移動通信第1章

1、信息科學與工程學院信息科學與工程學院中心實驗室中心實驗室鄭佑軒第1章 緒論 6第2章 調(diào)制解調(diào) 6第3章 移動信道的傳播特性 6第4章 抗衰落技術 6第5章 組網(wǎng)技術 6第7章 時分多址(TDMA）數(shù)字蜂窩網(wǎng) 6第8章 碼分多址（CDMA）移動通信系統(tǒng)（一） 6第9章 碼分多址（CDMA）移動通信系統(tǒng)（二） 61. 啜鋼.移動通信原理與系統(tǒng). 北京：北京郵電大學出版社2. 吳偉陵,牛凱.移動通信原理.北京：電子工業(yè)出版社3. 章堅武.移動通信.西安:西安電子科技大學出版社6. 楊家瑋.移動通信基礎.北京：電子工業(yè)出版社. 7. 陸德學.數(shù)字移動通信系統(tǒng).北京：北京郵電大學出版社.4. 移動通信

2、論壇 http：/ 通信人家園 http：/ 李仲令等.現(xiàn)代無線與移動通信技術.北京:科學出版社1. 了解移動通信的基本概念、特點;2. 熟悉常用移動通信系統(tǒng)、分類和基本工作過程;3. 理解單工、雙工和半雙工通信的特點；4. 熟悉移動通信的基本技術及蜂窩網(wǎng)絡接口。第1章 概論 移動通信與發(fā)展簡述 就通信而言，個人通信（Personal Communications）是其最高目標，它是用各種可能的網(wǎng)絡技術實現(xiàn)任何人（Whoever）、在任何時間（Whenever）、任何地點（Wherever）與任何人（Whoever）進行任何種類（Whatever）的交換信息。 移動通信是指通信的雙方至少有一方

3、是在移動中進行信息傳輸和交換。包括移動體（車輛、船舶、飛機或行人）和移動體之間的通信移動體和固定體之間的通信。 移動通信是最有可能實現(xiàn)個人通信的一種通信方式，而陸地蜂窩移動通信是當今移動通信發(fā)展的主流和熱點。移動通信示意圖第1章 概論 1.1 移動通信主要特點（1） 與其他通信方式相比，移動通信具有以下基本特點：與其他通信方式相比，移動通信具有以下基本特點： 1移動通信必須利用無線電波進行信息傳輸 移動通信具有允許通信中的用戶可在一定范圍內(nèi)自由活動，位置不受束縛的優(yōu)點。但在移動通信時會受到各種快慢衰落及多普勒效應影響,其無線電波的傳播特性一般都很差。 2移動通信是在復雜的干擾環(huán)境中運行的,會受

4、到各種干擾 除會受到如天電、工業(yè)和信道噪聲等外部干擾外，系統(tǒng)本身和不同系統(tǒng)之間，也會產(chǎn)生鄰道干擾、互調(diào)干擾、共道干擾、多址干擾，以及近地無用強信號壓制遠地有用弱信號產(chǎn)生的遠近效應、多普勒效應等。 3可以利用的頻譜資源非常有限，而通信業(yè)務需求卻與日俱增 移動通信網(wǎng)絡的通信業(yè)務量的需求與日俱增，而網(wǎng)絡可使用頻率，特別是公用移動通信網(wǎng)的可利用頻譜資源有限，要求在頻率的利用上采用新的技術與措施。如何提高頻譜的利用率，對有限頻譜的合理分配和嚴格管理是當前移動通信管理的重要內(nèi)容。 4網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)多種多樣，網(wǎng)絡管理和控制必須有效 移動通信的多種系統(tǒng)及不同的網(wǎng)絡組織以及對各種信號、信令的接入與控制，不同的網(wǎng)絡管理

5、具有的復雜性，必須有效的對網(wǎng)絡進行管理和控制。 1.1 移動通信主要特點（2） 5移動通信設備必須適于在移動環(huán)境中使用 對移動臺手持機的主要要求是體積小、重量輕、省電、操作簡單和攜帶方便及一般性的防潮、防磕碰等。對車載臺與機載臺除要求操作簡單和維修方便外，還應保證在震動、沖擊、高低溫變化和光線變化、電磁、雷電等惡劣環(huán)境中正常使用或工作，基站(基地臺)設備必須能適應在高低溫度（溫差大）、高濕、干躁及無人值守等復雜環(huán)境下的工作。1.1 移動通信主要特點（3）* 移動通信使用的頻段無線電磁波以頻率或波長來分類，無線電頻段的劃分如下表頻段頻率范圍波長范圍長波30 300 kHz10000 1000 m

6、中波300 3000 kHz1000 100 m短波3 30 MHz100 10 m超短波（特高頻）30 300 MHz10 1 m微波分米波300 3000 MHz100 10 cm厘米波3G 30 GHz10 1 cm毫米波30G 300 GHz10 1 mm紅外線（光波） 300 GHz 1 mm 電磁波頻率(或波長)不同，其空間傳播的特性也不一樣，因而用途也有不同:n長波繞射能力最強，靠地波傳播，長波電臺主要用于海上通信。n中波較穩(wěn)定，主要用于短距離通信與電臺廣播。n短波利用電離層反射進行遠距離傳播，主要用于短波通信和 短波廣播。n微波波長短，接近于光波，是直線傳播，要求兩個通信點、（

7、信號轉(zhuǎn)接點）間無阻擋，即所謂的視距通信 無線電的頻譜是寶貴資源，在頻率的分配和使用上必須服從國際和國內(nèi)的統(tǒng)一管理。中國公用移動通信網(wǎng)絡工作頻段（中國公用移動通信網(wǎng)絡工作頻段（原郵電部規(guī)定）原郵電部規(guī)定）150 MHz頻段138149.9 MHz （移動臺發(fā)、基站收）150.05167MHz （基站發(fā)、移動臺收）450 MHz頻段 403420 MHz （移動臺發(fā)、基站收）450470 MHz （基站發(fā)、移動臺收）900 MHz頻段890915 MHz （移動臺發(fā)、基站收）935960 MHz （基站發(fā)、移動臺收）800 MHz頻段824849 MHz （移動臺發(fā)、基站收）869894 MHz

8、（基站發(fā)、移動臺收）中國電信 CDMA2000 1920-1935MHz 2110-2125MHz中國聯(lián)通 WCDMA 1940-1955MHz 2130-2145MHz中國移動 TD-SCDMA 1880-1900MHz 2010-2025MHz LTE 2500MHz2690MHz頻段劃為TDD工作頻率 2300MHz2400MHz頻段主要用于室內(nèi)中國國家移動通信使用的3G與4G 無線頻段分配第1章 概論 1.2.1 工作方式 無線通信的傳輸方式分單向傳輸(廣播式)和雙向傳輸(應答式)。單向傳輸只用于無線電尋呼系統(tǒng)。雙向傳輸有單工、雙工和半雙工三種工作方式。 1.1.單工通信單工通信 是指

9、通信雙方電臺交替地進行收信和發(fā)信。雙方的操作采用“按-講”（push to talk，PTT）方式。平時，雙方接收機均處于守聽狀態(tài)。如果A方需要發(fā)話，可按下PTT開關，本方發(fā)射機工作，并將接收機關閉。這時由于B方接收機處于守聽狀態(tài)，即可實現(xiàn)由A至B(方向)的通話；同理，也可實現(xiàn)B至A(方向)的通話。在該方式中，電臺的收發(fā)信機是交替工作的，故收發(fā)信機不需要使用天線共用器，而是使用同一副天線。 單工通信常用于點到點的通信，見后圖示。PPTPPT單工通信方式圖1-11-1 單工通信 根據(jù)收、發(fā)頻率的異同又可分為同頻單工和異頻單工。同頻是指通信雙方，使用相同工作頻率（f1）；異頻單工。是指通信雙方使用

10、兩個不同頻率f1和f2，而操作仍采用“按講”方式。 同頻單工的優(yōu)點： 設備簡單； 移動臺之間可直接通話，不需基站轉(zhuǎn)接； 不按鍵時發(fā)射機不工作，因此功耗小。 同頻單工的缺點： 只適用于組建簡單和較小容量的通信網(wǎng)； 當有兩個以上移動臺同時發(fā)射時就會出現(xiàn)同頻干擾； 當附近有鄰近頻率的電臺發(fā)射時，易造成強干擾。為避免干擾，要求相鄰頻率的間隔大于4MHz，因而頻譜利用率低； 按鍵發(fā)話，松鍵受話，使用者不很習慣。 異頻單工優(yōu)缺點與同頻單工基本相同,由于收發(fā)使用不同的頻率，同一部電臺的收發(fā)信機可以交替工作，也可以收常開，只控制發(fā)，即按下PTT發(fā)射。在無基地臺轉(zhuǎn)發(fā)的情況下，電臺頻率需配對使用，否則通信雙方無法

11、通話。故這種方式主要用于有基地臺轉(zhuǎn)發(fā)（單工轉(zhuǎn)發(fā)或雙工轉(zhuǎn)發(fā)）的情況。 所謂單工轉(zhuǎn)發(fā)，即基地臺使用一組頻率（如收用f1，發(fā)用f2），一旦接收到載波信號即轉(zhuǎn)去發(fā)送。 所謂雙工轉(zhuǎn)發(fā), 即基地臺使用兩組頻率（一組收用f1，發(fā)用f2；另一組收用f3，發(fā)用f4），任一路一旦接收有載波信號即轉(zhuǎn)去發(fā)送。 2. 2. 雙工通信雙工通信 是指通信的雙方可同時進行傳輸消息的工作方式，也稱全雙工通信。如后圖1-2示，圖中基地臺發(fā)射機與接收機分別各使用一副天線，移動臺通過雙工器共用一副天線。雙工通信一般使用一對頻道來實施頻分雙工（FDD）工作方式。這種工作方式使用方便，類同于平時打有線市話，接收和發(fā)射同時進行。 異頻雙工

12、制的優(yōu)點：異頻雙工制的優(yōu)點： 收發(fā)頻率分開可大大減小干擾； 用戶使用方便。 異頻雙工制的缺點：異頻雙工制的缺點： 移動臺在通話過程中總是處于發(fā)射狀態(tài)，因此功耗大； 移動臺之間通話需占用兩個頻道； 設備較復雜，價格較貴。在無基地臺轉(zhuǎn)發(fā)的情況下，異頻雙工電臺需配對使用，否則通信雙方無法通話。 雙工通信方式圖1-21-2 雙工通信 3. 3. 半雙工制半雙工制 與雙工組成圖相似，移動臺采用單工的按講模式,即按下PTT鍵,發(fā)射機才工作,而基地臺接收機總是工作，基地臺工作情況與雙工方式完全相似。后圖示基地臺（A）使用一組頻率，而移動臺（B）采用單工制，主要用于有基地臺的無線調(diào)度系統(tǒng)。 半雙工制的優(yōu)點：

13、移動臺設備簡單，價格低，耗電少； 收發(fā)采用不同頻率，提高了頻譜利用率； 移動臺受鄰近電臺干擾小。 其缺點是移動臺仍需按鍵發(fā)話，松鍵受話，使用不方便。 由于收發(fā)使用不同的頻率，同一部電臺的收發(fā)信機可以交替工作，也可以收常開，只控制發(fā)，即按下PTT發(fā)射。在基地臺轉(zhuǎn)發(fā)的系統(tǒng)中，移動臺必須使用該方式。 半雙工通信方式TARTBRf1f2f2f1天線共用器送話器受話器發(fā)射機接收機基地臺移動臺PTT圖1-31-3 半雙工通信1.2.2 模擬網(wǎng)和數(shù)字網(wǎng) 習慣上人們把模擬通信系統(tǒng)(包括模擬蜂窩網(wǎng)、模擬無繩電話與模擬集群調(diào)度系統(tǒng)等)稱作第一代通信產(chǎn)品，而把數(shù)字通信系統(tǒng)(包括數(shù)字蜂窩網(wǎng)、數(shù)字無繩電話、移動數(shù)據(jù)系統(tǒng)

14、以及移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)等)稱作第二代通信產(chǎn)品。 數(shù)字通信系統(tǒng)的主要優(yōu)點可歸納如下： (1) 頻譜利用率高，有利于提高系統(tǒng)容量。 (2) 能提供多種業(yè)務服務， 提高通信系統(tǒng)的通用性。 (3) 抗噪聲、抗干擾和抗多徑衰落的能力強。 (4) 能實現(xiàn)更有效、靈活的網(wǎng)絡管理和控制。 (5) 便于實現(xiàn)通信的安全保密。 (6) 可降低設備成本和減小用戶手機的體積和重量。 第1章 概論 1.3 常用移動通信系統(tǒng)典型移動通信系統(tǒng)可分為下述五種：無線尋呼系統(tǒng)（BB機）；蜂窩移動通信系統(tǒng)；無繩電話系統(tǒng)；集群移動通信系統(tǒng)；移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)。1.3.1 無線電尋呼系統(tǒng) 無線尋呼系統(tǒng)： 是自動電話網(wǎng)的延伸，通過電話網(wǎng)和無線

15、尋呼，實現(xiàn)自動電話對單個尋呼用戶或群體尋呼用戶的單向?qū)ず?。缺點是通信雙方不能直接利用它對話,優(yōu)點是袖珍接收機小巧玲瓏,價格低廉,攜帶方便,在發(fā)展中國家有一定市場。 圖1-41-4 無線電尋呼系統(tǒng)示意圖 1.3.2 蜂窩移動通信系統(tǒng) 蜂窩移動通信系統(tǒng)蜂窩移動通信系統(tǒng) 是將整個服務區(qū)劃分成若干個較小的區(qū)域，并進行無縫隙銜接覆蓋。各個小區(qū)(基站)均用較小功率的發(fā)射機。當前有公用模擬、數(shù)字式兩種蜂窩電話系統(tǒng)。圖1-51-5 小區(qū)覆蓋示意圖圖1-61-6 蜂窩系統(tǒng)的頻率再用圖1-7 蜂窩移動通信系統(tǒng)示意圖幾種模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)1.3.3 無繩電話系統(tǒng) 簡單的無繩電話機是把普通的電話單機分成座機和手機兩

16、部分，座機與有線電話網(wǎng)連接，手機與座機之間用無線電連接，可允許攜帶手機的用戶在一定范圍內(nèi)活動時進行通話。它是有線電話網(wǎng)的無線延伸,具有發(fā)射功率小、省電、設備簡單、價格低廉，使用方便等優(yōu)點。 市話局用戶線座機普通話機圖1-91-9 無繩電話系統(tǒng)示意圖幾種無繩電話系統(tǒng)的主要參數(shù) 1. 集群的概念 把一些由各部門分散建立的專用通信網(wǎng)集中起來，統(tǒng)一建網(wǎng)和管理，并動態(tài)地利用分配給它們的有限個頻道，以達到容納更多的用戶目的； 改進頻道共用的方式，即移動用戶在通信的過程中，不是固定地占用某一個頻道，而是在按下其“按講開關”(PTT)時，才能占用一個頻道；一旦松開PTT，頻道將被釋放，變成空閑頻道，并允許其它

17、用戶占用該頻道。 1.3.4 集群移動通信系統(tǒng) 2. 2. 集群系統(tǒng)的用途和特點集群系統(tǒng)的用途和特點 集群通信系統(tǒng)屬于專用移動通信網(wǎng)，適用于在各個行業(yè)(或幾個行業(yè)合用)中間進行調(diào)度和指揮，對網(wǎng)中的不同用戶常常賦予不同的優(yōu)先等級。而蜂窩通信系統(tǒng)屬于公眾移動通信網(wǎng)，適用于各階層和各行業(yè)中個人之間通信，一般不分優(yōu)先等級。 集群通信系統(tǒng)根據(jù)調(diào)度業(yè)務的特征，通常具有一定的限時功能，一次通話的限定時間大約為1560秒(可根據(jù)業(yè)務情況調(diào)整)。而蜂窩通信系統(tǒng)對通信時間一般不進行限制。 集群通信系統(tǒng)的主要服務業(yè)務是無線用戶和無線用戶之間的通信。蜂窩通信系統(tǒng)有大量的無線用戶與有線用戶之間的通話業(yè)務，而在集群通信系

18、統(tǒng)中只允許占總業(yè)務量5%10%的無線用戶與有線用戶之間的通話業(yè)務。 集群通信系統(tǒng)一般采用半雙工工作方式，因而，一對移動用戶之間進行通信只需占用一對頻道。 在蜂窩通信系統(tǒng)中，可以采用頻道再用技術來提高系統(tǒng)的頻率利用率；而在集群系統(tǒng)中，主要是以改進頻道共用技術來提高系統(tǒng)的頻率利用率。 3. 集群系統(tǒng)的組成 集群系統(tǒng)均以基本系統(tǒng)為模塊，并用這些模塊擴展為區(qū)域網(wǎng)。根據(jù)覆蓋的范圍及地形條件，基本系統(tǒng)可由單基站或多基站組成。 集群系統(tǒng)的控制方式有兩種：即專用控制信道的集中控制方式和隨路信令的分布控制方式，分別如后圖1-10的(a)和(b)所示。 系 統(tǒng) 管 理終 端系統(tǒng)控制中心（SCC）電話互聯(lián)器轉(zhuǎn)發(fā)器1

19、轉(zhuǎn)發(fā)器2轉(zhuǎn)發(fā)器 M調(diào)度臺調(diào)度臺天線共用設備移動臺1移動臺 N手機調(diào)度臺PSTNPABX基站 （BS）（ a）系 統(tǒng) 管 理終 端無線網(wǎng)絡終端RNT其它系統(tǒng)或RNT調(diào)度臺PABX或PSTN邏輯控制單元(LCU)轉(zhuǎn)發(fā)器1LCU轉(zhuǎn)發(fā)器2LCU轉(zhuǎn)發(fā)器 M天線共用設備移動臺1移動臺 N手機調(diào)度臺（ b）基站 （BS）圖1-10 1-10 集群網(wǎng)絡的基本結(jié)構(gòu) (a)(a) 集中控制方式集群網(wǎng)絡的基本結(jié)構(gòu) (1)系 統(tǒng) 管 理終 端系統(tǒng)控制中心（SCC）電話互聯(lián)器轉(zhuǎn)發(fā)器1轉(zhuǎn)發(fā)器2轉(zhuǎn)發(fā)器 M調(diào)度臺調(diào)度臺天線共用設備移動臺1移動臺 N手機調(diào)度臺PSTNPABX基站 （BS）（ a）系 統(tǒng) 管 理終 端無線網(wǎng)絡終

20、端RNT其它系統(tǒng)或RNT調(diào)度臺PABX或PSTN邏輯控制單元(LCU)轉(zhuǎn)發(fā)器1LCU轉(zhuǎn)發(fā)器2LCU轉(zhuǎn)發(fā)器 M天線共用設備移動臺1移動臺 N手機調(diào)度臺（ b）基站 （BS）圖1-101-10 集群網(wǎng)絡的基本結(jié)構(gòu) (b)(b)分布控制方式 集群網(wǎng)絡的基本結(jié)構(gòu) (2) 轉(zhuǎn)發(fā)器：由收發(fā)信機和電源組成。每頻道均配一個轉(zhuǎn)發(fā)器（對分布式控制器每個轉(zhuǎn)發(fā)器均有一個邏輯控制單元）。 天線共用設備：包括天線、饋線和共用器。 系統(tǒng)控制中心(系統(tǒng)控制器)：分布式控制系統(tǒng)雖無控制中心，在聯(lián)網(wǎng)時，可通過無線控制終端。 調(diào)度臺：分為無線調(diào)度臺和有線調(diào)度臺。無線臺由收發(fā)信機、控制單元、操作臺、天線和電源等組成；有線臺可以是電話

21、機或帶顯示的操作臺。 移動臺:可以是車載臺或手機。它們均由收發(fā)信機、控制單元、天線和電源等組成。 集群系統(tǒng)（組成）的基本設備與作用 4. 4. 集群方式集群方式 按通信占用頻道的方式,集群可分為消息集群、傳輸集群、和準傳輸集群等三種方式。 (1) (1) 消息集群消息集群(Message Trunking)(Message Trunking) 圖1-111-11 消息集群的典型呼叫格式 暫停移動臺1發(fā)射移動臺2應答暫停移動臺1發(fā)射移動臺3應答脫離時間消息時間22 s總的傳輸時間28 s4 s2 s4 s2 s4 s暫停2 s4 s6 s信道1(2) (2) 傳輸集群傳輸集群(Transmiss

22、ion Trunking)(Transmission Trunking) 圖1-12 1-12 傳輸集群的典型呼叫格式 (3) (3) 準傳輸集群準傳輸集群(Quasi Transmission Trunking)(Quasi Transmission Trunking) 移動臺1發(fā)射4 s4 s信道1信道可再分配移動臺3應答信道可用總的傳輸時間18 s信道可用移動臺2應答信道可再分配信道24 s0.5 s0.5 s移動臺1發(fā)射4 s0.5s0.5s圖1-131-13 準傳輸集群的典型呼叫格式 集群通信三種典型呼叫格式特點比較 1.消息集群呼叫格式：每一次呼叫通話期間，一次性分配一對無線頻道，

23、當通話完畢松開PPT開關后，轉(zhuǎn)發(fā)器繼續(xù)在該頻道上工作6s，才算完成此次接續(xù)過程，其優(yōu)點占用頻道少；缺點造成占用信道時間相對過長。 2.傳輸集群呼叫格式：通話過程中, 非占用某一個頻道，既當發(fā)話一方松開PPT時,對這一頻道的占用結(jié)束,而對方回答或本方再發(fā)話時,都需重新分配并占用新的空閑頻道。其優(yōu)點可充分利用空閑頻道,提高頻道利用率,缺點是在通話過程中因反復要松按PPT,重新占用新的空閑頻道,有可能會導致消息傳輸不連續(xù)或通話中斷現(xiàn)象發(fā)生。 3.準傳輸集群呼叫格式：是為克服傳輸集群呼叫缺點的一種改進方式，也是傳輸集群與消息集群兩種呼叫格式的折中方案。其一是將消息集群呼叫的脫離時間縮短為0.5s2s；

24、其二是將傳輸集群在每次松開PPT后增加0.5s保持時間，再行釋放頻道，改善了傳輸不連續(xù)或通話中斷現(xiàn)象的發(fā)生。其頻率利用率略低于傳輸集群方式。部分集群移動通信系統(tǒng)的主要參數(shù) 移動衛(wèi)星通信是指地球上（包括地面和低層大氣中）的無線電通信站間利用衛(wèi)星作為中繼而進行的通信。 移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星設備和地球設備兩部分組成。具有通信范圍大，不易受陸地災害影響，通信可靠性高等特點。是遠洋航運部門海事通信、探險、勘探和救災部門使用的應急通信電話。 移動通信衛(wèi)星根據(jù)距地球軌道距離運行可分為同步、中低軌道衛(wèi)星。 覆蓋地球的通信衛(wèi)星數(shù)量與其軌道的高低有關,軌道越低所需求的衛(wèi)星數(shù)目就越多。 1.3.5 移動衛(wèi)星通信系

25、統(tǒng)圖1-12 銥系統(tǒng)衛(wèi)星軌道示意圖 銥系統(tǒng)通信衛(wèi)星 由美國Motorola公司提出，開始計劃設置7條園形軌道均勻分布在地球極地方向，每條軌道上有11顆衛(wèi)星。現(xiàn)采用6條軌道，共66顆衛(wèi)星在地球上空運行。軌道高度780Km，工作于L波段。采用TDMA和TDD方式，能提供話音、數(shù)據(jù)和尋呼服務。 低軌道移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)的部分參數(shù)低軌道移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)的部分參數(shù) 分組無線網(wǎng)是一種利用無線信道進行分組交換的通信網(wǎng)絡，即網(wǎng)絡中傳送的信息要以“分組”或稱“信包”(有時簡稱“包”)為基本單元。分組是由若干比特組成的信息段，通常包含包頭和正文兩部分。包頭中含有該分組的源地址(起始地址)、宿地址(目的地址)和有關的

26、路由信息等；正文是真正需要傳送的信息。 分組方式是存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式的一種，用戶終端必須先把要傳送的信息、分段，加上包頭以構(gòu)成分組，才能送上無線信道進行傳輸（會產(chǎn)生額外時間延遲）。 分組傳輸能適應不同網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的應用。較常見的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)有星形結(jié)構(gòu)和分布式結(jié)構(gòu)。后示圖為最早由美國夏威夷大學開發(fā)的一種分組無線網(wǎng)結(jié)構(gòu)(ALOHA協(xié)議),它處于OSI模型中的數(shù)據(jù)鏈路層。 1.3.6 分組無線網(wǎng)數(shù)據(jù)終端分組無線電臺中繼站集中器計算中心圖1-13 ALOHA1-13 ALOHA系統(tǒng)簡圖 世界上各國都在致力于發(fā)展移動數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡，其中大都以分組傳輸技術為基礎。例如： (1) ARDIS系統(tǒng)(先進的無線電數(shù)據(jù)信息設備)

27、。 (2) Mobitex系統(tǒng)(全國性互連的集群無線電網(wǎng)絡)。 (3) CDPD系統(tǒng)(蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù))。 (4) TETRA系統(tǒng)(全歐集群無線電)。 (5) 第二代北美數(shù)字蜂窩IS-54和IS-95系統(tǒng)。 幾種移動數(shù)據(jù)設備的特性和參數(shù) 1.4 移動通信的基本技術 1.4.1 調(diào)制技術 數(shù)字調(diào)制的基本類型分為振幅鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）和相移鍵控（PSK）或綜合而得到的新型調(diào)制技術。 下述兩類數(shù)字調(diào)制方式在實際應用中用得最多： （1）線性調(diào)制技術。要求通信設備從頻率變換到放大和發(fā)射過程中保持充分的線性。這類調(diào)制方式可獲得較高的頻譜利用率，主要包括PSK、QPSK、OQPSK、/4DQ

28、PSK和MPSK。 （2）恒定包絡(連續(xù)相位)調(diào)制技術。是已調(diào)信號具有相對窄的功率譜和對放大設備沒有線性要求。主要包括MSK、GMSK、GFSK和TFSK等。 另外還有獲得迅速發(fā)展的數(shù)字調(diào)制技術是振幅和相位聯(lián)合調(diào)制(QAM)技術和4G要采用的正交頻分復用（OFDM）技術等。1.4.3 多址方式 多址方式是指一種發(fā)生無線界面的復用接入技術。多址方式的基本類型有頻分多址(FDMA)、時分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)。采用什么樣的多址方式取決于通信系統(tǒng)的應用環(huán)境和要求。 現(xiàn)代移動通信系統(tǒng)實際常用的這三種基本多址方式的混合多址方式，如頻分多址/時分多址(FDMA/TDMA)、頻分多址/碼分多

29、址(FDMA/CDMA)、時分多址/碼分多址(TDMA/CDMA)等。 此外，隨著數(shù)據(jù)業(yè)務的需求日益增長，另一類稱為隨機多址方式的如ALOHA和載波檢測多址(CSMA)等也日益得到廣泛應用，其中也包括固定多址和隨機多址的綜合應用。 1.4.4 抗干擾措施 利用信道編碼進行檢錯和糾錯(包括前向糾錯FEC和自動請求重傳ARQ)以降低通信傳輸?shù)牟铄e率，保證通信質(zhì)量和可靠性； 為克服由多徑干擾所引起的多徑衰落，廣泛采用分集技術(包括空間分集、頻率分集、時間分集以及RAKE接收技術等)、自適應均衡技術和選用具有抗碼間干擾和時延擴展能力的調(diào)制技術(如多電平調(diào)制、多載波調(diào)制等)； 為提高通信系統(tǒng)的綜合抗干擾

30、能力而采用擴頻和跳頻技術； 為減少蜂窩網(wǎng)絡中的共道干擾而采用扇區(qū)天線、多波束天線和自適應天線陣列等； 在CDMA通信系統(tǒng)中，為減少多址干擾而使用干擾抵消和多用戶信號檢測器技術。 1.4.5 組網(wǎng)技術 1.1.網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu) 通信網(wǎng)絡基本組成部分應包括基站、移動臺、移動交換中心、網(wǎng)絡控制中心和操作維護中心等。下圖給出數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。MSCHLRVLRAUCOMCEIRBTS BSCMSCPDNPSTNISDN固定網(wǎng)BSSMSMS圖1-14 1-14 數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖中： MSC：移動交換中心； BSC：基站控制器； BTS：基站收發(fā)信臺； MS：移動臺； HL

31、R：歸屬位置寄存器； VLR：訪問位置寄存器； EIR：設備標志寄存器； AUC：認證中心； OMC：操作維護中心。 網(wǎng)絡通過移動交換中心(MSC)還與公共交換電話網(wǎng)(PSTN)、 綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)(ISDN)以及公共數(shù)據(jù)網(wǎng)(PDN)相連接。 2. 2. 網(wǎng)絡接口網(wǎng)絡接口 接口主要用于網(wǎng)絡內(nèi)各功能實體進行連接，同一通信網(wǎng)絡的接口須符合統(tǒng)一的接口規(guī)范。下圖給出蜂窩系統(tǒng)所用的各種接口。 MSBSMSCVLRMSCVLREIRHLRSmUmAbisABECFGD圖 1-151-15 蜂窩系統(tǒng)所用的接口 3. 3. 網(wǎng)絡的控制與管理網(wǎng)絡的控制與管理 當移動臺工作時，移動網(wǎng)絡將按照預定程序開始運轉(zhuǎn)，其過程

32、會涉及到網(wǎng)絡包括基站、移動臺、移動交換中心、各種數(shù)據(jù)庫及網(wǎng)絡各個接口等在內(nèi)的各個功能部件。要完成： 為用戶呼叫配置所需的控制信道和業(yè)務信道； 指定和控制發(fā)射機的功率； 進行設備和用戶的識別和鑒權(quán)； 完成無線鏈路和地面線路的連接和交換； 最終在主呼用戶和被呼用戶之間建立起通信鏈路，提供通信服務。 （1）當某一移動臺在接入信道上作為主呼或被呼時，移動通信系統(tǒng)通過連接控制(或管理)功能，在主呼和被呼臺之間建立起通信鏈路，完成呼叫接續(xù)過程。 （2）對移動用戶漫游進行管理。如完成對移動臺位置信息進行登記修改或刪除，對通信過程中越區(qū)切換、指配新的服務基站及指定新的頻率或信道、更換原有地面線路等進行管理等。 （3）對無線