第1章 移動(dòng)通信 概述

《移動(dòng)通信技術(shù)》電子教案第一章概述

1.1移動(dòng)通信的主要特點(diǎn)

移動(dòng)通信屬于無(wú)線通信，通信終端設(shè)備是移動(dòng)的，至少打電話或接電話的一方是在移動(dòng)中的，傳輸信號(hào)以電磁波的形式在空中傳輸，傳輸線路也不再固定。因?yàn)閭鬏斁€路的開(kāi)放性，移動(dòng)通信的通話質(zhì)量不如有線通信好，但移動(dòng)通信帶給人們生產(chǎn)和生活上的方便足以彌補(bǔ)其缺陷，加之隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，其通信質(zhì)量也日益提高，手機(jī)已成為人們生活的一部分。和其通信方式相比，移動(dòng)通信具有自身的特點(diǎn)，下面逐一進(jìn)行介紹。

1.1移動(dòng)通信的主要特點(diǎn)

1．信號(hào)的傳輸環(huán)境惡劣（1）多徑效應(yīng)由于傳輸信號(hào)是以電磁波的形式在空中傳輸，其傳播特性與外界環(huán)境有很大關(guān)系。圖1-1多徑效應(yīng)在同一個(gè)接收地點(diǎn)，所收到的信號(hào)是由主徑信號(hào)直射波和從建筑物或山丘反射、繞射過(guò)來(lái)的各種路徑信號(hào)疊加而成的，如圖1-1所示。各路徑信號(hào)到達(dá)接收點(diǎn)時(shí)強(qiáng)度和相位都不一樣，之間存在自干擾，導(dǎo)致疊加后的信號(hào)電平起伏變化，嚴(yán)重時(shí)信號(hào)電平起伏約30dB，這就是所謂的多徑效應(yīng)或多徑干擾。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，采用分集接收技術(shù)抗多徑干擾。

1.1移動(dòng)通信的主要特點(diǎn)

圖1-1多徑效應(yīng)

1.1移動(dòng)通信的主要特點(diǎn)

（2）陰影效應(yīng)類似于陽(yáng)光受到建筑物的阻擋產(chǎn)生陰影一樣，電磁波在傳輸過(guò)程中，受到建筑物的阻擋，信號(hào)只有少部分傳送到接收地點(diǎn)，使接收信號(hào)的電平起伏變化，即產(chǎn)生陰影效應(yīng)。2．通信用戶的移動(dòng)性（1）多卜勒效應(yīng)由于移動(dòng)通信常常在快速移動(dòng)中進(jìn)行，當(dāng)移動(dòng)速度達(dá)到70km/h以上時(shí)，接收信號(hào)的頻率隨著速度和信號(hào)入射角而變化，使接收信號(hào)的電平起伏變化，即出現(xiàn)多卜勒效應(yīng)。

1.1移動(dòng)通信的主要特點(diǎn)

（2）遠(yuǎn)近效應(yīng)由于通信用戶和接收設(shè)備的距離是隨機(jī)變化的，當(dāng)距離近時(shí)接收信號(hào)強(qiáng)，當(dāng)距離遠(yuǎn)時(shí)接收信號(hào)弱，距離的變化會(huì)使接收信號(hào)的電平起伏；另外，由于通信系統(tǒng)是在強(qiáng)干擾下工作的，如果距離近處的信號(hào)是干擾信號(hào)，則在接收端會(huì)發(fā)生強(qiáng)干擾信號(hào)壓制遠(yuǎn)處弱有用信號(hào)的現(xiàn)象。（3）移動(dòng)性管理技術(shù)通信用戶經(jīng)常漫游移動(dòng)，為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)可靠的通信，移動(dòng)通信要求采用移動(dòng)性管理技術(shù)，如位置登記、越區(qū)切換等。

1.1移動(dòng)通信的主要特點(diǎn)

（4）對(duì)移動(dòng)通信終端設(shè)備要求高要求手機(jī)攜帶方便、省電，目前手機(jī)制造在突出功能多樣的同時(shí)，更注重外觀的藝術(shù)設(shè)計(jì)，超薄超輕是制造商追求的目標(biāo)之一。3．

組網(wǎng)方式靈活多樣。

1.2移動(dòng)通信系統(tǒng)組成

一個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)主要的組成部分是：移動(dòng)臺(tái)（MS）、基地站（BS）、移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（MSC）和與固網(wǎng)相連的接口設(shè)備。圖1-2所示為一個(gè)基本的移動(dòng)通信系統(tǒng)組成框圖。1．移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)臺(tái)（MobileStation，MS）是公用移動(dòng)通信網(wǎng)中移動(dòng)用戶使用的設(shè)備，也是用戶能夠直接接觸的整個(gè)系統(tǒng)中的唯一設(shè)備，它可以為車載型、便攜型和手持型。

1.2移動(dòng)通信系統(tǒng)組成

圖1-2移動(dòng)通信系統(tǒng)組成框圖

1.2移動(dòng)通信系統(tǒng)組成

2．基站基站（BaseStation，BS）通過(guò)無(wú)線接口直接與移動(dòng)臺(tái)相連，在移動(dòng)臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)之間提供一個(gè)雙向的無(wú)線鏈路（信道），負(fù)責(zé)無(wú)線信號(hào)的收發(fā)與無(wú)線資源管理，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)用戶間或移動(dòng)用戶與固網(wǎng)用戶間的通信連接。3．移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（MobileServiceSwitchingCentre，MSC）是整個(gè)系統(tǒng)的核心，提供交換功能及面向系統(tǒng)其他功能實(shí)體和固定網(wǎng)的接口功能，它對(duì)移動(dòng)用戶與移動(dòng)用戶之間通信、移動(dòng)用戶與固定網(wǎng)絡(luò)用戶之間通信起著交換、連接與集中控制管理的作用。

1.3移動(dòng)通信系統(tǒng)的分類

1．按工作方式分按通信狀態(tài)和頻率使用方法劃分，移動(dòng)通信系統(tǒng)有單工制、半雙工制和雙工制3種工作方式。（1）單工方式。圖1-3所示為一個(gè)單工方式。

1.3移動(dòng)通信系統(tǒng)的分類

圖1-3單工方式

1.3移動(dòng)通信系統(tǒng)的分類

（2）半雙工方式圖1-5半雙工方式

1.3移動(dòng)通信系統(tǒng)的分類

2．雙工方式

圖1-5雙工方式

1.3移動(dòng)通信系統(tǒng)的分類

3．按信號(hào)性質(zhì)及多址方式分（1）模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，是在20世紀(jì)70末80年代初開(kāi)始商用的，稱為第一代（1G）移動(dòng)通信系統(tǒng)，其主要技術(shù)是模擬調(diào)頻和頻分多址技術(shù)（FDMA），以單一的模擬語(yǔ)音業(yè)務(wù)為主，其中以北美的AMPS和歐洲的TACS等幾種典型的模擬蜂窩移動(dòng)電話系統(tǒng)為代表。

1.3移動(dòng)通信系統(tǒng)的分類

（2）數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)目前使用的數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)以采用時(shí)分多址技術(shù)（TDMA）的歐洲的GSM系統(tǒng)和采用碼分多址技術(shù)（CDMA）的北美的CDMA系統(tǒng)為代表，兩者均采用頻分雙工方式。

1.3移動(dòng)通信系統(tǒng)的分類

雖然第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)和第一代模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)相比也可以提供低速的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，但仍以語(yǔ)音業(yè)務(wù)為主，為了滿足人們對(duì)高速數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)的需求，數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)已發(fā)展到第三代（3G），其代表是CDMA2000、WCDMA及我國(guó)提出的TD-SCDMA。第三代數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)采用了先進(jìn)的無(wú)線傳送技術(shù)，如快速功率控制、智能天線等，可以提供高速數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的全球無(wú)縫覆蓋，并可與第二代系統(tǒng)共存和互通。4．移動(dòng)通信系統(tǒng)其他分類方式

1.4移動(dòng)通信的發(fā)展

1．初期階段從20世紀(jì)20年代起至70年代，移動(dòng)通信的發(fā)展完成了從專用軍事通信向民用（商業(yè)化）方向發(fā)展的過(guò)程。

2．第一代（1G）移動(dòng)通信80年代中期，逐漸形成了以北歐的NMT、北美的AMPS、英國(guó)的TACS等幾種典型的模擬蜂窩移動(dòng)電話系統(tǒng)，統(tǒng)稱為第一代（1G）移動(dòng)通信系統(tǒng)。

1.4移動(dòng)通信的發(fā)展

3．第二代（2G）移動(dòng)通信系統(tǒng)

20世紀(jì)80年代中期至20世紀(jì)末，是第二代（2G）移動(dòng)通信系統(tǒng)—數(shù)字式蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展和成熟階段，推出了以歐洲的時(shí)分多址GSM系統(tǒng)和北美的碼分多址IS-95系統(tǒng)為代表的數(shù)字式蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。4．第三代（3G）移動(dòng)通信系統(tǒng)

到了21世紀(jì)，第三代（3G）移動(dòng)通信系統(tǒng)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，其中最具有代表性的是基于GSM技術(shù)的歐洲與日本提出的WCDMA、北美提出的基于IS-95CDMA技術(shù)的CDMA2000和我國(guó)提出的TD-SCDMA。

1.5我國(guó)民用移動(dòng)通信的頻段分配方案

我國(guó)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)所使用的頻段如下：GSM900MHz：上行頻率（移動(dòng)臺(tái)到基站）890～915MHz；下