移動通信第一章 概述

第一章概述定義移動通信：移動通信是指通信雙方至少有一方在移動中（或者臨時停留在某一非預(yù)定的位置上）進(jìn)行信息傳輸和交換，這包括移動體（車輛、船舶、飛機(jī)或行人）和移動體之間的通信，移動體和固定電（固定無線電臺或有線用戶）之間的通信。移動通信：移動通信是指通信雙方至少有一方在移動中（或者臨時停留在某一非預(yù)定的位置上）進(jìn)行信息傳輸和交換，這包括移動體（車輛、船舶、飛機(jī)或行人）和移動體之間的通信，移動體和固定電（固定無線電臺或有線用戶）之間的通信。移動通信：移動通信是指通信雙方至少有一方在移動中（或者臨時停留在某一非預(yù)定的位置上）進(jìn)行信息傳輸和交換，這包括移動體（車輛、船舶、飛機(jī)或行人）和移動體之間的通信，移動體和固定電（固定無線電臺或有線用戶）之間的通信。移動通信：移動通信：定義：

移動通信是指通信雙方至少有一方在移動中（或者臨時停留在某一非預(yù)定的位置上）進(jìn)行信息傳輸和交換，這包括移動體（車輛、船舶、飛機(jī)或行人）和移動體之間的通信，移動體和固定點(diǎn)（固定無線電臺或有線用戶）之間的通信。通信：以傳輸信息為目的移動通信：至少一方處于移動狀態(tài)的通信目錄1.1移動通信發(fā)展概況1.2移動通信的特點(diǎn)及分類1.3移動通信系統(tǒng)的構(gòu)成1.4常用移動通信系統(tǒng)1.5移動通信系統(tǒng)基本技術(shù)簡介1.6語音編碼及信道編碼技術(shù)1.1移動通信發(fā)展概況一。移動通信發(fā)展歷程

開端：

1897年，馬克尼使用無線電實(shí)現(xiàn)了陸地和一艘拖船之間的信息傳輸，這就是移動通信的開端。

無線廣播：可以傳語音、音樂

尋呼機(jī)：可以建立起點(diǎn)對點(diǎn)的通信1.1移動通信發(fā)展概況1.1移動通信發(fā)展概況1G：模擬通信系統(tǒng)

1G蜂窩通信系統(tǒng)：

20世紀(jì)70年代后期，是模擬蜂窩系統(tǒng)，主要使用模擬FM，使用頻段：450M，800M,900M。

代表系統(tǒng)：美國的AMPS,英國的TACS1.1移動通信發(fā)展概況2G：數(shù)字通信系統(tǒng)，以提供話音服務(wù)為主

2G蜂窩通信系統(tǒng)：

上世紀(jì)90年代初出現(xiàn)的通信系統(tǒng)，是數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)，采用時分多址（TDMA）技術(shù)或窄帶碼分多址（CDMA）技術(shù)。數(shù)據(jù)速率：9.6kbps

代表系統(tǒng)：GSM,CDMAIS-951.1移動通信發(fā)展概況

GSM：小區(qū)制大容量公用移動電話系統(tǒng)，相對于模擬蜂窩移動通信網(wǎng)而言，其具有用戶容量大，覆蓋區(qū)域廣，功能齊全，技術(shù)先進(jìn),通話質(zhì)量好等特點(diǎn)。

CDMAIS-95：CDMAIS-95A是N-CDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的第一階段，CDMAIS-95B是N-CDMA發(fā)展第二階段。1.1移動通信發(fā)展概況2.5G：數(shù)據(jù)速率：最高達(dá)到171.2kbps代表系統(tǒng)：GPRS（GeneralPacketRadioService）CDMA20001XCDMA20001X（EV-DO/EV-DV）2.5G：數(shù)據(jù)速率：最高達(dá)到171.2kbps代表系統(tǒng)：GPRS（GeneralPacketRadioService）CDMA20001XCDMA20001X（EV-DO/EV-DV）2.5G：介于2G和3G之間，俗稱二代半數(shù)據(jù)速率：最高達(dá)到171.2kbps代表系統(tǒng)：GPRS（GeneralPacketRadioService）CDMA20001X數(shù)據(jù)速率：最高達(dá)到171.2kbps代表系統(tǒng)：GPRS（GeneralPacketRadioService）CDMA20001X數(shù)據(jù)速率：最高達(dá)到171.2kbps代表系統(tǒng)：

GPRS系統(tǒng):實(shí)際業(yè)務(wù)速率可達(dá)20~40kbps。2.75G：介于2.5G和3G之間代表系統(tǒng)：

EDGE系統(tǒng):實(shí)際業(yè)務(wù)速率可達(dá)80~130kbps。

CDMA20001X:實(shí)際業(yè)務(wù)速率可達(dá)60~80kbps。1.1移動通信發(fā)展概況

國際電聯(lián)（ITU)于1985年提出第三代移動通信系統(tǒng)的概念，命名為未來陸地公用移動通信系統(tǒng)(FLPMTS),后來還稱過通用移動電話2000(UMT-2000)。1996年正式定名為國際移動通信系統(tǒng)(IMT-2000)。

IMT-2000三重含義：2000MHz頻段，于2000年左右實(shí)現(xiàn)商用化，達(dá)到2000Kbps(2Mbps)的碼率。在2000年5月，國際電聯(lián)批準(zhǔn)了IMT2000無線接口5種技術(shù)規(guī)范，其中以3種CDMA技術(shù)為主流，即：頻分雙工方式：MC－CDMA（cdma2000）和DS-CDMA（WCDMA）；時分雙工方式：CDMATDD（TD-SCDMA）。1.1移動通信發(fā)展概況3G：以提供移動環(huán)境下的多媒體業(yè)務(wù)和寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主

3G蜂窩通信系統(tǒng)：

數(shù)據(jù)速率：靜止時高達(dá)2Mbps;慢速移動為384kbps；高速移動為144kbps；Internet、遠(yuǎn)程購物、信用卡鑒權(quán)；電子郵件、語音信箱、視頻郵件；多媒體短消息；可視電話、會議電視；網(wǎng)絡(luò)游戲、VOD、流媒體、音樂下載；新聞，天氣預(yù)報(bào)，交通信息；緊急呼叫，安全管理；車輛定位，保安，遙測等3G系統(tǒng)業(yè)務(wù)介紹1.1移動通信發(fā)展概況1.1移動通信發(fā)展概況WCDMA：日本及歐洲代表：愛立信、諾基亞CDMA2000：美國代表：高通、摩托羅拉、三星、朗訊TD-SCDMA：中國代表：CATT（中國電信技術(shù)研究所）,西門子三種主流標(biāo)準(zhǔn)（美國，歐洲，日，中）：

WCDMA，CDMA2000,TD-SCDMA。IMT-2000標(biāo)準(zhǔn)化組織介紹

目前ITU對3G的研究工作主要由3GPP和3GPP2來承擔(dān)。3GPP(3GPartnershipProject,第三代合作伙伴計(jì)劃):成立于1998年12月的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)。目前其成員包括歐洲的ETSI、日本的ARIB和TTC、中國的CCSA、韓國的TTA和北美的ATIS。旨在研究制定并推廣基于演進(jìn)的GSM核心網(wǎng)絡(luò)的3G標(biāo)準(zhǔn)，即WCDMA，TD-SCDMA等。3GPP2(3GPartnershipProject2,第三代合作伙伴計(jì)劃2）：該組織是于1999年1月成立，由美國TIA、日本的ARIB、日本的TTC、韓國的TTA四個標(biāo)準(zhǔn)化組織發(fā)起，主要是制訂以ANSI-41核心網(wǎng)為基礎(chǔ)，CDMA2000為無線接口的第三代技術(shù)規(guī)范。1.1移動通信發(fā)展概況3.5G:HSPA（HighSpeedPacketAccess）技術(shù)

HSDPA：DownlinkHSUPA：Uplink

HSPA+：HSPA增強(qiáng)技術(shù)3.9G：準(zhǔn)4GLTE(LongTermEvolution,長期演進(jìn))項(xiàng)目

1.1移動通信發(fā)展概況4G：追求運(yùn)動環(huán)境下的高速通信。

數(shù)據(jù)數(shù)率：運(yùn)動狀態(tài)下的2Mbps，靜止?fàn)顟B(tài)下的20Mbps。1.1移動通信發(fā)展概況二.我國移動通信的發(fā)展1G：1987年，廣州市第一個開通蜂窩移動電話業(yè)務(wù)，隨后北京，重慶和珠江三角洲，上海,海南等地相繼開通此業(yè)務(wù)。2G：1993年，浙江嘉興地區(qū)引入第二代數(shù)字移動蜂窩網(wǎng)GSM系統(tǒng)，1994年開始建設(shè)GSM網(wǎng)，1995年，GSM網(wǎng)擴(kuò)展到15個省，96年擴(kuò)展到全國。

1.1移動通信發(fā)展概況1998年，北京電信長城數(shù)字蜂窩網(wǎng)商用試驗(yàn)網(wǎng)－133網(wǎng)，在北京，上海，廣州,西安投入試驗(yàn)。2002年5月，中國移動正式將GPRS系統(tǒng)投入商用。2002年聯(lián)通“新時空”

CDMA正式開通。2003年3月，聯(lián)通的新時空網(wǎng)絡(luò)平滑升級到CDMA20001X數(shù)字移動蜂窩網(wǎng)。2004年7月21日，中國移動成為北京2008年奧運(yùn)會移動通信服務(wù)合作伙伴。2005年10月，中國移動和中國聯(lián)通取消網(wǎng)間差別定價(jià)，使移動通信資費(fèi)進(jìn)一步下調(diào)。2000年5月，TD-SCDMA在國際電聯(lián)大會上被正式列入3G無線傳輸標(biāo)準(zhǔn)之一。2007年,中國移動啟動TD-SCDMA試商用網(wǎng)公開招標(biāo)，總金額近267億，覆蓋8城市。2008年5月24日，工業(yè)和信息化部、國家發(fā)改委、財(cái)政部聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于深化電信體制改革的通告》，鼓勵中國電信收購中國聯(lián)通CDMA網(wǎng)(包括資產(chǎn)和用戶)，中國聯(lián)通與中國網(wǎng)通合并，中國衛(wèi)通的基礎(chǔ)電信業(yè)務(wù)并入中國電信，中國鐵通并入中國移動，國內(nèi)電信運(yùn)營商由6家變?yōu)?家。2009年1月7日，工業(yè)和信息化部正式為中國移動、中國電信和中國聯(lián)通發(fā)放三張3G牌照，此舉標(biāo)志我國正式進(jìn)入3G時代。

1.2移動通信的特點(diǎn)及分類一．移動通信的特點(diǎn)1.2移動通信的特點(diǎn)及分類1．利用無線電波傳輸，傳播環(huán)境惡劣

a

電波在傳輸過程中產(chǎn)生衰減。

b會發(fā)生陰影效應(yīng)

c存在多徑傳播

d多普勒效應(yīng)產(chǎn)生調(diào)制噪聲1.2移動通信的特點(diǎn)及分類

a電波在傳輸過程中產(chǎn)生衰減。b會發(fā)生陰影效應(yīng)c存在多徑傳播d多普勒效應(yīng)產(chǎn)生調(diào)制噪聲1.2移動通信的特點(diǎn)及分類

2.處于復(fù)雜的噪聲、干擾環(huán)境中

噪聲：干擾：鄰道干擾、互調(diào)干擾、同頻干擾3.需在有限的頻譜資源之上提高通信容量

解決頻譜資源和通信容量的矛盾：

1）開辟和啟用新的頻段

2）研究新技術(shù)、新措施1.2移動通信的特點(diǎn)及分類4.移動通信系統(tǒng)復(fù)雜，要考慮很多問題

位置登記、越區(qū)切換、漫游訪問等不同網(wǎng)絡(luò)之間的網(wǎng)絡(luò)管理和控制5.對移動通信設(shè)備（主要是移動臺）要求高

手機(jī)：體積小、重量輕、省電、操作簡單和攜帶方便等。車載臺和機(jī)載臺：防震、防沖擊、防溫度和濕度變化等。1.2移動通信的特點(diǎn)及分類二．移動通信系統(tǒng)的分類1.按使用對象可分為民用設(shè)備和軍用設(shè)備2.按使用環(huán)境可分為陸地通信、海上通信和空中通信3.按多址方式可分為頻分多址（FDMA）,時分多址（TDMA）和碼分多址等4.按覆蓋范圍可分為寬域網(wǎng)和局域網(wǎng)5.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)1.2移動通信的特點(diǎn)及分類單工：就是通信雙方電臺交替地進(jìn)行收信、發(fā)信，例如同一載頻的對講機(jī)。雙工：通信雙方電臺都可以同時收發(fā)，例如電話。半雙工：通信雙方一方單工，一方雙工，例如調(diào)度車載臺。同頻：收發(fā)使用一個頻率。6.按工作方式可分為同頻單工、異頻單工、異頻雙工和半雙工1.2移動通信的特點(diǎn)及分類用頻域技術(shù)和時域技術(shù)都可以做到雙工：

頻分雙工（FDD）：為每一個用戶提供兩個確定的頻率波段,一個波段（前向波段）提供從基站到移動臺的傳輸，另一個波段（后向波段）提供從移動臺到基站的傳輸。需要雙工器設(shè)備。

時分雙工（TDD）：用時間而不是頻率來提供前向鏈路和反向鏈路,如果前向鏈路和反向鏈路之間的時間間隔很小，那么對于語音,數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，用戶看起來是同時的。不需要雙工器設(shè)備。1.2移動通信的特點(diǎn)及分類7.按服務(wù)范圍可分為專用網(wǎng)和公共網(wǎng)8.按信號形式可分為模擬網(wǎng)和數(shù)字網(wǎng)

數(shù)字通信系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)：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(wù)，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(qiáng)4）

能實(shí)現(xiàn)更有效、靈活的網(wǎng)絡(luò)管理和控制5）

便于實(shí)現(xiàn)通信的安全保密；6)

可降低設(shè)備成本和減小用戶手機(jī)的體積、重量。

1.3移動通信系統(tǒng)的構(gòu)成一．組成1.3移動通信系統(tǒng)的構(gòu)成1.3移動通信系統(tǒng)的構(gòu)成二．各部分作用

移動臺（MS）基站（BS）移動交換中心（MSC）公用交換電話網(wǎng)（PSTN）

英特網(wǎng)網(wǎng)關(guān)（IP網(wǎng)絡(luò)出入口）

無線小區(qū)用戶

收、發(fā)信機(jī)1.4常用移動通信系統(tǒng)一.無線尋呼系統(tǒng)1.4常用移動通信系統(tǒng)是一種單向的通信系統(tǒng)。主呼回復(fù)RXBP機(jī)PSTN尋呼中心100-150W尋呼TX1.4常用移動通信系統(tǒng)二.蜂窩移動通信系統(tǒng)？為什么要分成小區(qū)？為什么基站的功率不能太大？當(dāng)小區(qū)用戶增多后怎辦？小區(qū)能無限分裂下去嗎常用移動通信系統(tǒng)1.4常用移動通信系統(tǒng)大區(qū)制系統(tǒng)與蜂窩系統(tǒng)的特點(diǎn)：大區(qū)制的特點(diǎn)：1）系統(tǒng)及控制簡單2）容量小蜂窩系統(tǒng)的特點(diǎn)：1）按區(qū)群頻率再用，頻譜利用率及用戶容量極大提高。2）小區(qū)分裂可進(jìn)一步提高系統(tǒng)容量。3）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及移動性管理復(fù)雜4）MS位置登記及更新。5）MS越區(qū)切換。蜂窩系統(tǒng)的應(yīng)用：GSM,CDMA1.4常用移動通信系統(tǒng)三.無繩電話系統(tǒng)

是一種以有線電話網(wǎng)為依托的無線接入方式，是有線電話的無線延伸。

無繩電話系統(tǒng)的應(yīng)用：1）家用無繩電話系統(tǒng)1.4常用移動通信系統(tǒng)PSTN交換機(jī)座機(jī)手柄…電纜(繩)MS手機(jī)BS座機(jī)幾十～幾百米小功率：10mw2）公用無繩電話系統(tǒng)應(yīng)用：基于個人隨身電話系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)之上的PAS（小靈通）系統(tǒng)1.4常用移動通信系統(tǒng)四。集群移動通信系統(tǒng)

是一種共用無線頻道的專用調(diào)度移動通信系統(tǒng)，采用的基本技術(shù)是頻率共用。1.集群的含義

集合各部門專用調(diào)度網(wǎng)的頻道(信道)，實(shí)行多信道共用及系統(tǒng)共用，信道動態(tài)分配給用戶使用。①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，以容納數(shù)目更多的用戶；②改進(jìn)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(guān)"(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，并允許其它用戶占用該頻道。2.集群系統(tǒng)的特點(diǎn)1.4常用移動通信系統(tǒng)1.4常用移動通信系統(tǒng)3.集群系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1）集中控制方式：系統(tǒng)控制由系統(tǒng)控制中心承擔(dān)，具有專門的系統(tǒng)控制器，因而，系統(tǒng)功能齊全，便于處理多種特殊功能，而且也便于把基本系統(tǒng)聯(lián)成大的區(qū)域網(wǎng)，適于大中容量的多基站通信網(wǎng)。1.4常用移動通信系統(tǒng)2）分布控制方式：系統(tǒng)控制是以每個轉(zhuǎn)發(fā)器上的邏輯控制單元分散處理，無需專門的系統(tǒng)控制器因而，系統(tǒng)設(shè)備簡單，成本低，適用于公共頻道數(shù)少的中小容量的通信網(wǎng)。。1.4常用移動通信系統(tǒng)3.集群占用頻道方式：（有三種）

消息集群、傳輸集群和準(zhǔn)傳輸集群。消息集群:消息集群系統(tǒng)中，每一次呼叫通話期間，一次性地分配一對無線頻道，而且在通話完畢后(即松開PTT開關(guān)后)，轉(zhuǎn)發(fā)器繼續(xù)在該頻道上工作6s左右(即脫離時間約為6s),才算完成此次接續(xù)過程。1.4常用移動通信系統(tǒng)傳輸集群:通話雙方每按一次PTT就重新分配一個空閑信道，釋放PTT立刻釋放信道雙方都未按PTT講話時不占用信道。。1.4常用移動通信系統(tǒng)準(zhǔn)傳輸集群:釋放PPT后延時一段時間(0.5～2秒)才釋放信道,延時期間有一方按下PTT則仍使用該信道。1.4常用移動通信系統(tǒng)

集群網(wǎng)

蜂窩網(wǎng)用途專用調(diào)度網(wǎng)公用移動通信網(wǎng)用戶優(yōu)先級分級不分級限時通話5－60秒無呼叫方式單呼、組呼、全呼單呼電臺工作方式半雙工雙工

集群系統(tǒng)的應(yīng)用：泛歐數(shù)字集群系統(tǒng)1.4常用移動通信系統(tǒng)五。移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)

是使用衛(wèi)星作為中繼站，為移動用戶之間或移動用戶與固定用戶之間提供電信業(yè)務(wù)的系統(tǒng)。1.4常用移動通信系統(tǒng)

移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)的特點(diǎn)：只有利用衛(wèi)星通信覆蓋全球的特點(diǎn)，通過衛(wèi)星通信系統(tǒng)與地面通信系統(tǒng)（光纖、無線等）的結(jié)合，才能實(shí)現(xiàn)名副其實(shí)的全球個人通信，即在任何個人、任何時間、任何地點(diǎn)與任何人、以任何方式的通信。1.4常用移動通信系統(tǒng)

移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)的應(yīng)用：1）銥（星）系統(tǒng)2）全球星系統(tǒng)3）ICO系統(tǒng)1.4常用移動通信系統(tǒng)

是一種利用無線信道進(jìn)行分組交換的通信網(wǎng)絡(luò)，世界上很多移動數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，都以分組傳輸技術(shù)為基礎(chǔ)。六。分組無線網(wǎng)分組：網(wǎng)絡(luò)中傳送的信息以“分組”或稱“信包”為單位1.5移動通信系統(tǒng)基本技術(shù)1.低速率語音編碼技術(shù)。2.高頻譜利用率的調(diào)制技術(shù)。3.移動信道特性研究。4.高容量的多址方式。5.抗干擾措施。6.組網(wǎng)技術(shù)。1.5移動通信系統(tǒng)基本技術(shù)1.6語音編碼及信道編碼技術(shù)語音編碼（信源編碼）：提高頻率利用率及信道容量。信道編碼：提高系統(tǒng)的抗干擾能力。1.6語音編碼及信道編碼技術(shù)語音編碼技術(shù)：將模擬語音信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，以便在信道中傳輸。三大類：1）波形編碼2）參量編碼3）混合編碼