第01講移動(dòng)通信概述1

第1講移動(dòng)通信概述11、移動(dòng)通信基本概念和術(shù)語(yǔ)2、移動(dòng)通信基本技術(shù)3、移動(dòng)通信現(xiàn)狀與發(fā)展2什么是移動(dòng)通信？移動(dòng)通信系統(tǒng)模型消息終端傳輸媒介消息終端電信號(hào)電信號(hào)通信系統(tǒng)模型移動(dòng)通信系統(tǒng)模型AB收發(fā)設(shè)備收發(fā)設(shè)備移動(dòng)通信的概念及模型

31、移動(dòng)通信必須利用無(wú)線電波進(jìn)行信息傳輸；2、移動(dòng)通信是在復(fù)雜的干擾環(huán)境中運(yùn)行的；3、移動(dòng)通信可以利用的頻譜資源非常有限，而移動(dòng)通信業(yè)務(wù)量的需求卻與日俱增；4、移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，網(wǎng)絡(luò)管理和控制要行之有效；5、移動(dòng)通信設(shè)備(主要是移動(dòng)臺(tái))必須適于在移動(dòng)環(huán)境中使用；6、移動(dòng)通信具有三重動(dòng)態(tài)性（信道、終端、業(yè)務(wù)）。

移動(dòng)通信的特點(diǎn)

4按使用對(duì)象可分為民用設(shè)備和軍用設(shè)備；按使用環(huán)境可分為陸地通信、海上通信和空中通信；按多址方式可分為頻分多址(FDMA)、時(shí)分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)等；按覆蓋范圍可分為寬域網(wǎng)和局域網(wǎng)；按業(yè)務(wù)類型可分為電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)和綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)；按工作方式可分為同頻單工、異頻單工/雙工和半雙工；按服務(wù)范圍可分為專用網(wǎng)和公用網(wǎng)；按信號(hào)形式可分為模擬網(wǎng)和數(shù)字網(wǎng)。移動(dòng)通信系統(tǒng)的分類

5陸地公眾蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)(CellMobileCommunication)無(wú)繩電話(CordlessTelephone)集群通信（TrunkingSystem）衛(wèi)星移動(dòng)通信無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）無(wú)線接入(WirelessAccess)無(wú)線尋呼(RadioPaging)藍(lán)牙技術(shù)（Blue-Tooth)小靈通網(wǎng)絡(luò)（PHS，PAS）常見(jiàn)移動(dòng)通信系統(tǒng)

6同步軌道------GEO中軌道---------MEO低軌道---------LEO大橢圓軌道---HEO衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)

71891、移動(dòng)通信基本概念和術(shù)語(yǔ)2、移動(dòng)通信基本技術(shù)3、移動(dòng)通信現(xiàn)狀與發(fā)展10移動(dòng)通信系統(tǒng)問(wèn)題在于：容量與成本，容量與資源之間的矛盾。高的數(shù)據(jù)速率(多媒體業(yè)務(wù))網(wǎng)絡(luò)

覆蓋(無(wú)縫連接)資源分配各種各樣的物理?yè)p害移動(dòng)性(快速變化的物理信道)便攜性(終端的電池壽命)保密/安全(加密技術(shù))4、移動(dòng)通信的基本技術(shù)11解決無(wú)線通信中難題的主要技術(shù)信息壓縮：信源編碼與信道編碼發(fā)射分集(解決衰落的反措施):擴(kuò)展頻譜:CDMA,OFDM時(shí)域糾錯(cuò)編碼空時(shí)編碼先進(jìn)的接收機(jī)技術(shù)干擾抑制(多用戶檢測(cè)——multiuserdetection)多徑合并(RAKE接收)&空時(shí)二維處理均衡(Equalization)信道估計(jì)(Channelestimation)陣列信號(hào)處理：智能天線技術(shù)多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)：實(shí)現(xiàn)高速率、大容量、高傳輸質(zhì)量的空間分集技術(shù)。121、移動(dòng)通信基本概念和術(shù)語(yǔ)2、移動(dòng)通信基本技術(shù)3、移動(dòng)通信現(xiàn)狀與發(fā)展13巨大的商機(jī)：每年約1000億美元用戶數(shù)的飛速發(fā)展1990年：1G——1000萬(wàn)2004:2G、2.5G——10億2005:無(wú)線>有線2006：超過(guò)20億2011:我國(guó)移動(dòng)用戶8.2億無(wú)線業(yè)務(wù)激增：話音－數(shù)據(jù)－多媒體公共資源得到充分利用(頻譜資源)5、移動(dòng)通信的現(xiàn)狀與發(fā)展14移動(dòng)通信的發(fā)展概況1G2G3G模擬系統(tǒng)GSMWCDMAIS-95cdma2000TD-SCDMAGPRS15（1）第一代（1G）——模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)1946年：美國(guó)的汽車移動(dòng)電話。150MHz1979年：美國(guó)的蜂窩模擬移動(dòng)系統(tǒng)。800MHz，AMPS1985年：英國(guó)的蜂窩模擬移動(dòng)系統(tǒng)。900MHz，TACS1981年：北歐四國(guó)的蜂窩模擬移動(dòng)系統(tǒng)。450/900MHz。NMT-450和NMT-900。1979年：日本的蜂窩模擬移動(dòng)網(wǎng)系統(tǒng)。900MHz，NTT。16（2）第二代（2G）——數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)1988年：歐洲的數(shù)字蜂窩移動(dòng)系統(tǒng)。900/1800MHz.GSM900和DCS1800。美國(guó)的數(shù)字蜂窩移動(dòng)系統(tǒng)：800MHz。D-AMPS或者叫ADC；日本的數(shù)字蜂窩移動(dòng)系統(tǒng)。900MHz。JDC；美國(guó)高通公司的CDMA，900MHz。17（2）第三代(3G)——數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)最初的名字叫未來(lái)公眾陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)（FPLMTS）。后來(lái)改為IMT-2000意思是2000年計(jì)劃開(kāi)始使用，工作頻率在2000MHz。它集合了蜂窩、無(wú)繩、尋呼、集群、移動(dòng)數(shù)據(jù)、移動(dòng)衛(wèi)星、空中和海上等各類移動(dòng)通信系統(tǒng)的功能?？梢蕴峁┰捯艉透鞣N非話業(yè)務(wù)。是個(gè)人通信的起步。183G的發(fā)展目標(biāo)（IMT-2000）

全球統(tǒng)一頻段、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、無(wú)縫漫游頻譜效率高高服務(wù)質(zhì)量，高保密性能提供移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)車速環(huán)境：144kb/s

步行環(huán)境：384kb/s

室內(nèi)環(huán)境：2Mb/s

易于第二代系統(tǒng)的過(guò)渡、演進(jìn)低成本19IMT-2000無(wú)線接口標(biāo)準(zhǔn)

CDMA

TDMA

IMT-DSWCDMAIMT-MCcdma2000

IMT-TCTD-CDMATD-SCDMAIMT-SCUWC-136IMT-FTDECT20第三代伙伴項(xiàng)目－3GPP和3GPP23GPP由歐洲的ETSI、日本ARIB、TTC、韓國(guó)TTA、美國(guó)的T1和中國(guó)CWTS六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組織組成。宗旨是制定以GSM為核心網(wǎng)，WCDMA和CDMATDD(TD-SCDMA和UTRATDD)融合技術(shù)為無(wú)線接口的標(biāo)準(zhǔn)。3GPP2由美國(guó)的ANSI（TIA）、日本ARIB、TTC、韓國(guó)TTA和中國(guó)CWTS五個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組織組成。宗旨是制定以ANSI/IS-41為核心網(wǎng)，cdma2000為無(wú)線接口的標(biāo)準(zhǔn)。（IS-41標(biāo)準(zhǔn)：用在AMPS系統(tǒng)、IS-136系統(tǒng)和IS-95系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)漫游）21第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)化格局ITU-TWP3/11、SG2、SG13、SG16

IMT-2000ITU亞太3GPP3GPP2ETSISMGARIBTTCTTA歐洲北美ITU-RWP8FCWTST1P1TIA22IMT－2000主流提案（3個(gè)+1）WCDMA提案

寬帶直接序列擴(kuò)頻CDMA方案，由歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ETsI)提交，該系統(tǒng)可由GSM系統(tǒng)平滑演進(jìn)。目前WCDMA提案由3GPP組織進(jìn)行全面規(guī)范，先后發(fā)布了R99、R4、R6、R6、R7、R8、R9共7個(gè)版本。最具代表的有WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA，2007年10月無(wú)線寬帶技術(shù)WiMAX也成為3G標(biāo)準(zhǔn)。23IMT－2000主流提案CDMA2000提案多載波cdma方案。由美國(guó)通信工業(yè)協(xié)會(huì)(TIA)提交，該系統(tǒng)可由窄帶cdma(Is一95)兼容過(guò)渡。其間分為兩個(gè)階段，即cdma20001XRTT和cdma20003xRTT。目前cDMA2000提案由3GPP2組織進(jìn)行全面規(guī)范。24IMT－2000主流提案TD-SCDMA提案

時(shí)分同步CDMA方案，由大唐公司代表中國(guó)、以信息產(chǎn)業(yè)部電信科學(xué)技術(shù)研究院(CATT)的名義提交，可以在GSM系統(tǒng)上演進(jìn)，在非對(duì)稱頻段上具有顯著優(yōu)勢(shì)。該提案已被3GPP的R4版本接納，標(biāo)志著TD—SCDMA技術(shù)已經(jīng)真正得到世界各大通信運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備制造商的認(rèn)可，成為全球第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重要選擇方案之一。25185019001950200020502100215022002250ITUEuropeUSAMSSPCSADBBCDCEFAFEMSSReserveBroadcastauxiliary2165MHz1990MHz1850190019502000205021002150220022501880MHz1980MHzUMTSGSM1800DECTMSS1885MHz2025MHz2010MHzIMT2000MSSUMTSJapanMSSIMT2000MSSIMT2000PHS18951918BC1885AA’2170MHzIMT20002110MHz2170MHzMSSMSSCDMATDDWLLFDDWLL19802025MHzGSM1800CDMAFDDWLL196019201945Chinacellular(1)cellular(2)cellular(2)1805MHz1865186518701885189018951910193019451965197019753G頻譜分配263GPPcdma2000-1XEV的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其中用高通公司技術(shù)的稱為HDR(HDR:高速數(shù)據(jù)傳輸)，用摩托羅拉和***公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的技術(shù)稱為1xTreme；LTE:長(zhǎng)期演進(jìn)（上行50M/s，下行100M/s）LTE27EDGE:增強(qiáng)型數(shù)據(jù)速率GSM演進(jìn);LTE:長(zhǎng)期演進(jìn)（上行50M/s，下行100M/s）HSDPA:高速下行分組接入LTE28用戶速率與移動(dòng)性的關(guān)系10KbpsWideArea/HighMobilityShortDistance/LowMobilityUserBitRate144Kbps384Kbps2MbpsEvolved2ndGenerationSystems(GSM-HSCSD,GPRS,IS-95B)2ndGenerationSystems(GSM,IS-95,IS-136,PDC)GSM-EDGEIMT-200029第三代統(tǒng)一規(guī)范的必要性全球統(tǒng)一頻譜，減少頻譜沖突跨體制、跨區(qū)域的全球漫游大規(guī)模生產(chǎn)，降低運(yùn)營(yíng)和終端成本減少投資和開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，解決知識(shí)產(chǎn)權(quán)沖突，避免多種系統(tǒng)的選擇問(wèn)題用戶、運(yùn)營(yíng)者和生產(chǎn)商三者均可獲益各國(guó)在ITU進(jìn)行了真誠(chéng)合作，達(dá)成一致：采用IMT-2000家族的概念30第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)（4G）

以數(shù)據(jù)通信和圖像通信為主；數(shù)據(jù)通信的速率比第三代要大大提高，室外移動(dòng)通信的速率20Mb以