移动通信系统_c1

移动通信系统第一章概述一、移动通信的总体发展现状通信技术向宽带化、智能化、个人化方向发展，形成统一的综合宽带通信网无线移动通信与IP技术（因特网）是近年来信息技术领域的两大热点.无线与移动通信正在与IP技术相结合012345671995199619971998199920002001移动通信因特网用户数（亿）二、移动通信的种类陆地公众蜂窝移动通信系统无线寻呼集群通信卫星移动通信无绳电话无线局域网无线ATM无线接入蓝牙技术…………陆地公众蜂窝移动通信系统是移动通信系统的代表，也是发展最快的系统！三、移动通信的发展目标四、移动通信系统的基本概念与术语系统结构链路与接口多址方式复用方式系统结构PSTNBTSMSCBTSIPNETGATEWAY基站分系统(BSS)：基站收发信机(BTS)、基站控制器(BSC)移动分系统(MS)：手持台、车载台交换分系统(MSS)：移动交换机(MSC)、位置寄存器(HLR、VLR)、鉴权中心(AUC)等操作与支持系统(OSS)：操作维护中心(OMC)、网络管理中心(NMC)等链路与接口MS发射：上行链路；反向信道BTS发射：下行链路；前向信道空中接口(Um)：MS与BSSA接口：BSS与MSSAbis接口：BTS与BSCAi、Di接口：MSC与PSTN、ISDNMSBTSBTSBSCMSC公网空中接口前向信道反向信道上行链路下行链路多址方式在移动通信中，许多用户同时通话，以不同的移动信道分隔，防止相互干扰的技术方式称为多址方式。频分多址(FDMA)时分多址(TDMA)码分多址(CDMA)空分多址(SDMA)包分多址(PDMA)信道1信道2信道3信道N代码频率时间FDMA频分多址以频率来区分信道。特点：使用简单，信号连续传输，满足模拟话音通信，技术成熟。缺点：多频道信号互调干扰严重，频率利用率低，容量小。信道1信道2信道3代码频率时间时隙信道NTDMA在一个无线频道上，按时间分割为若干个时隙，每个信道占用一个时隙，在规定的时隙内收发信号。时分多址只传数字信息，信息需经压缩和缓冲存储的过程，在实际使用时常FDMA/TDMA复分使用。头比特信息尾比特时隙1时隙2时隙3时隙N尾比特同步比特信息数据保护比特一个TDMA帧CDMA采用扩频通信技术每个用户具有特定的地址码（相当于扩频中的PN码），利用地址码相互之间的正交性（或准正交性）完成信道分离的任务。CDMA在频率、时间、空间上重叠。优点：系统容量大，抗干扰、抗多径能力高。信道1信道2信道3信道N代码频率时间CDMA的技术基础：扩频通信扩频解调信息解调D1PN码发生器同步电路扩频调制信息调制信息PN码发生器B1B2B2+NB1N：噪音调制用户1PN码1地址码∑调制用户NPN码N…调制用户1PN码1地址码双工方式单工方式频分双工方式FDD时分双工方式TDD反向信道前向信道频率分隔反向信道前向信道时间分隔时间频率FDDTDD五、移动通信的发展展望全球与中国移动通信市场飞速发展中国手机用户己超过1亿部，中国已成为全球第一大移动通信用户的国家。2005年左右中国手机用户可能将超过三亿，未来的五至十年，中国将是全球移动通信领域需求最大的市场。全球移动通信的用户数将超过固定电话的用户数。数据业务将飞速增长。第一代移动通信以模拟通信为特征的移动通信为第一代移动通信主要代表：美国AMPS系统英国TACS系统特点：FDMA、模拟话音与传输、频谱利用率低、保密性差、技术简单、……第二代移动通信以数字通信为特征的移动通信为第二代移动通信第二代移动通信主要制式有欧洲的GSM，TDMA制式北美的cdmaOne(IS-95CDMA)，CDMA制式北美的DAMPS(IS-54)，TDMA制式日本的PDC，TDMA制式特点：频谱利用率高、数字话音与传输、多种业务、多种先进技术、保密性好、集成度高、……先进技术：TDMA和CDMA、语音编码、自适应均衡、数字调制、信道编码、交织、分集接收、功率控制、……发展中的第二代移动通信技术与应用GPRS技术(通用无线分组业务)为GSM系统无线商务提供了高速数据通道;CDMA开始在中国大规模建设；日本在移动通信上实现无线互联网应用(i-mode)的成功开创了无线数据业务的新时代；中国在无线数据应用领域正在起步。第一代模拟网第三代系统提供高速多媒体业务2Mbps业务功能时间1989199419951996199719981999200020012002200320042005电路数据业务9.6kbps第二代GSM系统智能网业务GPRS115kbps基于IP的分组数据业务2.5代移动通信技术发展迅速移动通信的应用服务产业无线商务与个人信息服务出现和发展手机上网,电子邮件与商务实时股票买卖交通、金融、就业等个人信息服务无线多种功能将出现和发展无线定位、车辆调度菅理报警与监控自动售货、售票第三代移动通信概述第三代移动通信为IMT-2000；第三代移动通信的标准已确定；第三代移动通信的商用已在2001年10月面世；第三代移动通信的大规模商业应用在2005年以后。总体目标2000MHz频段、2000年左右商用、2Mbps速率全球化，要求多种技术在多种环境下统一标准、统一频率，以实现全球无缝覆盖。综合化，要求系统能传输话音、宽带数据、视频图像等多种业务，满足信息化社会的需要。个人化，系统具有足够的容量潜力和多种用户管理能力，支持个人的移动性，满足巨大的个人通信的需求。候选方案IMT-DS—UTRAFDD(WCDMA)(欧洲、日本)IMT-MC—cdma2000(北美)IMT-TC—TD-SCDMA(中国)IMT-SC—UWC-136(北美)IMT-FT—DECT(欧洲)中国移动通信的发展第二代移动通信还在发展的过程中，发展还会持续相当长的时间GPRS、CDMA是目前中国近期发展的目标近期中国将为3G清理频率，2001年底或2002年初中国将做3G的系统实验第三代移动通信在中国的应用当在2005年以后VoiceWidebandBroadbandAnalogDigitalIntegratedDataNarrowband4G3G2GMulti-function1GMultimediaSmartPointfrequency未来移动通信的发展趋向Beyond3G/4G的研究目前国际上有关第四代移动通信的研究还处于初期阶段，其基本需求、核心技术还处于萌芽阶段。但较为明确的一点是，第四代移动通信的实用期定在2010年。这符合移动通信技术每10年产生一代新体制的发展规律。个人通信移动通信的飞速发展使人类实现个人通信的理想为期不远了任何人在任何时间、任何地点、与任何一个人、实现任何一种媒体的通信。每个人有唯一的通信号码，通信的个人性代替通信的终端性六、移动通信的特点频谱拥挤、频谱需严格菅理电波传播存在衰落、多径等问题面临环境的干扰和噪声存在多普勒频移的影响和大动态范围的要求建网复杂，网络需有越区切换、漫游等功能在满足用户服务质量的前提下，提高频谱利用率，提高系统容量，提供多种服务成为公众移动通信的核心问题七、移动通信网性能指标话音质量和信噪比要求话音传输质量以接收机输出端音频频带内的信噪比S/N或载噪比C/N来表示，业务种类不同，要求不同（公网高，专网低）。移动数据传输常用误码率，一般只有10-4左右，常用纠错等方法提高。误码率一般用Eb/No（归一化信噪比）作为常数来计算，Eb/No为折合到接收机输入端的比特能量Eb与噪声的单边功率谱密度No之比值。话音质量的评定往往采用主观评定的办法，ITU-T将评分质量分为五级：级别评定类别人的印象标准5优几乎无噪声和失真，细节清晰可辨4良有可感觉的轻微噪声和失真3中有令人烦恼的噪声和失真2差有令人非常烦恼的噪声和严重失真1劣语言几乎不可懂公网一般要求≥4级，专网≥3级对于不同的移动业务，各国对S/N或C/N的规定不一样。中国：模拟通信，移动用户与固定市话、长话用户通话时，要求S/N为大于29dB或C/N为17dB，相当于4级话音。美国AMPS网要求C/N大于18dB，日本要求20dB服务等级（GOS）服务等级用呼损率B表示B：在一个正常运行的系统中，忙时呼叫被阻塞的概率，单位为Erlang。服务等级决定于系统中同时发出的呼叫数、总话务量、信道数量、系统设计等呼损率包括无线信道呼损和中继电路呼损。我国规定：无线信道B≤0.05，在话务密度高的地区B≤0.02，中继电路B应更低。呼叫中断概率在一个小时内建立的Q次呼叫中，若N次丢失，则呼叫中断概率为N/Q，呼叫中断概率跟系统设计、严重干扰、越区切换等有关。通信概率移动通信由于受地形的影响和无线信号传播裒落影响，不可能达到覆盖范围的100％。通信概率是指移动用户在给定服务区域进行成功通话（达到规定通话质量）的概率，它包括位置概率和时间概率。我国公网规定：城市通信概率≥90%，农村通信概率≥50%。专网则要求较高，如铁路通信要求通信概率(在3级话音质量下)≥95%。