《移動(dòng)通信概論》 課件 第1、2章 走進(jìn)移動(dòng)通信、移動(dòng)通信基礎(chǔ)

移動(dòng)通信概論走進(jìn)移動(dòng)通信第一章

課程目錄01初識(shí)通信移動(dòng)通信的興起0203移動(dòng)通信技術(shù)的學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)完本課程，你將能夠：

課程目標(biāo)010203了解通信的歷史和分類(lèi)熟悉移動(dòng)通信的特點(diǎn)掌握如何學(xué)習(xí)移動(dòng)通信技術(shù)知識(shí)一、初識(shí)通信為什么要通信

？你知道哪些通信方式？移動(dòng)通信概論一、初識(shí)通信

通信，指人與人或人與自然之間通過(guò)某種行為或媒介進(jìn)行的信息交流與傳遞。從廣義上指需要信息的雙方或多方在不違背各自意愿的情況下無(wú)論采用何種方法，使用何種媒質(zhì)，將信息從某一方準(zhǔn)確安全傳送到另一方。移動(dòng)通信概論一、初識(shí)通信移動(dòng)通信概論信號(hào)信息通信的本身不是目的，而是一種手段，它是為了服務(wù)人們的需求而產(chǎn)生的。一、初識(shí)通信移動(dòng)通信概論口語(yǔ)對(duì)話(huà)講話(huà)的人——發(fā)射機(jī)聽(tīng)對(duì)方說(shuō)話(huà)的人——接收機(jī)人與人采用的語(yǔ)言——信源編碼空氣——物理媒介傳輸介質(zhì)常見(jiàn)的通信方式一、初識(shí)通信移動(dòng)通信概論古代通信方式鼓、金、旗語(yǔ)聞鼓而進(jìn)，聞金而退一、初識(shí)通信移動(dòng)通信概論杜牧-過(guò)華清宮絕句長(zhǎng)安回望繡成堆，山頂千門(mén)次第開(kāi)。

一騎紅塵妃子笑，無(wú)人知是荔枝來(lái)。古代通信方式驛站一、初識(shí)通信移動(dòng)通信概論驛站是古代供傳遞宮府文書(shū)和軍事情報(bào)的人或來(lái)往官員途中食宿，換馬的場(chǎng)所。驛站相當(dāng)于今天的官方招待所和官方郵局、部隊(duì)兵站。我國(guó)是世界上最早建立組織傳遞信息的國(guó)家之一，郵驛歷史長(zhǎng)達(dá)3000多年。古代通信方式一、初識(shí)通信移動(dòng)通信概論有個(gè)成語(yǔ)為“狼煙四起”。提起“狼煙”，許多人都知道，那是古代戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期報(bào)警用的烽火。典故：烽火戲諸侯古代通信方式烽火狼煙一、初識(shí)通信移動(dòng)通信概論明代永樂(lè)年間（1403－1424）由寧波幫商人首創(chuàng)的“民信局”。民信局是由私人經(jīng)營(yíng)的贏(yíng)利機(jī)構(gòu)，業(yè)務(wù)包括寄遞信件、物品、經(jīng)辦匯兌。古代通信方式民信局一、初識(shí)通信移動(dòng)通信概論

到了清同治、咸豐、光緒年間，全國(guó)大小民信局達(dá)數(shù)千家，機(jī)構(gòu)遍布國(guó)內(nèi)及華僑聚居的亞洲、澳大利亞和太平洋地區(qū)，形成內(nèi)地信局、輪船信局和僑批局（福建話(huà)發(fā)音“信”為“批”，故僑批局也就是僑信局，專(zhuān)門(mén)為南洋僑民服務(wù)）。古代通信方式民信局一、初識(shí)通信移動(dòng)通信概論近現(xiàn)代通信電報(bào)發(fā)明誘因：

19世紀(jì)30年代，

由于鐵路交通的迅速發(fā)展，迫切需要一種不受天氣影響、沒(méi)有時(shí)間限制,又比火車(chē)跑得快的通信工具。而此時(shí)，

發(fā)明電報(bào)的基本技術(shù)條件(電池、銅線(xiàn)、電磁感應(yīng)器)也已具備。一、初識(shí)通信移動(dòng)通信概論近現(xiàn)代通信電報(bào)1837年，英國(guó)人庫(kù)克和惠斯通合力設(shè)計(jì)制造了第一臺(tái)有線(xiàn)電報(bào)系統(tǒng)。他們的電報(bào)系統(tǒng)用26根電線(xiàn)接通26盞燈泡，分別代表26個(gè)英文字母。某盞燈亮一下，代表某個(gè)字母。一、初識(shí)通信移動(dòng)通信概論近現(xiàn)代通信電報(bào)1838年，美國(guó)人莫爾斯發(fā)明了摩爾斯電報(bào)機(jī)。莫爾斯是世界上第一個(gè)用點(diǎn)、劃和空白的組合來(lái)表示字母。這就是摩爾斯碼。第一份電報(bào)內(nèi)容是圣經(jīng)中的一句話(huà)：“上帝創(chuàng)造了何等的奇跡！”19世紀(jì)后半葉，莫爾斯電報(bào)已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用。塞繆爾·莫爾斯一、初識(shí)通信移動(dòng)通信概論近現(xiàn)代通信電話(huà)固定電話(huà)到底是誰(shuí)發(fā)明的安東尼奧·梅烏奇，電話(huà)的發(fā)明者，意大利人。2002年6月15日，美國(guó)議會(huì)決議，認(rèn)定安東尼奧·梅烏奇為電話(huà)的發(fā)明者，梅烏奇因而被稱(chēng)為“電話(huà)之父”。安東尼奧·梅烏奇一、初識(shí)通信移動(dòng)通信概論近現(xiàn)代通信電話(huà)亞歷山大·貝爾是一位美國(guó)發(fā)明家和企業(yè)家。他獲得了世界上第一臺(tái)可用的電話(huà)機(jī)的專(zhuān)利權(quán)創(chuàng)建了貝爾電話(huà)公司（AT&T公司的前身）。亞歷山大·貝爾一、初識(shí)通信移動(dòng)通信概論現(xiàn)代通信的分類(lèi)按傳輸信號(hào)的媒質(zhì)分類(lèi)按傳輸?shù)男盘?hào)特征分類(lèi)按工作頻段分類(lèi)按調(diào)制方式分類(lèi)按通信雙方的分工及數(shù)據(jù)傳輸方向分類(lèi)按信號(hào)復(fù)用方式分類(lèi)一、初識(shí)通信移動(dòng)通信概論現(xiàn)代通信的分類(lèi)按傳輸信號(hào)的媒質(zhì)分類(lèi)

有線(xiàn)通信無(wú)線(xiàn)通信一、初識(shí)通信移動(dòng)通信概論現(xiàn)代通信的分類(lèi)按傳輸?shù)男盘?hào)特征分類(lèi)

模擬信號(hào)通信數(shù)字信號(hào)通信一、初識(shí)通信移動(dòng)通信概論現(xiàn)代通信的分類(lèi)按工作頻段分類(lèi)

長(zhǎng)波通信短波通信微波通信一、初識(shí)通信移動(dòng)通信概論現(xiàn)代通信的分類(lèi)按調(diào)制方式分類(lèi)

基帶傳輸頻帶傳輸頻帶傳輸系統(tǒng)模型基帶傳輸系統(tǒng)模型一、初識(shí)通信移動(dòng)通信概論現(xiàn)代通信的分類(lèi)按通信雙方的分工及數(shù)據(jù)傳輸方向分類(lèi)

單工通信半雙工通信

全雙工通信一、初識(shí)通信移動(dòng)通信概論現(xiàn)代通信的分類(lèi)按信號(hào)復(fù)用方式分類(lèi)

頻分復(fù)用時(shí)分復(fù)用碼分復(fù)用波分復(fù)用二、移動(dòng)通信的興起移動(dòng)通信概論

移動(dòng)通信的目標(biāo)和愿景：5Wwhoeverwhereverwheneverwhomeverwhatever任何人在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間可以和任何人實(shí)現(xiàn)任意方式的通信。

二、移動(dòng)通信的興起移動(dòng)通信概論

移動(dòng)通信(Mobilecommunication)是移動(dòng)體之間的通信，或移動(dòng)體與固定體之間的通信。移動(dòng)體可以是人，也可以是汽車(chē)、火車(chē)、輪船、收音機(jī)等在移動(dòng)狀態(tài)中的物體。

移動(dòng)通信特點(diǎn)首先是無(wú)線(xiàn)的移動(dòng)的二、移動(dòng)通信的興起移動(dòng)通信概論移動(dòng)通信對(duì)社會(huì)的影響三、移動(dòng)通信技術(shù)的學(xué)習(xí)移動(dòng)通信概論道器術(shù)用一、原理和方法二、路徑道法專(zhuān)業(yè)課手段案例應(yīng)用實(shí)驗(yàn)設(shè)備工具課程體系中的“道術(shù)器用”三、移動(dòng)通信技術(shù)的學(xué)習(xí)移動(dòng)通信概論學(xué)習(xí)過(guò)程中的“理實(shí)一體”理實(shí)一體化教學(xué)模式即理論實(shí)踐一體化的教學(xué)模式。突破以往理論與實(shí)踐相脫節(jié)的現(xiàn)象。謝謝觀(guān)看移動(dòng)通信概論移動(dòng)通信基礎(chǔ)第二章

課程目錄01移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成移動(dòng)通信的基本特性移動(dòng)通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)020304移動(dòng)通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)習(xí)完本課程，你將能夠：

課程目標(biāo)010203理解移動(dòng)通信系統(tǒng)的基本構(gòu)成理解移動(dòng)通信的基本特性掌握移動(dòng)通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)一、移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成移動(dòng)通信概論

通信系統(tǒng)是對(duì)用于完成信號(hào)收集、傳輸、交換、還原等一系列通信過(guò)程中所包含的各環(huán)節(jié)的總稱(chēng)。通信系統(tǒng)的基本組成部分包括信源、發(fā)信設(shè)備、信道、交換設(shè)備、收信設(shè)備、信宿以及傳輸過(guò)程中受到的噪聲干擾等。研究通信系統(tǒng)的目的是為了實(shí)現(xiàn)更可靠、更有效、更方便、更經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)方式。一、移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成移動(dòng)通信概論

（1）信源（5）信宿

（2）發(fā)信設(shè)備（6）接收設(shè)備

（3）信道（4）交換設(shè)備一、移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成移動(dòng)通信概論信號(hào)的時(shí)域和頻域

對(duì)信號(hào)的分析處理，可從時(shí)域和頻域兩個(gè)方面進(jìn)行。一、移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成移動(dòng)通信概論信號(hào)的時(shí)域和頻域

模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)

周期信號(hào)和非周期信號(hào)一、移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成移動(dòng)通信概論信號(hào)的時(shí)域和頻域

信號(hào)的頻域表示一、移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成移動(dòng)通信概論

一個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)一般由移動(dòng)臺(tái)（MobileStation，MS）、無(wú)線(xiàn)基站（BaseStation，BS）、移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心等組成。二、移動(dòng)通信的基本特性移動(dòng)通信概論無(wú)線(xiàn)的移動(dòng)的移動(dòng)通信的特點(diǎn)1.無(wú)線(xiàn)信道二、移動(dòng)通信的基本特性移動(dòng)通信概論1.無(wú)線(xiàn)信道傳播的開(kāi)放性接收環(huán)境的復(fù)雜性通信用戶(hù)的隨機(jī)移動(dòng)性傳播特點(diǎn)二、移動(dòng)通信的基本特性移動(dòng)通信概論1.無(wú)線(xiàn)信道電磁波傳播方式直射傳播反射傳播繞射傳播散射傳播①直射傳播②反射傳播③繞射傳播④散射傳播二、移動(dòng)通信的基本特性移動(dòng)通信概論1.無(wú)線(xiàn)信道路徑傳播損耗慢衰落損耗快衰落損耗三種傳播損耗：二、移動(dòng)通信的基本特性移動(dòng)通信概論1.無(wú)線(xiàn)信道陰影效應(yīng)遠(yuǎn)近效應(yīng)多徑效應(yīng)多普勒效應(yīng)

四種效應(yīng)

陰影效應(yīng)是產(chǎn)生慢衰落的主要原因二、移動(dòng)通信的基本特性移動(dòng)通信概論1.無(wú)線(xiàn)信道陰影效應(yīng)遠(yuǎn)近效應(yīng)多徑效應(yīng)多普勒效應(yīng)

四種效應(yīng)

遠(yuǎn)近效應(yīng)二、移動(dòng)通信的基本特性移動(dòng)通信概論1.無(wú)線(xiàn)信道陰影效應(yīng)遠(yuǎn)近效應(yīng)多徑效應(yīng)多普勒效應(yīng)

四種效應(yīng)

多徑效應(yīng)二、移動(dòng)通信的基本特性移動(dòng)通信概論1.無(wú)線(xiàn)信道陰影效應(yīng)遠(yuǎn)近效應(yīng)多徑效應(yīng)多普勒效應(yīng)

四種效應(yīng)

多普勒效應(yīng)二、移動(dòng)通信的基本特性移動(dòng)通信概論2.無(wú)線(xiàn)頻譜

頻譜是自然界存在的物理量，無(wú)法增加也不會(huì)減少，因此顯得極度珍貴。根據(jù)國(guó)際電信聯(lián)盟定義，當(dāng)前人類(lèi)可以識(shí)別并使用的電磁波頻率范圍從3kHz~300GHz。二、移動(dòng)通信的基本特性移動(dòng)通信概論2.無(wú)線(xiàn)頻譜有線(xiàn)通信的資源是無(wú)限的，而無(wú)線(xiàn)通信的資源卻是有限的。二、移動(dòng)通信的基本特性移動(dòng)通信概論2.無(wú)線(xiàn)頻譜無(wú)線(xiàn)電頻譜資源屬于國(guó)家所有。無(wú)線(xiàn)電頻譜資源的歸屬、分配和管理具有國(guó)家主權(quán)的特征。二、移動(dòng)通信的基本特性移動(dòng)通信概論2.無(wú)線(xiàn)頻譜國(guó)內(nèi)移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商目前使用的主要頻譜:

2G:850M、900M、1800M3G:1900M、2000M、2100M、2300M4G:1800M（B3）、2100M（B1）、850M（B5）、900M（B8）

1900M（B39）、2000M（B34）、2300M（B40）、2600M（B41）5G:700M（N28）、2600M（N41）、3500M（N78）、4900M（N79）三、移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)移動(dòng)通信概論1.雙工技術(shù)雙工技術(shù)用于區(qū)分移動(dòng)通信的上行信道和下行信道。雙工技術(shù)可分為頻分雙工和時(shí)分雙工。頻分雙工上下行在不同頻率傳輸，可同時(shí)傳輸，像雙車(chē)道。時(shí)分雙工上下行在同一頻率上傳輸，通過(guò)不同的時(shí)段進(jìn)行傳輸，像單車(chē)道通過(guò)信號(hào)燈控制。三、移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)移動(dòng)通信概論2.調(diào)制解調(diào)技術(shù)

調(diào)制就是用基帶信號(hào)去控制載波信號(hào)的某個(gè)或幾個(gè)參量的變化，將信息荷載在其上形成已調(diào)信號(hào)傳輸，而解調(diào)是調(diào)制的反過(guò)程，通過(guò)具體的方法從已調(diào)信號(hào)的參量變化中將恢復(fù)原始的基帶信號(hào)。三、移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)移動(dòng)通信概論3.編碼技術(shù)

信源編碼將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并通過(guò)編碼器對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼，便于在信道中傳輸。信源編碼器有三種編碼類(lèi)型：波形編碼、參量編碼和混合編碼。三、移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)移動(dòng)通信概論3.編碼技術(shù)

信源編碼是對(duì)要在信道中傳送的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行的糾、檢錯(cuò)編碼。信道編碼主要用于糾正傳輸過(guò)程中產(chǎn)生的隨機(jī)差錯(cuò)，因此，信道編碼又稱(chēng)差錯(cuò)控制編碼。三、移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)移動(dòng)通信概論4.多址技術(shù)

在蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中,多個(gè)移動(dòng)用戶(hù)要同時(shí)通過(guò)一個(gè)基站和其他移動(dòng)用戶(hù)進(jìn)行通信,就必須對(duì)基站和不同的移動(dòng)用戶(hù)發(fā)出的信號(hào)賦予不同的特征。這樣基站就能從眾多移動(dòng)用戶(hù)的信號(hào)中區(qū)分出是哪一個(gè)移動(dòng)用戶(hù)發(fā)來(lái)的信號(hào),同時(shí)各個(gè)移動(dòng)用戶(hù)又能夠識(shí)別出基站發(fā)出的信號(hào)中哪個(gè)是發(fā)給自己的。三、移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)移動(dòng)通信概論4.多址技術(shù)

多個(gè)移動(dòng)用戶(hù)以不同的移動(dòng)信道分隔進(jìn)行相互通信，防止相互干擾的技術(shù)方式就被稱(chēng)為多址技術(shù)。三、移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)移動(dòng)通信概論4.多址技術(shù)多址方式的基本類(lèi)型:頻分多址（FDMA）時(shí)分多址（TDMA）碼分多址（CDMA）多址技術(shù)的類(lèi)型直接關(guān)系到移動(dòng)通信系統(tǒng)的容量大小。三、移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)移動(dòng)通信概論4.多址技術(shù)頻分多址：

FDMA(FrequencyDivisionMultipleAccess)，頻分多址接入頻分多址是以頻率來(lái)區(qū)分信道，把通信系統(tǒng)的總頻段劃分成若干個(gè)等間隔的頻道分配給不同的用戶(hù)使用，每個(gè)頻道就是一個(gè)無(wú)線(xiàn)信道。三、移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)移動(dòng)通信概論4.多址技術(shù)頻分多址：頻分雙工通信的實(shí)現(xiàn)：每次通信時(shí)，基站和移動(dòng)臺(tái)之間需要占用一對(duì)頻譜作為信道，一個(gè)用作上行（反向）信道，一個(gè)用作下行（前向）信道。三、移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)移動(dòng)通信概論4.多址技術(shù)頻分多址：FDMA的信道相對(duì)帶寬較窄：（25KHZ或30KHZ）信道之間需要留有保護(hù)頻隙。在接收設(shè)備中使用帶通濾波器，限制鄰近頻道間的干擾三、移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)移動(dòng)通信概論4.多址技術(shù)時(shí)分多址：

TDMA（TimeDivisionMultipleAccess）時(shí)分多址接入三、移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)移動(dòng)通信概論4.多址技術(shù)時(shí)分多址：時(shí)分多址以時(shí)隙來(lái)區(qū)分信道的，把時(shí)間分割成周期性的幀，每一幀再分割成若干個(gè)時(shí)隙（幀、時(shí)隙都不重疊），然后根據(jù)一定的分配原則，使各個(gè)移動(dòng)臺(tái)在每幀內(nèi)只能在指定的時(shí)隙向基站發(fā)送信號(hào)。三、移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)移動(dòng)通信概論4.多址技術(shù)碼分多址：CDMA（CodeDivisionMultipleAccess）碼分多址接入三、移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)移動(dòng)通信概論4.多址技術(shù)碼分多址：通過(guò)不同的用戶(hù)碼來(lái)區(qū)分用戶(hù)CDMA系統(tǒng)為每個(gè)用戶(hù)分配各自特定的地址碼，而這些碼型互不重疊三、移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)移動(dòng)通信概論4.多址技術(shù)空分多址：空分多址（SDMA）技術(shù)是利用空間資源分割構(gòu)成不同的信道。利用空分多址接入的多個(gè)用戶(hù)可以使用完全相同的頻率、時(shí)間和碼道資源。智能天線(xiàn)也采用了空分多址的概念。三、移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)移動(dòng)通信概論5.蜂窩技術(shù)

蜂窩（Cell）是70年代貝爾實(shí)驗(yàn)室提出的，它是指同一頻率被相距足夠遠(yuǎn)的幾個(gè)基站使用，增加系統(tǒng)容量。

正六邊形被認(rèn)為是使用最少個(gè)結(jié)點(diǎn)可以覆蓋最大面積的圖形，是最好的選擇。這樣形成的網(wǎng)絡(luò)覆蓋在一起，形狀非常象蜂窩，因此被稱(chēng)作蜂窩網(wǎng)絡(luò)。蜂窩系統(tǒng)三、移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)移動(dòng)通信概論5.蜂窩技術(shù)

采用蜂窩網(wǎng)絡(luò)的好處，除了滿(mǎn)足覆蓋、頻率復(fù)用要求外，網(wǎng)絡(luò)對(duì)話(huà)務(wù)承載還有很強(qiáng)的靈活性，即具有小區(qū)分裂和滿(mǎn)足不同用戶(hù)密度部署不同類(lèi)型基站的要求。在高用戶(hù)密度地區(qū)，將小區(qū)面積劃小，或?qū)⑿^(qū)中的基站全向覆蓋改為定向覆蓋，使每個(gè)小區(qū)分配的頻道數(shù)增多，滿(mǎn)足話(huà)務(wù)量增大的需要，這種技術(shù)稱(chēng)為小區(qū)分裂。小區(qū)分裂三、移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)移動(dòng)通信概論6.切換技術(shù)

切換（handover）是指在移動(dòng)通信過(guò)程中，在保證通信不間斷的前提下，把通信的信道從一個(gè)無(wú)線(xiàn)信道轉(zhuǎn)換到另一個(gè)無(wú)線(xiàn)信道的這種功能。這是移動(dòng)通信系統(tǒng)不可缺少的重要功能。三、移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)移動(dòng)通信概論6.切換技術(shù)

用戶(hù)在通話(huà)過(guò)程中，從一個(gè)基站覆蓋區(qū)移動(dòng)到另一個(gè)基站覆蓋區(qū)時(shí)，或由于受到外