第一章-概述59875課件

本課程主要參考書《移動通信》（第4版）李建東、郭梯云、鄔國揚西安電子科技大學出版社2023/7/231計算機與通信學院—Keith本課程主要參考書《移動通信原理與系統(tǒng)》啜鋼等編著北京郵電大學出版社2023/7/232計算機與通信學院—Keith第一章概述2023/7/233計算機與通信學院—Keith本章學習的主要內(nèi)容§1.1移動通信的基本概念§1.2移動通信的特點和工作方式§1.3蜂窩移動通信系統(tǒng)的組成§1.4移動通信的工作頻段§1.5移動通信的主要技術§1.6移動通信發(fā)展歷程和發(fā)展方向2023/7/234計算機與通信學院—Keith1.1移動通信的基本概念指通信雙方或至少有一方處于運動中進行信息傳輸和交換的通信方式。例如：移動臺（汽車、火車、飛機、船艦等移動體上）與固定臺之間的通信，移動臺與移動臺之間的通信，人與活動中的人或人與移動臺之間的通信。2023/7/235計算機與通信學院—Keith利用無線通信技術，完成移動終端與移動終端之間或移動終端與固定終端之間的信息傳輸。動中通：支持至少有一方可處于移動狀態(tài)的“無線”通信。移動性：終端的移動性個人的移動性業(yè)務的移動性2023/7/236計算機與通信學院—Keith移動通信示意圖

固網(wǎng)設備交換網(wǎng)絡無線基站移動終端2023/7/237計算機與通信學院—Keith移動通信系統(tǒng)包括無繩電話系統(tǒng)、無線尋呼系統(tǒng)、陸地蜂窩移動通信系統(tǒng)、衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)等。移動體之間通信聯(lián)系的傳輸手段只能依靠無線電通信，因此，無線通信是移動通信的基礎，而無線通信技術的發(fā)展將推動移動通信的發(fā)展。2023/7/238計算機與通信學院—Keith1、移動通信的特點利用無線電波進行信息傳輸在強干擾環(huán)境下工作通信容量有限通信系統(tǒng)復雜對移動臺的要求高1.2移動通信的特點和工作方式2023/7/239計算機與通信學院—Keith1.2移動通信的特點和工作方式2、移動通信的工作方式—單工通信指通信雙方電臺交替地進行收信和發(fā)信，根據(jù)收、發(fā)頻率的異同，又可分為同頻單工和異頻單工。2023/7/2310計算機與通信學院—Keith單工通信

通信雙方電臺交替地進行收信和發(fā)信。單工方式

同頻單工雙頻單工Play2023/7/2311計算機與通信學院—Keith1.2移動通信的特點和工作方式3、移動通信的工作方式—半單工通信指通信的雙方有一方在通信的過程中既能發(fā)射信號也能接收信號，而另一方只能是單工工作。2023/7/2312計算機與通信學院—Keith半雙工通信通信雙方中，一方使用雙工方式，即收發(fā)信機同時工作；另一方使用雙頻單工方式，即收發(fā)信機交替工作。Play2023/7/2313計算機與通信學院—Keith1.2移動通信的特點和工作方式4、移動通信的工作方式—雙工通信指通信雙方，收發(fā)信機均同時工作，即任一方在發(fā)話的同時也能收聽到對方講話，不需采用PTT(“按-講”)的方式。2023/7/2314計算機與通信學院—Keith雙工通信通信雙方均同時進行收發(fā)工作。即任一方講話時，可以聽到對方的話音。play2023/7/2315計算機與通信學院—Keith5、移動中繼目的

增加通信距離基本方式單工中繼雙工中繼1.2移動通信的特點和工作方式2023/7/2316計算機與通信學院—Keith1.3蜂窩移動通信系統(tǒng)的組成名詞無線小區(qū)固話網(wǎng)2023/7/2317計算機與通信學院—Keith1.3蜂窩移動通信系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成移動臺（MS）、基站（BS）、移動業(yè)務交換中心（MSC）以及市話網(wǎng)（PSTN）相連的中繼線移動通信無線服務區(qū)由許多正六邊形小區(qū)覆蓋而成，呈蜂窩狀，通過接口與公眾通信網(wǎng)（PSTN、ISDN、PDN）互聯(lián)。2023/7/2318計算機與通信學院—Keith1.4移動通信的工作頻段2023/7/2319計算機與通信學院—Keith1.4移動通信的工作頻段目前，大容量移動通信系統(tǒng)主要使用800MHz頻段（CDMA）、900MHz頻段（AMPS、TACS、GSM）、1800MHz頻段（GSM1800/DCS1800）、1900MHz頻段。第三代移動通信使用2.4GHz頻段。2023/7/2320計算機與通信學院—Keith1.5移動通信的主要技術頻率復用技術

1抗干擾和抗衰落技術

2數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術

3信源編碼技術

4多址接入技術

52023/7/2321計算機與通信學院—Keith1.5移動通信的主要技術功率控制技術

6間斷傳輸技術

7網(wǎng)絡組織與控制技術

8智能天線技術

9軟件無線電技術

102023/7/2322計算機與通信學院—Keith1.6移動通信的發(fā)展歷程和發(fā)展方向第一階段：二十世紀20年代至40年代主要使用短波頻段主要使用對象是船舶、航空、警車等專用無線電通信及軍事通信代表：美國底特律市警察使用的車載無線電系統(tǒng)2023/7/2323計算機與通信學院—Keith第二階段：40年代中期至60年代初期移動通信業(yè)務向民用方向發(fā)展，形成了公用汽車電話網(wǎng)主要使用甚高頻和特高頻頻段通信方式為單工網(wǎng)絡體制采用大區(qū)制可用的信道數(shù)很少，網(wǎng)絡容量較小

2023/7/2324計算機與通信學院—Keith第三階段：60年代中期至70年代中期是移動通信系統(tǒng)改進與完善的階段采用大區(qū)制、中小容量的結構方式信道數(shù)目大大增加工作頻率為150MHz和450MHz能夠自動接續(xù)到公用電話網(wǎng)代表：美國推出的改進型移動電話系統(tǒng)（IMTS）

2023/7/2325計算機與通信學院—Keith第四階段：70年代中期至80年代中期是移動通信蓬勃發(fā)展的時期形成了幾種典型的模擬蜂窩移動電話系統(tǒng)代表：北美的AMPS，日本的大容量移動電話系統(tǒng)HCMTS，北歐的移動電話系統(tǒng)NMT450和NMT900，英國的全接入通信系統(tǒng)TACS，前西德的C450系統(tǒng)以及法國的RadioComm2000系統(tǒng)2023/7/2326計算機與通信學院—Keith第五階段：20世紀80年代中期至20世紀末是數(shù)字移動通信系統(tǒng)發(fā)展和成熟時期80年代中期，歐、美、日等國都著手開發(fā)數(shù)字蜂窩系統(tǒng)能提供話音、數(shù)字多種業(yè)務服務，并與綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)（ISDN）相兼容代表：歐洲的GSM、美國的CDMA

2023/7/2327計算機與通信學院—Keith第六階段：21世紀移動通信向?qū)拵Ф嗝襟w方向發(fā)展：3G、4G的發(fā)展業(yè)務集成，能夠同時捆綁多個業(yè)務可開發(fā)多方會議以及基于定位的業(yè)務等

代表：歐洲的WCDMA、美國的CDMA2000、中國的TD-SCDMA等

2023/7/2328計算機與通信學院—KeithA/D接入方式典型代表第一代（1G）模擬蜂窩系統(tǒng)

FDMA美國AMPS系統(tǒng)，歐洲TACS系統(tǒng)第二代（2G）數(shù)字蜂窩系統(tǒng)

TDMAGSM系統(tǒng)

CDMAN-CDMA系統(tǒng)目標典型代表過渡代（2.5G）高速傳輸GPRS,CDMA20001X系統(tǒng)第三代（3G）全球漫游，高質(zhì)量多媒體業(yè)務，系統(tǒng)容量、管理能力、保密性和服務質(zhì)量均有很大改善歐洲WCDMA系統(tǒng)，北美CDMA2000系統(tǒng)，中國TD-SCDMA系統(tǒng)第四代（4G）高速率，各種數(shù)據(jù)話音業(yè)務，全IP，多協(xié)議，新技術目前還沒有一個4G網(wǎng)絡的標準結構蜂窩移動通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程2023/7/2329計算機與通信學院—Keith蜂窩移動通信發(fā)展歷程FDMA話音TDMA話音和低速數(shù)據(jù)CDMA寬帶多媒體2023/7/2330計算機與通信學院—Keith蜂窩移動通信發(fā)展歷程2023/7/2331計算機與通信學院—Keith1974年前軍隊、公安、郵電、交通等部門專用（74系列設備，頻道間隔100KHz）1974年后出租車調(diào)度系統(tǒng)（80系列設備，頻道間隔50KHz）1980年原郵電部第一研究所研制成功150MHz

大區(qū)制系統(tǒng)，在上海試用1984年上海開通第一家無線尋呼臺1987年廣州開通TACS系統(tǒng)（Ericsson設備）1992年深圳開通CT-2，隨后廣州、番禺、悟洲、紹興、大連等地開通1993年浙江嘉興引進Alcatel設備開通GSM實驗網(wǎng)1994年中國聯(lián)合通信公司成立，電信、聯(lián)通大規(guī)模建設

GSM系統(tǒng)中國移動通信系統(tǒng)的發(fā)展狀況2023/7/2332計算機與通信學院—Keith2019年前TACS系統(tǒng)A、B網(wǎng)互聯(lián)

A網(wǎng)：Motorola設備，共21個省市

B網(wǎng)：Ericsson設備，共11個省市2019年

中國電信長城公司（郵電與軍隊合辦）在北京、上海、廣州、西安分別采用Motorola、三星、朗訊、北方電訊設備開通CDMA實驗系統(tǒng)（IS-95A）2019年

全國各地陸續(xù)開通無線接入系統(tǒng)（PHS、PAS）（小靈通）2019年

模擬移動系統(tǒng)退出市場（6月30日前，最遲2019

年年底）2019年

聯(lián)通公司在窄帶CDMA實驗網(wǎng)基礎上，大規(guī)模建設全國CDMA網(wǎng)2019年

中國移動開通GPRS業(yè)務（5月17日）2009年中國3G牌照發(fā)放，標志中國3G網(wǎng)絡正式商用2023/7/2333計算機與通信學院—Keith中國三大移動通信運營商中國移動通信集團公司（G網(wǎng)、TD-CDMA）中國電信集團（C網(wǎng)、CDMA2000、小靈通）中國聯(lián)合網(wǎng)絡通信集團有限公司（G網(wǎng)、WCDMA）2023/7/2334計算機與通信學院—Keith2023/7/2335計算機與通信學院—Keith手機發(fā)展概況模擬式手機模擬式手機泛指第一代移動通信的終端設備。第一代移動通信俗稱“本地通”，多采用TACS制，頻分多址（FDMA）方式。2023/7/2336計算機與通信學院—Keith數(shù)字式手機數(shù)字式手機泛指第二代和第三代移動通信的終端設備。第二代數(shù)字式手機，俗稱“全球通”，我國現(xiàn)有GSM、CDMA兩種制式。我國首先采用的是GSM制式，它屬時分多址（TDMA）方式。2023/7/2337計算機與通信學院—Keith第三代手機實用的第三代手機已經(jīng)問世，主要采用CDMA技術。顯然，它必須與第三代移動通信相適應，第三代手機應具備以下幾個特點：不僅能傳送語音，還能傳送圖像和視頻信號有微攝像頭，可實現(xiàn)實時的可視電話2023/7/2338計算機與通信學院—Keith三代移動通信的主要特點2023/7/2339計算機與通信學院—Keith真正實現(xiàn)個人通信（PCN）：任何人在任何時間、任何地點與任何其他人進行任意形式的通信—5W

任何人(Whoever)

任何時候(Whenever)

任何地方(Wherever)

與任何人(Whomever)

任何形式

(Whatever)移動通信的發(fā)展方向2023/7/2340計算機與通信學院—Keith課程學習思考題1、對于給定的有限的頻率資源，多用戶如何共享？采用什么多址技術，使得有限的資源能傳輸更大容量的信息？2023/7/2341計算機與通信學院—Keith課程學習思考題2、由于傳播損耗的存在，基站和移動臺之間的通信距離總是有限的。為使用戶在某服務區(qū)內(nèi)的任一點都能接入網(wǎng)絡，需在該服務區(qū)內(nèi)設多少基站？另外，對給定的頻率資源，如何在這些基站之間進行分配以滿足用戶容量的要求？2023/7/2342計算機與通信學院—Keith課程學習思考題3、如何將服務區(qū)內(nèi)的各個基站互連起來，并且要與固定網(wǎng)絡互連，實現(xiàn)移動用戶與固定用戶、移動用戶與移動用戶的互連互通？移動通信系統(tǒng)采用什么樣的網(wǎng)絡結構？2023/7/2343計算機與通信學院—Keith課程學習思考題4.移動用戶從一個小區(qū)移到另一個小區(qū)，如何保證用戶通信過程的連續(xù)性，即如何實現(xiàn)有效的越區(qū)切換？用戶在移動網(wǎng)絡中任意移動，網(wǎng)絡如何管理用戶，使網(wǎng)絡在任何時刻都知道，該用戶當前在哪個地區(qū)的哪個基站覆蓋范圍內(nèi)，即如何解決移動性管理的問題？2023/7/2344計算機與通信學院—Keith課程學習思考題5.如何在用戶和移動網(wǎng)絡之間，移動網(wǎng)絡和固定網(wǎng)絡之間交換控制信息，從而對呼叫過程、移動性管理過程和網(wǎng)絡互連過程進行控制，以保證網(wǎng)絡有序的運行,即在移動通信網(wǎng)中應采用什么樣的信令系