《現(xiàn)代移動(dòng)通信》課件第1章

1.1移動(dòng)通信的發(fā)展歷程1.2移動(dòng)通信基本概念1.3常用移動(dòng)通信系統(tǒng)第1章緒論

1.1移動(dòng)通信的發(fā)展歷程

我國(guó)手機(jī)用戶也將超過13億。圖1-1為我國(guó)移動(dòng)電話用戶數(shù)的歷年統(tǒng)計(jì)。圖1-1我國(guó)歷年移動(dòng)用戶數(shù)統(tǒng)計(jì)圖1-23G標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)路線

1.2移動(dòng)通信基本概念

1.2.1移動(dòng)通信的定義及特點(diǎn)

(1)移動(dòng)通信利用無線電波進(jìn)行信息傳輸。

(2)移動(dòng)通信是在復(fù)雜的干擾環(huán)境中運(yùn)行的。

(3)隨著移動(dòng)通信業(yè)務(wù)量的需求與日俱增，移動(dòng)通信可以利用的頻譜資源非常有限。

(4)對(duì)移動(dòng)臺(tái)的要求高。

(5)通信容量有限。

(6)通信系統(tǒng)復(fù)雜。1.2.2移動(dòng)通信的分類

(1)按使用對(duì)象可分為民用網(wǎng)和軍用網(wǎng)。

(2)按使用環(huán)境可分為陸地通信、海上通信和空中通信。

(3)按多址方式可分為頻分多址(FDMA)、時(shí)分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)等。

(4)按覆蓋范圍可分為廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)。

(5)按業(yè)務(wù)類型可分為電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)和綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)(多媒體網(wǎng))。

(6)按工作方式可分為同頻單工、異頻單工、雙工和半雙工。

(7)按服務(wù)范圍可分為專用網(wǎng)和公用網(wǎng)。

(8)按信號(hào)形式可分為模擬網(wǎng)和數(shù)字網(wǎng)。1.2.3無線頻譜

1.頻譜資源的管理

頻譜是一種寶貴的通信資源，無論是國(guó)際上還是各個(gè)國(guó)家都有相應(yīng)的機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)分配和控制頻譜的使用。

2.頻譜的分配方式

各國(guó)對(duì)頻譜資源的分配策略不盡相同，概括起來有以下幾種方式。

1)指配方式

2)拍賣方式

3)評(píng)選方式

4)開放方式

5)重疊方式

3.移動(dòng)通信系統(tǒng)所使用的頻段

我國(guó)主要移動(dòng)通信系統(tǒng)頻譜分配如表1-3所示。1.2.4移動(dòng)通信的工作方式

1.單工通信

單工通信是指通信雙方電臺(tái)交替地進(jìn)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。單工通信常用于點(diǎn)到點(diǎn)通信，如圖1-3所示。圖1-3單工通信

2.雙工通信

頻分雙工(FDD)是一種上行鏈路(移動(dòng)臺(tái)到基站)和下行鏈路(基站到移動(dòng)臺(tái))采用不同的頻率(有一定頻率間隔要求)工作的方式。FDD模式工作在對(duì)稱的頻帶上，如圖1-4所示。圖1-4頻分雙工通信

3.半雙工通信

半雙工通信是介于單工通信和全雙工通信之間的一種通信方式，如圖1-5所示。圖1-5半雙工通信

1.3常用移動(dòng)通信系統(tǒng)

隨著移動(dòng)通信應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，移動(dòng)通信系統(tǒng)的類型也越來越多。典型的移動(dòng)通信系統(tǒng)包括：無繩電話系統(tǒng)、集群移動(dòng)通信系統(tǒng)、無線電尋呼系統(tǒng)、衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)、蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。其中以蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛。1.3.1無繩電話系統(tǒng)

無繩電話系統(tǒng)是指用無線信道代替普通電話線，使其在限定的業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)自由移動(dòng)的電話系統(tǒng)。

1.第一代無繩電話系統(tǒng)

第一代無繩電話系統(tǒng)(CT-1)為模擬無繩電話系統(tǒng)，亦稱子母機(jī)系統(tǒng)。每個(gè)座機(jī)只允許連接一個(gè)手持機(jī)，覆蓋范圍僅限于家庭或辦公室的幾個(gè)房間，如圖1-6所示。圖1-6第一代無繩電話系統(tǒng)示意圖

2.第二代數(shù)字無繩電話系統(tǒng)

由于第一代模擬無繩電話系統(tǒng)CT-1技術(shù)的局限性，1989年，英國(guó)電信研究室制定了第二代數(shù)字無繩電話系統(tǒng)(CT-2)的空中接口標(biāo)準(zhǔn)。CT-2有三種應(yīng)用場(chǎng)合：第一種是用于家庭或辦公室；第二種是與用戶交換機(jī)(PrivateBranchExchange，PBX)結(jié)合使用；第三種是把原來限于室內(nèi)使用的無繩電話延伸到室外，在公共場(chǎng)所，如火車站、購(gòu)物商場(chǎng)、繁華街道等人口密集區(qū)安裝基站，只要無繩電話機(jī)是某個(gè)基站提供商的用戶，就可在該基站服務(wù)區(qū)內(nèi)任意打電話，這種應(yīng)用方式稱為Telepoint。

3.第三代數(shù)字無繩電話系統(tǒng)

20世紀(jì)90年代出現(xiàn)了更為先進(jìn)的無繩電話系統(tǒng)，典型的代表有：歐洲的數(shù)字增強(qiáng)無線通信(DigitalEnhancedCordlessTelecommunications，DECT)、日本的個(gè)人手持電話系統(tǒng)

(PersonalHandy-phoneSystem，PHS)和美國(guó)的個(gè)人接入通信系統(tǒng)(PersonalAccessCommunicationSystem，PACS)。這些系統(tǒng)具有容量大、覆蓋面寬、支持?jǐn)?shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)等特點(diǎn)。圖1-7PHS系統(tǒng)示意圖1.3.2集群移動(dòng)通信系統(tǒng)

集群系統(tǒng)是一種高級(jí)移動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)，是指揮調(diào)度最重要和最有效的通信方式之一，代表著專用移動(dòng)通信網(wǎng)的發(fā)展方向。

集群系統(tǒng)一般由終端設(shè)備、基站、調(diào)度臺(tái)和控制中心等組成，如圖1-8所示。圖1-8集中式控制方式的單區(qū)系統(tǒng)1.3.3無線電尋呼系統(tǒng)

無線電尋呼系統(tǒng)是一種單向通信系統(tǒng)。一個(gè)簡(jiǎn)單的尋呼系統(tǒng)由三部分構(gòu)成：尋呼控制中心、發(fā)射臺(tái)和尋呼接收機(jī)，如圖1-9所示。圖1-9無線尋呼系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1.3.4衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)

衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)利用衛(wèi)星中繼，可在海上、空中和地形復(fù)雜而人口稀疏的地區(qū)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信，具有獨(dú)特的優(yōu)越性，很早就引起了人們的重視。衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)按其衛(wèi)星高度可劃分為：地球同步軌道衛(wèi)星(GeostationaryEarthOrbit，GEO)系統(tǒng)、中軌道衛(wèi)星(MediumEarthOrbit，MEO)系統(tǒng)和低軌道衛(wèi)星(LowEarthOrbit，LEO)系統(tǒng)。1.3.5蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)

蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)呈蜂窩狀，即采用蜂窩結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的移動(dòng)通信系統(tǒng)。在蜂窩系統(tǒng)中，整個(gè)覆蓋區(qū)被