移动通信技术概述

第1章概述胡玉佩2目标要求基本要求掌握移动通信系统的分类；了解移动通信的系统组成；熟悉移动通信系统频段的使用；熟悉移动通信的发展历程及趋势。3主要内容1.1移动通信的基本概念和主要特点1.2移动通信系统的分类1.3移动通信系统频段的使用1.4典型移动通信系统1.5移动通信的发展小结思考题、习题4一、移动通信设备寻呼设备、业余无线电台（HAM）、对讲机、车载台、汽车调度系统、无绳电话、手机1.1移动通信的基本概念和主要特点51.1移动通信的基本概念和主要特点二、移动通信的概念通信双方至少有一方处在移动情况下(或临时静止)的相互信息传输和交换的通信方式。6三、移动通信的主要特点•电波传播环境恶劣•工作于复杂的干扰和噪声环境•移动台及其周围物体移动引起多普勒频移•对设备的要求更为苛刻•通信系统复杂•通信容量有限1.1移动通信的基本概念和主要特点7主要内容1.1移动通信的基本概念和主要特点1.2移动通信系统的分类1.3移动通信系统频段的使用1.4典型移动通信系统1.5移动通信的发展小结思考题、习题8一、移动通信系统分类按工作方式分类：单工，双工，半双工按多址方式分类：FDMA、TDMA、CDMA按信号形式分类：模拟网和数字网按网络形式分：大区制、蜂窝制按覆盖范围分类：广域网、局域网、个域网按业务类型分类：电话网、数据网、综合业务网、多媒体网按服务特性分类：专用网、公用网按使用环境分类：陆地通信、海上通信、空中通信按使用对象分类：民用系统、军用系统1.2移动通信系统的分类9一、双向传输上行链路（uplink）下行链路（downlink）二、双工模式频分双工（FDD）时分双工（TDD）f2f1ttFDDf3t上下上下TDD下行链路上行链路上/下行链路1.2移动通信系统的分类10三、工作方式1、单工制通信双方电台交替地进行收信和发信同频单工和异频单工Play发射机f1(f1)接收机送受话器f1(f2)PTT发射机接收机PTTf1(f1)f1(f2)电台甲电台乙送受话器1.2移动通信系统的分类112、双工制–指通信双方收发信机均同时工作play发射机f1接收机受话器f2发射机接收机受话器基站移动台双工器f2f1送话器送话器f1f21.2移动通信系统的分类123、半双工制–指通信双方中，一方使用双频双工方式，即收发信机同时工作；另一方使用双频单工方式，即收发信机交替工作。Play发射机f1接收机受话器f2基站送话器f1f2发射机接收机PTTf1f2送受话器移动台1.2移动通信系统的分类13四、多址方式多址方式：解决如何使移动用户同时共享有限的无线频谱资源多址方式涉及到两个问题1.多路复用，即把一条通路变成多个物理信道2.信道分配，即将单个用户分配到某一具体信道上去1.2移动通信系统的分类141、频分多址（FDMA）2、时分多址（TDMA）3、码分多址（CDMA）PowerFrequencyTimeFDMAFrequencyPowerTimeFDMA/TDMAFrequencyCDMAPowerTime1.2移动通信系统的分类15五、关键技术语音编码技术信道编码技术数字调制技术抗衰落抗干扰技术组网技术1.2移动通信系统的分类16主要内容1.1移动通信的基本概念和主要特点1.2移动通信系统的分类1.3移动通信系统频段的使用1.4典型移动通信系统1.5移动通信的发展小结思考题、习题17一、确定移动通信的频段的依据–电波传播特性，天线尺寸–环境噪声及干扰的影响–服务区域范围、地形、障碍物尺寸及对建筑物的渗透性能–设备小型化的要求–与已开发的频段的兼容性1.3移动通信系统频段的使用18无线电频谱分配300MHz~300GHz1m~1mmf31081051010(m)(Hz)3103231063109-13101210-43101510-73101810-10无线电波光波宇宙射线视频射频微波红外线可见光紫外线x射线射线1.3移动通信系统频段的使用19段号频段名称频段范围（含上限不含下限）波段名称波长范围（含上限不含下限）1极低频3－30（HZ）极长波100－10兆米2超低频30－300（HZ）超长波10－1兆米3特低频300－3000（HZ）特长波100－10万米4甚低频（VLF)3－30（KHZ）甚长波10－1万米5低频(LF)30－300（KHZ）长波10－1千米6中频(MF)300－3000（KHZ）中波10－1百米7高频(HF)3－30（MHZ）短波100－10米8甚高频(VHF)30－300（MHZ）米波10－1米9特高频(UHF)300－3000（MHZ）分米波10－1分米10超高频(SHF)3－30（GHZ）厘米波10－1厘米11极高频(SHF)30－300（GHZ）毫米波10－1毫米12至高频300－3000（GHZ）丝米波10－1丝米微米1.3移动通信系统频段的使用20二、蜂窝移动通信系统的频谱分配较早移动通信使用甚高频(VHF)、特高频(UHF)的范围现在移动通信使用特高频（UHF）、超高频（SHF）的范围VHF：30-300MHzUHF：300-3000MHzSHF：3-30GHz1.3移动通信系统频段的使用21目前的2G蜂窝移动通信系统均使用800MHz频段（IS-95CDMA）；900MHz频段（AMPS、TACS、GSM）；1800MHz频段（GSM1800），该频段用于微蜂窝系统。第三代移动通信系统（3G）主要工作在2000MHz频段上，世界各国和地区频率分配的方式各不相同。1.3移动通信系统频段的使用22主要内容1.1移动通信的基本概念和主要特点1.2移动通信系统的分类1.3移动通信系统频段的使用1.4典型移动通信系统1.5移动通信的发展小结思考题、习题23无线电寻呼系统无绳电话系统集群移动通信系统蜂窝移动通信系统卫星移动通信系统无线局域网无线个域网（Bluetooth,ZigBeeRadios,UWB）1.4典型移动通信系统24公共电话网PSTN自动寻呼终端寻呼数据处理中心发射塔无线寻呼系统1.4典型移动通信系统25无绳电话系统市话程控制交换机FixedPort(BS)1.4典型移动通信系统26集群通信系统中央控制器基地台分调度台移动台总调度台公共电话网PSTN1.4典型移动通信系统专用网27蜂窝移动通信系统BSBSMSCPSTNMSCBSSanFranciscoNewYorkInternet1.4典型移动通信系统29无线局域网01011011InternetAccessPoint（AP）010110111.4典型移动通信系统30无线个域网1.4典型移动通信系统31主要内容1.1移动通信的基本概念和主要特点1.2移动通信系统的分类1.3移动通信系统频段的使用1.4典型移动通信系统1.5移动通信的发展小结思考题、习题32firstwirelesstransmission(Marconi)•••———•••telephone(Bell)Firstpublicmobiletelephone（IMTS）FirstDigitalcellularsystem(2G:GSM)10101010Firstanalogcellularsystem(1G:AMPS/TACS)Cellularconcept33一、早期移动通信的发展：1、第一阶段（二十世纪20年代-40年代初）移动通信的早期发展阶段，采用调幅技术使用的波段主要是短波段、发射功率大、覆盖范围有限、服务性能差、频率利用率低代表：美国底特律市警察使用的车载无线电系统2、第二阶段（40年代中-60年代末）使用的频段主要是VHF及UHF波段、移动台趋于小型化、仍采用大区制代表：美国圣路易斯城建立的IMTS系统1.5移动通信的发展34二、现代移动通信的发展1、70年代-80年代（1G）出现美国贝尔实验室提出了蜂窝系统的概念蜂窝的小区制代替了早期的大区制1G出现，其代表有：美国的AMPS系统、英国的TACS系统、北欧的NMT系统、日本的NAMTS系统1G的特点：模拟调频（FM）、频分多址（FDMA）1.5移动通信的发展我国TACS制式：A系统（摩托罗拉网）B系统（爱立信网）352、90年代-至今(2G/3G/…）2G的典型代表有：欧洲的GSM系统、美国的DAMPS系统、美国的IS-95CDMA系统、日本的JDC系统2G的特点：数字化技术（语音信号的数字化、数字调制方式QPSK及GMSK等）、时分多址（FDMA）和码分多址（CDMA）3G的特点：多种蜂窝结构、宽带CDMA技术、多址方式（FDMA/TDMA、FDMA/CDMA）、分组交换、多媒体通信1.5移动通信的发展36微微蜂窝微蜂窝宏蜂窝100m1000m20km32kbps-100Mbps2.4kbps-2Mbps2.4kbps-384kbps宽带通信网卫星卫星地面站基站手机移动台多种蜂窝结构37我国目前用了哪些制式？GSM900、DCS1800、CDMA20001X1.5移动通信的发展382G向3G的演进EDGEGPRS2.5G3GHSCSD2GIS-95GSMIS-96&PDCIS-95BWCDMATD-CDMAEDGECDMA2000-1XRTTCDMA2000-1XEVDO/EVDVCDMA2000-3XRTT1.5移动通信的发展39移动通信的演进过程高速数据业务多类型的业务QoS的支持第一代模拟话音有限移动性NMT,AMPS,TACS第二代有限的全球漫游中低速数据业务GSM,IS-95,PDC,IS-136(D-AMPS)第三代199020001980cdma2000WCDMATD-SCDMA1.5移动通信的发展40三、未来移动通信系统-个人通信的目标任何人（Whoever）任何时候（Whenever）任何地方（Wherever）任何其他人（Whomever）任何信息（Whatever）1.5移动通信的发展41主要内容1.1移动通信的基本概念和主要特点1.2移动通信系统的分类1.3移动通信系统频段的使用1.4典型移动通信系统1.5移动通信的发展小结思考题、习题42小结1.熟悉移动通信频段的使用2.熟悉移动通信的发展43思考题、习题P15习题：5