移动通信基础知识
移动通信基础知识(初级)

移动通信基础知识(初级)移动通信基础知识(初级)移动通信是指通过移动终端(如方式)进行数据传输和通信的技术。
移动通信技术的发展使得人们可以随时随地进行通信和访问互联网,极大地改变了人们的生活。
1. 移动通信的发展历程移动通信技术经历了多个发展阶段,从1G到4G不断提升通信速度和性能。
每一代移动通信技术都有其特点和应用场景:1G:模拟信号,仅支持语音通信。
2G:数字信号,支持语音和短信通信。
3G:增加了高速数据传输功能,支持互联网访问。
4G:更高的传输速度和更低的延迟,支持高清视频、在线游戏等应用。
2. 移动通信网络架构移动通信网络通常由多个组成部分组成,包括移动设备、无线基站、核心网和互联网。
移动设备通过无线基站连接到核心网,核心网再与互联网连接,实现移动通信服务。
移动设备:如方式、平板电脑等,用户通过移动设备与网络进行通信。
无线基站:负责接收和发送无线信号,将移动设备的信号转换为数字信号传输给核心网。
核心网:负责处理信号的传输和路由等功能,是整个移动通信网络的核心。
互联网:通过与核心网连接,实现移动通信网络与互联网之间的数据传输。
3. 移动通信技术移动通信技术包括多种技术和协议,其中一些常见的技术包括:GSM(Global System for Mobile Communications):全球移动通信系统,是2G移动通信技术的代表。
CDMA( Division Multiple Access):代码分割多址技术,是3G移动通信技术的代表。
LTE(Long-Term Evolution):长期演进技术,是4G移动通信技术的代表。
移动通信技术的发展也在不断推进,5G移动通信技术已经开始商用部署,并有望进一步提升移动通信速度和性能。
4. 移动通信安全随着移动通信的普及,移动通信安全问题也日益凸显。
移动通信安全主要包括以下几个方面:用户身份验证:通过密码、指纹等方式验证用户身份,确保通信安全。
数据加密:对通信数据进行加密,防止数据被窃取或篡改。
移动通信基础知识(初级)

移动通信基础知识(初级)移动通信基础知识(初级)移动通信是指通过无线电波或其他电磁波将信息进行传输的技术。
它已经成为现代社会中不可或缺的一部分,我们的方式、无线网络、移动支付等都离不开移动通信技术的支持。
1. 无线电与调频移动通信使用的主要技术是无线电和调频。
无线电技术是指通过无线电波进行信号传输,将电信号转化为无线电波,并通过天线进行传播。
调频技术是指将信号调制到不同频率的载波上进行传输,接收端再将频率调整回原来的频率进行解调。
2. 移动网络移动通信涉及的另一个重要概念是移动网络。
移动网络由各种基站和设备组成,这些设备相互连接,形成一个覆盖范围广泛的通信网络。
移动网络通过无线电波将通信信号传输到目标设备,实现了无线通信和移动性。
3. 移动通信标准移动通信标准规定了通信系统的技术规范和参数。
目前,全球主流的移动通信标准有GSM、CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA和LTE等。
这些标准使不同厂商生产的设备能够互相通信,为用户提供了广泛的选择。
4. 移动通信频段移动通信频段是指用于移动通信的无线电频率范围。
不同的国家和地区有各自的频段分配规划。
常见的移动通信频段包括GSM 900、GSM 1800、GSM 1900、CDMA 800、CDMA 1900、WCDMA 2100等。
5. 移动通信技术的发展移动通信技术的发展经历了多个阶段。
从1G(第一代移动通信)发展到现在的5G(第五代移动通信),每一代技术都在提高通信速度、增加信道容量和改善服务质量方面取得了显著的进步。
移动通信的发展不仅改变了人们的通信方式,还推动了互联网、物联网等新兴技术的快速发展,为人们的生活和工作带来了巨大的便利。
随着技术的不断创新和进步,移动通信的发展前景更加广阔。
移动通信基础知识

移动通信基础知识1.移动通信,是指通信的一方或双方在移动中实现通信,也就是说,通信的双方至少有一方处在运动中或暂时停留在某一非预定的位置上。
特点:⑴移动通信的传输信道必须使用无线电波传播⑵电波传播特性复杂⑶干扰多而复杂⑷组网方式灵活多样⑸移动通信设备必须适于在移动环境中使用。
常见的移动通信系统包括以下类型:⑴无线电寻呼系统⑵公用移动电话通信系统⑶无绳电话系统⑷集群移动通信系统2.“阴影”效应会使信号发生慢衰落;多径传播会使信号发生快衰落。
移动台从一个小区驶入另一个小区时,需进行频道切换,亦称为过境切换。
3.移动台从一个蜂窝网业务区驶入另一个蜂窝网业务区时,被访蜂窝网亦能为外来用户提供服务,这种过程称为漫游。
4.移动通信的工作方式包括:单向的单工方式,双向信道的单工,半双工和双工方式。
5.在无线通信系统中是利用载波开携带话音编码信号,即利用话音编码后的数字信号对载波进行调制:当载波的频率按照数字信号“1”、“0”变化而对应地变化,这称为移频键控(FSK);当载波相位按照数字信号“1”、“0”变化而对应地变化,则称之为移相键控(PSK);当载波的振幅按照数字信号“1”、“0”变化而相应地变化,则称之为振幅键控(ASK)。
6.电磁波从发射机发出,传播到接收天线。
主要的传播方式有(1)地波;(2)天波;(3)直射波;(4)散射波7.电磁波在传播过程中主要有下列几点特性:(1)电波在均匀媒质中沿直线传播(2)能量的扩散与吸收。
所以离开天线的距离越远,空间的电磁场就越弱(3)反射与折射(4)电波的干涉。
由同一波源产生的电磁波,经过不同的路径到达某接收点,则该就收点的场强由不同路径来的电波合成。
这种现象称为波的干涉,也称作多经效应。
(5)电波的绕射。
电波的绕射能力与电波的波长有关,波长越长,绕射能力越强;波长越短,则绕射能力越弱。
8.当移动台对于基站有相对运动时,收到的电波将发生频率的变化,此变化称为多普勒频移。
移动通信基础知识

如BlackBerry OS、Symbian等,由于市场 份额和应用生态等原因已逐渐退出市场。
物联网设备在移动通信中应用
利用移动通信技术实现车辆定位、 导航和智能交通信号控制等。
通过移动通信网络实现远程医疗、 健康监测和数据分析等应用。
智能家居 智能交通 工业物联网 医疗健康
通过移动通信网络实现远程控制 和自动化管理,如智能门锁、智 能照明等。
3G(第三代移动通信技术) 以CDMA为核心技术,提供 更高的数据传输速率和更丰 富的业务应用,如移动宽带 和多媒体通信等。
4G(第四代移动通信技术) 5G(第五代移动通信技术) 采用正交频分复用(OFDM) 是最新一代移动通信技术, 和多输入多输出(MIMO) 具有超高速率、超低时延、 等技术,提供更高的数据传 大连接数等特点,支持物联 输速率和更低的时延,支持 网、自动驾驶、智能制造等 移动宽带和高清视频等业务。 新兴应用。
将移动通信技术应用于工业自动 化领域,实现远程监控、数据分 析和优化生产流程等。
05
网络安全与隐私保护问题探讨
Chapter
网络安全威胁及防范措施
01
02
03
网络攻击
包括病毒、木马、蠕虫、 勒索软件等恶意程序,以 及DDoS攻击、钓鱼攻击 等。
数据泄露
由于系统漏洞、人为失误 或恶意行为导致敏感信息 外泄。
节能策略
节能策略旨在降低网络能耗和运营成本。常见节能措施包括 基站休眠、智能节电、绿色通信技术等。
03
无线传输技术基础
Chapter
无线信道特性与传播模型
无线信道特性
包括路径损耗、多径效应、阴影效应等,这些特性对无线信号的传输质量和距离有 重要影响。
传播模型
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。
移动通信基础知识

移动通信基础知识1 移动通信是指通信双方至少有一方在移动中(或是临时停留在某一非预定的位置上)进行信息传输和交换,这包括移动体(车辆、船舶、飞机或行人)和移动体之间的通信,移动体和固定点(固定无线电台或有线)之间的通信。
2 移动通信的要紧特点:1)移动通信必须利用无线电波进行信息传输;2)移动通信是在复杂的干扰环境中运行的;3)移动通信能够利用的频谱资源专门有限,而移动通信业务量的需求却与日俱增;4)移动通信系统的网络结构多种多样,网络治理和操纵必须有效;5)移动通信设备(要紧是移动台)必须适于在移动环境中使用3 移动通信有以下多种分类方法:1)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;2)按工作方式可分为同频单工、异频单工、异频双工和半双工;3)按信号形式可分为模拟网和数字网。
4 无线通信系统的传输方式分单工传输(广播式)和双向传输(应答式)。
单向传输只用于无线电寻呼系统。
双向传输有单工、双工和半双工三种工作方式。
5 所谓单工通信,是指通信双方电台交替地进行收信和发信。
依照收、发频率的异同,又可分为同频单工和异频单工。
单工通信常用于点到点通信。
优点:组网简单、节约能源;缺点:通话不连续(对讲式),易受干扰。
6 所谓双工通信,是指通信双方可同时进行传输消息的工作方式,有时亦称全双工通信双工通信一样使用一对频道,以实施频分双工(FDD)工作方式,接收和发射可同时进行。
然而,在电台的运行过程中,不管是否发话,发射机总是工作的,故电源消耗较大。
为缓解那个问题和减少对系统频带的要求,可在通信设备中采纳同步的半双工通信方式,即时分双工(TDD)。
现在,时刻轴被周期地分割成时刻帧,每一帧分为两部分,前半部分用于电台A (或移动台A)发送,后半部分用于电台B(或基站)发送,如此就能够实现电台A和B (移动台与基站)的双向通信。
7 人们把模拟移动通信系统(包括模拟蜂窝网、模拟无绳与模拟集群调度系统等)称作第一代移动通信系统,而把数字化的移动通信系统(包括数字蜂窝网、数字无绳、移动数据系统以及移动卫星通信系统等)称作第二代移动通信系统。
移动通信基础知识(初级)

移动通信基础知识(初级)移动通信基础知识(初级)1. 移动通信的概述移动通信是通过无线电波传播信号的方式实现信息传输。
相比有线通信,移动通信具有灵活、便捷、无需布线等特点,使得人们可以在任何时间、任何地点进行通信。
2. 移动通信的基本原理移动通信的基本原理是利用无线电波进行信号的发送和接收。
具体包括以下几个步骤:信号调制:将原始信号转换为无线电波信号。
常用的调制方式有调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)等。
信号传输:通过天线将调制后的信号发送出去,传播到接收端。
信号解调:接收端的天线接收到信号后,将其解调为原始信号。
信号处理:将解调后的信号经过处理,恢复为可读的信息。
3. 移动通信的技术制式移动通信技术制式是指在移动通信中采用的一种标准,用于协调不同终端设备之间的通信。
常见的移动通信技术制式包括:2G(GSM):第二代移动通信技术制式,支持语音和低速数据传输。
3G(CDMA2000、WCDMA):第三代移动通信技术制式,支持高速数据传输,提供更快的网速和更多的服务。
4G(LTE):第四代移动通信技术制式,支持更高速的数据传输和更丰富的应用。
5G:第五代移动通信技术制式,具备更低的时延、更高的网速和更广的连接性能。
4. 移动通信的网络结构移动通信网络通常包含以下几个组成部分:移动终端:包括方式、平板电脑等移动设备。
基站:负责无线信号的发送和接收。
核心网:用于进行信号的传输和处理。
互联网:提供更广泛的服务和应用。
5. 移动通信的应用移动通信的应用非常广泛,包括但不限于以下几个方面:语音通信:人们可以通过移动通信网络进行语音通话。
短信和彩信:可以发送文本信息和多媒体信息。
移动互联网:通过移动通信网络可以访问互联网,获取信息和使用各种应用。
移动支付:通过移动通信网络可以进行电子支付和移动金融服务。
结论移动通信作为现代通信技术的重要组成部分,对人们的生活和工作产生了深远的影响。
通过了解移动通信的基础知识,初学者可以更好地理解和应用移动通信技术,为的发展打下坚实的基础。
移动通信基础知识

移动通信基础知识移动通信基础知识1. 引言移动通信是指在移动环境下进行的通信活动。
随着移动设备的普及和移动互联网的发展,移动通信已成为我们日常生活中不可或缺的一部分。
本文将介绍移动通信的基础知识,包括移动通信的基本原理和常用的移动通信技术。
2. 移动通信的基本原理移动通信的基本原理是将声音、图像等信息转化为无线电波进行传输,然后再将无线电波转化为对应的声音、图像等信息。
移动通信系统通常由移动终端、基站和核心网络组成。
移动终端是用户用于进行通信的设备,基站用于接收和发送无线信号,核心网络用于连接不同的基站和实现数据的传输。
3. 移动通信的技术标准移动通信的技术标准为了保证不同设备之间的互操作性,通常由国际组织或标准化机构制定。
目前常用的移动通信技术标准有GSM(Global System for Mobile Communications)、CDMA(Code Division Multiple Access)和LTE(Long Term Evolution)等。
3.1 GSMGSM是一种全球通用的移动通信标准,广泛应用于世界各地。
GSM系统使用时分多址(TDMA)技术,将时间分割成很短的时隙,使多个用户可以在同一个频率上进行通信,从而提高了通信的容量。
GSM系统支持语音通信和短信服务,并逐渐发展出了GPRS(General Packet Radio Service)和EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)等数据通信技术。
3.2 CDMACDMA是一种基于码分多址(CDMA)技术的移动通信标准。
CDMA系统采用的是一种分布式传输技术,使得每个用户在同一时间和频率上使用不同的码进行通信,从而实现了更高的通信容量和更好的通信质量。
CDMA系统在全球范围内使用广泛,包括CDMA2000和WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)等技术。
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移动通信技术概述
单工通信
所谓单工通信是指通信双方电台交替地进行收信和发信。根据收、发频率的异 同,又可分为同频单工和异频单工。 单工通信常用于点到点通信。
移动通信技术概述
衰落的原因
• 接收机运动→多普勒频移 • 信号多条路径传播→多径效应
– 多径信号相位相反→合成信号的幅度快速变化 – 多径信号传播路径不同→时延散布
• 无线电波散射→路径损耗 • 建筑物阻挡→阴影效应 • 强信号抑制弱信号→远近效应
移动通信技术概述
电波传播特性
多径传 输
移动通信技术概述
• C/I . Carrier over Interference in dB
Carrier Power (dBm) / received power of all interferers in dBm
移动通信技术概述
Intersymbol interference (ISI) Eye Diagram: Analysis tool to measure ISI 10 1101 0 1 0
• 网络结构多种多样,网络管理等都比较复杂,技术难度大;
– 用户注册和登记,鉴权和计费,安全和保密 。
• 可利用的频谱资源有限,而通信业务量的需求与日俱增 ;
– 用户容量问题,业务容量问题 。
• 移动通信设备(主要是移动台)必须适于在移动环境中使用,对设备的可靠性和 工作条件要求高。
香农公式
___=___________
C S/N W
S/N W
26
香农公式
传输技术——总览
增加覆盖
增加信道
增加带宽
增加SINR
覆盖增强技术
超密异构组网 D2D、M2M
频效提升技术
大规模天线、 FBMC、空间调制
频谱拓展技术
认知无线电、 毫米波、可见光
能效提升技术
绿色通信 干扰管理
多址技术、用户调度、资源分配、用户/网络协作
27
蜂窝网络结构概述
时移动台的接收机需要具有
自动增益控制的能力,当通
信距离迅速改变时能自动进 行信号调整。
Distance MS2
BS MS1
Received signal strength
0
d2 BS d1 MS1
Distance
移动通信技术概述
时间色散 • 时间色散也是多径衰落的一种,然而,和瑞利衰落相比,天线接收到的
移动通信技术概述
邻道干扰与同道干扰
邻
Channel Channel2
道
1
Power
干
扰
f1
f2
Frequency
同 道 干 扰
移动通信技术概述
几个重要的定量参数
• SNR . Signal to Interference Ratio in dB
SNR =received power of reference user in dBm/received power of all interferers in dBm
• 多媒体业务 • >> 100kbps • 分组数据业务 • 动态无线资源管理
无处不在的业务环 境
• 随时随地的无线接入 • 无缝业务提供 • 网络融合与重用 • 多媒体终端 • >> 10Mbps 数据速率 • 基于全IP核心网
GSM IS-136
PDC IS-95A
HSCSD/GPRS WCDMA HSPA/HSPA+ IMT-Advanced !
IS-136+(PRS) TD-SCDMA CDMA2000 1X EV 3GPP LTE
EDGE CDMA2000-1X
IS-95B
Wibro
3GPP2 AIE
9.6kbps~14.4 kbps 0.144 ~2 Mbps
~ 10 Mbps ~ 100 Mbps/1Gbps
2
移动通信技术概述
一机在手天下事尽知
多普勒频移(效应)
多普勒效应:运动中的移动台
所接收的信号频率将随运动速 度而变化,产生不同的频移, 称为“多普勒效应”。
移动通信技术概述
远近效应
移动通信是在运动过程中进
行的,移动台ห้องสมุดไป่ตู้间会出现近
处移动台干扰远处移动台的
现象,称为远近效应。因此,
MS2
一般要求移动台的发射功
率具有自动调整的能力,同
移动通信基础知识
2017年3月
移动通信技术概述
移动通信系统发展
1G
模拟通信
• 模拟调制技术 • 小区制 • 硬切换 • 网络规划
AMPS TACS NMT-450 NTT ~kbps
2G
3G
4G
数字通信
• 数字调制技术 • 数据压缩 • 软切换 • 差错控制 • 短消息 • 高质量语音业务
多媒体业务
发射机 f1( f1 )
f1( f2 ) 发射机
接收机 送受话器
PTT f1( f2 )
PTT f1( f1 )
接收机
送受话器
电台(甲) –PTT switch (Push To Talk)电台(乙)
移动通信技术概述
双工、半双工通信 所谓双工通信,是指通信双方可同时进行传输消息的工作方式,有时亦称全双 工通信。
大区制移动通信
• 大区制移动通信系统
– 覆盖范围30~50km; – 发射功率50~200W ; – 天线很高(>30m) ; – 通信距离有限; – 网络结构简单; – 直接与PSTN相连 。
• 极化分集:极化分集接收技术使用的是一根双极化天线,这个天线的尺 寸和普通天线没有区别,但包括两个不同极化方向的天线阵列,最常用 的是垂直/水平阵列和±45度斜向阵列。这两个阵列分别和小区中相应的 接收分支(Rx Branches)相连,这两个阵列也可既用作接收,又用作 发射。在大部分应用中,空间分极接收和极化分极接收所带来增益的差 别是可以忽略的,但极化分集接收占用的空间小。
Received Signal Power (dB)
path loss
shadow fading Rayleigh fading
log (distance)
移动通信技术概述
噪声
• 移动信道中噪声(简称噪声)的来源是多方面的, 一般可分为:① 内部噪声; ②自然噪声;③ 人为噪声。 内部噪声是系统设备本身产生的各种噪声。不能预 测的噪声统称为随机噪声。自然噪声及人为噪声为外部噪声,它们也属于随机噪 声。依据噪声特征又可分为脉冲噪声和起伏噪声。脉冲噪声是在时间上无规则的 突发噪声,例如,汽车发动机所产生的点火噪声,这种噪声的主要特点是其突发 的脉冲幅度较大,而持续时间较短;从频谱上看,脉冲噪声通常有较宽频带;热 噪声、散弹噪声及宇宙噪声是典型的起伏噪声。
15
移动通信技术概述
天线分集接收
• 天线分天线分集接收充分利用了无线电波固有的特性,使接收信号的强 度得以增强。两种主要的分集接收方法:空间分集和极化分集集接收
• 空间分集:如果使用两根接收天线,并且这两根天线间有一定的间距, 则它们同时受较大衰落波谷影响的可能性是很小的,可在一定程度上减 小衰落带来的影响。小区的接收设备可以比较这两个天线的信号,从中 选择较好的一个作为接收信号,这样与仅使用一个接收天线相比,接收 信号的强度得到了提高
14
移动通信技术概述
接收信号强度 • 移动终端接入所需的最低信号强度称为接收灵敏度(Receiver Sensitivity Level),为接收信息,移动终端接收的信号强度必须要高于 此值,如果接收的信号强度低于此值,信息将丢失,并出现掉话。为保 证正确接收信息,若瑞利衰减造成的最大衰减值(Fading Dip)是ndb, 则平均信号强度要高于接收灵敏度n db,我们称此值为Fading Margin
16
移动通信技术概述
路径损耗
• 自由空间路径损耗计算公式:
Lf dB 32.45 20log10 fc (MHz) 20log10 d(km)
1500 M Hz
150 M Hz
移动通信技术概述
移动通信的场强特征
•移动通信环境下场强变化剧烈 •场强变化的平均值随距离增加而衰减——路径损耗 •由地形引起,场强特性曲线呈慢速变化——慢衰落(阴影效应) •由移动体周围的局部散射体引起的多径传播,引起场强特性曲线的瞬时值 呈快速变化——快衰落(多径效应)
11
• oscilloscope generates persistent trace • if there is no ISI – edge transitions are aligned “eye” is open
• as ISI increases – edge transitions become misaligned “eye starts to close”
移动通信技术概述
各种噪声功率与频率的关系
Ta / K
3×108 3×107 3×106 3×105 3×104 3×103 T0=290
3×10
Ta
Fa=10 lg T0
dB
60
大气噪声
夏天
50
冬天
效区人为噪声
40
市区人为噪声
30
20
银河噪声
10
典型接收机热噪声
0
太阳噪声
(安静期)
-10