第1章移动通信.ppt

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1、第第1章章 概述概述1.1 移动通信及其特点移动通信及其特点1.2 移动通信的工作方式移动通信的工作方式1.3 移动通信系统的组成移动通信系统的组成1.4 移动通信系统的频段使用移动通信系统的频段使用1.5 多址方式多址方式1.6 其他常用技术其他常用技术1.7 移动通信系统的发展移动通信系统的发展1.8 第四代移动通信第四代移动通信(4G)标准及现状标准及现状1.1 移动通信及其特点移动通信及其特点移动通信是指移动用户之间，或移动用户与固定用移动通信是指移动用户之间，或移动用户与固定用户之间进行的通信。户之间进行的通信。终端的移动性（手持机、车载台）终端的移动性（手持机、车载台）个人的移动性

2、（个人的移动性（SIM卡方式支持的业务）卡方式支持的业务）业务的移动性（业务的移动性（200业务等）业务等）这里所说的通信，不仅指双方的这里所说的通信，不仅指双方的通话通话，还包括，还包括数数据据、传真传真、图象图象等通信业务。等通信业务。移动通信与其它通信方式相比，具有以下基本特点：移动通信与其它通信方式相比，具有以下基本特点：电波传播条件恶劣（由多径传播造成的瑞利衰电波传播条件恶劣（由多径传播造成的瑞利衰 落，落，电平幅度起伏达电平幅度起伏达30dB以上。）以上。）移动通信与其它通信方式相比，具有以下基本特点：移动通信与其它通信方式相比，具有以下基本特点：电波传播条件恶劣（由多径传播造成的

3、瑞利衰电波传播条件恶劣（由多径传播造成的瑞利衰 落，落，电平幅度起伏达电平幅度起伏达30dB以上。）以上。）dd1d2hmhb移动信道的传播路径移动信道的传播路径 具有多普勒效应，多普勒频移导致附加调频噪声具有多普勒效应，多普勒频移导致附加调频噪声 iyxSi(t)基站天线假设基站发射的信号为假设基站发射的信号为)(exp0000tjaS式中，式中，0为载波角频率，为载波角频率，0为载波初相。经反射为载波初相。经反射(或散射或散射)到达接收天线的第到达接收天线的第i个信号为个信号为Si(t)，其振幅为，其振幅为i，相移为相移为i。假设假设Si(t)与移动台运动方向之间的夹角为与移动台运动方向之

4、间的夹角为i，其多普勒频其多普勒频移值为移值为 imiiffcoscos式中，式中，v为车速，为车速，为波长，为波长，fm为为i=0时的最大多普勒频时的最大多普勒频移，因此移，因此Si(t)可写成可写成)(exp)cos2(exp)(00tjtjatSiiii 干扰严重干扰严重 有城市噪声（主要是车辆噪声）干扰有城市噪声（主要是车辆噪声）干扰，也有电台干，也有电台干扰（同频干扰、互调干扰），因此，抗干扰措施在扰（同频干扰、互调干扰），因此，抗干扰措施在移动通信系统设计中显得很为重要。移动通信系统设计中显得很为重要。MSCPSTN 接收设备动态范围大接收设备动态范围大 由于接收机的发射机之间的距

5、离不断变化，导致接收机接收电由于接收机的发射机之间的距离不断变化，导致接收机接收电平不断变化。平不断变化。需要采用位置登记、过境切换等移动性管理技术需要采用位置登记、过境切换等移动性管理技术 综合了各种技术综合了各种技术 包括交换技术、计算机技术、传输技术等。包括交换技术、计算机技术、传输技术等。对设备要求苛刻对设备要求苛刻 MSCAMSCBBSA7BSA2BSA6BSA5BSA4BSA1BSA3BSC1BSC2BSB4BSB3BSD3BSD2BSD1BSB1BSB7BSB2BSB6BSB5V移动通信系统的分类移动通信系统的分类 按使用对象可分为民用设备和军用设备；按使用对象可分为民用设备和军

6、用设备；按用途和区域可分为陆地移动通信、按用途和区域可分为陆地移动通信、海上移动通信和航海上移动通信和航空移动通信；空移动通信；按多址方式可分为频分多址按多址方式可分为频分多址(FDMA)、时分多址时分多址(TDMA)、码分多址、码分多址(CDMA)和空分多址（和空分多址（SDMA）等；等；按基站配置可分为单区制、多区制、按基站配置可分为单区制、多区制、蜂窝制等配置方式；蜂窝制等配置方式；按与地面固定网连接方式可分为人工、半自动、按与地面固定网连接方式可分为人工、半自动、全自动全自动等连接方式；等连接方式；按用户的通话状态和频率使用方法可分为单工制、按用户的通话状态和频率使用方法可分为单工制、

7、双工双工制和半双工制；制和半双工制；按经营方式或用户性质可分为专用移动通信网和公用移按经营方式或用户性质可分为专用移动通信网和公用移动通信网；动通信网；按信号形式可分为模拟网和数字网。按信号形式可分为模拟网和数字网。Back送 话 器T发 射 机AR接 收 机受 话 器TBRf1f1(f2)f1(f2)f11.2 移动通信的工作方式移动通信的工作方式1.单工通信单工通信 图图 1-1 单工通信单工通信根据收、发频率的异同，又可分为同频单工和异频单工。根据收、发频率的异同，又可分为同频单工和异频单工。图图 1-2 双工通信双工通信 TARTBRf1f2f2f1天线共用器送话器受话器发射机接收机2

8、.双工通信双工通信3.半双工通信半双工通信 图图 1-3 半双工通信方式半双工通信方式 TARTBRf1f2f2f1天线共用器送话器受话器发射机接收机Back1.3 移动通信系统的组成移动通信系统的组成移动通信系统根据经营方式或用户性质的不同可分移动通信系统根据经营方式或用户性质的不同可分为专用的移动通信系统和公共移动通信系统。为专用的移动通信系统和公共移动通信系统。专网的发展经历了一对一的对讲系统，单信道一呼专网的发展经历了一对一的对讲系统，单信道一呼百应系统，选呼系统，多信道多用户共享的专用调百应系统，选呼系统，多信道多用户共享的专用调度系统，最后发展到专用无线调度系统的最高阶段度系统，最

9、后发展到专用无线调度系统的最高阶段集群移动通信。专用移动通信的网络结构与公共移集群移动通信。专用移动通信的网络结构与公共移动通信系统越来越相似。动通信系统越来越相似。集群集群(trunking)通信系统与公共通信系统的区别：通信系统与公共通信系统的区别：集群通信系统属于专用移动通信网，适用于在各个行集群通信系统属于专用移动通信网，适用于在各个行业业(或几个行业合用或几个行业合用)中间进行调度和指挥，对网中的中间进行调度和指挥，对网中的不同用户常常赋予不同的优先等级。蜂窝通信系统属不同用户常常赋予不同的优先等级。蜂窝通信系统属于公众移动通信网，适用于各阶层和各行业中个人之于公众移动通信网，适用于

10、各阶层和各行业中个人之间通信，间通信，一般不分优先等级。一般不分优先等级。集群通信系统根据调度业务的特征，通常具有一定的集群通信系统根据调度业务的特征，通常具有一定的限时功能，一次通话的限定时间大约为限时功能，一次通话的限定时间大约为1560秒秒(可根可根据业务情况调整据业务情况调整)。蜂窝通信系统对通信时间一般不蜂窝通信系统对通信时间一般不进行限制。进行限制。集群通信系统的主要服务业务是无线用户和无线用户集群通信系统的主要服务业务是无线用户和无线用户之间的通信。蜂窝通信系统却有大量的无线用户与有之间的通信。蜂窝通信系统却有大量的无线用户与有线用户之间的通话业务。在集群通信系统中也允许有线用户

11、之间的通话业务。在集群通信系统中也允许有一定的无线用户与有线用户之间的通话业务，但一般一定的无线用户与有线用户之间的通话业务，但一般只允许这种话务量占总业务量的只允许这种话务量占总业务量的5%10%。集群通信系统一般采用半双工集群通信系统一般采用半双工(现在已有全双工产品现在已有全双工产品)工作方式。蜂窝通信系统都采用全双工工作方式。工作方式。蜂窝通信系统都采用全双工工作方式。公共移动通信系统的组成：公共移动通信系统的组成：PSTN MSC MSC BSC HLR VLR AUC MSBSCBSBSMSEIR公共移动通信系统的组成：公共移动通信系统的组成：一个交换区由一个移一个交换区由一个移动

12、交换中心动交换中心MSC、一个或、一个或若 干 个 归 属 位 置 寄 存 器若 干 个 归 属 位 置 寄 存 器HLR和访问者位置寄存器和访问者位置寄存器VLR(有时几个有时几个MSC合用合用一个一个VLR）、设备识别寄）、设备识别寄存器存器EIR、鉴权中心、鉴权中心AUC、操作维护中心操作维护中心OMC、基站、基站BS（简称基站）和移动台（简称基站）和移动台MS等功能实体组成。等功能实体组成。图图14 蜂窝移动通信系统的基本结构蜂窝移动通信系统的基本结构OMC 常用术语的英文缩写常用术语的英文缩写:MSCMobile Service Switching Centre HLRHome Lo

13、cation Register VLRVisitor Location Register EIREquipment Identity Register AUCAuthentication Centre OMCOperation and Maintenance Centre BSBase Station MSMobile Station PSTN MSC MSC BSC HLR VLR AUC MSBSCBSBSMSEIROMC PSTN MSC MSC BSC HLR VLR AUC MSBSCBSBSMSEIRMSC对位于其服务区内的对位于其服务区内的MS进行交换和控制，同时进行交换和控制，

14、同时提供移动网与固定公众电信提供移动网与固定公众电信网的接口。网的接口。作为交换设备，作为交换设备，MSC具有具有完成呼叫接续与控制的功能，完成呼叫接续与控制的功能，这点与固定网交换中心相同。这点与固定网交换中心相同。作为移动交换中心，作为移动交换中心，MSC又具有无线资源管理和移动又具有无线资源管理和移动性管理等功能。性管理等功能。为了建立从固定网至某个移为了建立从固定网至某个移动台的呼叫路由，固定网就动台的呼叫路由，固定网就近 进 入 关 口近 进 入 关 口 M S C（GMSC），由该），由该GMSC查询有关的查询有关的HLR，并建立，并建立至移动台当前所属的至移动台当前所属的MSC的

15、呼叫路由。的呼叫路由。OMCMobile Service Switching Centre PSTN MSC MSC BSC HLR VLR AUC MSBSCBSBSMSEIRHLR是用于移动用户管是用于移动用户管理的数据库。理的数据库。HLR所存所存储的用户信息分为两类：储的用户信息分为两类：一类是有关用户参数的一类是有关用户参数的信息；另一类是有关用信息；另一类是有关用户当前位置的信息户当前位置的信息。VLR是存储用户位置信是存储用户位置信息的动态数据库。一个息的动态数据库。一个VLR可以负责一个或若可以负责一个或若干个干个MSC区域。区域。OMCHome Location Regist

16、erVisitor Location RegisterMSCAMSCBBSA7BSA2BSA6BSA5BSA4BSA1BSA3BSC1BSC2BSB4BSB3BSD3BSD2BSD1BSB1BSB7BSB2BSB6BSB5VHLRVLRHLRVLR PSTN MSC MSC BSC HLR VLR AUC MSBSCBSBSMSEIREIR是存储有关移动台设是存储有关移动台设备参数的数据库。备参数的数据库。EIR实实现对移动设备的识别、监现对移动设备的识别、监视、闭锁等功能。视、闭锁等功能。AUC鉴权中心是认证移动鉴权中心是认证移动用户的身份以及产生相应用户的身份以及产生相应认证参数的功能实体。认证参数的功能实体。AUC对任何试图入网的用对任何试图入网的用户进行身份认证，只有合户进行身份认证，只有合法用户才能接入网中并得法用户才能接入网中并得到服务。到服务。OMC操作维护中心是网操作维护中心是网络操作维护人员对全网进络操作维护人员对全网进行监控和操作的功能实体。行监控和操作的功能实体。OMCBackEquipment Identity RegisterAuthentication Ce