码 参量编码的优点是：由于只需传送话音特征参数，因
而话音编码速率可以很低，一般在2~4.8kbit/s之间，而 且不影响话音的可懂性。
§2.1 组网技术
2.1.1 组网方式 2.小区制 （1）带状服务区
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§2.1 组网技术
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2.1.1 组网方式 2.小区制 （1）带状服务区
为防止同频干扰，相邻区域不能使用同一频率。为此
采用二频组、三频组甚至四频组的配置方式，将这些频率 依次分配给相邻区域，交替使用。
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§2.1 组网技术
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2.1.1 组网方式 2.小区制 （2）面状服务区
从表2-1可见，采用正六边形无线小区邻接构成整个 面状服务区为最好，因此这种六边形结构得到了广泛的应
用。由于这种面状服务区的形状很像蜂窝，所以又称为蜂 窝网。
§2.1 组网技术
K a2 b2 ab
式中，a、b为不同时为0的自然数。 K愈大，同频无线小区的间距就愈大，说明同频干扰
愈小，通信质量愈好；但在覆盖同样服务区的情况下，频 率利用率就愈低。即通信质量和频率利用率是相互矛盾的。
§2.1 组网技术
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2.1.2 小区制的组网技术 一个系统中有许多同信道的小区，整个频谱分配被划
为保证在无线小区的边缘上通话不发生中断，设计时 要考虑在无线小区邻接处有一定的场强重叠区，通过调整 重叠区的深度以减小可能出现的弱覆盖区，但重叠区过深 ，又会造成越区干扰。
§2.2 编码技术
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2.2.1 信源编码 参量编码的优点是：由于只需传送话音特征参数，因
而话音编码速率可以很低，一般在2~4.8kbit/s之间，而 且不影响话音的可懂性。
§2.1 组网技术
2.1.1 组网方式 2.小区制 （1）带状服务区
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§2.1 组网技术
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2.1.1 组网方式 2.小区制 （1）带状服务区
为防止同频干扰，相邻区域不能使用同一频率。为此
采用二频组、三频组甚至四频组的配置方式，将这些频率 依次分配给相邻区域，交替使用。
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§2.1 组网技术
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2.1.1 组网方式 2.小区制 （2）面状服务区
从表2-1可见，采用正六边形无线小区邻接构成整个 面状服务区为最好，因此这种六边形结构得到了广泛的应
用。由于这种面状服务区的形状很像蜂窝，所以又称为蜂 窝网。
§2.1 组网技术
K a2 b2 ab
式中，a、b为不同时为0的自然数。 K愈大，同频无线小区的间距就愈大，说明同频干扰
愈小，通信质量愈好；但在覆盖同样服务区的情况下，频 率利用率就愈低。即通信质量和频率利用率是相互矛盾的。
§2.1 组网技术
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2.1.2 小区制的组网技术 一个系统中有许多同信道的小区，整个频谱分配被划
为保证在无线小区的边缘上通话不发生中断，设计时 要考虑在无线小区邻接处有一定的场强重叠区，通过调整 重叠区的深度以减小可能出现的弱覆盖区，但重叠区过深 ，又会造成越区干扰。
移动通信原理 PPT课件
1） 移动交换中心MSC MSC是计算机控制的全自动交换系统。 MSC与基 站以光缆相连进行通信， 一个MSC可以管理数十个基 站， 并组成局域网。
第1章 移动通信基本原理
MSC支持的呼叫业务是： （1） 本地呼叫、 长途呼叫和国际呼叫。 （2） 通过MSC进行移动用户与市话、 长话之间的 联系， 控制不同蜂窝小区的运营。 （3） 支持移动电话机的越区切换、 漫游、 入网登 录和计费。
息所用的信号不是靠频率不同或时隙不同来区分的， 而是用不同的编码序列来区分的， 或者说， 靠信号的 不同波形来区分。 如果从频率域或时间域来观察， 多 个CDMA信号是互相重叠的。
第1章 移动通信基本原理
在FDMA和TDMA系统中， 为了扩大通信用户容 量， 都尽力压缩信道带宽， 但这种压缩是有限度的， 因为信道带宽的变窄将导致通话质量的下降。 而 CDMA却相反， 可大幅度地增加信道宽度， 这是因为 它采用了扩频通信技术。
第1章 移动通信基本原理
2.2.2 CDMA数字移动通信系统的基本组成 各种CDMA系统的主要技术、 具体构成不完全相
同， 我国主要是联通的800 MHz CDMA数字系统。 一 种CDMA数字移动通信系统的基本组成如图1-2所示。
第1章 移动通信基本原理
图1-2 CDMA数字移动通信系统基本组成
第1章 移动通信基本原理
CDMA的基本组成与GSM的大同小异， 交换网络 子系统NSS、 基站子系统BSS、 操作维护子系统OMS 和手机MS是必不可少的组成部分。
图1-2中， PCF部分主要实现对分组数据业务的处 理功能。 它能够提供强大的分组数据处理能力， 满足 用户对高速分组数据的传输要求， 能适应目前和将来 不断增长的业务需要。
第1章 移动通信基本原理
第1章 移动通信基本原理
MSC支持的呼叫业务是： （1） 本地呼叫、 长途呼叫和国际呼叫。 （2） 通过MSC进行移动用户与市话、 长话之间的 联系， 控制不同蜂窝小区的运营。 （3） 支持移动电话机的越区切换、 漫游、 入网登 录和计费。
息所用的信号不是靠频率不同或时隙不同来区分的， 而是用不同的编码序列来区分的， 或者说， 靠信号的 不同波形来区分。 如果从频率域或时间域来观察， 多 个CDMA信号是互相重叠的。
第1章 移动通信基本原理
在FDMA和TDMA系统中， 为了扩大通信用户容 量， 都尽力压缩信道带宽， 但这种压缩是有限度的， 因为信道带宽的变窄将导致通话质量的下降。 而 CDMA却相反， 可大幅度地增加信道宽度， 这是因为 它采用了扩频通信技术。
第1章 移动通信基本原理
2.2.2 CDMA数字移动通信系统的基本组成 各种CDMA系统的主要技术、 具体构成不完全相
同， 我国主要是联通的800 MHz CDMA数字系统。 一 种CDMA数字移动通信系统的基本组成如图1-2所示。
第1章 移动通信基本原理
图1-2 CDMA数字移动通信系统基本组成
第1章 移动通信基本原理
CDMA的基本组成与GSM的大同小异， 交换网络 子系统NSS、 基站子系统BSS、 操作维护子系统OMS 和手机MS是必不可少的组成部分。
图1-2中， PCF部分主要实现对分组数据业务的处 理功能。 它能够提供强大的分组数据处理能力， 满足 用户对高速分组数据的传输要求， 能适应目前和将来 不断增长的业务需要。
第1章 移动通信基本原理
2024版移动通信(第五版)(章坚武)第2章课件
发展历程
移动通信经历了从模拟到数字、从语音到数据、从低速到高速的发展历程。目 前，移动通信已经进入到第五代移动通信技术（5G）时代，实现了更高的数据 传输速率、更低的时延和更广泛的覆盖范围。
移动通信的特点与优势
特点
移动通信具有移动性、电波传播条 件复杂、噪声和干扰严重、系统和 网络结构复杂等特点。
根据覆盖范围和容量需求，基站子系 统可分为宏基站、微基站、皮基站等 多种类型。
基站子系统功能
基站子系统包括基站收发信机、基站 控制器等设备，主要实现无线信号的 接收、发送、调制、解调等功能。
网络子系统网络子系统定义来自网络子系统是移动通信系统中的 核心部分，负责实现移动通信网 络的交换、传输、控制等功能。
移动台功能
移动台主要负责与基站子 系统进行无线通信，实现 用户通话、数据传输等功 能。
移动台分类
根据使用场景和功能需求， 移动台可分为手持式、车 载式、固定式等多种类型。
基站子系统
基站子系统定义
基站子系统是移动通信系统中的重要 组成部分，负责与移动台进行无线通 信，并将信号传输到网络子系统。
基站子系统分类
05
移动通信的标准化与演 进
移动通信的标准化组织
3GPP
第三代合作伙伴计划，负责制定 全球通用的第三代移动通信技术
标准。
3GPP2
第三代合作伙伴计划2，主要负 责CDMA2000和EV-DO等技术 的标准化工作。
ITU
国际电信联盟，负责全球电信标 准化工作，包括移动通信的标准 化。
IEEE
电气和电子工程师协会，也参与 了一些移动通信标准的制定，如
采用信道借用、信道预约、分组交换等技术。
软件无线电技术
软件无线电技术的概念
移动通信经历了从模拟到数字、从语音到数据、从低速到高速的发展历程。目 前，移动通信已经进入到第五代移动通信技术（5G）时代，实现了更高的数据 传输速率、更低的时延和更广泛的覆盖范围。
移动通信的特点与优势
特点
移动通信具有移动性、电波传播条 件复杂、噪声和干扰严重、系统和 网络结构复杂等特点。
根据覆盖范围和容量需求，基站子系 统可分为宏基站、微基站、皮基站等 多种类型。
基站子系统功能
基站子系统包括基站收发信机、基站 控制器等设备，主要实现无线信号的 接收、发送、调制、解调等功能。
网络子系统网络子系统定义来自网络子系统是移动通信系统中的 核心部分，负责实现移动通信网 络的交换、传输、控制等功能。
移动台功能
移动台主要负责与基站子 系统进行无线通信，实现 用户通话、数据传输等功 能。
移动台分类
根据使用场景和功能需求， 移动台可分为手持式、车 载式、固定式等多种类型。
基站子系统
基站子系统定义
基站子系统是移动通信系统中的重要 组成部分，负责与移动台进行无线通 信，并将信号传输到网络子系统。
基站子系统分类
05
移动通信的标准化与演 进
移动通信的标准化组织
3GPP
第三代合作伙伴计划，负责制定 全球通用的第三代移动通信技术
标准。
3GPP2
第三代合作伙伴计划2，主要负 责CDMA2000和EV-DO等技术 的标准化工作。
ITU
国际电信联盟，负责全球电信标 准化工作，包括移动通信的标准 化。
IEEE
电气和电子工程师协会，也参与 了一些移动通信标准的制定，如
采用信道借用、信道预约、分组交换等技术。
软件无线电技术
软件无线电技术的概念
LTE移动通信系统 第2章 OFDM技术
单载波传输系统
单载波调制与多载波调制
多载波传输通过把数据流分解为若干个子比特流，构成 多个低速率符号并行发送的传输系统。
g (t )
g (t )
g (t )
e jw0t e jwkt
e jwN t
信道
e jw0t
g (t)
e jwkt
g (t)
e jwN t
g (t)
多载波通信系统基本结构
单载波调制与多载波调制
编码
串/并 变换
IFFT
并/串 变换
增加循环
前缀
D/A
信道
解码
并/串 变换
均衡
FFT
串/并 变换
去循环前 缀
A/D
OFDM系统框图
第2章 OFDM技术
➢单载波调制与多载波调制 ➢OFDM的优缺点 ➢OFDM基本原理 ➢OFDM的IFFT实现 ➢OFDM系统的抗多径原理 ➢OFDM系统中的信道估计方法 ➢OFDM中的同步技术 ➢MC-CMDA(OFDM-CDMA)技术
是 xg n 和 hn 的线性卷积，即 r(n) xg (n)h(n),这里*表示线性卷积，
hn =[h(nM，0) h(nM，1) … h(nM，L-1)]。
在接收端，首先从接收到的信号向量中去掉保护间隔，形成向量
T
yn=[r(n，G) r(n，G+1) … r(n，M+G+1)]。很明显，xg n是由
OFDM的IFFT实现
OFDM调制信号的数学表达形式为：
M 1
D(t) d (n) exp( j2 fnt),t [0,T ] n0
各子载波的频率为
fn f0 n / Ts
当不考虑保护间隔时，则由(2.1)、(2.2)可得：
移动通信原理与系统.(优选)
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：无线电波呢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P t，以球面波辐射；设接收的功率为P r，则P r=（A r/4πd2）P t G t式中，A r=λ2G r/4π，λ为工作波长，G t、G r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。
移动通信基本知识
移动通信基本知识培训教材移动通信基本知识第⼀章引⾔1.1移动通信概述随着社会的进步、经济和科技的发展，特别是计算机、程控交换、数字通信的发展，近些年来，移动通信系统以其显著的特点和优越性能得以迅猛发展，应⽤在社会的各个⽅⾯，到⽬前为⽌，全球移动⽤户超过 1亿，预计到本世纪末⽤户数将达到2亿。
⽆线通信的发展潜⼒⼤于有线通信的发展，它不仅仅提供普通的电话业务功能，并能提供或即将提供丰富的多种业务，满⾜⽤户的需求。
移动通信的主要⽬的是实现任何时间、任何地点和任何通信对象之间的通信。
从通信⽹的⾓度看，移动⽹可以看成是有线通信⽹的延伸，它由⽆线和有线两部分组成。
⽆线部分提供⽤户终端的接⼊，利⽤有限的频率资源在空中可靠地传送话⾳和数据；有线部分完成⽹络功能，包括交换、⽤户管理、漫游、鉴权等，构成公众陆地移动通信⽹PLMN。
从陆地移动通信的具体实现形式来分主要有模拟移动通信和数字移动通信这两部种。
移动通信系统从40年代发展⾄今，根据其发展历程和发展⽅向，可以划分为三个阶段：1.1.1第⼀代――模拟蜂窝通信系统第⼀代移动电话系统采⽤了蜂窝组⽹技术，蜂窝概念由贝尔实验室提出，70年代在世界许多地⽅得到研究，。
当第⼀个试运⾏⽹络在芝加哥开通时，美国第⼀个蜂窝系统AMPS （⾼级移动电话业务）在1979年成为现实。
现在存在于世界各地⽐较实⽤的、容量较⼤的系统主要有：（1）北美的AMPS；（2）北欧的NMT-450/900；（3）英国的TACS；其⼯作频带都在450MHz 和900MHz附近，载频间隔在30kHz以下。
鉴于移动通信⽤户的特点：⼀个移动通信系统不仅要满⾜区内，越区及越局⾃动转接信道的功能，还应具有处理漫游⽤户呼叫（包括主被叫）的功能。
因此移动通信系统不仅希望有⼀个与公众⽹之间开放的标准接⼝，还需要⼀个开放的开发接⼝。
由于移动通信是基于固定电话⽹的，因此由于各个模拟通信移动⽹的构成⽅式有很⼤差异，所以总的容量受着很⼤的限制。
移动通信原理
移动通信原理移动通信原理是指在无线通信领域中，传输数据和信息的原理和技术。
移动通信是现代社会中不可或缺的通信方式之一，它利用无线电波进行信号传输，实现了人与人、人与物、物与物之间的无线连接。
本文将详细介绍移动通信原理的各个方面。
第一章移动通信概述1.1 什么是移动通信1.2 移动通信的应用领域1.3 移动通信的发展历程1.4 移动通信的基本要素第二章无线信号传播2.1 电磁波的基本概念2.2 无线信号传播路径损耗2.3 多径效应与多普勒效应2.4 反射、折射和散射信号的影响第三章移动通信网络结构3.1 移动通信系统的层次结构3.2 移动通信网络中的各个组成部分3.3 移动通信中的基站和无线电接入技术第四章移动通信标准与协议4.1 移动通信标准的分类和作用4.2 移动通信标准的发展历程4.3 GSM、CDMA、LTE等移动通信标准的比较4.4 移动通信协议与接口第五章移动通信的调制解调技术5.1 数字调制技术5.2 调制解调器的工作原理5.3 AM、FM、PM调制方式的比较5.4 OFDM技术在移动通信中的应用第六章移动通信中的信道编码与解码6.1 信道编码与纠错码6.2 信道编码的原理和分类6.3 移动通信中的信道编码技术第七章移动通信中的多址技术7.1 多址技术的基本概念7.2 分时复用技术7.3 频分复用技术7.4 码分复用技术7.5 OFDMA技术第八章无线接入技术8.1 蜂窝网络的组网方式8.2 频率复用与功率控制8.3 移动通信系统中的接入技术8.4 TDMA、CDMA、OFDMA等接入技术的比较第九章移动通信中的信号处理技术9.1 数字信号处理的基本概念9.2 信号处理在移动通信中的应用9.3 信号处理算法与技术的发展附件：________本文档涉及的相关案例分析、数据图表、实验结果等内容，请参阅附件。
法律名词及注释：________1.频率复用：________一种将频谱资源划分为多个频段，使不同用户可以同时使用而不互相干扰的技术。
移动通信复习资料
移动通信复习资料移动通信原理与系统复习资料第⼀章：1.在4G系统中，⽹元间的协议是基于IP的，每⼀个MT（移动终端）都有各⾃的IP地址。
2.IP核⼼⽹：它不是专门⽤作移动通信，⽽是作为⼀种统⼀的⽹络，⽀持有线和⽆线接⼊。
主要功能是：完成位置管理和控制、呼叫控制和业务控制。
3.4G⽹络应该是⼀个⽆缝连接的⽹络，也就是说各种有线和⽆线⽹都能以IP协议为基础连接到IP核⼼⽹。
当然为了与传统的⽹络互联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。
4.移动通信的定义：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。
5.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。
6.⽆线通信是移动通信的基础。
7.移动通信所受⼲扰种类：（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的现象。
（2）：邻道⼲扰：指相邻或邻近的信道之间的⼲扰，是由于⼀个强信号串扰弱信号⽽造成的⼲扰。
（3）：同频⼲扰：指相同频率电台之间的⼲扰。
8.移动通信的⼯作⽅式：（1）：单⼯通信：指通信双⽅电台交替地进⾏收信和发信。
它常⽤于点到点通信。
（2）双⼯通信：指通信双⽅。
收发信机均同时⼯作。
即任⼀⽅讲话时都可以听到对⽅的话⾳，没有“按-讲”开关。
（3）半双⼯通信第⼆章：1. 移动通信的信道：指基站天线、移动⽤户天线和两幅天线之间的传播路径。
2. 从某种意义上来说，对移动⽆线电波传播特性的研究就是对移动信道的研究。
（判断）3. 移动信道的基本特性就是衰落特性。
4. ⽆线电波的传播⽅式：直射、反射、绕射和散射以及它们的合成。
5. 移动信道是⼀种时变信道。
在这种信道中传播表现出来的衰落⼀般为：随信号传播距离变化⽽导致的传播损耗和弥散。
6. （1）阴影衰落：由于传播环境中的地形起伏、建筑物及其它障碍物对电磁波的遮蔽所引起的衰落。
移动通信原理-整理(第二章)
第二章 蜂窝组网技术● 说明大区制和小区制的概念，指出小区制的主要优点。
小容量的大区制一个基站覆盖整个服务区，发射功率要大利用分集接收等技术来保证上行链路的通信质量只能适用于小容量的通信网大容量的小区制将覆盖区域划分为若干小区 ，每个小区设立一个基站服务于本小区，但各小区可重复使用频率 带来同频干扰的问题● 简述越区切换的基本概念。
什么是MAHO ？当正在通话的移动台进入相邻无线小区时，业务信道自动切换到相邻小区基站，从而不中断通信过程。
移动台辅助切换(MAHO)：每个移动台检测从周围基站中接收信号能量，并且将这些检测数据连续地回送给当前为它服务的基站。
● 什么是同频干扰？它是如何产生的？如何减少？所谓同频干扰，即指无用信号的载频与有用信号的载频相同，并对接收同频有用信号的接收机造成的干扰一般采用频率复用的技术以增加频谱效率。
当小区不断分裂使基站服务区不断缩小，同频复用系数增加时，大量的同频干扰将取代人为噪声和其它干扰，成为对小区制的主要约束。
这时移动无线电环境将由噪声受限环境变为干扰受限环境。
了减小同频干扰，同频小区必须在物理上隔开一个最小的距离，为传播提供充分的隔离。
● 另外，可以采用定向天线减小同频干扰采用六边形的原因用最小的小区数就能覆盖整个地理区域最接近于全向的基站天线和自由空间传播的全向辐射模式● 中心激励(center-excited)：基站设在小区的中央，用全向天线形成圆形覆盖区。
顶点激励 (edge-excited) ：基站设在每个小区六边形的三个顶点上，每个基站采用三副120度扇形辐射的定向天线，分别覆盖三个相邻小区的各三分之一区域。
● 绘出单位无线小区簇的小区个数N=4时，三个簇彼此邻接时的结构图形。
小区半径为R 时，相邻簇同频小区的中心距离如何确定？D=根号（3*N ）*R● 用六边形表示一个小区，使相邻小区无空隙，则每一簇的小区数量N 满足什么关系式？ j ij i N 22++=N=4,7,12.J=2,I=0.1.2● 说明改善蜂窝系统容量的三种方法以及各自的原理。
《大话移动通信》第2章
《大话移动通信》第2章大话移动通信第2章2.1 移动通信基础知识在移动通信领域，了解一些基础知识是非常重要的。
本章将介绍一些关于移动通信的基础知识，包括移动通信的定义、发展历程以及基本原理等。
2.1.1 移动通信的定义移动通信是指通过无线通信技术传输信息和实现通信的技术系统。
它通过将语音、数据等信息转换为无线信号，通过无线传输的方式实现通信。
2.1.2 移动通信的发展历程移动通信的发展历程可以追溯到20世纪初。
从最初的模拟通信系统到现在的数字通信系统，移动通信经历了多个技术的演进和变革。
2.1.2.1 第一代移动通信：模拟通信系统第一代移动通信是指使用模拟信号传输的通信系统，它首次提供了移动通信的基本功能。
最有代表性的模拟通信系统是第一代移动通信标准AMPS（Advanced Mobile Phone System）。
2.1.2.2 第二代移动通信：数字通信系统第二代移动通信是指使用数字信号传输的通信系统，它在语音和数据传输方面提供了更好的性能和服务质量。
最有代表性的数字通信系统是GSM（Global System for Mobile Communications）。
2.1.2.3 第三代移动通信：宽带无线通信系统第三代移动通信是指支持多媒体业务的宽带无线通信系统，它提供了更高的数据传输速率和更强的网络容量。
最有代表性的第三代移动通信标准是WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access）。
2.1.2.4 第四代移动通信：LTE（Long-Term Evolution）第四代移动通信是指采用LTE技术的通信系统，它进一步提升了数据传输速率和网络容量，适应了更多的应用需求。
LTE是目前最先进的移动通信技术之一。
2.1.3 移动通信的基本原理移动通信的基本原理是将信息转换为无线信号，并通过无线信号的传输实现通信。
具体而言，移动通信基于无线电波的传输，利用调制解调技术将信息信号转换为无线信号，通过无线通信网络进行传输，并在接收端将无线信号转换回信息信号。
移动通信第2章调制与解调
调制信号的功率谱
f
7
2.1.5 数字调制分类的方法
数字式调制
不恒定包络
ASK（移幅键控） QAM（正交幅度调制） MQAM（星座调制）
FSK BFSK（二进制移频键控） (移频键控) MFSK（多进制移频键控）
BPSK（二进制移相键控）
恒定包络
PSK (移相键控)
DPSK（差分二进制移相键控）
QPSK (正交四相 移相键控)
• 当采用较高传输速率时，要求更为紧凑的功率谱才能满足 对邻道辐射功率低于-60dB~-80dB的要求
23
2.2.12 GMSK
• GMSK是GSM的优选方案
– 实现简单，在原MSK调制器增加前置滤波器，得到平滑后的某 种新的波形后再进行调频，就可以得到良好的频谱特性
– 对前置滤波器的要求 • 带宽窄且为锐截止型，以滤除基带信号中的高频成分 • 有较低的过脉冲响应，防止已调波瞬时频偏过大 • 保持输出脉冲响应的面积不变，使调制指数为1/2
11
第2章 调制与解调
2.1 概述 2.2 数字频率调制
– 二进制频移键控BFSK – 最小频移键控MSK） – 高斯最小频移键控GMSK
2.3 数字相位调制
– 二进制移相键控调制2PSK – 四相移键控调制QPSK
• 交错四相移键控调制OQPSK • /4- DQPSK调制
2.4 正交振幅调制QAM 2.5 扩频调制技术 2.6 多载波调制
S(t)
1
-1 -1
1
1
1
0
f2
f1
f1
f2
f2
f2
k
2π +1 -1
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通信工程专业移动通信课后习题答案(章坚武)
通信工程专业移动通信课后习题答案(章坚武)通信工程专业移动通信课后习题答案 (章坚武)第一章：移动通信系统概述1.1 移动通信系统的定义和发展历程1.2 移动通信系统的组成及基本原理1.3 移动通信系统的应用领域和未来发展趋势第二章：移动通信网络架构与技术2.1 移动通信网络的层次结构和功能划分2.2 GSM（Global System for Mobile Communications）网络架构2.3 CDMA（Code Division Multiple Access）网络架构2.4 LTE（Long Term Evolution）网络架构第三章：移动通信中的信道传输技术3.1 交换技术与通信传输基础知识3.2 语音信道的传输技术3.3 数据信道的传输技术3.4 带宽和频谱利用技术第四章：移动通信中的移动性管理4.1 移动性管理的概念和目标4.2 移动性管理的实现技术4.3 移动性管理中的位置注册和位置更新第五章：移动通信的无线接入技术5.1 移动通信中的无线接入技术概述5.2 TDMA（Time Division Multiple Access）技术5.3 CDMA技术5.4 OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）技术第六章：移动通信中的信道编码与调制技术6.1 信道编码的基本原理6.2 移动通信中的信道编码技术6.3 信道编码与调制技术的应用第七章：移动通信中的多址技术7.1 多址技术的基本原理7.2 TDMA技术7.3 CDMA技术7.4 OFDMA技术第八章：移动通信系统中的传输系统8.1 传输系统的基本要求和功能8.2 传输系统中的传输介质和传输设备8.3 传输系统的时钟和同步控制8.4 传输系统的性能评估和故障处理第九章：移动通信的无线资源管理9.1 无线资源管理的概念和意义9.2 GSM网络中的无线资源管理9.3 CDMA网络中的无线资源管理9.4 LTE网络中的无线资源管理第十章：移动通信安全技术10.1 移动通信系统的安全问题和需求10.2 移动通信的加密和解密技术10.3 移动通信的用户认证和接入控制附件：附件1：GSM网络架构图示附件2：CDMA网络架构图示附件3：LTE网络架构图示法律名词及注释：1.GSM（Global System for Mobile Communications）：全球移动通信系统，是目前全球最广泛使用的数字移动通信系统标准之一。
第2章 数字移动通信系统(2G)解析
清华大学出版社
第2章 数字移动通信系统（2G）
⑶、混合编码
实现混合编码的基本思想是以参量编码原理，特 别是以LPC原理为基础，保留参量编码低速率的 优点，并适当的吸收波形编码中能部分反应波形 个性特征的因素，重点改善自然度性能。
⑵、QPSK信号的产生与解调
①、QPSK信号的产生
图2-6 直接调相法产生QPSK（4PSK）信号原理框图
清华大学出版社
第2章 数字移动通信系统（2G）
②、QPSK的解调方法
图2-7 QPSK的相干解调原理框图
清华大学出版社
第2章 数字移动通信系统（2G）
⑶、QPSK的改进型调制方式
在2PSK信号相干解调过程中会产生“倒π”即 “180°相位模糊”现象。同样，对于QPSK信号 相干解调也会产生相位模糊问题，并且是0°、90°、 180°和270°共4个相位模糊。因此，在实际中更 常用的是4相相对移相调制，即DQPSK，在直接 调相的基础上加码变换器，在直接解调时加码反 变换器。
清华大学出版社
第2章 数字移动通信系统（2G）
⑵、MSK调制解调原理
MSK是二进制连续相位FSK的一种特殊形式。 MSK称为最小移频键控，有时也称为快速移频键 控（FFSK）。所谓“最小”是指这种调制方式能 以最小的调制指数（0.5）获得正交信号；而“快 速”是指在给定同样的频带内，MSK能比普通 2FSK的数据传输速率更高，且在带外的频谱分量 要比普通2FSK衰减得快。MSK信号的表示形式如 下：
清华大学出版社
第2章 数字移动通信系统（2G）
sMSK (t ) cos[ct k (t )] cosk (t ) cos ct sin k (t )sin ct
ak
第2章 数字移动通信系统（2G）
⑶、混合编码
实现混合编码的基本思想是以参量编码原理，特 别是以LPC原理为基础，保留参量编码低速率的 优点，并适当的吸收波形编码中能部分反应波形 个性特征的因素，重点改善自然度性能。
⑵、QPSK信号的产生与解调
①、QPSK信号的产生
图2-6 直接调相法产生QPSK（4PSK）信号原理框图
清华大学出版社
第2章 数字移动通信系统（2G）
②、QPSK的解调方法
图2-7 QPSK的相干解调原理框图
清华大学出版社
第2章 数字移动通信系统（2G）
⑶、QPSK的改进型调制方式
在2PSK信号相干解调过程中会产生“倒π”即 “180°相位模糊”现象。同样，对于QPSK信号 相干解调也会产生相位模糊问题，并且是0°、90°、 180°和270°共4个相位模糊。因此，在实际中更 常用的是4相相对移相调制，即DQPSK，在直接 调相的基础上加码变换器，在直接解调时加码反 变换器。
清华大学出版社
第2章 数字移动通信系统（2G）
⑵、MSK调制解调原理
MSK是二进制连续相位FSK的一种特殊形式。 MSK称为最小移频键控，有时也称为快速移频键 控（FFSK）。所谓“最小”是指这种调制方式能 以最小的调制指数（0.5）获得正交信号；而“快 速”是指在给定同样的频带内，MSK能比普通 2FSK的数据传输速率更高，且在带外的频谱分量 要比普通2FSK衰减得快。MSK信号的表示形式如 下：
清华大学出版社
第2章 数字移动通信系统（2G）
sMSK (t ) cos[ct k (t )] cosk (t ) cos ct sin k (t )sin ct
ak
本科课讲义移动通信原理与设备
.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。
第2章 移动通信的基本技术
2.6 组网技术
• 2.6.1 移动通信网的制式
• 大区制
• 在一个比较大的区域中，只用一个基站覆盖全地区的;
•
单工或双工工作，单信道或多信道.
• 大区制的特点
•
只有一个基站，服务（覆盖）面积大，因此所需
的发射功率也较大;
•
大区制多用于专用网或小城市的公共网;
•
由于只有一个基站，其信道数有限（因为可用频
第2章 移动通信的基本 技术
2021年8月5日星期四
第2章 移动通信的基本技术
2.1 语音压缩编码技术
•
2.2 信道编码技术
2.3 数字调制技术
2.4 多址技术 2.5 分集接收技术
2.6 组网技术 2.7 用户占用信道的方式
2.1 语音压缩编码技术
• 随着通信、计算机网络等技术的飞速发展，语音压缩 编码技术得到了快速发展和广泛应用，尤其是最近20 年，语音压缩编码技术在移动通信、卫星通信、多媒 体技术以及IP电话通信中得到普遍应用，起着举足轻 重的作用。
Байду номын сангаас
•
ASK指的是振幅键控方式。这种调制方式是根据
信号的不同，调节正弦波的幅度。
• 幅度键控可以通过乘法器和开关电路来实现。载波在 数字信号1或0的控制下通或断，在信号为1的状态载波 接通，此时传输信道上有载波出现；在信号为0的状态 下，载波被关断，此时传输信道上无载波传送。那么
在接收端我们就可以根据载波的有无还原出数字信号 的1和0。对于二进制幅度键控信号的频带宽度为二进 制基带信号宽度的两倍。
• FDMA，频分多址 （frequencydivisionmultipleaccess），是把分配 给无线蜂窝电话通讯的频段分为30个信道，每一个信 道都能够传输语音通话、数字服务和数字数据。频分 多址是模拟高级移动电话服务(AMPS)中的一种基本 的技术，是北美地区应用最广泛的蜂窝电话系统。采 用频分多址，每一个信道每一次只能分配给一个用户。 频 分 多 址 还 用 于 全 接 入 通 信 系 统 ( TA C S ) 。
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4种效应
⑴ 阴影效应：由于大型建筑物和其他物体遮挡，在电波 传播的接收区域产生传播半盲区。
⑵ 远近效应：由于接收用户的随机移动性，移动用户与 基站之间的距离也在随机的变化，若各种移动用户发射信 号的功率一样，那么到达基站时信号的强弱将不同，离基 站近的信号强，反之则弱。
⑶ 多径效应：由于接收者所处地理环境复杂性，使得接 收到的信号不仅有直射波的主径信号，还有从不同建筑物 反射及绕射过来的多条不同路径信号，而且它们到达时的 信号强度、到达时间及到达时的载波相位都不一样。所接 收到的信号实际上是各路径信号的矢量和。多径效应是移 动信道中较主要干扰。
第2章 移动通信基本技术 及原理
第2章移动通信基本技术及原理
2.1 电波传播特性与信道建模技术
移动信道是一个时变的随参信道，这是由于一方 面移动通信双方都有可能处于高速移动状态，另 一方面移动通信收发信机之间的传播环境处于动 态变化中，最终使无线传播路径复杂多变，整个 无线信道参数处于时变状态。移动通信中的各类 新技术，都是针对移动信道的动态时变特性，为 解决移动通信中的有效性、可靠性和安全性的基 本指标而设计的。因此，分析移动信道的特点是 解决移动通信关键技术的前提，也是产生移动通 信中各类新技术的源泉 。
大尺度衰落与小尺度衰落
对无线电波传播模型的研究，传统上集中于距发射机一定 距离处平均接收信号场强的预测，以及特定位置附近信号 场强的变化。对于预测平均信号场强并用于估计无线覆盖 范围的传播模型，由于它们描述的是发射机与接收机之间 长距离（T-R）长距离（几百米或是几千米）上的信号场 强变化，所以称为大尺度传播模型；另一方面，描述无线 电信号在短距离或短时间传播后其幅度、相位或多径时延 快速变化的称为小尺度衰落传播模型。当移动台在极小范 围内移动时，可能引起瞬时接收场强的快速波动，即小尺 度衰落，其原因是接收信号由不同方向信号合成。
l d cos vt cos
在这里Δt是移动台从X运动到Y所需的时间， θ是X和Y与入射波的夹角。由于源端距离很远， 可以假设X、Y处的θ是相同的。所以，由路径 差造成的接收信号相位变化值为
图2-6 多普勒效应示意图
2l 2vt cos
由此可以得出频率变化值，即多普勒频移fd为
fd
1
2
t
⑷ 多普勒效应：它是由于接收用户处于高速移动中，比 如车载通信时传播频率的扩散而引起的，其扩散程度与用 户运动速度成正比。这一现象只在高速车载通信时出现。
2．主要快衰落
图2-3 空间选择性衰落信道原理图
图2-4 频率选择性衰落信道原理图
图2-5 时间选择性衰落信道原理图
ห้องสมุดไป่ตู้
3．多普勒频移
无线电波从源S出发，在X点与Y点分别被移动台 接收时所走的路径差为
⑵ 慢衰落损耗：主要是指电波在传播路径上受到建筑物 等阻挡所产生阴影效应时的损耗。它反映出电波在中等范 围内的接收信号点评平均值起伏变化趋势。
⑶ 快衰落损耗：它是反映微观小范围接收电平平均值的 起伏变化趋势。其电平幅度分布一般遵从瑞利分布、莱斯 分布和纳卡伽米分布，变化速度比慢衰落快，因此称为快 衰落。快衰落还可分为：空间选择性衰落、频率选择性衰 落和时间选择性衰落。
2.2 多址技术
2.2.1多址方式 多址技术与通信中的信号多路复用是一样的，实质上
都属于信号的正交划分与设计技术。不同点是多路复用的 目的是区别多个通路，通常是在基带和中频上实现的，而 多址技术是区分不同的用户地址，通常需要利用射频频段 辐射的电磁波来寻找动态用户地址，同时为了实现多址信 号之间不相互干扰，信号之间必须满足正交特性。
小尺度衰落也称为快衰落。由于小尺度衰落变化速度较快， 以至于大尺度路径损耗的影响可以忽略不计。这种衰落是 由于同一传播信号沿两个或多个路径传播，以微小的时间 差到达接收机的信号相互干扰所引起的。
2.1.2 移动信道特征
1．传播特征
⑴ 传播的开放性。无线信道都是基于电磁波在空间的 传播来实现开放式信息传输的。它不同于固定的有线通 信，是基于全封闭式的传输线来实现信息传输的。
v cos
2.1.3移动信道建模技术
移动通信信道模型作为推动整个移动通信发展的关键技术 之一，也是移动无线系统设计中关键点与难点。国内外都 对它做了大量的研究，并得到了一些成果，已建立的移动 信道模型从建模方法上分为几何模型、经验模型与概率模 型3类（参见8.3节），从研究角度分为空域模型、时域模 型和时空域模型3类。在移动通信发展初期，接收天线大 都只考虑接收信号的平均功率，对信道模型，对其研究时 主要是考虑电磁波在传播过程中的损耗，以便预测基站的 无线覆盖范围，用于频率规划设计。随移动通信业务的迅 猛发展，用户数量急剧增加，要求移动通信在有限的频率 资源上极大地提高系统容量，于是便引进了分析接收信号 幅度分布情况（即衰落分布情况）、多普勒频移情况，模 型要能更多地描述传播信道的空时特性，以便寻找更多的 应对措施（新技术）以提高移动通信质量，并扩大其通信 能力。
2.1.1无线电波传播特性
无线电波传播有天波、地波、视距传播等主要方 式，而在移动通信系统中，由于受到不同的环境 影响，如城区的高层建筑、郊区的山体、其他电 磁辐射影响等干扰，使得无线电波传播出现明显 的多径效应，引起多径衰落。
(3)
(1)
(2)
图2-1 无线传播路径
发射机天线发出的无线电波，可由不同的路径到达接收机， 当频率f>30MHz时，典型的传播通路如图2-1所示。直射、 反射、绕射是主要形式，有时穿透直射波与散射波的影响 也需要适当考虑。
⑵ 接收环境的复杂性。接收点地理环境的复杂多样， 一般可将接收点地理环境分为高楼林立的城市繁华区、 以一般性建筑为主的近郊区、以山区和湖泊等为主的农 村及远郊区。
⑶ 通信用户的随机移动性。用户通信一般有3种状态： 准静态的室内用户通信、慢速步行用户通信、高速车载
用户通信。。
3种损耗
⑴ 路径损耗：即电波在空间中传播产生的损耗。它反映 出电波在宏观范围内的空间距离上接收信号电平平均值的 变化趋势。