移动通信第一章概述

第一章概述定义移动通信：移动通信是指通信双方至少有一方在移动中（或者临时停留在某一非预定的位置上）进行信息传输和交换，这包括移动体（车辆、船舶、飞机或行人）和移动体之间的通信，移动体和固定电（固定无线电台或有线用户）之间的通信。移动通信：移动通信是指通信双方至少有一方在移动中（或者临时停留在某一非预定的位置上）进行信息传输和交换，这包括移动体（车辆、船舶、飞机或行人）和移动体之间的通信，移动体和固定电（固定无线电台或有线用户）之间的通信。移动通信：移动通信是指通信双方至少有一方在移动中（或者临时停留在某一非预定的位置上）进行信息传输和交换，这包括移动体（车辆、船舶、飞机或行人）和移动体之间的通信，移动体和固定电（固定无线电台或有线用户）之间的通信。移动通信：移动通信：定义：移动通信是指通信双方至少有一方在移动中（或者临时停留在某一非预定的位置上）进行信息传输和交换，这包括移动体（车辆、船舶、飞机或行人）和移动体之间的通信，移动体和固定点（固定无线电台或有线用户）之间的通信。通信：以传输信息为目的移动通信：至少一方处于移动状态的通信目录1.1移动通信发展概况1.2移动通信的特点及分类1.3移动通信系统的构成1.4常用移动通信系统1.5移动通信系统基本技术简介1.6语音编码及信道编码技术1.1移动通信发展概况一。移动通信发展历程开端：1897年，马克尼使用无线电实现了陆地和一艘拖船之间的信息传输，这就是移动通信的开端。无线广播：可以传语音、音乐寻呼机：可以建立起点对点的通信1.1移动通信发展概况1.1移动通信发展概况1G：模拟通信系统1G蜂窝通信系统：20世纪70年代后期，是模拟蜂窝系统，主要使用模拟FM，使用频段：450M，800M,900M。代表系统：美国的AMPS,英国的TACS1.1移动通信发展概况2G：数字通信系统，以提供话音服务为主2G蜂窝通信系统：上世纪90年代初出现的通信系统，是数字蜂窝移动通信系统，采用时分多址（TDMA）技术或窄带码分多址（CDMA）技术。数据速率：9.6kbps代表系统：GSM,CDMAIS-951.1移动通信发展概况GSM：小区制大容量公用移动电话系统，相对于模拟蜂窝移动通信网而言，其具有用户容量大，覆盖区域广，功能齐全，技术先进,通话质量好等特点。CDMAIS-95：CDMAIS-95A是N-CDMA技术标准的第一阶段，CDMAIS-95B是N-CDMA发展第二阶段。1.1移动通信发展概况2.5G：数据速率：最高达到171.2kbps代表系统：GPRS（GeneralPacketRadioService）CDMA20001XCDMA20001X（EV-DO/EV-DV）2.5G：数据速率：最高达到171.2kbps代表系统：GPRS（GeneralPacketRadioService）CDMA20001XCDMA20001X（EV-DO/EV-DV）2.5G：介于2G和3G之间，俗称二代半数据速率：最高达到171.2kbps代表系统：GPRS（GeneralPacketRadioService）CDMA20001X数据速率：最高达到171.2kbps代表系统：GPRS（GeneralPacketRadioService）CDMA20001X数据速率：最高达到171.2kbps代表系统：GPRS系统:实际业务速率可达20~40kbps。2.75G：介于2.5G和3G之间代表系统：EDGE系统:实际业务速率可达80~130kbps。CDMA20001X:实际业务速率可达60~80kbps。1.1移动通信发展概况国际电联（ITU)于1985年提出第三代移动通信系统的概念，命名为未来陆地公用移动通信系统(FLPMTS),后来还称过通用移动电话2000(UMT-2000)。1996年正式定名为国际移动通信系统(IMT-2000)。IMT-2000三重含义：2000MHz频段，于2000年左右实现商用化，达到2000Kbps(2Mbps)的码率。在2000年5月，国际电联批准了IMT2000无线接口5种技术规范，其中以3种CDMA技术为主流，即：频分双工方式：MC－CDMA（cdma2000）和DS-CDMA（WCDMA）；时分双工方式：CDMATDD（TD-SCDMA）。1.1移动通信发展概况3G：以提供移动环境下的多媒体业务和宽带数据业务为主3G蜂窝通信系统：数据速率：静止时高达2Mbps;慢速移动为384kbps；高速移动为144kbps；Internet、远程购物、信用卡鉴权；电子邮件、语音信箱、视频邮件；多媒体短消息；可视电话、会议电视；网络游戏、VOD、流媒体、音乐下载；新闻，天气预报，交通信息；紧急呼叫，安全管理；车辆定位，保安，遥测等3G系统业务介绍1.1移动通信发展概况1.1移动通信发展概况WCDMA：日本及欧洲代表：爱立信、诺基亚CDMA2000：美国代表：高通、摩托罗拉、三星、朗讯TD-SCDMA：中国代表：CATT（中国电信技术研究所）,西门子三种主流标准（美国，欧洲，日，中）：WCDMA，CDMA2000,TD-SCDMA。IMT-2000标准化组织介绍目前ITU对3G的研究工作主要由3GPP和3GPP2来承担。3GPP(3GPartnershipProject,第三代合作伙伴计划):成立于1998年12月的标准化机构。目前其成员包括欧洲的ETSI、日本的ARIB和TTC、中国的CCSA、韩国的TTA和北美的ATIS。旨在研究制定并推广基于演进的GSM核心网络的3G标准，即WCDMA，TD-SCDMA等。3GPP2(3GPartnershipProject2,第三代合作伙伴计划2）：该组织是于1999年1月成立，由美国TIA、日本的ARIB、日本的TTC、韩国的TTA四个标准化组织发起，主要是制订以ANSI-41核心网为基础，CDMA2000为无线接口的第三代技术规范。1.1移动通信发展概况3.5G:HSPA（HighSpeedPacketAccess）技术HSDPA：DownlinkHSUPA：UplinkHSPA+：HSPA增强技术3.9G：准4GLTE(LongTermEvolution,长期演进)项目1.1移动通信发展概况4G：追求运动环境下的高速通信。数据数率：运动状态下的2Mbps，静止状态下的20Mbps。1.1移动通信发展概况二.我国移动通信的发展1G：1987年，广州市第一个开通蜂窝移动电话业务，随后北京，重庆和珠江三角洲，上海,海南等地相继开通此业务。2G：1993年，浙江嘉兴地区引入第二代数字移动蜂窝网GSM系统，1994年开始建设GSM网，1995年，GSM网扩展到15个省，96年扩展到全国。1.1移动通信发展概况1998年，北京电信长城数字蜂窝网商用试验网－133网，在北京，上海，广州,西安投入试验。2002年5月，中国移动正式将GPRS系统投入商用。2002年联通“新时空”CDMA正式开通。2003年3月，联通的新时空网络平滑升级到CDMA20001X数字移动蜂窝网。2004年7月21日，中国移动成为北京2008年奥运会移动通信服务合作伙伴。2005年10月，中国移动和中国联通取消网间差别定价，使移动通信资费进一步下调。2000年5月，TD-SCDMA在国际电联大会上被正式列入3G无线传输标准之一。2007年,中国移动启动TD-SCDMA试商用网公开招标，总金额近267亿，覆盖8城市。2008年5月24日，工业和信息化部、国家发改委、财政部联合发布《关于深化电信体制改革的通告》，鼓励中国电信收购中国联通CDMA网(包括资产和用户)，中国联通与中国网通合并，中国卫通的基础电信业务并入中国电信，中国铁通并入中国移动，国内电信运营商由6家变为3家。2009年1月7日，工业和信息化部正式为中国移动、中国电信和中国联通发放三张3G牌照，此举标志我国正式进入3G时代。1.2移动通信的特点及分类一．移动通信的特点1.2移动通信的特点及分类1．利用无线电波传输，传播环境恶劣a电波在传输过程中产生衰减。b会发生阴影效应c存在多径传播d多普勒效应产生调制噪声1.2移动通信的特点及分类a电波在传输过程中产生衰减。b会发生阴影效应c存在多径传播d多普勒效应产生调制噪声1.2移动通信的特点及分类2.处于复杂的噪声、干扰环境中噪声：干扰：邻道干扰、互调干扰、同频干扰3.需在有限的频谱资源之上提高通信容量解决频谱资源和通信容量的矛盾：1）开辟和启用新的频段2）研究新技术、新措施1.2移动通信的特点及分类4.移动通信系统复杂，要考虑很多问题位置登记、越区切换、漫游访问等不同网络之间的网络管理和控制5.对移动通信设备（主要是移动台）要求高手机：体积小、重量轻、省电、操作简单和携带方便等。车载台和机载台：防震、防冲击、防温度和湿度变化等。1.2移动通信的特点及分类二．移动通信系统的分类1.按使用对象可分为民用设备和军用设备2.按使用环境可分为陆地通信、海上通信和空中通信3.按多址方式可分为频分多址（FDMA）,时分多址（TDMA）和码分多址等4.按覆盖范围可分为宽域网和局域网5.按业务类型可分为电话网、数据网和综合业务网1.2移动通信的特点及分类单工：就是通信双方电台交替地进行收信、发信，例如同一载频的对讲机。双工：通信双方电台都可以同时收发，例如电话。半双工：通信双方一方单工，一方双工，例如调度车载台。同频：收发使用一个频率。6.按工作方式可分为同频单工、异频单工、异频双工和半双工1.2移动通信的特点及分类用频域技术和时域技术都可以做到双工：频分双工（FDD）：为每一个用户提供两个确定的频率波段,一个波段（前向波段）提供从基站到移动台的传输，另一个波段（后向波段）提供从移动台到基站的传输。需要双工器设备。时分双工（TDD）：用时间而不是频率来提供前向链路和反向链路,如果前向链路和反向链路之间的时间间隔很小，那么对于语音,数据的发送和接收，用户看起来是同时的。不需要双工器设备。1.2移动通信的特点及分类7.按服务范围可分为专用网和公共网8.按信号形式可分为模拟网和数字网数字通信系统的主要优点：1）频谱利用率高，有利于提高系统容量2）能提供多种业务，提高通信系统的通用性3）抗噪声、抗干扰和抗多径衰落的能力强4）能实现更有效、灵活的网络管理和控制5）便于实现通信的安全保密；6)可降低设备成本和减小用户手机的体积、重量。1.3移动通信系统的构成一．组成1.3移动通信系统的构成1.3移动通信系统的构成二．各部分作用移动台（MS）基站（BS）移动交换中心（MSC）公用交换电话网（PSTN）英特网网关（IP网络出入口）无线小区用户收、发信机1.4常用移动通信系统一.无线寻呼系统1.4常用移动通信系统是一种单向的通信系统。主呼回复RXBP机PSTN寻呼中心100-150W寻呼TX1.4常用移动通信系统二.蜂窝移动通信系统？为什么要分成小区？为什么基站的功率不能太大？当小区用户增多后怎办？小区能无限分裂下去吗常用移动通信系统1.4常用移动通信系统大区制系统与蜂窝系统的特点：大区制的特点：1）系统及控制简单2）容量小蜂窝系统的特点：1）按区群频率再用，频谱利用率及用户容量极大提高。2）小区分裂可进一步提高系统容量。3）网络结构及移动性管理复杂4）MS位置登记及更新。5）MS越区切换。蜂窝系统的应用：GSM,CDMA1.4常用移动通信系统三.无绳电话系统是一种以有线电话网为依托的无线接入方式，是有线电话的无线延伸。无绳电话系统的应用：1）家用无绳电话系统1.4常用移动通信系统PSTN交换机座机手柄…电缆(绳)MS手机BS座机几十～几百米小功率：10mw2）公用无绳电话系统应用：基于个人随身电话系统标准之上的PAS（小灵通）系统1.4常用移动通信系统四。集群移动通信系统是一种共用无线频道的专用调度移动通信系统，采用的基本技术是频率共用。1.集群的含义集合各部门专用调度网的频道(信道)，实行多信道共用及系统共用，信道