移動(dòng)通信概述

1、移動(dòng)通信移動(dòng)通信 移動(dòng)通信移動(dòng)通信 w前言前言 w背景知識(shí)背景知識(shí) w移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 w陸地蜂窩式移動(dòng)通信系統(tǒng)簡介陸地蜂窩式移動(dòng)通信系統(tǒng)簡介 w移動(dòng)通信的發(fā)展與展望移動(dòng)通信的發(fā)展與展望 前言前言移動(dòng)通信是全球的熱點(diǎn)移動(dòng)通信是全球的熱點(diǎn) w 移動(dòng)通信與移動(dòng)通信與IP技術(shù)（因特網(wǎng)）是近年來信息技術(shù)（因特網(wǎng)）是近年來信息 技術(shù)領(lǐng)域的兩大熱點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域的兩大熱點(diǎn). w 移動(dòng)通信正在與移動(dòng)通信正在與IP技術(shù)相結(jié)合技術(shù)相結(jié)合形成移動(dòng)形成移動(dòng)IP。 w 通信技術(shù)向?qū)拵Щ⒅悄芑€(gè)人化方向發(fā)通信技術(shù)向?qū)拵Щ?、智能化、個(gè)人化方向發(fā) 展，形成統(tǒng)一的綜合寬帶通信網(wǎng)展，形成統(tǒng)一的綜合寬帶通信網(wǎng) w 全球移動(dòng)

2、通信與因特網(wǎng)的發(fā)展趨勢全球移動(dòng)通信與因特網(wǎng)的發(fā)展趨勢 0 1 2 3 4 5 6 7 1995199619971998199920002001 移動(dòng)通信 因特網(wǎng) 用戶數(shù) （億） 背景知識(shí)背景知識(shí) w 電報(bào)及電話的發(fā)明電報(bào)及電話的發(fā)明 w 因?yàn)殡娫挷荒軒г谏砩弦驗(yàn)殡娫挷荒軒г谏砩?不方便啊不方便啊 n自從貝爾發(fā)明了電話機(jī)，這樣人人都能手拿一個(gè)自從貝爾發(fā)明了電話機(jī)，這樣人人都能手拿一個(gè) “話柄話柄”，和遠(yuǎn)方的親朋好友談天說地了。電報(bào)，和遠(yuǎn)方的親朋好友談天說地了。電報(bào) 和電話的相繼發(fā)明，使人類獲得了遠(yuǎn)距離傳送信和電話的相繼發(fā)明，使人類獲得了遠(yuǎn)距離傳送信 息的重要手段。但是，電信號(hào)都是通過金屬線傳息的

3、重要手段。但是，電信號(hào)都是通過金屬線傳 送的。線路架設(shè)到的地方，信息才能傳到，這就送的。線路架設(shè)到的地方，信息才能傳到，這就 大大限制了信息的傳播范圍，特別是在大海、高大大限制了信息的傳播范圍，特別是在大海、高 山，有沒有能讓信息無線傳播的辦法？山，有沒有能讓信息無線傳播的辦法？ 1.無形的信使電磁波的發(fā)現(xiàn) w 1887年年 ，亨利希，亨利希魯?shù)婪螋數(shù)婪蚝掌澓掌?，得出了電磁，得出了電磁 能量可以越過空間進(jìn)行傳播的結(jié)論。能量可以越過空間進(jìn)行傳播的結(jié)論。 w 赫茲的發(fā)現(xiàn)具有劃時(shí)代的意義，它不但證明赫茲的發(fā)現(xiàn)具有劃時(shí)代的意義，它不但證明 了麥克斯韋理論的正確，更重要的是導(dǎo)致了了麥克斯韋理論的正確，

4、更重要的是導(dǎo)致了 無線電的誕生，開辟了電子技術(shù)的新紀(jì)元，無線電的誕生，開辟了電子技術(shù)的新紀(jì)元， 標(biāo)志著從標(biāo)志著從“有線電通信有線電通信”向向“無線電通信無線電通信” 的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。也是整個(gè)移動(dòng)通信的發(fā)源點(diǎn)，應(yīng)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。也是整個(gè)移動(dòng)通信的發(fā)源點(diǎn)，應(yīng) 該說，從這時(shí)開始，人類開始進(jìn)入了無線通該說，從這時(shí)開始，人類開始進(jìn)入了無線通 信的新領(lǐng)域信的新領(lǐng)域 2.無線電通信的發(fā)明 w 載著聲音飛翔的電波載著聲音飛翔的電波無線電通信的發(fā)明無線電通信的發(fā)明 n“要是我能指揮電磁波，就可飛越整個(gè)世界要是我能指揮電磁波，就可飛越整個(gè)世界” 無線電報(bào)的發(fā)明無線電報(bào)的發(fā)明波波夫波波夫 n1898年，英國舉行了一次游艇賽，終

5、點(diǎn)設(shè)在離年，英國舉行了一次游艇賽，終點(diǎn)設(shè)在離 岸岸20英里的海上。英里的海上。都柏林快報(bào)都柏林快報(bào)特聘馬可尼特聘馬可尼 為信息員。他在賽程的終點(diǎn)用自己發(fā)明的無線電為信息員。他在賽程的終點(diǎn)用自己發(fā)明的無線電 報(bào)機(jī)向岸上的觀眾及時(shí)通報(bào)了比賽的結(jié)果，引起報(bào)機(jī)向岸上的觀眾及時(shí)通報(bào)了比賽的結(jié)果，引起 了很大的轟動(dòng)。這被認(rèn)為是無線電通信的第一次了很大的轟動(dòng)。這被認(rèn)為是無線電通信的第一次 實(shí)際應(yīng)用。緊接著，馬可尼在英國建立了世界上實(shí)際應(yīng)用。緊接著，馬可尼在英國建立了世界上 第一家無線電器材公司第一家無線電器材公司英國馬可尼公司。英國馬可尼公司。 3.移動(dòng)通信的誕及 w 二十世二十世紀(jì)紀(jì)2020年代至年代至4

6、040年代初年代初 n使用使用范圍范圍小，主要使用對(duì)象是小，主要使用對(duì)象是船舶、船舶、飛機(jī)飛機(jī)、汽、汽車車 等等專用移動(dòng)通信以及運(yùn)用在專用移動(dòng)通信以及運(yùn)用在軍事通信中。軍事通信中。 w 4040年代中至年代中至6060年代末年代末 n移動(dòng)移動(dòng)通通信向信向小型化小型化方面大大前進(jìn)了一步。美國、方面大大前進(jìn)了一步。美國、 日本、英國、西德等日本、英國、西德等國家開始國家開始應(yīng)用汽車公用應(yīng)用汽車公用無線無線 電話電話。 w 7070年代至年代至8080年代年代 n美美國貝爾實(shí)驗(yàn)國貝爾實(shí)驗(yàn)室室( (Bell Lab)Bell Lab)推出的推出的蜂窩式移動(dòng)通信系蜂窩式移動(dòng)通信系統(tǒng)統(tǒng) 的概念，蜂窩式系統(tǒng)

7、的概念，蜂窩式系統(tǒng)開始開始應(yīng)用，是應(yīng)用，是第一代第一代移動(dòng)移動(dòng)通信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)。 w 9090年代中至年代中至今今 n推出推出第二、第三代第二、第三代移動(dòng)電話通信移動(dòng)電話通信系統(tǒng)。系統(tǒng)。 4.個(gè)人移動(dòng)通信的誕及 w 個(gè)人通信的發(fā)源地個(gè)人通信的發(fā)源地尋呼機(jī)的誕生尋呼機(jī)的誕生 w 實(shí)現(xiàn)個(gè)人電話的夢想實(shí)現(xiàn)個(gè)人電話的夢想 蜂窩式移動(dòng)電話蜂窩式移動(dòng)電話 的誕生的誕生 w (1)無線電尋呼機(jī)的出現(xiàn)無線電尋呼機(jī)的出現(xiàn) nPager/beeperPager/beeper n1956年，第一個(gè)無線電尋呼機(jī)由年，第一個(gè)無線電尋呼機(jī)由MOTOROLA研制成功。研制成功。 n1968年，日本率先在年，日本率先在15

8、0MHZ移動(dòng)通信頻段上開通模擬移動(dòng)通信頻段上開通模擬 尋呼系統(tǒng)。尋呼系統(tǒng)。 n1983年，我國開始研究發(fā)展尋呼系統(tǒng)，年，我國開始研究發(fā)展尋呼系統(tǒng)， n1983年年9月月16日，上海在日，上海在150MHZ頻段上開通了我國第一頻段上開通了我國第一 個(gè)模擬尋呼系統(tǒng)。個(gè)模擬尋呼系統(tǒng)。 n1984年年5月月1日，廣州在日，廣州在150MHZ頻段上開通了我國第一頻段上開通了我國第一 個(gè)數(shù)字尋呼系統(tǒng)。個(gè)數(shù)字尋呼系統(tǒng)。 n1991年年11月月15日，上海在日，上海在150MHZ頻段上開通了我國第頻段上開通了我國第 一個(gè)數(shù)字漢字尋呼系統(tǒng)。一個(gè)數(shù)字漢字尋呼系統(tǒng)。 n意義：開創(chuàng)了移動(dòng)通信的時(shí)代。意義：開創(chuàng)了移動(dòng)通

9、信的時(shí)代。 (2)蜂窩狀移動(dòng)電話的誕生蜂窩狀移動(dòng)電話的誕生 n背景：隨著無線電報(bào)和無線廣播的發(fā)展，人們更背景：隨著無線電報(bào)和無線廣播的發(fā)展，人們更 希望有一種可以隨身攜帶、不用電話線路的電話。希望有一種可以隨身攜帶、不用電話線路的電話。 n70年代初，貝爾實(shí)驗(yàn)室提出蜂窩系統(tǒng)的覆蓋小區(qū)年代初，貝爾實(shí)驗(yàn)室提出蜂窩系統(tǒng)的覆蓋小區(qū) 概念后，很快進(jìn)入了實(shí)用階段。概念后，很快進(jìn)入了實(shí)用階段。 n1979年，年，美國芝加哥試驗(yàn)成功美國芝加哥試驗(yàn)成功AMPS模擬蜂窩式模擬蜂窩式 移動(dòng)電話系統(tǒng)，移動(dòng)電話系統(tǒng)，83年在美國投入商用。年在美國投入商用。 n1987年，我國第一個(gè)移動(dòng)電話局在廣州開通，進(jìn)年，我國第一個(gè)

10、移動(dòng)電話局在廣州開通，進(jìn) 入第一代模擬移動(dòng)通信時(shí)期，引進(jìn)英國的入第一代模擬移動(dòng)通信時(shí)期，引進(jìn)英國的TACS 系統(tǒng)。系統(tǒng)。 (3)GSM手機(jī)的出現(xiàn)手機(jī)的出現(xiàn) w 模擬蜂窩式移動(dòng)電話的缺點(diǎn)：模擬蜂窩式移動(dòng)電話的缺點(diǎn)： n1）由于采用）由于采用FDMA技術(shù)造成頻率資源的嚴(yán)重不足技術(shù)造成頻率資源的嚴(yán)重不足 n2）易被竊聽和制造成偽機(jī)）易被竊聽和制造成偽機(jī) w 1982年，歐洲成立了年，歐洲成立了GSM（移動(dòng)通信特別組），（移動(dòng)通信特別組）， 任務(wù)是制定泛歐移動(dòng)通信漫游的標(biāo)準(zhǔn)，后來開發(fā)出任務(wù)是制定泛歐移動(dòng)通信漫游的標(biāo)準(zhǔn)，后來開發(fā)出 的數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)就以的數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)就以“GSM”命名。命名。 w

11、GSM現(xiàn)在的含義是：現(xiàn)在的含義是： nGlobal System Mobile Communication, n中國移動(dòng)和聯(lián)通推出的中國移動(dòng)和聯(lián)通推出的“全球通全球通”就是就是GSM系統(tǒng)系統(tǒng)。 (4)全球全球“銥銥”星系統(tǒng)星系統(tǒng) n1990年，年，motorola公司推出了全球個(gè)人通信的新公司推出了全球個(gè)人通信的新 概念概念“銥銥”星系統(tǒng)星系統(tǒng) n1999年年8月向法院申請(qǐng)破產(chǎn)保護(hù)。月向法院申請(qǐng)破產(chǎn)保護(hù)。 (5)新一代手機(jī)的誕生（新一代手機(jī)的誕生（GPRS）通用分組無）通用分組無 線業(yè)務(wù)。線業(yè)務(wù)。 nGPRS 、CDMA 以及藍(lán)牙技術(shù)以及藍(lán)牙技術(shù) 6.1移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 w 移動(dòng)通信定

12、義移動(dòng)通信定義 w 移動(dòng)通信頻段的使用移動(dòng)通信頻段的使用 w 移動(dòng)通信的特點(diǎn)移動(dòng)通信的特點(diǎn) w 移動(dòng)通信的工作方式移動(dòng)通信的工作方式 w 移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成 w 常用移動(dòng)通信系統(tǒng)常用移動(dòng)通信系統(tǒng) 6.1移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 1.1.移動(dòng)通信定義：移動(dòng)通信定義： n“動(dòng)中通動(dòng)中通” n通信雙方或至少其中一方在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中進(jìn)行信通信雙方或至少其中一方在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中進(jìn)行信 息傳遞的通信方式。息傳遞的通信方式。 6.1移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 2.移動(dòng)通信頻段的使用移動(dòng)通信頻段的使用 (1)定義：定義： 一段載波頻率（即一個(gè)連續(xù)的頻率范圍）一段載波頻率（即一個(gè)連續(xù)的頻率范圍） 比如：

13、比如：150MHZ頻段、頻段、900MHZ頻段頻段 （890915MHZ及及935960MHZ） 6.1移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 (2)問題：問題： 是否隨便劃出來一段就可以使用？是否隨便劃出來一段就可以使用？ (3)考慮的因素：考慮的因素： n電波傳播特性電波傳播特性: 衰耗衰耗 n天線長度天線長度 n抗干擾能力抗干擾能力 6.1移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 (4)曾經(jīng)使用過的頻段：曾經(jīng)使用過的頻段： w 早期：在甚高頻（早期：在甚高頻（VHF）上）上30M300MHZ 開發(fā)出開發(fā)出150MHZ頻段頻段，屬于超短波屬于超短波/米波，與米波，與 收音機(jī)的頻段類似。收音機(jī)的頻段類似。 w 現(xiàn)階段我國

14、：現(xiàn)階段我國： n在特高頻（在特高頻（UHF）300M3GHZ上先后開發(fā)出以上先后開發(fā)出以 下幾個(gè)頻段：下幾個(gè)頻段： 6.1移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 w 450MHZ頻段頻段： n403420（移動(dòng)臺(tái)發(fā)、基站收）上行（移動(dòng)臺(tái)發(fā)、基站收）上行 n 450470 （基站發(fā)、移動(dòng)臺(tái)收）下行（基站發(fā)、移動(dòng)臺(tái)收）下行 w 900MHZ頻段頻段(GSM ) n上行鏈路上行鏈路: MSBS 890MHz-915MHz ,頻率范圍頻率范圍25MHz n下行鏈路下行鏈路: BSMS 935MHz-960MHz ,頻率范圍頻率范圍25MHz w 未來移動(dòng)通信頻段：未來移動(dòng)通信頻段： n17102690（世界范圍內(nèi)

15、靈活應(yīng)用，鼓勵(lì)各種移動(dòng)業(yè)務(wù)改（世界范圍內(nèi)靈活應(yīng)用，鼓勵(lì)各種移動(dòng)業(yè)務(wù)改 革）革） n 18852025和和21102200 用于用于IMT2000第三代移動(dòng)通信第三代移動(dòng)通信 w 蜂窩移動(dòng)通信的頻率分配蜂窩移動(dòng)通信的頻率分配 n我國模擬蜂窩移動(dòng)通信曾使用我國模擬蜂窩移動(dòng)通信曾使用890890905MHz905MHz（移（移 動(dòng)臺(tái)發(fā)，基站收）和動(dòng)臺(tái)發(fā)，基站收）和935935950MHz950MHz（基站發(fā)，移（基站發(fā)，移 動(dòng)臺(tái)收）工作頻段，現(xiàn)已逐步將部分頻率讓給動(dòng)臺(tái)收）工作頻段，現(xiàn)已逐步將部分頻率讓給 GSMGSM n我國數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信使用我國數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信使用905905915MHz915M

16、Hz（移動(dòng)（移動(dòng) 臺(tái)發(fā)，基站收）和臺(tái)發(fā)，基站收）和950950960MHz960MHz（基站發(fā)，移動(dòng)（基站發(fā)，移動(dòng) 臺(tái)收）工作頻段，其中中國移動(dòng)通信公司臺(tái)收）工作頻段，其中中國移動(dòng)通信公司GSMGSM系系 統(tǒng)使用統(tǒng)使用905905909MHz909MHz和和950950954MHz954MHz工作頻段，中工作頻段，中 國聯(lián)通公司國聯(lián)通公司GSMGSM系統(tǒng)使用系統(tǒng)使用909909915MHz915MHz和和954954 960MHz960MHz工作頻段。此外中國移動(dòng)通信公司還使用工作頻段。此外中國移動(dòng)通信公司還使用 了了1800MHz1800MHz頻段的頻段的10MHz10MHz的帶寬。的帶寬。

17、 n第三代移動(dòng)通信工作在第三代移動(dòng)通信工作在2000MHz2000MHz頻段上頻段上 6.1移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 3.移動(dòng)通信的特點(diǎn)移動(dòng)通信的特點(diǎn)： (1)可用頻譜資源有限，而業(yè)務(wù)需求量增長迅速可用頻譜資源有限，而業(yè)務(wù)需求量增長迅速 w 頻譜擁擠、頻譜需嚴(yán)格菅理頻譜擁擠、頻譜需嚴(yán)格菅理 w 解決的方法：解決的方法： n開辟和啟用新的頻段開辟和啟用新的頻段 lf=150MHz450 MHz900 MHz1800 MHz 2000MHz n研究各種新技術(shù)和新措施，如研究各種新技術(shù)和新措施，如FDMA、TDMA、 CDMA (2)電波傳播存在多徑衰落電波傳播存在多徑衰落 n在移動(dòng)通信在移動(dòng)通信(

18、特別是陸上移動(dòng)通信特別是陸上移動(dòng)通信)中中,由于移動(dòng)臺(tái)由于移動(dòng)臺(tái) 的不斷運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致其傳輸特性變化十分劇烈，使移的不斷運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致其傳輸特性變化十分劇烈，使移 動(dòng)臺(tái)接收到的電波是直射波和隨時(shí)變化的繞射波、動(dòng)臺(tái)接收到的電波是直射波和隨時(shí)變化的繞射波、 反射波、散射波的疊加，造成所接收信號(hào)的電場反射波、散射波的疊加，造成所接收信號(hào)的電場 強(qiáng)度起伏不定，這種現(xiàn)象稱為衰落強(qiáng)度起伏不定，這種現(xiàn)象稱為衰落多徑效應(yīng)多徑效應(yīng)引引 起信號(hào)衰落。起信號(hào)衰落。 6.1移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 (3)面臨環(huán)境的干擾和噪聲面臨環(huán)境的干擾和噪聲 n傳統(tǒng)的噪聲干擾：傳統(tǒng)的噪聲干擾： l天電干擾天電干擾 l工業(yè)噪聲工業(yè)噪聲 （汽車點(diǎn)

19、火）（汽車點(diǎn)火） n移動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部的干擾：移動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部的干擾： l互調(diào)干擾：互調(diào)干擾：主要是系統(tǒng)設(shè)備中的非線性引起的，主要是系統(tǒng)設(shè)備中的非線性引起的， 如混頻選擇不好，使無用信號(hào)混入，而造成干如混頻選擇不好，使無用信號(hào)混入，而造成干 擾。擾。 l噪聲噪聲 n系統(tǒng)之間的干擾：系統(tǒng)之間的干擾： l同頻干擾：同頻干擾：相同載頻臺(tái)之間的干擾相同載頻臺(tái)之間的干擾 l鄰道干擾：鄰道干擾：相鄰信道之間的干擾（功率控制）相鄰信道之間的干擾（功率控制） 6.1移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 (4)存在多普勒頻移的影響和大動(dòng)態(tài)范圍的要求存在多普勒頻移的影響和大動(dòng)態(tài)范圍的要求 n多普勒頻移：運(yùn)動(dòng)中的物體達(dá)到一定速度時(shí)，固定

20、點(diǎn)接多普勒頻移：運(yùn)動(dòng)中的物體達(dá)到一定速度時(shí)，固定點(diǎn)接 收到的無線載波頻率將會(huì)有一定的頻移收到的無線載波頻率將會(huì)有一定的頻移 n解決方法：鎖相技術(shù)解決方法：鎖相技術(shù) 頻率跟蹤頻率跟蹤 (5)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多樣、靈活，建網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)管復(fù)雜系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多樣、靈活，建網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)管復(fù)雜 n網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多種多樣網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多種多樣 l覆蓋形狀：帶狀、面狀覆蓋形狀：帶狀、面狀 l覆蓋大?。捍髤^(qū)制覆蓋大小：大區(qū)制蜂窩小區(qū)蜂窩小區(qū)微蜂窩微蜂窩大區(qū)和微小區(qū)結(jié)合大區(qū)和微小區(qū)結(jié)合層狀層狀 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) l考慮因素：容量、穩(wěn)定性、速度、建網(wǎng)費(fèi)用考慮因素：容量、穩(wěn)定性、速度、建網(wǎng)費(fèi)用 n網(wǎng)管復(fù)雜網(wǎng)管復(fù)雜 l用戶注冊(cè)和登記、鑒權(quán)和計(jì)費(fèi)、安

21、全和保密用戶注冊(cè)和登記、鑒權(quán)和計(jì)費(fèi)、安全和保密 n網(wǎng)絡(luò)技術(shù)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)技術(shù)復(fù)雜 l越區(qū)切換、漫游越區(qū)切換、漫游等功能等功能 6.1移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 (6)移動(dòng)臺(tái)必須在移動(dòng)環(huán)境中使用移動(dòng)臺(tái)必須在移動(dòng)環(huán)境中使用 n體積小、重量輕、操作方便小巧（超大規(guī)模集成體積小、重量輕、操作方便小巧（超大規(guī)模集成 電路的使用）電路的使用） n便攜（天線要短，使用高頻）便攜（天線要短，使用高頻） n省電（發(fā)射功率要盡量小）省電（發(fā)射功率要盡量?。?n防震（性能穩(wěn)定）防震（性能穩(wěn)定） n抗潮等?？钩钡?。 6.1移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 w 可見：移動(dòng)通信面臨的核心問題可見：移動(dòng)通信面臨的核心問題 n在滿足用戶服務(wù)

22、質(zhì)量的前提下，提高頻譜利用率，在滿足用戶服務(wù)質(zhì)量的前提下，提高頻譜利用率， 提高系統(tǒng)容量，提供多種服務(wù)是提高系統(tǒng)容量，提供多種服務(wù)是公眾移動(dòng)通信的公眾移動(dòng)通信的 核心問題核心問題 6.1移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 4. 移動(dòng)通信的工作方式移動(dòng)通信的工作方式： w 按照通信的狀態(tài)和頻率使用的方法可分為三按照通信的狀態(tài)和頻率使用的方法可分為三 種方式：種方式： n單工單工 n半雙工半雙工 n雙工雙工 （1）單工制）單工制：單頻（同頻）單工：單頻（同頻）單工 n單頻是指通信的雙方使用相同的工作頻率單頻是指通信的雙方使用相同的工作頻率 n單工是指通信雙方的操作采用單工是指通信雙方的操作采用“按按講講”方

23、式。方式。 l平時(shí)，雙方的接收機(jī)均處于守聽狀態(tài)。如果平時(shí)，雙方的接收機(jī)均處于守聽狀態(tài)。如果A方需要方需要 發(fā)話，可按發(fā)話，可按“按講按講”開關(guān)，關(guān)掉開關(guān)，關(guān)掉A方接收機(jī)，使其發(fā)方接收機(jī)，使其發(fā) 射機(jī)工作，這時(shí)由于射機(jī)工作，這時(shí)由于B方接收機(jī)處于守聽狀態(tài)，即可方接收機(jī)處于守聽狀態(tài)，即可 實(shí)現(xiàn)由實(shí)現(xiàn)由A至至B的通話；同理，也可實(shí)現(xiàn)由的通話；同理，也可實(shí)現(xiàn)由B至至A的通話。的通話。 l收發(fā)使用同一個(gè)頻率的按鍵通信方式。收發(fā)使用同一個(gè)頻率的按鍵通信方式。 l發(fā)送時(shí)不能接收，接收時(shí)不能發(fā)送。發(fā)送時(shí)不能接收，接收時(shí)不能發(fā)送。 n單工工作方式動(dòng)畫示意單工工作方式動(dòng)畫示意 6.1移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 （2

24、）半雙工制：）半雙工制： n指通信的雙方，有一方（如指通信的雙方，有一方（如A方）使用雙工方式，方）使用雙工方式， 即收發(fā)信機(jī)同時(shí)工作，且使用兩個(gè)不同的頻率；即收發(fā)信機(jī)同時(shí)工作，且使用兩個(gè)不同的頻率； n而另一方（如而另一方（如B方），則采用雙頻單工方式，即方），則采用雙頻單工方式，即 收發(fā)信機(jī)交替工作。收發(fā)信機(jī)交替工作。 n半雙工制主要用于汽車調(diào)度、集群調(diào)度系統(tǒng)。半雙工制主要用于汽車調(diào)度、集群調(diào)度系統(tǒng)。 n半雙工工作方式動(dòng)畫示意半雙工工作方式動(dòng)畫示意 6.1移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 （3）雙工制：）雙工制： n通信的雙方收發(fā)信機(jī)均同時(shí)工作，即任意一方在通信的雙方收發(fā)信機(jī)均同時(shí)工作，即任意一方

25、在 發(fā)話的同時(shí)也能收到對(duì)方的話音。發(fā)話的同時(shí)也能收到對(duì)方的話音。 n目前移動(dòng)通信系統(tǒng)都采用這種制式目前移動(dòng)通信系統(tǒng)都采用這種制式。 n分類：分類： l頻分雙工頻分雙工 （FDD）：）：GSM使用使用 l時(shí)分雙工時(shí)分雙工 （TDD）：）：3G使用使用 n雙工工作方式動(dòng)畫圖雙工工作方式動(dòng)畫圖 6.1移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 w FDD TDD 反向信道前向信道 頻率分隔 反向信道前向信道 時(shí)間分隔時(shí)間 頻率 FDD TDD 6.1移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 FDD: n收發(fā)采用兩個(gè)不同的頻率，收發(fā)采用兩個(gè)不同的頻率，f1,f2之間有一定的頻率間隔之間有一定的頻率間隔 （避免發(fā)射機(jī)和接收機(jī)干擾），采用

26、這種制式的移動(dòng)臺(tái)（避免發(fā)射機(jī)和接收機(jī)干擾），采用這種制式的移動(dòng)臺(tái) 需要天線共用裝置需要天線共用裝置雙工器雙工器 w 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： na.由于發(fā)送頻帶和接收頻帶有一定的間隔（由于發(fā)送頻帶和接收頻帶有一定的間隔（10MHZ或或 45MHZ），所以發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的干擾可以大大降），所以發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的干擾可以大大降 低。低。 nb.使用方便，不需收發(fā)按鍵控制操作使用方便，不需收發(fā)按鍵控制操作 nc.適宜多頻道（即多用戶）同時(shí)工作的系統(tǒng)，這些頻道適宜多頻道（即多用戶）同時(shí)工作的系統(tǒng)，這些頻道 在頻率上互相分開，互不重疊。在頻率上互相分開，互不重疊。 w 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： n由于發(fā)射機(jī)通常處于連續(xù)發(fā)

27、射狀態(tài)，電源耗電量較大。由于發(fā)射機(jī)通常處于連續(xù)發(fā)射狀態(tài)，電源耗電量較大。 6.1移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 TDD： n通信雙方分別在自身控制器的控制下，以通信雙方分別在自身控制器的控制下，以 1個(gè)時(shí)隙發(fā)信，以另一個(gè)時(shí)隙收信的方式個(gè)時(shí)隙發(fā)信，以另一個(gè)時(shí)隙收信的方式 進(jìn)行通信。進(jìn)行通信。 n優(yōu)點(diǎn)：提高了頻譜利用率優(yōu)點(diǎn)：提高了頻譜利用率 n缺點(diǎn)：技術(shù)比較復(fù)雜缺點(diǎn)：技術(shù)比較復(fù)雜 n在在3G中廣泛采用。中廣泛采用。 6.1移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 w 5.移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成： w 移動(dòng)通信系統(tǒng)一般移動(dòng)通信系統(tǒng)一般由移動(dòng)臺(tái)（由移動(dòng)臺(tái)（MS）、基站）、基站 （BS）、移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（）、

28、移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（MSC）以及）以及 與市話網(wǎng)（與市話網(wǎng)（PSTN）相連接的中繼線等組成）相連接的中繼線等組成 n移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成 n移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成2 n不難看出，通過基站、移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心，就可不難看出，通過基站、移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心，就可 以實(shí)現(xiàn)在整個(gè)服務(wù)區(qū)內(nèi)任意兩個(gè)移動(dòng)用戶之間的以實(shí)現(xiàn)在整個(gè)服務(wù)區(qū)內(nèi)任意兩個(gè)移動(dòng)用戶之間的 通信，也可以經(jīng)過中繼線與通信，也可以經(jīng)過中繼線與PSTN連接，從而構(gòu)連接，從而構(gòu) 成一個(gè)無線、有線相結(jié)合的移動(dòng)通信系統(tǒng)。成一個(gè)無線、有線相結(jié)合的移動(dòng)通信系統(tǒng)。 6.1移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 w 移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心MS

29、C（Mobile Switching Centre）：）： n完成移動(dòng)臺(tái)和移動(dòng)臺(tái)之間、移動(dòng)臺(tái)和固定用戶之完成移動(dòng)臺(tái)和移動(dòng)臺(tái)之間、移動(dòng)臺(tái)和固定用戶之 間信息的交換轉(zhuǎn)接和系統(tǒng)的管理。間信息的交換轉(zhuǎn)接和系統(tǒng)的管理。 n通常，每個(gè)移動(dòng)交換中心可以支持近通常，每個(gè)移動(dòng)交換中心可以支持近100個(gè)基站，個(gè)基站， 移動(dòng)交換中心到固定網(wǎng)絡(luò)之間需要移動(dòng)交換中心到固定網(wǎng)絡(luò)之間需要5000個(gè)話路的個(gè)話路的 傳輸容量。傳輸容量。 w 交換中心至基站的傳輸線交換中心至基站的傳輸線 n光纖或微波光纖或微波 w 移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)臺(tái)MS（Mobile Station）：）： n接收無線信號(hào)并且移動(dòng)的終端，接收無線信號(hào)并且移動(dòng)的終端，

30、 n包括手機(jī)，車載臺(tái)、呼機(jī)，無繩電話等等包括手機(jī)，車載臺(tái)、呼機(jī)，無繩電話等等 w 基站基站BS（Base Station ）移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成2 n是與移動(dòng)臺(tái)聯(lián)系的一個(gè)固定收發(fā)機(jī)是與移動(dòng)臺(tái)聯(lián)系的一個(gè)固定收發(fā)機(jī) n接收移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)與交換局相連，從而完成移動(dòng)接收移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)與交換局相連，從而完成移動(dòng) 臺(tái)的收發(fā)工作臺(tái)的收發(fā)工作 n每個(gè)基站都有一個(gè)可靠通信的服務(wù)范圍每個(gè)基站都有一個(gè)可靠通信的服務(wù)范圍(稱為無稱為無 線小區(qū)線小區(qū)) l服務(wù)區(qū)的大小，主要由發(fā)射功率和基站天線的服務(wù)區(qū)的大小，主要由發(fā)射功率和基站天線的 高度決定。高度決定。 愛立信基站圖 6.6.常用移動(dòng)通信系統(tǒng)常用移動(dòng)通信

31、系統(tǒng) n無無線尋呼系統(tǒng)線尋呼系統(tǒng) n無繩電話無繩電話系統(tǒng)系統(tǒng) n集群調(diào)動(dòng)集群調(diào)動(dòng)系統(tǒng)系統(tǒng) n衛(wèi)星移動(dòng)通信衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)系統(tǒng) n陸地公眾蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)陸地公眾蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng) w 陸地公眾蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)是移動(dòng)通信系統(tǒng)陸地公眾蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)是移動(dòng)通信系統(tǒng) 的代表，也是發(fā)展最快的系統(tǒng)的代表，也是發(fā)展最快的系統(tǒng) 常用移動(dòng)通信系統(tǒng)簡介常用移動(dòng)通信系統(tǒng)簡介 （1 1）無線尋呼系統(tǒng)）無線尋呼系統(tǒng) w 組成：組成： n無線尋呼控制中心無線尋呼控制中心 n尋呼發(fā)射臺(tái)尋呼發(fā)射臺(tái) n尋呼接收機(jī)尋呼接收機(jī) w 工作方式：工作方式： n人工人工 n手動(dòng)手動(dòng) 無線電尋呼系統(tǒng)組成無線電尋呼系統(tǒng)組成 工作過程：用戶打

32、電話電話網(wǎng)連入尋呼臺(tái)對(duì)叫方的 信息進(jìn)行處理天線發(fā)送出去BP接收信號(hào) 常用移動(dòng)通信系統(tǒng)簡介常用移動(dòng)通信系統(tǒng)簡介 （2）無繩電話系統(tǒng)）無繩電話系統(tǒng) w 功率?。üβ市。?0mW10mW以下），覆蓋半徑小（以下），覆蓋半徑小（100m100m左右）左右） w 分類：分類： n公用（通常在辦公樓、居民樓群之間、火車站、機(jī)場、公用（通常在辦公樓、居民樓群之間、火車站、機(jī)場、 繁華街道）設(shè)立基站繁華街道）設(shè)立基站 n私用：私用：“步步高步步高”等無繩電話。等無繩電話。 w 近年來基于無繩概念而發(fā)展起來的無線用戶交換近年來基于無繩概念而發(fā)展起來的無線用戶交換 （WPABXWPABX）得到重視，作為無繩數(shù)據(jù)通

33、信的無線局）得到重視，作為無繩數(shù)據(jù)通信的無線局 域網(wǎng)（域網(wǎng)（WLANWLAN）也得到發(fā)展。）也得到發(fā)展。 w 無繩通信也是發(fā)展個(gè)人通信網(wǎng)（無繩通信也是發(fā)展個(gè)人通信網(wǎng)（PCNPCN）的一個(gè)基礎(chǔ)。）的一個(gè)基礎(chǔ)。 常用移動(dòng)通信系統(tǒng)簡介常用移動(dòng)通信系統(tǒng)簡介 w無繩電話移動(dòng)通信系統(tǒng)無繩電話移動(dòng)通信系統(tǒng) 常用移動(dòng)通信系統(tǒng)簡介常用移動(dòng)通信系統(tǒng)簡介 （3）集群調(diào)度系統(tǒng)：）集群調(diào)度系統(tǒng)： w 作用：公共汽車、公安、消防等的調(diào)度。作用：公共汽車、公安、消防等的調(diào)度。 w 它的特點(diǎn)為只有一個(gè)基站，天線高度為幾十它的特點(diǎn)為只有一個(gè)基站，天線高度為幾十 米至百余米，覆蓋半徑為米至百余米，覆蓋半徑為303050km50k

34、m以上，發(fā)以上，發(fā) 射機(jī)功率可高達(dá)射機(jī)功率可高達(dá)200W200W n信道數(shù)有限，容量較小，信道數(shù)有限，容量較小，一般只能容納數(shù)百至數(shù)一般只能容納數(shù)百至數(shù) 千個(gè)用戶千個(gè)用戶 w 組成：一般由控制中心、總調(diào)度臺(tái)、分調(diào)度組成：一般由控制中心、總調(diào)度臺(tái)、分調(diào)度 臺(tái)、基地臺(tái)及移動(dòng)臺(tái)組成臺(tái)、基地臺(tái)及移動(dòng)臺(tái)組成 n最簡單的調(diào)度通信網(wǎng)由若干個(gè)使用同一頻率的移最簡單的調(diào)度通信網(wǎng)由若干個(gè)使用同一頻率的移 動(dòng)電臺(tái)組成，其中一個(gè)充當(dāng)調(diào)度臺(tái)，向其它臺(tái)發(fā)動(dòng)電臺(tái)組成，其中一個(gè)充當(dāng)調(diào)度臺(tái)，向其它臺(tái)發(fā) 送信息。送信息。 n用戶數(shù)約為幾十至幾百，可以是車載臺(tái)，也可是用戶數(shù)約為幾十至幾百，可以是車載臺(tái)，也可是 以手持臺(tái)。它們可以與

35、基站通信，也可通過基站以手持臺(tái)。它們可以與基站通信，也可通過基站 與其他移動(dòng)臺(tái)及市話用戶通信，基站與市站有線與其他移動(dòng)臺(tái)及市話用戶通信，基站與市站有線 網(wǎng)連接。網(wǎng)連接。 功能：該系統(tǒng)具有單呼、組呼、全呼、緊急告警功能：該系統(tǒng)具有單呼、組呼、全呼、緊急告警/ /呼呼 叫、多級(jí)優(yōu)先及私密電話等適合調(diào)度業(yè)務(wù)專用的功能。叫、多級(jí)優(yōu)先及私密電話等適合調(diào)度業(yè)務(wù)專用的功能。 常用移動(dòng)通信系統(tǒng)簡介常用移動(dòng)通信系統(tǒng)簡介 （4）移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)）移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng) n中、低軌道非同步衛(wèi)星中、低軌道非同步衛(wèi)星 n技術(shù)成熟，但造價(jià)高、壽命短技術(shù)成熟，但造價(jià)高、壽命短 n接收信號(hào)電平與通信距離的平方成反比接收信號(hào)電平與通

36、信距離的平方成反比 w 幾個(gè)移動(dòng)衛(wèi)星系統(tǒng)幾個(gè)移動(dòng)衛(wèi)星系統(tǒng) 美國美國Motorola Motorola 銥（銥（IridiumIridium）系統(tǒng)，它采用）系統(tǒng)，它采用8 8軌道軌道6666顆星顆星 的星狀星座，衛(wèi)星高度為的星狀星座，衛(wèi)星高度為765km765km。 全球星（全球星（Global starGlobal star）系統(tǒng)，它采用）系統(tǒng)，它采用4848顆星的萊克爾星顆星的萊克爾星 座，衛(wèi)星高度約座，衛(wèi)星高度約1400km1400km； 奧德賽（奧德賽（OdesseyOdessey）系統(tǒng)，采用）系統(tǒng)，采用3 3軌道軌道1212顆星的萊克爾星顆星的萊克爾星 座，中軌、高度為座，中軌、高度為

37、10000km10000km； 白羊（白羊（AriesAries）系統(tǒng)，采用）系統(tǒng)，采用4 4軌道軌道4848顆星的星狀星座，高顆星的星狀星座，高 度約度約1000km1000km； 俄羅斯的俄羅斯的4 4軌道軌道3232顆星的顆星的COSCONCOSCON系統(tǒng)系統(tǒng) 海事衛(wèi)星組織推出的海事衛(wèi)星組織推出的InmarsatInmarsatP P，采用，采用1212顆星的中軌星顆星的中軌星 座組成全球網(wǎng)（雙模式）座組成全球網(wǎng)（雙模式） (5)幾種典型的蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)幾種典型的蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng) TACS GSM900/ DCS1800 CDMA 工作 頻段 DL (MHz) 935-960 9359

38、60 1805-1880 869-894 UL (MHz) 890-915 890915 1710-1785 824849 雙工間隔45MHz45MHz45MHz 頻道間隔25KHz200KHz1250KHz 接續(xù)方式FDMATDMACDMA 6.2蜂窩狀移動(dòng)通信系統(tǒng)簡介蜂窩狀移動(dòng)通信系統(tǒng)簡介 w n移動(dòng)通信的瓶頸：頻率資源（移動(dòng)通信的瓶頸：頻率資源（VHF/UHFVHF/UHF）有限）有限 n如何解決容量問題？如何解決容量問題？ l比如，目前比如，目前GSMGSM，系統(tǒng)可用頻帶為，系統(tǒng)可用頻帶為25MHZ,25MHZ,相鄰相鄰 頻道間隔為頻道間隔為200kHZ200kHZ，頻道配置采用等間隔

39、配置，頻道配置采用等間隔配置 方法，因而只有方法，因而只有125125個(gè)（實(shí)際上只有個(gè)（實(shí)際上只有124124個(gè)個(gè), ,同同 時(shí)容納時(shí)容納10001000個(gè)用戶）頻道，這么少的頻道數(shù)如個(gè)用戶）頻道，這么少的頻道數(shù)如 何容納上億計(jì)的用戶來進(jìn)行通話呢？何容納上億計(jì)的用戶來進(jìn)行通話呢？ 引言引言 1.移動(dòng)通信系統(tǒng)中解決容量問題移動(dòng)通信系統(tǒng)中解決容量問題 的主要技術(shù)？的主要技術(shù)？ 900MHZ900MHZ頻段頻段( (GSM )GSM )： MSBS 890MHz-915MHz MSBS 890MHz-915MHz 頻率范圍頻率范圍2525MHzMHz BSMS 935MHz-960MHz BSMS

40、935MHz-960MHz 頻率范圍頻率范圍2525MHzMHz 引引 言言 上一節(jié)中，我們學(xué)習(xí)了移動(dòng)通信基上一節(jié)中，我們學(xué)習(xí)了移動(dòng)通信基 本概念本概念,并了解移動(dòng)通信的特點(diǎn)等內(nèi)并了解移動(dòng)通信的特點(diǎn)等內(nèi) 容。容。 特點(diǎn)一：頻率資源有限特點(diǎn)一：頻率資源有限 900MHZ900MHZ頻段頻段( (GSM )GSM )： MSBS 890MHz-915MHz MSBS 890MHz-915MHz 頻率范圍頻率范圍25MHz25MHz BSMS 935MHz-960MHz BSMS 935MHz-960MHz 頻率范圍頻率范圍25MHz25MHz 移動(dòng)通信系統(tǒng)中解決容量問題的主要技術(shù)？移動(dòng)通信系統(tǒng)中解

41、決容量問題的主要技術(shù)？ 頻率復(fù)用 (Channel Reuse) w 頻率復(fù)用的可行性：頻率復(fù)用的可行性： n利用超短波電波傳播距離有限的特點(diǎn)，離開一定利用超短波電波傳播距離有限的特點(diǎn)，離開一定 距離的小區(qū)可以重復(fù)使用頻率，使頻率資源可以距離的小區(qū)可以重復(fù)使用頻率，使頻率資源可以 充分利用。充分利用。 研究同頻干擾和同頻小區(qū)間的距離是頻率復(fù)研究同頻干擾和同頻小區(qū)間的距離是頻率復(fù) 用的依據(jù)用的依據(jù) 6.2蜂窩狀移動(dòng)通信系統(tǒng)簡介 w 提高容量的主要技術(shù)：提高容量的主要技術(shù)： n通過通過蜂窩技術(shù)、頻率復(fù)用、小區(qū)分裂以及多址聯(lián)蜂窩技術(shù)、頻率復(fù)用、小區(qū)分裂以及多址聯(lián) 接等技術(shù)接等技術(shù)來解決容量問題。來解

42、決容量問題。 n蜂窩小區(qū)的劃分蜂窩小區(qū)的劃分是解決是解決頻道利用，增加用戶容量頻道利用，增加用戶容量 的關(guān)鍵技術(shù)。的關(guān)鍵技術(shù)。 6.2蜂窩狀移動(dòng)通信系統(tǒng)簡介蜂窩狀移動(dòng)通信系統(tǒng)簡介 （1）蜂窩小區(qū)的劃分）蜂窩小區(qū)的劃分 w 小區(qū)劃分就是把整個(gè)服務(wù)區(qū)域劃分為若干個(gè)小區(qū)劃分就是把整個(gè)服務(wù)區(qū)域劃分為若干個(gè) 小區(qū)。小區(qū)。 w 每小區(qū)的半徑可視用戶的分布密度在每小區(qū)的半徑可視用戶的分布密度在110 公里公里左右，左右， w 每個(gè)小區(qū)分別設(shè)置一個(gè)基站，負(fù)責(zé)本小區(qū)移每個(gè)小區(qū)分別設(shè)置一個(gè)基站，負(fù)責(zé)本小區(qū)移 動(dòng)通信的聯(lián)絡(luò)和控制。動(dòng)通信的聯(lián)絡(luò)和控制。 n每個(gè)基站可使用若干條無線頻分、時(shí)分或碼分信每個(gè)基站可使用若干條

43、無線頻分、時(shí)分或碼分信 道，信道數(shù)決定了本小區(qū)內(nèi)可以同時(shí)使用的用戶道，信道數(shù)決定了本小區(qū)內(nèi)可以同時(shí)使用的用戶 數(shù)。數(shù)。 n如如GSMGSM中每個(gè)小區(qū)的用戶在中每個(gè)小區(qū)的用戶在1000以上以上。 w 無線小區(qū)的模型（蜂窩的概念）：無線小區(qū)的模型（蜂窩的概念）： w由許多由許多正六邊形小區(qū)正六邊形小區(qū) 作為基本幾何圖形覆蓋作為基本幾何圖形覆蓋 整個(gè)服務(wù)區(qū)，從而構(gòu)成整個(gè)服務(wù)區(qū)，從而構(gòu)成 形狀類似蜂窩的移動(dòng)通形狀類似蜂窩的移動(dòng)通 信網(wǎng)，稱為信網(wǎng)，稱為小區(qū)制蜂窩小區(qū)制蜂窩 移動(dòng)通信網(wǎng)。移動(dòng)通信網(wǎng)。 w 每小區(qū)的半徑可視用戶的分布密度在每小區(qū)的半徑可視用戶的分布密度在110 公里公里左右，左右， l小區(qū)半

44、徑因網(wǎng)絡(luò)容量、使用頻率、地理環(huán)境不同而不小區(qū)半徑因網(wǎng)絡(luò)容量、使用頻率、地理環(huán)境不同而不 同，決定小區(qū)覆蓋半徑的因素：同，決定小區(qū)覆蓋半徑的因素： (1)地球曲率；地球曲率； (2)地形影響地形影響 (3)多徑反射多徑反射 (4)移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率小，上行信號(hào)傳輸距離有限（上下行功率差移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率小，上行信號(hào)傳輸距離有限（上下行功率差 可達(dá)可達(dá)612dB）,出現(xiàn)手機(jī)在服務(wù)區(qū)內(nèi)接收信號(hào)很強(qiáng)，卻打不出出現(xiàn)手機(jī)在服務(wù)區(qū)內(nèi)接收信號(hào)很強(qiáng)，卻打不出 電話的現(xiàn)象。電話的現(xiàn)象。 6.2蜂窩狀移動(dòng)通信系統(tǒng)簡介蜂窩狀移動(dòng)通信系統(tǒng)簡介 w（2）頻率復(fù)用）頻率復(fù)用（提高容量）（提高容量） n劃分小區(qū)的目的：間隔小區(qū)可頻率

45、再用劃分小區(qū)的目的：間隔小區(qū)可頻率再用 （frequency reuse） l利用超短波電波傳播距離有限的特點(diǎn)，離開一定距離利用超短波電波傳播距離有限的特點(diǎn)，離開一定距離 的小區(qū)可以重復(fù)使用頻率，使頻率資源可以充分利用。的小區(qū)可以重復(fù)使用頻率，使頻率資源可以充分利用。 l每一個(gè)小區(qū)分配一些頻率資源，隔幾個(gè)小區(qū)后，又把每一個(gè)小區(qū)分配一些頻率資源，隔幾個(gè)小區(qū)后，又把 相同的頻率劃給另一個(gè)小區(qū)，但認(rèn)為這時(shí)候他們之間相同的頻率劃給另一個(gè)小區(qū)，但認(rèn)為這時(shí)候他們之間 的干擾比較小，可以忍受。的干擾比較小，可以忍受。 n頻率復(fù)用：服務(wù)區(qū)分成若干個(gè)小區(qū)后，相隔一定頻率復(fù)用：服務(wù)區(qū)分成若干個(gè)小區(qū)后，相隔一定 距

46、離的小區(qū)可以同時(shí)使用相同的工作頻率組，即距離的小區(qū)可以同時(shí)使用相同的工作頻率組，即 在一個(gè)很大的服務(wù)區(qū)內(nèi)，同一組波道頻率可以多在一個(gè)很大的服務(wù)區(qū)內(nèi)，同一組波道頻率可以多 次重復(fù)使用，稱為頻率復(fù)用。次重復(fù)使用，稱為頻率復(fù)用。 w 頻率復(fù)用頻率復(fù)用是蜂窩系統(tǒng)中的一個(gè)核心概念，蜂是蜂窩系統(tǒng)中的一個(gè)核心概念，蜂 窩結(jié)構(gòu)的價(jià)值是借助于頻率復(fù)用實(shí)現(xiàn)的窩結(jié)構(gòu)的價(jià)值是借助于頻率復(fù)用實(shí)現(xiàn)的 w 頻率復(fù)用間距越小，網(wǎng)絡(luò)容量越大頻率復(fù)用間距越小，網(wǎng)絡(luò)容量越大 w 可以大大緩解用戶數(shù)猛增與頻率資源有限的可以大大緩解用戶數(shù)猛增與頻率資源有限的 矛盾。矛盾。 w 研究同頻干擾和研究同頻干擾和 同頻小區(qū)間的距離是同頻小區(qū)間

47、的距離是 頻率復(fù)用的依據(jù)。頻率復(fù)用的依據(jù)。 w 同頻小區(qū)間的距離取決于同頻小區(qū)間的距離取決于 能容許的同頻干擾。能容許的同頻干擾。 w 同頻干擾又取決于同頻干擾又取決于 話音質(zhì)量要求的話音質(zhì)量要求的 信噪比（信噪比（C/N）。）。 w 通常采用通常采用7 7個(gè)基站區(qū)個(gè)基站區(qū)2121個(gè)無線小區(qū)區(qū)群，又個(gè)無線小區(qū)區(qū)群，又 叫三葉草形叫三葉草形2121無線小區(qū)區(qū)群，使用無線小區(qū)區(qū)群，使用7 73=213=21 個(gè)信道組，如下圖所示。個(gè)信道組，如下圖所示。 w 2121個(gè)無線小區(qū)模型個(gè)無線小區(qū)模型 w 基站在三個(gè)小區(qū)的頂點(diǎn)，向三個(gè)方向以不同基站在三個(gè)小區(qū)的頂點(diǎn)，向三個(gè)方向以不同 的頻率組覆蓋，又稱之為

48、頂點(diǎn)激勵(lì)方式，采的頻率組覆蓋，又稱之為頂點(diǎn)激勵(lì)方式，采 用用1201200 0的定向天線發(fā)射功率一般為的定向天線發(fā)射功率一般為5 510w10w輻輻 射電磁波進(jìn)行無線信號(hào)覆蓋。射電磁波進(jìn)行無線信號(hào)覆蓋。 6.2蜂窩狀移動(dòng)通信系統(tǒng)簡介蜂窩狀移動(dòng)通信系統(tǒng)簡介 w （3）小區(qū)分裂）小區(qū)分裂 （提高容量）（提高容量） n小區(qū)分裂是頻率復(fù)用外，提高蜂窩網(wǎng)容量及頻譜小區(qū)分裂是頻率復(fù)用外，提高蜂窩網(wǎng)容量及頻譜 效率的又一重要概念效率的又一重要概念 n由于提高了信道復(fù)用的次數(shù)，所以提高了容量。由于提高了信道復(fù)用的次數(shù)，所以提高了容量。 n原因：原因： l移動(dòng)通信系統(tǒng)在初期設(shè)計(jì)時(shí)總是認(rèn)為服務(wù)區(qū)各小區(qū)大小相同，用

49、移動(dòng)通信系統(tǒng)在初期設(shè)計(jì)時(shí)總是認(rèn)為服務(wù)區(qū)各小區(qū)大小相同，用 戶密度均勻分布，各基站開設(shè)頻道數(shù)也相等。戶密度均勻分布，各基站開設(shè)頻道數(shù)也相等。 l實(shí)際上，隨著用戶數(shù)不斷增大，服務(wù)區(qū)內(nèi)各小區(qū)用戶密度不再相實(shí)際上，隨著用戶數(shù)不斷增大，服務(wù)區(qū)內(nèi)各小區(qū)用戶密度不再相 等。等。 l例如，鬧市區(qū)的用戶密度大，話務(wù)量也較大。顯然，初期設(shè)計(jì)方例如，鬧市區(qū)的用戶密度大，話務(wù)量也較大。顯然，初期設(shè)計(jì)方 案已不符合用戶不均勻分布的情況。案已不符合用戶不均勻分布的情況。 w 小區(qū)分裂動(dòng)畫示意小區(qū)分裂動(dòng)畫示意 6.2蜂窩狀移動(dòng)通信系統(tǒng)簡介蜂窩狀移動(dòng)通信系統(tǒng)簡介 6.2蜂窩狀移動(dòng)通信系統(tǒng)簡介 w （4）移動(dòng)通信中的多址技術(shù)）

50、移動(dòng)通信中的多址技術(shù)（提高容量）（提高容量） w 在移動(dòng)通信中，許多用戶同時(shí)通話，以不同在移動(dòng)通信中，許多用戶同時(shí)通話，以不同 的移動(dòng)信道分隔，防止相互干擾的技術(shù)方式的移動(dòng)信道分隔，防止相互干擾的技術(shù)方式 稱為多址方式。稱為多址方式。 n頻分多址頻分多址(FDMA) n時(shí)分多址時(shí)分多址(TDMA) n碼分多址碼分多址(CDMA) 移動(dòng)通信中的多址技術(shù)移動(dòng)通信中的多址技術(shù) w FDMA n頻分多址以頻率來區(qū)分信道。頻分多址以頻率來區(qū)分信道。 n特點(diǎn)：使用簡單，信號(hào)連續(xù)傳輸，滿足模擬話音通信，特點(diǎn)：使用簡單，信號(hào)連續(xù)傳輸，滿足模擬話音通信， 技術(shù)成熟。技術(shù)成熟。 n缺點(diǎn)：多頻道信號(hào)互調(diào)干擾嚴(yán)重，頻

51、率利用率低，容量缺點(diǎn)：多頻道信號(hào)互調(diào)干擾嚴(yán)重，頻率利用率低，容量 小。小。 信 道 1 信 道 2 信 道 3 信 道 N 代碼 頻率 時(shí)間 移動(dòng)通信中的多址技術(shù)移動(dòng)通信中的多址技術(shù) w TDMA n在一個(gè)無線頻道上，按時(shí)間分割為若干個(gè)時(shí)隙，每個(gè)信在一個(gè)無線頻道上，按時(shí)間分割為若干個(gè)時(shí)隙，每個(gè)信 道占用一個(gè)時(shí)隙，在規(guī)定的時(shí)隙內(nèi)收發(fā)信號(hào)。道占用一個(gè)時(shí)隙，在規(guī)定的時(shí)隙內(nèi)收發(fā)信號(hào)。 n時(shí)分多址只傳數(shù)字信息，信息需經(jīng)壓縮和緩沖存儲(chǔ)的過時(shí)分多址只傳數(shù)字信息，信息需經(jīng)壓縮和緩沖存儲(chǔ)的過 程，在實(shí)際使用時(shí)常程，在實(shí)際使用時(shí)常 FDMA/TDMA復(fù)分使用。復(fù)分使用。 信道1 信道2 信道3 代碼 頻率 時(shí)間

52、時(shí)隙 信道N f2f1 . . . C1C2C3C4C5 B1B2B3B4B5 A1A2A3A4A5 H1H2H3H4H5 G1G2G3G4G5 F1F2F3F4F5 E1E2E3E4E5 D1D2D3D4D5 C1C2C3C4C5 B1B2B3B4B5 A1A2A3A4A5 f3f4f5 移動(dòng)通信中的多址技術(shù)移動(dòng)通信中的多址技術(shù) w CDMA n采用擴(kuò)頻通信技術(shù)，每個(gè)用戶具有特定的地址碼（相當(dāng)采用擴(kuò)頻通信技術(shù)，每個(gè)用戶具有特定的地址碼（相當(dāng) 于擴(kuò)頻中的于擴(kuò)頻中的PN碼），利用地址碼相互之間的正交性（或碼），利用地址碼相互之間的正交性（或 準(zhǔn)正交性）完成信道分離的任務(wù)。準(zhǔn)正交性）完成信道分離的

53、任務(wù)。 w CDMA在頻率、時(shí)間、在頻率、時(shí)間、 空間上重疊?？臻g上重疊。 w 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： n系統(tǒng)容量大，實(shí)際使用中系統(tǒng)容量大，實(shí)際使用中 比比TDMA數(shù)字系統(tǒng)大數(shù)字系統(tǒng)大46倍倍 比模擬比模擬FDMA系統(tǒng)大系統(tǒng)大10倍倍 n抗干擾、抗多徑能力高抗干擾、抗多徑能力高。 信道1 信道2 信道3 信道N 代碼 頻率 時(shí)間 6.2蜂窩狀移動(dòng)通信系統(tǒng)簡介蜂窩狀移動(dòng)通信系統(tǒng)簡介 2.蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中幾個(gè)術(shù)語的解釋蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中幾個(gè)術(shù)語的解釋 （1）信道：）信道： n按功能分，信道的類型分為業(yè)務(wù)信道（按功能分，信道的類型分為業(yè)務(wù)信道（TCH） 和控制信道（和控制信道（CCH） n業(yè)務(wù)信道業(yè)務(wù)信道：

54、用于傳送編碼話音及用戶數(shù)據(jù)：用于傳送編碼話音及用戶數(shù)據(jù)。 n控制信道控制信道：用于傳送基站與移動(dòng)站之間的信令與：用于傳送基站與移動(dòng)站之間的信令與 同步數(shù)據(jù)。同步數(shù)據(jù)。 l一般情況下，移動(dòng)臺(tái)對(duì)它所屬系統(tǒng)的控制信道進(jìn)行自一般情況下，移動(dòng)臺(tái)對(duì)它所屬系統(tǒng)的控制信道進(jìn)行自 動(dòng)掃描后，?？吭谛盘?hào)最強(qiáng)的一條控制信道上守候等動(dòng)掃描后，?？吭谛盘?hào)最強(qiáng)的一條控制信道上守候等 待尋呼，或發(fā)出主呼。待尋呼，或發(fā)出主呼。 l在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，將整個(gè)覆蓋區(qū)分成許多位置區(qū)，在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，將整個(gè)覆蓋區(qū)分成許多位置區(qū)， 各各移動(dòng)交換局服務(wù)區(qū)有自己的位置識(shí)別碼移動(dòng)交換局服務(wù)區(qū)有自己的位置識(shí)別碼，通過區(qū)內(nèi)，通過區(qū)內(nèi) 各各基站控

55、制信道發(fā)出基站控制信道發(fā)出。 (2)越區(qū)切換：越區(qū)切換：越區(qū)切換越區(qū)切換MSC之間過程之間過程 n越區(qū)切換：當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在通話中經(jīng)過兩個(gè)基站覆蓋越區(qū)切換：當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在通話中經(jīng)過兩個(gè)基站覆蓋 區(qū)的相鄰邊界的時(shí)候，為了保持繼續(xù)正常通話，區(qū)的相鄰邊界的時(shí)候，為了保持繼續(xù)正常通話， 不致中斷，需要進(jìn)行的信道切換過程，不致中斷，需要進(jìn)行的信道切換過程， n相鄰小區(qū)切換信道兩種情況：相鄰小區(qū)切換信道兩種情況： l信道頻率不相同信道頻率不相同 l信道頻率相同而地址碼不同信道頻率相同而地址碼不同 n兩種切換方式：硬切換與軟切換兩種切換方式：硬切換與軟切換 w 硬切換：硬切換：指移動(dòng)臺(tái)在不同頻道之間的切換，指移動(dòng)臺(tái)在

56、不同頻道之間的切換， n由由MSCMSC命令移動(dòng)臺(tái)從一個(gè)小區(qū)的無線頻道轉(zhuǎn)接到命令移動(dòng)臺(tái)從一個(gè)小區(qū)的無線頻道轉(zhuǎn)接到 另一個(gè)小區(qū)的無線頻道上。另一個(gè)小區(qū)的無線頻道上。 n這種切換需要移動(dòng)臺(tái)先切斷原來的收發(fā)頻率，再這種切換需要移動(dòng)臺(tái)先切斷原來的收發(fā)頻率，再 搜索使用新的頻道。搜索使用新的頻道。 n硬切換會(huì)造成通話短暫中斷，當(dāng)切換時(shí)間較長時(shí)，硬切換會(huì)造成通話短暫中斷，當(dāng)切換時(shí)間較長時(shí)， 將影響用戶通話。將影響用戶通話。 n硬切換動(dòng)畫硬切換動(dòng)畫 w 軟切換：軟切換： n指切換過程中，載波頻率不發(fā)生變化指切換過程中，載波頻率不發(fā)生變化，移動(dòng)用戶移動(dòng)用戶 與原基站和新基站都保持著通信聯(lián)系，可同時(shí)與與原基站和

57、新基站都保持著通信聯(lián)系，可同時(shí)與 兩個(gè)（或多個(gè)）基站建立通話鏈路，當(dāng)原服務(wù)基兩個(gè)（或多個(gè)）基站建立通話鏈路，當(dāng)原服務(wù)基 站的信號(hào)強(qiáng)度低于一門限值時(shí)，再切斷與原服務(wù)站的信號(hào)強(qiáng)度低于一門限值時(shí)，再切斷與原服務(wù) 基站的通信聯(lián)系。而保持與新基站的通信鏈路?；镜耐ㄐ怕?lián)系。而保持與新基站的通信鏈路。 w 因此軟切換沒有通信中斷現(xiàn)象。因此軟切換沒有通信中斷現(xiàn)象。 w 軟切換動(dòng)畫軟切換動(dòng)畫 w 載頻不同的兩個(gè)基站間只能用硬切換，載頻不同的兩個(gè)基站間只能用硬切換，軟切軟切 換只能在頻率相同的基站間進(jìn)行。換只能在頻率相同的基站間進(jìn)行。 w 所以所以FDMAFDMA和和TDMATDMA系統(tǒng)只能使用硬切換，系統(tǒng)只能

58、使用硬切換，CDMACDMA 系統(tǒng)兩種切換方式都可以采用。系統(tǒng)兩種切換方式都可以采用。 n目前使用的目前使用的GSMGSM系統(tǒng)的越區(qū)切換方式為硬切換，系統(tǒng)的越區(qū)切換方式為硬切換， CDMACDMA系統(tǒng)則既有硬切換又有軟切換。系統(tǒng)則既有硬切換又有軟切換。 n在在CDMACDMA系統(tǒng)中的不同扇區(qū)之間也可以實(shí)現(xiàn)軟切換。系統(tǒng)中的不同扇區(qū)之間也可以實(shí)現(xiàn)軟切換。 w 切換的參考信號(hào)：切換的參考信號(hào)： n多數(shù)移動(dòng)通信系統(tǒng)多數(shù)移動(dòng)通信系統(tǒng)用信號(hào)強(qiáng)度作為切換基準(zhǔn)用信號(hào)強(qiáng)度作為切換基準(zhǔn)。移。移 動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)到當(dāng)前小區(qū)的邊界時(shí)，信號(hào)強(qiáng)度逐漸減動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)到當(dāng)前小區(qū)的邊界時(shí)，信號(hào)強(qiáng)度逐漸減 弱且通話質(zhì)量逐漸惡化，而相鄰小區(qū)的

59、信號(hào)強(qiáng)度弱且通話質(zhì)量逐漸惡化，而相鄰小區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度 逐漸增強(qiáng)，在通信質(zhì)量惡化到無法使用前，通話逐漸增強(qiáng)，在通信質(zhì)量惡化到無法使用前，通話 應(yīng)被切換到相鄰小區(qū)。應(yīng)被切換到相鄰小區(qū)。 n切換也可根據(jù)誤碼率大小來確定。切換也可根據(jù)誤碼率大小來確定。 w 切換控制：移動(dòng)局下達(dá)切換指令。切換控制：移動(dòng)局下達(dá)切換指令。 n移動(dòng)局為移動(dòng)局為GSMGSM采用的方案：移動(dòng)臺(tái)持續(xù)監(jiān)視各基采用的方案：移動(dòng)臺(tái)持續(xù)監(jiān)視各基 站控制信道發(fā)來的信號(hào)，并將測量結(jié)果報(bào)告給舊站控制信道發(fā)來的信號(hào)，并將測量結(jié)果報(bào)告給舊 基站，并轉(zhuǎn)發(fā)給移動(dòng)局，移動(dòng)局根據(jù)測試結(jié)果決基站，并轉(zhuǎn)發(fā)給移動(dòng)局，移動(dòng)局根據(jù)測試結(jié)果決 定何時(shí)進(jìn)行越區(qū)切換以及切換

60、到哪一個(gè)基站。定何時(shí)進(jìn)行越區(qū)切換以及切換到哪一個(gè)基站。 （3）位置登記）位置登記 w 位置登記是指網(wǎng)絡(luò)保持跟蹤移動(dòng)臺(tái)實(shí)際所處的位置位置登記是指網(wǎng)絡(luò)保持跟蹤移動(dòng)臺(tái)實(shí)際所處的位置 并存儲(chǔ)位置信息。并存儲(chǔ)位置信息。 n通常移動(dòng)臺(tái)的位置信息存儲(chǔ)在稱為位置寄存器的功能實(shí)通常移動(dòng)臺(tái)的位置信息存儲(chǔ)在稱為位置寄存器的功能實(shí) 體中（即存儲(chǔ)在體中（即存儲(chǔ)在HLR和和VLR中）。中）。 n在現(xiàn)有的第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)中，位置管理采用兩在現(xiàn)有的第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)中，位置管理采用兩 層數(shù)據(jù)庫層數(shù)據(jù)庫,即即原籍位置寄存器原籍位置寄存器(HLR)和和訪問位置寄存器訪問位置寄存器 (VLR)。 l即：設(shè)置即：設(shè)置HLR