第1章移動通信概論

自我介紹姓名：周維龍電話：郵箱：辦公室：電氣樓407第一頁，共64頁。第一頁，共64頁。

課程講授計劃總計32學時，講課30學時，實驗課0學時，復習2學時。全書共9章，重點講解1、2、3、4、5章。第十七周結束，考試時間由學院安排后另行通知。第二頁，共64頁。第二頁，共64頁。課程分析課程性質：

《移動通信》是電子信息類專業(yè)的一門重要的專業(yè)課程。本課程講述移動通信的一般原理與組網(wǎng)技術，是一門理論性和實用性很強的課程。123總體要求：研究內容：

全書共分九章，主要側重于技術與應用兩大部分，涉及了移動通信的相關概念、關鍵技術以及一些典型的移動通信系統(tǒng)，如GSM、CDMA、PAS、GPRS和WCDMA的特點、無線接口以及控制與管理等，并就移動通信的增值業(yè)務與應用也做了一定的概述。

通過本課程的學習，充分地了解當代數(shù)字移動通信的發(fā)展以及未來發(fā)展趨勢。掌握各種移動通信系統(tǒng)基本原理與相關的諸多新技術。熟悉移動通信的各種應用。第三頁，共64頁。第三頁，共64頁。教學安排4GSM（全球數(shù)字移動通信）系統(tǒng)2移動通信的基本概念1移動通信概論3關鍵技術5CDMA（碼分多址移動通信）系統(tǒng)6移動通信系統(tǒng)的發(fā)展與演進7TD-SCDMA系統(tǒng)8移動增值業(yè)務系統(tǒng)9LTE系統(tǒng)和LTE-Advanced系統(tǒng)4學時6學時6學時6學時4學時4學時自學自學自學2學時機動輔導第四頁，共64頁。第四頁，共64頁。教材:《移動通信技術及應用（第2版）》，吳彥文主編，清華大學出版社

參考書：《通信原理》（第7版），樊昌信、曹麗娜著，國防工業(yè)出版社

《無線通信基礎》，DavidTsePramodViswanath著，人民郵電出版社《數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)》，趙榮黎編著，電子工業(yè)出版社

《移動通信系統(tǒng)》，陳威兵、何松華、彭曙光，清華大學出版社參考資料第五頁，共64頁。第五頁，共64頁。課程考核辦法:本課采用閉卷筆試的考核辦法?？傇u成績構成比例為：平時成績30%；期末考試70%。成績評定：第六頁，共64頁。第六頁，共64頁。第1章移動通信概論移動通信的概念與意義移動通信的發(fā)展移動通信的基本特點常用移動通信系統(tǒng)第七頁，共64頁。第七頁，共64頁。本章學習目標

了解本課程的研究對象、研究內容、學科性質與應用范圍理解移動通信的概念及其涵義了解移動通信的發(fā)展歷程和我國移動通信發(fā)展的概況掌握移動通信的基本特點熟悉常用的幾種移動通信系統(tǒng)第八頁，共64頁。第八頁，共64頁。本章知識地圖

第九頁，共64頁。第九頁，共64頁。移動通信的概念與意義11、移動通信的含義

移動通信是指通信的雙方，至少有一方是在移動中進行信息傳輸和交換，包括固定點與移動體（車輛、船舶、飛機）之間、移動體之間、移動的人之間的通信，都屬于移動通信的范疇。移動通信涵義的關鍵點就在于“動中通”，它的突出特點是移動性，主要表現(xiàn)在終端的移動性；業(yè)務的移動性；個人身份（如SIM卡）的移動性。

第十頁，共64頁。第十頁，共64頁。2、移動通信的意義

移動通信是20世紀運輸與通信二者高度發(fā)展而相互結合的產物，為整個通信領域的重要組成部分；

移動通信將在未來的電信普遍服務中承擔更多的義務并扮演著更重要的角色；

移動通信已成為了現(xiàn)代社會的三大基礎結構（即運輸、能源以及通信）之一；

為實現(xiàn)21世紀“處處、時時、人人”的通信目標，移動通信肩負著更大的使命。

移動通信的概念與意義1第十一頁，共64頁。第十一頁，共64頁。移動通信的發(fā)展21、移動通信的發(fā)展歷程（1）第一階段（1920~1970中）：移動通信的雛型階段（2）第二階段（1970年中~1980年中）：第一代模擬移動通信系統(tǒng)發(fā)展階段，也就是1G時代（3）第三階段（1980年末~2000年）：這是第二代數(shù)字移動通信系統(tǒng)的發(fā)展和成熟時期，即2G時代，其標志是1991年商用的IS-54、1992年商用的GSM、1993商用的PDC等系統(tǒng)（4）第四階段（2000~2009年）：這一階段移動通信技術的發(fā)展呈現(xiàn)了加快的趨勢，第三代移動通信系統(tǒng)（簡稱3G）在全球被普遍商用化，即3G時代（5）第五階段（2010年以后）：這一階段移動通信技術慢慢打上了4G（第四代移動通信技術)的標簽第十二頁，共64頁。第十二頁，共64頁。2、我國移動通信發(fā)展概況（1）A網(wǎng)和B網(wǎng)（模擬網(wǎng)）的發(fā)展（2）G網(wǎng)的發(fā)展（3）D網(wǎng)的發(fā)展（4）GPRS網(wǎng)的發(fā)展（5）C網(wǎng)的發(fā)展（6）3G的發(fā)展（7）4G的發(fā)展

移動通信的發(fā)展2第十三頁，共64頁。第十三頁，共64頁。3、移動通信不同側面的發(fā)展頻段由HF、VHF、UHF發(fā)展到毫米波、紅外波等更高的頻段；帶寬經歷了由窄帶、中寬帶向寬帶、廣帶的演進；調制方式由模擬的調幅、調頻發(fā)展到單邊帶調制、數(shù)字調制；通信方式由單工單信道發(fā)展到雙工多信道；多址方式由FDMA發(fā)展到TDMA、CDMA；傳輸方式由模擬方式發(fā)展到數(shù)字方式；傳輸速率從低速傳輸發(fā)展到高速傳輸；移動通信的發(fā)展2第十四頁，共64頁。第十四頁，共64頁。通信業(yè)務經歷了單一語音業(yè)務到集成數(shù)據(jù)業(yè)務、圖像業(yè)務等多媒體業(yè)務階段；通信規(guī)模從單機通信到系統(tǒng)通信，并發(fā)展到專線、專網(wǎng)通信；網(wǎng)絡結構由單一網(wǎng)發(fā)展到多區(qū)網(wǎng)；網(wǎng)絡制式從大區(qū)制轉變?yōu)樾^(qū)制；移動速率能夠逐步滿足靜止、步行、車速直到高速、航空的需要；移動通信的發(fā)展2第十五頁，共64頁。第十五頁，共64頁。傳播環(huán)境從室外擴展到室內；系統(tǒng)覆蓋從有限服務區(qū)、國內服務區(qū)發(fā)展到全球服務；通信容量經歷了小容量、中容量到大容量、超大容量的發(fā)展；通信終端不斷變輕、變巧，從電子管、晶體管時代發(fā)展為集成電路、超大規(guī)模集成電路時代；設備由硬件為主到軟件為主；運營由一家專營到數(shù)網(wǎng)競爭，等等。移動通信的發(fā)展2第十六頁，共64頁。第十六頁，共64頁。4、移動通信的未來發(fā)展計算機、網(wǎng)絡、人工智能等技術的發(fā)展帶來了全球信息網(wǎng)絡化的革命，它是人類信息交流方式的現(xiàn)代化革命，徹底改變了人類生活、工作和交往的方式，它與以往以延伸和擴展人的體能為主要特點的產業(yè)革命不同，信息革命是以延伸和擴展人腦為主要特點的。信息高速公路、GII、NII、CII等概念的提出，使得全球變成了一個地球村，讓人們的交流不再受到地理位置的局限。目前，發(fā)達國家把信息產業(yè)納入第一產業(yè)，其產業(yè)的產值已占國民生產總值的50％以上，而且發(fā)達國家中信息產業(yè)就業(yè)人口占勞動力總量的50％以上。因此在21世紀的通信發(fā)展必須圍繞以人為本的主題來開展。在通信行業(yè)中，許多概念已經發(fā)生了很大的變化，例如：移動通信的發(fā)展2第十七頁，共64頁。第十七頁，共64頁。通信的目標：從“電氣通信”發(fā)展為“信息通信”，再向從“信息通信”向“信息流通”發(fā)展；通信的業(yè)務：從單一的語音向數(shù)據(jù)、圖片、音頻、視頻等多種媒體業(yè)務發(fā)展；通信的網(wǎng)絡：從分立的網(wǎng)絡向融合化、開放架構發(fā)展；通信的終端：從單一的語音通信工具向智能化、多功能化等性質的便攜設備發(fā)展；通信的研究領域：從簡單滿足人們語言溝通的需求向如何充分利用五個感官（觸、嘗、聽、看、聞）來滿足人性的需求方向發(fā)展，并以延伸人的智能與情感為其目標，等等。移動通信的發(fā)展2第十八頁，共64頁。第十八頁，共64頁。在這種形勢下，下一代的通信網(wǎng)必然會出現(xiàn)三個世界：交換是IP的世界、傳輸是光通信的世界，而接入將是無線的世界。移動通信的發(fā)展也會隨著整個通信行業(yè)的發(fā)展而發(fā)展。從服務的角度看，雖然移動通信最初是為了在移動環(huán)境中打電話而發(fā)明的，但是21世紀的移動通信絕不是單單為了打電話，因此第三代移動通信一開始就定位于多媒體業(yè)務，并提供無所不在的全球性服務。由此我們可以看出當代移動通信有如下的發(fā)展趨勢：移動通信的發(fā)展2第十九頁，共64頁。第十九頁，共64頁。（1）移動電話發(fā)展的速度大大超過固定有線電話，成為信息通信產業(yè)的亮點。（2）移動數(shù)據(jù)業(yè)務的比重將日益增長，移動互聯(lián)網(wǎng)成為人們生活的必需。（3）移動通信終端設備正朝著智能化、寬帶化、標準化的方向發(fā)展，并逐步成為接入互聯(lián)網(wǎng)的主要設備。（4）移動通信網(wǎng)絡正朝著融合化、智能化、全球化的方向發(fā)展。移動通信的發(fā)展2第二十頁，共64頁。第二十頁，共64頁。移動通信的基本特點3移動通信與固定通信比較起來，不僅是采用了無線通信信道，而且增加了許多特殊功能。例如，移動的用戶如何與通信網(wǎng)絡相聯(lián)系，通信網(wǎng)絡又如何找到移動的用戶？通信網(wǎng)絡如何為移動的用戶提供恰當?shù)姆?？通信網(wǎng)絡如何保證移動用戶通信的可靠性、安全性與連續(xù)性等等。因此，移動通信具有如下的基本特點。第二十一頁，共64頁。第二十一頁，共64頁。1、通信的移動性通信的移動性，就是要保持物體在運動狀態(tài)中的通信，即“動中通”，因而它必須是無線通信，或無線通信與有線通信的結合。與固定系統(tǒng)相比，由于移動通信中用戶終端的移動性，因此無論是業(yè)務量還是信令流量或其它一些網(wǎng)絡特性參數(shù)，都具有較強的流動性、突發(fā)性和隨機性。這些特性決定了移動通信系統(tǒng)設計與實際情況在話務模型、信令流量等方面一般存在較大的差異。當網(wǎng)絡運行以后，營運者需要對網(wǎng)絡的各種結構、配置和參數(shù)進行調整，以使網(wǎng)絡更合理地工作。移動通信的基本特點3第二十二頁，共64頁。第二十二頁，共64頁。2、網(wǎng)絡結構和管理呈現(xiàn)多樣化和復雜化，并不斷演進

整個移動網(wǎng)絡的結構是很復雜的，它既要實現(xiàn)無縫覆蓋，又要實現(xiàn)與市話網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)等多網(wǎng)的互連互通。為此，移動通信網(wǎng)絡必須具有很強的管理和控制功能，諸如用戶的位置登記和定位，通信（呼叫）鏈路的建立和拆除，信道的分配和管理，通信的計費、鑒權、安全和保密等等。同時，移動通信的網(wǎng)絡結構是隨著技術的發(fā)展而不斷演進的。例如，在從模擬移動通信網(wǎng)向數(shù)字移動通信網(wǎng)的演進中，逐步引入了HLR、VLR等智能節(jié)點；在從第二代移動通信網(wǎng)絡向第三代移動通信網(wǎng)絡的演進中，逐步引入了分組域設備等等。

移動通信的基本特點3第二十三頁，共64頁。第二十三頁，共64頁。3、移動通信中使用無線電波作為傳播媒質的特性

無線電波這種傳播媒質允許通信中的用戶可以在一定范圍內自由活動，使其位置不受束縛，但同時由于無線電波的引入又帶來了一系列的問題：（1）無線電波可用的頻譜資源有限，必須分配使用；（2）移動通信的電波傳播環(huán)境十分惡劣；（3）無線信道中噪聲和干擾嚴重，以至信道傳輸特性較復雜、不穩(wěn)定，等等。移動通信的基本特點3第二十四頁，共64頁。第二十四頁，共64頁。4、移動通信綜合使用了多種通信技術

當某一移動用戶向另一移動用戶或有線用戶發(fā)起呼叫時，或者某一有線用戶呼叫移動用戶時，移動通信網(wǎng)絡就要按照預定的程序開始運轉，這一過程會涉及到網(wǎng)絡的各個功能部件，包括基站、移動臺、交換中心、各種數(shù)據(jù)庫以及網(wǎng)絡的各個接口等，整個通信過程包括呼叫接續(xù)過程、移動性管理、無線資源管理等控制和管理功能，這些均由整體的網(wǎng)絡系統(tǒng)實現(xiàn)的，每一過程均涉及到傳送、交換、接入等多種通信技術。移動通信的基本特點3第二十五頁，共64頁。第二十五頁，共64頁。5、移動通信對用戶設備性能要求高現(xiàn)在人們對手機的要求也越來越高，希望功能多、重量輕、省電、操作簡單和攜帶方便等。另外，移動終端還包括車載臺和機載臺，它們除要求操作簡單和維修方便外，還應保證在劇烈震動、沖擊、高低溫變化等惡劣環(huán)境中都盡量能夠正常的工作。同時，移動終端還要求在工業(yè)密集、繁忙的市區(qū)，頻率擁擠、干擾嚴重的電波環(huán)境下，達到電磁兼容并滿足機內的電磁兼容等要求。移動通信的基本特點3第二十六頁，共64頁。第二十六頁，共64頁。常用移動通信系統(tǒng)4從使用環(huán)境來分：海、陸、空、地下。從用戶對象來分：公用、專用、軍用。從調制方式來分：調頻、調幅、調相。從信號性質來分：模擬、數(shù)字。從工作方式來分：同頻單工、異頻單工、異頻雙工、半雙工。從多址方式來分：頻分多址（FDMA）、時分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）。從組網(wǎng)技術來分：大區(qū)制、小區(qū)制、移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)。從傳輸速率來分：窄帶、寬帶、廣帶。從業(yè)務類型來分：電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)和綜合業(yè)務網(wǎng)。從覆蓋范圍來分：廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)、局域網(wǎng)、個域網(wǎng)。從移動速率來分：高速移動、低速移動、準移動。第二十七頁，共64頁。第二十七頁，共64頁。1、蜂窩移動通信系統(tǒng)早期的移動通信系統(tǒng)是在其覆蓋區(qū)域中心設置大功率的發(fā)射機，采用高架天線把信號發(fā)射到整個覆蓋地區(qū)（半徑可達幾十公里）。這種系統(tǒng)的主要矛盾是它同時能提供給用戶使用的信道數(shù)極為有限，遠遠滿足不了移動通信業(yè)務迅速增長的需要。為了進一步提升系統(tǒng)的容量，美國貝爾實驗室等單位提出了蜂窩系統(tǒng)的概念，即將整個服務區(qū)域劃分成若干個較小的區(qū)域（cell，在蜂窩系統(tǒng)中稱為小區(qū)），各小區(qū)均用小功率的發(fā)射機（即基站發(fā)射機）進行覆蓋，許多小區(qū)像蜂窩一樣能布滿（即覆蓋）任意形狀的服務地區(qū)。此類系統(tǒng)主要由終端子系統(tǒng)、基站子系統(tǒng)、網(wǎng)絡子系統(tǒng)以及與其他（如PSTN等）的網(wǎng)絡相連的中繼線所組成，如圖1-1所示。蜂窩移動通信系統(tǒng)具有以下特點：（1）蜂窩移動通信系統(tǒng)及其特點常用移動通信系統(tǒng)4第二十八頁，共64頁。第二十八頁，共64頁。圖1-1蜂窩移動系統(tǒng)組成示意圖常用移動通信系統(tǒng)4MobileSwitchingCenterPublicswitchedTelephoneNetworkBaseStation第二十九頁，共64頁。第二十九頁，共64頁。①有頻率復用功能。②有越區(qū)切換功能。③可信道分配與小區(qū)分裂。④網(wǎng)絡設備增多使系統(tǒng)的構成復雜。常用移動通信系統(tǒng)4第三十頁，共64頁。第三十頁，共64頁。（2）蜂窩移動通信系統(tǒng)的分類蜂窩移動通信系統(tǒng)按信號的性質來分，可分為模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)和數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)。

①模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)模擬蜂窩移動通信技術在70年代中后期逐步趨于成熟，進入80年代開始大規(guī)模投入商用。它的出現(xiàn)，使人們終于擺脫了固定電話的局限。其技術屬第一代移動通信技術，主要基于頻分復用（FDMA）技術。80年代后期，人們對移動通信的需求不斷提高，模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)本身所固有的種種局限也日益暴露了：常用移動通信系統(tǒng)4第三十一頁，共64頁。第三十一頁，共64頁。1）信道容量無法滿足不斷增長的用戶需求；2）話音質量和保密性差且盜用現(xiàn)象嚴重；3）適應性不強，不能提供數(shù)據(jù)業(yè)務，如無法與ISDN綜合數(shù)字網(wǎng)相連接，更無法進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)确窃挊I(yè)務。另外，模擬蜂窩系統(tǒng)體制混雜、不能實現(xiàn)國際漫游、設備價格高等等，因此在2000年前后，各國逐步關閉了模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)，我國也于2001年年底關閉了模擬網(wǎng)。常用移動通信系統(tǒng)4第三十二頁，共64頁。第三十二頁，共64頁。②數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)第二代以后的移動通信系統(tǒng)都是數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)，它主要采用的是時分多址（TDMA）技術，即把特定的頻率在時間上進行分割，形成若干個通話信道，總的通話信道等于頻道與時分數(shù)的乘積。比如，把一個頻道時分8路則總的通話信道數(shù)就變成了8個，結果系統(tǒng)的總容量也提升了。目前西歐采用的GSM數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)就是8時隙的TDMA方案。常用移動通信系統(tǒng)4第三十三頁，共64頁。第三十三頁，共64頁。數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)有效地改善了模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)的不足，具有以下特點：1）提高了通信保密性和改善了通話質量；2）抗干擾能力強使話音質量高；3）數(shù)字移動通信可與綜合數(shù)字網(wǎng)（ISDN）連接，除話音外還可提供圖文傳真、數(shù)據(jù)傳輸?shù)确窃挊I(yè)務，并可進行短信息服務、語音信箱、呼叫轉移等多種更優(yōu)的服務。目前，典型的數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)有GSM系統(tǒng)、CDMA系統(tǒng)，它們是按多址方式的不同而分類的。另外，GSM和CDMA系統(tǒng)由于當時推出時主要服務于語音業(yè)務，被人們稱為二代系統(tǒng)；隨著人們對數(shù)據(jù)業(yè)務需求的不斷上升，又推出了GPRS等系統(tǒng)，被人們稱為二代半系統(tǒng)，還有基于分組技術的三代系統(tǒng)（如WCDMA等），這些也是按技術的不同進行分類的，它們都是數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)。常用移動通信系統(tǒng)4第三十四頁，共64頁。第三十四頁，共64頁。2、無繩電話與個人通信接入系統(tǒng)（PAS）最早美國于1973年推出的商用無繩電話CT0，俗稱子母電話機，主要用于家庭，是把普通的電話單機分成座機和手機兩部分，座機與有線電話網(wǎng)連接，手機與座機之間用無線電連接，屬于單信道接入系統(tǒng)。這樣，允許攜帶手機的用戶可以在一定范圍內（如家庭內）自由活動時進行通話，初步解除了普通電話機的導線繩對用戶的束縛，如圖1-2所示。因為手機與座機之間不需要用電線連接，故稱之為“無繩電話”，并逐步成為移動通信的一個別類。常用移動通信系統(tǒng)4第三十五頁，共64頁。第三十五頁，共64頁。

隨著通信技術的發(fā)展，無繩電話也朝著網(wǎng)絡化的方向發(fā)展。第一代無繩電話系統(tǒng)有CT1及CT1+，這些系統(tǒng)都是模擬式的。以后無繩電話進一步向數(shù)字化的方向發(fā)展，1989年，英國提出了第二代無繩電話系統(tǒng)CT2，時至今日，又逐步出現(xiàn)了CT2+，CT3，ECT，PHS，PACS等無繩電話系統(tǒng)。CT2與CT1相比有兩大改進；一是實現(xiàn)了全數(shù)字化，二是座機改造成了基站。這樣基站與有線電話網(wǎng)連接，并有若干頻道為用戶所共用；用戶在基站的無線覆蓋區(qū)域內，可選用空閑頻道，接入有線電話網(wǎng)，對有線網(wǎng)中的固定用戶發(fā)起呼叫并建立通信鏈路。CT2系統(tǒng)由手機、基站及網(wǎng)絡管理及計費系統(tǒng)構成，它依附于公用電話交換網(wǎng)（PSTN），是市話網(wǎng)的延伸，如圖1-3所示。常用移動通信系統(tǒng)4第三十六頁，共64頁。第三十六頁，共64頁。

圖1-2CT0無繩電話系統(tǒng)示意圖圖1-3CT2系統(tǒng)示意圖常用移動通信系統(tǒng)4第三十七頁，共64頁。第三十七頁，共64頁。無繩電話的特點是設備復雜性較低，話音傳輸質量好，可以滿足一個小區(qū)域內同時為眾多無線用戶服務，適用于步行等低速移動的用戶。無繩電話的主要缺點是由于每個微小區(qū)面積太小要做到某一大城市全部覆蓋則所需的基站數(shù)量多，且微小區(qū)制不能支持高速移動。目前，無繩電話技術得到了很大的提高，曾經廣泛應用并發(fā)展成為無線市話系統(tǒng)（如我國的PAS）它由接入市話端局的遠端模塊、空中話務控制器、基站控制器、基站、手機或固定用戶單元以及網(wǎng)絡管理系統(tǒng)等組成，如圖1-4所示。常用移動通信系統(tǒng)4第三十八頁，共64頁。第三十八頁，共64頁。圖1-4PAS的系統(tǒng)構成常用移動通信系統(tǒng)4第三十九頁，共64頁。第三十九頁，共64頁。由圖中可看到，PAS系統(tǒng)由以下網(wǎng)絡單元構成：（1）局端設備RT（2）空中話務控制器ATC（3）基站控制器RPC（4）基站RP（5）手機PS（6）固定用戶單元FSU（7）網(wǎng)絡管理系統(tǒng)NMS常用移動通信系統(tǒng)4第四十頁，共64頁。第四十頁，共64頁。3、無線電尋呼系統(tǒng)

尋呼通信是一種單向的移動通信系統(tǒng)，它以廣大的程控電話網(wǎng)為依托，采用單向的無線電呼叫方式將主叫用戶的信息傳送給持機用戶。本地無線電尋呼網(wǎng)與公用電話交換網(wǎng)的接續(xù)方式分為人工接續(xù)方式和全自動接續(xù)方式。本地無線電尋呼網(wǎng)的結構可分為單區(qū)制和多區(qū)制，其覆蓋范圍是一個長途編號區(qū)的范圍。圖1-5是多區(qū)制本地無線尋呼網(wǎng)結構示意圖，圖中尋呼中心與市話網(wǎng)相連，市話用戶要呼叫某一尋呼用戶時，可撥尋呼中心的專用號碼，尋呼中心和話務員記錄所要尋找的用戶號碼及要人工傳的消息，并自動地在無線信道上發(fā)出呼叫；這時，被呼用戶的尋呼機會發(fā)出聲音，并能在液晶屏上顯示主呼用戶的電話號碼及簡要信息。無線電尋呼系統(tǒng)還可同時向多個移動用戶傳送同一個信息，非常適用于搶險、救災、治安、現(xiàn)場作業(yè)以及開緊急會議等方面。同時，由于尋呼機體積小、重量輕、價格便宜，所以無線電尋呼系統(tǒng)曾在八十年代和九十年代初期得到了廣泛應用。不過，隨著移動通信的蓬勃發(fā)展和持有手機用戶數(shù)的上升，無線尋呼業(yè)務也如同模擬移動通信一樣，已經退出現(xiàn)有的移動通信市場。常用移動通信系統(tǒng)4第四十一頁，共64頁。第四十一頁，共64頁。圖1-5多區(qū)制本地尋呼網(wǎng)結構示意圖常用移動通信系統(tǒng)4第四十二頁，共64頁。第四十二頁，共64頁。4、集群移動通信系統(tǒng)

最早的集群通信系統(tǒng)是模擬系統(tǒng)出現(xiàn)于20世紀70年代，20世紀90年代中期數(shù)字集群技術在全球范圍內興起，我國于90年代末期引入數(shù)字集群技術，2003年4月信息產業(yè)部批準中國衛(wèi)通集團在天津、濟南、南京三個城市建設并運營數(shù)字集群商業(yè)共網(wǎng)實驗網(wǎng)工程。集群系統(tǒng)使用多個無線信道為眾多的用戶服務，相當于將有線電話中繼線的工作方式運用到無線電通信系統(tǒng)中，把有限的信道動態(tài)地、自動地、迅速地和最佳地分配給整個系統(tǒng)的用戶，從而在最大程度上利用了整個系統(tǒng)信道的頻率資源?？梢哉f，集群移動通信系統(tǒng)是一種特殊的用戶程控交換機，其呼叫方式為PTT（PushToTalk，一鍵通話）。常用移動通信系統(tǒng)4第四十三頁，共64頁。第四十三頁，共64頁。集群移動通信系統(tǒng)的主要特點為：（1）共用頻率：將原指配給各部門專有的頻率集中供各家共用。（2）共用設施：由于頻率共用，就有可能將各家分建的控制中心和基地站等設施集中（3）共同建網(wǎng)：可大大降低機房、電源等建網(wǎng)投資，節(jié)約運輸人員，可分攤費用。（4）共享覆蓋區(qū)：可將各鄰近覆蓋區(qū)的網(wǎng)絡互聯(lián)起來，從而獲得更大的覆蓋區(qū)。（5）共享通信業(yè)務：可利用網(wǎng)絡有組織地發(fā)送信息，為大家服務。（6）改善服務：由于多信道共用，可調劑信道忙、閑，集中建網(wǎng)，可加強管理提高服務等級，增加系統(tǒng)功能，從而改善服務。常用移動通信系統(tǒng)4第四十四頁，共64頁。第四十四頁，共64頁。目前數(shù)字集群通信系統(tǒng)的結構組成基本上可用下圖1-6所示，包括有：（1）基站，由若干基本無線收發(fā)信機、天線共用器、天饋線系統(tǒng)和電源等設備組成；（2）移動臺，用于運行中或停留在某未定地點進行通信的用戶臺，包括車載臺、便攜臺和手持臺；（3）調度臺，是能對移動臺進行指揮、調度和管理的設備，分有線和無線調度臺兩種，無線調度臺由收發(fā)機、控制單元、天饋線（或雙工臺）、電源和操作臺組成；（4）控制中心，包括系統(tǒng)控制器、系統(tǒng)管理終端和電源等設備，主要控制和管理整個集群通信系統(tǒng)的運行、交換和接續(xù)。常用移動通信系統(tǒng)4第四十五頁，共64頁。第四十五頁，共64頁。圖1-6集群通信系統(tǒng)示意圖常用移動通信系統(tǒng)4第四十六頁，共64頁。第四十六頁，共64頁。除了上述設備外，還可根據(jù)系統(tǒng)設計和用戶要求，增設系統(tǒng)中心操作臺、系統(tǒng)監(jiān)控設備、中繼轉發(fā)器以及計費和打印設備等。另外，隨著數(shù)據(jù)業(yè)務量的上升，集群通信系統(tǒng)也相應的引入了PCU、SGSN/GGSN等數(shù)字通信處理設備。2005年以后，有關在公眾移動通信網(wǎng)上的“對講”技術（即PTT技術）也急劇升溫。在法國戛納舉行的2004年3GSM大會上，不少業(yè)內知名移動通信廠家就紛紛推出各種解決方案和相應的產品，使數(shù)字集群的一些重要功能的作用與業(yè)務增值的意義愈來愈得到業(yè)界的普遍認同，以PTT為中心的一股熱浪正在掀起。但是，集群移動通信系統(tǒng)與蜂窩移動通信系統(tǒng)在許多方面是不同的，兩者的對比如下表1-1所示。常用移動通信系統(tǒng)4第四十七頁，共64頁。第四十七頁，共64頁。表1-1集群移動通信系統(tǒng)與蜂窩移動通信系統(tǒng)的對比第四十八頁，共64頁。第四十八頁，共64頁。5、移動衛(wèi)星系統(tǒng)蜂窩移動電話系統(tǒng)雖然在理論上是可以覆蓋無限大的地理區(qū)域，但在人煙稀少的地區(qū)或經濟不發(fā)達的地區(qū)，如果每隔十幾公里就建一個基站是太不經濟了。因此，可以依靠衛(wèi)星來為這些地方提供服務。由于衛(wèi)星使用寬波束天線，故只要少數(shù)幾個波束就可覆蓋很大面積，如圖1-7所示，在靜止軌道（即同步軌道）上放置3顆衛(wèi)星即可實現(xiàn)全球覆蓋。衛(wèi)星通信是指利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站轉發(fā)或反射無線電波，在兩個或多個地球站之間進行的通信。由于作為中繼站的衛(wèi)星處于外層空間，這就使衛(wèi)星通信方式不同于其他地面無線電通信方式，而屬于宇宙無線電通信的范疇。通信衛(wèi)星按其結構可分為無源衛(wèi)星和有源衛(wèi)星；按其運轉軌道可分為運動衛(wèi)星（非同步衛(wèi)星）和靜止衛(wèi)星（同步衛(wèi)星）。目前，在通信中應用最廣泛的是有源靜止衛(wèi)星，即將衛(wèi)星發(fā)射到赤道上空35800km附近，它運行的方向與地球自轉的方向相同，繞地球一周的時間與地球的自轉周期基本相等，從地球上看去如同靜止一般。由靜止衛(wèi)星作中繼站組成的通信系統(tǒng)稱為靜止衛(wèi)星通信系統(tǒng)或稱同步衛(wèi)星通信系統(tǒng)。圖1-8為一個簡單的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。圖1-8中地球站A通過定向天線向通信衛(wèi)星發(fā)射的無線電信號，首先被衛(wèi)星的轉發(fā)器接收，經過衛(wèi)星轉發(fā)放大和變換后。再由衛(wèi)星天線轉發(fā)到地球站B，當?shù)厍蛘綛接收到信號后，就完成了從A站到B站的信息傳遞過程。從地球站發(fā)射信號到通信衛(wèi)星所經過的通信路徑稱為上行線路，反之稱為下行線路。同樣，地球站B也可以向地球站A發(fā)射信號來傳遞信息。常用移動通信系統(tǒng)4第四十九頁，共64頁。第四十九頁，共64頁。圖1-7用三顆衛(wèi)星來實現(xiàn)全球覆蓋常用移動通信系統(tǒng)4第五十頁，共64頁。第五十頁，共64頁。圖1-8衛(wèi)星通信示意圖常用移動通信系統(tǒng)4第五十一頁，共64頁。第五十一頁，共64頁。移動衛(wèi)星通信業(yè)務是指利用中繼衛(wèi)星實現(xiàn)移動終端之間通信的無線通信業(yè)務，它廣泛應用在航海、航空以及邊遠地區(qū)通信場合。包括通過衛(wèi)星把移動的陸上車輛、船舶或飛機同公眾交換網(wǎng)互連起來的語音通信、用戶移動終端與基站之間的雙向話音調度業(yè)務、航空業(yè)務以及為了安全和其它目的的話音和數(shù)據(jù)通信業(yè)務、尋呼業(yè)務在無干擾基礎上的單向通信等等。目前移動衛(wèi)星通信業(yè)務經營者主要是國際海事衛(wèi)星組織，另外加拿大、日本等國也在積極開發(fā)和應用這種業(yè)務。一個完整的移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)由空間分系統(tǒng)、地球站、跟蹤遙測及指令系統(tǒng)和監(jiān)控管理分系統(tǒng)四大部分構成。常用移動通信系統(tǒng)4第五十二頁，共64頁。第五十二頁，共64頁。（1）空間分系統(tǒng)：即通信衛(wèi)星，通信衛(wèi)星內的主體是通信裝置，另外還有星體的遙測指令控制系統(tǒng)和能源裝置等。通信衛(wèi)星主要是起無線電中繼站的作用。它是靠星上通信裝置中的轉發(fā)器利天線來完成的。一個衛(wèi)星的通信裝置可以包括一個或多個轉發(fā)器。每個轉發(fā)器能接收和轉發(fā)多個地球站的信號。（2）地球站群：一般包括中央站（或中心站）和若干個普通地球站。中央站除具有普通地球站的通信功能外，還負責通信系統(tǒng)中的業(yè)務調度與管理，對普通地球站進行監(jiān)測控制以及業(yè)務轉接等。地球站具有收、發(fā)信功能，用戶通過它們接入衛(wèi)星線路，進行通信．地球站有大有小，業(yè)務形式也多種多樣。一般來說，地球站的天線口徑越大，發(fā)射和接收能力越強，功能也越強。（3）跟蹤遙測及指令分系統(tǒng)，也稱為測控站，它的任務是對衛(wèi)星跟蹤測量，控制其準確進入靜止軌道上的指定位置；待衛(wèi)星正常運行后，定期對衛(wèi)星進行軌道修正和位置保持。（4）監(jiān)控管理分系統(tǒng)：也稱為監(jiān)控小心，它的任務是對定點的衛(wèi)星在業(yè)務開通前、后進行通信性能的監(jiān)測和控制，例如對衛(wèi)星轉發(fā)器功率、衛(wèi)星天線增益以及各地球站發(fā)射的功率、射頻頻率和帶寬、地球站天線方向圖等基本通信參數(shù)進行監(jiān)控，以保證正常通信。常用移動通信系統(tǒng)4第五十三頁，共64頁。第五十三頁，共64頁。與其他通信手段相比，衛(wèi)星通信的主要優(yōu)點是：（1）通信距離遠，且費用和通信距離無關；（2）工作頻段寬，通信容量大，適用于多種業(yè)務傳輸；（3）通信線路穩(wěn)定可靠，通信質量高；（4）以廣播方式工作，具有大面積覆蓋能力而且通信靈活機動；（5）可以自發(fā)自收進行監(jiān)測。常用移動通信系統(tǒng)4第五十四頁，共64頁。第五十四頁，共64頁。6、平流層通信系統(tǒng)

平流層一般指地表高度18～50km空域，是對地觀測與航空航天兩大體系的結合部。氣流主要表現(xiàn)為水平方向運動，對流現(xiàn)象弱，因此稱這一大氣層為“平流層”，又稱“同溫層”。平流層信息平臺（一般高度為二十幾公里）和通信衛(wèi)星一樣位于地球的上空，但它不屬于衛(wèi)星通信，因為按定義，“衛(wèi)星是一個繞著另一個絕對質量占優(yōu)勢的物體運動，它的運動在初期而且以后，永遠由那一個物體的引力所決定的物體”。平流層通信業(yè)務也不屬于空間無線通信，因為ITU定義的空間站是一種位于某一目標，且該目標超過或可能超過地球大氣主要范圍的站。平流層信息平臺所處的空間處于各種通信衛(wèi)星和地面接力通信站之間，是地球上空一片尚未開墾的“處女地”，它的開發(fā)對未來通信發(fā)展具有極大的意義。

常用移動通信系統(tǒng)4第五十五頁，共64頁。第五十五頁，共64頁。平流層通信系統(tǒng)的模型如圖1-9所示。從圖中可以看出，平流層通信系統(tǒng)主要包括以下三個方面：（1）平流層平臺與地面設施之間的通信。（2）平流層平臺之間的通信。（3）平流層平臺與衛(wèi)星網(wǎng)絡之間的通信。常用移動通信系統(tǒng)4第五十六頁，共64頁。第五十六頁，共64頁。圖1-9平流層通信系統(tǒng)示意圖常用移動通信系統(tǒng)4第五十七頁，共64頁。第五十七頁，共64頁。平流層通信系統(tǒng)具有一些重要的特點：（１）和衛(wèi)星通信相比，平臺與地面的距離分別是同步衛(wèi)星、中軌衛(wèi)星和低軌衛(wèi)星的1／1800、1／400和1／40，自由空間衰減分別減少65dB、52dB和32dB，延遲時間只有0.5ms，有利于通信終端的小型化、寬帶化和雙工數(shù)據(jù)流的對稱傳輸和互操作，實現(xiàn)對稱雙工的無線接入。（２）與地面平臺相比，高度為20km的平流層平臺的作用距離遠、覆蓋地區(qū)大。作為一個高空接力站時作用距離約為1000km，比地面接力站約大10倍，信道瑞利衰落一般為20dB／10倍程，而地面系統(tǒng)的瑞利衰減為50dB／10倍程。因此，發(fā)射功率可顯著減少。作為探測平臺時，比一般高度為１萬米的飛機的探測距離遠70％。（３）平流層平臺的位置機動靈活，既適用于城市，也可用于海洋、山區(qū)，還可以迅速轉移，用于發(fā)生自然災害的地區(qū)，如洪水、火山的監(jiān)測。（４）造價低，通信資費低。據(jù)估算，平流層平臺的放飛、回收和日常的監(jiān)測可利用一般的民航導航與氣象系統(tǒng)，不需特殊的復雜龐大的發(fā)射基地，因而造價較低，估算每一平臺造價只為通信衛(wèi)星的1／10。而且每個平臺都可以獨立運行，不像低軌通信衛(wèi)星那樣需發(fā)射幾十甚至上百顆衛(wèi)星并組成星座之后才能工作，因而建設周期短，初期投資少。一般端機價格很低，通信資費也可以不高于已有的公眾電話。（５）平臺可以回收，不會像衛(wèi)星那樣失效后變成空間垃圾，有利于環(huán)境保護。此外，平臺高度在民航高度以上，不會對空中航行安全造成影響。（６）平臺位于國境之內，主權、