移动通信入门 第二章 移动通信的传输通道

《移动通信技术》教学大纲课程名称：移动通信技术（Mobile Communication）课程代码：课程类型：专业必修(考试) 适用专业：移动互联应用技术，通信技术总学时：64 理论学时：56 实验学时：8 学分：4先修课程：信号与系统、通信电子线路、通信原理一、课程性质、目的和任务移动通信技术属于专业必修课，是一门理论与实践性很强的课程。

目的是培养学生对移动通信的基本概念、基本原理和组网技术有较为全面的理解，能应用移动通信的原理与技术分析阐释常见移动通信方式中信息的发送、传输与接收原理，分析并设计一些简单的移动通信系统，熟悉移动通信系统的管理与维护。

本课程主要任务是使学生了解当前移动技术发展现状及其发展趋势，掌握移动通信技术基础知识、GSM数字蜂窝移动通信系统、CDMA数字蜂窝移动通信系统、基站等内容。

二、教学基本要求1、知识、能力、素质的基本要求了解移动通信技术基本原理、各种通信系统基本特点，掌握通信系统分析方法，熟悉通信系统组网技术，使学生具备一定的移动通信技术服务能力，能应用移动通信的原理与技术分析阐释常见移动通信方式中信息传输的发送与接收原理，应能分析设计一些简单移动通信系统，为移动通信系统的管理维护、研究和开发打下必要的理论基础和技能。

2、教学模式基本要求本课程采用理论教学为主，实验教学为辅的教学方式，理论授课方式为课堂讲授和多媒体辅助演示，实验采用Matlab仿真。

三、教学内容及要求第一章移动通信简介1、掌握移动通信的定义、特点、分类、工作方式、系统组成、多址技术、组网技术。

2、熟悉蜂窝通信技术及其信道配置、信令。

3、理解移动通信中的越区切换和位置管理。

第二章移动通信的传输信道1、掌握移动通信的电波传播特性。

2、了解移动信道的特征，能够进行电波传播路径损耗预测。

3、熟悉分集接收技术，掌握噪声及其干扰分析有关内容。

第三章 GSM移动通信系统1、掌握GSM和GPRS系统的构成及各部分主要作用。

2.4 信道内的噪声与干扰
信号在信道内传输，除了损耗和衰落之外，还会受到噪声和干扰的影响。 2.4.1 噪声
蜂窝移动通信系统中噪声的来源是多方面的，我们把噪声看成是系统中对信号 有影响的所有干扰的集合。根据它们的来源不同，可分为内部噪声、自然噪声和人 为噪声。其中自然噪声和人为噪声又称为外部噪声。
2.2 移动通信的三大损耗
2.2 移动通信的三大损耗
2.2.2 衰落
由于移动通信环境具有复杂性和多样性，信号的强度随时间而产生随机变化， 这种变化称为衰落。衰落分为慢衰落和快衰落。
慢衰落是由于电磁波在传播路径上遇到障碍物的阻碍产生阴影效应而造成的的 传播损耗。之所以叫慢衰落是因为它的变化率比信息传输率慢。慢衰落服从对数正 态分布。
按照不同的分类原则，分集有很多种分类方法，从分集涉及基站和接入点的数 目来分类，可以把分集分为宏分集和微分集。
2.5 分集技术
宏分集主要用于蜂窝通信系统中，也称为多基站分集。这是一种减小衰落影响 的分集技术，其作法是把多个基站设置在不同的地理位置上（如蜂窝小区的对角上） 和在不同方向上，同时和小区内的一个移动台进行通信（可以选用其中信号最好的 一个基站进行通信）。显然，只要在各个方向上的信号传播不是同时受到阴影效应 或地形的影响而出现严重的衰落（基站天线的架设可以防止这种情况发生），这种 办法就能保持通信不会中断。
快衰落是由于多径传播而产生的衰落。多径传播是指电磁波经历不同路径传递 到接收端。移动台周围有许多散射、反射和折射体，引起信号的多径传播，使到达 的信号之间相互叠加，其合成信号的幅度和相位随移动台的运动表现为快速的起伏 变化。其变化率比慢衰落快，故称它为快衰落，由于快衰落表示接收信号的短期变 化，所以又称短期衰落。快衰落引起的电平起伏服从瑞利分布，相位服从均匀分布。

支持海量物联网设备的连接和数据传输。
5G/6G关键技术创新点
• 增强型移动宽带（eMBB）：提供更高的数据传输速率和 更好的用户体验。
5G/6G关键技术创新点
空天地一体化网络
整合卫星、无人机等高空平台资 源，构建全球无缝覆盖的网络体
系。
超高速率传输
利用太赫兹等高频段资源，实现 Tbps级别的超高速率传输。
功率控制
调整基站和移动台的发射 功率，减少对其他小区的 干扰。
智能天线技术
利用波束赋形技术，提高 信号接收质量，降低干扰 。
基站选址及覆盖预测方法
基站选址原则
考虑地形、建筑物、人口密度等 因素，选择合适的基站位置。
覆盖预测方法
基于电波传播模型，预测不同地形 、建筑物条件下的信号覆盖情况。
仿真与实测验证
通过仿真和实测验证基站选址和覆 盖预测的准确性。
网络性能评估指标体系
接入性能
评估用户接入网络的成 功率、时延等指标。
保持性能
评估用户在移动过程中 保持通信的能力，如切 换成功率、掉话率等。
业务质量
评估用户在使用各种业 务时的质量，如语音质
量、数据速率等。
网络资源利用率
评估网络资源的使用效 率，如频谱利用率、基
信号处理技术
包括滤波、放大、变换等技术，提高信号质量和传输效率。
标准化组织及其作用
标准化组织
如3GPP、IEEE等，负责制定和推广移动通信相关标准。
作用
推动技术发展，提高设备兼容性，降低研发成本，促进产业合作。
02
移动通信关键技术分析
多址技术原理及应用场景
多址技术原理
多址技术是指在一个通信系统中，允许多个用户同时共享同一物理信道进行通信 的技术。它通过对信号进行不同的处理，使得系统能够区分来自不同用户的信号 ，实现多用户同时通信。

d
l
多普勒频移导致附加调频噪声。
2
(3) 干扰严重。 (4) 接收设备应具有很大的动态范围。 (5) 需要采用位置登记、 过境切换等移动性管理技术。 (6) 综合了各种技术。 (7) 对设备要求苛刻。
3
补充：常见移动通信系统
蜂窝移动通信系统 无绳电话系统 无线电寻呼系统 集群移动通信系统 移动卫星系统 平流层通信系统 无线局域网
所以，我们将重点介绍公共移动通信系统的网络 结构。 公共移动通信系统， 即蜂窝移动通信系统的基 本系统结构如图1-4所示。一个交换区由一个移动交换 中心MSC（Mobile Service Switching Centre）、一个
或 若 干 个 归 属 位 置 寄 存 器 HLR （ Home Location
转发（单工转发或双工转发）的情况。 所谓单工转发，
即中心转信台使用一组频率（如收用 f1 ，发用 f2 ），一旦 接收有载波信号即转去发送。 所谓双工转发, 即中心转信 台使用两组频率（一组收用 f1，发用 f2； 另一组收用 f3， 发用f4），任一路一旦接收有载波信号即转去发送。
34
半双工制。如图1 - 2所示， 中心转信台（A）使 用一组频率，而移动台（ B）采用单工制，主要用于 有中心转信台的无线调度系统。 半双工制的优点是：
29
1.2 移动通信的工作方式
移动通信按照用户的通话状态和频率使用的
方法分， 有三种工作方式： 单工制、半双工制 和双工制。 单工制分单频（同频）单工和双频（异频） 单工两种， 见图1-1。
30
图 1-1 单工通信方式
31
同频单工。 同频是指通信的双方， 使用相同工
作频率（ f1 ）； 单工是指通信的双方的操作采用 “按—讲”（push to talk， PTT）方式。平时，双 方的接收机均处于守听状态。如果A方需要发话，可 按下PTT开关，发射机工作，并使A方接收机关闭。 这时，由于B方接收机处于守听状态，即可实现由A 至 B 的通话；同理，也可实现 B 至 A 的通话。在该方 式中，电台的收发信机是交替工作的，故收发信机 不需要使用天线共用器， 而是使用同一副天线。