移動(dòng)通信(第四版)第11章 個(gè)人通信

1、華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 第第10章章 個(gè)人通信個(gè)人通信 n10.1 個(gè)人通信概述個(gè)人通信概述 n10.2 關(guān)于個(gè)人通信的國際標(biāo)準(zhǔn)和關(guān)于個(gè)人通信的國際標(biāo)準(zhǔn)和 研究進(jìn)展研究進(jìn)展 n10.3 未來移動(dòng)通信中的關(guān)鍵技術(shù)未來移動(dòng)通信中的關(guān)鍵技術(shù) n思考題與習(xí)題思考題與習(xí)題 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 10.1 個(gè)人通信概述個(gè)人通信概述 n移動(dòng)通信從產(chǎn)生到現(xiàn)在的歷史并不長，移動(dòng)通信從產(chǎn)生到現(xiàn)在的歷史并不長， 然然 而其發(fā)展速度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人們的預(yù)料。而其發(fā)展速度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人們的預(yù)料。 尤其是最近十幾年來，尤其是最近十幾年來， 隨著微電子技術(shù)、隨著微電子技術(shù)、 計(jì)算機(jī)和軟件工程的發(fā)展，計(jì)算機(jī)和軟件工程的發(fā)

2、展， 移動(dòng)通信設(shè)備移動(dòng)通信設(shè)備 在質(zhì)量、在質(zhì)量、 使用方便和可靠性等方面的發(fā)展使用方便和可靠性等方面的發(fā)展 日新月異。日新月異。 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 n縱觀移動(dòng)通信的發(fā)展歷程，當(dāng)代移動(dòng)通縱觀移動(dòng)通信的發(fā)展歷程，當(dāng)代移動(dòng)通 信可分為四個(gè)階段：信可分為四個(gè)階段： n（1） 第一代移動(dòng)通信以模擬調(diào)頻、頻第一代移動(dòng)通信以模擬調(diào)頻、頻 分多址為主體技術(shù)。分多址為主體技術(shù)。 n包括以蜂窩網(wǎng)系統(tǒng)為代表的公用移動(dòng)通包括以蜂窩網(wǎng)系統(tǒng)為代表的公用移動(dòng)通 信系統(tǒng)、以集群系統(tǒng)為代表的專用移動(dòng)信系統(tǒng)、以集群系統(tǒng)為代表的專用移動(dòng) 通信系統(tǒng)以及無繩電話通信系統(tǒng)以及無繩電話, 主要向用戶提供主要向用戶提供 模擬話音業(yè)務(wù)

3、。模擬話音業(yè)務(wù)。 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 n(2) 第二代移動(dòng)通信以數(shù)字傳輸、第二代移動(dòng)通信以數(shù)字傳輸、 時(shí)分時(shí)分 多址或碼分多址為主體技術(shù)。多址或碼分多址為主體技術(shù)。 n簡稱數(shù)字移動(dòng)通信，簡稱數(shù)字移動(dòng)通信， 包括數(shù)字蜂窩系統(tǒng)、包括數(shù)字蜂窩系統(tǒng)、 數(shù)字無繩電話系統(tǒng)和數(shù)字集群系統(tǒng)等，數(shù)字無繩電話系統(tǒng)和數(shù)字集群系統(tǒng)等， 主要向用戶提供數(shù)字話音業(yè)務(wù)和低速數(shù)主要向用戶提供數(shù)字話音業(yè)務(wù)和低速數(shù) 據(jù)業(yè)務(wù)。據(jù)業(yè)務(wù)。 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 12-13-1999 molex liao P12 GSM特點(diǎn)特點(diǎn): 1.通話品質(zhì)良好通話品質(zhì)良好 2.通訊保密性佳通訊保密性佳 3.通信容量大通信容量大 4.較易與

4、較易與ISDN,PSTN 等網(wǎng)路相互聯(lián)結(jié)等網(wǎng)路相互聯(lián)結(jié) 5.能提供的服務(wù)業(yè)務(wù)較好能提供的服務(wù)業(yè)務(wù)較好 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 12-13-1999 molex liao P13 CDMA 特點(diǎn)特點(diǎn) : 1.隱密性隱密性 Random coding 傳播訊號傳播訊號.4x1012 之組合之組合. 2. Soft hand off BS 使用的頻率相同使用的頻率相同,不用切換頻率不用切換頻率. 3.可變速率自動(dòng)語音合成器可變速率自動(dòng)語音合成器 Data rate 有有 2 種速率種速率,0.88.55Kbps ,1.013.3Kbps. 4.功率控制功率控制 Open loop,Close lo

5、op 功率控制功率控制. 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 n(3) 第三代第三代(3G)移動(dòng)通信以移動(dòng)通信以CDMA為主要為主要 技術(shù)，向用戶提供技術(shù)，向用戶提供2 Mb/s到到10 Mb/s的的 多媒體業(yè)務(wù)。多媒體業(yè)務(wù)。 n (4) 超（后）三代（超（后）三代（B3G）或第四代）或第四代(4G) 移動(dòng)通信的研究和開發(fā)，采用移動(dòng)通信的研究和開發(fā)，采用OFDM和和 多天線等新技術(shù)，將向用戶提供多天線等新技術(shù)，將向用戶提供100 Mb/s甚至甚至1 Gb/s的數(shù)據(jù)速率。的數(shù)據(jù)速率。 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 n第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的基本特征第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的基本特征 n信息傳輸速率更快 n帶寬更寬 n容

6、量更大 n智能性更高 n兼容性更強(qiáng) n多媒體通信質(zhì)量更高 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 n超（后）三代（超（后）三代（B3G）或第四代）或第四代(4G)移動(dòng)移動(dòng) 通信的研究和開發(fā)通信的研究和開發(fā) n第三代移動(dòng)通信已經(jīng)開始商用，第三代移動(dòng)通信已經(jīng)開始商用， 2003年年 底全球已發(fā)放底全球已發(fā)放120個(gè)個(gè)IMT-2000的運(yùn)行牌照。的運(yùn)行牌照。 僅以日本為例，僅以日本為例， 第三代移動(dòng)通信第三代移動(dòng)通信2001年年 10月開始商用（月開始商用（WCDMA技術(shù)），技術(shù)）， 2004 年年3月已有月已有300萬用戶，萬用戶， 網(wǎng)絡(luò)已覆蓋網(wǎng)絡(luò)已覆蓋99% 以上的地區(qū)。以上的地區(qū)。 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院

7、 n在第三代（在第三代（3G）移動(dòng)通信開始商用后，）移動(dòng)通信開始商用后， 大家大家 就開始考慮今后該如何發(fā)展，就開始考慮今后該如何發(fā)展， 即開始了超即開始了超 （后）三代（后）三代（B3G）或第四代）或第四代(4G)移動(dòng)通信的移動(dòng)通信的 研究和開發(fā)。研究和開發(fā)。 n今后的發(fā)展分為兩個(gè)思路：今后的發(fā)展分為兩個(gè)思路： 一是對現(xiàn)有一是對現(xiàn)有3G標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)的增強(qiáng)，準(zhǔn)的增強(qiáng)， 以滿足未來用戶的需求；以滿足未來用戶的需求； 二是研二是研 制全新的標(biāo)準(zhǔn)。制全新的標(biāo)準(zhǔn)。 n 第一種思路可以稱為第一種思路可以稱為3G的演進(jìn)，的演進(jìn)， 如如3GPP提提 出了高速下行分組接入（出了高速下行分組接入（HSDPA），），

8、 其數(shù)據(jù)其數(shù)據(jù) 率可以達(dá)到率可以達(dá)到10.8 Mb/s； 3GPP2提出了提出了 1xEV-DV， 其速率可以達(dá)到其速率可以達(dá)到5.4 Mb/s。 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 nITU-R對未來系統(tǒng)的發(fā)展的看法包括兩部對未來系統(tǒng)的發(fā)展的看法包括兩部 分：分： n一是一是IMT-2000的未來發(fā)展，的未來發(fā)展， n二是超二是超IMT-2000的系統(tǒng)。的系統(tǒng)。 nIMT-2000將繼續(xù)發(fā)展以支持新的應(yīng)用、將繼續(xù)發(fā)展以支持新的應(yīng)用、 產(chǎn)品和服務(wù)。產(chǎn)品和服務(wù)。 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 nWWRF（Wireless World Research Forum）認(rèn)為未來的系統(tǒng)不可能僅用一個(gè)）認(rèn)為未來的系統(tǒng)不

9、可能僅用一個(gè) 標(biāo)準(zhǔn)來滿足用戶的所有要求，標(biāo)準(zhǔn)來滿足用戶的所有要求， 應(yīng)當(dāng)用一組應(yīng)當(dāng)用一組 標(biāo)準(zhǔn)來滿足完全不同的用戶需求；標(biāo)準(zhǔn)來滿足完全不同的用戶需求； 應(yīng)當(dāng)利應(yīng)當(dāng)利 用多模終端，用多模終端， 在一組可選的空中接口中選在一組可選的空中接口中選 擇一個(gè)最適合給定環(huán)境的空中接口；擇一個(gè)最適合給定環(huán)境的空中接口； 此外，此外， 還要滿足還要滿足100 Mb/s或或1 Gb/s的數(shù)據(jù)速率。的數(shù)據(jù)速率。 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 nIEEE 802下的多個(gè)工作組也在進(jìn)行未來無線通信下的多個(gè)工作組也在進(jìn)行未來無線通信 的標(biāo)準(zhǔn)化工作。的標(biāo)準(zhǔn)化工作。 如如IEEE 802.11n希望下一代希望下一代 WLAN的

10、實(shí)際傳輸速率達(dá)到的實(shí)際傳輸速率達(dá)到100 Mb/s， 完整的完整的 802.11n標(biāo)準(zhǔn)則預(yù)計(jì)在標(biāo)準(zhǔn)則預(yù)計(jì)在2006年年底至年年底至2007年年初年年初 之間問世；之間問世； 2004年年8月底有兩個(gè)組織提交了提案，月底有兩個(gè)組織提交了提案， TGn Sync組織的提案希望傳輸速率能夠達(dá)到組織的提案希望傳輸速率能夠達(dá)到640 Mb/s左右，左右， 而而WWiSE組織的提案最高速率為組織的提案最高速率為 540 Mb/s； 它們都選擇使用了它們都選擇使用了“多重輸入與多重多重輸入與多重 輸出輸出”(MIMO， Multiple Input and Multiple Output)技術(shù)作為規(guī)范的核心

11、。技術(shù)作為規(guī)范的核心。 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 n綜上所述，綜上所述， 我們可用圖我們可用圖10-1來概括移動(dòng)來概括移動(dòng) 和無線通信的發(fā)展進(jìn)程。和無線通信的發(fā)展進(jìn)程。 它包括廣域覆它包括廣域覆 蓋（蓋（Wide Area Coverage）的移動(dòng)通信）的移動(dòng)通信 系統(tǒng)和局域覆蓋系統(tǒng)和局域覆蓋(Local Area Coverage) 的無線局域網(wǎng)。的無線局域網(wǎng)。 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 n圖圖10-1 移動(dòng)通信的發(fā)展進(jìn)程移動(dòng)通信的發(fā)展進(jìn)程 1.25 MHz 54 Mb/s 54 Mb/s 15.2 kb/s 30 kHz GSM(MAP) HSCS GPRSEDGE TDMA(IS-41)

12、 CDPD WCDMA FDD cdma2000 與HL2協(xié)調(diào)的 IEEE 802.11a標(biāo)準(zhǔn) HiperLAN2 IEEE 802.11a PDC/PDC-P CDMA (IS-41) WLAN 802.11b 170 kb/s 473 kb/s 200 kHz 43.2 kb/s 14.4 kb/s 76.8 kb/s本 地 覆 蓋 11 Mb/s 5 MHz 2 Mb/s 307.kb/s 廣 域 覆 蓋 473 kb/s 實(shí)時(shí) IP EDGE Ph.2 GERAN 3 G的演進(jìn) WCDMA TDD WCDMA HSPA 2 Mb/s 變速下行 分組接入 10 Mb/s T-SCDMA

13、2.4 Mb/s 5.4 Mb/s 未來無線 20002001200220032010以后 1xEV DO階段 1xEV -DV階段 1X 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 n 10.1.1 個(gè)人通信的概念個(gè)人通信的概念 n長期以來，人們就有一種美好的愿望：長期以來，人們就有一種美好的愿望： 未來未來 總有一天會(huì)做到無論任何人總有一天會(huì)做到無論任何人(Whoever)在任何在任何 時(shí)候時(shí)候(Whenever)和任何地點(diǎn)和任何地點(diǎn)(Wherever)都能都能 和另一個(gè)人和另一個(gè)人(Whomever)進(jìn)行任何方式進(jìn)行任何方式 (Whatever)的通信。的通信。 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 個(gè)人通信個(gè)人通信

14、 n以往，人們曾把這種愿望稱之為幻想，以往，人們曾把這種愿望稱之為幻想， 然然 而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 這種愿望已經(jīng)不這種愿望已經(jīng)不 是幻想，是幻想， 而是可以實(shí)現(xiàn)的了。而是可以實(shí)現(xiàn)的了。 人們把這人們把這 種向往中的通信稱為種向往中的通信稱為“個(gè)人通信個(gè)人通信”， 而把而把 實(shí)現(xiàn)個(gè)人通信的網(wǎng)絡(luò)稱之為個(gè)人通信網(wǎng)實(shí)現(xiàn)個(gè)人通信的網(wǎng)絡(luò)稱之為個(gè)人通信網(wǎng) (PCN)。 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 n個(gè)人通信的愿望雖然早已存在，個(gè)人通信的愿望雖然早已存在， 但個(gè)人但個(gè)人 通信網(wǎng)的設(shè)想?yún)s是在通信網(wǎng)的設(shè)想?yún)s是在1988年才正式提出年才正式提出 來的。來的。 其后，其后， PCN在世界范圍內(nèi)

15、立即引在世界范圍內(nèi)立即引 起了巨大的反響和共鳴，起了巨大的反響和共鳴， 一些通信發(fā)達(dá)一些通信發(fā)達(dá) 的國家紛紛開展了的國家紛紛開展了PCN的體系結(jié)構(gòu)和實(shí)的體系結(jié)構(gòu)和實(shí) 現(xiàn)技術(shù)的研究，現(xiàn)技術(shù)的研究， 提出了形形色色的設(shè)想提出了形形色色的設(shè)想 和方案，和方案， 有關(guān)有關(guān)PCN的國際標(biāo)準(zhǔn)的制定也的國際標(biāo)準(zhǔn)的制定也 受到許多國際組織的重視。受到許多國際組織的重視。 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 n 10.1.2 實(shí)現(xiàn)個(gè)人通信的途徑實(shí)現(xiàn)個(gè)人通信的途徑 n個(gè)人通信的設(shè)想激發(fā)了人們的濃厚興趣。個(gè)人通信的設(shè)想激發(fā)了人們的濃厚興趣。 從從1988年以來，年以來， 人們對如何實(shí)現(xiàn)個(gè)人通人們對如何實(shí)現(xiàn)個(gè)人通 信曾提出過各

16、種各樣的方案，信曾提出過各種各樣的方案， 也發(fā)生過也發(fā)生過 一些爭論，一些爭論， 甚至相互非議。甚至相互非議。 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 個(gè)人通信網(wǎng)的組成要素 個(gè)人通信網(wǎng)至少必須有個(gè)人通信網(wǎng)至少必須有4個(gè)組成部分個(gè)組成部分 n個(gè)人通信碼個(gè)人通信碼 n個(gè)人終端個(gè)人終端 n大容量數(shù)據(jù)庫大容量數(shù)據(jù)庫 n共同的用戶接口共同的用戶接口 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 n(1) 規(guī)劃、規(guī)劃、 設(shè)計(jì)和開發(fā)一種覆蓋世界范圍設(shè)計(jì)和開發(fā)一種覆蓋世界范圍 的全新個(gè)人通信網(wǎng)。的全新個(gè)人通信網(wǎng)。 這種方法可以按照個(gè)這種方法可以按照個(gè) 人通信的理想目標(biāo)，人通信的理想目標(biāo)， 自由地精選先進(jìn)技術(shù)自由地精選先進(jìn)技術(shù) 和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，

17、和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)， 而不受現(xiàn)有通信設(shè)施和而不受現(xiàn)有通信設(shè)施和 現(xiàn)用技術(shù)體制的影響和約束。現(xiàn)用技術(shù)體制的影響和約束。 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 n作為邁向個(gè)人通信的重要步驟，就是建立一個(gè)全球移動(dòng)通作為邁向個(gè)人通信的重要步驟，就是建立一個(gè)全球移動(dòng)通 信網(wǎng)，該網(wǎng)在信網(wǎng)，該網(wǎng)在ITU中稱為中稱為FPLMTS（the public land mobile telecommunications），在歐洲稱為），在歐洲稱為UMTS（universal mobile telecommunication system）。這是一種以全球個(gè)人）。這是一種以全球個(gè)人 通信為目標(biāo)的系統(tǒng)，它的主要特征是以最終實(shí)現(xiàn)與通信為目

18、標(biāo)的系統(tǒng)，它的主要特征是以最終實(shí)現(xiàn)與ISDN、 PSDN等固定網(wǎng)結(jié)合成一個(gè)世界規(guī)模的整體為前提，把數(shù)字等固定網(wǎng)結(jié)合成一個(gè)世界規(guī)模的整體為前提，把數(shù)字 無繩電話系統(tǒng)和數(shù)字蜂窩汽車電話系統(tǒng)綜合為一體，實(shí)現(xiàn)無繩電話系統(tǒng)和數(shù)字蜂窩汽車電話系統(tǒng)綜合為一體，實(shí)現(xiàn) 任何地方均可以用的地面系統(tǒng)，并通過衛(wèi)星系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在船任何地方均可以用的地面系統(tǒng)，并通過衛(wèi)星系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在船 上和飛機(jī)上的用戶通信。上和飛機(jī)上的用戶通信。衛(wèi)星系統(tǒng)可以是對地靜止，或傾衛(wèi)星系統(tǒng)可以是對地靜止，或傾 斜的橢圓軌道，或?qū)Φ厍虻蛙壍赖男l(wèi)星。因此可以認(rèn)為它斜的橢圓軌道，或?qū)Φ厍虻蛙壍赖男l(wèi)星。因此可以認(rèn)為它 是一個(gè)以蜂窩網(wǎng)、無繩電話是一個(gè)以蜂窩網(wǎng)、無

19、繩電話系統(tǒng)和移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)為基系統(tǒng)和移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)為基 礎(chǔ)的個(gè)人通信系統(tǒng)。礎(chǔ)的個(gè)人通信系統(tǒng)。 現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)改造現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)改造 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 n(2) 選擇現(xiàn)有的某一種移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行選擇現(xiàn)有的某一種移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行 擴(kuò)充和改造，擴(kuò)充和改造， 實(shí)現(xiàn)一個(gè)遍及全球、實(shí)現(xiàn)一個(gè)遍及全球、 功能功能 齊全和適應(yīng)各種運(yùn)行環(huán)境的個(gè)人通信網(wǎng)。齊全和適應(yīng)各種運(yùn)行環(huán)境的個(gè)人通信網(wǎng)。 這種辦法對現(xiàn)有各種通信設(shè)備的開發(fā)者、這種辦法對現(xiàn)有各種通信設(shè)備的開發(fā)者、 制造商和運(yùn)營公司特別有吸引力。制造商和運(yùn)營公司特別有吸引力。 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 n利用和改造某一種通信網(wǎng)絡(luò)向個(gè)人通信利用和改造某一種通信網(wǎng)絡(luò)向個(gè)

20、人通信 網(wǎng)發(fā)展的方案都帶有一定的局限性，網(wǎng)發(fā)展的方案都帶有一定的局限性， 主主 要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： n 把蜂窩通信系統(tǒng)的小區(qū)分為宏小區(qū)、把蜂窩通信系統(tǒng)的小區(qū)分為宏小區(qū)、 微小區(qū)和微微小區(qū)，微小區(qū)和微微小區(qū)， 混合配置，混合配置， 以適應(yīng)以適應(yīng) 城市和鄉(xiāng)村、城市和鄉(xiāng)村、 戶內(nèi)和戶外的不同需要和戶內(nèi)和戶外的不同需要和 擴(kuò)大個(gè)人通信的服務(wù)范圍。擴(kuò)大個(gè)人通信的服務(wù)范圍。 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 n以蜂窩網(wǎng)的微小化為基礎(chǔ)以蜂窩網(wǎng)的微小化為基礎(chǔ) 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 n 把無繩電話系統(tǒng)由室內(nèi)應(yīng)用擴(kuò)展到室外把無繩電話系統(tǒng)由室內(nèi)應(yīng)用擴(kuò)展到室外 應(yīng)用，應(yīng)用， 通過通過Telepo

21、int覆蓋整個(gè)服務(wù)地區(qū)，覆蓋整個(gè)服務(wù)地區(qū)， 并賦予雙向呼叫、并賦予雙向呼叫、 越區(qū)切換和漫游功能，越區(qū)切換和漫游功能， 以提供個(gè)人通信業(yè)務(wù)。以提供個(gè)人通信業(yè)務(wù)。 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 n 利用中、利用中、 低軌道移動(dòng)通信衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)個(gè)低軌道移動(dòng)通信衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)個(gè) 人通信網(wǎng)絡(luò)。人通信網(wǎng)絡(luò)。 因?yàn)橐苿?dòng)衛(wèi)星通信在海上、因?yàn)橐苿?dòng)衛(wèi)星通信在海上、 空中和地形復(fù)雜而人口稀疏的環(huán)境中應(yīng)用空中和地形復(fù)雜而人口稀疏的環(huán)境中應(yīng)用 具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)， 不僅覆蓋范圍大，不僅覆蓋范圍大， 而而 且不受地形的限制，且不受地形的限制， 對于解決邊遠(yuǎn)地區(qū)對于解決邊遠(yuǎn)地區(qū) 的通信和形成陸海空聯(lián)合的立體通信系統(tǒng)的通信和

22、形成陸?？章?lián)合的立體通信系統(tǒng) 而言是最有效的辦法。而言是最有效的辦法。 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 FPLMTS結(jié)構(gòu)的衛(wèi)星部分 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 FPLMTS結(jié)構(gòu)的地面部分 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 n (3) 綜合利用現(xiàn)有各種通信網(wǎng)絡(luò)，綜合利用現(xiàn)有各種通信網(wǎng)絡(luò)， 發(fā)揮發(fā)揮 各自的優(yōu)點(diǎn)，各自的優(yōu)點(diǎn)， 取長補(bǔ)短，取長補(bǔ)短， 在統(tǒng)一要求和在統(tǒng)一要求和 統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的條件下，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的條件下， 突破關(guān)鍵技術(shù)，突破關(guān)鍵技術(shù)， 解解 決各種網(wǎng)絡(luò)之間的互連互通，決各種網(wǎng)絡(luò)之間的互連互通， 加強(qiáng)通信加強(qiáng)通信 網(wǎng)絡(luò)的智能化管理功能，網(wǎng)絡(luò)的智能化管理功能， 以實(shí)現(xiàn)全球性以實(shí)現(xiàn)全球性 的個(gè)人通信網(wǎng)。的個(gè)人通信網(wǎng)

23、。 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 n能工作在各種通信環(huán)境，能工作在各種通信環(huán)境， 包括城市和鄉(xiāng)村、包括城市和鄉(xiāng)村、 丘陵和山地、丘陵和山地、 空中和海上以及室內(nèi)場所；空中和海上以及室內(nèi)場所； n具有更高的頻譜效率，具有更高的頻譜效率， n能提供更大的通信容量；能提供更大的通信容量； 能與固定網(wǎng)絡(luò)兼容，能與固定網(wǎng)絡(luò)兼容， 和現(xiàn)有移動(dòng)通信網(wǎng)互連互通并實(shí)現(xiàn)全球漫游；和現(xiàn)有移動(dòng)通信網(wǎng)互連互通并實(shí)現(xiàn)全球漫游； n網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可配置成不同形式，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可配置成不同形式， 以適應(yīng)各種服以適應(yīng)各種服 務(wù)需要，務(wù)需要， 如公用、如公用、 專用、專用、 商用和家用；商用和家用； n具有高級的移動(dòng)性管理，具有高級的移動(dòng)性管

24、理， 能保證大量用戶數(shù)能保證大量用戶數(shù) 據(jù)的存儲(chǔ)、據(jù)的存儲(chǔ)、 更新、更新、 交換和實(shí)時(shí)處理等。交換和實(shí)時(shí)處理等。 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 綜上所述綜上所述：未來個(gè)人通信必將是多種通信手段的綜合運(yùn)用，未來個(gè)人通信必將是多種通信手段的綜合運(yùn)用， 作為將發(fā)展的個(gè)人通信網(wǎng)必須達(dá)到下列基本要求：作為將發(fā)展的個(gè)人通信網(wǎng)必須達(dá)到下列基本要求： 1.1.必須是全數(shù)字化；必須是全數(shù)字化； 2 2. .要和要和PSTNPSTN（公共交換電信網(wǎng)）、（公共交換電信網(wǎng)）、PDNPDN（公共數(shù)據(jù)網(wǎng)）和（公共數(shù)據(jù)網(wǎng)）和ISDNISDN （綜（綜 合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)）相連接；合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)）相連接； 3.

25、3.具有用戶定位、越區(qū)、漫游等現(xiàn)代移動(dòng)通信的各種功能；具有用戶定位、越區(qū)、漫游等現(xiàn)代移動(dòng)通信的各種功能； 4 4. .單位面積所提供業(yè)務(wù)量可根據(jù)用戶密度進(jìn)行調(diào)整；單位面積所提供業(yè)務(wù)量可根據(jù)用戶密度進(jìn)行調(diào)整； 5 5. .用戶設(shè)備體積小、重量輕、價(jià)廉、可靠等。用戶設(shè)備體積小、重量輕、價(jià)廉、可靠等。 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 個(gè)人通信的現(xiàn)狀 n1接入型個(gè)人通信系統(tǒng)接入型個(gè)人通信系統(tǒng) n2PCNPCN型個(gè)人通信系統(tǒng)型個(gè)人通信系統(tǒng) 。 n3移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng) 。 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 個(gè)人通信的發(fā)展趨勢 n1 1高速無線接入高速無線接入 n2 2無線無線ATMATM n3 3軟件無線

26、電。軟件無線電。 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 n軟件無線電軟件無線電 n由于移動(dòng)通信的迅猛發(fā)展，由于移動(dòng)通信的迅猛發(fā)展， 目前多種多樣目前多種多樣 的通信體制層出不窮，的通信體制層出不窮， 形形色色的通信標(biāo)形形色色的通信標(biāo) 準(zhǔn)競爭激烈，準(zhǔn)競爭激烈， 頻譜資源日益緊張，頻譜資源日益緊張， 提高頻提高頻 譜利用率的新技術(shù)迅速發(fā)展，譜利用率的新技術(shù)迅速發(fā)展， 通信產(chǎn)品的通信產(chǎn)品的 更新?lián)Q代越來越快，更新?lián)Q代越來越快， 產(chǎn)品生存周期越來越產(chǎn)品生存周期越來越 短，短， 而對多種通信體制之間的互聯(lián)和對移而對多種通信體制之間的互聯(lián)和對移 動(dòng)終端的兼容性要求也日益迫切。動(dòng)終端的兼容性要求也日益迫切。 華東交通大

27、學(xué)信息工程學(xué)院 BPF: bandpass filter LNA: low noise amplifier ADC: analog/digital converter DSP: digital signal processor 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 n在實(shí)際應(yīng)用中，在實(shí)際應(yīng)用中， 要求發(fā)射機(jī)能判明可用的傳輸信要求發(fā)射機(jī)能判明可用的傳輸信 道，道， 探測可行的傳播路徑，探測可行的傳播路徑， 選擇合適的多址方選擇合適的多址方 式和調(diào)制制度，式和調(diào)制制度， 自適應(yīng)控制天線波束使之指向正自適應(yīng)控制天線波束使之指向正 確方向和使用合適的功率電平等。確方向和使用合適的功率電平等。 接收機(jī)應(yīng)能判接收機(jī)應(yīng)

28、能判 明所需信道和鄰近信道的能量分布，明所需信道和鄰近信道的能量分布， 識別接收信識別接收信 號的模式，號的模式， 自適應(yīng)抵消干擾，自適應(yīng)抵消干擾， 能估計(jì)所需信號能估計(jì)所需信號 的多徑特性，的多徑特性， 采用自適應(yīng)均衡，采用自適應(yīng)均衡， 最佳合并與利最佳合并與利 用所需信號的多徑能量，用所需信號的多徑能量， 對信道調(diào)制進(jìn)行最佳譯對信道調(diào)制進(jìn)行最佳譯 碼和判決，碼和判決， 并通過前向糾錯(cuò)以降低誤碼率等。并通過前向糾錯(cuò)以降低誤碼率等。 此外，此外， 軟件無線電還可通過眾多的軟件工具來支軟件無線電還可通過眾多的軟件工具來支 持增值業(yè)務(wù)。持增值業(yè)務(wù)。 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 n軟件無線電結(jié)構(gòu)簡圖軟

29、件無線電結(jié)構(gòu)簡圖 寬帶/ 多頻 段天 線 RF 部分 A/D/A DDC DUC 高速 DSP 專用可編 程處理器 低速DSP 其它終端 語音 天線/RF段高速處理段低速處理段 DDC 數(shù)字下變頻DUC 數(shù)字上變頻 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 習(xí)習(xí) 題題 1、什么是個(gè)人通信什么是個(gè)人通信? ? 2、個(gè)人通信網(wǎng)的組成要素是什么個(gè)人通信網(wǎng)的組成要素是什么? ? 3、個(gè)人通信網(wǎng)以什么為基礎(chǔ)個(gè)人通信網(wǎng)以什么為基礎(chǔ)? ?為什么？為什么？ 4、試述個(gè)人通信的發(fā)展趨勢試述個(gè)人通信的發(fā)展趨勢? ?談?wù)勀愕目捶?。談?wù)勀愕目捶ā?華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 PHSPHS ( (個(gè)人行動(dòng)通訊系統(tǒng)個(gè)人行動(dòng)通訊系統(tǒng)) )

30、華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 一、PHS介紹 nPHSPHS為個(gè)人行動(dòng)通訊系統(tǒng)為個(gè)人行動(dòng)通訊系統(tǒng) (Personal Handy-(Personal Handy- Phone System)Phone System)的縮寫，是日本研發(fā)的數(shù)位式行的縮寫，是日本研發(fā)的數(shù)位式行 動(dòng)電話系統(tǒng)，為動(dòng)電話系統(tǒng)，為1900 1900 兆赫數(shù)位式低功率行動(dòng)兆赫數(shù)位式低功率行動(dòng) 電話的一種。能於行動(dòng)電話中支援語音、視電話的一種。能於行動(dòng)電話中支援語音、視 訊與資料應(yīng)用的靈活無線存取連線技術(shù)，當(dāng)初訊與資料應(yīng)用的靈活無線存取連線技術(shù)，當(dāng)初 設(shè)計(jì)的目的是作為住宅、辦公室、以及室外小設(shè)計(jì)的目的是作為住宅、辦公室、以及室外小

31、 區(qū)域移動(dòng)範(fàn)圍內(nèi)的無線電話系統(tǒng)，與通訊區(qū)域移動(dòng)範(fàn)圍內(nèi)的無線電話系統(tǒng)，與通訊 範(fàn)圍較廣的蜂巢式行動(dòng)電話的訴求族群不同。範(fàn)圍較廣的蜂巢式行動(dòng)電話的訴求族群不同。 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 二、PHS技術(shù)簡介 n以臺灣現(xiàn)在通用的以臺灣現(xiàn)在通用的GSM900GSM900和和GSM1800GSM1800的系統(tǒng)而的系統(tǒng)而 言，它的基站距離最大半徑約為言，它的基站距離最大半徑約為1515公里。也公里。也 就是說就是說GSMGSM系統(tǒng)業(yè)者每方圓半徑系統(tǒng)業(yè)者每方圓半徑1515公里至少要公里至少要 設(shè)一個(gè)基地臺，而這些基地臺在地表上排列設(shè)一個(gè)基地臺，而這些基地臺在地表上排列 的方式會(huì)看起來像蜂巢的橫切面。而的方式

32、會(huì)看起來像蜂巢的橫切面。而PHSPHS系統(tǒng)系統(tǒng) 的手機(jī)的的手機(jī)的cellcell最大半徑約為最大半徑約為2 2公里，也就是說公里，也就是說 PHSPHS系統(tǒng)業(yè)者每方圓半徑系統(tǒng)業(yè)者每方圓半徑2 2公里要設(shè)一個(gè)基地公里要設(shè)一個(gè)基地 臺。而臺。而PHSPHS系統(tǒng)業(yè)者要比系統(tǒng)業(yè)者要比GSMGSM系統(tǒng)業(yè)者多設(shè)置系統(tǒng)業(yè)者多設(shè)置 好幾倍的基地臺。這也就是為什麼好幾倍的基地臺。這也就是為什麼PHSPHS系統(tǒng)只系統(tǒng)只 適合在地小人稠的都會(huì)地區(qū)使用，例如東京適合在地小人稠的都會(huì)地區(qū)使用，例如東京 或臺北，因?yàn)榧茉O(shè)一個(gè)基地臺可是很貴的，或臺北，因?yàn)榧茉O(shè)一個(gè)基地臺可是很貴的， 這樣才會(huì)符合成本效益。這樣才會(huì)符合成本效

33、益。 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 PHSPHS採用微蜂窩技術(shù)，將電話以數(shù)字無線方式接採用微蜂窩技術(shù)，將電話以數(shù)字無線方式接 入固定電話網(wǎng)，作為固定電話的補(bǔ)充和延伸，充入固定電話網(wǎng)，作為固定電話的補(bǔ)充和延伸，充 分利用固定電話網(wǎng)資源，因此也被稱為無線市話。分利用固定電話網(wǎng)資源，因此也被稱為無線市話。 透過手機(jī)或者固定單元，可以在移動(dòng)中或者固定透過手機(jī)或者固定單元，可以在移動(dòng)中或者固定 地點(diǎn)實(shí)現(xiàn)通話和其他數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)功能。定位於固定地點(diǎn)實(shí)現(xiàn)通話和其他數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)功能。定位於固定 電話的補(bǔ)充和延伸，由無線連接代替固定電話最電話的補(bǔ)充和延伸，由無線連接代替固定電話最 後幾百米的電纜連接，利用後幾百米的電纜連接，

34、利用PHSPHS系統(tǒng)將原有的固系統(tǒng)將原有的固 定電話從住宅、辦公室內(nèi)的通信延伸到室外、城定電話從住宅、辦公室內(nèi)的通信延伸到室外、城 市內(nèi)或者城市之間的通信，並藉助於低資費(fèi)特點(diǎn)，市內(nèi)或者城市之間的通信，並藉助於低資費(fèi)特點(diǎn)， 促使促使PHSPHS系統(tǒng)迅速膨蓬勃發(fā)展。系統(tǒng)迅速膨蓬勃發(fā)展。 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 為了對為了對PHSPHS加以理解，以下分別就其基礎(chǔ)服務(wù)、加以理解，以下分別就其基礎(chǔ)服務(wù)、 語音質(zhì)量、數(shù)據(jù)通訊、移動(dòng)性進(jìn)行說明。語音質(zhì)量、數(shù)據(jù)通訊、移動(dòng)性進(jìn)行說明。 n基礎(chǔ)服務(wù)：基礎(chǔ)服務(wù)：PHSPHS通訊時(shí)可以發(fā)通訊時(shí)可以發(fā)/ /收信。收信。 語音質(zhì)量：語音質(zhì)量：PHSPHS作為語音編碼，採

35、用作為語音編碼，採用32Kbps 32Kbps ADPCMADPCM與有線網(wǎng)路的與有線網(wǎng)路的64Kbps PCM64Kbps PCM大致相同。不像一般大致相同。不像一般 GSMGSM語音質(zhì)量通化皆為語音質(zhì)量通化皆為10 Kbps10 Kbps。 資料通訊：資料通訊：PHSPHS使使32Kbps32Kbps的數(shù)據(jù)通訊協(xié)定的數(shù)據(jù)通訊協(xié)定PIAFSPIAFS標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 化，於今年四月一日開展業(yè)務(wù)，且為適應(yīng)高速化要求，化，於今年四月一日開展業(yè)務(wù)，且為適應(yīng)高速化要求， 正致力將使用正致力將使用64Kbps64Kbps以上標(biāo)準(zhǔn)化。以上標(biāo)準(zhǔn)化。 移動(dòng)性：移動(dòng)性：PHSPHS可將無線區(qū)間之傳輸速度可將無線區(qū)間之

36、傳輸速度384Kbps384Kbps和和 100-500m100-500m單元規(guī)模最佳化，達(dá)到延遲分散值單元規(guī)模最佳化，達(dá)到延遲分散值500ns500ns， 在公用業(yè)務(wù)上亦可達(dá)到從步行到汽車在市區(qū)行走速度在公用業(yè)務(wù)上亦可達(dá)到從步行到汽車在市區(qū)行走速度 的使用的使用 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 PHSPHS技術(shù)特性技術(shù)特性 採用動(dòng)態(tài)通道分配，無需頻率規(guī)劃，大大提高了頻率資源的利採用動(dòng)態(tài)通道分配，無需頻率規(guī)劃，大大提高了頻率資源的利 用率。用率。 單位面積內(nèi)支援高話務(wù)密度。單位面積內(nèi)支援高話務(wù)密度。 採用徽蜂窩技術(shù)，基站設(shè)備小，便於網(wǎng)路優(yōu)化及話務(wù)調(diào)整。採用徽蜂窩技術(shù)，基站設(shè)備小，便於網(wǎng)路優(yōu)化及話務(wù)調(diào)

37、整。 話音編碼採用話音編碼採用 32 kb/s ADPCM32 kb/s ADPCM方式方式, ,話音質(zhì)量高。話音質(zhì)量高。 支援支援 32 kb/s32 kb/s資料通信業(yè)務(wù)，兩個(gè)資料通信業(yè)務(wù)，兩個(gè) 32 kb/s32 kb/s通道同時(shí)使用可使通道同時(shí)使用可使 速率達(dá)到速率達(dá)到 64 kb/s64 kb/s。 採用自適應(yīng)陣列天線，將優(yōu)質(zhì)信號集中於目標(biāo)用戶位置。採用自適應(yīng)陣列天線，將優(yōu)質(zhì)信號集中於目標(biāo)用戶位置。 基站功率低、覆蓋範(fàn)圍小，可開發(fā)定位、跟蹤、報(bào)警等增值業(yè)基站功率低、覆蓋範(fàn)圍小，可開發(fā)定位、跟蹤、報(bào)警等增值業(yè) 務(wù)，搭配務(wù)，搭配 PHS PHS 基地臺涵蓋半徑較小的特性，基地臺涵蓋半徑較

38、小的特性，PHS PHS 可提供精確範(fàn)可提供精確範(fàn) 圍於圍於 100 100 公尺內(nèi)的定位追蹤服務(wù)。公尺內(nèi)的定位追蹤服務(wù)。 PHS PHS 發(fā)射功率只有一般大哥大的發(fā)射功率只有一般大哥大的 1/60 1/1001/60 1/100手機(jī)，延長了電手機(jī)，延長了電 池使用時(shí)間，降低了輻射。池使用時(shí)間，降低了輻射。 兼有有線系統(tǒng)的低價(jià)位和蜂窩系統(tǒng)的可移動(dòng)性。兼有有線系統(tǒng)的低價(jià)位和蜂窩系統(tǒng)的可移動(dòng)性。 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 三、三、PHSPHS優(yōu)點(diǎn)與比較優(yōu)點(diǎn)與比較 通話費(fèi)低且具隱私性通話費(fèi)低且具隱私性 ： 在日本，在日本，PHSPHS的通話費(fèi)率只的通話費(fèi)率只 比市話高出不到比市話高出不到20%20%

39、。 2. 2. 手機(jī)待機(jī)及連續(xù)通話時(shí)間長手機(jī)待機(jī)及連續(xù)通話時(shí)間長 ： PHSPHS手機(jī)市場上新出手機(jī)市場上新出 的款式通常最低待機(jī)時(shí)間都在的款式通常最低待機(jī)時(shí)間都在300300小時(shí)以上。小時(shí)以上。 3. 3. 高速數(shù)據(jù)傳輸能力高速數(shù)據(jù)傳輸能力 ： 目前日本的通訊傳輸速率已目前日本的通訊傳輸速率已 經(jīng)達(dá)到經(jīng)達(dá)到64kbps64kbps，預(yù)計(jì)明年即可達(dá)到，預(yù)計(jì)明年即可達(dá)到128kbps128kbps。 4. 4. 通話音質(zhì)佳通話音質(zhì)佳 ： PHSPHS手機(jī)以接近市話的音質(zhì)略勝手機(jī)以接近市話的音質(zhì)略勝GSMGSM 手機(jī)的失真情形一籌。手機(jī)的失真情形一籌。 5. 5. 手機(jī)小巧具流行性手機(jī)小巧具流行性

40、 由於系統(tǒng)需求不同，由於系統(tǒng)需求不同，GSMGSM手機(jī)普手機(jī)普 遍較遍較PHSPHS手機(jī)重。目前日本市面上最輕的手機(jī)重。目前日本市面上最輕的PHSPHS手機(jī)僅手機(jī)僅 6060公克。公克。 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 6. 手機(jī)發(fā)射功率較低手機(jī)發(fā)射功率較低 PHS手機(jī)的發(fā)射功率僅是手機(jī)的發(fā)射功率僅是 GSM手機(jī)的六十分之一，即使長期使用也不會(huì)有手機(jī)的六十分之一，即使長期使用也不會(huì)有 頭痛、目眩等使用頭痛、目眩等使用GSM手機(jī)的後遺癥。手機(jī)的後遺癥。 7. 移動(dòng)速率可與移動(dòng)速率可與GSM行動(dòng)電話媲美行動(dòng)電話媲美 依照日本目前依照日本目前 的技術(shù)，已經(jīng)可以達(dá)到時(shí)速的技術(shù)，已經(jīng)可以達(dá)到時(shí)速120公里之下

41、，依然保公里之下，依然保 持通話清晰，因此一般的使用上是不會(huì)感受到移動(dòng)持通話清晰，因此一般的使用上是不會(huì)感受到移動(dòng) 速率的差別。當(dāng)然啦，如果您一邊飆車一邊講電速率的差別。當(dāng)然啦，如果您一邊飆車一邊講電 話話。 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 n8. 8. 遠(yuǎn)距資料傳輸遠(yuǎn)距資料傳輸 在販賣機(jī)、儀表等裝置內(nèi)設(shè)置在販賣機(jī)、儀表等裝置內(nèi)設(shè)置PHSPHS系系 統(tǒng)，透過基地臺的連接，就可以將資料傳回公司或是統(tǒng)，透過基地臺的連接，就可以將資料傳回公司或是 負(fù)責(zé)單位，隨時(shí)掌握最新資料。負(fù)責(zé)單位，隨時(shí)掌握最新資料。 9. 9. 具定位功能具定位功能 透過透過PHSPHS基地臺緊密的連結(jié)，每一隻在基地臺緊密的連結(jié)，每一

42、隻在 系統(tǒng)範(fàn)圍的系統(tǒng)範(fàn)圍的PHSPHS手機(jī)都可以被精確的定位，當(dāng)然手機(jī)也手機(jī)都可以被精確的定位，當(dāng)然手機(jī)也 可以選擇不被找到可以選擇不被找到 。 10. 10. 可傳音樂、圖檔及手繪圖形可傳音樂、圖檔及手繪圖形 在在PHSPHS系統(tǒng)高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)高速數(shù)據(jù) 傳輸（傳輸（64kbps64kbps）的威力之下，即使傳輸圖形、自編鈴）的威力之下，即使傳輸圖形、自編鈴 聲依舊一把罩。聲依舊一把罩。 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 標(biāo)準(zhǔn)制定者標(biāo)準(zhǔn)制定者日本日本歐洲歐洲歐洲歐洲 移動(dòng)性移動(dòng)性100 100 公里公里 / / 小時(shí)小時(shí)120 120 公里公里 / / 小時(shí)小時(shí)120 120 公里公里 / / 小時(shí)小時(shí)

43、 手機(jī)重量手機(jī)重量 80 = GSM = GSM 待機(jī)時(shí)間待機(jī)時(shí)間約約 600 600 小時(shí)小時(shí)約約300 300 小時(shí)小時(shí)約約 300 300 小時(shí)小時(shí) 連續(xù)通話時(shí)間連續(xù)通話時(shí)間6 8 6 8 小時(shí)小時(shí)2 3 2 3 小時(shí)小時(shí)= GSM 100Mbps)、廣廣域涵域涵蓋蓋 (100m) -低成本低成本極極低消耗低消耗電電量、可量、可與與11a及及11g 互通互通 華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院 其他和其他和4G有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)組織有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)組織 n802.15/WPAN -802.15.3/UWB-高高傳輸傳輸率之率之(大於大於20Mbps) 之之WPAN，低成本及低耗，低成本及低耗電電量，及多媒量，及多