移动通信-1概述-李兆玉

2013.3《移动通信》李兆玉1-1移动通信通信学院·通信理论教研中心2013.3《移动通信》李兆玉1-2MOVINGwrongRightWhereareyou?Here,comeon!移动通信课程背景移动通信与我们有何联系？2013.3《移动通信》李兆玉1-3工作电子电路通信原理C语言交换原理移动通信具体、多变的各种实际技术电路分析信号系统传输原理高等数学线性代数微机原理统计与概率随机过程单片机数学电子基础通信基础工具外语、计算机通信工程专业支撑数字电路素养通信网课程体系2013.3《移动通信》李兆玉1-4通过考试，拿到学分（最终目标）能应付即将找工作面试时可能遇到的专业知识（目标中的附加值）网络如何找到移动中的“我”（好奇）短信如何实现收发？（兴趣）……如何达到不同层次的目标？课程目标2013.3《移动通信》李兆玉1-5课程结构GSM移动通信系统WCDMA移动通信系统cdma2000移动通信系统概论移动信道特性抗衰落技术LTE移动通信系统2013.3《移动通信》李兆玉1-6学时：56学时理论选用教材：自编讲义参考教材：《移动通信》，李建东等，西安电子科技大学出版社作业上交：每章一次作业（上课之前交）课堂纪律：认真听课，积极响应。考试方式：闭卷/半开卷（平时成绩占30%，期末70%。60分及格）。关于答疑：电话、短信、e-Mail、预约等方式关于课程2013.3《移动通信》李兆玉1-7第一章概论1.1移动通信的特点1.2常用移动通信系统1.3公共陆地移动通信的发展路程1.4移动通信系统频段的使用1.5移动通信基本技术2013.3《移动通信》李兆玉1-81.1移动通信特点移动通信？“动中通”移动通信就是通信双方至少有一方是处于运动中进行信息交换的通信方式。终端的移动性（特定的“终端号码”、手持机、车载台）个人的移动性（特定的“个人号码”，SIM卡方式支持的业务）2013.3《移动通信》李兆玉1-91.移动通信必须利用无线电波进行信息传输弥散损耗阴影效应多径效应多卜勒效应无线电发射塔蜂窝电话直射波反射波反射波电波入射V2013.3《移动通信》李兆玉1-102.移动通信是在复杂的干扰环境中运行的。外部干扰。天电干扰、工业干扰和信道噪声系统间的干扰。邻道干扰、互调干扰、共道干扰、多址干扰和远近效应抗干扰技术。扩频技术、信道编码与交织技术、信道均衡技术、分集技术、信道估计技术、信号检测技术和智能天线技术2013.3《移动通信》李兆玉1-113.移动通信业务量的需求与日俱增，而频率资源非常有限。移动通信业务一般只能工作在3GHz以下的频段。全球移动用户数已达到60亿，还在高速增长。丰富多彩的移动通信业务需要更大的带宽。为了解决这一矛盾，除了开辟新的频段、缩小频道间隔之外，研究各种有效利用频率技术和新的体制。2013.3《移动通信》李兆玉1-124.移动通信系统的网络结构多种多样，网络管理和控制必须有效。网络：小容量大区制和大容量小区制控制：用户过境切换和漫游2013.3《移动通信》李兆玉1-135.移动通信设备必须适于在移动环境中满足多种应用要求。体积小、重量轻、省电、操作简单、携带方便WindowsmobileiPhoneOSOPhoneOSSymbian（塞班）android（安卓）Linux黑莓操作系统2013.3《移动通信》李兆玉1-14第一章概论1.1移动通信的特点1.2常用移动通信系统1.3公共陆地移动通信的发展路程1.4移动通信系统频段的使用1.5移动通信基本技术2013.3《移动通信》李兆玉1-151.公共陆地移动通信网络（PLMN）公共陆地移动通信系统是移动通信中最大和最主要的网络系统，世界各国都建立了PLMN，PLMN可实现不同容量、质量、数据速率和业务等要求的语音、数据和移动通信网络系统，可实现跨区、跨国乃至全球的漫游业务和网络管理。1.2常用移动通信系统2013.3《移动通信》李兆玉1-161.2常用移动通信系统IPPSTNBSBSBSBSBSBSCBSCMSMSCVLR/HLRNMMC2013.3《移动通信》李兆玉1-171.2常用移动通信系统MS基站子系统MSTEBTSBSCBTSBSCVLRMSCHLREIRAUCPSTNISDNPDNOMC网络子系统2013.3《移动通信》李兆玉1-181.2常用移动通信系统2013.3《移动通信》李兆玉1-192.集群系统（专网）集群系统是一种专用高级移动调度系统，由控制中心、基站、调度台、移动台组成。集群通信应用方向：•公安系统----公安指挥调度•水利系统----汛期专用•交通系统----运输管理、出租车调度•电力系统----数传、指挥系统•铁路系统----铁道移动调度、售票网等1.2常用移动通信系统2013.3《移动通信》李兆玉1-201.2常用移动通信系统3.无绳电话系统无绳电话是指用无线信道代替普通电话线，在限定的业务区内自由移动的无线电话系统。4.无线寻呼系统无线寻呼系统1984年进入我国，现已被淘汰特点：便宜2013.3《移动通信》李兆玉1-211.2常用移动通信系统5.卫星通信系统卫星通信系统覆盖广、通信距离远手机笨重，手机价格与通话费用高6.分组无线网分组无线网是一种利用无线信道进行分组交换的通信网络•无线局域网(WirelessLAN)是90年代计算机网络与无线通信技术相结合的产物。2013.3《移动通信》李兆玉1-22第一章概论1.1移动通信的特点1.2常用移动通信系统1.3公共陆地移动通信的发展路程1.4移动通信系统频段的使用1.5移动通信基本技术2013.3《移动通信》李兆玉1-231864年麦克斯韦从理论上证明了电磁波的存在1897年M.G.马可尼在固定站与一艘拖船之间完成了一项无线通信试验，揭开了移动通信历史的序幕。1928年，美国警用车辆的车载无线电系统，标志移动通信开始。1946年，Bell实验室在圣路易斯建立第一个公用汽车电话网。1960s，实现无线频道自动选择并能自动接续到公用电话网。2013.3《移动通信》李兆玉1-24关键性的突破:1946年AT&T第一个推出移动电话。1970s，高度可靠的、小型化的晶体电路的发展。1973年，马丁库帕发明了手机，俗称“大哥大”。1974年，美国Bell实验室提出蜂窝移动通信的概念，使移动通信走向商用。2013.3《移动通信》李兆玉1-251G(1980s)AMPSTACSNMSOthers2G(1992-2000)CDMAIS95GSMPDC2.5G(2000-2004)CDMA20001xGPRSEGPRS3G/3.5G(2004-至今)TD-SCDMAWCDMAHSDPAHSUPACDMA20001XEVDORev.0EVDORev.AWimax语音业务语音业务宽带业务数据业务模拟技术数字技术2013.3《移动通信》李兆玉1-26第一代移动通信特点模拟（蜂窝）仅限语音通信仅为宏小区主要用于户外覆盖无法长途漫游保密性差、通话质量差主要接入技术：FDMA以企业用户为中心主要代表：AMPS(美国)、TACS(欧洲)2013.3《移动通信》李兆玉1-27第二代移动通信特点数字（双模、双频）语音和数据通信宏/微小区户内/户外覆盖保密性好、容量大主要接入技术：TDMA数据速率：9.6k~32Kbps主要标准：GSM(欧洲)，IS-95(Qualcom)2013.3《移动通信》李兆玉1-282.5代移动通信第二代提供的以话音为主的业务无法满足人们的需求。在第二代移动通信基础上，通过增加网络和数据业务的协议，研发出来适用于数据通信的移动系统。典型：GPRS，CDMA20001x缺点：基于第二代系统，先天不足，无法从根本上提高系统容量和频谱效率。2013.3《移动通信》李兆玉1-29第三代移动通信，IMT-2000InternationalMobileTelecommunication2000IMT-2000的名称为第三代移动通信系统制定了总目标：工作在2000MHz频段在2000年左右商用2013.3《移动通信》李兆玉1-30第三代移动通信系统3大标准WCDMA(欧洲、日本)cdma2000(北美)TD-SCDMA(中国)2013.3《移动通信》李兆玉1-312013.3《移动通信》李兆玉1-32第三代移动通信特点频谱利用率高服务质量好高速传输支持多媒体业务室内环境至少2Mbps步行环境至少384kbps车速环境至少144kbps传输速率按需分配支持上、下行链路的不对称需求易于从第二代系统过渡支持全球无缝漫游1-33移动通信原理-1通信网络与技术教研中心李兆玉2019/8/16图1-4WCDMA和TD-SCDMA增强和演进的路线示意图GSM/GPRSHSDPAR5R6WCDMAR99R4HSUPAR7LTE（E3G）SIWIEDGE2.5G2.75G3G3.5G2000~20012000~2006+2005.6~2006+2005.3~2006.72005.7~2007.7B3GIMT-AdvancedTD-SCMAR4HSDPA/HSUPAR6LTE(E3G)TDD20012005~20082006~201019991991~1997cdma2000Release0cdma2000ReleaseBcdma2000ReleaseAcdma2000ReleaseCAIE（E3G）1xEV-DV2000.42002.52004.3B3GIMT-Advanced1xEV-DO1xEV-DOReleaseAcdma2000ReleaseD2000.102004.42005.3~2007.42000.31999.7图1-5cdma2000增强和演进的路线示意图2013.3《移动通信》李兆玉1-343G新演进3G技术面临市场的压力来自WiMAX技术的竞争延长3G生命期，保证3G许可证费用的回收增强型3G技术、S3G、3.9G、E3G引入先进的、全新的无线技术数据传输速率提高一个数量级3GPP/3GPP2全面启动了新一代3G技术的研究2007年中完成标准的制定2010年左右商用2013.3《移动通信》李兆玉1-353GPPLTE3GPPLTE（LongTermEvolution），可认为是3.9G，面对WiMax等的竞争压力，LTE计划确保十年以上的持续的竞争能力。LTE的主要系统目标如下：明显提高峰值速率:在20MHz下行频谱内瞬时下行峰值速率可达100Mbit/s(即5bit/s/Hz)在20MHz上行频谱内瞬时上行峰值速率可达50Mbit/s(即2.5bit/s/Hz)2013.3《移动通信》李兆玉1-364G名称：IMT-Advanced2006年，ITU-R正式将B3G/4G技术命名为IMT-Advanced技术。实现更高的数据速率和更大的系统容量，其目标峰值速率为：低速移动、热点覆盖场景下1Gbit/s以上；高速移动、广域覆盖场景下100Mbit/s以上。采用正交频分复用（OFDM）技术、智能天线技术、发射分集技术、联合检测技术相结合的方式来实现高速数据传输的目的。2013.3《移动通信》李兆玉1-37第一章概论1.1移动通信的特点1.2常用移动通信系统1.3公共陆地移动通信的发展路程1.4移动通信系统频段的使用1.5移动通信基本技术2013.3《移动通信》李兆玉1-38频率是宝贵的资源，为了有效使用有限频率资源，对频率的分配和使用必须服从国际标准化组织和国内有关部门的统一管理，否则将会造成互相干扰或频率资源的浪费。确定移动通信工作频段主要考虑几个因素：①电波的传播特性；②环境噪声及干扰情况；③服务区域范围、地形和障碍物尺寸；④设备小型化；⑤与已开发频段的协调和兼容性。1.4移动通信系统频段的使用2013.3《移动