C1 移动通信概论

朱亚平[e-mail]移动通信MobileCommunication2020年6月17日2关于本课程开课目的移动通信发展迅猛对移动通信的发展有总体认识开课原则非理论基础，而是基本概念和技术介绍让同学们初步的了解该领域目标“内容最新，范围最广”2020年6月17日3考试问题期末闭卷考试70%考勤平时作业30%连续多次缺勤，取消考试资格2020年6月17日4教学目标【教学目标】将以现代移动通信系统为背景，主要讲述移动通信的基本概念和典型移动通信系统的基本原理。【教学重点】是移动通信中的基本概念，移动信道的分析，移动通信中的关键相关技术和移动通信系统结构。【教学要求】强调基本概念，内容新、范围广，主要为现有、正在发展和未来技术为主。2020年6月17日5教学参考书还没有一本合适的参考书，因为发展太快庞宝茂，《移动通信》，西安电子科技大学出版社郭梯云等，《移动通信》，西安电子科技大学出版社赵荣黎编著，《数字蜂房移动通信系统》，电子工业出版社蒋同泽著，《现代移动通信系统》，电子工业出版社蔡涛等译，《无线通信原理与应用》，电子工业出版社2020年6月17日6第一章移动通信概论1.移动通信的基本概念2.移动通信的发展历程3.我国移动通信的发展4.移动通信的工作方式5.常见移动通信系统2020年6月17日71移动通信的基本概念基本概念---“动中通”通信双方至少有一方处在移动情况下(或临时静止)的“信息传递和交换”移动通信解决因为人的移动产生的动中通问题终端的移动性手持机、车载台技术融合融合了当代微电子技术、计算机技术、无线通信、有线通信及交换和网络技术业务融合语音、数据、传真、图像和视频等2020年6月17日8移动通信在通信系统中的位置接入网核心网有线接入无线接入卫星接入高空平台蜂窝接入微波接入WLANPAN通信网光纤接入•PON，APON•FTTB/C/H/R混合光纤同轴网CableModemDSL(ADSL,HDSL)2020年6月17日9移动通信的分类按工作方式分类---单工，双工(TDD,FDD)，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---城域网，局域网和个域网按业务类型分类---电话网，数据网，综合业务网，多媒体按服务特性分类---专用网，公用网按使用环境分类---陆地通信，海上通信，空中通信按使用对象分类---民用系统，军用系统2020年6月17日102移动通信的发展历程1897年，马可尼在陆地和一艘拖船上完成无线通信实验，标志无线通信的开始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域公用电话网自动拨号连接。1974年，美国Bell实验室提出蜂窝移动通信的概念2020年6月17日11蜂窝移动通信的发展历程蜂窝式移动通信，从正式进入商用，至今只有近40年历史，从发展历程上看，每10年就更新一代1980s，第一代移动通信系统（模拟），1983美国的AMPS，1980北欧的NMT，1979日本的HCMTS，1985英国的TACS（质量差，标准不统一）1990s，第二代移动通信系统（数字），1992年商用的欧洲GSM，1993日本提出的PDC，1993美国提出的IS-95（带宽有限，标准不统一）2000s，第三代移动通信（多媒体），ITU提出的IMT-2000目标是全球统一。WCDMA，CDMA2000，TDS-CDMA（无线传输技术和核心网制式未统一）2020年6月17日12蜂窝移动通信的发展过程1970's1980's1990's2000's第一代(AMPS为例)第二代(以GSM为例)第三代(IMT2000)第四代提出方案制定标准商业运营提出方案制定标准商业运营提出方案制定标准商业运营提出方案2020年6月17日132.1第一代移动通信系统2020年6月17日14第一代移动通信系统特点蜂窝小区系统设计---频率复用解决大容量需求与有限频谱资源的矛盾模拟系统---语音信号FM传输FDMA2020年6月17日152.2第二代移动通信系统GSMIS-54PDCIS-95引入年代1990199119931993使用频谱(MHz)890～915(反向)935～960(前向)824～849(反向)869～894(前向)810～830(反向)1429～1453(反向)940～960(前向)1477～1501(前向)824～849(反向)869～894(前向)调制方式GMSK(BT=0.3)p/4DQPSKp/4DQPSKOQPSK(反向)QPSK(前向)成形滤波器高斯开方升余弦开方升余弦开方升余弦载波带宽200kHz30kHz25kHz1250kHz信道数据速率270.8kbps48.6kbps42kbps1228.8kbps语音编码方式RELP-LTPVSELPVSELPQCELP语音编码速率13kbps8kbps6.7kbps8kbps信道编码CRC+卷积码(r=1/2，K=5)CRC+卷积码(r=1/2，K=6)CRC+卷积码CRC+卷积码(r=1/3，K=9反向)(r=1/2，K=9前向)均衡器类型自适应自适应自适应2020年6月17日16第二代移动通信系统特点微蜂窝小区结构更优的空分复用，提高用户数量数字化技术---语音信号数字化新的调制方式，GMSK，QPSK等TDMA，CDMA频谱利用率高，系统容量大能提供多种业务服务，提高通信系统的通用性抗噪声、抗干扰和抗多径衰落能力强能实现更有效、灵活的网络管理和控制便于实现通信安全保密可降低设备成本和减小用户手机的体积和重量2020年6月17日172.3第三代移动通信系统两种宽带CDMA技术的主要区别WCDMAcdma-2000最小带宽5MHz1.25MHz的1,3,6,9,11倍采用技术类型单载波的宽带直接序列扩频DS多载波(MC)码片速率3.84Mcps1.2288Mcps的1,3,6,9,11倍基站间同步异步(不需GPS)同步(需GPS)下行信道导频采用连续导频附加导频符号与业务数据流时分复用(TM)，采用独立的连续导频，业务码道共用(CM)帧长10ms20ms话音编码固定速率可变速率功率控制速度16008002020年6月17日18第三代移动通信系统特点微蜂窝结构宽带CDMA技术调制方式，QPSK/自适应调制FDMA/TDMA/CDMA电路交换分组交换从媒体(media)多媒体(Multi-media)2020年6月17日193我国移动通信的发展始于1987年，上海，900M，TACS1994年，广东，第一个GSM网1996年，广东，CDMA实验网2002年，我国GSM成为世界第一大移动网2001年8月，模拟网停止运营3G之前，我国拥有3大蜂窝移动通信网2008-2009年，3G商用2020年6月17日20中国无线寻呼22256110331739253630003600471705001000150020002500300035004000450050001992199419961998无线寻呼(万户)2020年6月17日21中国蜂窝移动电话18641573166751322.923564300700001,0002,0003,0004,0005,0006,0007,000199219941996199820001992199319941995199619971998199920002020年6月17日22模拟与数字移动电话010203040506070199519961997199819992000总用户数（百万）模拟用户数字用户2020年6月17日233.1我国电信运营商电信运营商：是指提供固定电话、移动电话和互联网接入的通信服务公司。我过原六大电信运营商：中国电信，中国网通，中国移动，中国联通，中国铁通，中国卫通为了合理配置电信网络资源，2008年5月，工业和信息化部，国家发改委等发布《关于深化电信体制改革的通告》，对6家基础电信运营企业进行重组。2020年6月17日24我国电信运营商现在中国三大电信运营商：中国电信，中国移动，中国联通中国网通与中国联通G网合并为中国联合网络通信集团有限公司，简称中国联通中国电信收购了原中国联通的C网及原中国卫通的基础电信业务中国铁通并入中国移动，中国卫通则并入中国航天科技集团。2020年6月17日253.2我国3G牌照中国发放的3G牌照中国移动：TD-SCDMA（中国）中国联通：WCDMA（欧洲版）中国电信：CDMA2000（美国版）2020年6月17日263G标准3G的标准CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA、WiMAXWiMAX：全球微波接入互操作(WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess)，又称为802·16无线城域网，是一种为企业和家庭用户提供“最后一英里”的宽带无线城域网连接方案。2007年10月国际电信联盟经过多数国家投票通过其为第四个3G标准。2020年6月17日273.3我国3G的运营中国移动的3G运营试商用时间：2008年4月1日中国自主研发的3G标准提供的业务：可视电话、可视电话补充业务、视频留言、视频会议、多媒体彩铃、数据上网等。中国移动3G专属号段：187、188中国移动用户不用换手机号，不用换SIM卡，直接升级3G计划2-3年内总投资1100亿元2020年6月17日28我国3G的运营中国联通的3G运营试商用时间：2009年5月17日至9月30日WCDMA标准是国际上应用最广泛，占据全球80%以上市场份额提供的业务包括可视电话、无线上网、手机上网、手机电视、手机音乐多种信息服务中国联通3G专属号段：185、186中国联通计划年总投资（2G+3G）1000亿元，2G和3G投资分配大约为4：6。2020年6月17日29我国3G的运营中国电信的3G运营放号时间：2009年4月6日提供的业务：无限带宽、手机影视、爱音乐、天翼LIVE、189邮箱、综合办公、全球眼、天翼对讲中国电信3G专属号段180、189、133、153计划3年内投资800亿元2020年6月17日304移动通信的工作方式在移动通信中，按照无线通信的使用频率和信息传输方式，无线电路工作方式分为：单工制（同频单工）：移动台之间可直接通话，不需要基站转接，不需要天线公用装置，设备简单，耗电少，但：干扰较强，操作不方便半双工（异频单工）：收发信机在不同频率使用按键进行通话全双工制：通信双方收发信机同时工作，有频分双工和时分双工两种2020年6月17日315常见的移动通信系统蜂窝移动电话（PLMN）---车载、手持机无绳电话(WUTS)---家用、公共无线接入点集群通信(TMRS)---警察、出租车调度卫星移动通信(SMCS)---“铱”、全球星无线局域网(WLAN)---LMDS，802.11，蓝牙本课程的重点为：蜂窝移动通信系统2020年6月17日32小结介绍移动通信的基本概念和发展历史介绍我国移动通信的发展