现代通信技术-移动CH13 PPT课件

1992年开始制订满足美国市场的标准，PCSl900(即GSMl900)， 1996年GSMl900投入使用。
1. GSM的主要业务与特点
GSM的主要业务
(1)电信业务最基本的是话音业务，也包括紧急呼叫、传真、可视图文和
电传。
(2) 数据业务相当于开放系统互联（OSI）参考模型的第一、二和三层。
支 持 数 据 率 为 300--9600bps 的 分 组 交 换 ， 数 据 的 传 输 既 可 以 采 用 透 明 模 式 （GSM为用户数据提供标准的信道编码），也可以采用非透明模式（GSM采 用特定的数据接口提高编码效率）。
⑤ 灵活的带宽配置。对模拟系统要改变用户的带宽以满足对通信的 特殊需要非常困难，而数字系统用计算机管理，很容易实现信 道的灵活配置；
⑥ 新的服务项目 包括：鉴权、短消息、WWW浏览、数据服务、 语音和数据的保密编码、综合业务等；
⑦ 更强的接入、切换能力和更高的效率。蜂窝越小，产生的接入申 请、漫游注册、过区切换动作就越多，所产生的信令活动更加 频繁。
13.1.2 GSM系统
1978年确定了公共频段：在900MHz附近开通了两个带宽为 25MHz的频段。1982年CEPT成立了欧洲移动通信特别小组，简 称GSM（Group Special Mobile），其任务是起草一个工作在 900MHz频段，在全欧洲使用的公众移动通信系统。后来，GSM 标准改由ETSI负责管理。
第二 使用者的身份号码可移动(IMSI)或者临时移动(TMSI)
移动用户身份码可唯-确认移动用户，它只在用户第-次接人进网时通过无线信道传送一次。另外， 情况异常时也传送IMSI。用户经常使用的是临时移动用户身份码TMSI。TMSI是不断变化的，
由于密钥不在无线信道上传输，而是存于SIM卡和AUC中。加密的密钥产生过程是：通过网络发 送-随机数，移动台与网络同时将该随机数用移动台的鉴权密钥进行计算，得到的为数据加密的密 钥，同时储存起来。

Multimedia
Integrated
Point
frequency
1G
2G
Data Digital
Smart
Analog Voice
.
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Beyond 3G/4G的研究和个人通信
Beyond 3G/4G的研究
目前国际上有关第四代移动通信的研究还处于初期阶段，其基本 需求、核心技术还处于萌芽阶段。但较为明确的一点是，第四代 移动通信的实用期定在2010年。
超过400万，国际漫游用户每月呼叫次数超过500万，用 户平均增长超过50％； 1993年欧洲第一个DCS1800系统投入运营。到1994年已有6 个运营者采用了该系统。 中国 1992年在嘉兴地区引入第二代数字移动蜂窝网GSM 系统
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GSM系统的网络结构
GSM系统包括NSS、 BSS、MS和操作维护中心。
在一个小时内建立的Q次呼叫中，若N次丢失，则呼叫中断概率为 N/Q，呼叫中断概率跟系统设计、严重干扰、越区切换等有关。
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通信概率
❖ 通信概率
移动通信由于受地形的影响和无线信号传播裒落影响，不可能达 到覆盖范围的100％。
通信概率是指移动用户在给定服务区域进行成功通话（达到规定 通话质量）的概率，它包移动通信
GPRS技术(通用无线分组业务)为GSM系统无线商务 提供了高速数据通道; CDMA 1X开始在中国大规模建设； 日本在移动通信上实现无线互联网应用(i-mode)的成 功开创了无线数据业务的新时代； 中国在无线数据应用领域正在起步。
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第三代移动通信
❖概述 ➢第三代移动通信为IMT-2000； ➢第三代移动通信的标准已确定； ➢第三代移动通信的商用已在2001年10月面世； ➢第三代移动通信的大规模商业应用在2005年以后。

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低频调 制信号
uM
AM
uA
调幅后 信号
高频载 波信号
uC
(b)调频方式
低频信号将导致高
频载波瞬时频率的变化。
两种调制方式 相比, 调频方式载 波幅度恒定，在传 输中抗干扰特性优 于调幅方式。
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无线通信中频段的划分:
无线频段划分
波段名称
波长范围
频率范围
超长波 长波
10,000m~100 000m
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
现 一、通信系统的分类 代 通 1.按照传输媒质分类 信 (1)有线通信
技 消息的传输是用“导线”作为传输媒质来进行通
术 信的。
概
信号
信号
述
变换 网络接口
网络接口 变换
有线通道
将话筒的微弱电 信号进行放大， 使之符合一定的 标准要求。
将该信号继续进 行必要的转换， 使之符合网络或 信道的传输。
(4)保密性强 光纤内传播的光波基本不辐射，难以窃听, 所以 光纤通信和其它通信方式相比有更好的保密性。 (5)线径细、重量轻 光纤直径很小,制成光缆比电缆细而轻,便于敷设。
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四、卫星通信
卫星通信的特点是通信距离远，覆盖面大，不受 地形条件限制，传输容量大，可靠性高。
卫星通信系统是一个以卫星为中继站, 实现各个 地面站间通信的系统。
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(3)快速移动环境，最高速率达144kbit/s；步行环 境，最高速率可达384kbit/s-2Mbit/s。
(4)便于过渡、演进。 (5)高频谱效率。 (6)高服务质量，低成本，高保密性。
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3. 集群系统 集群系统是集群移动通信系统的简称，属于调度

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第15章 现代通信技术
一、无线通信方式
1. 同频单工方式
通信双方使用同一频率。
单工是指接受和发射不能同时进行。 系统图
f
发射机
天线
发射机
接收机
接收机
特点：
接收与发射的转换
结构简单，造价低，但操作不便，不易保密。
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第15章 现代通信技术
2. 双频双工方式
系统图
发射机 接收机
f1
双 工 器
f2
f1 f2 天线
移动 交换台
制 器
用 器
接收机
有线 市话局
中继线
MTSO
MBS1
有线用户
基站 N 发射机
控
共
制
用
器
器
接收机
MBS N
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第15章 现代通信技术
2. 网络结构
基站
移动用户台
市话局
MTSO 移动电话交换局
蜂窝式公众移动 系统
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第15章 现代通信技术
蜂房式公众移动 系统 由三部分组成:
① 移动 交换局（MTSO）
依靠空中电离层的反射进行传播（短波、中波）。
(3) 直射波
直接传播方式传播的电磁波（超短波、微波）。
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第15章 现代通信技术
三、调制和解调
按调制信号的不同调制方式可分为： 模拟信号的调制
数字信号的调制 按调制参数不同调制方式可分为：
振幅调制（简称调幅 AM） 频率调制（简称调频 FM）
相位调制（简称调相 PM）
城市的多条光缆系统，最长为 2 400 km。
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第15章 现代通信技术
一、光纤结构
由若干根导线绞制成光缆， 光缆出厂长度为 1～5 km。

轴电缆的频带要比双绞线宽得多，它的外部金属能屏蔽中心导 体的电磁波，因而不容易混入杂音。由于这些特点，它被广泛 用于数百兆赫兹的模拟信号传输，也可用于1Gbit/s的数字传输。 因为电视的频段在91.25 MHz～900MHz范围，所以有线电视 （CATV）的分配电缆都采用同轴电缆。
光纤与双绞线、同轴电缆相比较，具有无可比拟的低损耗、 传输频带宽、无电磁感应、不漏话且质轻、径细等极优良的性 能。国际间、国内城市间长距离大容量的传输线路使用的同轴 电缆很快被光纤替代了。伴随着制造光纤技术的日益提高，成 本不断下降，甚至原来以双绞线、同轴电缆为主要传输线路的 高层大楼、办公室等内部通信也开始使用光纤了。
现代通信技术 课件
第1章 通信基础知识 第2章 卫星通信 第3章 光纤通信 第4章 移动通信 第5章 通信业务网
第1章 通信基础知识
1.1 通信的基本概念 1.2 模拟信号数字化 1.3 信号的基带传输 1.4 模拟调制与解调 1.5 数字调制与解调 1.6 复用技术
图1.6 数据的串行传输和并行传输
3．单工、半双工和全双工通信
（1）单工通信
单工通信是指信息的流动方向始终固定为一个方向的通信 方式。虽然能够逆向传输应答监视信号，但不能在反方向传输 信息，如图1.7（a）所示。
例如，电视机、收音机只能接收信号，而不能反方向传送信 号，它是一种类似于单行道的通信方式。
图1.3 数字信号举例
1.1.2 信道
信道是信号的传输媒质，它可分为有线信道和无线信道两类。 有线信道包括明线、双绞线、同轴电缆和光纤等。 无线信道是由无形的空间构成，利用电波进行通信。
1.有线信道
有线信道主要有双绞线、同轴电缆和光纤，它们的构造、 特征及主要用途如表1.1所示。

蜂窝网通信系统
蜂窝移动通信系统
主要有三部分组成 交换网路子系统（NSS） 无线基站子系统 (BS) 移动台（MS）
MSC
便携电脑
MSC
MSC
5.2.2 移动电话的编号方式
国际设备识别码IMEI(International Mobile Equipment Identity)
在手机上输入 *#06# 输完这5 个键符后，手机屏幕上会出 现一行阿拉伯数字，即为该 手机的串号。
有关扩频通信技术的观点是在1941 年由好莱坞女演员Hedy Lamarr 和钢 琴家George Antheil提出的。基于对 鱼雷控制的安全无线通信的思路， 他们申请了美国专利#2.292.387。不 幸的是，当时该技术并没有引起美 国军方的重视，
扩频技术
扩频通信技术是一种信息传输方 式，其 信号所占有的频带宽度远大于所传信息 必需的最小带宽；频带的扩展是通过一 个独立的码序列来完成，用编码及调制 的方法来实现的，与所传信息数据无关； 在接收端则用同样的码进行相关同步接 收、解扩及恢复所传信息数据
2、系统容量的配置灵活
在CDMA系统中，用户数的增 加会造成话音质量的下降。操作 者可在容量和话音质量之间折衷 考虑，多小区之间可根据话务量 和干扰情况自动均衡。
3、通话质量更佳
TDMA的信道结构最多只能支持 4Kb的语音编码器，它不能支持8Kb 以上的语音编码器。而CDMA的结构 可以支持13kb的语音编码器。因此 可以提供更好的通话质量。
GSM 1800
随着业务的发展，向1.8GHz频段 的GSM1800过渡，即1800MHz频段： 1710～1785（上行） 1805～1880（下行）
TDMA/FDD
GSM900的每个载频上按时间分 为8个时间段， 一个载频上连续的8个时隙 组成一个TDMA帧，即一个载频 上可提供8个物理信道。

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无线局域网的拓扑结构
无线局域网的拓扑结构可分为三类： 无中心拓扑 有中心拓扑 多点桥接
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无中心拓扑 网中任意两个站点均可直接通信。采用这种
拓扑结构的网络一般使用公用广播信道，每个站 点都可竞争公用信道。
无线网
无线客户
无中心拓扑优点是网络抗毁性好、建网容 易且费用较低。但当网中用户数(站点数)过多 时，信道竞争成为限制网络性能的要害。并且 为了满足任意两个站点可直接通信，因而站点 布局受环境限制较大、覆盖区域较小。因此这 种拓扑结构适用于用户数相对较少的工作群。
弱点是抗毁性差，中心站点的故障容易导致整个 网络瘫痪，且中心站点的引入增加了网络成本。
在实际应用中，无线局域网往往与有线主干网络 结合起来使用，这时，中心站点充当无线局域网 与有线主干网的转接器。
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多点桥接
无线网桥将一个建筑物中的局域网与另一个 建筑物中的局域网连接起来，即使这两个建筑物 之间相距很远。条件是两个建筑物之间要有良好 的通信视距。
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分集接收：
由于无线局域网终端处于移动状态，信号强弱 变化很大，而无线传输信道的复杂性导致信号 衰落变化也很剧烈，因此可以将相关性较小的 两个或两个以上的信号进行选择或合并，减轻 由衰落所造成的影响，即采用分集接收技术。 分集接收利用接收信号在空间、频率、极化等 方面的差异实现。
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无线局域网的网络标准
无线适配器与有线网络适配器的基本 结构和功能是相同的，也具有标准的接口。 无线局域网适配器作为网络操作系统和天 线的接口，建立了到网络的透明连接。
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无线接入点AP
一个接入点设备AP支持一组无线用户设备， 在无线局域网和有线网络之间接收、缓冲和发送 数据，接入点可以位于有线网的任意节点内。

.பைடு நூலகம்
1.1 现代通信网的构成要素
1.1.2 通信系统的基本组成
如图1.1 所示，点与点之间建立的通信系统的 基本组成包括：信源、变换器、信道、噪声源、 反变换器及信宿6个部分。
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1.通信系统的基本组成：
终端设备： 终端设备的主要功能是把待传送的信息和在信道上传 送的信号进行相互转换
传输链路： 传输链路是连接源点和终点的媒介和通路
信源 信源 信道 编码 编码
调制 器
信道
解调 器
信道 信源 信宿 译码 译码
发端定时同 步
噪声
收端定时同 步
图1-3 数字通信系统模型
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(3) 数字通信系统的优缺点
数字通信系统的优点 抗干扰能力强 容易实现高质量的远距离通信 便于实现综合业务数字网 便于加密 适于集成化、智能化
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(3) 数字通信系统的优缺点
现代通信技术
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教材与参考书
教材：
纪越峰 等，现代通信技术（第2版），北京邮电 大学出版社，2006年
参考书：
李文海，现代通信技术（上、下），人民邮电出版社， 2007年4月 郭梯云 等，移动通信（修订版），西安电子科技大学出版 社，2005年
樊昌信 通信原理(第5版) 国防工业出版社，2003年
.tw/~cnyang/download.htm
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目录
第一篇 现代通信网与支撑技术概述
第1章 现代通信网与支撑技术概述
第二篇 信息应用技术
第2章 通信业务 第3章 通信终端
第三篇 业务网技术
第4章 业务网技术基础 第5章 电话网技术 第6章 数据网技术 第7章 IP网技术
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目录

电话通信网。
电话机由手持机和座机组成。
手持机由拾音器和扬声器组成。
座机包括二/四线变换电路，拨号电路和 键盘，音频滤波和放大电路。
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② 拨号方式1——脉冲拨号：
脉冲（Pulse）拨号：用电脉冲的个数代表 0~9十个阿拉伯数字。
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幅度调制
AM sAM(t) = [Ac m(t)]cosct
DSB sDSB(t) = m(t) cosct
SSB sSSB (t) = m(t) cosct mˆ (t) sinct VSB sVSB (t) = m(t) cosct Q [m(t)]sinct
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（3）DSB信号的产生与解调：
sDSB(t) = m(t) cosct
m(t)
cosct
sDSB (t )
低通滤波器
cosct
1 m(t) 2
sDSB(t)
cosct
=
m(t )
cos2ct
1 2
m(t )
1 2
m(t )
cos 2c t
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A[m(t )]
[m(t )]
同相调制分量： sI (t) A[m(t)]cos [m(t)] 正交调制分量： sQ (t) A[m(t)]sin [m(t)]
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模拟通信中的调制类型：
连续波模拟调制
幅度调制

物联网通信的关键技术 物联网通信的关键技术包括无线 传感器网络技术、RFID技术、 ZigBee技术等。
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光纤通信的应用包括骨干网、城域网和接 入网的建设，以及光纤到户工程等。
物联网通信技术
物联网通信概述 物联网是指通过信息传感设备采 集物体信息并与互联网连接起来， 实现物体信息智能化识别和管理 的一种网络。
物联网通信的应用 物联网通信的应用包括智能家居、 智能交通、智能农业等领域。
物联网通信系统组成 物联网通信系统主要由感知层、 网络层和应用层组成。
数字移动通信的关键技术
数字移动通信的关键技术包括信源编 码、信道编码、调制解调、扩频通信 和多址接入等。
数字移动通信系统组成
数字移动通信系统主要由移动台、基 站、移动交换局和与公众交换电话网 相连的接口组成。
数字移动通信的应用
数字移动通信的应用非常广泛，包括 手机通话、短信、上网、定位服务等。
卫星通信
系统的分类与特性
总结词
系统的分类与特性包括线性时不变系 统、线性时变系统、非线性系统和离 散时间系统等。
详细描述
系统可以根据其特性和性质进行分类， 如线性时不变系统、线性时变系统、 非线性系统和离散时间系统等。这些 分类和特性对于理解系统的属性和处 理方法具有重要意义。
03 模拟通信原理
模拟信号的调制与解调
时域分析是通信系统中最基本的一种分析方法，通过对信号在时间域上的表现进行分析， 可以了解信号的基本特征，如幅度、频率、相位等参数。这些参数对于信号的传输和处
理具有重要影响。
信号的频域分析
总结词
频域分析是指将信号从时间域转换到频率域进行分析，通过分析信号的频谱特 征来了解信号的属性和特性。

现代通信技术概论完整版
27第3章 电话通信 283.1 电话通信过程 333.2 多路复用技术 333.2.1 频分多路复用
49第4章 数据通信 504.1 数据通信概述 504.1.1 数据、信号与信息 514.1.2 系统组成 534.1.3 数据通信网络互连
343.2.2 时分多路复用 343.2.3 码分多路复用 353.2.4 波分多路复用
1456.4 SDH 1456.4.1 SDH的产生 1476.4.2 SDH的帧格式和速率 1486.4.3 SDH的基本网络单元
1496.5 WDM 1496.5.1 光波分复用的基本概念 1516.5.2 光波分复用的特点 1516.5.3 波分复用系统基本结构 1526.6 全光网络 1526.6.1 全光网的基本概念 1536.6.2 全光网的特点 1536.7 实做项目及教学情境 153小结 154思考题与练习题
现代通信技术概论完整版
第7章 微波通信和卫星通信 1577.1 微波通信 1577.1.1 微波通信的概念和特点 1597.1.2 数字微波通信系统 1617.1.3 微波站设备 1667.1.4 微波的传播特性与补偿技术 1727.1.5 数字微波通信技术的发展及应用 1737.2 卫星通信 1737.2.1 卫星通信的概念和特点 1747.2.2 卫星通信系统 1777.2.3 通信卫星 1807.2.4 地球站 1837.2.5 卫星通信的多址方式 1857.2.6 卫星通信的主要应用 1907.3 实做项目及教学情境 1907.3.1 数字卫星电视接收 1917.3.2 GPS导航定位 191小结 192思考题与练习题 193第8章 接入网 1948.1 接入网概述 1948.1.1 接入网的概念和特点 1978.1.2 接入网技术综述 2018.2 xDSL技术 2028.2.1 xDSL技术概述 2048.2.2 HDSL技术 2048.2.3 ADSL技术 2058.2.4 VDSL技术 2078.3 光接入网 2078.3.1 光接入网概述 2088.3.2 参考配置和应用类型 2108.3.3 PON技术 2148.4 HFC技术 2148.4.1 HFC网络结构 2168.4.2 双向通信

一、 邻道干扰 二、 远近效应 三、 同频干扰 四、 互调干扰
一、 邻道干扰 邻道干扰是指相邻或相近的频道信号所造成的干扰。 二、 远近效应 当两个移动台距基站的距离不同，而以相同的频率和相同的功率发送信号时，则基站接收来自远端移动台的有用信号将淹没在近端移动台所发送的信号之中，这种由于接收点位置不同，使得发信机与基站之间的路径损耗不同，而引起的接收功率下降被称之为远近效应。
下图给出了一典型的蜂窝移动通信系统。
二、 组网原则 1.蜂窝组网思路 随着移动通信用户数量的不断增加，业务范围的不断扩大，频率资源和可用频道数之间的矛盾日益突出。采用蜂窝组网方式的目的在于解决常规移动通信系统频谱匮乏、容量小、服务质量差和频谱利用率低等问题。
二、 频道间隔 相邻频道间隔为200kHz，每个频道采用时分多址接入方式共分为8个时隙，即8个频道(全速率)，那么每个信道占用带宽为(200kHz/8)=25kHz。如果将来GSM采用半速率话音编码，那么每个频道将能容纳16个半速率频道，从而可达到提高频率利用率的目标。
三、 双工收发间隔 双工收发间隔为45MHz。 四、 频道配置 在900MHz频段的数字蜂窝移动通信系统中，采用了等间隔频道配置方式。
5.1.3 移动通信工作频段 在陆地移动通信系统中，主要采用 甚高频(VHF)频段(30～300MHz)和特 高频(UHF)频段(300～3000MHz)作为 其无线通信频率。
5.2 数字移动通信原理 5.2.1 数字移动通信中所采用的主要技术 5.2.2 抗干扰技术
四、 软切换 软切换是指当一个移动台需要与新基站进行通信时，并不先中断与原有基站的联系，因而软切换只能在相同频率的CDMA信道间进行，这样位于两个基站覆盖区交界处的移动台可以在不间断通信的条件下实现业务信道的切换，从而大大减少由于切换所带来的掉话，保证了通信的可靠性。