北京郵電移動通信第三版第一章概述第一頁，共46頁。2課程教學(xué)基本要求理解和掌握無線信道和傳播、傳播損耗模型；掌握移動通信中的信源編碼的基本概念和調(diào)制解調(diào)技術(shù)；理解和掌握移動通信中的各種抗衰落抗干擾技術(shù)；掌握移動通信系統(tǒng)的組網(wǎng)技術(shù)；掌握GSM移動通信系統(tǒng)、理解GPRS系統(tǒng)的基本原理以及EDGE的基本原理；掌握基于CDMA20001X系統(tǒng)、WCDMA系統(tǒng)和TD－SCDMA系統(tǒng)的基本原理和應(yīng)用；了解未來移動通信的發(fā)展。第二頁，共46頁。3移動通信第一章概述第三頁，共46頁。4參考書《移動通信原理與應(yīng)用》，啜鋼等編著，北京郵電大學(xué)出版社。（主要參考書）《現(xiàn)代移動通信系統(tǒng)》，祁玉生等著，通信工程叢書，人民郵電出版社。《數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)》，趙榮黎編著，電子工業(yè)出版社?！稛o線通信原理與應(yīng)用》，蔡濤等譯，電子工業(yè)出版社?！禛SM數(shù)字移動通信系統(tǒng)》，駱健霞等譯，電子工業(yè)出版社?！禖DMA系統(tǒng)工程手冊》，許希斌等著，人民郵電出版社?！兑苿臃涓C通信，模擬和數(shù)字系統(tǒng)》（第二版），[美]李建業(yè)著，人民郵電出版社《CDMA擴頻通信原理》，[美]A.J.維特比著，李世鶴等譯，人民郵電出版社《第三代移動通信系統(tǒng)原理與工程設(shè)計，IS-95CDMA和cdma2000》，[美]VijayK.Garg等，于鵬等譯，電子工業(yè)出版社《數(shù)字移動通信》（修訂本），郭梯云編，人民郵電出版社《第三代移動通信技術(shù)》，孫立新等編，人民郵電出版社第四頁，共46頁。5主要內(nèi)容移動通信的基本概念移動通信的發(fā)展史第一代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)第三代移動通信系統(tǒng)（3G）第四代移動通信系統(tǒng)（4G）個人移動通信移動通信工作頻段移動通信的工作方式移動通信的分類及應(yīng)用系統(tǒng)第五頁，共46頁。6移動通信的基本概念移動通信是指通信的雙方，或至少有一方處于移動狀態(tài)下進行信息交換的通信就叫做移動通信。換句話說，移動通信解決因為人的移動而產(chǎn)生的“動中通”問題。第六頁，共46頁。7移動通信的基本概念移動通信系統(tǒng)包括無繩電話，無線尋呼，陸地蜂窩移動通信，衛(wèi)星移動通信等。移動體之間的通信聯(lián)系的傳輸手段只能依靠無線電通信，因而無線通信是移動通信的基礎(chǔ)。除依靠無線通信技術(shù)之外，還依賴有線通信網(wǎng)絡(luò)的支持，如公眾電話網(wǎng)PSTN，公眾數(shù)據(jù)網(wǎng)PDN，綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN。第七頁，共46頁。1、移動通信利用無線電波進行信息傳輸復(fù)雜的無線傳播環(huán)境導(dǎo)致信號衰落移動通信中基站至用戶間必須靠無線電波來傳送信息，然而無線傳播環(huán)境十分復(fù)雜，導(dǎo)致無線電波傳播特性一般很差。表現(xiàn)在傳播的電波一般是直射波和隨時間變化的繞射波、反射波、散射波的疊加，造成所接收信號的電場強度起伏不定。多普勒頻移移動臺不斷運動，當(dāng)達到一定速度時，固定點接收到的載波頻率將隨運動速度的不同產(chǎn)生不同的頻移。8移動通信的特點第八頁，共46頁。9移動通信的特點2、移動臺受噪聲影響，并在強干擾下工作1）互調(diào)干擾

所謂互調(diào)干擾是指兩個或多個信號作用在通信設(shè)備的非線性器件上，產(chǎn)生同有用信號頻率相近的組合頻率，從而對通信系統(tǒng)構(gòu)成干擾的現(xiàn)象。2）鄰道干擾

鄰道干擾是指相鄰或鄰近的信道或頻道之間的干擾，是由于一個強信號串?dāng)_弱信號而造成的干擾。3）同頻干擾

同頻干擾是指相同載頻電臺之間的干擾，由于蜂窩式移動通信采用同頻復(fù)用來規(guī)劃小區(qū)，這就使系統(tǒng)中相同頻率電臺之間的同頻干擾成為其特有的干擾。第九頁，共46頁。10移動通信的特點3、通道容量有限頻率資源緊張在頻率資源一定，信噪比一定的前提下，通信容量有限增加用戶容量是移動通信的重要研究課題第十頁，共46頁。11移動通信的特點4、通信系統(tǒng)復(fù)雜移動性使得系統(tǒng)需要對無線信道進行頻率和功率的控制。提供相鄰基站之間的越區(qū)切換網(wǎng)絡(luò)提供歸屬位置寄存器（HLR）和訪問位置寄存器（VLR）紀(jì)錄用戶的行蹤提供不同地區(qū)和不同運營者之間的漫游用戶安全與網(wǎng)絡(luò)安全鑒權(quán)第十一頁，共46頁。12移動通信的特點5、對移動臺的要求高要求移動臺具有很強的適應(yīng)能力；要求性能可靠、攜帶方便，小型，低功耗，及耐高、低溫；要求操作使用方便，可適應(yīng)不同人群使用第十二頁，共46頁。13移動通信的發(fā)展史---萌芽階段1880年，貝爾發(fā)明了最初的無線傳輸設(shè)備“光話機”——將反射光耦合到光電硒接收器.通話距離700英尺，比無線電方式早25年。后經(jīng)過改進，通話距離長達15km。缺點：光線易受雨、霧、建筑物等障礙物的阻擋。19世紀(jì)末，赫茲發(fā)現(xiàn)電磁波輻射。第十三頁，共46頁。14移動通信的發(fā)展史---萌芽階段1897年，馬可尼在陸地和一艘拖船上完成莫爾斯電碼無線通信實驗，標(biāo)志無線電通信的開始，開創(chuàng)了海上通信業(yè)。1909年馬可尼獲得諾貝爾物理學(xué)獎，后來享有“無線電之父”的美譽。1906年圣誕夜晚，費森堡從實驗室用無線電波進行了首次廣播，他從實驗播送的一些圣經(jīng)、朗誦節(jié)目被行使在大西洋上的輪船報務(wù)員接受到，一般認(rèn)為這是廣播的第一次發(fā)射成功，標(biāo)志著人類利用無線電直接傳送語言和音樂的開端。第十四頁，共46頁。15移動通信的發(fā)展史---開拓階段1928年，美國底特律警察局率先裝備AM接收機的警用車輛無線電移動系統(tǒng)（單向），標(biāo)志移動通信的開始。20世紀(jì)30年代初，第一個雙向移動通信系統(tǒng)在新澤西的貝尼爾警察局投入運行。1935年，阿姆斯特朗發(fā)明了FM方式無線電，是移動通信中地第一個大分水嶺。大大提高靈敏度或動態(tài)范圍（3倍）具有“捕獲效應(yīng)”能更有效地對抗“快衰落”或波動性第十五頁，共46頁。16移動通信的發(fā)展史---商業(yè)階段1946年，Bell實驗室在圣路易斯建立第一個公用汽車話網(wǎng)，用于汽車移動電話。60年代中期，貝爾系統(tǒng)開發(fā)出了“IMTS——改進的移動電話服務(wù)”系統(tǒng)，使模擬FM技術(shù)達到了30年發(fā)展的頂峰。第十六頁，共46頁。17移動通信的發(fā)展——蜂窩思想1978年底，貝爾實驗室研制成功模擬蜂窩第一代移動通信系統(tǒng)——先進移動電話系統(tǒng)（AMPS）。該系統(tǒng)于1983年正式投入商用。這是移動通信發(fā)展史上的重大發(fā)明。1980北歐的NMT1979日本東京、神戶、大阪的NAMTS1985英國倫敦的TACS(我國的模擬系統(tǒng))第十七頁，共46頁。18第一代移動通信系統(tǒng)傳輸?shù)臒o線信號為模擬量蜂窩小區(qū)系統(tǒng)設(shè)計----頻率復(fù)用解決大容量需求與有限頻譜資源的矛盾模擬系統(tǒng)---語音信號FM傳輸FDMA（頻分多址）缺點：頻譜利用率低、容量有限、制式相互不兼容、不利于漫游、覆蓋受限、業(yè)務(wù)受限、易被竊聽、不能于ISDN兼容第十八頁，共46頁。19移動通信的發(fā)展——數(shù)字化模擬移動通信系統(tǒng)頻譜利用率低、設(shè)備復(fù)雜、價格昂貴、業(yè)務(wù)種類受限、保密性差80年代中期～90年代末，歐洲、美國、日本等發(fā)達國家和地區(qū)先后推出了數(shù)字移動通信系統(tǒng)——第二代移動通信系統(tǒng)：1992年歐洲推出商用的GSM1991美提出的IS-541993日本提出的PDC1993美國提出的IS-95(N-CDMA)第十九頁，共46頁。20第二代移動通信系統(tǒng)數(shù)字移動通信系統(tǒng)第二十頁，共46頁。21第二代移動通信的特點微蜂窩小區(qū)結(jié)構(gòu)：更優(yōu)的空分復(fù)用提高用戶數(shù)數(shù)字化技術(shù)：語音信號數(shù)字化新的調(diào)制方式：GMSK、QPSK等TDMA、CDMA頻譜利用率高、系統(tǒng)容量大能提供多種業(yè)務(wù)服務(wù)，提高通信系統(tǒng)的通用性抗噪聲、抗干擾和抗多徑衰落能力強能實現(xiàn)更有效、靈活的網(wǎng)絡(luò)管理和控制便于實現(xiàn)通信安全保密可降低設(shè)備成本和減小用戶手機的體積和重量第二十一頁，共46頁。第三代移動通信系統(tǒng)移動通信網(wǎng)所提供的以話音為主的業(yè)務(wù)已不能滿足人們的需要了，為此移動通信業(yè)內(nèi)的領(lǐng)軍者們努力開發(fā)研究了適用于數(shù)據(jù)通信的移動系統(tǒng)----第三代移動通信系統(tǒng)當(dāng)前3G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要有歐洲的WCDMA北美的cdma-2000中國的TD-CDMA第二十二頁，共46頁。23第三代移動通信系統(tǒng)第二十三頁，共46頁。24第三代移動通信的特點微蜂窩結(jié)構(gòu)（分層小區(qū)）寬帶CDMA技術(shù)調(diào)制方式QPSK/自適應(yīng)調(diào)制FDMA/TDMA/CDMA電路交換→分組交換從媒體（media）→多媒體（Multimedia）第二十四頁，共46頁。25第三代移動通信的局限性難以向更高速業(yè)務(wù)領(lǐng)域擴展難以尋找更高速業(yè)務(wù)所需的正交擴頻碼集難以滿足更高的傳輸帶寬需求因而造成業(yè)務(wù)之間的干擾大。難以提供具有不同QoS和性能需求的全范圍多媒體業(yè)務(wù)。這是IMT-2000空中接口標(biāo)準(zhǔn)強加給核心網(wǎng)的在2GHz頻段分配給IMT-2000的帶寬很快就會飽和，而標(biāo)準(zhǔn)中制定的頻分與時分雙工相結(jié)合的模式也約束了其在不同環(huán)境有效地服務(wù)。第二十五頁，共46頁。26第四代移動通信系統(tǒng)4G的概念可分為寬帶接入和分布網(wǎng)絡(luò)，具有非對稱的超過2Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸能力。它包括寬帶無線固定接入、寬帶無線局域網(wǎng)、移動寬帶系統(tǒng)和交互式廣播網(wǎng)絡(luò)。第四代移動通信標(biāo)準(zhǔn)比第三代標(biāo)準(zhǔn)具有更多的功能。第四代移動通信可以在不同的固定、無線平臺和跨越不同的頻帶的網(wǎng)絡(luò)中提供無線服務(wù)，可以在任何地方用寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)（包括衛(wèi)星通信和平流層通信），能夠提供定位定時、數(shù)據(jù)采集、遠程控制等綜合功能。此外，第四代移動通信系統(tǒng)是集成多功能的寬帶移動通信系統(tǒng)，是寬帶接入IP系統(tǒng)。第二十六頁，共46頁。27第四代移動通信的特點具有很高的傳輸速率和傳輸質(zhì)量靈活多樣的業(yè)務(wù)功能未來的移動通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)能使各類媒體、通信主機及網(wǎng)絡(luò)之間進行“無縫”連接，使得用戶能夠自由的在各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境間無縫漫游，并覺察不到業(yè)務(wù)質(zhì)量上的變化，因此新的通信系統(tǒng)要具備媒體轉(zhuǎn)換、網(wǎng)間移動管理及鑒權(quán)、Adhoc網(wǎng)絡(luò)(自組網(wǎng))、代理等功能；開放的平臺未來的移動通信系統(tǒng)應(yīng)在移動終端、業(yè)務(wù)節(jié)點及移動網(wǎng)絡(luò)機制上具有“開放性”，使得用戶能夠自由的選擇協(xié)議、應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)；高度智能化的網(wǎng)絡(luò)未來的移動通信網(wǎng)將是一個高度自治、自適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)，具有很好的重構(gòu)性、可變性、自組織性等，以便于滿足不同用戶在不同環(huán)境下的通信需求。第二十七頁，共46頁。28蜂窩移動通信的發(fā)展趨勢第二十八頁，共46頁。29移動通信的發(fā)展目標(biāo)---5W目標(biāo)是無論任何人(Whoever)在任何時候(Whenever)在任何地方(Wherever)與另一個人(Whomever)進行任何類型(Whatever)的個人通信。第二十九頁，共46頁。30移動通信的巨大挑戰(zhàn)任何時間：要求支持動中通－無線通信是前提，傳輸環(huán)境惡劣任何地點：要求無縫覆蓋－傳輸能力有限，覆蓋范圍與發(fā)射功率和干擾的矛盾任何人：要求支持巨大的用戶量－頻譜資源短缺任何類型業(yè)務(wù)：要求支持多媒體業(yè)務(wù)－處理能力有限第三十頁，共46頁。31移動通信的工作頻段 移動通信的一個重要基礎(chǔ)是無線電波的傳播，各個頻段的電波傳播特性不同。無線電波通過多種方式從發(fā)射天線傳播到接收天線，通常按照無線電波的波長或頻率人為地把電波進行分類。第三十一頁，共46頁。32常見工作頻段的劃分第三十二頁，共46頁。33移動通信的工作頻段 我國移動通信的工作頻段（原規(guī)定）160MHz頻段、450MHz頻段、900MHz頻段2001年，無委會增加了2000MHz頻段中國的頻率規(guī)劃頻分雙工（FDD）方式，即1920～1980MHz/2110～2170MHz；時分雙工（TDD）方式，即1880～1920MHz、2010～2025MHz；補充工作頻率為頻分雙工（FDD）方式，1755～1785MHZ／1850～1880MHz；時分雙工（TDD）方式，2300～2400MHz，與無線電定位業(yè)務(wù)共用，均為主要業(yè)務(wù)，共用標(biāo)準(zhǔn)另行制定；衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)工作頻段為1980～2010MHz／2170～2200MHz。目前己規(guī)劃給公眾移動通信系統(tǒng)的825～835MHz／870～880MHz、885～915MHz／930～960MHz和1710～1755MHz／1805～1850MHz頻段，同時規(guī)劃為第三代公眾移動通信系統(tǒng)FDD方式的擴展頻段，上、下行頻率使用方式不變。FDD方式固定無線接入系統(tǒng)的工作頻段：3400~3600MHz第三十三頁，共46頁。34移動通信的工作頻段 第三代移動通信的工作頻段ITU（國際電聯(lián)）的頻率規(guī)劃1992年，WARC劃分給FPLMTS頻率范圍為1885~2025MHz1995年，WARC確定了MSS的新頻段2000年，ITU在WRC上規(guī)定了三個新的全球頻段805～960MHz1710～1885MHz2500～2690MHz歐洲的頻率規(guī)劃(UMTS)，日本也基本相同。

1900~2025MHz，2110~2200MHZ美國：1900MHz頻段，PCS第三十四頁，共46頁。35第三代移動通信頻譜分配矛盾ITU、歐洲、日本、美國關(guān)于3G的頻譜分配均不相同會導(dǎo)致什么問題？全球漫游的困難第三十五頁，共46頁。第四代移動通信的頻率劃分國際電聯(lián)給LTE劃分四個頻段：3.4-3.6GHZ的200M帶寬2.3-2.4GHZ的100MHZ帶寬698-806MHZ的108MHZ帶寬450-470MHZ的20MHZ帶寬中國4G頻段包括TD-LTE頻段和FDDLTE頻段

TD-LTE頻段：中國移動130MHZ帶寬；中國聯(lián)通40MHZ；中國電信40MHZFDDLTE頻段：中國電信分配1.8GHZ頻段（1755-1785MHZ/1850-1880MHZ）