關(guān)于移動(dòng)通信技術(shù)第1頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三

任務(wù)描述：

任務(wù)描述：分組討論一個(gè)完整的移動(dòng)通信系統(tǒng)應(yīng)由哪些組件組成？并上臺(tái)展示收集到的與移動(dòng)通信系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)備。2第2頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三移動(dòng)通信的分類2023/7/4第3頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三按使用要求和工作場(chǎng)合集群移動(dòng)通信蜂窩移動(dòng)通信移動(dòng)衛(wèi)星通信無(wú)繩電話移動(dòng)通信的分類第4頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三按工作方式單工半雙工雙工移動(dòng)通信的分類第5頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三蜂窩移動(dòng)系統(tǒng)區(qū)域定義2023/7/4第6頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三第7頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成2023/7/4第8頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三第9頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三第10頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三第11頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三第12頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三第13頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三第14頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三第15頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三第16頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三第17頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三第18頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成第19頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三移動(dòng)通信包括無(wú)線傳輸、有線傳輸、信息的收集、處理和存儲(chǔ)等，使用的主要設(shè)備有無(wú)線收發(fā)信機(jī)、移動(dòng)交換控制設(shè)備和移動(dòng)終端設(shè)備。通常意義上，移動(dòng)通信系統(tǒng)由移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（MSC）、基站（BS）、移動(dòng)臺(tái)（MS）及中繼線等部分組成。圖1-1就是移動(dòng)通信系統(tǒng)的示意圖。移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成第20頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三基站（BS）是以多信道共用方式在移動(dòng)通信中提供通信服務(wù)的關(guān)鍵設(shè)備，其中主要由收發(fā)信道盤等組成。移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（MSC）除具有一般市話交換機(jī)的功能之外，還有移動(dòng)業(yè)務(wù)所需處理的越區(qū)切換、漫游等功能。傳輸線部分主要是指連接各設(shè)備之間的中繼線，目前MSC到BS之間的傳輸主要采用小微波及光纜等方式。移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成第21頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三移動(dòng)臺(tái)（MS）是一個(gè)子系統(tǒng)。它實(shí)際上是由移動(dòng)終端設(shè)備和用戶數(shù)據(jù)兩部分組成的，移動(dòng)終端設(shè)備稱為移動(dòng)設(shè)備，用戶數(shù)據(jù)存放在一個(gè)與移動(dòng)設(shè)備可分離的數(shù)據(jù)模塊中，此數(shù)據(jù)模塊稱為用戶識(shí)別卡（SIM）。移動(dòng)臺(tái)有便攜式、手提式、車載式三種，所以說(shuō)移動(dòng)臺(tái)不單指手機(jī)，手機(jī)只是一種便攜式的移動(dòng)臺(tái)。移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成第22頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三移動(dòng)通信的特點(diǎn)2023/7/4第23頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三必須利用無(wú)線電波進(jìn)行信息傳輸,衰落現(xiàn)象嚴(yán)重；運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，用戶高速移動(dòng)；工作于復(fù)雜的干擾環(huán)境可利用的頻譜資源有限，而通信業(yè)務(wù)量的需求與日俱增網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多種多樣，網(wǎng)絡(luò)管理復(fù)雜用戶終端成為個(gè)人消費(fèi)品移動(dòng)通信的特點(diǎn)第24頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標(biāo)2023/7/4第25頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三 移動(dòng)電話話音質(zhì)量和信噪比要求 服務(wù)等級(jí)（呼損率B表示） 通信概率移動(dòng)通信的特點(diǎn)第26頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三 移動(dòng)電話話音質(zhì)量和信噪比要求移動(dòng)通信的特點(diǎn)第27頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三 移動(dòng)電話話音質(zhì)量和信噪比要求移動(dòng)通信的特點(diǎn)第28頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三 服務(wù)等級(jí)（呼損率B表示）服務(wù)等級(jí)用呼損率B表示B：在一個(gè)正常運(yùn)行的系統(tǒng)中，忙時(shí)呼叫被阻塞的概率，單位為Erlang（在程控交換原理學(xué)過(guò)，我們就不再多說(shuō)了）服務(wù)等級(jí)決定于系統(tǒng)中同時(shí)發(fā)出的呼叫總數(shù)（用戶數(shù)是多少），總話務(wù)量、信道數(shù)量（能提供的信道數(shù)量）、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等呼損率包括無(wú)線信道呼損（頻譜資源有限，因此比較高）和中繼電路呼損（低）。（分為兩部分）我國(guó)規(guī)定：無(wú)線信道B≤0.05,在話務(wù)密度高的地區(qū)B≤0.02，中繼電路B應(yīng)更低移動(dòng)通信的特點(diǎn)第29頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三 呼叫的中斷概率在一個(gè)小時(shí)內(nèi)建立的Q次呼叫中，若N次丟失，則呼叫中斷概念為N/Q,呼叫中斷概率路系統(tǒng)設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)的信道數(shù)）、嚴(yán)重干擾、越區(qū)切換（一個(gè)到另一個(gè)小區(qū)，如果另一個(gè)小區(qū)忙沒(méi)有空閑信道分配給你就可能中斷）等有關(guān)。打一千個(gè)電話有五個(gè)沒(méi)通我們認(rèn)為其中斷概率為千分之五。移動(dòng)通信的特點(diǎn)第30頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三 通信概率移動(dòng)通信的特點(diǎn)第31頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三移動(dòng)通信的工作方式

2023/7/4第32頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三單工制是通信雙方利用按鍵控制收信和發(fā)信的一種方式，任一時(shí)刻用戶只能處于發(fā)信或收信狀態(tài)。當(dāng)A方發(fā)話時(shí)，先按下“收發(fā)控制按鈕”（簡(jiǎn)稱PTT），這時(shí)A方發(fā)信機(jī)處于發(fā)射狀態(tài)，B方則應(yīng)松開PTT處于接收狀態(tài)才能收信。B方回答時(shí)，則應(yīng)B方按下PTT、A方松開PTT，B方才能發(fā)話，A方才能收聽。單工通信第33頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三單工制又分同頻單工和異頻單工兩種。通信雙方收發(fā)使用同一頻率的稱為同頻單工；收發(fā)使用不同頻率的稱為異頻單工。單工制通信方式如圖1.1所示。單工通信圖1.1單工制通信方式

第34頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三雙工通信雙工制是通信雙方均可同時(shí)收發(fā)的工作方式，即任一方在發(fā)話的同時(shí)仍能收聽對(duì)方的方式，它不必按鍵發(fā)話，象普通電話一樣使用方便。大多數(shù)雙工制系統(tǒng)收發(fā)使用相隔足夠距離的不同頻率工作，稱為頻分雙工（FDD），如圖1.2所示。模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)、GSM及CDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)等都采用了頻分雙工體制。圖1.2雙工制通信方式第35頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三雙工制的最大優(yōu)點(diǎn)是使用方便，很適合用于公用移動(dòng)電話系統(tǒng)中，當(dāng)然也能用于專用移動(dòng)通信。雙工制除了可采用上述的異頻雙工（FDD）方式外，還可用同頻雙工方式，即時(shí)分雙工方式（TDD）。時(shí)分雙工方式（TDD）：此時(shí)收發(fā)雖同頻工作但是收信和發(fā)信在不同的時(shí)隙內(nèi)進(jìn)行，避免了收發(fā)之間的干擾，這樣，不必采用天線共用器就可實(shí)現(xiàn)收發(fā)天線的共用。同時(shí)因上下行鏈路使用相同的頻率，其衰落特性完全相同，因而容易通過(guò)接收信號(hào)的強(qiáng)度調(diào)整發(fā)射信號(hào)功率，實(shí)現(xiàn)較精確的開環(huán)功率控制。但時(shí)分雙工的技術(shù)較復(fù)雜。這種時(shí)分雙工方式已廣泛使用于數(shù)字蜂窩系統(tǒng)（如TD-SCDMA）和新一代無(wú)繩電話（DECT）中。第36頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三第37頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三TDD和FDD的對(duì)比（1）使用TDD技術(shù)的移動(dòng)通信系統(tǒng)功率控制以及智能天線技術(shù)的使用方面有明顯的優(yōu)勢(shì)。但也是因?yàn)檫@一點(diǎn)，TDD系統(tǒng)的覆蓋范圍半徑要小，由于上下行時(shí)間間隔的緣故，基站覆蓋半徑明顯小于FDD基站。否則，小區(qū)邊緣的用戶信號(hào)到達(dá)基站時(shí)會(huì)不能同步。（2）TDD技術(shù)可以靈活的設(shè)置上行和下行轉(zhuǎn)換時(shí)刻，用于實(shí)現(xiàn)不對(duì)稱的上行和下行業(yè)務(wù)帶寬，有利于實(shí)現(xiàn)明顯上下行不對(duì)稱的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。但是，這種轉(zhuǎn)換時(shí)刻的設(shè)置必須與相鄰基站協(xié)同進(jìn)行。

第38頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三TDD和FDD的對(duì)比（3）與FDD相比，TDD可以使用零碎的頻段，因?yàn)樯舷滦杏蓵r(shí)間區(qū)別，不必要求帶寬對(duì)稱的頻段。（4）TDD技術(shù)不需要收發(fā)隔離器，只需要一個(gè)開關(guān)即可。（5）發(fā)射功率受限。如果TDD要發(fā)送和FDD同樣多的數(shù)據(jù)，但是發(fā)射時(shí)間只有FDD的大約一半，這要求TDD的發(fā)送功率要大。當(dāng)然同時(shí)也需要更加復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化技術(shù)。第39頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三（6）移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)速度受限制。在高速移動(dòng)時(shí)，多普勒效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致快衰落，速度越高，衰落變換頻率越高，衰落深度越深，因此必須要求移動(dòng)速度不能太高。例如在使用了TDD的TD-SCDMA系統(tǒng)中，在目前芯片處理速度和算法的基礎(chǔ)上，當(dāng)數(shù)據(jù)率為144kb/s時(shí)，TDD的最大移動(dòng)速度可達(dá)250km/h，與FDD系統(tǒng)相比，還有一定差距。一般TDD移動(dòng)臺(tái)的移動(dòng)速度只能達(dá)到FDD移動(dòng)臺(tái)的一半甚至更低。第40頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三半雙工制是指基地臺(tái)采用雙工方式即收發(fā)信機(jī)同時(shí)工作，而移動(dòng)臺(tái)仍采用按鍵發(fā)話的異頻單工制工作，如圖1.3所示。半雙工通信第41頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三半雙工制的優(yōu)點(diǎn)是：①移動(dòng)臺(tái)采用單工制，耗電省、設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低廉；②收發(fā)異頻，受鄰近電臺(tái)干擾較少；③采用半雙工制的有無(wú)線通信網(wǎng)由于基地臺(tái)是收發(fā)同時(shí)工作的，有無(wú)線轉(zhuǎn)接時(shí)不需要聲控開關(guān)控制基地臺(tái)的收發(fā)，轉(zhuǎn)接效果較好；④移動(dòng)用戶之間可以通過(guò)基地臺(tái)轉(zhuǎn)信進(jìn)行互相通信，通信距離較遠(yuǎn)。第42頁(yè)，講稿共44頁(yè)，2023年5月2日，星期三缺點(diǎn)是：①