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移动通信原理与技术第1章 移动通信概述

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(完整版)移动通信原理与系统课后习题答案

(完整版)移动通信原理与系统课后习题答案

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。

第一章 移动通信概述

第一章 移动通信概述






下面将给出几类在不同环境与条件下经常使用的 著名经验公式与模型。 •1)奥村—哈塔(Okumura-Hata)模型 •2) Hata模型向个人通信PCS系统的扩展 •3)Walfisch-Ikegami模型(WIM) •4)室内传播模型
1.5 移动通信噪声与干扰

信道对信号传输的限制除了损耗和衰落外，另一 重要限制因素是噪声和干扰。
20世纪80年代—90年代—21世纪前10年
第三代移动通信
数字蜂窝移动通信系统 (多频) IMT-2000
(CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA)
主要接入技术：CDMA
IP网业务和多媒体业务的发展和应用——业务驱动 数字业务、IP业务、音视频业务会逐步成为主流业务
技术特点：
自适应技术：调制自适应，编码自适应，接入自适应，网络自 适应。 网络技术：分组连接，多网连接。 业务技术：业务分类，编码组帧，数据压缩。 静止状态下 提供2Mbit/s的数据传输速率。

四种主要效应


阴影效应：由大型建筑物和其它物体的阻挡，在电波传 播的接收区域中产生传播半盲区。它类似于太阳光受阻 挡后可产生的阴影，光波的波长较短，因此阴影可见， 电磁波波长较长，阴影不可见，但是接收终端(如手机) 与专用仪表可以测试出来。 远近效应：由于接收用户的随机移动性，移动用户与基 站之间的距离也是在随机变化，若各移动用户发射信号 功率一样，那么到达基站时信号的强弱将不同，离基站 近者信号强，离基站远者信号弱。通信系统中的非线性 将进一步加重信号强弱的不平衡性，甚至出现了以强压 弱的现象，并使弱者，即离基站较远的用户产生掉话 (通信中断)现象，通常称这一现象为远近效应。
移动通信基本原理

移动通信基本原理


并实现整个通信系统的运行、 管理。
第1章 移动通信基本原理
第1章 移动通信基本原理
1） 移动交换中心MSC MSC是计算机控制的全自动交换系统。
MSC是整个GSM网络的核心，它控制所有BSC的业
务，提供交换功能及和系统内其它功能的连接，MSC 可以直接提供或通过移动网关GMSC提供和公共电话
交换网（PSTN）、综合业务数字网（ISDN）、公共
线资源管理等功能。 功能实体可分为基站控制器
（BSC）和基站收发信台（BTS）。
第1章 移动通信基本原理
1） 基站收发信台BTS BTS完全由BSC控制， 主要负责无线传输， 完成 无线与有线的转换、 无线分集、 无线信道加密、 跳频 等功能。 2） 基站控制器BSC
基站控制器是基站的智能控制部分， 负责本基站
第1章 移动通信基本原理
•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。
A T 发射机 受话器 R 接收机 f2 天线共用器 f1 R f1 f2 B T
发话器
Play
图1-5 半双工方式
第1章 移动通信基本原理
• 半双工方式，基站为双工，移动台为异频单工
数据网（PDN）等固定网的接口功能，把移动用户与 移动用户、移动用户和固定网用户互相连接起来。
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。
发话器 A T 发射机 天线共用器 受话器 R f2 f1 R f1 f2 B T
移动通信原理与系统.(优选)

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。

移动通信原理

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。

移动通信原理与应用

移动通信原理与应用


准结构
1.2.1移动通信发展历程
第一代 80年代 第二代 90年代
模拟
数字
第三代 IMT-2000
第四代2015
AMPS
GSM
UMTS WCDMA
CDMA
TACS
技术驱动
IS95
业务驱动 cdma
LTE
NMT
TDMA
2000
IS-136
其它
TD-
PDC
SCDMA
模拟调频 频分多址
数字调制 时分/码分多址
1.2移动通信的发展和比较
1.2.1 移动通信的发展历程
先驱者：1946年第一个推出移动电话AT&T
A/D
接入方式
典型代表
第一代（1G） 模拟蜂窝系统 FDMA 美国AMPS系统，欧洲TACS系统
第二代（2G）
数字蜂窝系统
TDMA CDMA
GSM系统 N-CDMA系统
目标
典型代表
过渡代（2.5G）
同频干扰（蜂窝系统特有）
相同载频电台之间的干扰; 要求：在组网时予以充分重视频率配置
1.1.1 移动通信的特点
通信系统复杂
用户经常移动，与BS无固定联系 要求：采用跟踪交换技术
位置登记、越区切换、漫游…
1.1.2移动通信的组网理论
1. 无线蜂窝式小区覆盖和小功率发射 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
宽带数字
OFDM/MIMO
码分 / 时分多址
1.2.1移动通信发展历程
第一代——模拟蜂窝通信系统
频分复用
2
2
31 3 1
2
2
2
3
3
3
移动通信系统(第三版课件)第1章 移动通信系统概述

移动通信系统(第三版课件)第1章 移动通信系统概述


第1章 移动通信系统概述
需要注意的是， 在移动信道中传输数字信令， 除需要 窄带调制和同步之外， 还必须解决可靠传输的问题。 因为在信道中遇到干扰之后， 数字信号会发生错码， 必须采用各种差错控制技术， 如检错和纠错等， 才能 保证可靠的传输。在传输数字信令时， 为便于收端解 码， 要求数字信令按一定的格式编排。 信令格式是多 种多样的， 不同通信系统的信令格式也各不相同。 常 用的信令格式如图 1 - 7 所示， 它包括前置码(P)、 字
(7) 归属位置寄存器(HLR)与访问位置寄存器(VLR)
之间的接口(D接口)。 (8) 移动交换中心之间的接口(E接口)。 E接口主要 用于MSC之间交换有关越区切换的信息。
第1章 移动通信系统概述
(9) 移动交换中心(MSC)与设备标志寄存器(EIR)之 间的接口(F接口)。 F接口用于在MSC与EIR之间交换
有关移动设备管理的信息， 例如国际移动设备识别码
等。 (10) 访问位置寄存器VLR之间的接口(G接口)。 当
某个移动台使用临时移动台标识号(TMSI)在新的VLR
中登记时， G接口用于在VLR之间交换有关信息。
第1章 移动通信系统概述
1.4.4 移动通信空中接口协议模型 采用开放互连（OSI）参考模型的概念来规定其协议 模型。如图1-6，模型分作三层。 L3 L2 网络层（NWL） 数据链路控制层（DLC） 介质接入控制层（MAC） L1 物理层（PHL）
第1章 移动通信系统概述
1.4.5 移动通信信道类型 信道类型是根据基站与移动用户之间传递信息种 类来划分。主要两大类：业务信道（TCH）和控制信 道（CCH）。 业务信道（TCH）携带数字化的用户编码语音或 用户数据。故又可分为语音业务信道和数据业务信道， 系统提供业务信息又有监测音SAT（Supervisory Audio Tone)和信令音ST(Signalling Tone)。 控制信道（CCH）在基站和移动站之间传送信令、 同步数据和同步指令，主要移动台的呼叫控制和接入 管理。
程郁凡《移动通信原理》第一章概述

程郁凡《移动通信原理》第一章概述


GPRS：General Packet Radio Service 通用分组无线业务
WAP: Wireless Application Protocol 无线应用协议
i-Mode: Information Mode，日本提出的一种移动上网服
务
DECT: Digital European Cordless Telephone 泛欧数字无
考核方式
平时成绩，15％（考勤、作业） 期中考试成绩，15％ 期末考试成绩，70％
答疑
主楼B3 411 程郁凡 Email：chengyf@
2019年12月
第一第一章章 概概述 述
11
教学计划
第一章+第八章：移动通信概述与发展（4学时） 第二章：移动通信电波传播与预测模型（8学时） 第三章：移动通信中的信源编码和调制解调技术（2~4学时） 第四章：抗衰落和链路性能增强技术（6~8学时）
System 公用陆地移动通信系统
PSTN: Public Switching Telephone Network 公用电话
交换网
GSM: Global System for Mobile communication 全球
移动通信系统
PCN: Personal Communication Network 个人通信网
第一第一章章 概概述 述
25
移动通信的分类及应用系统
移动通信的分类：
民用设备和军用设备（使用对象） 陆地通信、海上通信和空中通信（使用环境） 专用网和公用网（服务范围） 局域网和广域网（覆盖范围） FDMA、TDMA、CDMA（多址方式） 单工、双工(TDD和FDD)（工作方式）
移动通信原理

移动通信原理

第1章移动通信概述 (1)1.1移动通信系统的构成 (1)1.2 移动通信的主要特点 (1)1.3 移动通信系统的分类 (3)1.4 移动通信系统的运行状态 (3)1.5 蜂窝移动通信系统 (3)1.6移动通信中采用的技术 (4)1.7我国移动通信系统的频率 (7)1.8 移动通信的标准化 (7)第2章实验系统介绍 (8)2.1 各单元原理简介 (9)2.2 工作模式的设置 (12)2.3 指示及测试观测点 (12)2.4．实验要求及注意事项 (13)实验一移动通信的工作方式 (15)实验二信令系统（1）空中接口信令 (18)实验三信令系统（2）有线接口信令 (21)实验四多信道共用 (27)实验五多址方式（1）频分多址（FDMA） (30)实验六多址方式（2）时分多址（TDMA） (33)实验七多址方式（3）直扩码分多址（DS-CDMA） (35)实验八多址方式（4）跳频码分多址（FH-CDMA） (39)实验九多址方式（5）混合多址 (44)实验十移动通信系统组成 (46)实验十一锁相频率合成器 (50)实验十二接收机 (62)实验十三发射机 (68)实验十四双工器 (70)实验十五移动通信系统组网 (75)第1章 移动通信概述移动通信是指通信双方至少有一方在移动中（或者临时停留在某一非预定的位置上）进行信息传输和交换。

移动通信的“移动”蕴涵三个方面的内容：★ 终端的移动性：如手机、车载台；★ 个人的移动性：如SIM/UIM 卡方式支持的业务；★ 业务的移动性：通信交换网的智能化和无线化使这三个方面的内容统一起来。

移动通信的“通信”包括移动体（车辆、船舶、飞机或行人）和移动体之间的通信，移动体和固定点（固定有线电台或有线用户）之间的通信。

1.1移动通信系统的构成一般而言，移动通信系统由三大部分组成，如图1.1：★ 移动台（如手机）；★ 基站（天线、无线电信号的接收、发射设备及基站控制器等）；★ 交换网络（移动交换机、跨地区间的中继传送设备等）。

移动通信概述

移动通信概述


1.1 引言
移动通信是指通信的双方或至少有一方是在移动 中进行信息传输和交换。 随着社会的发展和科学技术的进步，人们希望能 随时随地、迅速可靠地与通信的另一方进行信息 交流。这里所说的“信息交流”，不仅指双方的 通话，还包括数据、传真和图像等通信业务。例 如固定点与移动体（如汽车、轮船、飞机）之间、 移动体与移动体之间、人与运动中的人或人与移 动体之间的信息传递，都属于移动通信。分别构 成陆地移动通信、海上移动通信和空中移动通信。
第1章 移动通信概述
1.1 引言
1.2
1
1.2.1 第一代模拟移动通信系统概述 移动通信的电波传播 1.2.2 第二代数字移动通信系统概述 移动信道中的干扰 1.2.3 第三代数字移动通信系统概述 1.2.4 第四代数字移动通信系统概述 移动信道的场强估算
1.2 移动通信的发展历程
频谱利用率低，容量有限，系统扩容困难；
制式太多，互不兼容，不利于用户实现国际 漫游，限制了用户覆盖面； 不能与ISDN兼容，提供的业务种类受限制， 不能传输数据信息； 保密性差，以及移动终端要进一步实现小型 化、低功耗、低价格的难度都较大。
1.2.2 第二代数字移动通信系统
第二代移动通信系统——以数字信号传输、时分多 址（TDMA，Time Division Multiple Access）、 码分多址（CDMA, Code Division Multiple Access）为主体技术，频谱效率提高，系统容量 增大，易于实现数字保密、通信设备的小型化和智 能化，标准化程度大大提高等。制定了更加完善的 呼叫处理和网络管理功能，克服了第一代移动通信 系统的不足之处，可与窄带综合业务数字网相兼容， 除了传送语音外，还可传送数据业务，如传真和分 组的数据业务等。
移动通信原理 第1章 移动通信概论

移动通信原理 第1章 移动通信概论

清华大学出版社
第1章 移动通信概论
第四阶段的蜂窝移动通信系统又可以划分为几个发 展阶段。如按多址方式来分，则模拟频分多址 （FDMA）系统是第一代移动通信系统（1G）；使 用电路交换的数字时分多址（TDMA）或码分多址 （CDMA）系统是第二代移动通信系统（2G）；使 用分组/电路交换的CDMA系统是第三代移动通信系 统（3G）；将使用了不同的高级接入技术并采用 全IP（互联网协议）网络结构的系统称为第四代移 动通信系统（4G）。如按系统的典型技术来划分， 则模拟系统是1G；数字话音系统是2G；数字话音/ 数据系统是超二代移动通信系统（B2G）；宽带数 字系统是3G；而极高速数据速率系统是4G。
清华大学出版社
第1章 移动通信概论
1.1.3 移动通信的发展趋势
通常，每10年将发展并更新一代移动通信系统。 从市场需求来看，移动互联网和物联网是下一代 移动通信系统发展的两大主要驱动力，其中移动 互联网颠覆了传统移动通信业务模式，而物联网 则扩展了移动通信的服务范围。和现有的4G系统 相比，5G系统的性能将在3个方面提高1000倍： 一是传输速度提高1000倍，平均传输速率将达到 100Mbps~1Gbps；其次是总的数据流量提高 1000倍；再就是频谱效率和能耗效率提高1000倍。
C
B
E
A
G
C
F
D
A
E
F
D
E
图1-1 频率复用的几何模型，N=7
清华大学出版社
第1章 移动通信概论
小区几何形状必须符合的两个条件
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。

移动通信原理与系统习题答案

移动通信原理与系统习题答案移动通信原理与系统习题答案第一章简介1.1 移动通信原理与系统概述移动通信原理与系统是指利用无线电及其他相关技术，实现移动用户之间的通信和数据传输的系统。

其核心理论基础是无线通信原理和信号处理技术。

1.2 移动通信系统的发展历史移动通信系统的发展经历了从1G到5G的演进过程，每一代都引入了新的技术和服务，提高了通信效率和用户体验。

1.3 移动通信系统的基本组成移动通信系统由移动终端、基站子系统、核心网以及相关管理部分组成。

移动终端包括方式、数据卡等用户设备；基站子系统由基站、无线接入网和传输网构成；核心网是移动通信系统的核心部分，提供信令控制、数据传输等功能。

第二章无线通信原理2.1 无线信道特性无线信道的特性包括带宽、传输速率、衰落和多路径传播等，对无线通信系统的设计和优化有重要影响。

2.2 调制和多址技术调制技术用于将数字信号转换为模拟信号进行传输，以及将模拟信号转换为数字信号进行处理；多址技术用于多个用户共享有限的信道资源。

2.3 信噪比与误码率信噪比是信号功率与噪声功率之比，误码率是在给定信噪比下传输过程中出现错误的概率。

第三章移动通信系统的接入方式3.1 频分多址接入频分多址接入是指将频率资源划分为多个子载波，每个用户占用一个或多个子载波进行通信。

3.2 时分多址接入时分多址接入是将时间资源划分为多个时隙，不同用户在不同时隙进行通信。

3.3 码分多址接入码分多址接入是将用户信号通过不同的扩频码进行编码，以实现多用户共享信道。

第四章移动通信系统的网络架构4.1 无线接入网无线接入网是连接终端与基站的部分，包括射频传输、信号处理等功能。

4.2 传输网传输网是将基站与核心网进行连接的网络，承载用户数据和控制信号的传输。

4.3 核心网核心网是移动通信系统的核心部分，提供信令控制、用户数据传输等功能。

第五章移动通信系统的业务与技术5.1 语音通信业务语音通信是移动通信系统最基本的业务之一，主要通过语音编码技术和语音信道进行实现。

移动通信系统的基本概述(


第一章 移动通信概述
1.1 移动通信的发展 1.2 移动通信的特点及组成 1.3 移动通信的分类 1.4 移动通信的工作方式
1.5 移动通信中的多址技术 1.6 移动通信的编码与调制技术
1
什么是移动通信
移动通信——“动中通”
通信双方或至少其中一方在移动环境下进行 信息传递的通信方式，包括移动体之间或移动 体与固定体之间的通信。
中国移动通信发展历程－－大陆无线寻呼
中国移动通信发展历程－－蜂窝移动电话
中国移动通信发展历程－－模拟与数字移动电话
指数型增长，跳跃式前进，跨越式发展
据统计，我国从1987年开通移动电话业务到1997年用户达 到1000万户，用了整整10年的时间。而从1000万户增长到 2001年的1亿户，只用了不到4年的时间。此后，2002年11 月，移动电话用户总数达到2亿；2004年5月，达到3亿； 2006年2月，达到4亿。今天的中国，移动电话用户已经超 过4.87亿户，成为全球移动电话用户最多的国家，同时也 是GSM和CDMA网络容量全球最大的国家。20年，6.3亿秒， 平均每1.2秒就增加一个新用户。
第三代移动通信系统
具有全球标准 使用全球公共频带 具有全球使用的小型终端 具有全球漫游能力 从媒体（Media）→多媒体（Multi-media） 微蜂窝结构 提高改良的频率使用效率 具有易于向下一代系统发展的灵活性 具有高速的分级数据速率 在固定位置环境下能达到2Mbps 对步行用户能达到384kbps 对车载用户能达到144kbps
2000s，第三代移动通信系统，欧洲、日本的WCDMA ， 北美的CDMA-2000 ，中国的TD-SCDMA
第一代移动通信系统特点
系统间没有公共接口。 无法与固定网迅速向数字化推进相适应，数字承 载业务很难开展。 频率利用率低，无法适应大容量的要求。 安全性差，易于被窃听，易做“假机”。

移动通信(第4版)大学本科教材 移动通信第一章-2007-02

随机多址方式： 9 ALOHA、时隙ALOHA、DSMA/CD(CDPD)、 CSMA/CA(无线局域网）
同济大学 徐娟
38
1.5.4 抗干扰措施
¾利用信道编码(如卷积码等前向纠错FEC和自动请求 重传ARQ)进行检错和纠错－－－－－抗随机干扰
¾利用交织编码技术－－－－－抗突发干扰
¾利用微分集技术（空间分集、频率分集、时间分集 以及RAKE接收机等）和自适应均衡技术以及选用具有 抗码间干扰的调制技术－－－－克服由多径传播而引 起的多径衰落
40
¾ 网络结构
1.5.5 组网技术（二）
¾ 网络接口
电路交换业务通道
GMSC
VLR
MSC
BTS
BSC
PCU
HLR AUC
PSTN
ISP 163
SGSN
分组交换业务通道
GGSN
GPRS系统结构图
同济大学 徐娟
数据网络
41
1.5.5 组网技术（三）
¾网络的管理与控制 9 连接控制（或管理）功能
呼叫接续过程
集群调度系统：
移动台
总调度台
公共电话网 PSTN
分调度台
基地台
中央控制器
同济大学 徐娟
28
1.3 常用移动通信系统
蜂窝移动通信系统：
BTS
MSC
公共电话网 PSTN
MS
同济大学 徐娟
29
1.3 常用移动通信系统
卫星移动通信系统：
铱（Iridium）星系统 全球星（Global star）系统
同济大学 徐娟
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1.3 常用移动通信系统
无线电寻呼系统（单向传输） 蜂窝移动通信系统（频率再用、小区分裂、越区切

移动通信原理第一章

移动通信原理第一章
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移动通信信号的衰落
移动通信原理第一章
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移动通信环境的时变性
衰落(Fading) 分为慢衰落和快衰落。 慢衰落：由阴影效应产生，一般服从正
态分布。 快衰落：由多径效应产生，一般服从瑞
利分布。 因而要求移动通信系统必须具有抗衰落
性能。
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移动通信的特点
移动通信系统原理与应用
移动通信原理第一章
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课程特点
讲授现代移动通信系统的基本概念、基 本技术和基本原理。
非理论基础，内容新、范围广。
移动通信原理第一章
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教学重点和学习难点
教学重点：现代移动通信的基本概念、 移动信道的电波传播和信道分析、现代 移动通信系统的基本技术和网络构成、 GSM系统、窄带CDMA移动通信系统、 宽带CDMA（第三代）移动通信系统。
除依靠无线通信技术之外，还依赖有线通信网 络的支持，如公众电话网PSTN，公众数据网 PDN， 综合业务数字网ISDN。
移动通信原理第一章
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移动通信的特点
1、无线电波传播特性复杂
通信频段：甚高频VHF和特高频UHF
地表面波、电离层反射波、直射波和散射波
衰落现象 阴影效应和多径传播
移动通信原理第一章
通信容量有限. 增加用户容量是移动通信的重要研究课
题。
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移动通信网络管理复杂
6、通信系统复杂
移动性使得系统需要对无线信道进行频率和 功率的控制。
提供相邻基站之间的越区切换 网络提供归属位置寄存器（HLR）和访问位
置寄存器（VLR）纪录用户的行踪 提供不同地区和不同运营者之间的漫游 用户安全与网络安全鉴权

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1章移动通信概述

➢ 第三代移动通信技术，孙立新等编，人民邮电 出版社
第1章 移动通信概述
1.1 移动通信的概念及特点
1.2
移动通信发展概况
1.3 移动通信的分类及工作方式
1.4 移动通信采用的基本技术
1.5
移动通信的应用系统
1.1 移动通信的概念及特点
1.1.1 移动通信的概念
· 移动通信就是通信双方至少有一方 是在运动中 （或临时静止状态） 实现通 信的通信方式。
· 例如，固定体与移动体之间或移动 体与移动体之间的信息交换，都属于移 动通信。
移动体可以是人，也可以是汽车、火车、轮 船、飞机、收音机等在移动状态中的物体。
固定体包括固定无线电台、有线用户等。
1.1.2 移动通信的特点
1.移动性
移动用户可以自由活动，其位置不受束缚。 移动通信必须是无线通信，或无线通信与有线通
· 第二阶段从20世纪40年代中期至60年 代初期。
在此期间内，出现了公用移动通信业务。
这一阶段的特点是移动通信从专用网向 公用网过渡，接续方式为人工，网的容量 较小。
1.2 移动通信发展概况
· 第三阶段从20世纪60年代中期至70年代 中期。
在此期间，美国推出了改进型移动电话 系统（IMTS），采用大区制、中小容量， 实现了无线频道自动选择并能够自动接续 到公用电话网。
· 在移动通信系统开发研制中，码分多 址（CDMA）是最具有竞争力的多址方式 。
1.4.4 抗干扰技术
移动通信系统中采用的抗干扰措施是多种多 样的，主要有：
利用信道编码进行检错、纠错。 分集技术、均衡技术、调制技术。 扩频、跳频技术。 扇区天线、多波束天线和自适应天线等。 干扰抵消和多用户检测器技术。
参考书
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• 了解移动通信的发展进程 • 掌握移动通信电波传输特性及损耗模型 • 编码和调制技术 • 抗信道衰落技术 • 组网技术 • 2G移动通信系统 • 3G移动通信系统 • LTE移动通信系统 • 5G移动通信展望
参考书
➢ 蔡涛等译，《无线通信原理与应用》，电子工 业出版社
➢ 祁玉生等著，《现代移动通信系统》，通信工 程丛书，人民邮电出版社
1.2
移动通信发展概况
1.3 移动通信的分类及工作方式
1.4 移动通信采用的基本技术
1.5 移动通信的典型应用系统
1.1 移动通信的概念及特点
1.1.1 移动通信的概念
·移动通信就是通信双方至少有一方是 在运动中 （或临时静止状态） 实现通信 的通信方式，包括海、陆、空移动通信。 采用的频段遍及低频、中频、高频、甚 高频和特高频。
· 第五阶段从20世纪80年代中期开始。
模拟蜂窝网虽然取得了很大成功，但 也暴露了一些问题。
解决这些问题的方法是开发新一代数 字蜂窝移动通信系统，即第二代移动通信 系统。
第二代移动通信特点
数字（双模、双频） 语音和数据通信 宏/微小区 户内/户外覆盖 保密性好、容量大 主要接入技术：TDMA 数据速率：9.6k~32Kbps 主要标准：GSM(欧洲)，IS-
➢ 赵荣黎编著，《数字蜂窝移动通信系统》，电 子工业出版社
➢ 宋拯，惠聪，张帆编，《移动通信技术》第2版， 北京理工大学出版社
➢ 沙学军，吴宣利，何晨光编，《移动通信原理、 技术与系统》，电子工业出版社
➢ 范波勇等著，《LTE 移动通信概述
1.1 移动通信的概念及特点
95(Qualcom)
1.2 移动通信发展概况
· 第六阶段从20世纪90年代中期至21世纪 初，伴随着对第三代移动通信的大量谈论， 以及2.5G产品GPRS系统的过渡，3G (3G技 术名为IMT-2000)走上了通信舞台的前沿。
IMT-2000（International Mobile Telecommunication 2000）的名称为第三代 移动通信系统制定了总目标：
· 第二阶段从20世纪40年代中期至60年 代初期。
在此期间内，出现了公用移动通信业务。
这一阶段的特点是移动通信从专用网向 公用网过渡，接续方式为人工，网的容量 较小。
1.2 移动通信发展概况
· 第三阶段从20世纪60年代中期至70年代 中期。
在此期间，美国推出了改进型移动电话 系统（IMTS），采用大区制、中小容量， 实现了无线频道自动选择并能够自动接续 到公用电话网。
❖美国马克尼博物馆：
❖1905年，费森堡首次进行无线电传输话音 及音乐的实验。
1.2.1 移动通信的发展历史
· 第一阶段从20世纪20年代至40年代。
在这期间，首先在短波几个频段上开发 出专用移动通信系统，特点是专用系统的 应用，工作频率较低。
1.2 移动通信发展概况
➢ 工作在2000MHz频段 ➢ 最高业务速率可达2000kb/s
第三代移动通信系统3大标准体制
WCDMA (欧洲、日本)
cdma2000 (北美)
TD-SCDMA (中国)
第三代移动通信特点
频谱利用率高 服务质量好 高速传输支持多媒体业务
室内环境至少2Mbps 步行环境至少384kbps 车速环境至少144kbps 传输速率按需分配 支持上、下行链路的不对称需求 易于从第二代系统过渡 支持全球无缝漫游
这一阶段是移动通信系统改进与完善 的阶段，其特点是采用大区制、中小容量， 实现了自动选频与自动接续。
1.2 移动通信发展概况
· 第四阶段从20世纪70年代中期至80年 代中期。 这是移动通信蓬勃发展时期。
· 1978年底，美国贝尔试验室提出了蜂 窝网的概念，成功研制了世界上首个蜂窝 移动通信网，这一阶段的特点是蜂窝状移 动通信网成为实用系统，并在世界各地迅 速发展，形成了所谓的第一代移动通信系 统。
移动通信原理与技术
本课程是为通信工程系本科大四学生开 设的专业必修课，亦可作为选修课程。
主要讲授移动通信系统的基本概念，基 本理论，基本技术及几代移动通信的典型 系统及应用 。内容以当前广泛应用的移 动通信新技术和移动通信系统为背景，力 求能反映近年来国内外移动通信的发展状 况。
通过本课程的学习
· 例如，固定体与移动体之间或移动体 与移动体之间的信息交换，都属于移动 通信。
移动体可以是人，也可以是汽车、火车、轮 船、飞机、收音机等在移动状态中的物体。
固定体包括固定无线电台、有线用户等。
1.1.2 移动通信的特点
1.移动性
移动用户可以自由活动，其位置不受束缚。 移动通信必须是无线通信，或无线通信与有线通信
的结合。
2.电波传播条件复杂
存在多径干扰、信号传播延迟和展宽等。
3.噪声和干扰严重
外部干扰+自身干扰 采取有效的抗干扰措施。
4. 系统和网络结构复杂 5. 要求频带利用率高、移动设备性能好
1.2 移动通信发展概况
❖1897年，马可尼在陆地和一艘拖船上完成 莫尔斯电码无线通信实验，标志无线电通信 的开始，开创了海上通信业。1912年泰坦尼 克号底的沉没突出了无线电通信在航海中的 重要性，使海上无线通信得到广泛应用。
3G的发展可分为两个阶段：
第一阶段：语音传输以“电路交换”为基础 的网络上运行；数据传输以“IP分组交换” 为核心的网络上运行。
第二阶段：下一代网络阶段，完成基本“IP 分组交换”， “电路交换”完全淘汰。
1.2.2 我国移动通信的发展
• 我国开始发展移动通信电话业务始于1981年，当 时采用的是早期150MHz系统，8个信道，能容纳的 用户数只有20个。随后相继发展的有450MHz系统 ，如重庆市电信局首期建设的诺瓦特系统、河南省 交通厅建成的MAT-A系统等。1987年，我国在上海 首次开通了TACS制式的900MHz模拟蜂窝移动电话 系统。
第一代移动通信特点：
模拟（蜂窝） 仅限语音通信 仅为宏小区 主要用于户外覆盖 无法长途漫游 保密性差、通话质量差 主要接入技术： FDMA 以企业用户为中心 主要代表：AMPS(美国先进移动
电话系统）、TACS(欧洲全接入 通信系统)
1.2 移动通信发展概况