現(xiàn)代通信網(wǎng)概論上課課件

1、第三章 電話通信網(wǎng)3.1 電話通信網(wǎng)的基本概念電話通信網(wǎng)的基本概念 3.1.1 電話通信的概念電話（電話（Telephone）的含義是指利用電的方的含義是指利用電的方法傳送人的語言的一門通信技術(shù)科學(xué)的總和。法傳送人的語言的一門通信技術(shù)科學(xué)的總和。利用電的方法傳送人的語言并完成遠(yuǎn)距離語音利用電的方法傳送人的語言并完成遠(yuǎn)距離語音通信過程，必然包括聲、電轉(zhuǎn)換等在內(nèi)的電路通信過程，必然包括聲、電轉(zhuǎn)換等在內(nèi)的電路和器械。和器械?？紤]到傳輸線路設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性，常用的通考慮到傳輸線路設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性，常用的通話電路框圖如圖話電路框圖如圖3.1所示。所示。圖3.1 二線雙向電話電路框圖圖中的送話器、受話器、消測音電

2、路圖中的送話器、受話器、消測音電路和混合電路等構(gòu)成了電話機，完成聲、和混合電路等構(gòu)成了電話機，完成聲、電轉(zhuǎn)換和電、聲轉(zhuǎn)換的任務(wù)。電轉(zhuǎn)換和電、聲轉(zhuǎn)換的任務(wù)。二線線路原始語言還原語音還原語音原始語言送話器消側(cè)音電路混合電路受話器混合電路消側(cè)音電路受話器送話器 3.1.2 電話通信網(wǎng)基本構(gòu)成為了使更多的用戶在有限的信道資源上自為了使更多的用戶在有限的信道資源上自由選取通信的對象，通常在合適的位置上配置由選取通信的對象，通常在合適的位置上配置交換設(shè)備，構(gòu)成了電話通信網(wǎng)。交換設(shè)備，構(gòu)成了電話通信網(wǎng)。 3.1.3 電話通信網(wǎng)的分類電話通信網(wǎng)從各個不同的角度出發(fā)，有各電話通信網(wǎng)從各個不同的角度出發(fā)，有各種不

3、同的分類，使得同一個電話通信網(wǎng)有不同種不同的分類，使得同一個電話通信網(wǎng)有不同的叫法，常見的有：的叫法，常見的有： （1）按通信傳輸手段分：可分為）按通信傳輸手段分：可分為有線電話通信網(wǎng)、無線電話通信網(wǎng)有線電話通信網(wǎng)、無線電話通信網(wǎng)和衛(wèi)星電話通信網(wǎng)等。和衛(wèi)星電話通信網(wǎng)等。（2）按通信服務(wù)區(qū)域分：可分為）按通信服務(wù)區(qū)域分：可分為農(nóng)話網(wǎng)、市話網(wǎng)、長話網(wǎng)和國際網(wǎng)農(nóng)話網(wǎng)、市話網(wǎng)、長話網(wǎng)和國際網(wǎng)或局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)等?；蚓钟蚓W(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)等。（3）按通信服務(wù)對象分：可分為）按通信服務(wù)對象分：可分為公用電話通信網(wǎng)、保密電話通信網(wǎng)公用電話通信網(wǎng)、保密電話通信網(wǎng)和軍用電話通信網(wǎng)等。和軍用電話通信網(wǎng)等。（

4、4）按通信傳輸處理信號形式）按通信傳輸處理信號形式分：可分為模擬電話通信網(wǎng)和數(shù)字分：可分為模擬電話通信網(wǎng)和數(shù)字電話通信網(wǎng)等。電話通信網(wǎng)等。（5）按通信活動方式分：可分）按通信活動方式分：可分為固定電話通信網(wǎng)和移動電話通信為固定電話通信網(wǎng)和移動電話通信網(wǎng)等。網(wǎng)等。3.2 固定電話通信網(wǎng) 3.2.1 固定電話通信網(wǎng)概念通信網(wǎng)不管是如何分類、實現(xiàn)何種業(yè)通信網(wǎng)不管是如何分類、實現(xiàn)何種業(yè)務(wù)、服務(wù)何種范圍，其網(wǎng)絡(luò)基本拓?fù)浣Y(jié)務(wù)、服務(wù)何種范圍，其網(wǎng)絡(luò)基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形式是一致的。構(gòu)形式是一致的。 3.2.2 固定電話通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 一、長途固定電話通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)長途固定電話通信網(wǎng)簡稱為長途網(wǎng)。我國長途固定電話通信網(wǎng)

5、簡稱為長途網(wǎng)。我國長途固定電話通信網(wǎng)由一、二、三、四級的長長途固定電話通信網(wǎng)由一、二、三、四級的長途交換中心組成，具體結(jié)構(gòu)形式為分級匯接網(wǎng)，途交換中心組成，具體結(jié)構(gòu)形式為分級匯接網(wǎng)，如圖如圖3.3所示。所示。C1C2C3C4C5用戶基干路由高效直達(dá)路由圖3.3 長途電話通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖 二、本地固定電話通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)本地固定電話通信網(wǎng)簡稱本地網(wǎng)。本地本地固定電話通信網(wǎng)簡稱本地網(wǎng)。本地網(wǎng)是指在同一個長途編號區(qū)內(nèi)，由若干個端網(wǎng)是指在同一個長途編號區(qū)內(nèi)，由若干個端局和匯接局及局間中繼、長市中繼、用戶線、局和匯接局及局間中繼、長市中繼、用戶線、電話機等要素所組成的電話通信網(wǎng)。電話機等要素所組成的電話通信網(wǎng)

6、。 1本地網(wǎng)的類型本地網(wǎng)的類型自自20世紀(jì)世紀(jì)90年代中期，我國開始組建起年代中期，我國開始組建起以地（市）級以上城市為中心城市的擴(kuò)大本以地（市）級以上城市為中心城市的擴(kuò)大本地網(wǎng)。地網(wǎng)。（1）特大和大城市本地網(wǎng)）特大和大城市本地網(wǎng)以特大和大城市為中心，中心城市與所轄以特大和大城市為中心，中心城市與所轄郊縣（市）共同組成的本地網(wǎng)，簡稱特大和大郊縣（市）共同組成的本地網(wǎng)，簡稱特大和大城市本地網(wǎng)。城市本地網(wǎng)。（2）中等城市本地網(wǎng)）中等城市本地網(wǎng)以中等城市為中心，中心城市與該城市的以中等城市為中心，中心城市與該城市的郊區(qū)或所轄郊縣（市）共同組成的本地網(wǎng)，簡郊區(qū)或所轄郊縣（市）共同組成的本地網(wǎng)，簡稱中等

7、城市本地網(wǎng)。稱中等城市本地網(wǎng)。 2本地網(wǎng)的交換中心及職能本地網(wǎng)的交換中心及職能本地網(wǎng)內(nèi)可設(shè)置端局和匯接局。本地網(wǎng)端本地網(wǎng)內(nèi)可設(shè)置端局和匯接局。本地網(wǎng)端局通過用戶線與用戶連接，其基本職能是疏通局通過用戶線與用戶連接，其基本職能是疏通本局用戶的來話和去話。本局用戶的來話和去話。 3本地網(wǎng)結(jié)構(gòu)本地網(wǎng)結(jié)構(gòu)本地網(wǎng)為兩級基本結(jié)構(gòu)，是由匯接局和端本地網(wǎng)為兩級基本結(jié)構(gòu)，是由匯接局和端局兩個等級的交換中心組成，其具體結(jié)構(gòu)如圖局兩個等級的交換中心組成，其具體結(jié)構(gòu)如圖3.4。CDBA區(qū)匯接局(市郊匯接局)市話匯接局下級匯接局端局市話端局衛(wèi)星末端局末端局基干線路低呼損電路高效率電路圖3.4 本地電話通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖3

8、.3 移動電話通信網(wǎng)移動電話通信網(wǎng) 3.3.1 移動電話通信網(wǎng)概述在通信領(lǐng)域，人類有一個夢想，那就是無在通信領(lǐng)域，人類有一個夢想，那就是無論任何人（論任何人（Whoever）在任何時間在任何時間（Whenever）、）、任何地點（任何地點（Wherever）都能都能和任何另外一個人（和任何另外一個人（Whoever）進(jìn)行任何方式進(jìn)行任何方式（Whatever）的信息交流，即個人通信。的信息交流，即個人通信。個人通信“任何時間”要求支持動中通：無線通信是前提“任何人”要求支持巨大用戶量：頻譜資源有限“任何地點”要求無縫覆蓋：傳輸能力有限“任何形式”要求多媒體：處理能力有限移動通信的基本概念和目標(biāo)

9、基本概念“動中通” 通信雙方至少有一方處在移動情況下（或臨時靜止）的相互信息傳輸和交換。 終端的移動性（手持機、車載臺） 個人的移動性（SIM卡） 業(yè)務(wù)的移動性（200、300業(yè)務(wù)）通信網(wǎng)的智能化和無線化使三者統(tǒng)一起來： 個人通信業(yè)務(wù) 移動通信的發(fā)展與固定電話通信相比，移動電話通信主要與固定電話通信相比，移動電話通信主要有以下幾個特點。有以下幾個特點。 1無線傳輸信道無線傳輸信道移動電話通信的傳輸信道必然是無線信道移動電話通信的傳輸信道必然是無線信道或部分使用無線信道。在移動電話通信中，至或部分使用無線信道。在移動電話通信中，至少有一方處于運動狀態(tài)，雙方只能通過無線電少有一方處于運動狀態(tài)，雙方

10、只能通過無線電波進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。波進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。 2電波傳輸環(huán)境復(fù)雜電波傳輸環(huán)境復(fù)雜移動臺常常運動于建筑群或其它障礙物中，移動臺常常運動于建筑群或其它障礙物中，接收的電波場強受地形、地物的影響而隨時發(fā)接收的電波場強受地形、地物的影響而隨時發(fā)生變化。生變化。 3系統(tǒng)的干擾大系統(tǒng)的干擾大移動電話通信系統(tǒng)存在多種噪聲和干擾。移動電話通信系統(tǒng)存在多種噪聲和干擾。 4組網(wǎng)方式靈活但控制過程復(fù)雜組網(wǎng)方式靈活但控制過程復(fù)雜在移動電話通信中，移動臺之間、移動臺在移動電話通信中，移動臺之間、移動臺與基地臺、基地臺與移動交換中心之間要傳遞與基地臺、基地臺與移動交換中心之間要傳遞一整套控制操作指令，才能有序、高效地完成一整套

11、控制操作指令，才能有序、高效地完成收發(fā)兩端相互間的接續(xù)，實現(xiàn)信息的自動傳遞；收發(fā)兩端相互間的接續(xù)，實現(xiàn)信息的自動傳遞；另外，由于蜂窩網(wǎng)的特殊結(jié)構(gòu)，還應(yīng)該有網(wǎng)絡(luò)另外，由于蜂窩網(wǎng)的特殊結(jié)構(gòu)，還應(yīng)該有網(wǎng)絡(luò)搜索、位置登記、越區(qū)切換和自動漫游等功能。搜索、位置登記、越區(qū)切換和自動漫游等功能。 5設(shè)備的要求高設(shè)備的要求高由于移動電話通信設(shè)備都是手持機或車載由于移動電話通信設(shè)備都是手持機或車載臺，要求移動臺要體積小、重量輕、省電，而臺，要求移動臺要體積小、重量輕、省電，而且要求操作簡單、維修方便，保證在振動、碰且要求操作簡單、維修方便，保證在振動、碰撞、高溫等惡劣環(huán)境下能正常工作。撞、高溫等惡劣環(huán)境下能正常

12、工作。 6用戶量大但頻率有限用戶量大但頻率有限有限的頻率資源決定了有限的信道數(shù)目，有限的頻率資源決定了有限的信道數(shù)目，它和日益增長的用戶量是一對矛盾。它和日益增長的用戶量是一對矛盾。 二、移動電話通信的分類（1）按設(shè)備的使用環(huán)境分：可分為陸地移）按設(shè)備的使用環(huán)境分：可分為陸地移動電話通信、海上移動電話通信、航空移動電動電話通信、海上移動電話通信、航空移動電話通信。話通信。（2）按服務(wù)對象分：可分為公用移動電話）按服務(wù)對象分：可分為公用移動電話通信和專用移動電話通信。通信和專用移動電話通信。（3）按應(yīng)用系統(tǒng)分：可分為蜂窩移動電話）按應(yīng)用系統(tǒng)分：可分為蜂窩移動電話系統(tǒng)、專用調(diào)度電話、集群調(diào)度移動電

13、話、公系統(tǒng)、專用調(diào)度電話、集群調(diào)度移動電話、公用無繩電話系統(tǒng)、移動衛(wèi)星電話通信系統(tǒng)等。用無繩電話系統(tǒng)、移動衛(wèi)星電話通信系統(tǒng)等。 三、移動電話通信的發(fā)展概況移動電話通信從總體上講可分為三代。通移動電話通信從總體上講可分為三代。通常將常將20世紀(jì)世紀(jì)70年代末出現(xiàn)的模擬蜂窩移動電話、年代末出現(xiàn)的模擬蜂窩移動電話、模擬無繩電話和模擬集群電話等作為第一代移模擬無繩電話和模擬集群電話等作為第一代移動電話通信系統(tǒng)（動電話通信系統(tǒng)（1G），），而將而將20世紀(jì)世紀(jì)80年代末年代末開發(fā)的數(shù)字蜂窩、數(shù)字無繩電話和數(shù)字集群電開發(fā)的數(shù)字蜂窩、數(shù)字無繩電話和數(shù)字集群電話作為第二代移動電話通信系統(tǒng)（話作為第二代移動電話

14、通信系統(tǒng)（2G），），將國將國際電信聯(lián)盟（際電信聯(lián)盟（ITU）正在組織進(jìn)行研究的未來正在組織進(jìn)行研究的未來公眾陸地移動通信系統(tǒng)（公眾陸地移動通信系統(tǒng)（Future Public Land Mobile Telecommunication System，F(xiàn)PLMTS，之后改名為之后改名為IMT-2000）定為第三代移動電話通定為第三代移動電話通信系統(tǒng)（信系統(tǒng)（3G）。）。以模擬通信為特征的移動通信以模擬通信為特征的移動通信主要代表：美國主要代表：美國AMPS系統(tǒng)系統(tǒng) 英國英國TACS系統(tǒng)系統(tǒng)特點：特點： 1.蜂窩小區(qū)系統(tǒng)設(shè)計蜂窩小區(qū)系統(tǒng)設(shè)計頻分復(fù)用頻分復(fù)用 解決大容量需求與有限頻譜資源的矛盾解決

15、大容量需求與有限頻譜資源的矛盾 2.模擬系統(tǒng)模擬系統(tǒng)語音信號語音信號 3.FM傳輸傳輸 4.FDMA多址方式多址方式第一代移動通信簡介 以數(shù)字通信為特征的移動通信 第二代移動通信主要制式有 歐美的GSM ，TDMA制式 北美的CDMA制式 北美的DAMPS（IS-54），TDMA制式 日本的PDC，TDMA制式第二代移動通信簡介第二代移動通信簡介微蜂窩小區(qū)結(jié)構(gòu) 更優(yōu)的空分復(fù)用，提高用戶數(shù)量數(shù)字化技術(shù)語音信號數(shù)字化新的調(diào)制方式，GMSK,QPSK等TDMA，CDMA頻譜利用率高，系統(tǒng)容量大（2GHz以下）能提供多種業(yè)務(wù)服務(wù)，提高通信系統(tǒng)的通用性抗噪聲、抗干擾和抗多徑衰落能力強能實現(xiàn)更有效、靈活的

16、網(wǎng)絡(luò)管理和控制便于實現(xiàn)通信安全保密可降低設(shè)備成本和減小用戶手機的 體積和重量第二代移動通信簡介第二代移動通信技術(shù)與應(yīng)用正在發(fā)展中 1.GPRS技術(shù)（通用無線分組業(yè)務(wù)）為GSM系統(tǒng)，無線商務(wù)提供了高速數(shù)據(jù)通道： 2.CDMA開始在中國大規(guī)模建設(shè)： 3.日本在移動通信上實現(xiàn)無線互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用（imode）的成功開創(chuàng)了無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的新時代： 4.中國在無線數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域正在起步。第二代移動通信簡介 移動通信應(yīng)用業(yè)務(wù)才剛剛起步 1.無線商務(wù)與個人信息服務(wù)出現(xiàn)和發(fā)展 手機上網(wǎng)，電子郵件與商務(wù) 實時股票買賣 交通、金融、就業(yè)等個人信息服務(wù) 2.無線多種功能將出現(xiàn)和發(fā)展 無線定位、車輛調(diào)度管理 報警與監(jiān)控 自動售

17、貨、售票第二代移動通信簡介第二代移動通信未完成的目標(biāo)： 1.沒有形成全球統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng) 2.業(yè)務(wù)單一 3.無法實現(xiàn)全球漫游 4.通信容量不足第三代移動通信向我們走來 第三代移動通信為IMT-2000; international mobile telecommunication 2000 第三代移動通信的標(biāo)準(zhǔn)已確定； 第三代移動通信的商用已經(jīng)在2001年10月面世（日本）； 第三代移動通信的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用在2005年以后第三代移動通信簡介第三代移動通信簡介第三代移動通信的總目標(biāo) IMT2000的名稱為第三代移動通信系統(tǒng)制定了總目標(biāo)： 工作在2000MHz頻段 在2000年左右商用 工作在200

18、0kbps的速率 1.全球化，要求多種技術(shù)在多種環(huán)境下統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一頻率，以實現(xiàn)全球無縫覆蓋。 2.綜合化，要求系統(tǒng)能傳輸話音、寬帶數(shù)據(jù)、視頻圖像等多種業(yè)務(wù)，滿足信息化社會的需要。 3.個人化，系統(tǒng)具有足夠的容量潛力和多種用戶管理能力，支持個人的移動性，滿足巨大的個人通信的需求。第三代移動通信簡介系統(tǒng)特點： 微蜂窩結(jié)構(gòu) 寬帶CDMA技術(shù) 調(diào)制方式，QPSK FDMA/TDMA/CDMA 電路交換分組交換 從媒體（media）-多媒體（Multi-media）IMT-2000 Terrestrial Radio Interfaces三代移動通信的比較Beyond 3G/4G的研究 目前國際上有關(guān)

19、第四代移動通信的研究還在初中期階段，其基本需求、核心技術(shù)還處于初級階段，但較為明確的一點是，第四代移動通信的實用期定在2010 年。這符合移動通信技術(shù)每10年產(chǎn)生一代新體制的發(fā)展規(guī)律。全球移動通信市場發(fā)展預(yù)測移動通信的標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)化工作的重要性 通信技術(shù)的多樣性（看似繁榮，實際阻礙技術(shù)的發(fā)展） 網(wǎng)絡(luò)缺乏互聯(lián)，設(shè)備缺乏互聯(lián) 無法大規(guī)模生產(chǎn) 價格昂貴移動通信的標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)容 技術(shù)體制標(biāo)準(zhǔn)化 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化 測試方法標(biāo)準(zhǔn)化國際標(biāo)準(zhǔn)化組織國際無線電標(biāo)準(zhǔn)化工作由國際電信聯(lián)盟（ITU）負(fù)責(zé)。ITU原由綜合秘書處、國際頻率登記局（IFRB）國際無線電咨詢委員會（CCIR）研究國際電話電報咨詢委員會（CCITT）四

20、個常設(shè)機構(gòu)組成。1993年3月，ITU組織調(diào)整為： 無線通信組（CCIR+IFRB），ITU-R工作組 電信標(biāo)準(zhǔn)化組（CCITT），ITU-T工作組 電信開發(fā)組（BDT）其他標(biāo)準(zhǔn)化組織歐洲的標(biāo)準(zhǔn)化組織 歐洲郵電管理協(xié)會（CEPT）；曾是歐洲通信設(shè)施的主要標(biāo)準(zhǔn)化組織，現(xiàn)逐漸被其它組織替代。 歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（ETSI）；成立于1988年，GSM、DECT、HiperLAN等北美地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)化組織 電子工業(yè)協(xié)會（EIA） 電信工業(yè)協(xié)會（TIA） 蜂窩電信工業(yè)協(xié)會（CTIA） 美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（ANSI）IEEE LAN等 3.3.2 移動電話通信系統(tǒng) 一、移動電話通信系統(tǒng)組成移動電話通信系統(tǒng)由移動通

21、信交換局移動電話通信系統(tǒng)由移動通信交換局（MTX）、）、基站（基站（BS）、）、移動臺（移動臺（MS）及局間和局站間中繼線等要素組成，如及局間和局站間中繼線等要素組成，如圖圖3.6所示。所示。市話網(wǎng)移動通信交換局(MTX)基站(BS)基站(BS)基站(BS)移動臺(MS)移動臺(MS)中繼線圖3.6 移動電話通信系統(tǒng)組成示意圖實例蜂窩移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基站分系統(tǒng)（BSS）：基站收發(fā)信機（BTS）、基站控制器（BSC）移動分系統(tǒng)（MS）：受持臺，車載臺交換分系統(tǒng)（MSS）：移動交換機（MSC）、位置寄存器（HLR/VLR）、鑒權(quán)中心（MC）等操作與支持系統(tǒng)（OSS）：操作維護(hù)中心（OMC）、網(wǎng)絡(luò)管

22、理中心（NMC）等上/下行鏈路 二、移動電話通信的工作方式根據(jù)移動電話通信使用頻率情況和操作狀根據(jù)移動電話通信使用頻率情況和操作狀態(tài)可分為三種工作方式；單工制、半雙工制和態(tài)可分為三種工作方式；單工制、半雙工制和雙工制。雙工制。 1單工制單工制（1）單頻單工）單頻單工單頻指電話通信的雙方使用相同的工作頻單頻指電話通信的雙方使用相同的工作頻率；單工指通話雙方的操作采用率；單工指通話雙方的操作采用“按按-講講”方方式進(jìn)行。式進(jìn)行。（2）雙頻單工）雙頻單工雙頻單工指通話雙方使用兩個頻率作收、雙頻單工指通話雙方使用兩個頻率作收、發(fā)或發(fā)、收頻率，操作仍采用發(fā)或發(fā)、收頻率，操作仍采用“按按-講講”方式。方式

23、。優(yōu)缺點與同單頻單工大致相同。優(yōu)缺點與同單頻單工大致相同。 2半雙工制半雙工制半雙工制指通信的雙方，一方收、發(fā)信機半雙工制指通信的雙方，一方收、發(fā)信機同時工作，且使用兩個頻率的通信方式為雙工同時工作，且使用兩個頻率的通信方式為雙工制；而另一方采用雙頻單工方式。制；而另一方采用雙頻單工方式。 3雙工制雙工制雙工制指電話通信雙方的收、發(fā)信機同時雙工制指電話通信雙方的收、發(fā)信機同時工作，并使用兩個頻率，通話如同使用普通電工作，并使用兩個頻率，通話如同使用普通電話機一樣。采用這種方式，因收、發(fā)信機總是話機一樣。采用這種方式，因收、發(fā)信機總是工作著，電能消耗大，這對使用電池為電源的工作著，電能消耗大，這

24、對使用電池為電源的移動臺是不利的。因此，某些系統(tǒng)保留了移動臺是不利的。因此，某些系統(tǒng)保留了“講講話話”開關(guān)，讓移動臺接收機總是工作，發(fā)射機開關(guān)，讓移動臺接收機總是工作，發(fā)射機僅在講話時工作，稱這種方式為準(zhǔn)雙工，也可僅在講話時工作，稱這種方式為準(zhǔn)雙工，也可與雙工制兼容。與雙工制兼容。FDD與TDD移動通信網(wǎng)性能指標(biāo)話音質(zhì)量和信噪比要求服務(wù)等級（GOS）呼叫中斷概率通信概率特殊服務(wù)種類及QOS保證話音質(zhì)量和信噪比要求話音傳輸質(zhì)量以接收機輸出端音頻頻帶內(nèi)的信噪比S/N或載噪比C/N來表示，業(yè)務(wù)種類不同，要求不同（公網(wǎng)高，專網(wǎng)低）。移動數(shù)據(jù)傳輸常用誤碼率，一般只有10-4左右，常用糾錯編碼等方法提高。

25、（IMT-2000中，對話音業(yè)務(wù)要求誤碼率10-3，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)要求誤碼率10-6 ）在某個特定移動通信系統(tǒng)中，誤碼率與信噪比直接相關(guān)，一般用Eb/No（歸一化信噪比）與誤碼率之間的曲線來表示系統(tǒng)性能， Eb/No為折合到接收機輸入端的比特能量Eb與噪聲的單邊功率譜密度No之比值。話音質(zhì)量的評定往往采用主觀評定的辦法，評分質(zhì)量分為五級：公網(wǎng)一般要求=4級，專網(wǎng)=3級對于不同的移動業(yè)務(wù)，各國對S/N或C/N的規(guī)定不一樣中國：模擬通信，移動用戶與固定市話、長話用戶通話時，要求S/N為大于29dB或C/N為17dB，相當(dāng)于4級的話音美國AMPS網(wǎng)要求C/N大于18dB，日本要求20dB服務(wù)等級（GOS）

26、服務(wù)等級用呼損率B表示B：在一個正常運行的系統(tǒng)中，忙時呼叫被阻塞的概率，單位為Erlang服務(wù)等級決定于系統(tǒng)中同時發(fā)出的呼叫數(shù)、總話務(wù)量、信道數(shù)量、系統(tǒng)設(shè)計等呼損率包括無線信道呼損和中繼電路呼損我國規(guī)定：無線信道B=0.05，在話務(wù)密度高的地區(qū)=90%，農(nóng)村通信概率=50%專網(wǎng)則要求較高，如鐵路通信要求通信概率（在3級話音質(zhì)量下）=95%特殊服務(wù)種類及QOS保證 移動通信網(wǎng)是否支持多種業(yè)務(wù)類型（高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，實時多媒體業(yè)務(wù)等），以及對各種業(yè)務(wù)的質(zhì)量保證情況，是評價移動通信網(wǎng)的另一指標(biāo)。典型的移動通信系統(tǒng)集群通信警察、出租車調(diào)度蜂窩移動電話車載、手持機無線尋呼數(shù)顯、漢顯、雙向無繩電話家用、公共無

27、線接入點衛(wèi)星移動通信“銥”、全球星等無線局域網(wǎng)LMDS,802.11，藍(lán)牙 三、通信區(qū)域覆蓋移動電話通信區(qū)域的覆蓋分為兩種形式：移動電話通信區(qū)域的覆蓋分為兩種形式：帶狀服務(wù)區(qū)和面狀服務(wù)區(qū)。帶狀服務(wù)區(qū)和面狀服務(wù)區(qū)。 1帶狀服務(wù)區(qū)帶狀服務(wù)區(qū)帶狀服務(wù)區(qū)是由于服務(wù)區(qū)的形狀形似帶狀帶狀服務(wù)區(qū)是由于服務(wù)區(qū)的形狀形似帶狀而形成的。而形成的。 2面狀服務(wù)區(qū)面狀服務(wù)區(qū)面狀服務(wù)區(qū)是因為服務(wù)區(qū)構(gòu)成的形狀是一面狀服務(wù)區(qū)是因為服務(wù)區(qū)構(gòu)成的形狀是一個面狀的。陸地移動電話通信的大部分服務(wù)區(qū)個面狀的。陸地移動電話通信的大部分服務(wù)區(qū)是寬廣的面狀區(qū)域。根據(jù)用戶數(shù)的不同可分為是寬廣的面狀區(qū)域。根據(jù)用戶數(shù)的不同可分為以下幾種。以下幾

28、種。（1）大區(qū)式移動通信系統(tǒng)）大區(qū)式移動通信系統(tǒng)信號傳輸損耗，通信距離有限信號傳輸損耗，通信距離有限大區(qū)制系統(tǒng)：覆蓋范圍大區(qū)制系統(tǒng)：覆蓋范圍30-50km，發(fā)射功率，發(fā)射功率50-200W，無線很高（，無線很高（30m）具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，頻道數(shù)目少，無需無線具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，頻道數(shù)目少，無需無線交換直接與交換直接與PSTN相連。相連。大區(qū)系統(tǒng)的局限性大區(qū)系統(tǒng)的局限性覆蓋范圍有限覆蓋范圍有限服務(wù)的用戶容量有限服務(wù)的用戶容量有限服務(wù)性能較差服務(wù)性能較差頻譜利用率低頻譜利用率低（2）中區(qū)式）中區(qū)式 中區(qū)式基站覆蓋半徑為中區(qū)式基站覆蓋半徑為1520km，整個服務(wù)區(qū)由一個或幾個發(fā)信基站及幾整個服務(wù)區(qū)由一

29、個或幾個發(fā)信基站及幾個收信基站構(gòu)成，重復(fù)使用頻道的兩個個收信基站構(gòu)成，重復(fù)使用頻道的兩個基站，其相距要比大區(qū)式的近，提高了基站，其相距要比大區(qū)式的近，提高了頻道利用率，但網(wǎng)的構(gòu)成較為復(fù)雜頻道利用率，但網(wǎng)的構(gòu)成較為復(fù)雜（3）小區(qū)式（蜂窩）小區(qū)式（蜂窩）1974年，年，Bell實驗室提出蜂窩的概念。實驗室提出蜂窩的概念。 將所要覆蓋的地區(qū)劃分為若干個小區(qū)，每個小將所要覆蓋的地區(qū)劃分為若干個小區(qū)，每個小區(qū)的半徑可視用戶的分布密度在區(qū)的半徑可視用戶的分布密度在1-10km左右，左右，在每個小區(qū)設(shè)立一個基站為本小區(qū)范圍內(nèi)的用在每個小區(qū)設(shè)立一個基站為本小區(qū)范圍內(nèi)的用戶設(shè)備。戶設(shè)備。 “頻率復(fù)用頻率復(fù)用”的

30、概念的概念 特點：用戶容量大，服務(wù)性能較好，頻譜利用特點：用戶容量大，服務(wù)性能較好，頻譜利用率較高，用戶終端小巧且電池使用時間長，輻率較高，用戶終端小巧且電池使用時間長，輻射小的等。射小的等。 新的問題：系統(tǒng)復(fù)雜，越區(qū)切換，漫游，位置新的問題：系統(tǒng)復(fù)雜，越區(qū)切換，漫游，位置登記，更新和管理以及系統(tǒng)鑒權(quán)等。登記，更新和管理以及系統(tǒng)鑒權(quán)等。蜂窩分類： 宏蜂窩（Macro-cell）2-20km 微蜂窩（Micro-cell）0.4-2km 皮蜂窩（Pico-cell）400km 分層蜂窩（由多種蜂窩組成）四、移動電話通信網(wǎng)入網(wǎng)方式 移動電話通信網(wǎng)可以從用戶級進(jìn)入移動電話通信網(wǎng)可以從用戶級進(jìn)入市話網(wǎng)

31、，也可以從市話網(wǎng)的支局、分局市話網(wǎng)，也可以從市話網(wǎng)的支局、分局或匯接局進(jìn)入市話網(wǎng)或匯接局進(jìn)入市話網(wǎng) 五、移動電話通信網(wǎng)信令系統(tǒng)由各種控制、操作和應(yīng)答信號組成的系統(tǒng)由各種控制、操作和應(yīng)答信號組成的系統(tǒng)就是信令系統(tǒng)。例如電話系統(tǒng)使用的撥號音、就是信令系統(tǒng)。例如電話系統(tǒng)使用的撥號音、忙音、回鈴音等是電話中的幾個信令。忙音、回鈴音等是電話中的幾個信令。信令按功能可分為五類：信令按功能可分為五類：（1）狀態(tài)標(biāo)志信令：是表明設(shè)備和傳輸通）狀態(tài)標(biāo)志信令：是表明設(shè)備和傳輸通道狀態(tài)的信號，如摘機、掛機、占線等。道狀態(tài)的信號，如摘機、掛機、占線等。（2）操作指示信令：如撥號音、振鈴、指）操作指示信令：如撥號音、振

32、鈴、指配或轉(zhuǎn)換頻道釋放及拆線等。配或轉(zhuǎn)換頻道釋放及拆線等。（3）撥號信令。）撥號信令。（4）選擇呼叫信令。）選擇呼叫信令。（5）控制指令：是移動電話通信網(wǎng)特有的，）控制指令：是移動電話通信網(wǎng)特有的，包括控制基臺與移動臺之間無線頻道的指配、包括控制基臺與移動臺之間無線頻道的指配、連接、轉(zhuǎn)移、停止（拆線）的控制信令；拔叫連接、轉(zhuǎn)移、停止（拆線）的控制信令；拔叫信令；應(yīng)答信令以及用于監(jiān)控和狀態(tài)顯示的頻信令；應(yīng)答信令以及用于監(jiān)控和狀態(tài)顯示的頻道占用、空閑、移動臺位置、功率等信令。道占用、空閑、移動臺位置、功率等信令。 六、移動電話通信網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計移動電話通信系統(tǒng)能否達(dá)到業(yè)務(wù)需要所定移動電話通信系統(tǒng)能否達(dá)

33、到業(yè)務(wù)需要所定的通信質(zhì)量、服務(wù)面積、用戶數(shù)量等方面的目的通信質(zhì)量、服務(wù)面積、用戶數(shù)量等方面的目標(biāo)，同時能否在經(jīng)濟(jì)上支付最小的成本費用，標(biāo)，同時能否在經(jīng)濟(jì)上支付最小的成本費用，這在很大程度上取決于系統(tǒng)設(shè)計是否優(yōu)化。這在很大程度上取決于系統(tǒng)設(shè)計是否優(yōu)化。3.4 移動通信中的噪聲和干擾移動通信中的噪聲和干擾噪聲鄰道干擾同頻干擾互跳干擾CDMA多址干擾3.4.1 移動通信中的噪聲分類： 1.內(nèi)部噪聲 2.人為噪聲 3.自然噪聲等效噪聲系數(shù)：3.4.1 人為噪聲移動信道中，人為噪聲主要是車輛的點火噪聲。統(tǒng)計測試表明，噪聲強度隨地點的分布近似服從對數(shù)正態(tài)分布。3.4.2 鄰道干擾指一種來自相鄰的或相近的頻

34、道的干擾鄰道干擾有兩個方面： 1.由于工作頻帶緊隨的若干頻道的寄生邊帶功率、寬帶噪聲和雜散輻射等產(chǎn)生的干擾 2.在移動通信網(wǎng)內(nèi)，一組空間分散的臨近工作頻道引入的干擾 發(fā)信邊帶擴(kuò)展：發(fā)信頻譜超出了限定的寬度，成為落到鄰頻道的帶外輻射干擾。 比如我國規(guī)定，在160MHz和450MHz頻段，落在相鄰頻道16kHz帶內(nèi)的干擾功率，應(yīng)較載波功率低70dB。 解決的方法：在發(fā)信端采用濾波器，合理的頻率規(guī)劃。 發(fā)信機邊帶噪聲：存在于發(fā)信載頻兩側(cè)，而且噪聲頻譜很寬，可能在數(shù)兆赫茲內(nèi)對接收機產(chǎn)生干擾，成為鄰道干擾的又一來源。發(fā)信機的雜散輻射：在有用帶寬以外的某些頻率點上的寄生輻射，包括發(fā)信機內(nèi)頻率源的寄生輻射、

35、諧波輻射和互跳產(chǎn)物輻射。來自蜂窩網(wǎng)的臨近信道干擾：指網(wǎng)內(nèi)頻距最小、具有討論價值的頻道間干擾。3.4.3 同頻干擾（同信道干擾）指所有落到接收機同帶內(nèi)的、與有用信號頻率相同或相近的無用信號所產(chǎn)生的干擾。在諸多干擾因素中，同頻干擾主要地決定了蜂窩系統(tǒng)的通話質(zhì)量； 由于產(chǎn)生同頻干擾的無用信號與有用信號具有相同的信號特征（同頻），所以在接受端無法濾除和抑制同頻干擾。 在蜂窩移動通信中，由于采用了頻率復(fù)用提高頻譜的利用率，所以同頻干擾不可避免： 一對矛盾：同頻干擾頻率復(fù)用率 對同頻干擾和同頻復(fù)用距離的研究是小區(qū)制移動通信網(wǎng)頻率分配的依據(jù)。 射頻（RF）防衛(wèi)度： 達(dá)到主觀上規(guī)定的接收質(zhì)量、所需的射頻信道對

36、干擾信號的比值。 接收端的信號/同頻干擾比必須大于射頻防衛(wèi)度。一般定為話音4級時為17dB、3級時為12dB。D：同頻基站間的距離為同頻復(fù)用距離R：小區(qū)半徑Q：Q=D/R定義為同頻復(fù)用比1.假設(shè)A、B基站具有相同的發(fā)射參數(shù)，發(fā)射功率都為Pt（dBW），移動臺處于基站A的邊界處，此時載干比最小。2.移動臺接收機輸入端信號功率為： C=Pt-Ls （dBW） Ls為基站A到移動臺的路徑損耗。 移動臺接收機收到基站B的同頻干擾功率為： I=Pt-Li （dBW） Li 為基站B到移動臺的路徑損耗。3.計算路徑損耗 其中Ds為基站A到移動臺的距離，Di為基站B到移動臺的距離，為信號波長，a為衰落指數(shù)，在自由空間為2，一般取4。4.用dB表示的信號/干擾之比為：3.4.4互調(diào)干擾當(dāng)有多個不同頻率的信號加到非線性器件上時，非線性變換產(chǎn)生許多組合頻率信號，其中的一部分可能落到接收機通帶內(nèi)，成為對有用信號的干擾，稱為互調(diào)干擾。產(chǎn)生的兩種原因： 1.發(fā)射機功率放大器的工作非線性性； 2.接收機高頻放大器或混頻器的非線性性。 主要考慮三階互調(diào)干擾，因為三階互調(diào)最容易產(chǎn)生干擾，同時干擾最強。3.4.5CDMA的多址干擾在C