移动通信原理
移动通信原理2023简版
移动通信原理移动通信原理引言移动通信是指在移动环境下，利用无线电波传输数据和信息的通信方式。
随着移动设备的普及和无线技术的发展，移动通信成为人们日常生活和工作中必不可少的一部分。
本文将介绍移动通信的基本原理和相关技术。
无线传输原理在移动通信中，无线传输是实现信息传递的核心。
无线传输基于电磁波的传播原理，通过无线信号的发送和接收来实现通信。
电磁波电磁波是一种由电场和磁场相互作用而产生的波动现象。
它具有横波特性，可以在真空和介质中传播。
在移动通信中，无线电频段的电磁波被用于信息传输。
调制和解调为了将信息传输到无线信道中，需要将其调制到电磁波载频上。
调制是指将低频信号转换为高频信号的过程。
调制的常用方式包括频率调制、幅度调制和相位调制。
解调是将接收到的调制信号恢复为原始信息的过程。
解调的方式与调制方式相对应。
多路复用移动通信中的多个用户使用同一个频率进行通信时，需要采取多路复用技术，将不同用户的信号混合在一起进行传输。
常用的多路复用技术包括频分多路复用（FDMA）、时分多路复用（TDMA）和码分多路复用（CDMA）。
移动通信网络移动通信网络是实现移动通信的基础设施。
它由多个网络节点和通信设备组成，包括基站、核心网和终端设备。
基站基站是移动通信网络中的重要组成部分，负责与移动设备进行通信。
基站包括室内基站和室外基站，可以根据覆盖范围和工作频段的不同来进行分类。
核心网核心网是移动通信网络的核心部分，负责处理移动设备之间的通信和数据传输。
核心网由多个网络节点组成，其中包括移动交换机、调度器和数据中心等。
终端设备终端设备是移动通信网络的用户端设备，包括方式、平板电脑和移动终端等。
终端设备通过与基站进行无线连接，与其他终端设备进行通信和信息交换。
移动通信技术为了实现高效稳定的移动通信，无线通信技术不断发展和创新。
以下是一些常见的移动通信技术。
2G2G是第二代移动通信技术，以数字通信为主，采用TDMA或CDMA等多路复用技术。
移动通信原理-整理（第一章）
移动通信原理-整理（第⼀章）第⼀章移动通信原理概述1、移动通信（Mobile Communication ）系指通信双⽅或⾄少⼀⽅是处于移动中进⾏信息交换的通信⽅式。
2、按多址⽅式，分为频分多址（FDMA ）、时分多址（TDMA ）、码分多址（CDMA ）和空分多址（SDMA ）3、按⼯作⽅式，分为同频单⼯、双频单⼯、双频双⼯和半双⼯；4、蜂窝移动通信系统的基本结构基站BTS移动交换机MSC基站控制器BSC数据库VLR/HLR⽹络管理公共电话⽹PSTN基站控制器BSC基站BTS基站BTS基站BTS⼿持机HSMS 移动台MS 移动台MSC ：（Mobile Switching Center ）移动交换中⼼ BSC ：（Base Station Controller ）基站控制器 BTS ：（Base Station Transceiver ）基站收发信机 MS ：（Mobile Station ）移动台5、⼀个基站的构成：不是单纯的由BTS 组成，还要包括：铁塔天馈系统，电源设备，电池组，空调设备，传输设备，环境监控等。
6、蜂窝移动通信发展历程 1G FDMA AMPS 、TACS 模拟调频 2G TDMA CDMA GSM 系统数字调制 3G CDMA Wcdma cdma2000 td-scdma带宽数字4GOFDM MIMOLTE7、蜂窝技术，同频复⽤提⾼系统容量模拟调频，仅限语⾳业务频谱利⽤率低，容量有限；制式太多，互不兼容，不利于⽤户漫游，限制了⽤户覆盖⾯；提供的业务种类受限制，不能传送数据信息；容易被窃听；不能与ISDN 兼容等。
主要特征：窄带数字传输，时分多址(TDMA) 或码分多址(CDMA)接⼊技术。
除了传送语⾳外，还可传送低速率数据业务，如传真和分组的数据业务等。
更加完善的呼叫处理和⽹络管理功能。
8、TDMA 蜂窝系统较FDMA 蜂窝系统有许多优势，如：频谱效率提⾼，系统容量增⼤保密性能好，标准化程度提⾼等。
移动通信原理
移动通信原理移动通信原理1. 引言移动通信是现代社会中不可或缺的一部分。
它允许人们在移动中保持联系并实现即时通信。
移动通信原理是指支持移动设备之间的通信的技术原理。
本文将介绍移动通信的基本原理和主要技术。
2. 移动通信基本原理移动通信的基本原理是通过无线信号传输数据和声音，使移动设备之间进行通信。
以下是移动通信的基本原理：1. 频率分配：移动通信系统将频率范围分配给不同的服务提供商，以防止干扰和冲突。
2. 调制解调：在移动通信中，发射端使用调制将信息信号转换为适合无线传输的信号，并在接收端使用解调将其恢复为原始信号。
3. 多路复用：为了在有限的频谱范围内支持多个用户同时通信，移动通信系统使用多路复用技术，将多个用户的信号合并在一起传输。
4. 扩频技术：为了提高信号的传输质量和抗干扰能力，移动通信系统使用扩频技术来扩展信号的带宽。
3. 移动通信技术移动通信有多种技术，其中包括以下几种：3.1 2G技术2G技术是第二代移动通信技术，主要使用数字信号进行通信。
最常见的2G技术是GSM（全球系统移动通信），它使用时隙复用和频分复用来支持多个用户同时通信。
3.2 3G技术3G技术是第三代移动通信技术，提供更高的数据传输速率和更丰富的功能。
最常见的3G技术是CDMA2000和WCDMA。
CDMA2000使用码分多址技术，而WCDMA使用宽带码分多址技术。
3.3 4G技术4G技术是第四代移动通信技术，具有更高的数据传输速率和更低的延迟。
最常见的4G技术是LTE（长期演进技术），它使用OFDMA和MIMO技术来提供高速数据传输。
3.4 5G技术目前，5G技术正在快速发展，预计将提供更高的数据传输速率、更低的延迟和更大的网络容量。
5G技术将使用更高的频率范围和更先进的调制解调技术。
4. 移动通信的应用移动通信技术已广泛应用于各个领域，包括：- 移动方式通信：人们使用移动方式进行语音通话和短信交流。
- 移动互联网：通过移动通信网络，人们可以访问互联网并使用各种在线服务，如社交媒体、电子邮件和在线购物。
移动通信原理 PPT课件
第1章 移动通信基本原理
MSC支持的呼叫业务是： （1） 本地呼叫、 长途呼叫和国际呼叫。 （2） 通过MSC进行移动用户与市话、 长话之间的 联系， 控制不同蜂窝小区的运营。 （3） 支持移动电话机的越区切换、 漫游、 入网登 录和计费。
息所用的信号不是靠频率不同或时隙不同来区分的， 而是用不同的编码序列来区分的， 或者说， 靠信号的 不同波形来区分。 如果从频率域或时间域来观察， 多 个CDMA信号是互相重叠的。
第1章 移动通信基本原理
在FDMA和TDMA系统中， 为了扩大通信用户容 量， 都尽力压缩信道带宽， 但这种压缩是有限度的， 因为信道带宽的变窄将导致通话质量的下降。 而 CDMA却相反， 可大幅度地增加信道宽度， 这是因为 它采用了扩频通信技术。
第1章 移动通信基本原理
2.2.2 CDMA数字移动通信系统的基本组成 各种CDMA系统的主要技术、 具体构成不完全相
同， 我国主要是联通的800 MHz CDMA数字系统。 一 种CDMA数字移动通信系统的基本组成如图1-2所示。
第1章 移动通信基本原理
图1-2 CDMA数字移动通信系统基本组成
第1章 移动通信基本原理
CDMA的基本组成与GSM的大同小异， 交换网络 子系统NSS、 基站子系统BSS、 操作维护子系统OMS 和手机MS是必不可少的组成部分。
图1-2中， PCF部分主要实现对分组数据业务的处 理功能。 它能够提供强大的分组数据处理能力， 满足 用户对高速分组数据的传输要求， 能适应目前和将来 不断增长的业务需要。
第1章 移动通信基本原理
移动通信原理
移动通信原理移动通信是指通过无线电波传输信息来实现移动设备之间的通信。
它是现代通信技术中的重要组成部分，已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
移动通信的原理涉及到无线电波的传播、信号的调制与解调、网络架构等多个方面，下面将从这些方面对移动通信的原理进行详细介绍。
首先，移动通信的原理涉及到无线电波的传播。
无线电波是通过空气传播的电磁波，它可以在空间中传播，从而实现移动设备之间的通信。
无线电波的传播受到地形、建筑物、大气条件等因素的影响，因此在移动通信系统的规划和设计中，需要考虑这些因素对无线电波传播的影响，以保证通信质量。
其次，移动通信的原理涉及到信号的调制与解调。
在移动通信中，数字信号会经过调制器转换为模拟信号，然后通过天线发送出去；接收端的天线接收到信号后，经过解调器将模拟信号转换为数字信号，从而实现信息的传输。
调制与解调技术的发展，使得移动通信系统能够实现更大的覆盖范围和更高的传输速率，从而满足人们对通信质量和速度的需求。
此外，移动通信的原理还涉及到网络架构。
移动通信网络由基站、核心网和终端设备组成，基站负责与移动设备进行无线通信，核心网负责路由和转发数据，终端设备则是用户使用的手机、平板等移动设备。
移动通信网络的架构需要考虑到网络的覆盖范围、容量、传输速率等因素，以满足用户对通信的需求。
总的来说，移动通信的原理涉及到无线电波的传播、信号的调制与解调、网络架构等多个方面。
随着移动通信技术的不断发展，人们对通信质量和速度的需求也在不断提高，因此移动通信技术的研究和发展具有重要意义。
希望通过本文的介绍，读者能够对移动通信的原理有一个更深入的了解。
移动通信原理
移动通信原理移动通信原理1. 引言移动通信是指通过无线电波或其他无线传输技术将信息传递给移动设备的通信方式。
它的核心原理是通过将信息转化为无线信号并传输到目标设备，实现移动设备之间的通信和互联网接入。
移动通信的原理涉及多个方面的知识和技术，本文将重点介绍移动通信的基本原理和相关技术。
2. 移动通信的基本原理移动通信的基本原理包括信号传输、调制解调、多路复用和频谱分配等内容。
2.1 信号传输信号在移动通信中是以无线电波的形式传输的。
信号可以是声音、数据或图像等信息的载体。
在移动通信中，信号首先要经过调制的过程将其转化为适合在无线传输中传播的信号。
2.2 调制解调调制是将信号转化为适合传输的波形的过程，而解调则是将接收到的波形信号转化为原始信号的过程。
在移动通信中，调制解调的方式有多种，包括频移键控（FSK）、相移键控（PSK）和正交振幅调制（QAM）等。
2.3 多路复用在移动通信中，多路复用是一种将多个信号用不同的方式叠加在一起进行传输的技术。
常见的多路复用技术包括时分多址（TDMA）、频分多址（FDMA）和码分多址（CDMA）等。
2.4 频谱分配频谱分配是一种将可用的无线频谱资源划分给不同的通信系统或服务的方法。
频谱分配可以通过分时复用或分频复用的方式实现，以确保不同系统或服务之间的互不干扰。
3. 移动通信的技术体系移动通信的技术体系包括多个重要的技术和标准，例如第一代（1G）移动通信技术、第二代（2G）移动通信技术、第三代（3G）移动通信技术和第四代（4G）移动通信技术等。
3.1 第一代（1G）移动通信技术第一代移动通信技术是指使用模拟信号传输的移动通信系统。
早期的第一代移动通信技术主要包括NMT（Nordic Mobile Telephone）和AMPS（Advanced Mobile Phone System）等。
3.2 第二代（2G）移动通信技术第二代移动通信技术是指使用数字信号传输的移动通信系统。
移动通信原理
移动通信原理移动通信原理1. 引言2. 移动通信系统结构移动通信系统是由移动终端、基站和核心网组成的。
移动终端是用户使用的移动设备，例如方式、平板电脑等。
基站是无线信号的发射和接收站点，负责和移动终端进行无线通信。
核心网是移动通信系统的中心，负责管理和控制移动终端之间的通信。
3. 无线信道原理移动通信系统使用的是无线信道进行信息传输。
无线信道是指通过无线电波进行传输的信道。
无线信道的传播特性会受到多种因素的影响，例如距离、障碍物、多径等。
为了提高无线通信的质量，通信系统会采取多种技术来克服这些影响，例如信号编码、调制解调、多址接入等。
4. 调制解调技术调制解调技术是移动通信中非常重要的技术之一，它将数字信号转换成模拟信号进行传输。
常见的调制技术包括调频（FM）、调相（PM）和调幅（AM）。
调制技术可以将信号从低频信号转换为高频信号，以便在无线信道中传输。
解调技术则将接收到的信号转换为原始的数字信号。
5. 多址接入技术多址接入技术是移动通信中实现多用户访问无线信道的关键技术。
常见的多址接入技术包括时分多址（TDMA）、频分多址（FDMA）和码分多址（CDMA）。
多址接入技术可以使多个用户共享同一个频率带宽的无线信道，提高了无线通信系统的容量和效率。
6. 移动通信网络移动通信网络是由多个基站和核心网组成的。
基站负责与移动终端进行通信，将用户的语音、数据和多媒体信息传输到核心网。
核心网负责管理和控制移动通信系统的各个部分，协调基站之间的通信和移动终端的切换。
7. 移动通信标准移动通信标准是制定移动通信系统中各种技术和规范的组织机构制定的。
常见的移动通信标准包括GSM、CDMA2000、WCDMA和LTE 等。
这些标准规定了移动通信系统的基本原理、技术和频谱分配，确保了不同厂商的设备之间的互通性。
8. 移动通信的发展趋势移动通信技术在不断地发展和演进。
移动通信系统将实现更高的数据传输速率、更低的时延和更大的网络容量。
移动通信原理
移动通信原理移动通信原理是指通过无线电技术和信号处理技术，实现移动电话、数据传输和其他移动通信服务的原理。
移动通信原理主要包括以下几个方面：信号传输、频率复用、调制解调、多址接入、移动台的位置跟踪与切换等。
信号传输是移动通信中最基本的原理之一。
在移动通信系统中，语音、数据、图像等信息被转换成电信号，并通过无线电波传输。
信号传输主要有两个关键环节：发送端的信号发射和接收端的信号接收。
移动通信系统中通常使用的调制技术包括幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）等。
频率复用是提高移动通信系统频谱利用率的一种方法。
移动通信系统中，有限的频谱资源需要被多个用户同时共享。
频率复用通过将频谱划分成若干个频带，并在不同的时间或空间上给不同的用户使用，实现信号的同时传输。
常见的频率复用技术包括频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）等。
调制解调是移动通信中将数字信号转换成模拟信号或将模拟信号转换成数字信号的过程。
在移动通信中，数字信号和模拟信号之间需要进行相互转换，以实现信息的传输。
调制技术主要包括调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）等。
多址接入是移动通信中实现多个用户同时通过同一信道进行通信的一种技术。
在移动通信系统中，多个用户需要同时进行通信，因此需要一种方法将各个用户的信号区分开来。
常用的多址接入技术有频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）等。
移动台的位置跟踪与切换是移动通信系统中的关键技术之一。
在移动通信中，移动用户随时可以改变位置，因此需要对移动用户的位置进行跟踪，并在用户从一个基站覆盖区域切换到另一个基站覆盖区域时完成切换。
位置跟踪和切换技术可以确保用户在移动过程中能够始终保持通信的连续性和稳定性。
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无线传播质量与距离、建筑物的高度、频率有关 结论：频率越高，建筑物越高、越近，影响越大。相反 ，频率越低，建筑物越矮、越远，影响越小。 推论：无线电波的频率不同、对应波长也不同，传播 特点也不完全相同。目前GSM和CDMA移动通信使用的 频段都属于UHF(特高频)超短波段，其高端属于微波。 超短波和微波主要以视距传播。超短波和微波的频率 很高，波长较短，它的地面波衰减很快。因此也不能依 靠地面波作较远距离的传播，它主要是由空间波来传播 的。空间波一般只能沿直线方向传播到直接可见的地方。 在直视距离内超短波的传播区域习惯上称为“照明区”。 在直视距离内超短波接收装置才能稳定地接收信号。
由于高大建筑物或远处高山等阻挡物 的存在，常常会导致发射信号经过不 同的传播路径到达接收端，这即是所 谓的多径传播效应(Multipath Propagation)
直射波：它是指在视距覆盖区内无遮挡的传播，直射波传播的信号最强 多径反射波：指从不同建筑物或其他物体反射后到达接收点的传播信号， 当电磁波遇到比波长大得多的物体(障碍物)时发生反射，反射发生于地球表 面，建筑物和墙壁表面、山丘、森林、地面或楼房等高大建筑物，反射波信 号强度次之。 绕射波：从较大的山丘或建筑物绕射后到达接收点的传播信号。电波在传播 途径上遇到障碍物时，总是力图绕过障碍物，再向前传播。这种现象叫做电 波的绕射。超短波的绕射能力较弱，在高大建筑物后面会形成所谓的“阴影 区”。在高频波段，绕射与反射一样，依赖于物体的形状，以及绕射点入射 波的振幅、相位和极化情况，其强度与反射波相当。 散射波：当波穿行的介质中存在小于波长的物体并且单位体积内阻挡体的个 数非常巨大时，发生散射。散射波产生于粗糙表面、小物体或其他不规则物 体。在实际的通信系统中，树叶，街道标志和灯柱等会引发散射，其的 开放性、接收环境的复杂性 和通信用户的随机移动性， 这三个主要特点。这些特点 使得移动通信系统的信道变 得十分复杂。 应尽量避免多径传输效应的 影响。同时可采取后面提到 的分集技术加以克服与利用 。
三种损耗
路径传播损耗：又称为衰耗，它是指电磁波在宏观大范围(即公里级)空间传播所产 生的损耗，它反映了传播在空间距离的接收信号电平的变化趋势，幅度衰减较大 。 大尺度衰落损耗：它是由于在电波传 播路径上受到建筑物及山丘等的阻挡 所产生的阴影效应而产生的损耗，场 强特性曲线的中值呈慢速变化，又称 慢衰落，也称地形衰落。 小尺度衰落损耗：它主要是由于多径 传播而产生的衰落，它反映微观小范 围内数十波长量级接收电平的均值变 化而产生的损耗。其变化率比慢衰耗 快，所以称为小尺度衰落，场强特性 曲线的瞬时值呈快速变化，衰减幅度 较小的快变化成分，又称快衰落，快 衰弱为信号抵消，为半个波长的适量 相加，相位抵消，此时接收到的信号 功率可以相当大地下降。主要由多径 传播造成，最快为每秒 次(因为 f=V/(1/2λ))。
2.1.3 电磁波传播特点
多径传播
对移动无线传播环境的研究就是对无线移动信道 的研究。电磁波传播的机制是多种多样的，但总 体上可以归结为直射，反射，绕射和散射，到达 接收天线的超短波不仅有直射波，还有反射波， 这种现象就叫多径传输。一般情况下，在基站和 移动台之间不存在直射信号，此时接收到的信号 是发射信号经过若干次反射、绕射或散射后的叠 加，而在某些空旷地区或基站天线较高时可能存 在直线传播路径。
多径传播后果
各径信号经过不同的路径到达接收端时，具有不同的时延 和入射角，这将导致接收信号的时延扩展(delay spread) 和 角度扩展(angle spread)。 多径到达的信号，由于相位不同，多条传播路径的信号相 互叠加，有时同相信号强度加强、有时反相抵消信号强度 减弱，会造成接收信号强度的快速起伏， 就使接收信号难 以检测与恢复质量良好的信息; 产生严重的码间干拢(ISI); 特别是在较高速度的移动台天线发出的信号，运动方向、 障碍物环境较快变化，多径信号中主路径不稳定等因素导 致的接收信号更难处理。
2.1 移动通信的发展史
2.1.1 基本电波传播机制
无线电波和光波一样，它的传播速度和传播媒质有关。无 线电波在真空中的传播速度等于光速。我们用用C = 300000公 里/秒表示。在媒质中的传播速度为：
V C
式中ε为传播媒质的相对介电常数。
V f
波长与频率关系如左图，V为速度， 单位为米/秒；f为频率，单位为赫 兹；λ为波长，单位为米
三种效应
阴影效应：由大型建筑物和其他物体的阻挡而形成在传播接 收区域上的半盲区。 远近效应：由于接收用户的随机移动性，移动用户与基站间 的距离也是在随机变化的，若各移动用户发射功率一样，那 么到达基站的信号强弱会不同，离基站近信号强，离基站远 信号弱。通信系统的非线性则进一步加重出现强者更强弱者 更弱和以强压弱的现象。通常称这类现象为远近效应。 多普勒(Doppler)效应：它是由于接收的移动信号高速运动而 引起传播频率扩散而引起的，当波源与接收器相对运动时， 接收器接收到的信号频率与波源的频率会出现不同，这种现 象称为多普勒效应。其扩散程度与用户运动速度成正比。其 结果是导致接收信号在频域的扩展，同时改变了信号电平的 变化率。
移动通信
原理与工程
薛鸿忠
fzxuehz@
回顾上节课的内容
一到四代移动通信的特点 移动规范化组织 移动频谱划分（GSM、CDMA） 移动业务
第二章 移动通信基本原理
2.1.基本电波传播机制
2.2. 噪声干扰 2.3. 关键技术 2.4. 无线网的组网
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上述关系式不难看出，同一频率的无线电波在不同的媒质中传播时，速度是 不同的，因此波长也不一样。
2.1.2 无线电波传播方向
无线电波是一种能量传输形式， 如图（传播中的电场与磁场的示意 ）所示，在传播过程中，电场和磁 场在空间是相互垂直的，同时这两 者又都垂直于传播方向。 无线电波在空间传播时，其电 场方向是按一定的规律而变化的， 这种现象称为无线电波的极化。无 线电波的电场方向称为电波的极化 方向。如果电波的电场方向垂直于 地面，就称它为垂直极化波。如果 电波的电场方向与地面平行，则称 它为水平极化波。