移动通信-第1章-概论

移动通信的传输方式2所谓单工通信是指通信双方交替进行收信和发信的通信方式,发送时不接收,接收时不发送。单工通信常用于点到点的通信,如图所示。根据收发频率的异同,单工通信可分为同频单工和异频单工。单工通信发射机接收机送、受话器f1(f1)f1(f2)基站发射机接收机送、受话器f1(f1)f1(f2)移动台3双工通信发射机接收机f1基站送话器受话器f2发射机接收机f1移动台送话器受话器f2双工器f1f2双工通信的特点是:同普通有线电话很相似,使用方便。其缺点是:在使用过程中,不管是否发话,发射机总是工作的,故电能消耗很大,这对以电池为能源的移动台是很不利的。针对此问题的解决办法是:要求移动台接收机始终保持在工作状态,而令发射机仅在发话时才工作。这样构成的系统称为准双工系统,也可以和双工系统兼容。这种准双工系统目前在移动通信系统中获得了广泛的应用。4半双工通信是介于单工通信和全双工通信之间的一种通信方式。其中,移动台的工作情况与单工通信时相似:采用“按-讲”方式,即按下按讲开关,发射机才工作,而接收机总是在工作。基站的工作情况与全双工通信时相似,只是可以采用双工器,使收发信机共用一副天线。半双工通信的特点是:设备简单，功耗小，克服了单工通信断断续续的现象,但操作仍不太方便。所以半双工方式主要用于专业移动通信系统中,如汽车调度等。半双工通信移动通信系统的分类6据CCIR的建议,无线寻呼系统可定义为一种非语言单向告警个人选择呼叫系统。即通过此系统,通信的一方借助于市话电话机能够向特定的寻呼接收机持有者传递一些简单的个人信息。在无线寻呼系统中应用的寻呼接收机称为袖珍铃,俗称“BB机”。当接收到信息时,袖珍铃以告警的形式通知其持有者。告警方式包括声音、视觉、振动或是这几种方式的结合。每个袖珍机都有其特定的“地址编码”,只有真正发送给它的信息,持有者才能接收到;同样,只有知道了特定的“地址编码”,才能向特定的袖珍机发送信息。无线寻呼系统7无线寻呼系统公用电话网BB机BB机发射台发射台(88-12345)控制中心及主发射台BB机电话A电话B8集群移动通信系统集群移动通信系统也称大区制移动通信系统。CCIR最初称之为TrunkingSystem(中继系统),为了避免与无线中继系统混淆,后又改称集群系统。集群系统是一种高级移动调度系统,是指挥调度最重要和最有效的通信方式之一,代表着专用移动通信网的发展方向。CCIR对它的定义为“系统所具有的全部可用信道可为系统的全体用户共用”。即系统内的任一用户想要和系统内另一用户通话,只要有空闲信道,就可以在中心控制台的控制下,利用空闲信道沟通联络,进行通话。从某种意义上讲,集群通话系统是一个自动共享若干个信道的多信道中继(转发)通信系统。它与普通多信道共用的通信系统并无本质的区别,只是更适用于对指挥调度功能要求较高的专门部门或企事业单位。其特点是:资源共享、费用分担、服务优良、效率高、造价低。9陆地蜂窝移动通信系统陆地蜂窝移动通信系统也称小区制移动通信系统,在移动通信中处于统治地位,是目前应用最广泛、用户数量最多、与人们日常生活最紧密的移动通信系统。陆地蜂窝移动通信系统的特点是把整个大范围的无线服务区划分成许多小区,每个小区设置一个基站,负责本小区各个移动台的联络与控制,各个基站通过移动业务交换中心相互联系,并与市话局连接。陆地蜂窝移动通信系统利用超短波电波传播距离有限的特性及蜂窝状结构,可有效实现信道复用,在提高频率利用率的同时,可保证通信的质量。10陆地蜂窝移动通信系统•小区是采用基站识别码(BSIC)或全球小区识别码(CGIC)进行标识的无线覆盖区域。在采用全向天线结构的模拟网中,小区即为基站区;在采用120°角天线结构的GSM数字蜂窝移动网中,小区是每个120°角的天线所覆盖的正六边形区域的三分之一。•基站区指的是一个基站所覆盖的区域。一个基站区可包含一个或多个小区,故不是所有的小区都设有一个专有的基站,但必须为一个特定的基站所覆盖。•位置区指的是一个移动台可以自动移动而不必重新“登记”其位置(位置更新)的区域,一个位置区由一个或若干个小区(或基站区)组成。要想向一个位置区中的某个移动台发出呼叫,可以在这个位置区中向所有基站同时发出寻呼信号。11陆地蜂窝移动通信系统•移动业务交换中心简称MSC,一个MSC区指的是由一个MSC覆盖的区域。一个MSC区可由若干个位置区组成。•PLMN(PublicLandMobileNetwork)是公用陆地移动网的简称,即陆地蜂窝移动通信系统。在该系统内具有共同的编号制度(比如相同的国内地区号)和共同的路由计划。例如,整个天津市的移动通信网就是一个PLMN。一个PLMN可以由若干个MSC组成。MSC构成固定网与PLMN移动网之间的功能接口,用于呼叫接续等。•业务区指的是由一个或多个移动通信网所组成的区域。只要移动台在业务区中,就可以被另一个网络的用户找到,而该用户也无需知道这个移动台在该区内的具体位置。这里的另一个网络可以是另一个PLMN、PSTN(市话网)或ISDN(综合业务数字网)。一个业务区可由若干个PLMN组成,也可由一个或若干个国家组成,也可能是一个国家的一部分。12陆地蜂窝移动通信系统•PLMN(PublicLandMobileNetwork)是公用陆地移动网的简称,即陆地蜂窝移动通信系统。在该系统内具有共同的编号制度(比如相同的国内地区号)和共同的路由计划。例如,整个天津市的移动通信网就是一个PLMN。一个PLMN可以由若干个MSC组成。MSC构成固定网与PLMN移动网之间的功能接口,用于呼叫接续等。•业务区指的是由一个或多个移动通信网所组成的区域。只要移动台在业务区中,就可以被另一个网络的用户找到,而该用户也无需知道这个移动台在该区内的具体位置。这里的另一个网络可以是另一个PLMN、PSTN(市话网)或ISDN(综合业务数字网)。一个业务区可由若干个PLMN组成,也可由一个或若干个国家组成,也可能是一个国家的一部分。13移动卫星通信所谓移动卫星通信是指以通信卫星为中继站,在较大地域及空间范围内实现移动台与固定台、移动台与移动台以及移动台或固定台与公众网用户之间的通信。移动卫星通信是移动通信和卫星通信相结合的产物,兼具卫星通信覆盖面宽和移动通信服务灵活的优点,是实现未来个人移动通信系统和真正的信息高速公路的重要手段之一。14移动卫星通信海上移动体空中移动体陆地移动体手机基站控制中心关口站建筑物PSTN卫星15移动通信系统组成移动通信系统主要由移动台(MS,MobileStation)、基地站(BS,BaseStation)、移动业务交换中心(MSC,MobileTelephoneSwitchingCenterorMobileServicesSwitchingCenter)及传输线四个部分组成市话局移动业务交换中心有线BSBS基地站(BS)有线或无线无线小区中继线移动台(MS)公用市话网(PSTN)公用移动网(PLMN)(MSC)16移动通信系统组成•移动台有便携式、手提式、车载式三种。所以说移动台不单指手机,手机只是一种便携式的移动台。•基地站是以多信道共用方式在移动通信中提供通信服务的关键设备,其中主要由收发信道盘等组成。•移动业务交换中心除具有一般市话交换机的功能之外,还有移动业务所需处理的越区切换、漫游等处理功能。•传输线部分主要是指连接各设备之间的中继线。目前MSC到BS之间的传输主要采用小微波及光缆等方式。移动通信系统的特点18电波传播条件复杂在移动通信系统(特别是陆地移动通信系统)中,由于移动台可能在各种环境中不断运动,建筑群或障碍物对其的影响不断变化,电磁波在传播时会产生反射、折射、绕射等现象,由此会产生多径干扰、信号传播延迟和展宽及多卜勒等效应,从而导致接收信号的强度和相位随时间、地点而不断变化。只有充分研究电波传播的规律,才能进行合理的系统设计。19电波传播条件复杂•所谓多卜勒效应指的是当移动台(MS)具有一定速度v的时候,基站(BS)接收到移动台的载波频率将随v的不同,产生不同的频移。反之也如此。移动产生的多卜勒频率为cosvfa式中,v为移动体速度,λ为工作波长,θ为电波入射角(如图1-14所示)。此式表明,移动速度越快,入射角越小,则多卜勒效应就越严重。20电波传播条件复杂21噪声和干扰严重通信质量的好坏与外部的噪声及干扰有关。噪声的主要来源是人为噪声,如来源于城市环境中交通工具的噪声,房屋装修过程中的噪声及各种的工业噪声。干扰的主要来源有由设备中器件的非线性特性引起的互调干扰,由移动台“远近效应”引起的邻道干扰及同频复用所引起的同频干扰等。因此,在系统设计时,应根据具体情况,采取相应的抗干扰和噪声的措施22频带利用率要求高移动通信,特别是陆地移动通信的用户数量很大,为了缓和用户数量大与可利用的频率资源有限的矛盾,除了开发新频段之外,还要采取各种措施以图更加有效地利用频率资源,如压缩频带、缩小波道间隔、多波道共用等,即采用频谱和无限频道有效利用技术。23移动台的移动性强由于移动台的移动是在广大区域内的不规则运动,而且大部分的移动台都会有关闭不用的时候,它与通信系统中的交换中心没有固定的联系,因此,要实现通信并保证质量,移动通信必须是无线通信或无线通信与有线通信的结合,而且必须要发展自己的跟踪、交换技术,如位置登记技术、波道切换技术、漫游技术等。24通信设备的性能要好不同的移动通信系统有不同的特点,这也是对通信设备性能要求的依据。在陆地移动通信系统中,要求移动台体积小、重量轻、功耗低、操作方便。同时,在有振动和高、低温等恶劣的环境条件下,要求移动台依然能够稳定、可靠地工作。移动通信的频谱安排26频率资源简介27我国蜂窝移动通信系统的频率系统或使用部门上行频率/MHz下行频率/MHz中国联通CDMA825~835870~880中国移动GSM室内分布系统885~890930~935中国移动GSM900890~909935~954中国联通GSM900909~915954~960中国移动DCS18001710~17201805~1815中国联通DCS18001745~17551840~1850