無線通信理論

1、 無線電通信原理無線電通信的概念 利用無線電波傳輸信息的通信方式即稱為無線電通信，這些信息包括聲音、文字、數(shù)據(jù)和圖像等無線電通信的特點(diǎn) 1、無線電通信的優(yōu)點(diǎn)，借助無線電波在自由空間傳播的特點(diǎn)，省去敷設(shè)導(dǎo)線的麻煩，實(shí)現(xiàn)更加自由、更加快捷、無障礙的信息交流和溝通。 2、無線電波的特性，無線電波在空間傳播時，可以反射、折射、繞射和散射傳播。根據(jù)電波頻率的不同，有些電波能夠在地球表面?zhèn)鞑?，有些能夠在空間直線傳播，有些能夠從大氣層上空反射傳播，有些電波甚至能穿透大氣層，飛向遙遠(yuǎn)的宇宙空間。早期無線電通信 無線電報 利用無線電電波作載體，通過編碼（莫爾斯電碼）和相應(yīng)的調(diào)制處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)人類遠(yuǎn)距離傳輸與交換信

2、息的通信方式。電報的發(fā)明大大加快了消息的流通，是西方工業(yè)革命的重要發(fā)明之一。 1909年，馬可尼和卡爾費(fèi)迪南德布勞恩（Karl Ferdinand Braun）由于“發(fā)明無線電報的貢獻(xiàn)”獲得諾貝爾物理學(xué)獎。馬可尼設(shè)計的無線電報的實(shí)驗(yàn)裝置 發(fā)報機(jī)是由電池組、莫爾斯電鍵、變壓器和發(fā)射天線組成；接收機(jī)是由接收天線、粉末檢波器、電池組、自動敲擊裝置組成。當(dāng)按下莫爾斯電鍵時，變壓器的次級線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流被一個“繼電器周期性地通斷，每一次斷流都在次級線圈內(nèi)產(chǎn)生一個很高的感應(yīng)電壓，接在次級上的兩個小球之間會產(chǎn)生電火花，通過發(fā)射天線向周圍空間發(fā)射電磁波。摩爾斯電碼摩爾斯電碼是一種早期的數(shù)字化通信形式，但是它不

3、同于現(xiàn)代只使用零和一兩種狀態(tài)的二進(jìn)制代碼，它的代碼包括五種： 點(diǎn)、劃、點(diǎn)和劃之間的停頓、每個字符間短的停頓（在點(diǎn)和劃之間）、每個詞之間中等的停頓以及句子之間長的停頓。摩爾斯電碼morse code 它由兩種基本信號和不同的間隔時間組成：短促的點(diǎn)信號“”，讀“滴”（Di）；保持一定時間的長信號“”，讀“嗒”（Da）。間隔時間：滴，1t；嗒，3t；滴嗒間，1t；字符間，3t；字間，7t。摩爾斯電碼 塞繆爾莫爾斯（Samuel Finley Breese Mors e，1791-1872）畫家,美國人。無線電頻譜 無線電頻譜資源是一個國家重要的戰(zhàn)略性資源 無線電頻譜資源的有限性。人類對無線電頻譜資源

4、的需求急劇膨脹，使無線電頻譜資源的稀缺程度不斷加大。無線電頻譜地波、天波、空間波 地波沿地球表面空間傳播的無線電波叫地波,根據(jù)波的衍射特性，當(dāng)波長大于或相當(dāng)于障礙物的尺寸時，電波能夠明顯地繞到障礙物的后面。地面上的障礙物一般不太大，長波、中波可以很好地繞過它們。 天波依靠電離層的反射來傳播的無線電波叫做天波,電離層是地球大氣層在地面上空50千米到幾百千米的范圍內(nèi)氣體分子由于受到太陽光的照射產(chǎn)生電離形成帶正電的離子和帶負(fù)電的電子，這層大氣就叫做電離層。短波最適宜以天波的形式傳播，它可以被電離層反射到幾千公里以外. 空間波傳播距離限于視距范圍，因此又叫視距傳播，超短波和微波主要是在空間直接傳播。其

5、傳播距離很近，易受高山和高大建筑物阻擋，為了加大傳輸距離，必須架高天線，盡管這樣，傳輸距離也不過50公里左右。電磁波譜無線電移動通信X 移動通信 是指通信雙方或至少有一方處 于運(yùn)動中,進(jìn)行信息傳輸和交換的通信方式。 移動通信系統(tǒng)的類型 包括無繩電話、無線 尋呼、集群、陸地蜂窩、衛(wèi)星移動通信等。 無線通信是移動通信的基礎(chǔ)，無線通信技術(shù)的 發(fā)展將推動移動通信的發(fā)展。第5 頁1.1 移動通信的主要特點(diǎn)1.利用無線電波完成信息傳輸 通信中至少有一端可處于移動狀態(tài)。 移動通信中的無線電波的特點(diǎn)：電波傳播環(huán)境復(fù)雜；傳播特性較差；無線電波隨傳播距離的增加會發(fā)生彌散損耗、“陰影效應(yīng)”和“多徑效應(yīng)”、 多普勒（

6、Doppler）頻移等現(xiàn)象，使得電波傳播特性發(fā)生快速的隨機(jī)起伏，嚴(yán)重影響通信質(zhì)量。XX第6 頁2. 移動通信是在復(fù)雜的干擾環(huán)境中運(yùn)行的 常見的外部干擾， 主要有天電干擾、工業(yè)干擾和信道噪聲; 系統(tǒng)本身和不同系統(tǒng)之間，還會產(chǎn)生這樣或那樣的干擾。因?yàn)樵谝苿油ㄐ畔到y(tǒng)中，常常有多部用戶電臺在同一地區(qū)工作，基站還會有多部收發(fā)信機(jī)在同一地點(diǎn)上工作，這些電臺之間會產(chǎn)生干擾。X第7 頁3. 有限的頻譜資源與迅速增加的移動業(yè)務(wù)量的矛盾 移動通信發(fā)展很重要的一個焦點(diǎn)是如何提高通信系統(tǒng)的通信容量。 解決方法：1）開辟和啟用新的頻段；2）研究各種新技術(shù)和新措施， 以壓縮信號所占的頻帶寬度和提高頻譜利用率。X第8 頁4

7、. 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多樣，必須采用有效的網(wǎng)絡(luò)管理和控制。 移動通信網(wǎng)絡(luò)可以組成帶狀、面狀或立體狀等，可以單網(wǎng)運(yùn)行，也可以多網(wǎng)并行并實(shí)現(xiàn)互連互通。 移動通信網(wǎng)絡(luò)必須具備很強(qiáng)的管理和控制功能，如用戶的登記和定位，通信(呼叫)鏈路的建立和拆除，信道的分配和管理， 通信的計費(fèi)、鑒權(quán)、安全和保密管理以及用戶過境切換和漫游的控制等。X第9 頁5. 移動設(shè)備(MS)必須適于在移動環(huán)境中使用 對手機(jī)的主要要求是體積小、重量輕、省電、操作簡單和攜帶方便。 車載臺和機(jī)載臺除要求操作簡單和維修方便外， 還應(yīng)保證在震動、沖擊、高低溫變化等惡劣環(huán)境中正常工作。1.2移動通信系統(tǒng)的分類 按使用對象 可分為民用設(shè)備和軍用設(shè)備； 按

8、使用環(huán)境 可分為陸地通信、海上通信和空中通信； 按多址方式 可分為頻分多址（FDMA）、時分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA）等； 按覆蓋范圍 可分為廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)； 按業(yè)務(wù)類型 可分為電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)和綜合網(wǎng)X多址技術(shù) 多址技術(shù)是指把處于不同地點(diǎn)的多個用戶接入一個公共傳輸媒質(zhì)，實(shí)現(xiàn)各用戶之間通信的技術(shù)。在移動無線通信中多址技術(shù)又稱為“多址連接”技術(shù)。 多址技術(shù)分為頻分多址（FDMA）、時分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）、空分多址(SDMA)。 頻分多址是以不同的頻率信道實(shí)現(xiàn)通信。時分多址是以不同時隙實(shí)現(xiàn)通信。碼分多址是以不同的代碼序列來實(shí)現(xiàn)通信的?？辗侄嘀肥且圆煌轿恍畔?shí)現(xiàn)多址通

9、信的。FDMA頻分多址技術(shù)FDMA技術(shù) 在頻分多址中，不同地址用戶占用不同的頻率，或者說不同的移動臺(或手機(jī))占用不同的頻率，即采用不同的載波頻率，通過濾波器選取信號并抑制無用干擾，各信道在時間上可同時使用。頻分多址技術(shù)比較成熟，第一代蜂窩式移動電話系統(tǒng)采用的就是FDMA技術(shù)。模擬蜂窩式移動電話系統(tǒng)均使用頻分多址技術(shù) FDMA是以不同的頻率區(qū)分不同用戶的信道。在一個頻率信道中同一時刻只能傳送一個用戶的業(yè)務(wù)信息。典型的例子如第一代蜂窩系統(tǒng)中的AMPS制式和TACS制式中所用的多址技術(shù)。時分多址技術(shù)TDMA 把時間分割成互不重疊的時段（幀），再將幀分割成互不重疊的時隙（信道）與用戶具有一一對應(yīng)關(guān)系

10、，依據(jù)時隙區(qū)分來自不同地址的用戶信號，從而完成的多址連接。 TDMA較之FDMA具有通信口號質(zhì)量高，保密較好，系統(tǒng)容量較大。時分多址技術(shù)TDMA碼分多址CDMA技術(shù) CDMA技術(shù)的原理是基于擴(kuò)頻技術(shù)，即將需傳送的具有一定信號帶寬信息數(shù)據(jù)，用一個帶寬遠(yuǎn)大于信號帶寬的高速偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制，使原數(shù)據(jù)信號的帶寬被擴(kuò)展，再經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)送出去。接收端使用完全相同的偽隨機(jī)碼，與接收的帶寬信號作相關(guān)處理，把寬帶信號換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號即解擴(kuò)，以實(shí)現(xiàn)信息通信。碼分多址CDMA技術(shù) CDMA通信系統(tǒng)傳送信息依靠采用不同的碼型來區(qū)分。它的信道屬于邏輯信道，這些邏輯信道無論從頻域或者時域來看都是相互重疊的，或者

11、說它們均占用相同的頻段和時間。 CDMA是一種多路方式，多路信號只占用一條信道，極大提高帶寬使用率。碼分多址CDMA技術(shù)空分多址(SDMA) 空分多址(SDMA)，也稱為多波束頻率復(fù)用。它通過標(biāo)記不同方位的相同頻率的天線光束來進(jìn)行頻率的復(fù)用。 這種技術(shù)是利用空間分割構(gòu)成不同的信道。 SDMA實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是智能天線技術(shù)。最簡單的情況是基站的智能天線形成多個波束覆蓋整個小區(qū)。例如，一個小區(qū)可由3個寬度為120的波束覆蓋，或由6個寬度為 60的波束覆蓋。每個波束可當(dāng)作一個獨(dú)立的小區(qū)對待，當(dāng)移動臺（MS）離開一個波束覆蓋區(qū)到另一個波束覆蓋區(qū)時，也要進(jìn)行切換。 空分多址（SDMA）是一種信道增容的方式，可

12、以實(shí)現(xiàn)頻率的重復(fù)使用，充分利用頻率資源。空分多址還可以和其它多址方式相互兼容，從而實(shí)現(xiàn)組合的多址技術(shù)，例如空分碼分多址（SD-CDMA）。1.2.1移動通信的工作方式從傳輸方式的角度來看，無線通信分為單向傳輸（廣播式）和雙向傳輸（應(yīng)答式）。 單向傳輸：如無線電尋呼系統(tǒng)。 雙向傳輸有單工、雙工和半雙工三種工作方式。XX例： 806.000 821.000 MHz851.000 866.000 MHz為雙工無線通信的工作頻段 工作頻段 無線通信中所分配的可用頻段。 無線信道 無線通信中傳輸已調(diào)波信號的通道。信道涵義：頻率，時隙，碼型，位置 頻道間隔 以信道中傳輸信號的帶寬為依據(jù)劃分的頻道間隔。頻道

13、間隔 ： Br 可用頻道數(shù)：n BT / BrX頁第14 例：設(shè)雙工工作頻段：450.500 451.000 MHz和460.500 461.000 MHz頻段間隔 Br = 25KHz可得：一個雙工信道帶寬為225KHz已分配總帶寬 BT = 2500KHz系統(tǒng)提供的雙向信道數(shù) n= 500/25 = 20 個XX第15頁1 單工通信通信雙方電臺交替地進(jìn)行收信和發(fā)信。根據(jù)收、發(fā)頻率的異同，又可分為同頻單工和異頻單工。第16頁2雙工通信也稱全雙工通信，MS和基站的收發(fā)機(jī)同時工作。 頻分雙工（FDD） 雙向采用兩個頻率，也稱兩個方向的信道構(gòu)成一對雙向全雙工信道，或稱一個雙工信道，即f1和f2構(gòu)成

14、一個雙工信道。X頻分雙工(FDD)與時分雙工(TDD) 頻分雙工(FDD),也稱為全雙工,操作時需要兩個獨(dú)立的信道。一個信道用來向下傳送信息,另一個信道用來向上傳送信息。兩個信道之間存在一個保護(hù)頻段,以防止鄰近的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間產(chǎn)生相互干擾。 時分雙工(TDD),也稱為半雙工,只需要一個信道。無論向下還是向上傳送信息都采用這同一個信道。因?yàn)榘l(fā)射機(jī)和接收機(jī)不會同時操作,它們之間不可能產(chǎn)生干擾。 Frequency Division Duplex Time Division Duplex 時分雙工通信方式TDD，通信雙方采用單個頻道。時間軸被周期地分割成時間幀，每一幀分為兩部分，前半部分用于電臺

15、A發(fā)送，后半部分用于電臺B發(fā)送，即可實(shí)現(xiàn)電臺A和B（移動臺與基站）的雙向通信。XX 雙頻間隔 在雙工狀態(tài)收發(fā)頻差要求：150MHz： f5.7MHz450MHz:900MHz:f10 MHzf45 MHzX3半雙工通信移動臺 單工方式，即按下開關(guān)，發(fā)射機(jī)才工作，而接收 機(jī)總是工作的。基站 雙工方式第20頁1.2.2移動通信的組網(wǎng)新一代公共移動通信的組網(wǎng)采用蜂窩式組網(wǎng)理論。移動臺（MS）基站子系統(tǒng)（BSS）、移動交換子系統(tǒng)（SS） 是一個完整的信息傳輸實(shí)體。操作維護(hù)管理子系統(tǒng)（OMS）蜂窩式組網(wǎng)的目的 是解決常規(guī)移動通信系統(tǒng)的頻譜匱乏，容量小，服務(wù)質(zhì)量差，頻譜利用率低等問題。X蜂窩式組網(wǎng)理論在蜂

16、窩移動通信系統(tǒng)中，把信號覆蓋區(qū)域分為一個個的小區(qū)，它可以是六邊形，正方形，圓形或其它的一些形狀，通常是六角蜂窩狀。這些分區(qū)中的每一個被分配了多個頻率（f1-f6），具有相應(yīng)的基站。在其它分區(qū)中，可使用重復(fù)的頻率，但相鄰的分區(qū)不能使用相同頻率，這會引起同信道干擾。 頻率復(fù)用 在不同地域重復(fù)使用同一頻段，可實(shí)現(xiàn)在有限頻譜情況下提供非常大的容量例：調(diào)頻廣播系統(tǒng)。 頻段：88MHz108MHz；應(yīng)用于全國范圍；具有極高的頻率利用率；存在同頻干擾問題。 同頻干擾 來自于不同區(qū)域的相同頻段的電波的干擾；頻率再用和同頻干擾是一對矛盾。XX 頻率復(fù)用和小區(qū)制移動系統(tǒng)設(shè)一個蜂窩系統(tǒng)總可用的雙向信道數(shù)為S個，將S

17、個信道分成N組，每組K（K S）個信道，每個小區(qū)一個頻道組。該N個信道組中所有信道各不相同。按以上設(shè)定，總可用信道數(shù)S 滿足SKN其中 N個小區(qū)使用了全部可用頻率，該N個小區(qū)稱為區(qū)群（cluster，或稱一簇，），N為區(qū)群的大小。第23頁 小區(qū)制移動系統(tǒng)的服務(wù)區(qū) 設(shè)以無線區(qū)群為基本單位，以P個區(qū)群合成的覆蓋區(qū)該服務(wù)區(qū)實(shí)際可用的信道總數(shù)（或容量） ：CPKNPS由式 ： 服務(wù)區(qū)的信道總數(shù)是原實(shí)際可用信道數(shù)的P倍。例：XX第24頁例：7小區(qū)群 ，N=7小區(qū)結(jié)構(gòu)，小區(qū)結(jié)構(gòu)和頻率再用X第25頁 蜂窩移動通信系統(tǒng)的示意圖MSC移動交換中心：在網(wǎng)中起控制和管理作用；對所在地區(qū)已注冊登記的用戶實(shí)施頻道分配，

18、 建立呼叫，進(jìn)行頻道切換；提供系統(tǒng)維護(hù)和性能測試，并存儲計費(fèi)信息等。X 越區(qū)切換的示意圖當(dāng)通信中的移動臺到達(dá)小區(qū)邊界時，該小區(qū)的基站能檢測出此移動臺的信號正在逐漸變?nèi)?，而鄰近小區(qū)的基站能檢測出這個移動臺的信號正在逐漸變強(qiáng)，系統(tǒng)收集來自這些有關(guān)基站的檢測信息，進(jìn)行判決，當(dāng)需要實(shí)施越區(qū)切換時，就發(fā)出相應(yīng)的指令，使正在越過邊界的移動臺將其工作頻率和通信鏈路從離開的小區(qū)切換到進(jìn)入的小區(qū)。X1.3 常用移動通信系統(tǒng)1.3.1無線尋呼系統(tǒng)X第28頁1.3.2無繩電話系統(tǒng)無繩電話是一種以公用有線電話網(wǎng)為依托的通信方式，是有線電話網(wǎng)的無線延伸。無繩電話具有發(fā)射功率小、省電、設(shè)備簡單、價格低廉、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，

19、因而發(fā)展十分迅速，X第29頁 自20世紀(jì)70年代發(fā)展至今，經(jīng)歷了CT0，CT1，CT2，CT3等幾個階段。 CT2 可以實(shí)現(xiàn)越區(qū)切換，但僅限于支持單向通信而不支持用戶被叫業(yè)務(wù)（呼入時用無線尋呼機(jī)代替）CT2 在廣州、深圳等地開通過“ 天地通” 部分聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，但由于投入大、覆蓋面窄、又不能實(shí)現(xiàn)雙向通信，因此國內(nèi)一些城市的 CT2 業(yè)務(wù)先后關(guān)閉，隨后便很快退出市場。CT2 甚至還沒有來得及發(fā)展便遭淘汰， CT3：雙向數(shù)字無繩電話技術(shù)。主要特點(diǎn)：以短距離、低功率、雙向時分等。第30頁1.3.3集群移動通信系統(tǒng)1. 集群的概念 集群通信系統(tǒng)，是一種高級移動調(diào)度系統(tǒng)，代表著專用移動通信網(wǎng)的發(fā)展方向。 C

20、CIR命名為Trunking System(中繼系統(tǒng))，為與無線中繼系統(tǒng)區(qū)別，自1987年以來更多譯者將其譯成集群系統(tǒng)。 集群 從概念角度：集群通信系統(tǒng)，即將多個專用移動調(diào)度系統(tǒng)“ 集群” 為一個系統(tǒng)。 從技術(shù)角度：集群系統(tǒng)控制器能把有限的信道實(shí)現(xiàn)動態(tài)、自動、最佳地分配給系統(tǒng)的所有用戶， 即“ 信道共用” 。X集群方式X信道共用和提高信道利用率 動態(tài)分配頻道（動態(tài)分配各專用網(wǎng)的工作頻道） 采用多頻道共用方式（多個專用網(wǎng)、單個網(wǎng)） 采用半雙工的工作方式（BS雙工、MS異頻單工。可以使每個用戶占用信道時間減少，系統(tǒng)容量增加） 集群移動通信系統(tǒng)X第32頁2. 集群系統(tǒng)的用途和特點(diǎn) 用途： 使用對象

21、以無線用戶為主，即以調(diào)度臺與移動臺之間的通話為主。 集群移動通信系統(tǒng)屬于專用移動通信網(wǎng)，適用于在各個行業(yè)中間（或幾個行業(yè)合用）進(jìn)行調(diào)度和指揮；屬于調(diào)度系統(tǒng)的專用通信網(wǎng)。X 集群移動通信系統(tǒng)特點(diǎn) 共用頻率 將原來配給各部門專有的頻率加以集中，供各家共用。 共用設(shè)施 由于頻率共用，就有可能將各家分建的控制中心和基站等設(shè)施集中合建。 共享覆蓋區(qū) 將各家鄰近覆蓋區(qū)的網(wǎng)絡(luò)互連起來，從而獲得更大覆蓋區(qū)。 共享通信業(yè)務(wù) 可利用網(wǎng)絡(luò)有組織地發(fā)送各種專業(yè)信息為大家服務(wù)。 分擔(dān)費(fèi)用 共同建網(wǎng)可以大大降低機(jī)房、電源等建網(wǎng)投資，減少運(yùn)營人員，并可分?jǐn)傎M(fèi)用。X第34頁 改善服務(wù) 多信道共用，可調(diào)劑余缺；集中建網(wǎng)，可加強(qiáng)

22、管理、維修。因此提高了服務(wù)等級，增加了系統(tǒng)功能。 另具有：調(diào)度指揮功能；兼容有線通信；智能化，微機(jī)軟件化，增加了系統(tǒng)功能；具有控制、交換、中繼功能。 集群通信系統(tǒng)：是共享資源，分擔(dān)費(fèi)用，向用戶提供優(yōu)良服務(wù)的多用途、高效能而又廉價的先進(jìn)無線調(diào)度通信系統(tǒng)。X第35頁3. 集群系統(tǒng)的設(shè)備組成X第36頁 集群系統(tǒng)屬于專用移動網(wǎng)， 適用于調(diào)度和指揮；有優(yōu)先等級；蜂窩系統(tǒng)屬于公眾移動網(wǎng)， 適用于個人之間的通信， 一般不分優(yōu)先等級。 集群系統(tǒng)根據(jù)調(diào)度業(yè)務(wù)的特征，通常具有一定的限時功能，一次通話的限定時間大約為1560s(可根據(jù)業(yè)務(wù)情況調(diào)整)。蜂窩通信系統(tǒng)對通信時間一般不進(jìn)行限制。4 集群系統(tǒng)與公用蜂窩系統(tǒng)的

23、區(qū)別X第37頁 集群系統(tǒng)的主要服務(wù)業(yè)務(wù)是無線用戶之間的通信，也允許有一定的無線用戶與有線用戶之間的通話業(yè)務(wù)，但一般只允許這種話務(wù)量占總業(yè)務(wù)量的5%10%；蜂窩通信系統(tǒng)卻有大量的無線用戶與有線用戶之間的通話業(yè)務(wù)。 集群系統(tǒng)一般采用半雙工(現(xiàn)在已有全雙工產(chǎn)品)工作方式，占用一對頻道。 蜂窩通信系統(tǒng)都采用全雙工工作方式，占用兩對頻道。 在集群系統(tǒng)中，主要是以改進(jìn)頻道共用技術(shù)來提高系統(tǒng)的頻率利用率的；蜂窩通信系統(tǒng)中，采用頻道再用技術(shù)來提高系統(tǒng)的頻率利用率； 集群移動通信系統(tǒng)的制式 源自歐洲的TETRA TETRA（陸地集群無線電系統(tǒng)）是一種基于數(shù)字時分多址（TDMA）技術(shù)的無線集群移動通信系統(tǒng)，是歐洲

24、電信標(biāo)準(zhǔn)組織（ETSI）制訂的數(shù)字集群通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。它是基于傳統(tǒng)大區(qū)制調(diào)度通信系統(tǒng)的數(shù)字化而形成的一個專用移動通信無線電標(biāo)準(zhǔn)。集群移動通信系統(tǒng)的制式 iDEN iDEN是美國摩托羅拉公司研制和生產(chǎn)的一種數(shù)字集群移動通信系統(tǒng)，最初設(shè)計是做集群共網(wǎng)應(yīng)用，因此除了以指揮調(diào)度業(yè)務(wù)為主外，還兼有雙工電話互聯(lián)、數(shù)據(jù)和短消息等功能。iDEN 的特點(diǎn)：除傳統(tǒng)的調(diào)度通信，吸收了數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，增強(qiáng)了電話互聯(lián)功能，同時將數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)的增值業(yè)務(wù)如短信息服務(wù)、語音信箱及基于IWF上的電路數(shù)據(jù)應(yīng)用于iDEN系統(tǒng)中；集群移動通信系統(tǒng)的制式 中國標(biāo)準(zhǔn)之一：GOTA GOTA（開放式集群架構(gòu)）是中國中興通訊提出的

25、基于集群共網(wǎng)應(yīng)用的集群通信體制，也是世界上首個基于CDMA技術(shù)的數(shù)字集群系統(tǒng)，具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)，具備快速接續(xù)和信道共享等數(shù)字集群公共特點(diǎn)。GoTa采用目前移動通信系統(tǒng)中所采用最新的無線技術(shù)和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)行了優(yōu)化和改進(jìn)，使其能夠符合集群系統(tǒng)的技術(shù)要求，同時又具有很強(qiáng)的共網(wǎng)運(yùn)營能力和業(yè)務(wù)發(fā)展能力，滿足集群未來發(fā)展的需求。集群移動通信系統(tǒng)的制式 中國標(biāo)準(zhǔn)之二：GT800 GT800是華為提出的另一項中國具自主知識產(chǎn)權(quán)的基于時分多址的專業(yè)數(shù)字集群技術(shù)，通過對TDMA和TD-SCDMA進(jìn)行創(chuàng)造性地融合和創(chuàng)新，為專業(yè)用戶提供高性能、大容量的集群業(yè)務(wù)和功能。技術(shù)創(chuàng)新集中體現(xiàn)在集群特性的實(shí)現(xiàn)與增強(qiáng)方面，

26、目前已形成數(shù)十項集群技術(shù)核心專利。提供了面向3G的可持續(xù)發(fā)展能力，基于TDMA制式的第一階段的GT800系統(tǒng)，可以方便地向TD-SCDMA第二階段的GT800系統(tǒng)演進(jìn)，充分體現(xiàn)保護(hù)用戶投資的設(shè)計理念。 利用衛(wèi)星作為中繼站，在海上、空中和地形復(fù)雜地區(qū)中實(shí)現(xiàn)移動通信，具有獨(dú)特的優(yōu)越性。 1976年，美國通信衛(wèi)星公司（COMSAT）在太平洋、大西洋、印度洋上空發(fā)射了三顆同步衛(wèi)星，為在這三個大洋上航行的美國海軍艦隊提供衛(wèi)星通信 服務(wù)。該系統(tǒng)稱為Marisat 系統(tǒng)。 1982年形成了以國際海事衛(wèi)星組織（Inmarsat）管理的Inmarsat系統(tǒng)，開始提供全球海事衛(wèi)星通信服務(wù)， 陸續(xù)發(fā)射了64顆衛(wèi)星幾

27、乎覆蓋了全世界99%的區(qū)域,基本上沒有盲區(qū)，覆蓋區(qū)域包括所有的主要陸地，航道和海洋。 有79個成員國的國際海事衛(wèi)星通信組織，約在143個國家擁有4萬多臺各類衛(wèi)星通信設(shè)備，它已經(jīng)成為惟一的全球海上、空中和陸地商用及遇險安全衛(wèi)星移動通信服務(wù)的提供者。X1.3.41.3.4移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)國際海事衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)（Inmarsat）國際海事衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)（Inmarsat）國際海事衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)（Inmarsat） 海事衛(wèi)星(Inmarsat)通信系統(tǒng)由海事衛(wèi)星、地面站、終端組成。 岸站，是衛(wèi)星通信的地面中轉(zhuǎn)站。船站就是海上用戶站，設(shè)置在航行的油船、客輪、商船和海上浮動平臺上。船

28、站的天線均裝有穩(wěn)定平臺和跟蹤機(jī)構(gòu)，使船只在起伏和傾斜時天線也能始終指向衛(wèi)星。 海上船舶可根據(jù)需求由船站將通信信號發(fā)射給地球靜止衛(wèi)星軌道上的海事衛(wèi)星，經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)給岸站，岸站再通過與之連接的地面通信網(wǎng)絡(luò)或國際衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)與世界各地陸地上用戶的相互通信。X第39頁 例：美國Motorola公司提出的“ 銥”(IRIDIUM)系統(tǒng)是世界上第一個投入使用的大型低軌道（LEO）衛(wèi)星通信系統(tǒng)，它由距地面785km的66顆衛(wèi)星、地面控制設(shè)備、關(guān)口站和用戶端組成。該系統(tǒng)技術(shù)最先進(jìn)、星座規(guī)模最大、投資最多、建設(shè)速度最快，但由于手機(jī)價格和話費(fèi)昂貴、用戶少、營運(yùn)成本高，結(jié)果入不敷出，銥星系統(tǒng)被迫于2000年3月

29、破產(chǎn)關(guān)閉。 移動衛(wèi)星通信的發(fā)展 全球個人通信 發(fā)展低軌道衛(wèi)星X第40頁圖 示 是銥系統(tǒng)的衛(wèi)星軌道示意圖。X“ 銥” 星系統(tǒng)X第42頁另一個有代表性的系統(tǒng)Globalstar（全球星）系統(tǒng)，它是美國的一個多國集團(tuán)公司（LQSS）提出的低軌道衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，其基本設(shè)計思想與銥星系統(tǒng)一樣，也是利用LEO衛(wèi)星組成一個覆蓋全球的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，提供語音、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)。該系統(tǒng)有48顆衛(wèi)星，分布在52的傾角的8條軌道上。該系統(tǒng)與銥系統(tǒng)的最大區(qū)別是無星上交換和星際鏈路，依賴地面網(wǎng)絡(luò)通信，整個系統(tǒng)造價和運(yùn)營成本都較便宜。Globalstar（全球星）系統(tǒng)全球星愛立信手機(jī)頁第44 移動通信發(fā)展概況和發(fā)展方向1.

30、4.1移動通信發(fā)展概況第一階段從20世紀(jì)20年代至40年代，為早期發(fā)展階段。 車載無線電系統(tǒng) ，調(diào)幅，2MHz，電離層傳輸，專用系統(tǒng)第二階段從20世紀(jì)40年代中期至60年代初。公用移動通信業(yè)務(wù)問世， 公用汽車電話網(wǎng)MTS系統(tǒng) ，調(diào)頻，150MHz，完成了人工交換的接續(xù)，容量小第三階段從20世紀(jì)60年代中期至70年代中期。美推出了 改進(jìn)型移動電話系統(tǒng) ，窄帶調(diào)頻，450MHz，大區(qū)制，中小容量，無線頻道自動選擇，自動接續(xù)到公用電話網(wǎng)XX第45頁第四階段從20世紀(jì)70年代中期至80年代中期。蜂窩概念，用戶對無線通信需求的提高，微電子和計算機(jī)的發(fā)展。模擬制蜂窩系統(tǒng)：1G，解決了要求大容量和頻率資源有

31、限的矛盾。采用450MHz和800MHz。1978年，美國貝爾研制了 AMPS 先進(jìn)移動電話系統(tǒng)；1979年，日本推出 HAMTS 大容量汽車電話系統(tǒng)；1980年，北歐四國開發(fā)了 NMT 移動通信網(wǎng);1985年，英國開發(fā)了 TACS 全接入通信系統(tǒng)；德國：C系統(tǒng)，法國：RC2000系統(tǒng)，加拿大：MTS系統(tǒng)X第四階段從20世紀(jì)70年代中期至80年代中期中國的第一代模擬移動通信系統(tǒng) 中國的第一代模擬移動通信系統(tǒng)于1987年11月18日在廣東第六屆全運(yùn)會上開通并正式商用，采用的是英國TACS制式。運(yùn)營商是中國電信。1987年11月開始運(yùn)營模擬移動電話業(yè)務(wù)到2001年12月底中國移動關(guān)閉模擬移動通信網(wǎng)

32、，1G系統(tǒng)在中國的應(yīng)用長達(dá)14年，用戶數(shù)最高曾達(dá)到了660萬。如今，1G時代那像磚頭一樣的手持終端大哥大，已經(jīng)成為了很多人的回憶。X第47頁 1G的特點(diǎn)與存在的問題1G的特點(diǎn)：450900MHz頻段；蜂窩網(wǎng)；小區(qū)制實(shí)用系統(tǒng)；計算機(jī)控制管理，公共網(wǎng)的一部分，準(zhǔn)大容量。存在的問題：各系統(tǒng)互不兼容，規(guī)范不統(tǒng)一；頻譜利用率不高，不能滿足進(jìn)一步的擴(kuò)容需求；移動設(shè)備復(fù)雜；不能提供非話業(yè)務(wù)；通話易被竊聽等。第48頁第五階段從20世紀(jì)80年代中期開始至20世紀(jì)末， 2G系統(tǒng) 2G系統(tǒng)：第二代數(shù)字移動通信系統(tǒng)2G出現(xiàn)的背景：IC技術(shù)，計算機(jī)及DSP技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。用戶入網(wǎng)的需求量急劇增加；對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求；希

33、望在全球范圍實(shí)現(xiàn)漫游等。XX第49頁（1）19821988年，歐洲研制了GSM系統(tǒng)。 1982年，CEPT 歐洲郵電主管部門 組建了 移動通信特別組織 （Grope Special Mobile Of CEPT，簡稱 GSM）， 該組織的任務(wù)：研究和制定數(shù)字蜂窩移動系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，88年完成，91年7月 GSM系統(tǒng)年投入商用。 GSM 主要特點(diǎn)：獨(dú)立建網(wǎng)，全數(shù)字方式，與ISDN網(wǎng)兼容，采用TDMA/FDMA，與模擬網(wǎng)不兼容，實(shí)現(xiàn)了國際的漫游。現(xiàn)被稱為全球通用移動通信系統(tǒng) GSM Global System for Mobile Communication 2G典型的系統(tǒng)：X（2）1987

34、1990年，美國研制了ADC（America DitigalCelluar）系統(tǒng)。也稱IS-54 系統(tǒng)，或DAMPS系統(tǒng)。 1989年，美國EIA/TIA 提交了美國數(shù)字蜂窩系統(tǒng)ADC的暫行標(biāo)準(zhǔn). 1990年美國FCC 批準(zhǔn)并將該標(biāo)準(zhǔn)作為美國數(shù)字蜂窩的國家標(biāo)準(zhǔn)。建立了 D-AMPS系統(tǒng)。 ADC系統(tǒng)主要特點(diǎn)：解決了擴(kuò)容需求，數(shù)模系統(tǒng)兼容，采用了TDMA/FDMAX第51頁（3）19891993年，美國研制了NCDMA（碼分多址）數(shù)字移動系統(tǒng)。也稱IS-95 系統(tǒng)。 1989年，美國Qualcomm公司 提交了碼分多址CDMA提案 1992年美國FCC 批準(zhǔn)。同時TIA也接受了CDMA的無線接口

35、方案。 1993年通過了 IS95 標(biāo)準(zhǔn)，并經(jīng)過試驗(yàn)后投入商用。 CDMA系統(tǒng)主要特點(diǎn)：解決了擴(kuò)容需求，頻率利用率高，容量大，手機(jī)發(fā)射功率較低等。第52頁第六階段起自2000年左右 此時伴隨著對第三代移動通信的大量論述，以及2.5G產(chǎn)品GPRS系統(tǒng)的過渡，3G走上了通信舞臺的前沿。 第三代移動通信系統(tǒng)最早于1985年由ITU提出，當(dāng)時稱為未來公眾陸地移動通信系統(tǒng)（FPLMTS），1996年更名為國際移動通信-2000（IMT-2000）。該系統(tǒng)包括地面和衛(wèi)星系統(tǒng)的結(jié)合XX第53頁1.4.2第三代移動通信 3G3G的總體目標(biāo)：三化：全球化 海、陸、空三維無縫隙覆蓋，支持全球漫游。綜合化 提供各種

36、話音和非話音業(yè)務(wù)，特別是多媒體業(yè)務(wù)。個人化 具有足夠的系統(tǒng)容量，提供個人化通信；強(qiáng)大的多種用戶管理系統(tǒng)，高的保密性和服務(wù)質(zhì)量。第54頁四個方面：在服務(wù)質(zhì)量方面 對話音質(zhì)量的改進(jìn)；無縫覆蓋；降低費(fèi)用；改進(jìn)服務(wù)質(zhì)量；增加效率和能力。在新業(yè)務(wù)和能力方面 靈活接入能力、業(yè)務(wù)能力，實(shí)現(xiàn)在1G和2G中不能實(shí)現(xiàn)的新話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；低費(fèi)用提供寬帶業(yè)務(wù)；按需自適應(yīng)分配帶寬。在發(fā)展和演進(jìn)能力方面 與2G共存、互通，實(shí)現(xiàn)2G到3G的平滑過渡 。在靈活性方面 提供高級別的互通，包括多功能、多環(huán)境能力、多模式操作和多頻帶接入 。XX 3G 在無線接口方面要求達(dá)到的目標(biāo)：（1）在三種環(huán)境（室內(nèi)，手持機(jī)及移動）下，支持各種

37、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)速率 高達(dá) 2 Mbps（2） 在144 kbps 時（500km/H)能達(dá)到全覆蓋和移動性，最好在384 kbps時也能達(dá)到。（3）高的頻譜利用率 能適應(yīng)寬帶業(yè)務(wù)。（4）引入新業(yè)務(wù)時應(yīng)具有高度靈活性。（5）帶寬達(dá)到5MHz或5MHz以上。序號提交技術(shù)雙工方式應(yīng)用環(huán)境提交者1J：W-CDMAFDD、TDD所有環(huán)境日本：ARIB2ETSI-UTRA-UMTSFDD、TDD所有環(huán)境歐洲：ETSI3WIMSW-CDMAFDD所有環(huán)境美國：TIA4WCDMA/NAFDD所有環(huán)境美國：T1P15GlobalCDMAFDD所有環(huán)境韓國：TTA6TD-SCDMATDD所有環(huán)境中國：CATT7cdma

38、2000FDD、TDD所有環(huán)境美國：TIA8GlobalCDMAFDD所有環(huán)境韓國：TTA9UWC-136FDD所有環(huán)境美國：TIA10EP-DECTTDD室內(nèi)、室外到室內(nèi)歐：ETSIDECT計劃X第56頁 無線傳輸技術(shù) RTT主要標(biāo)準(zhǔn)及提案（98年6月）:X頁第57 主流品種 為CDMA 技術(shù) WCDMA 在5MHz帶寬內(nèi)直接對信號擴(kuò)頻。核心網(wǎng)基于GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn), 保持與GSM/GPRS 網(wǎng)絡(luò)的兼容性. CDMA2000 由多個1.25MHz窄帶直接擴(kuò)頻系統(tǒng)組成的一個寬帶系統(tǒng)。CDMA2000是基于IS-95基礎(chǔ)上提出的3G標(biāo)準(zhǔn)，目前其標(biāo)準(zhǔn)化工作由3GPP2來完成.應(yīng)用了多路載波

39、技術(shù)，通過采用三 載波使帶寬提高。 TD-SCDMAUTRA TDD（TD-CDMA） TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)由中國無線通信標(biāo)準(zhǔn)組織（CWTS）提出。 目前已經(jīng)融合到了3GPP關(guān)于WCDMA-TDD的相關(guān)規(guī)范中。X第58頁3GPP2(第三代合作伙伴計劃2): 該組織是于1999年1月成立，由美國TIA、日本的ARIB、日本的TTC、韓國的TTA四個標(biāo)準(zhǔn)化組織發(fā)起，主要是制訂以ANSI-41核心網(wǎng)為基礎(chǔ)，CDMA2000為無線接口的第三代技術(shù)規(guī)范。3GPP(3G Partnership Project): 該組織是在1998年12月成立的，由歐洲的ETSI、日本的ARIB、日本的TTC、韓國的TTA和美國的T1五個標(biāo)準(zhǔn)化組織發(fā)起，主要是制訂以GSM核心網(wǎng)為基礎(chǔ)，UTRA(FDD為W-CDMA技術(shù)，TDD為TD-CDMA技術(shù))為無線接口的第三代技術(shù)規(guī)范。中國無線通信標(biāo)準(zhǔn)研究組(CWTS) 于1999年6月在韓國正式簽字同時加入3