电信行业--移动通信及其特点(PPT 44页)

来自移动通信及其特点移动通信是指移动用户之间，或移动用户与固定用户之间进行的通信。这里所说的通信，不仅指双方的通话，还包括数据、传真、图象等通信业务。移动通信与其它通信方式相比，具有以下基本特点：1．电波传播条件恶劣（由多径传播造成的瑞利衰落，电平幅度起伏达30dB以上。）2．具有多普勒效应，多普勒频移导致附加调频噪声在多普勒频移效应中，频移值fd与移动台运动速度v、工作频率f（或波长λ）及电波到达角θ的关系为cosvfd来自．干扰严重有城市噪声（主要是车辆噪声）干扰，也有电台干扰（同频干扰、互调干扰），因此，抗干扰措施在移动通信系统设计中显得很为重要。4．接收设备动态范围大由于接收机的发射机之间的距离不断变化，导致接收机接收电平不断变化。5．需要采用位置登记、过境切换等移动性管理技术6．综合了各种技术包括交换机技术、计算机技术、传输技术等。7．对设备要求苛刻来自中国最大的资料库下载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按用途和区域可分为陆地通信、海上通信和航空通信；③按多址方式可分为频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)④按基站配置可分为单区制、多区制、蜂窝制等配⑤按与地面固定网连接方式可分为人工、半自动、全自动⑥按用户的通话状态和频率使用方法可分为单工制、双工制和半双工制；⑦按经营方式或用户性质可分为专用网和公用网⑧按信号形式可分为模拟网和数字网。来自．2移动通信的工作方式1.单工通信所谓单工通信是指通信双方电台交替地进行收信和发信。根据收、发频率的异同，又可分为同频单工和异频单工。单工通信常用于点到点通信，参见图1-1。来自(f2)送受话器电台（甲）发射机接收机送受话器f1(f1)f1(f2)f1(f1)PTT电台（乙）PTT图1-1单工通信方式来自中国最大的资料库下载同频单工同频单工是指通信的双方，使用相同工作频率（f1），通信双方的操作采用“按——讲”（pushtotalk，PTT）方式。优点：①设备简单；②移动台之间可直接通话，不需基站转接；③不按键时发射机不工作，因此功耗小。缺点：①只适用于组建简单和甚小容量的通信网；②当有两个以上移动台同时发射就会出现同频干扰；③当附近有邻近频率的电台发射时，容易造成强干扰。为了避免干扰，要求相邻频率的间隔大于4MHz，频谱利用率低；④按键发话，松键受话，适用者不习惯。来自中国最大的资料库下载异频单工异频单工通信是指通信的双方使用两个不同频率f1和f2，而操作仍采用PTT方式。其优缺点与同频单工基本相同。这种方式主要用于有中心台转发（单工转发或双工转发）的情况。分单工转发和双工转发两种情况。所谓单工转发是指中心转信台使用一组频率（如收用f1，发用f2），一旦接收有载波信号即转去发送。所谓双工转发是指中心转信台使用两组频率（一组收用f1，发用f2；另一组收用f3，发用f4），任一路一旦接收有载波信号即转去发送。由于使用收发频率有一定保护间隔的异频工作，提高了抗干扰能力，从而可用于组建有几个频道同时工作的通信网。来自双工通信所谓双工通信，是指通信双方可同时进行传输消息的工作方式，无需按PTT开关，有时亦称全双工通信，如图1-2所示。发射机接收机f1f2送话器受话器基站双工器发射机接收机f2f1f1送话器受话器移动台图1-2双工通信方式来自中国最大的资料库下载优点：①收发频率分开可大大减小干扰；②用户使用方便。缺点：①移动台在通话过程中总是处于发射状态，因此功耗大；②移动台之间通话需占用两个频道；③设备较复杂，价格较贵。双工制也分为同频双工和异频双工。同频双工采用的是TDD技术，是近年来发展起来的新技术。而异频双工具有以下优缺点：来自相似，由于收发使用不同的频率，同一部电台的收发信机可以交替工作，也可以让移动台采用单工的“按讲”方式，即按下PTT开关，发射机才工作，而接收机总是工作的。基站工作情况与双工方式完全相同。来自中国最大的资料库下载优点：①移动台设备简单，价格低，耗电少；②收发采用不同频率，提高了频谱利用率；③移动台受邻近电台干扰小。缺点：移动台仍需按键发话，松键受话，使用不方便。来自移动通信系统的组成移动通信系统根据经营方式或用户性质的不同可分为专用的移动通信系统和公共移动通信系统。专网的发展经历了一对一的对讲系统，单信道一呼百应系统，选呼系统，多信道多用户共享的专用调度系统，最后发展到专用无线调度系统的最高阶段集群移动通信。专用移动通信的网络结构与公共移动通信系统越来越相似。本节主要介绍公共移动通信系统的网络结构来自中国最大的资料库下载集群通信系统与公共通信系统的区别：①集群通信系统属于专用移动通信网，适用于在各个行业(或几个行业合用)中间进行调度和指挥，对网中的不同用户常常赋予不同的优先等级。蜂窝通信系统属于公众移动通信网，适用于各阶层和各行业中个人之间通信，②集群通信系统根据调度业务的特征，通常具有一定的限时功能，一次通话的限定时间大约为15~60秒(可根据业务情况调整)。蜂窝通信系统对通信时间一般不进行限制。来自中国最大的资料库下载③集群通信系统的主要服务业务是无线用户和无线用户之间的通信。蜂窝通信系统却有大量的无线用户与有线用户之间的通话业务。在集群通信系统中也允许有一定的无线用户与有线用户之间的通话业务，但一般只允许这种话务量占总业务量的5%~10%④集群通信系统一般采用半双工(现在已有全双工产品)工作方式，因而，一对移动用户之间进行通信只需占用一对频道。蜂窝通信系统都采用全双工工作方式，因而，一对移动用户之间进行通信，必须占用两对频道。来自中国最大的资料库下载公共移动通信系统的组成：一个交换区由一个移动交换中心MSC、一个或若干个归属位置寄存器HLR和访问者位置寄存器VLR(有时几个MSC合用一个VLR）、设备识别寄存器EIR、鉴权中心AUC、操作维护中心OMC、基地站BS（简称基站）和移动台MS等功能实体组成。常用术语的英文缩写MSC——MobileServiceSwitchingCentreHLR——HomeLocationRegisterVLR——VisitorLocationRegisterEIR——EquipmentIdentityRegisterAUC——AuthenticationCentreOMC——OperationandMaintenanceCentreBS——BaseStationMS——MobileStation来自－3蜂窝移动通信系统的基本结构来自中国最大的资料库下载各部分功能：MSC对位于其服务区内的MS进行交换和控制，同时提供移动网与固定公众电信网的接口。作为交换设备，MSC具有完成呼叫接续与控制的功能，这点与固定网交换中心相同。作为移动交换中心，MSC又具有无线资源管理和移动性管理等功能。为了建立从固定网至某个移动台的呼叫路由，固定网就近进入关口MSC（GMSC），由该GMSC查询有关的HLR，并建立至移动台当前所属的MSC的呼叫路由。来自中国最大的资料库下载HLR是用于移动用户管理的数据库。HLR所存储的用户信息分为两类：一类是有关用户参数的信息；另一类是有关用户当前位置的信息。VLR是存储用户位置信息的动态数据库。一个VLR可以负责一个或若干个MSC区域。EIR是存储有关移动台设备参数的数据库。EIR实现对移动设备的识别、监视、闭锁等功能。AUC鉴权中心是认证移动用户的身份以及产生相应认证参数的功能实体。OMC操作维护中心是网络操作维护人员对全网进行监控和操作的功能实体。来自移动通信系统的频段使用移动通信使用VHF（甚高频）和UHF（特高频）频段，主要原因为：⑴VHF/UHF频段较适合移动通信，其传播范围在视距范围内。⑵天线较短便于携带和移动。⑶抗干扰能力强目前,大容量移动通信系统均使用800MHz频段(CDMA),900MHz频段(AMPS、TACS、GSM),并开始使用1800MHz频段(GSM1800),用于微蜂窝(Microcell)系统中。来自移动通信系统中的多址方式多址方式的基本类型有频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)。实际中也常用到三种基本多址方式的混合多址方式，比如，频分多址/时分多址(FDMA/TDMA)、频分多址/码分多址(FDMA/CDMA)、时分多址/码分多址(TDMA/CDMA)等等。来自中国最大的资料库下载频分多址(FDMA)——在频域中一个相对窄带信道里，信号功率被集中起来传输，不同信号被分配到不同频率的信道里，发往和来自邻近信道的干扰用带通滤波器限制，这样在规定的窄带里只能通过有用信号的能量，而任何其它频率的信号被排斥在外。——代表蜂窝系统有北美的AMPS和英国的TACS。来自中国最大的资料库下载时分多址(TDMA)——就是一个信道由一连串周期性的时隙构成。不同信号的能量被分配到不同的时隙里，利用定时选通来限制邻近信道的干扰，从而只让在规定时隙中有用的信号能量通过。——代表蜂窝系统有北美的DAMPS和欧洲的GSM。来自中国最大的资料库下载码分多址(CDMA)——就是每一个信号被分配一个伪随机二进制序列进行扩频，不同信号的能量被分配到不同的伪随机序列里。在接收机里，信号用相关器加以分离，这种相关器只接收选定的二进制序列并压缩其频谱，凡不符合该用户二进制序列的信号就不被压缩带宽。结果只有有用信号的信息才被识别和提取出来。——代表蜂窝系统有北美的QCDMA和欧洲爱立信的BCDMA。来自移动通信系统中不同多址方式的频谱效率FDMA系统：频谱效率取决于每赫兹带宽信息比特率和频率复用系数。如AMPS系统，信道带宽为30KHz，即每30KHz为一条话路，为提供可靠的通话质量，载干比（C/I)需要18dB或更高，这个C/I值载频率复用系数为1/7时才能达到，也就是说每个小区必须占用210KHz的频谱才有一条话路。如果减小小区面积，虽然能增加话路容量，但是设备费用增加，且基站间的切换次数增加，将导致容易掉话和加重交换机的负担。来自中国最大的资料库下载TDMA系统：频谱效率与FDMA系统的计算基本相同。对于DAMPS系统，每个小区必须占用70KHz才能有一条话路，也就是说其容量是AMPS系统的三倍来自