移动通信系统概述
移动通信的概述
移动通信的概述移动通信是指通过无线方式传输信息的通信方式，是现代社会通信领域的重要组成部分。
随着科技的进步和信息技术的发展，移动通信在人们的生活中扮演着越来越重要的角色。
本文将对移动通信的发展历程、技术特点以及对社会的影响等方面进行探讨。
一、移动通信的发展历程移动通信的起源可以追溯到20世纪初的无线电通信技术。
那时，人们利用无线电波传输信息，实现了无线通信。
随着时间的推移，无线电通信逐渐发展为移动通信。
在上世纪70年代，第一代移动通信系统AMPS（Advanced Mobile Phone System）诞生，标志着移动通信进入了商业化阶段。
随后，随着技术的不断创新，第二代（2G）、第三代（3G）和第四代（4G）移动通信系统相继诞生。
二、移动通信的技术特点1. 无线通信：移动通信采用无线传输技术，不需要通过有线电缆或光缆进行传输，方便灵活。
2. 移动性：移动通信可以实现通信设备的自由移动，使通信在时间和空间上更加灵活。
3. 多样化的服务：移动通信不仅提供语音通信服务，还可以实现短信、彩信、互联网接入、视频通话等多种服务。
4. 高速数据传输：随着移动通信技术的发展，数据传输速度不断提高，从2G的2Mbps到4G的百Mbps甚至更高，满足了人们对高速数据传输的需求。
三、移动通信对社会的影响1. 经济发展：移动通信的普及推动着经济的发展。
它带来了新的商业模式和商机，促进了电子商务的繁荣，提升了人们的生活品质和消费体验。
2. 信息传播：移动通信丰富了信息传播的方式。
人们可以通过移动通信获取最新的新闻资讯、娱乐节目等，实现了即时、便捷的信息交流。
3. 教育领域的应用：移动通信让教育资源更加平等普及。
学生可以通过移动学习平台获得全球各地的优质教育资源，促进了教育的发展和知识的传播。
4. 社交网络：移动通信改变了人们之间的社交方式。
人们可以通过移动通信应用软件随时随地进行社交交流，扩大社交圈子，增加社交活动的便利性和多样性。
移动通信系统的组成
移动通信系统的组成移动通信系统是指通过无线通信技术实现移动通信的一种系统。
它由多个组成部分组成，包括移动设备、基站子系统、核心网以及其他支撑系统。
1. 移动设备移动设备是指用于进行无线通信的终端设备，如手机、平板电脑和智能手表等。
它们通过无线信号与基站进行通信，实现语音通话、短信传输、数据传输等功能。
移动设备通常具备无线接收和发送功能，可以接收来自基站的信号并将数据传输回基站。
2. 基站子系统基站子系统是移动通信系统中的关键组成部分，负责管理移动设备与核心网之间的通信。
它通常由基站控制器（BSC）和基站收发器（BTS）组成。
BSC负责控制和管理多个基站，调度信道资源、处理通话连接等任务；BTS则负责无线信号的发送和接收，将移动设备的信号转换为数字信号，并将其传输到核心网。
3. 核心网核心网是移动通信系统中的主要部分，它承担着控制和管理整个移动通信网络的重要功能。
核心网包括移动交换中心（MSC）、业务支持系统（BSS）和网络管理系统（NMS）等。
MSC主要负责移动设备之间的呼叫连接、信号传输和用户鉴权等功能；BSS则提供各种增值业务，如短信服务、上网服务等；NMS则负责对整个移动通信网络进行监控和管理。
4. 其他支撑系统除了上述的核心组成部分，移动通信系统还包括其他一些支撑系统，如位置服务系统、计费系统和安全管理系统等。
位置服务系统可以通过移动设备的信号确定用户的位置信息，为用户提供导航、定位等服务；计费系统则负责计算用户的通信费用，并生成相应的账单；安全管理系统则保障移动通信网络的安全性，防止恶意攻击和信息泄露。
移动通信系统的组成包括移动设备、基站子系统、核心网以及其他支撑系统。
这些组成部分相互协作，实现了移动通信的各种功能，极大地方便了人们的生活和工作。
随着无线通信技术的不断发展，移动通信系统也在不断完善和更新，为人们提供更加高效、安全和便捷的通信服务。
2024版《移动通信系统》PPT课件
蜂窝移动通信网络规划与优化
网络规划
根据覆盖和容量需求，确定基站 位置、配置参数、频率规划等，
以保证网络质量和覆盖效果。
网络优化
针对网络运行中出现的问题，进 行参数调整、干扰排查、覆盖优 化等，以提高网络质量和用户满
意度。
规划与优化方法
包括传播模型校正、仿真模拟、 路测数据分析、参数调整等手段。
04
访问控制策略
根据用户身份和权限控制其对系统资源的访 问
审计与监控
对系统的访问和操作进行审计和监控，及时 发现和处理安全事件
08
未来移动通信发展趋势与 挑战
5G/6G愿景与关键技术挑战
5G/6G愿景
实现全球覆盖、超高速率、超低时延、超大连接， 构建万物互联的智能世界。
关键技术挑战
高频谱利用、大规模天线技术、超密集组网、全 频谱接入等。
无线城域网可应用于城市范围内 的多种场景，如智能交通、智能 电网、安防监控、应急通信等。
通过无线城域网，可以实现城市 范围内的快速、便捷、高效的无 线通信服务，推动城市的信息化 和智能化发展。
05
卫星移动通信系统
卫星移动通信概述及特点
卫星移动通信是利用地球静止轨 道卫星或中、低轨道卫星作为中 继站，实现区域乃至全球范围的
跟踪、监控和管理的一种网络。
02
物联网在移动通信中的应用场景
包括智能家居、智能交通、智能医疗、智能物流等。
03
物联网在移动通信中的技术实现
物联网在移动通信中的技术实现主要包括传感器技术、无线通信技术、
云计算技术等。通过这些技术，物联网可以实现与移动通信网络的深度
融合，为人们提供更加便捷、高效、智能的服务。
03
移动通信系统概念
移动通信系统概念在当今这个高度互联的时代，移动通信系统已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
从随时随地的语音通话到高速流畅的视频播放，从便捷的移动支付到实时的导航服务，移动通信系统的身影无处不在。
那么，究竟什么是移动通信系统呢？移动通信系统，简单来说，就是允许用户在移动中进行通信的一套技术和设备的组合。
它的核心目标是实现无论用户身处何地，都能够保持与他人的通信联系，并获取所需的信息。
要理解移动通信系统，首先得从它的组成部分说起。
一个典型的移动通信系统通常包括移动台、基站、移动交换中心以及传输网络等几个主要部分。
移动台，也就是我们日常使用的手机、平板电脑等终端设备，是用户与移动通信系统进行交互的接口。
它不仅具备发送和接收信号的功能，还能够对信号进行处理和转换，以满足用户的各种通信需求，比如打电话、发短信、上网等。
基站则是移动通信系统中的关键设施。
它就像一个大型的信号收发站，负责接收和发送来自移动台的信号。
基站的覆盖范围决定了移动通信系统的服务区域。
为了实现更广的覆盖，通常需要在不同的地理位置设置大量的基站，形成一个基站网络。
移动交换中心则扮演着“指挥中心”的角色。
它负责管理和控制整个移动通信网络中的通信连接，包括呼叫的建立、维持和释放等。
当用户发起呼叫时，移动交换中心会根据用户的位置和网络资源的可用性，为其建立合适的通信链路。
传输网络则是连接各个组成部分的“桥梁”，负责传输各种信号和数据。
它可以是有线的，比如光纤网络；也可以是无线的，比如微波链路。
移动通信系统的工作原理基于无线电波的传播和信号处理技术。
当用户通过移动台发送信息时，信息会被转换成无线电信号，并通过天线发射出去。
这些无线电信号会在空间中传播，直到被附近的基站接收。
基站接收到信号后，会对其进行放大、解调等处理，然后通过传输网络将信号传输到移动交换中心。
移动交换中心再根据目标用户的位置和网络情况，将信号转发到相应的基站，最后由基站将信号发送到目标移动台，从而完成一次通信过程。
移动通信系统
移动通信系统的特点有移动通信必须利用无线电波进行信息传输、通信是在复杂的干扰环境中运行的、移动 通信业务量的需求与日俱增等。
蜂窝系统
蜂窝系统是覆盖范围最广的陆地公用移动通信系统。在蜂窝系统中，覆盖区域一般被划分为类似蜂窝的多个 小区。每个小区内设置固定的基站，为用户提供接入和信息转发服务。移动用户之间以及移动用户和非移动用户 之间的通信均需通过基站进行。基站则一般通过有线线路连接到主要由交换机构成的骨干交换络。蜂窝系统是一 种有连接络，一旦一个信道被分配给某个用户，通常此信道可一直被此用户使用。蜂窝系统一般用于语音通信。
集群系统
集群系统与蜂窝系统类似，也是一种有连接的络，一般属于专用络，规模不大，主要为移动用户提供语音通 信。
卫星通信
卫星通信系统的通信范围最广，可以为全球每个角落的用户提供通信服务。在此系统中，卫星起着与基站类 似的功能。卫星通信系统按卫星所处位置可分为静止轨道、中轨道和低轨道3种。卫星通信系统存在成本高、传输 延时大、传输带宽有限等不足。
Ad Hoc络可以看作是移动通信和计算机络的交叉。在Ad Hoc络中，使用计算机络的分组交换机制，而不是电 路交换机制。通信的主机一般是便携式计算机、个人数字助理（PDA）等移动终端设备。Ad Hoc络不同于因特环 境中的移动IP络。在移动IP络中，移动主机可以通过固定有线络、无线链路和拨号线路等方式接入络，而在Ad Hoc络中只存在无线链路一种连接方式。在移动IP络中，移动主机通过相邻的基站等有线设施的支持才能通信， 在基站和基站（代理和代理）之间均为有线络，仍然使用因特的传统路由协议。
集群移动通信系统
集群移动通信系统第一点：集群移动通信系统的概述集群移动通信系统是一种专业的通信系统，主要应用于公共安全、紧急救援、大型活动等场景。
它不同于普通的移动通信系统，具有较高的通信可靠性、安全性和实时性。
集群移动通信系统的主要特点包括：1.高频段使用：集群移动通信系统通常使用UHF（超高频）和VHF（甚高频）频段，这些频段的波长较短，抗干扰能力强，传播损耗小，适合于城市等复杂环境下的通信。
2.信道分配与管理：系统通过动态的信道分配和管理技术，实现高效的使用频率资源，减少信道间的干扰，提高通信质量和效率。
3.多级优先级：在紧急情况下，集群移动通信系统支持多级优先级通信，确保紧急任务的优先处理。
4.漫游和越区切换：系统支持漫游和越区切换功能，使得移动用户在不同覆盖区域间无缝通信。
5.高度的可靠性：通过采用各种抗干扰、抗多径衰落的技术，保证在复杂环境下的通信可靠性。
6.语音和数据通信：除了基本的语音通信外，现代集群移动通信系统还支持数据传输，包括短信、图片、地图等信息。
7.保密性和安全性：系统采用加密技术，保证通信内容的保密性和安全性。
集群移动通信系统通常由多个基站、调度台、移动终端等组成。
基站负责信号的接收和发送，调度台用于管理和控制通信，移动终端则是用户实际使用的设备。
系统的工作原理是，移动终端通过基站与调度台进行通信，调度台根据通信需求和信道状况，动态分配信道和资源，以实现高效、可靠的通信。
第二点：集群移动通信系统的应用场景集群移动通信系统在多个行业和领域发挥着重要作用，以下是几个典型的应用场景：1.公共安全：在公安、交警、消防等公共安全领域，集群移动通信系统是标配的通信手段。
它可以为执法人员提供实时、可靠的语音和数据通信，便于指挥调度和快速响应。
2.紧急救援：在地震、洪水、泥石流等自然灾害发生时，常规通信设施可能受损，集群移动通信系统可以迅速建立现场通信网络，为救援人员提供有效的通信支持。
3.大型活动：对于奥运会、世博会、音乐节等大型活动，集群移动通信系统可以保障组织者、参与者之间的通信顺畅，确保活动的顺利进行。
移动通信系统简介
移动通信系统简介移动通信系统是一种广泛应用于现代通信领域的无线通信技术，能够实现人与人、人与机器之间彼此相连，有助于产品的监控、控制和管理。
一个好的移动通信系统能够提高产品的生产效率、降低生产成本，使得企业更加高效地运营起来。
本文将对移动通信系统进行简介。
首先，移动通信系统的业务和应用越来越广泛。
它可以支持语音、短信、数据传输等多种通信业务，同时也可以与其他通信领域进行集成，实现人机交互系统。
传统的通信方式需要在特定的设备上完成，而移动通信系统则允许使用不同类型的终端设备，在不同的时间内进行移动通信，大大提高了通信的灵活性和便捷性。
其次，移动通信系统的主要组成部分包括网络、终端、应用和管理。
移动通信网络是一个分层结构，由基站、控制器、服务器和核心网等组成。
终端可分为手机、网络卡、调制解调器等，用来接入移动通信网络。
移动通信应用包括常用的语音通信、短信、视频通话、移动互联网等，这些应用可以通过终端设备来实现。
最后，管理部分包括了移动通信系统的配置、维护、监控等管理功能，其中监控是一个关键的环节，它可以帮助运营商快速地定位系统故障，提高系统的可用性和稳定性。
此外，移动通信系统的技术发展也非常快速。
从1G（模拟）到2G（数字）到3G（宽带）再到4G（LTE），移动通信技术的速度不断提升，其他技术也在不断创新。
5G 技术可以提供更快的数据传输速度，优化网络容量，减少网络延迟等。
通信协议方面，VoLTE、IMS等新兴协议的引入也带来了移动通信领域大的变化。
总的来说，移动通信系统的技术革新不仅提高了通信质量和速度，也为移动通信系统的应用和运营提供了新的机会。
最后，移动通信系统面临的挑战也不容忽视。
其中最大的挑战就是保护移动通信数据的安全。
移动通信系统存在各种漏洞，蓄意攻击者可以利用这些漏洞进行数据窃取、网络干扰等。
为确保移动通信系统的安全，必须采取严密的安全策略和安全措施。
同时，与准确、实时的移动运营商相比，移动运营商的运营成本也是一个挑战。
移动通信系统简介-LTE
移动通信系统简介-LTE移动通信系统简介 LTE在当今数字化的时代，移动通信已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
从简单的语音通话到高速的数据传输，移动通信技术的不断发展给我们带来了越来越便捷和丰富的体验。
在众多移动通信系统中，LTE（Long Term Evolution，长期演进）无疑是其中的重要代表。
LTE 是一种先进的无线通信技术标准，旨在提供更高的数据传输速率、更低的延迟、更好的频谱效率和更稳定的连接。
它是 3G 技术的演进，也是迈向 4G 时代的关键一步。
LTE 之所以能够实现如此出色的性能，得益于其一系列的技术创新。
首先，LTE 采用了正交频分复用（OFDM）技术。
这一技术将频谱资源划分成多个正交的子载波，使得数据能够同时在多个子载波上并行传输，大大提高了频谱利用率。
与传统的频分复用技术相比，OFDM具有更强的抗多径衰落能力，能够在复杂的无线环境中保持稳定的传输质量。
其次，LTE 引入了多输入多输出（MIMO）技术。
通过在发射端和接收端使用多个天线，MIMO 技术可以在相同的频谱资源上同时传输多个数据流，从而显著提高了系统的容量和数据传输速率。
例如，在2×2 MIMO 配置下，理论上可以将数据传输速率提高一倍。
在网络架构方面，LTE 也进行了重大的变革。
传统的移动通信网络架构较为复杂，包含多个层次和节点，导致数据传输延迟较高。
而LTE 采用了扁平化的网络架构，减少了中间节点，使得数据能够更快地从基站传输到用户终端，降低了延迟，提高了响应速度。
这对于实时性要求较高的应用，如在线游戏、视频通话等，具有重要意义。
LTE 还支持灵活的频谱分配。
它可以在不同的频段上工作，包括低频段和高频段。
低频段具有良好的覆盖范围，适合用于广域覆盖；高频段则能够提供更宽的频谱资源，实现更高的数据传输速率，适用于热点区域的容量提升。
这种灵活的频谱分配方式使得运营商能够根据实际需求和频谱资源情况，优化网络部署，提供更好的服务。
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移动通信系统概论
内容
移动通信概述 移动通信系统演进 移动通信系统分类
2020/5/12
移动通信系统概论 2
无线通信
Chappe兄弟在巴黎附近的两点之间建立了第一个商业旗语系统。拿破仑认为这是一个伟大的主意。不久，旗语信令系统 覆盖了法国主要城市。旗语信令迅速传 播到意大利、德国和俄国。数千人受雇于工作站。旗语的传递速度是大约每分钟15 个字符。编码手册开始出现，使整个句子可以由一些字符代替。旗语在英格兰却 没有取得成功，因为工业革命，导致英格
1984 – CT-1 标准(欧洲) 用于无绳电话
1986 – C-Netz （德国）
➢ 模拟话音传输, 450MHz, 可切换, 数字信号, 自动定位移动设备
➢ 直到 2000投入使用, 业务: FAX,调制解调器, X.25, e-mail, 98% 的覆盖 率
2020/5/12
移动通信系统概论 9
兰烟雾太浓。Claude Chappe旗语系统引领法国旗语系统达30年之久。在一种新的管理方法出现后，才退出历史舞台。在 美国，尤其是从玛撒的葡萄园（鳕鱼角附近的一个岛屿） 到波士顿，正是旗语系统向波士顿海关大楼汇报航行船只的活动
情况。在纽约市和旧金山市之间也是这样的。电报的发明者，塞缪尔.F.B.摩尔斯，据说到欧洲 参观了旗语系统的运转。 最后一个旗语系统，位于阿尔及利亚，于1860年停止运转。
➢ ETSI, 标准化类型 1: 5.15 - 5.30GHz, 23.5Mbit/s ➢ 推进了类型 2 和 3 (均为 5GHz) 和 4 (17GHz) 作为无线ATM网络 (达到
155Mbit/s)
1997 – 无线局域网 – IEEE 802.11
➢ IEEE 标准, 2.4 - 2.5GHz 红外, 2Mbit/s ➢ 已经开始有许多可用产品
2020/5/12
移动通信系统概论 11
发展历史
1998 –GSM 后继者的规范
➢ UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) 被欧洲提议为 IMT2000
➢ Iridium（铱星）: 66颗人造卫星 (+6个 备用的), 1.6GHz 通向移动电话
发展历史
1991 –DECT标准
➢ 数字欧洲无绳电话 (现今: 增强的无绳数字通信) ➢ 1880-1900MHz, ~100-500m 范围, 120 双通道, 1.2Mbit/s 数据传输, 话音
编码, 鉴定, 每平方公里数以万计的用户, 在超过50个国家被使用
1992 –GSM的开始
➢ 在德国的 D1 和D2, 全数字, 900MHz, 124 条通道 ➢ 自动定位,可切换, 蜂窝状 ➢ 欧洲内的漫游 – 现今可以在全世界170多个国家 ➢ 业务: 9.6kbit/s的数据率, 传真,话音, ...
2020/5/12
移动通信系统概论 5
发展历史
先驱者
1831 法拉第 证明了电磁感应
麦克斯韦(1831-79): 电磁理论,麦克斯韦方程组(1864)
赫兹(1857-94): 通过实验证明了波在空间传播具有电传播的特 性
➢ 1888，德国的卡尔斯鲁厄城市，也就是现在的卡尔 ➢ 斯鲁厄大学所在地,
2020/5/12
移动通信系统概论 6
发展历史
1896 – Guglielmo Marconi
➢ 首次证明了无线电信技术 (数字的!) ➢ 长波传输, 高功率传输的前提(> 200kw)
1915 – 纽约到旧金山的无线话音传输 1920 –马可尼发现短波
➢ 更小的发送机和接收机, 得益于电子管的发明（电子管, 1906, Lee DeForest and Robert von Lieben）
2020/5/12
移动通信系统概论 3
移动通信
移动性的两个方面: ➢ 使用者的可移动性: 使用者可以通过无线 “随时随地同任何人”进
行通信
➢ 设备的可移动性: 设备可以随时随地连接到网络
无线 vs. 移动 ✓ ✓
举例 ✓ ✓
固定的计算机 旅店内使用笔记本 建筑物内的无线局域网 个人数据处理机 (PDA)
2020/5/12
移动通信系统概论 10
发展历史
1994 – E-Netz （德国）
➢ GSM ，1800MHz, 更小的单元 ➢ 在德国作为 E-plus(1997 98% 的人口覆盖率)
1996 – HiperLAN (High Performance Radio Local Area Network)
2020/5/12
移动通信系统概论 4
移动通信
移动通信的要求使得人们产生了对接入到现有的固定网络的无 线网络的要求
➢ 在局域网: IEEE 802.11标准, ETSI HIPERLAN ➢ 在 广域网: e.g. GSM, 3G and ISDN ➢ 在因特网:对于 “普通” IP有所增强的移动 IP
盖率,在 1971年有 11000用户
1979 – NMT，450MHz (北欧的一些国家)
2020/5/12
移动通信系统概论 8
发展历史
1982 –GSM标准的开始
➢ 目标: 带有漫游的欧洲内的数字移动电话体系
1983 – 美国的 AMPS的开始(Advanced Mobile Phone System, analog)
早期的 “无线通信”:
在 400-900 Hz频段: 光
➢ 公元前150年间用于通信的狼烟信号 (中国, 希腊)
➢ 旗语
➢ 1794, 光电报, Claude Chappe
什么是 无线通信:
➢ 在物理上不需要相接触的传输机和接收机的任何通信形式 ➢ 电磁波 在自由空间传播
✓ 雷达, 信系统概论 7
发展历史
1928 – 许多的电视广播试验 (横过大西洋, 彩色电视, 电视新闻)
1933 – 频率调制 (E. H. Armstrong（阿姆斯特朗 ）)
1958 – A-Netz （德国） 模拟的, 160MHz, 仅来自移动局的连接设置, 无转交, 80% 的覆
1999 –附加无线局域网的规范
➢ IEEE 标准 802.11b, 2.4-2.5GHz, 11Mbit/s ➢ 蓝牙, 2.4Ghz, <1Mbit/s