移动通信111

说在上课之前两个问题：问题1：“What----学什么？”茫茫人海，基站如何找到手机？举目四顾，手机如何找到基站？开放的无线电波，如何保障个人的通信安全？信号交叉覆盖，如何实现客户通信的完美切换？......GSM系统TD-SCDMA系统认识设备及使用说在上课之前问题2：“How----怎么学？”建立新旧知识的联系，透彻理解新知识点，及时独立完成作业及报告。多查询相关资料和阅读相关文献（网络资源、期刊、杂志等）。成绩评定成绩评定构成为：平时成绩（50%）+期末考试成绩（50%）=总成绩（100%）平时成绩：随堂测试，讨论，发言，作业，回答问题，报告，考勤等教学大纲说在上课之前通信技术电子技术信号处理技术传输技术接入技术微电子技术电路技术DSP技术编解码技术计算机技术调制解调技术电路交换技术分组交换技术无线传输技术光纤传输技术芯片技术软件技术交换技术有线接入技术无线接入技术系统技术网络技术说在上课之前通信媒介微波通信卫星通信光纤通信通信业务固定电信网计算机互联网移动电信网广播电视网通信系统工程技术系统设计安装调试运行维护有线通信设备制造专用通信网第1章数字移动通信系统概述一、移动通信的前世今生二、移动通信系统的发展历程三、移动通信的工作方式四、数字移动通信系统的基本组成五、数字移动通信信息收/发的基本原理六、移动通信的电波传播与干扰一、移动通信的前世今生1、为何要通信----我们要信息生活中有哪些通信？闹钟、电梯、问路......网络即时通信固话、手机......问题:什么是信源？什么是信宿？什么是信道？什么是信息？信源：信息的源头信宿：信息传达的目的地信道：信源与信宿通信的媒介，空气、电缆、光缆、水等通信：信源向信宿传递信息的过程信息：有价值的消息2、古代通信----通信基本靠吼最古老的官方通信----快马+驿站驿站：提供食宿和换马休息场所，隔一定距离设置一个驿站。需要凭证：官方凭证—勘合军方凭证—伙牌最古老的军事通信----烽火台的狼烟烽火台在古代主要用于军事用途。烽火台白天用狼烟（何谓狼烟？）发信号，晚上点燃有硫磺和硝石的干柴发信号。烽火戏诸侯烽火戏诸侯中外其他通信方式鸿雁传书风筝通信竹筒传书信鸽与信猴长跑灯塔通信塔旗语3、近现代通信电报电话移动通信什么是移动通信？移动通信(Mobilecommunication)是移动体之间的通信，或移动体与固定体之间的通信。移动体可以是人，也可以是汽车、火车、轮船、收音机等在移动状态中的物体。包括哪些通信形式？集群移动通信集群移动通信，也称大区制移动通信。它的特点是只有一个基站，天线高度为几十米至百余米，覆盖半径为30公里，发射机功率可高达200瓦。用户数约为几十至几百，可以是车载台，也可是以手持台。它们可以与基站通信，也可通过基站与其它移动台及市话用户通信，基站与市站有线网连接。卫星移动通信利用卫星转发信号也可实现移动通信，对于车载移动通信可采用赤道固定卫星，而对手持终端，采用中低轨道的多颗星座卫星较为有利。蜂窝移动通信蜂窝移动通信，也称小区制移动通信。它的特点是把整个大范围的服务区划分成许多小区，每个小区设置一个基站，负责本小区各个移动台的联络与控制，各个基站通过移动交换中心相互联系，并与市话局连接。利用超短波电波传播距离有限的特点，离开一定距离的小区可以重复使用频率，使频率资源可以充分利用。每个小区的用户在1000以上，全部覆盖区最终的容量可达100万用户。MSBSBSMSBSBSBSCBSC移动交换中心或移动电话交换局MTSO基站移动台移动通信网MSMSMSC蜂窝组网是指移动网的组网形状像蜂窝一样。蜂窝技术把一个地理区域分成若干个小区，称作“蜂窝”(即Cell)，蜂窝技术因此而得名。一个大厅里面装一个200W的灯与装8个25W的灯，哪一个照明效果好？二、移动通信系统的发展历程1、第一代移动通信大哥大一统江湖2、2G时代—GSM与IS-95的捉对厮杀3、3G时代来了—第三代移动通信1、第一代移动通信大哥大一统江湖—1980s1）模拟语音风靡江湖2）无敌砖头的商用情况3）大砖头的不足之处1）模拟语音风靡江湖大哥大的起源大哥大与老大移动通信的出现第一代无线通信技术的一大贡献就是去掉了将电话连接到网络的电话线，用户第一次能够在移动状态下无线接收和拨打电话。问题：固定电话与移动通信有何区别？接口不同信道不同模拟技术+频分多址第一代模拟移动通信系统主要采用模拟和频分多址（FDMA）技术。大哥大的频分多址无敌砖头的商用情况第一代移动通信的收费模式商用之初模拟移动通信制式分布北美系统英国北欧（瑞典、挪威和丹麦）我国的商用情况摩托罗拉的大哥大机型大砖头的不足之处大哥大的不足2001年我国模拟网关闭2、2G时代--GSM与IS-95的捉对厮杀—1990s1）来自欧洲的GSM—成熟商用的典范2）来自北美的后起之秀IS-95GSM的基本技术与特点工作频段GSM主要工作频段有两个：（1）在900M频段：上行频段：890~915MHz下行频段：935~960MHz（2）在1800M频段：上行频段：1710~1785MHz下行频段：1805~1880MHzGSM(GlobalsysemforMobilecommunications)全球移动通信系统1）来自欧洲的GSM—成熟商用的典范问题1：收发频率间隔为多少？问题:2：相邻载频间隔是200kHz,一个载频8个时隙，每个时隙为一个信道，那么，有多少对上下行载频？GSM在900频段有多少个信道？收发频率间隔为45MHz，相邻载频间隔是200kHz，每个载频采用时分多址方式，一个载频8个时隙，每个时隙是一个信道，一共8个信道，而在900MHz频段，GSM一共有25MHz可用对称带宽，因此：25MHz/0.2MHz=125。一共有125对上下行载频，实际中划分为124对载频（也称为频点），一对载频8个信道，则GSM在900MHz频段有992个信道。以k代表载频的序号，则第k对上下行载频为：其中()(8900.2)()(9350.2)updownfkkMHzfkkMHz1124kGSM网简称G网，工作在900MHz频段。后来由于用户量急速增加，原有频段已经不能满足要求，又开通了1800MHz的频点即DCS1800网，俗称D网。由于D网与G网工作原理相同，因此在应用中经常把G网和D网统称为G网。它们都可在国内自动漫游，还与澳大利亚、新加坡、欧洲等地区和国家G网互联推出国际漫游业务。GSM的优势与不足优势：安全统一的标准与漫游业务的多样性容量与效率的提高不足：漫游系统容量来自北美的后起之秀IS-95CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)CDMA系统是高通公司开发的，1993年正式成为北美的第二代数字蜂窝移动通信标准，也就是IS-95技术，称为窄带CDMA，以区别于3G中的宽带CDMA。C网即CDMA网，由中国联通公司建设运营，其特点是容量大、接通率高、背景噪音小、信号不易中断等。后转为中国电信运营。技术特点：核心的技术特点：扩频工作频段为：上行频段：824~849MHz下行频段：869~894MHz软容量与软切换—弹性更好软容量与软切换软切换与软容量问题：1、G网是什么？2、C网是什么？3、什么是双频手机？4、什么是双模手机？3、第三代移动通信之三足鼎立—2000s1）WCDMA——GSM的演进2）CDMA2000—IS-95的演进3）TD-SCDMA—孩子还是自己的好1）WCDMA——GSM的演进中国联通WCDMA：WIN3G—“赢3g”品牌，185，186号段，09年5月17日推出1862009年初：2.9亿用户优势：技术成熟，有较高的扩频增益发展空间较大，全球漫游最强。技术最先进，2G平稳过度到3G劣势：重建网络要2年，重整难度大，资金压力大，50万员工负担重，预期投资力不从心投入：2009-2011年后续3G投资为1000-1300亿元WCDMA是当前世界上采用的国家及地区最广泛的，终端种类最丰富的一种3G标准。已有254个WCDMA运营商在110个国家和地区开通了WCDMA网络，3G商用市场份额超过80%，WCDMA用户数已超过2亿5千万。目前已有超过2000种WCDMA终端，包含：iphone、NOKIA、MOTO、SAMSUNG等最新手机WCDMA下载最高速度可达14.4Mbps（HSDPA），上传最高速度可达5.76Mbps（HSUPA）。WCDMA的关键技术RAKE接收多用户检测——“废物”利用RAKE接收CDMA2000—IS-95的演进中国电信CDMA-2000:esurfing天翼3g品牌，180,189号段，09年3月上3G1892009年初：3.3亿用户优势：从CDMA1X直接升级到3G，建设成本低廉，运营弹性好，网络覆盖最快，3G服务最快实现，盈利时间缩短劣势：技术二次开发空间小，远期发展前景不如WCDMA，产业链少，终端少，移动用户少，原有客户在不断减少投入：2009-2011年后续3G投资为700亿元TD-SCDMA—孩子还是自己的好中国移动TD-SCDMA:G3—品牌，187、188号段，09年6月推出1882009年初拥有客户：4.57亿优势：庞大用户群，中国自有3G技术，获政府支持，资金雄厚；劣势：3g基站少要重新建设，建设成本高，风险大，建网慢，技术不成熟没有经验，计划2009年6月启动3G，2011年网络才能覆盖全国95%的地级城市。投入：2009-2011年后续3G投资为1300亿元接力切换——快速准确的交接棒智能天线——指哪打哪的六脉神剑智能天线三、移动通信的工作方式按照通话的状态和频率使用的方法，移动通信可分为三种工作方式：单工、半双工和双工三种通信方式。单工通信方式返回如：广播、遥测、遥控、无线寻呼、电视……双频单工通信方式返回半双工通信方式返回如：问路、对话、使用同一载频的对讲机，收发报机等……双工通信方式返回如：夫妻吵架、普通电话、手机等……时分双工（TimeDivisionDuplex,TDD）互不相让无法过桥你…你先过！顺利过桥，轻松解决上行(移动台发、基站收)下行(基站发、移动台收)时分双工：在通信中在不同时刻进行上下行数据传送模式。发送的时候不接收，接收的时候不发送。上下传送数据的时间不一样，但使用的频率是一样的。TD-SCDMA采用的是时分双工技术。频分双工（FrequenceDivisionDuplex,FDD）频分双工：上下行在不同的频率上发送和接收。GSM、WCDMA、CMDA2000等制式的双工技术都是FDD技术。四、数字移动通信系统的基本组成数字移动通信系统是一种双向双工通信系统。该系统一般由移动台（MS）、基站（BS）、移动业务交换中心（MSC）及与市话网（PSTN）相连的中继线等组成。返回PSTN:PublicSwitchTelephoneNetwork公共电话交换网MSC/VLRPSTNISDNPSPDN蜂窝小区SMCVMHLCAUCEIROMC其它MSC/VLRBSCBTSBTSMSMSMSMS无线信道MAPMAPIPIPIPAAbisUmMSC：移动交换中心BSC：基站控制器BTS：基站收发信台HLR：归属位置寄存器VLR：拜访位置寄存器AUC：鉴权中心EIR：设备识别寄存器SMC：短消息中心VM：语音邮箱OMC：操作维护中心MS：移动台五、数字移动通信信息收/发的基本原理数字移动通信信息收/发主要由发送部分、移动信道、接收部分三部分组成。一封鸡毛信变换内容纸张处理，消隐字体藏于羊尾巴下，便于携带海娃送信从羊尾巴下取出处理，让字体出现变换为原内容还原为一封鸡毛信问题1：数字技术的优势在那里？数字通信：信源编码、信道编码（有差错控制功能）模拟通信：不具备信道编码技术，在差错控制和数字通信方面差得比较远第一回合：数字技术胜！数字通信：保密性好，0和1的比特率，通过与、或、与非等算法可实现加密，或用复杂的哈希算法等模拟通信：保密性不好第二回合：数字技术胜！数字通信：硬件实现上，高度集成化，越来越小，