Mobile Communications-Ch1(概述)

1移动通信MobileCommunications华南农业大学胡洁2009年9月2主要参考书1.移动通信.郭梯云等.西安电子科技大学出版社2.移动通信原理与应用王文博等.北京邮电大学出版社3.PrinciplesofMobileCommunication(SecondEdition)GordonL.Stüber.GeorgiaInstituteofTechnology,Atlanta,GeorgiaUSA4.数字通信（第四版）.JohnG.Proakis著.张力军等译.电子工业出版社3学习指导立足系统掌握原理注重应用跟进热点前期课程：随机过程数字通信原理实践课程：通信仿真EDADSP4内容：一、移动通信系统的基本概念二、移动通信系统的发展问题：1、移动通信的定义和特点2、数字通信系统的优点3、蜂窝移动通信的主要技术移动通信概论5移动通信系统基本概念定义：移动通信系统是指进行信息交换的两端中至少有一端可以处于移动状态的网络系统。终端的移动性（如手持机、车载台等）个人的移动性（SIM卡方式支持的业务）移动通信解决因人的移动而产生的移动中通信的问题移动通信概论第一部分6移动通信的发展目标目标是实现：个人通信（PCN)无论任何人(Whoever)“任何人”要求支持巨大用户量:频谱资源有限在任何时间(Whenever)“任何时间”要求支持移动中通信:无线通信是前提在任何地点(Wherever)“任何地点”要求无缝覆盖:传输能力有限与另一个人(Whomever)进行任何形式(Whatever)“任何形式”要求多媒体:处理能力有限移动通信概论7移动通信的主要特点必须利用无线电波进行信息的传输运行环境复杂，多径传播用户高速移动工作于复杂的干扰环境开放式环境，存在多种干扰：邻道、同信道、邻小区、同小区可利用的频率资源有限，而通信业务量的需求与日俱增用户容量，业务能力网络结构多种多样，网络管理复杂用户注册和登记，鉴权和计费，安全和保密用户终端成为个人消费品移动通信概论8移动通信的分类按工作方式分类：单工，双工，半双工按多址方式分类：FDMA、TDMA、CDMA、SDMA按信号形式分类：模拟网和数字网按覆盖范围分类：局域网、广域网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按使用环境分类：民用设备、军用设备移动通信概论9图：单工、(a)单工；(b)半双工；(c)全双工发端信道收端发端信道收端发端收端(a)(b)发端信道收端发端收端信道(c)移动通信系统概论10PowerFrequencyTimeFDMAFrequencyPowerTimeFDMA/TDMAFrequencyCDMAPowerTime三种多址方式移动通信系统概论11数字通信的优点0/1编码融合多种业务；可以采用多种技术获得高的频谱利用率；能采用各种技术提高抗衰能力和抗干扰能力；安全加密；数字信号处理技术减小手机体积和重量。移动通信系统概论12移动通信概论移动通信系统的全球覆盖131.3.2蜂窝移动通信系统图1-5(a)大区覆盖；(b)小区覆盖移动通信概论14图1-6蜂窝系统的频率再用FE小区1DGBDECAGBFAGB小区8七小区群再用距离相同字母小区使用相同频率组移动通信概论15RadiotowerRadiotowerRadiotowerRadiotowerRadiotowerRadiotowerRadiotowerBSCBSCMSCEXCHANGEXCHANG移动通信概论蜂窝在移动网络中的位置16切换切换：－将正在处于通话状态的移动台转移到新的小区业务信道上－实现蜂窝移动通信的“无缝隙”覆盖切换原因：－信号的强度下降到系统规定的一定参数以下，此时移动台被切换到信号强度较强的相邻小区－由于某小区业务信道容量全被占用，移动台被切换到业务信道容量较空闲的相邻小区切换和漫游的区别移动通信概论17图1-8越区切换示意图移动交换中心蜂窝A时间3时间2时间1蜂窝B当移动单元从蜂窝B越区到蜂窝A时，切换在移动交换中心的控制下进行移动通信概论18Base1Base2Base3蜂窝系统的小区切换移动通信概论19VLRMSCVLRMSCGMSCBSCBTSBTSAbisBSSAUCHLREDCHABSCBTSBTSAbisBSSAPSTNVLRMSCVLRMSCGMSCBSCBTSBTSAbisBSSAUCHLREDCHABSCBTSBTSAbisBSSA终端用户漫游移动通信概论20移动通信系统的发展第二部分移动通信概论21第一代模拟蜂窝移动通信系统历史回顾：1978年，美国的贝尔实验室成功开发了AMPS（AdvanceMobilePhoneService）系统，实现了真正意义上的可以随时随地通信的大容量的蜂窝移动通信系统。1987年，中国首个TACS制式模拟移动电话系统建成商用，之后AMPS也曾被引入中国。主要标准：美国的AMPS、欧洲的TACS、英国的ETACS、欧洲的NMT-450和NMT-900、日本的NTT和JTACS/NTACS主要特点：用户的接入方式采用频分多址（FDMA），当一个呼叫建立后，该用户在其呼叫结束以前一直占用一个频段调制方式：FM业务的种类单一，主要是话音业务系统的保密性较差频谱效率较低，有限频谱资源和无限用户容量之间矛盾十分突出移动通信概论22表1-1几种模拟蜂窝移动通信系统23第二代数字蜂窝移动通信系统历史回顾：1992年，第一个数字蜂窝移动通信系统——欧洲的GSM（GlobalSystemforMobileCommunication）网络在欧洲开始铺设，由于其优越的性能，在全球范围内以惊人的速度得以扩张，目前已是全球最大的蜂窝通信系统。1994年，中国的第一个全数字移动电话GSM系统建成开通，之后中国电信（中国移动）和中国联通都采用了GSM。主要特点：微蜂窝小区结构数字化技术---语音信号数字化TDMA、CDMA频谱利用率高，系统容量大移动通信概论24第二代数字蜂窝移动通信系统历史回顾：1995年，美国的高通公司（Qualcomm）提出了一种采用码分多址（CDMA)方式的数字蜂窝系统技术解决方案（IS-95CDMA)，后续升级为CDMA1XCDMA系统的主要特点：用户的接入方式采用码分多址（CDMA）软容量、软切换，系统容量大RAKE抗多径衰落可运用话音激活、分集接收等先进技术移动通信概论25第三代数字蜂窝移动通信系统发展历程：•1985年：出现FPLMTS，1996年命名为IMT－2000。•1991年：ITU－R正式成立TG8/1工作组，负责标准制定。•1992年：WRC92在2GHz频段上分配了230MHz频率给FPLMTS陆地和卫星业务。•1999年3月：完成IMT－2000关键参数。•1999年11月：完成IMT－2000技术规范。•2000年：完成IMT－2000全部网络规范。经过近十年的研究，特别是从1997年起，第三代移动通信的基本框架、网络技术、主要特征、业务种类已经基本成形移动通信概论26第三代数字蜂窝移动通信系统3G的主要特点：全球范围无缝漫游系统微蜂窝结构支持移动多媒体业务宽带CDMA技术高频谱效率FDMA/TDMA/CDMA从电路交换到分组交换高速率(高速移动为144bps，室内外步行384bps，室内固定用户2Mbps)主流技术：WCDMAcdma2000TD-SCDMA移动通信概论27通信类业务--基础话音业务--视像业务娱乐类业务--音乐、影视的点播业务--体育新闻与体育赛事的点播--图片、铃声下载资讯类业务--新闻类资讯--财经类资讯--便民类资讯互联网业务--电子邮件业务--利用互联网监控家居3G业务移动通信概论