移動(dòng)通信基本原理

1、1移動(dòng)通信基本原理武漢郵電科學(xué)研究院虹信通信技術(shù)有限責(zé)任公司研發(fā)部 何業(yè)軍 主講2 學(xué)習(xí)內(nèi)容1 、通信系統(tǒng)基礎(chǔ)2、移動(dòng)通信概述3、G網(wǎng)基本原理4、C網(wǎng)基本原理3通信系統(tǒng)基礎(chǔ) chapter 1 通信系統(tǒng)概述1、 概念v通信：由一個(gè)地方向另一個(gè)地方傳遞和交換信息v信息資源特點(diǎn)：要流通要使用要共享v信息化社會(huì)具有：發(fā)達(dá)的現(xiàn)代化信息網(wǎng)絡(luò)；通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合；通信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)和終端設(shè)備聯(lián)成一體。4通信系統(tǒng)基礎(chǔ)2、通信的分類A、按信息使用信道不同分有線和無線通信B、按工作所用的頻段不同分為長波、中波、短波、甚短波、超短波、特短波、極短波、遠(yuǎn)紅外線通信C、按基帶信號(hào)（即調(diào)制之前的原信號(hào)）的形式不同分為

2、模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)通信D、按通信方式不同分為單工、雙工和半雙工、（準(zhǔn)雙工）通信5通信系統(tǒng)基礎(chǔ)E、按通信的調(diào)制制式不同分為：調(diào)幅制、調(diào)頻制和調(diào)相制通信。 調(diào)制：載波（運(yùn)載信息的工具）的某參數(shù)隨基帶信號(hào)規(guī)律而變化的一種過程。 基帶信號(hào)稱為調(diào)制信號(hào)，調(diào)制后的信號(hào)稱為已調(diào)信號(hào)6通信系統(tǒng)基礎(chǔ)3、通信系統(tǒng)模型通信系統(tǒng)：用電信號(hào)（或光信號(hào)）傳遞信息的系統(tǒng)，又叫電信系統(tǒng)。信源變換器反變換器信宿信道噪聲源7通信系統(tǒng)基礎(chǔ)各組成部分的功能（1）信源： v含義信息的來源v產(chǎn)生人或機(jī)器v媒體語音數(shù)據(jù)圖像v信號(hào)模擬或數(shù)字 由此可推論：v信源是人：電話通信固定或移動(dòng)v信源是機(jī)器：數(shù)據(jù)通信計(jì)算機(jī)或傳真v信號(hào)形式的不同演譯出模

3、擬通信和數(shù)字通信8通信系統(tǒng)基礎(chǔ)（2）變換器：v功能：非電信號(hào)/電信號(hào)、電信號(hào)/光信號(hào)變換； 將電信號(hào)或光信號(hào)變換為適合于在線路上傳輸?shù)男盘?hào)形式。v實(shí)現(xiàn)手段：調(diào)制、線路編碼等。（3）反變換器：v功能：與變換器功能相反。v實(shí)現(xiàn)手段：解調(diào)、線路譯碼等。9通信系統(tǒng)基礎(chǔ)（4）信道：v功能：信息傳輸?shù)耐ǖ?。v分類：有線信道和無線信道。（5）信宿： 信息的接收者。（6）噪聲源：信號(hào)的干擾源。 來源：有源器件的內(nèi)部干擾或外部電磁場的干擾10通信系統(tǒng)基礎(chǔ) Chapter 2 通信網(wǎng) 通信網(wǎng)是有一定數(shù)量的結(jié)點(diǎn)（包括終端設(shè)備和交換設(shè)備）和連接點(diǎn)的傳輸鏈路相互有機(jī)地組合在一起，以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)規(guī)定點(diǎn)間信息傳輸?shù)耐ㄐ朋w

4、系。1 構(gòu)成要素：終端設(shè)備、傳輸鏈路和交換設(shè)備11通信系統(tǒng)基礎(chǔ)（1）終端設(shè)備 終端設(shè)備是用戶與通信網(wǎng)之間的接口設(shè)備。包括信源、信宿與變換器、反變換器的一部分。（2）傳輸鏈路 傳輸鏈路是信息的傳輸通道，是連接網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)的媒介。（3）交換設(shè)備 構(gòu)成通信網(wǎng)的核心要素。 交換方式：電路交換方式和存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式。12通信系統(tǒng)基礎(chǔ)2 通信網(wǎng)的質(zhì)量要求v接通的任意性與快速性v信號(hào)傳輸?shù)耐该餍耘c傳輸質(zhì)量的一致性v網(wǎng)路的可靠性與經(jīng)濟(jì)合理性13通信系統(tǒng)基礎(chǔ)3、現(xiàn)代通信網(wǎng)的構(gòu)成及發(fā)展 現(xiàn)代通信網(wǎng)的構(gòu)成（1）業(yè)務(wù)網(wǎng) 按功能分：用戶接入網(wǎng)、交換網(wǎng)和傳輸網(wǎng)14通信系統(tǒng)基礎(chǔ) （2）支撐網(wǎng)信令網(wǎng)只傳送信令的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間

5、（包括交換局、網(wǎng)絡(luò)管理中心）信令的傳輸和轉(zhuǎn)接。同步網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字交換局之間、數(shù)字交換局和傳輸設(shè)備之間的信號(hào)時(shí)鐘同步。管理網(wǎng)實(shí)時(shí)或近實(shí)時(shí)地監(jiān)測電信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，必要時(shí)采取控制措施。15通信系統(tǒng)基礎(chǔ) 現(xiàn)代通信網(wǎng)的發(fā)展 （1）數(shù)字化 數(shù)字化就是在通信網(wǎng)中全面使用數(shù)字技術(shù) （2）綜合化 綜合化就是把來自各種信息源的業(yè)務(wù)綜合在一個(gè)數(shù)字通信網(wǎng)中傳送 （3）智能化 智能化就是在通信網(wǎng)中更多的引進(jìn)智能因素建立智能網(wǎng) （4）個(gè)人化 個(gè)人化就是實(shí)現(xiàn)個(gè)人通信16移動(dòng)通信概述 1、概念移動(dòng)通信：指通信雙方或至少有一方在運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行信息交換。移動(dòng)通信網(wǎng)即由若干個(gè)移動(dòng)用戶構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)的用戶可以在無線電波覆蓋范圍內(nèi)的任何地

6、方相互通信。17移動(dòng)通信概述 2、移動(dòng)通信發(fā)展過程及應(yīng)用價(jià)值經(jīng)歷五個(gè)發(fā)展階段：第一階段：二十世紀(jì)二十年代到四十年代，主要使用對象是專用無線電通信及軍事通信主要使用短波頻段。第二階段：四十年代中期到六十年代初期，公用移動(dòng)通信業(yè)務(wù)問世，開始向更高頻段發(fā)展。第三階段：六十年代中期到七十年代中期，推出了自動(dòng)交換的三級(jí)結(jié)構(gòu)網(wǎng)，工作頻率為150和450MHz,B網(wǎng)出現(xiàn)。第四階段：從七十年代中期至八十年代中期，模擬蜂窩公用移動(dòng)通信網(wǎng)出現(xiàn)并投入使用。第五階段：20世紀(jì)80年代中期開始。數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)展和成熟時(shí)期。GSM、CDMA投入使用。18移動(dòng)通信概述 3、我國移動(dòng)通信的發(fā)展?fàn)顩r（1）A網(wǎng)和B網(wǎng)又稱為模擬網(wǎng)

7、，是我國早期建設(shè)的移動(dòng)電話網(wǎng)（2） G網(wǎng)又稱為全球通（GSM）， 工作頻段900MHz 。（3） D網(wǎng)指DCS1800 系統(tǒng)的網(wǎng),比GSM900 系統(tǒng)要有優(yōu)勢。（4） C網(wǎng)指CDMA 制式的移動(dòng)電話網(wǎng)。19移動(dòng)通信概述 4、移動(dòng)通信特點(diǎn)：（1）移動(dòng)通信的傳輸信道必須使用無線電波（2）信道傳輸特性較復(fù)雜，不穩(wěn)定 （3）所用的無線電頻率有限 （4）移動(dòng)通信綜合了各種通信技術(shù) （5）對設(shè)備要求苛刻 20移動(dòng)通信概述 21移動(dòng)通信概述22移動(dòng)通信概述23移動(dòng)通信概述7、移動(dòng)信道（1）直射波 視距：直射波傳播的最大距離 繞射衰耗：由障礙物引起的附加衰耗（除自由空間傳播衰耗） （2）反射波24移動(dòng)通信概述

8、（3）快衰落 由于多徑傳播，所接收的信號(hào)要產(chǎn)生快衰落，即瑞利衰落，也稱為多徑衰落，衰落深度嚴(yán)重時(shí)達(dá)到2030dB。 （4）慢衰落 由于地形起伏和沿途建筑物的不一，引起慢衰落，也稱為陰影衰落。 25移動(dòng)通信概述（5）多普勒效應(yīng) 在移動(dòng)通信中信號(hào)的相位不斷變化，產(chǎn)生附加頻移，這種頻移稱為多普勒效應(yīng)。 26移動(dòng)通信概述27移動(dòng)通信概述28移動(dòng)通信概述29移動(dòng)通信概述30移動(dòng)通信概述31移動(dòng)通信概述32移動(dòng)通信概述33移動(dòng)通信概述34移動(dòng)通信概述35移動(dòng)通信概述36G網(wǎng)基本原理37G網(wǎng)基本原理38G網(wǎng)基本原理39G網(wǎng)基本原理40G網(wǎng)基本原理41G網(wǎng)基本原理42G網(wǎng)基本原理43G網(wǎng)基本原理44G網(wǎng)基本原

9、理45G網(wǎng)基本原理46G網(wǎng)基本原理47G網(wǎng)基本原理48G網(wǎng)基本原理49G網(wǎng)基本原理GSM系統(tǒng)的分系統(tǒng)組成（續(xù)） 基站分系統(tǒng)基站分系統(tǒng) 組成：一個(gè)基站分系統(tǒng)由一個(gè)BSC和它管轄的所有BTS組成。 作用：完成無線信道的發(fā)送、接收、管理、連接網(wǎng)絡(luò)端的交換機(jī)。 分系統(tǒng)容量：在GSM900系統(tǒng)中，每個(gè)BTS最多可裝16個(gè)收發(fā)信機(jī)(TRX)，每個(gè)即一個(gè)載頻，可提供8個(gè)信道。BSC最多可連接4個(gè)BTS，最多可處理480個(gè)話音信道。 50G網(wǎng)基本原理GSM系統(tǒng)的分系統(tǒng)組成（續(xù)）交換分系統(tǒng)交換分系統(tǒng) 組成：移動(dòng)交換中心(MSC)和數(shù)據(jù)庫(VLR、HLR、EIR)。51G網(wǎng)基本原理52G網(wǎng)基本原理53G網(wǎng)基本原理

10、54G網(wǎng)基本原理55G網(wǎng)基本原理GSM的關(guān)鍵技術(shù)工作頻段的分配 GSM900（含移動(dòng)和聯(lián)通）:890-915MHz(上行） 935-960MHz（下行） GSM1800MHz:1710-1785MHz (上行） 1805-1880MHz （下行）頻道間隔（200kHz) 采用TDMA接入方式頻道配置 采用等間距配置方法 56G網(wǎng)基本原理57G網(wǎng)基本原理58G網(wǎng)基本原理59G網(wǎng)基本原理60G網(wǎng)基本原理61G網(wǎng)基本原理62G網(wǎng)基本原理63G網(wǎng)基本原理64G網(wǎng)基本原理65G網(wǎng)基本原理66G網(wǎng)基本原理67G網(wǎng)基本原理68G網(wǎng)基本原理69G網(wǎng)基本原理70G網(wǎng)基本原理71G網(wǎng)基本原理72G網(wǎng)基本原理73G網(wǎng)基本原理74C網(wǎng)基本原理75C網(wǎng)基本原理76C網(wǎng)基本原理77C網(wǎng)基本原理78C網(wǎng)基本原理79C網(wǎng)基本原理80C網(wǎng)基本原理81C網(wǎng)基本原理82C網(wǎng)基本原理83C網(wǎng)基本原理84C網(wǎng)基