第1章 移动通信概述
第一章 移动通信概述
下面将给出几类在不同环境与条件下经常使用的 著名经验公式与模型。 •1)奥村—哈塔(Okumura-Hata)模型 •2) Hata模型向个人通信PCS系统的扩展 •3)Walfisch-Ikegami模型(WIM) •4)室内传播模型
1.5 移动通信噪声与干扰
信道对信号传输的限制除了损耗和衰落外，另一 重要限制因素是噪声和干扰。
20世纪80年代—90年代—21世纪前10年
第三代移动通信
数字蜂窝移动通信系统 (多频) IMT-2000
(CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA)
主要接入技术：CDMA
IP网业务和多媒体业务的发展和应用——业务驱动 数字业务、IP业务、音视频业务会逐步成为主流业务
技术特点：
自适应技术：调制自适应，编码自适应，接入自适应，网络自 适应。 网络技术：分组连接，多网连接。 业务技术：业务分类，编码组帧，数据压缩。 静止状态下 提供2Mbit/s的数据传输速率。
四种主要效应
阴影效应：由大型建筑物和其它物体的阻挡，在电波传 播的接收区域中产生传播半盲区。它类似于太阳光受阻 挡后可产生的阴影，光波的波长较短，因此阴影可见， 电磁波波长较长，阴影不可见，但是接收终端(如手机) 与专用仪表可以测试出来。 远近效应：由于接收用户的随机移动性，移动用户与基 站之间的距离也是在随机变化，若各移动用户发射信号 功率一样，那么到达基站时信号的强弱将不同，离基站 近者信号强，离基站远者信号弱。通信系统中的非线性 将进一步加重信号强弱的不平衡性，甚至出现了以强压 弱的现象，并使弱者，即离基站较远的用户产生掉话 (通信中断)现象，通常称这一现象为远近效应。
移动通信的基本概念解读
个人移动通信的诞生及演进
实现个人电话的梦想--蜂窝状移动电话的诞生
背景：随着无线电报和无线广播的发展，人们更 希望有一种可以随身携带、不用电话线路的电话。 70年代初，贝尔实验室提出蜂窝系统的覆盖小区 概念后，很快进入了实用阶段。 1979年，美国芝加哥试验成功AMPS模拟蜂窝式 移动电话系统，83年在美国投入商用。 1987年，我国第一个移动电话局在广州开通，进 入第一代模拟移动通信时期，引进英国的TACS 系统。
移动通信的特点
1无线电波传播环境复杂
在移动通信中，基站至用 户间靠无线电波来传送信 息。当前，移动通信的频 率范围在甚高频（ VHF ， 30 ～ 300MHz ）和特高频 （UHF，300～3000MHz） 内
工作频段特点：
传播距离在视距范围内，通常为几十千米；天线 短，抗干扰能力强；且以地表面波、电离层反射 波、直射波和散射波等方式传播，受地形地物影 响很大 移动台接收到的电波 一般是直射波和随时 变化的绕射波、反射 波、散射波的叠加， 这样就造成所接收信 号的电场强度起伏不 定，最大可相差20～ 30 dB，这种现象称为 多径传播 衰落。
• 例如，运动着的车辆、船舶、飞机或行走着的人与固定点 之间进行信息交换，或者移动物体之间的通信都属于移动 通信。
– 这里所说的信息交换，不仅指双方的通话，同时也 包括数据、传真、图像等多媒体业务
移动通信的特点
移动通信与其他通信方式相比，主要具有以下 特点：
无线电波传播环境复杂 多普勒频移产生调制噪声 移动台工作时经常受到各种干扰 对移动台的要求高 通道容量有限 通信系统复杂
这被认为是无线电通信的第一次实际应用。 紧接着，马可尼在英国建立了世界上第一家无线电器 材公司——英国马可尼公司
移动通信基本知识
移动通信基本知识培训教材移动通信基本知识第⼀章引⾔1.1移动通信概述随着社会的进步、经济和科技的发展，特别是计算机、程控交换、数字通信的发展，近些年来，移动通信系统以其显著的特点和优越性能得以迅猛发展，应⽤在社会的各个⽅⾯，到⽬前为⽌，全球移动⽤户超过 1亿，预计到本世纪末⽤户数将达到2亿。
⽆线通信的发展潜⼒⼤于有线通信的发展，它不仅仅提供普通的电话业务功能，并能提供或即将提供丰富的多种业务，满⾜⽤户的需求。
移动通信的主要⽬的是实现任何时间、任何地点和任何通信对象之间的通信。
从通信⽹的⾓度看，移动⽹可以看成是有线通信⽹的延伸，它由⽆线和有线两部分组成。
⽆线部分提供⽤户终端的接⼊，利⽤有限的频率资源在空中可靠地传送话⾳和数据；有线部分完成⽹络功能，包括交换、⽤户管理、漫游、鉴权等，构成公众陆地移动通信⽹PLMN。
从陆地移动通信的具体实现形式来分主要有模拟移动通信和数字移动通信这两部种。
移动通信系统从40年代发展⾄今，根据其发展历程和发展⽅向，可以划分为三个阶段：1.1.1第⼀代――模拟蜂窝通信系统第⼀代移动电话系统采⽤了蜂窝组⽹技术，蜂窝概念由贝尔实验室提出，70年代在世界许多地⽅得到研究，。
当第⼀个试运⾏⽹络在芝加哥开通时，美国第⼀个蜂窝系统AMPS （⾼级移动电话业务）在1979年成为现实。
现在存在于世界各地⽐较实⽤的、容量较⼤的系统主要有：（1）北美的AMPS；（2）北欧的NMT-450/900；（3）英国的TACS；其⼯作频带都在450MHz 和900MHz附近，载频间隔在30kHz以下。
鉴于移动通信⽤户的特点：⼀个移动通信系统不仅要满⾜区内，越区及越局⾃动转接信道的功能，还应具有处理漫游⽤户呼叫（包括主被叫）的功能。
因此移动通信系统不仅希望有⼀个与公众⽹之间开放的标准接⼝，还需要⼀个开放的开发接⼝。
由于移动通信是基于固定电话⽹的，因此由于各个模拟通信移动⽹的构成⽅式有很⼤差异，所以总的容量受着很⼤的限制。
集客代维认证培训习题集(含答案)
集客习题集第1章移动通信概述一、单项选择题：1、传输使用 D 技术来增加网络中信息的传输量，它不能实现全球无缝漫游。
A．时分多址和空分多址B．时分多址和频分多址C．空分多址和频分多址D．时分多址和码分多址2、第一代移动通信系统(1G)主要基于蜂窝结构组网，直接使用模拟语音调制技术，传输速率约 A ，不同国家采用不同的工作系统。
A． 2.4B． 3.6C． 4.8D．9.63、在不同的网络(802.11 和)中，4G能够在更高的数据传输速率下实现无缝漫游，其数据传输速率从 A ,还能够提供低时延的新业务。
A． 2 到1B． 4 到1C． 4 到2D． 2 到24、高速电路交换数据业务()采用了新的信道编码方式，使每个时隙的传输速率从9.6 ／s提高到B。
A．14.2／sB．14.4 ／sC．16.2／sD．16.4 ／s5、系统中双工间隔：900（含900）间隔 A ，1800间隔。
A．4595B．9545C．4560D．6095二、多项选择题：1、主要接口是 A B C ，这三种接口保证了不同厂商生产的移动台、基站子系统和网络子系统设备能互联互通。
A．接口B．A接口C．接口D．C接口2、数字蜂窝通信系统的主要组成部分为 A B C D 等。
A．网络子系统()B．基站子系统()C．移动台()D．短信息业务中心()3、采用的关键技术有 A B C D 、同步、信道编译码、交织和接力切换等。
A．智能天线B．联合检测C．多时隙D．4、技术的优势有 A B D ：A．由于采用智能天线和同步技术，所以容量大B．成本低C．适合对称数据的传输D．频段使用灵活5、我国的传输网路结构分为 A B C ：A．长途一级干线网B．省内二级干线网C．本地传输网D．局域网三、判断题：1、第四代移动通信系统(4G) 基于网络模型，它的操作运行不需要固定的基础结构，网络需要全球移动性能(即移动)和全球6网络的连通性以支持每个移动设备的地址。
移动通信原理
移动通信原理移动通信原理是指在无线通信领域中，传输数据和信息的原理和技术。
移动通信是现代社会中不可或缺的通信方式之一，它利用无线电波进行信号传输，实现了人与人、人与物、物与物之间的无线连接。
本文将详细介绍移动通信原理的各个方面。
第一章移动通信概述1.1 什么是移动通信1.2 移动通信的应用领域1.3 移动通信的发展历程1.4 移动通信的基本要素第二章无线信号传播2.1 电磁波的基本概念2.2 无线信号传播路径损耗2.3 多径效应与多普勒效应2.4 反射、折射和散射信号的影响第三章移动通信网络结构3.1 移动通信系统的层次结构3.2 移动通信网络中的各个组成部分3.3 移动通信中的基站和无线电接入技术第四章移动通信标准与协议4.1 移动通信标准的分类和作用4.2 移动通信标准的发展历程4.3 GSM、CDMA、LTE等移动通信标准的比较4.4 移动通信协议与接口第五章移动通信的调制解调技术5.1 数字调制技术5.2 调制解调器的工作原理5.3 AM、FM、PM调制方式的比较5.4 OFDM技术在移动通信中的应用第六章移动通信中的信道编码与解码6.1 信道编码与纠错码6.2 信道编码的原理和分类6.3 移动通信中的信道编码技术第七章移动通信中的多址技术7.1 多址技术的基本概念7.2 分时复用技术7.3 频分复用技术7.4 码分复用技术7.5 OFDMA技术第八章无线接入技术8.1 蜂窝网络的组网方式8.2 频率复用与功率控制8.3 移动通信系统中的接入技术8.4 TDMA、CDMA、OFDMA等接入技术的比较第九章移动通信中的信号处理技术9.1 数字信号处理的基本概念9.2 信号处理在移动通信中的应用9.3 信号处理算法与技术的发展附件：________本文档涉及的相关案例分析、数据图表、实验结果等内容，请参阅附件。
法律名词及注释：________1.频率复用：________一种将频谱资源划分为多个频段，使不同用户可以同时使用而不互相干扰的技术。
移动通信概述 PPT课件
1.3 移动通信发展历史
第二代――数字移动通信系统 ▪ 90 年代开发出了以数字传输、时分多址和窄带码 分多址为主体的移动电话系统，称之为第二代移 动电话系统。代表产品分为两类： – TDMA系统 – N-CDMA系统
1.3 移动通信发展历史
TDMA系统中比较成熟和最有代表性的制式有： 泛欧GSM（全球移动通信系统） 美国D-AMPS（数字AMPS） 日本PDC（个人数字蜂窝电话） N-CDMA系统主要的制式有： 高通公司为首研制的基于IS-95的N-CDMA （窄带CDMA）
MS
NSS
能说出图中英文缩略语的中文意思吗？
1.4 移动通信组成及特点
1.4.2 移动通信系统的工作频段
确定移动通信的频段需考虑以下几个方面： 电波传播特性，天线尺寸； 环境噪声及干扰的影响； 地形、障碍物尺寸及对建筑物的渗透能力； 设备小型化的要求； 与已开发的频段的协调和兼容性。 举例：GSM系统
蜂窝移动通信系统 无线寻呼系统 无绳电话系统 集群移动通信系统 移动卫星通信系统
讨论：联系实际，试对 每种系统举出实例。
1.3 移动通信发展历史
第一代 80年代 模拟 第二代 90年代 数字 第三代 IMT-2000
AMPS 数 模 拟 需求驱动 字 技 技 术 术
GSM CDMA IS95 TDMA IS-136 PDC
1.4 移动通信组成及特点
1.4.3 移动通信特点
与其他通信方式相比较，移动通信有如下特点： （1）移动通信的电波传播环境恶劣：多径效应、 多普勒效应等； （2）受干扰和噪声的影响。 （3）频带利用率要求高。 （4）移动台的移动性强。 （5）建网技术复杂。
相对 运动时，观察者接受到波的频率与 波源发出的频率并不相同的现象。
第1章 移动通信概论
n
n
Ii
i 1
i0
S I
R
i0 i 1
n ( D ) i
S ( D / R) n ( 3N ) n .. I i0 i0
清华大学出版社
第1章 移动通信概论
提高容量方法
在进行了频率规划的蜂窝系统中，随着无线服务 需求的提高，要求给单位覆盖区域提供更多的信 道，此时，通常采用①小区分裂、②裂向（扇区 化）和③覆盖区分区域（分区微小区化）的方法 来增大蜂窝系统的容量。
清华大学出版社
第1章 移动通信概论
从公式1-1来看，N可能的值为1、3、4、7、9、 12……。再结合不同系统承受同频干扰的能力， 模拟系统的N典型值为7、12；数字系统的N典型 值为3、4。
清华大学出版社
第1章 移动通信概论
问题：那么N值与S/I具体关系是什么呢？
pr p0 (d / d 0 )
清华大学出版社
第1章 移动通信概论
1.2.4 蜂窝系统中的信道
在蜂窝系统中，由系统采用的多址技术所获得的无线信道 称为物理信道（PCH），通常，在具体的物理信道上安排 相应的逻辑信道。逻辑信道按其逻辑功能可分为业务信道 （TCH）和控制信道（CCH）。业务信道可分为话音业务 信道和数据业务信道；控制信道的种类很多，而且不同体 制的蜂窝系统设臵的控制信道不同，它们分配完成信令等 各种控制信息的传送。 蜂窝系统的信道还可以按信息的传送方向来分类，用于从 基站向移动台传送信息的信道称为前向信道（FCH），或 者叫下行信道、正向信道；用于从移动台向基站传送信息 的信道称为反向信道（RCH），或者叫上行信道。
清华大学出版社
第1章 移动通信概论
第一阶段从20世纪20年代至40年代，为早期发展 阶段。特点是专用系统开发，工作频率较低，工 作方式为单工或半双工方式。 第二阶段从20世纪40年代中期至60年代初期。这 一阶段的特点是从专用移动网向公用移动网过渡， 接续方式为人工，网络的容量较小。 第三阶段从20世纪60年代中期至70年代中期。其 特点是采用大区制、中小容量，使用450MHz频 段，实现了自动选频与自动接续。 第四阶段从20世纪70年代中后期至今。其特点是 通信容量迅速增加，新业务不断出现，系统性能 不断完善，技术的发展呈加快趋势。
手机基本原理与电路结构
功率放大器通常用PA来表示。
17
G、功率控制器
作用：对功率大器的功率放大等级进行调节控制， 从而保证发射电路的正常工作。
一、手机电路的读图技巧
1. 首先应熟练掌握前面几章讲的电路结构与基本原理知识； 2. 判断所读电路是属于哪种类型的电路结构；（宏观指导）
3. 画出所确定后的电路结构的组成框图。如，判断出它的 接收电路是属于超外差一次接收机的话，则画出其电路 结构框图；（画结构框图）
4. 按照组成框图，对所读电路图和主板上的组成元件进行 分块。如划分出天线电路模块、低噪声放大模块、功率 放大模块、功控放大模块。（逐级划分）
6、功率控制参考电平：
该信号到发射机功率控制电路的电压比较器，与功 率控制电路中的取样电压进行比较，以输出功率控制信 号控制发射功率的大小。
31
7、接收、发射启动控制信号：
控制接收、发射电路的启动。接收的英文标识为 RXEN、RXON，发射的则为TXEN、TXON。
接收启动控制信号，手机一开机，接收电路开始工 作（开机找网）。若RXEN信号不正常，则接收机肯定 不能正常工作。
1. 手机的开机原理框图； 2. 手机开机的条件； 3. 讲解一般手机的开机流程。（结合原理框图）
28
第二节、手机中一些常见控制信号的介绍。
一、手机中一些常见控制信号的介绍。
1. 充电控制信号； 2. 开机维持信号； 3. AFC（自动频率控制信号） 4. 频率合成控制信号 5. 频段切换控制信号 6. 功率控制参考电平 7. 接收、发射启动信号 8. 各种电源的启动控制信号 9. 存储器的片选信号
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TDD
IMT-2000
UTRA FDD CDMA 2000 UTRA TDD HCR TDMA SC
(WCDMA)
&UTRA TDD
UMC-136/
LCR(TD-SCDMA) EDGE
E-DECT
IMT-FT IMT-2000 FDMA/TDMAFra bibliotekDECT
中国移动通信发展史
1987年11月18日第一个TACS模拟蜂窝移动电话系统在广东 省建成并投入商用。 1994年12月底广东首先开通了GSM数字移动电话网。 2000年4月20日中国移动通信集团公司正式成立。 2001年7月9日中国移动通信GPRS(2.5G)系统投入试商用。 2001年12月31日中国移动通信关闭TACS模拟移动电话网 2003年7月我国移动通信网络的规模和用户总量均居世界第 一
1.4 移动通信组成及特点
1.4.3 移动通信特点
与其他通信方式相比较，移动通信有如下特点： （1）移动通信的电波传播环境恶劣：多径效应、 多普勒效应等； （2）受干扰和噪声的影响。 （3）频带利用率要求高。 （4）移动台的移动性强。 （5）建网技术复杂。
1.4 移动通信组成及特点
多普勒效应
多普勒效应是波源和观察者有相对 运动时，观察者接受到波的频率与 波源发出的频率并不相同的现象。
小贴士
小贴士
小贴士
“天翼”的中文名称和飞翔、翅膀、天空直 观相关，体现了自由自在的移动体验和广 阔的覆盖；“天翼”与“添翼”谐音，寓 意用户使用中国电信的移动业务后如虎添 翼，可以更畅快地体验移动信息服务，享 受更高品质、更自由的信息新生活。??“天 翼”的英文名称为e surfing，e是信息、互 联网、信息时代的浓缩；e surfing，信息 冲浪，充分体现移动互联网的定位。 “天翼”的LOGO是一朵由e变形而成的祥 云。整个LOGO以e为主，与翼字谐音，充 分体现与互联网及信息应用的相关性；变 形的e字形似云彩，很好地诠释了“天翼” 的寓意，代表“天翼”将人们带入自由自 在的移动互联网新时代；图案既有传统特 色，又富含未来感和科技感。
欧洲电信标准协会（ETSI）称其为 通用移动通信系统（UMTS, Universal Mobile Telecommunication System）。
1.3 移动通信发展历史
无线传输技术标准
❖势
IMT-2000
IMT-2000
IMT-2000
UWC-136
CDMA
CDMA
CDMA
IMT-SC
Direct Spread Multi-carrier
1.4 移动通信组成及特点
1.4.1 移动通信组成
MS
BSC
BIE
Abis
A
BTS
BSS
MSC/VLR
E
MSC/VLR
C
HLR/
F
AUC
EIR
H SC/VM
PSTN ISDN PSPDN
NSS
能说出图中英文缩略语的中文意思吗？
1.4 移动通信组成及特点
1.4.2 移动通信系统的工作频段
确定移动通信的频段需考虑以下几个方面： ➢ 电波传播特性，天线尺寸； ➢ 环境噪声及干扰的影响； ➢ 地形、障碍物尺寸及对建筑物的渗透能力； ➢ 设备小型化的要求； ➢ 与已开发的频段的协调和兼容性。 举例：GSM系统
第一章 移动通信概述
主要内容
1.1 移动通信定义 1.2 移动通信分类及工作方式 1.3 移动通信发展历史 1.4 移动通信组成及特点
1.1 移动通信定义
既是目标 也是推动力
5W
1.1 移动通信定义
如何定义移动通信？
移动通信是指通信的一方或双方在移 动状态中，或临时停留在某一非预定位置 上进行信息传递和交换的方式。
▪ 特点：FDMA、模拟调制、语音业务。
1.3 移动通信发展历史
第二代――数字移动通信系统
▪ 90年代开发出了以数字传输、时分多址和窄带码 分多址为主体的移动电话系统，称之为第二代移 动电话系统。代表产品分为两类： –TDMA系统 –N-CDMA系统
1.3 移动通信发展历史
TDMA系统中比较成熟和最有代表性的制式有： ➢泛欧GSM（全球移动通信系统） ➢美国D-AMPS（数字AMPS） ➢日本PDC（个人数字蜂窝电话）
1.2 移动通信分类及工作方式
1.2.1 移动通信分类
移动通信有以下多种分类方法： ①按使用对象可分为：民用设备和军用设备； ②按使用环境可分为：陆地通信、海上通信和 空中通信； ③按多址方式可分为：频分多址(FDMA)、时分 多址(TDMA)和码分多址(CDMA)等； 等等
你能对现有的移动通信系统进 行归类吗？
1.2 移动通信分类及工作方式
1.2.2 工作方式
➢单工制 单工制分为同频单工和异频单工两种。
➢半双工制
➢全双工制 全双工制有频分双工(FDD)和时分双工
(TDD)两种形式。
1.2 移动通信分类及工作方式
1.2 移动通信分类及工作方式
双工方式示意图
1.2 移动通信分类及工作方式
1.2.3 移动通信系统的分类
蜂窝移动通信系统 无线寻呼系统 无绳电话系统 集群移动通信系统 移动卫星通信系统
讨论：联系实际，试对 每种系统举出实例。
1.3 移动通信发展历史
第一代 80年代 模拟
第二代 90年代 数字
第三代 IMT-2000
AMPS TACS NMT 其它
模
数
拟 需求驱动 字
技
技
术
术
GSM
CDMA IS95
TDMA IS-136
上图显示当波源向左移 动时，其左边的频率变 得较高，而右边的频率 则变得较低。
小结
1.1 移动通信定义 1.2 移动通信分类及工作方式 1.3 移动通信发展历史 1.4 移动通信系统组成及特点
习题
1．移动通信系统的定义是什么？ 2．简述移动通信系统的组成及各部分的作用。 3．移动通信系统的特点有哪些？ 4．简述单工、双工和半双工方式的区别。 5．根据移动通信的特点，对移动通信系统有哪些 要求？ 6．2G和3G系统有何不同？ 7．简述移动通信的发展。
N-CDMA系统主要的制式有： ➢高通公司为首研制的基于IS-95的N-CDMA （窄带CDMA）
特点：请根据1G的特点进行概括。
1.3 移动通信发展历史
第三代――IMT-2000
第三代移动通信技术（3G，Third Generation）的 理论研究、技术开发和标准制定工作起始于80年代 中期，国际电信联盟（ITU）将该系统正式命名为 国际移动通信2000（IMT-2000, International Mobile Telecommunications in the year 2000）。
PDC
语
音 需求驱动
业
宽 带
业
UMTS WCDMA
CDMA
务
务 2000
TDSCDMA
1.3 移动通信发展历史
第一代――模拟蜂窝移动通信系统
▪ 采用了蜂窝组网技术
▪ 模拟蜂窝移动通信系统主要有：
（1）北美的AMPS； （2）北欧的NMT-450/900； （3）英国的TACS；
我国TACS制式： A系统（摩托罗拉网） B系统（爱 立 信 网）