第1章 移動通信基礎(chǔ)知識

1、2022-5-271 移動通信技術(shù)移動通信技術(shù)第1章 移動通信概論1.1移動通信概述1.2常用移動通信系統(tǒng)1.3移動通信發(fā)展概況和發(fā)展方向1.4 蜂窩1.5 2022-5-2721.1.1 基本概念基本概念1 移動通信，是指通信雙方或至少有一方處于運動移動通信，是指通信雙方或至少有一方處于運動中進行信息傳輸和交換的通信方式。中進行信息傳輸和交換的通信方式。2 移動通信系統(tǒng)包括無繩電話、無線尋呼、陸地蜂移動通信系統(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。窩移動通信、衛(wèi)星移動通信等。3 移動體之間通信聯(lián)系的傳輸手段只能依靠無線電移動體之間通信聯(lián)系的傳輸手段只能依靠無線電通信，因此

2、，無線通信是移動通信的基礎(chǔ)，而無通信，因此，無線通信是移動通信的基礎(chǔ)，而無線通信技術(shù)的發(fā)展將推動移動通信的發(fā)展。線通信技術(shù)的發(fā)展將推動移動通信的發(fā)展。1.1 移動通信概述移動通信概述2022-5-2731.1.2 移動通信系統(tǒng)的組成移動通信系統(tǒng)的組成1 移動通信系統(tǒng)是移動體之間、移動體和固定用戶移動通信系統(tǒng)是移動體之間、移動體和固定用戶之間以及固定用戶與移動體之間，能夠建立許多之間以及固定用戶與移動體之間，能夠建立許多信息傳輸通道的通信系統(tǒng)。信息傳輸通道的通信系統(tǒng)。2 移動通信包括無線傳輸、有線傳輸，信息的收集、移動通信包括無線傳輸、有線傳輸，信息的收集、處理和存儲等，使用的主要設(shè)備有無線收發(fā)

3、信機、處理和存儲等，使用的主要設(shè)備有無線收發(fā)信機、移動交換控制設(shè)備和移動終端設(shè)備移動交換控制設(shè)備和移動終端設(shè)備。1.1 移動通信概述移動通信概述2022-5-274圖1.1 移動通信網(wǎng)的組成示意圖1.1 移動通信概述移動通信概述2022-5-2751.1.3 移動通信的特點移動通信的特點1移動通信必須利用無線電波進行信息傳輸移動通信必須利用無線電波進行信息傳輸2移動通信是在復(fù)雜的干擾環(huán)境中運行移動通信是在復(fù)雜的干擾環(huán)境中運行3隨著移動通信業(yè)務(wù)量的需求與日俱增，移動通信隨著移動通信業(yè)務(wù)量的需求與日俱增，移動通信可以利用的頻譜資源非常有限可以利用的頻譜資源非常有限4對移動臺的要求高對移動臺的要求高

4、5通道容量有限通道容量有限6通信系統(tǒng)復(fù)雜通信系統(tǒng)復(fù)雜1.1 移動通信概述移動通信概述2022-5-2761.1.4 移動通信的分類移動通信的分類1 按使用對象可分為民用設(shè)備和軍用設(shè)備；按使用對象可分為民用設(shè)備和軍用設(shè)備；2 按使用環(huán)境可分為陸地通信、海上通信和空中通信；按使用環(huán)境可分為陸地通信、海上通信和空中通信；3 按多址方式可分為頻分多址（按多址方式可分為頻分多址（FDMA）、時分多址）、時分多址（TDMA）和碼分多址（）和碼分多址（CDMA）等；）等；4 按覆蓋范圍可分為廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)；按覆蓋范圍可分為廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)；5 按業(yè)務(wù)類型可分為電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)和綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)；按業(yè)務(wù)類型可分為電話網(wǎng)

5、、數(shù)據(jù)網(wǎng)和綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)；6 按工作方式可分為同頻單工、異頻單工、異頻雙工按工作方式可分為同頻單工、異頻單工、異頻雙工和半雙工；和半雙工；7 按服務(wù)范圍可分為專用網(wǎng)和公用網(wǎng)；按信號形式可按服務(wù)范圍可分為專用網(wǎng)和公用網(wǎng)；按信號形式可分為模擬網(wǎng)和數(shù)字網(wǎng)。分為模擬網(wǎng)和數(shù)字網(wǎng)。 1.1 移動通信概述移動通信概述2022-5-2771.1.5 移動通信的工作頻段移動通信的工作頻段 1.1 移動通信概述移動通信概述圖1.2 電磁波波譜圖2022-5-2781.1 移動通信概述移動通信概述c3108m/s1MHz（兆赫）106 Hzc/f1GHz（吉赫）109 Hz1m（微米）106m1THz（太赫）1012H

6、z1nm（納米）109m1PHz（拍赫）1015 Hz1（埃）1010m各種單位的換算公式2022-5-279 早期的移動通信主要使用早期的移動通信主要使用VHF和和UHF頻段如頻段如150 MHz，450MHz 。 目前，第二代大容量移動通信系統(tǒng)均使用目前，第二代大容量移動通信系統(tǒng)均使用800MHz頻段頻段（CDMA），），900MHz頻段（頻段（AMPS、TACS、GSM），），1 800MHz頻段（頻段（GSM1800/DCS1800），該頻段用于微蜂窩），該頻段用于微蜂窩（Microcell）系統(tǒng)。）系統(tǒng)。GSM900/1800 雙頻段數(shù)字蜂窩移動臺核準(zhǔn)頻率范圍：雙頻段數(shù)字蜂窩移動臺核

7、準(zhǔn)頻率范圍：Tx：885915MHz/17101785MHzRx：930960MHz/18051880MHzGSM900/1800 雙頻段數(shù)字蜂窩基站核準(zhǔn)頻率范圍：雙頻段數(shù)字蜂窩基站核準(zhǔn)頻率范圍：Tx:：930960MHz/18051880MHzRx:：885915MHz/17101785MHz1.1 移動通信概述移動通信概述2022-5-2710800MHz CDMA數(shù)字蜂窩移動臺準(zhǔn)頻率范圍：數(shù)字蜂窩移動臺準(zhǔn)頻率范圍：Tx：825835MHzRx：870880MHz800MHz CDMA數(shù)字蜂窩基站核準(zhǔn)頻率范圍：數(shù)字蜂窩基站核準(zhǔn)頻率范圍：Tx：870880MHzRx：825835MHz 第三

8、代移動通信系統(tǒng)第三代移動通信系統(tǒng)(3G)就是就是IMT-2000，它是國際電信聯(lián)，它是國際電信聯(lián)盟（盟（ITU）在）在1985年提出未來公眾陸地移動通信系統(tǒng)年提出未來公眾陸地移動通信系統(tǒng)（FPLMTS）的名稱的更換，意思是在）的名稱的更換，意思是在2000年左右可開始年左右可開始商用并工作在商用并工作在2000MHz頻段上的國際移動通信系統(tǒng)頻段上的國際移動通信系統(tǒng)（IMT-2000）。）。1.1 移動通信概述移動通信概述2022-5-2711 在在3G時代，中國電信時代，中國電信cdma2000用的是用的是800MHz的頻段，的頻段，中國移動中國移動TD-SCDMA用的是用的是1800MHz和

9、和2.1GHz的頻段，的頻段，而中國聯(lián)通而中國聯(lián)通WCDMA也是用也是用2.1GHz的頻段，的頻段，為為1940MHz-1955MHz(上行上行)、 2130MHz -2145MHz(下行（常稱為下行（常稱為第第三代移動通信使用三代移動通信使用2.4GHz頻段）。頻段）。 4G的的TD-LTE擴大規(guī)模試驗頻段擴大規(guī)模試驗頻段 中國移動共獲得中國移動共獲得130MHz，分別為，分別為1880 -1900 MHz、2320-2370 MHz、2575-2635 MHz；中國聯(lián)通獲得中國聯(lián)通獲得40MHz，分別為，分別為2300-2320 MHz、2555-2575 MHz；中國電信獲得中國電信獲得

10、40MHz，分別為，分別為2370-2390 MHz、2635-2655 MHz。1.1 移動通信概述移動通信概述2022-5-2712 從全球來看從全球來看700(800)MHz/1.8GHz/2.6GHz三大頻段為海外三大頻段為海外運營商選擇的運營商選擇的4G頻段的主流。而我國頻段的主流。而我國700MHz頻段為廣電頻段為廣電占有，根本無法收回。占有，根本無法收回。 正在積極考慮正在積極考慮1.4GHz、3.5 GHz用于用于TDD后續(xù)發(fā)展，并研后續(xù)發(fā)展，并研究探討究探討50GHz以上頻段用于滿足未來寬帶移動通信發(fā)展需以上頻段用于滿足未來寬帶移動通信發(fā)展需求。求。1.1 移動通信概述移動通

11、信概述2022-5-27131.1.6 移動通信的工作方式移動通信的工作方式1 從傳輸方式的角度來看，無線通信分為單向傳輸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）。（廣播式）和雙向傳輸（應(yīng)答式）。2 單向傳輸只用于無線電尋呼系統(tǒng)。雙向傳輸有單單向傳輸只用于無線電尋呼系統(tǒng)。雙向傳輸有單工、雙工和半雙工三種工作方式。工、雙工和半雙工三種工作方式。單工通信是指通信雙方電臺交替地進行收信和發(fā)單工通信是指通信雙方電臺交替地進行收信和發(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。和異頻單工。4 半雙工通信的組成與圖半雙工通

12、信的組成與圖1-3相似，移動臺采用類似相似，移動臺采用類似單工的單工的“按講按講”方式，即按下按講開關(guān)，發(fā)射機方式，即按下按講開關(guān)，發(fā)射機才工作，而接收機總是工作的。基站工作情況與才工作，而接收機總是工作的?；竟ぷ髑闆r與雙工方式完全相同。雙工方式完全相同。1.1 移動通信概述移動通信概述2022-5-2714圖1.3 單工通信1.1 移動通信概述移動通信概述圖1.4 雙工通信2022-5-27151.2 常用移動通信系統(tǒng)常用移動通信系統(tǒng) 1.2.1 蜂窩移動通信系統(tǒng)蜂窩移動通信系統(tǒng)1.2.2 無繩電話系統(tǒng)無繩電話系統(tǒng)1.2.3 集群移動通信系統(tǒng)集群移動通信系統(tǒng)1.2.4 移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)移動

13、衛(wèi)星通信系統(tǒng)1.2.5 分組無線網(wǎng)分組無線網(wǎng)1.2.6 移動通信網(wǎng)和固定通信網(wǎng)移動通信網(wǎng)和固定通信網(wǎng)2022-5-27161.2.1 蜂窩移動通信系統(tǒng)蜂窩移動通信系統(tǒng) 早期的移動通信系統(tǒng)是在其覆蓋區(qū)域中心設(shè)置大早期的移動通信系統(tǒng)是在其覆蓋區(qū)域中心設(shè)置大功率的發(fā)射機，采用高架天線把信號發(fā)送到整個功率的發(fā)射機，采用高架天線把信號發(fā)送到整個覆蓋地區(qū)（半徑可達幾十公里）。覆蓋地區(qū)（半徑可達幾十公里）。 這種系統(tǒng)的主要矛盾是同時能提供給用戶使用的這種系統(tǒng)的主要矛盾是同時能提供給用戶使用的信道數(shù)極為有限，遠遠滿足不了移動通信業(yè)務(wù)迅信道數(shù)極為有限，遠遠滿足不了移動通信業(yè)務(wù)迅速增長的需要。速增長的需要。202

14、2-5-27171.2.1 蜂窩移動通信系統(tǒng)蜂窩移動通信系統(tǒng)圖1.5 大區(qū)覆蓋與小區(qū)覆蓋2022-5-2718 蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)把整個服務(wù)區(qū)域劃分成若干個較小蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)把整個服務(wù)區(qū)域劃分成若干個較小的區(qū)域（的區(qū)域（cell，在蜂窩系統(tǒng)中稱為小區(qū)），各小區(qū)，在蜂窩系統(tǒng)中稱為小區(qū)），各小區(qū)均用小功率的發(fā)射機（即基站發(fā)射機）進行覆蓋，均用小功率的發(fā)射機（即基站發(fā)射機）進行覆蓋，許多小區(qū)像蜂窩一樣能布滿許多小區(qū)像蜂窩一樣能布滿 （即覆蓋）任意形狀（即覆蓋）任意形狀的服務(wù)地區(qū)，如圖的服務(wù)地區(qū)，如圖1.5（b）所示。）所示。 相鄰小區(qū)不允許使用相同的頻道，否則會發(fā)生相相鄰小區(qū)不允許使用相同的頻道，否則會發(fā)生

15、相互干擾，稱同道干擾?；ジ蓴_，稱同道干擾。 蜂窩通信既能滿足大的無線覆蓋區(qū)和高速移動用蜂窩通信既能滿足大的無線覆蓋區(qū)和高速移動用戶的要求，又能滿足高密度、低速移動用戶的要戶的要求，又能滿足高密度、低速移動用戶的要求，同時還可滿足室內(nèi)用戶的要求，從而使蜂窩求，同時還可滿足室內(nèi)用戶的要求，從而使蜂窩通信向個人通信發(fā)展。通信向個人通信發(fā)展。1.2.1 蜂窩移動通信系統(tǒng)蜂窩移動通信系統(tǒng)2022-5-27191.2.1 蜂窩移動通信系統(tǒng)蜂窩移動通信系統(tǒng)2022-5-27201.2.2 無繩電話系統(tǒng)無繩電話系統(tǒng) 無繩電話是一種以有線電話網(wǎng)為依托的通信方式，無繩電話是一種以有線電話網(wǎng)為依托的通信方式，是有線

16、電話網(wǎng)的無線延伸。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，因而發(fā)展十分迅速，格低廉、使用方便等優(yōu)點，因而發(fā)展十分迅速，目前已經(jīng)形成了多種數(shù)字式無繩電話系統(tǒng)。目前已經(jīng)形成了多種數(shù)字式無繩電話系統(tǒng)。 歐洲數(shù)字無繩電話系統(tǒng)（歐洲數(shù)字無繩電話系統(tǒng)（DECT） 個人手持電話系統(tǒng)（個人手持電話系統(tǒng)（PHS） 個人接入通信系統(tǒng)（個人接入通信系統(tǒng)（PACS） 在我國應(yīng)用比較廣泛的在我國應(yīng)用比較廣泛的“小靈通小靈通”采用了采用了PHS協(xié)協(xié)議，是屬于無繩電話衍生的通信手段。議，是屬于無繩電話衍生的通信手段。2022-5-

17、27211.2.2 無繩電話系統(tǒng)無繩電話系統(tǒng) 圖l.6 無繩電話系統(tǒng)示意圖2022-5-2722 集群移動通信系統(tǒng)屬于調(diào)度系統(tǒng)的專用通信網(wǎng)。集群移動通信系統(tǒng)屬于調(diào)度系統(tǒng)的專用通信網(wǎng)。 集群移動通信系統(tǒng)采用的基本技術(shù)是頻率公用技集群移動通信系統(tǒng)采用的基本技術(shù)是頻率公用技術(shù)。術(shù)。 集群移動通信系統(tǒng)采用半雙工工作方式。集群移動通信系統(tǒng)采用半雙工工作方式。 集群移動通信系統(tǒng)主要以無線用戶為主，即以調(diào)集群移動通信系統(tǒng)主要以無線用戶為主，即以調(diào)度臺與移動臺之間的通話為主。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)（或幾個行業(yè)

18、合用）中間進行調(diào)度和在各個行業(yè)（或幾個行業(yè)合用）中間進行調(diào)度和指揮，對網(wǎng)中的不同用戶常常賦予不同的優(yōu)先等指揮，對網(wǎng)中的不同用戶常常賦予不同的優(yōu)先等級。級。1.2.3 集群移動通信系統(tǒng)集群移動通信系統(tǒng)2022-5-27231.2.4 移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)移動衛(wèi)星通信系統(tǒng) 衛(wèi)星通信具有全球范圍的覆蓋區(qū)，信道穩(wěn)定、可衛(wèi)星通信具有全球范圍的覆蓋區(qū)，信道穩(wěn)定、可靠及系統(tǒng)容量大等優(yōu)點，從誕生至今，得到了迅靠及系統(tǒng)容量大等優(yōu)點，從誕生至今，得到了迅猛發(fā)展。猛發(fā)展。 通過衛(wèi)星為移動臺及手機提供移動通信服務(wù)而構(gòu)通過衛(wèi)星為移動臺及手機提供移動通信服務(wù)而構(gòu)成移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)成移動衛(wèi)星通信系統(tǒng) （MSS）。）。 MSS是

19、以是以VAST和地面蜂窩移動通信為基礎(chǔ)，結(jié)和地面蜂窩移動通信為基礎(chǔ)，結(jié)合空間衛(wèi)星多波束技術(shù)及星上處理、計算機等高合空間衛(wèi)星多波束技術(shù)及星上處理、計算機等高新技術(shù)而構(gòu)成的超越時空的全球個人通信網(wǎng)。新技術(shù)而構(gòu)成的超越時空的全球個人通信網(wǎng)。2022-5-27241.2.5 分組無線網(wǎng)分組無線網(wǎng) 分組無線網(wǎng)是一種利用無線信道進行分組交換的分組無線網(wǎng)是一種利用無線信道進行分組交換的通信網(wǎng)絡(luò)，即網(wǎng)絡(luò)中傳送的信息要以通信網(wǎng)絡(luò)，即網(wǎng)絡(luò)中傳送的信息要以“分組分組”或或稱稱“信包信包”（有時簡稱（有時簡稱“包包”）為基本單元。）為基本單元。 分組是由若干比特組成的信息段，通常包含分組是由若干比特組成的信息段，通常

20、包含“包包頭頭”和和“正文正文”兩部分。兩部分。 包頭中含有該分組的源地址（起始地址）、宿地包頭中含有該分組的源地址（起始地址）、宿地址（目的地址）和有關(guān)的路由信息，正文是真正址（目的地址）和有關(guān)的路由信息，正文是真正需要傳送的信息。需要傳送的信息。 分組傳輸方式是存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式的分組傳輸方式是存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式的種，用戶終端種，用戶終端必須先把要傳送的信息存儲、分段、加上包頭以必須先把要傳送的信息存儲、分段、加上包頭以構(gòu)成分組，才能送上無線信道進行傳輸構(gòu)成分組，才能送上無線信道進行傳輸。2022-5-27251.2.5 分組無線網(wǎng)分組無線網(wǎng) 這一過程必然要產(chǎn)生額外的時間延遲，因此，分這一過程必然要產(chǎn)

21、生額外的時間延遲，因此，分組無線網(wǎng)特別適用于實時性要求不嚴(yán)和短消息比組無線網(wǎng)特別適用于實時性要求不嚴(yán)和短消息比較多的數(shù)據(jù)通信。較多的數(shù)據(jù)通信。 分組傳輸能適應(yīng)不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。常見的網(wǎng)分組傳輸能適應(yīng)不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。常見的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有星狀結(jié)構(gòu)和分布式結(jié)構(gòu)。絡(luò)結(jié)構(gòu)有星狀結(jié)構(gòu)和分布式結(jié)構(gòu)。（1）ARDIS系統(tǒng)（先進的無線電數(shù)據(jù)信息設(shè)備）。系統(tǒng)（先進的無線電數(shù)據(jù)信息設(shè)備）。（2）Mobitex系統(tǒng)（全國性互聯(lián)的集群無線電網(wǎng)系統(tǒng)（全國性互聯(lián)的集群無線電網(wǎng)絡(luò)）。絡(luò)）。（3）CDPD系統(tǒng)（蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)）。系統(tǒng)（蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)）。（4）TETRA系統(tǒng)（全歐集群無線電）。系統(tǒng)（全歐集群無線電）。（5）

22、第二代北美數(shù)字蜂窩）第二代北美數(shù)字蜂窩IS-54和和IS-95系統(tǒng)系統(tǒng) 2022-5-27261.2.5 分組無線網(wǎng)分組無線網(wǎng)2022-5-27271.2.6 移動通信網(wǎng)和固定通信網(wǎng)移動通信網(wǎng)和固定通信網(wǎng) 移動通信網(wǎng)與固定通信網(wǎng)的不同在于無線用戶的移動移動通信網(wǎng)與固定通信網(wǎng)的不同在于無線用戶的移動性和固定用戶的固定性。性和固定用戶的固定性。1 公用交換電話網(wǎng)公用交換電話網(wǎng) 公用交換電話網(wǎng)是高度集成的、擁有用戶最多的公公用交換電話網(wǎng)是高度集成的、擁有用戶最多的公共電話網(wǎng)，是世界上最大的電話網(wǎng)。共電話網(wǎng)，是世界上最大的電話網(wǎng)。 一般來說，電話網(wǎng)分為長途電話網(wǎng)和本地電話網(wǎng)兩一般來說，電話網(wǎng)分為長途電

23、話網(wǎng)和本地電話網(wǎng)兩大部分。大部分。2022-5-2728圖1.7 我國電話網(wǎng)結(jié)構(gòu)1.2.6 移動通信網(wǎng)和固定通信網(wǎng)移動通信網(wǎng)和固定通信網(wǎng) 2022-5-27292公共數(shù)據(jù)網(wǎng)公共數(shù)據(jù)網(wǎng) 公共數(shù)據(jù)網(wǎng)（公共數(shù)據(jù)網(wǎng)（PDN）分為兩種：一種是分組交換）分為兩種：一種是分組交換公共數(shù)據(jù)網(wǎng)（公共數(shù)據(jù)網(wǎng)（PSPDN）；另一種是電路交換公共數(shù)）；另一種是電路交換公共數(shù)據(jù)網(wǎng)（據(jù)網(wǎng)（CSPDN）。一般來說，）。一般來說，PDN主要用來傳送主要用來傳送計算機數(shù)據(jù)。計算機數(shù)據(jù)。3 綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng) ISDN是這樣一種網(wǎng)絡(luò)，它由電話綜合網(wǎng)（是這樣一種網(wǎng)絡(luò)，它由電話綜合網(wǎng)（IDN）演變而成，提供端到端的數(shù)字連接

24、，以支持一系演變而成，提供端到端的數(shù)字連接，以支持一系列廣泛的業(yè)務(wù)（包括語音和非語音業(yè)務(wù)），它為列廣泛的業(yè)務(wù)（包括語音和非語音業(yè)務(wù)），它為用戶提供一組有限的標(biāo)準(zhǔn)多用途用戶用戶提供一組有限的標(biāo)準(zhǔn)多用途用戶網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)接口。1.2.6 移動通信網(wǎng)和固定通信網(wǎng)移動通信網(wǎng)和固定通信網(wǎng) 2022-5-2730 ISDN所提供的業(yè)務(wù)除了語音業(yè)務(wù)外，所包括的非所提供的業(yè)務(wù)除了語音業(yè)務(wù)外，所包括的非話業(yè)務(wù)有數(shù)字、文字和圖像，即分組交換數(shù)據(jù)、話業(yè)務(wù)有數(shù)字、文字和圖像，即分組交換數(shù)據(jù)、電路交換數(shù)據(jù)、電子郵件（電路交換數(shù)據(jù)、電子郵件（E-mail）、電子信箱）、電子信箱（Mailbox）、智能用戶電報（）、智能用戶

25、電報（Teletex）、可視圖）、可視圖文（文（Videotex）、傳真（）、傳真（Facsimile）、可視電話）、可視電話（Videophone）、電話會議（）、電話會議（Video Conference）等。等。ISDN的信令方式采用公共信令方式。的信令方式采用公共信令方式。 圖圖1.8所示給出了所示給出了ISDN的基本結(jié)構(gòu)。的基本結(jié)構(gòu)。1.2.6 移動通信網(wǎng)和固定通信網(wǎng)移動通信網(wǎng)和固定通信網(wǎng) 2022-5-2731圖1.8 ISDN的基本結(jié)構(gòu)1.2.6 移動通信網(wǎng)和固定通信網(wǎng)移動通信網(wǎng)和固定通信網(wǎng) 2022-5-2732 ISDN終端設(shè)備通過標(biāo)準(zhǔn)的用戶終端設(shè)備通過標(biāo)準(zhǔn)的用戶網(wǎng)絡(luò)接口接入

26、網(wǎng)絡(luò)接口接入ISDN。 ISDN網(wǎng)絡(luò)能力包括電路交換、分組交換、無交換網(wǎng)絡(luò)能力包括電路交換、分組交換、無交換連接和公共信道信令等。連接和公共信道信令等。 ISDN具有三種不同的信令：用戶具有三種不同的信令：用戶網(wǎng)絡(luò)信令、網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)信令、網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部信令和用戶絡(luò)內(nèi)部信令和用戶用戶信令。用戶信令。 1.2.6 移動通信網(wǎng)和固定通信網(wǎng)移動通信網(wǎng)和固定通信網(wǎng) 2022-5-27331.3.1 1G（模擬系統(tǒng)）（模擬系統(tǒng)） 代表：美國的代表：美國的AMPS、英國的、英國的TACS等等 通常所說的第一代移動通信系統(tǒng)是指模擬蜂窩通常所說的第一代移動通信系統(tǒng)是指模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)。它是頻分多址接入（移動通信系統(tǒng)。它

27、是頻分多址接入（FDMA）的移）的移動通信系統(tǒng)。概括起來第一代蜂窩移動通信網(wǎng)有以動通信系統(tǒng)。概括起來第一代蜂窩移動通信網(wǎng)有以下缺點：下缺點：(1)制式太多，互不兼容，妨礙漫游，限制了用戶覆制式太多，互不兼容，妨礙漫游，限制了用戶覆蓋面；蓋面；(2)提供業(yè)務(wù)的種類受限制，不能傳送數(shù)據(jù)信息；提供業(yè)務(wù)的種類受限制，不能傳送數(shù)據(jù)信息；(3)容易被竊聽；容易被竊聽；(4)不能與不能與ISDN兼容。兼容。2022-5-27342 2G（數(shù)字系統(tǒng)）代表：泛歐的（數(shù)字系統(tǒng)）代表：泛歐的GSM、美國的、美國的DAMPS、IS-95CDMA等等 第二代移動通信（第二代移動通信（2G）系統(tǒng)為數(shù)字蜂窩移動通信系）系統(tǒng)

28、為數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)。統(tǒng)。 第二代移動通信系統(tǒng)最有代表性的是第二代移動通信系統(tǒng)最有代表性的是GSM（Global System for Mobile）和）和CDMA系統(tǒng)。系統(tǒng)。 數(shù)字移動通信系統(tǒng)采用了兩種無線接入方式：數(shù)字移動通信系統(tǒng)采用了兩種無線接入方式：GSM采用的是采用的是TDMA，即時分多址的接入方式；，即時分多址的接入方式；CDMA采用的是碼分多址的接入方式。采用的是碼分多址的接入方式。2022-5-27353 3G（1）標(biāo)準(zhǔn)：基于）標(biāo)準(zhǔn)：基于GSM的的WCDMA、基于、基于IS-95CDMA的的cdma2000、TD-SCDMA等等 。 為使為使2G系統(tǒng)能平滑過渡到系統(tǒng)能平滑過渡

29、到3G，采用，采用2.5G技術(shù)技術(shù) 代表：代表：GPRS（GSM向向WCDMA過渡）。過渡）。 為了使現(xiàn)有的龐大的第二代數(shù)字移動通信網(wǎng)絡(luò)能平滑地過為了使現(xiàn)有的龐大的第二代數(shù)字移動通信網(wǎng)絡(luò)能平滑地過渡到第三代移動通信網(wǎng)絡(luò)，美國的渡到第三代移動通信網(wǎng)絡(luò)，美國的IS-95和歐洲的和歐洲的GSM系系統(tǒng)都采用了漸進過渡的方法。以統(tǒng)都采用了漸進過渡的方法。以IS-95為基礎(chǔ)發(fā)展，逐漸為基礎(chǔ)發(fā)展，逐漸從從IS-95-A至至IS-95-B過渡到第三代移動通信系統(tǒng)的單載波，過渡到第三代移動通信系統(tǒng)的單載波，最終至多載波，支持達最終至多載波，支持達2Mbit/s的數(shù)據(jù)速率。的數(shù)據(jù)速率。2022-5-2736 GS

30、M系統(tǒng)則通過應(yīng)用新技術(shù)，提供更高帶寬的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。系統(tǒng)則通過應(yīng)用新技術(shù)，提供更高帶寬的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。其分為高速電路交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（其分為高速電路交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（HSCSD）、通用無線分）、通用無線分組業(yè)務(wù)（組業(yè)務(wù)（GPRS）、增強數(shù)據(jù)速率（）、增強數(shù)據(jù)速率（EDGE）三個階段，）三個階段，最終至最終至WCDMA，提供高達，提供高達2Mbit以上的峰值速率。以上的峰值速率。 第三代移動通信第三代移動通信3G系統(tǒng)，是系統(tǒng)，是指能支持語音數(shù)據(jù)指能支持語音數(shù)據(jù)綜合和移動多媒體的寬帶數(shù)字移動網(wǎng)絡(luò)。綜合和移動多媒體的寬帶數(shù)字移動網(wǎng)絡(luò)。 第三代移動通信系統(tǒng)是一種能提供多種類型、高質(zhì)量的第三代移動通信系統(tǒng)是一種能提供多

31、種類型、高質(zhì)量的多媒體業(yè)務(wù)，能實現(xiàn)全球無縫覆蓋，具有全球漫游功能，與多媒體業(yè)務(wù)，能實現(xiàn)全球無縫覆蓋，具有全球漫游功能，與固定網(wǎng)絡(luò)相兼容，并以小型便攜式終端在任何時候、任何地固定網(wǎng)絡(luò)相兼容，并以小型便攜式終端在任何時候、任何地點進行任何種類的通信系統(tǒng)。點進行任何種類的通信系統(tǒng)。 2022-5-2737： IMT-2000 CDMA-DS，即，即WCDMA。 IMT-2000 CDMA-MC，即，即CDMA2000。 IMT-2000 CDMA TDD，目前包括中國提出的，目前包括中國提出的TD-SCDMA和和UTRA TDD（TD-CDMA）。2022-5-2738表表 1.3 三種主要技術(shù)體制

32、的對比情況三種主要技術(shù)體制的對比情況2022-5-27394、4G、5G 1999年成立的年成立的ITU-R的的WP8F工作組的主要任務(wù)是負責(zé)工作組的主要任務(wù)是負責(zé)3G未未來發(fā)展和超來發(fā)展和超3G的研究。的研究。WP8F工作組提出的超工作組提出的超3G系統(tǒng)的要系統(tǒng)的要求主要包括：高速數(shù)據(jù)傳輸；以求主要包括：高速數(shù)據(jù)傳輸；以IP為基礎(chǔ)的無線接續(xù)，支為基礎(chǔ)的無線接續(xù)，支持持QoS；各系統(tǒng)（；各系統(tǒng)（IMT-2000、WLAN、BWA、衛(wèi)星和廣播）、衛(wèi)星和廣播）之間無縫的業(yè)務(wù)支持，并支持全球漫游；支持多重模式、之間無縫的業(yè)務(wù)支持，并支持全球漫游；支持多重模式、支持對稱支持對稱/非對稱業(yè)務(wù)。非對稱業(yè)務(wù)

33、。 4G通信技術(shù)并沒有脫離以前的通信技術(shù)，而是以傳統(tǒng)通信通信技術(shù)并沒有脫離以前的通信技術(shù)，而是以傳統(tǒng)通信技術(shù)為基礎(chǔ)，不斷提高無線通信的網(wǎng)絡(luò)效率和功能。技術(shù)為基礎(chǔ)，不斷提高無線通信的網(wǎng)絡(luò)效率和功能。4G網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)廣帶化趨勢、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)綜合和重疊的趨勢、軟件無線電絡(luò)廣帶化趨勢、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)綜合和重疊的趨勢、軟件無線電的趨勢以及靈活和自適應(yīng)的發(fā)展趨勢的趨勢以及靈活和自適應(yīng)的發(fā)展趨勢2022-5-2740 在近日召開的在近日召開的IMT-2020峰會上，各方專家對峰會上，各方專家對5G的需求和的需求和愿景進行了探討，但是沒有最終成形的看法，包括對于愿景進行了探討，但是沒有最終成形的看法，包括對于5G的定義還在研

34、究當(dāng)中，對于的定義還在研究當(dāng)中，對于5G的關(guān)鍵技術(shù)也沒有明確的說的關(guān)鍵技術(shù)也沒有明確的說法，各方技術(shù)專家只是提出了自己的認識。法，各方技術(shù)專家只是提出了自己的認識。 對于對于5G的關(guān)鍵技術(shù)是什么，目前行業(yè)內(nèi)也未形成統(tǒng)一認識。的關(guān)鍵技術(shù)是什么，目前行業(yè)內(nèi)也未形成統(tǒng)一認識。華為認為，與華為認為，與4G相比，可以引入新的調(diào)制、編碼、協(xié)議棧、相比，可以引入新的調(diào)制、編碼、協(xié)議棧、架構(gòu)等設(shè)計，滿足用戶對無線業(yè)務(wù)的需求。西安交通大學(xué)架構(gòu)等設(shè)計，滿足用戶對無線業(yè)務(wù)的需求。西安交通大學(xué)的一位技術(shù)專家則認為，網(wǎng)絡(luò)編碼、認知無線電、大規(guī)模的一位技術(shù)專家則認為，網(wǎng)絡(luò)編碼、認知無線電、大規(guī)模MIMO、動態(tài)覆蓋等都可以

35、引入、動態(tài)覆蓋等都可以引入5G，以在提升速度的同時，以在提升速度的同時，進一步改善用戶體驗。進一步改善用戶體驗。2022-5-2741 值得一提的是，隨著移動通信的發(fā)展，無線電頻譜資源日值得一提的是，隨著移動通信的發(fā)展，無線電頻譜資源日漸稀缺，尤其是優(yōu)質(zhì)的低頻譜資源逐漸分配完畢，剩下的漸稀缺，尤其是優(yōu)質(zhì)的低頻譜資源逐漸分配完畢，剩下的都是高頻段資源，比如目前的都是高頻段資源，比如目前的4G就運行在就運行在1.9GHz、2.3GHz和和2.6GHz頻段上，已經(jīng)屬于高頻段。而未來隨著頻段上，已經(jīng)屬于高頻段。而未來隨著資源的進一步消耗，資源的進一步消耗，Afif Osseiran預(yù)測分配給預(yù)測分配給

36、5G的有可能的有可能會是會是2GHz6GHz中的中的2000MHz資源，這種高頻段資源更資源，這種高頻段資源更適合在室內(nèi)場景使用，室外覆蓋的效果則欠佳。高頻段資適合在室內(nèi)場景使用，室外覆蓋的效果則欠佳。高頻段資源對基站覆蓋提出了挑戰(zhàn)，如何滿足室外覆蓋需求、如何源對基站覆蓋提出了挑戰(zhàn)，如何滿足室外覆蓋需求、如何在不影響網(wǎng)絡(luò)性能的條件下盡量降低基站密度是必須解決在不影響網(wǎng)絡(luò)性能的條件下盡量降低基站密度是必須解決的難題。的難題。2022-5-2742 此前三星的此前三星的5G測試中，網(wǎng)絡(luò)就運行在測試中，網(wǎng)絡(luò)就運行在2.8GHz頻段上，三頻段上，三星采取了星采取了64個天線單元的自適應(yīng)陣列傳輸技術(shù)破解

37、了難題。個天線單元的自適應(yīng)陣列傳輸技術(shù)破解了難題。要解決這一問題，一個捷徑是游說政府將低頻段資源要解決這一問題，一個捷徑是游說政府將低頻段資源釋放給釋放給5G，據(jù)稱，英國電信監(jiān)管機構(gòu)，據(jù)稱，英國電信監(jiān)管機構(gòu)Ofcom已經(jīng)在制定一已經(jīng)在制定一項計劃，向移動運營商釋放項計劃，向移動運營商釋放700MHz頻段資源，以便他們頻段資源，以便他們開發(fā)更快速的開發(fā)更快速的5G移動服務(wù)。移動服務(wù)。Ofcom所釋放的低頻段資源以所釋放的低頻段資源以前歸數(shù)字地面電視（前歸數(shù)字地面電視（DTT）所使用。）所使用。不過，在我國頻譜資源劃分是牽扯多個部委的復(fù)雜難題，不過，在我國頻譜資源劃分是牽扯多個部委的復(fù)雜難題，要釋

38、放頻譜資源需要與其他部委協(xié)調(diào)，并不是工信部自己要釋放頻譜資源需要與其他部委協(xié)調(diào)，并不是工信部自己能夠解決，這就注定了能夠解決，這就注定了5G爭取低頻段資源的道路不會平爭取低頻段資源的道路不會平坦。坦。2022-5-2743 雖然對于雖然對于5G概念和技術(shù)仍在探討，但是對于標(biāo)準(zhǔn)融合的概念和技術(shù)仍在探討，但是對于標(biāo)準(zhǔn)融合的大方向，現(xiàn)在業(yè)內(nèi)基本形成了共識。愛立信分析稱，在大方向，現(xiàn)在業(yè)內(nèi)基本形成了共識。愛立信分析稱，在2G時代和時代和3G時代，不同的通信標(biāo)準(zhǔn)之間存在較大的差異。時代，不同的通信標(biāo)準(zhǔn)之間存在較大的差異。不過到了不過到了4G時代，時代，TD-LTE和和LTE-FDD在核心網(wǎng)方面擁有在核心

39、網(wǎng)方面擁有95%的相似性，在無線側(cè)也有的相似性，在無線側(cè)也有90%的相似性。在的相似性。在5G時代，時代，這種融合的趨勢會愈發(fā)明顯。這種融合的趨勢會愈發(fā)明顯。華為也認為，華為也認為，4G時代，時代，TD-LTE系統(tǒng)與系統(tǒng)與LTE FDD系統(tǒng)系統(tǒng)已經(jīng)得到很好的融合，全球廠商都積極推動和投入已經(jīng)得到很好的融合，全球廠商都積極推動和投入TD-LTE產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)，包括基站系統(tǒng)設(shè)備、終端芯片等產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)，包括基站系統(tǒng)設(shè)備、終端芯片等環(huán)節(jié)，對促進環(huán)節(jié)，對促進TD-LTE的產(chǎn)業(yè)化起到了積極作用。的產(chǎn)業(yè)化起到了積極作用。5G時代，時代，在頻譜的使用上將更加高效和靈活，核心技術(shù)和系統(tǒng)架構(gòu)在頻譜的使用上

40、將更加高效和靈活，核心技術(shù)和系統(tǒng)架構(gòu)將進一步融合，充分保證無線通信系統(tǒng)的長期演進和競爭將進一步融合，充分保證無線通信系統(tǒng)的長期演進和競爭力。力。5G無線通信系統(tǒng)將進一步走向融合和全球統(tǒng)一，在無線通信系統(tǒng)將進一步走向融合和全球統(tǒng)一，在全球建立統(tǒng)一的系統(tǒng)制式，加速產(chǎn)業(yè)的成熟。全球建立統(tǒng)一的系統(tǒng)制式，加速產(chǎn)業(yè)的成熟。2022-5-2744 正是由于通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)趨于融合，因此任何一方都很難單正是由于通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)趨于融合，因此任何一方都很難單獨開發(fā)一套全新的通信標(biāo)準(zhǔn)，全球共用一套通信標(biāo)準(zhǔn)將成獨開發(fā)一套全新的通信標(biāo)準(zhǔn)，全球共用一套通信標(biāo)準(zhǔn)將成大勢所趨。大勢所趨。 然而然而5G研發(fā)的現(xiàn)實狀況是，研發(fā)的現(xiàn)實狀

41、況是，5G標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)鍵技術(shù)、頻譜問標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)鍵技術(shù)、頻譜問題都未形成共識。各方還處于探討之中，這使得題都未形成共識。各方還處于探討之中，這使得5G未來未來發(fā)展充滿了懸念。發(fā)展充滿了懸念。2022-5-27451.4 1.4 1.41.4.4 1.4 蜂窩蜂窩2022-5-2746 移動通信網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)包括：移動臺移動通信網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)包括：移動臺（Mobile Station，MS）、基站（）、基站（Base Station，BS）和構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的移動交換中心（）和構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的移動交換中心（Mobile Service Switching Center，MSC）及與市話網(wǎng)）及與市話網(wǎng)PSTN相連接

42、的中繼線等。相連接的中繼線等。1.4圖圖1.11.1移動通信系統(tǒng)的組成移動通信系統(tǒng)的組成 2022-5-27471 1、大區(qū)制的定義、大區(qū)制的定義 大區(qū)制是指一個基站覆蓋整個服務(wù)區(qū)。為了增大通信用大區(qū)制是指一個基站覆蓋整個服務(wù)區(qū)。為了增大通信用戶量，大區(qū)制通信網(wǎng)只有增多基站的信道數(shù)，但這總是有限戶量，大區(qū)制通信網(wǎng)只有增多基站的信道數(shù)，但這總是有限的。因此，大區(qū)制只能適用于小容量的通信網(wǎng)，例如用戶數(shù)的。因此，大區(qū)制只能適用于小容量的通信網(wǎng)，例如用戶數(shù)在在1000以下。這種制式的控制方式簡單，設(shè)備成本低，適用以下。這種制式的控制方式簡單，設(shè)備成本低，適用于中小城市、工礦區(qū)以及專業(yè)部門，是發(fā)展專用移

43、動通信網(wǎng)于中小城市、工礦區(qū)以及專業(yè)部門，是發(fā)展專用移動通信網(wǎng)可選用的制式?？蛇x用的制式。1.42022-5-2748圖圖1.2 大區(qū)制示意圖大區(qū)制示意圖1.4 大區(qū)制小容量大區(qū)制小容量IMTS系統(tǒng)：單個大功率覆蓋整個市區(qū)2022-5-27491小區(qū)制小區(qū)制-大容量大容量概念：將整個服務(wù)區(qū)劃分為若干個小無線區(qū)，每個小無概念：將整個服務(wù)區(qū)劃分為若干個小無線區(qū)，每個小無線區(qū)分別設(shè)置一個基站負責(zé)本區(qū)的移動通信的聯(lián)絡(luò)和控線區(qū)分別設(shè)置一個基站負責(zé)本區(qū)的移動通信的聯(lián)絡(luò)和控制，制， 同時又可在同時又可在MSC的的 統(tǒng)一控制下，實現(xiàn)統(tǒng)一控制下，實現(xiàn) 小區(qū)間移動小區(qū)間移動通信的通信的 轉(zhuǎn)接及與公眾電話轉(zhuǎn)接及與公眾

44、電話 網(wǎng)的聯(lián)系網(wǎng)的聯(lián)系 。1.42022-5-27501.42 2、 有帶狀服務(wù)覆蓋區(qū)域和面狀服務(wù)覆蓋區(qū)域。有帶狀服務(wù)覆蓋區(qū)域和面狀服務(wù)覆蓋區(qū)域。（1 1）帶狀服務(wù)覆蓋區(qū)）帶狀服務(wù)覆蓋區(qū) 用于覆蓋公路、鐵路、海岸等?；咎炀€若用于覆蓋公路、鐵路、海岸等?；咎炀€若用全向輻射，覆蓋區(qū)形狀是圓形的。帶狀網(wǎng)宜采用全向輻射，覆蓋區(qū)形狀是圓形的。帶狀網(wǎng)宜采用有向天線，使每個小區(qū)呈扁圓形。用有向天線，使每個小區(qū)呈扁圓形。圖圖1.3 帶狀小區(qū)示意圖帶狀小區(qū)示意圖2022-5-2751（2）面狀區(qū)域服務(wù)覆蓋）面狀區(qū)域服務(wù)覆蓋 實際上，由于無線系統(tǒng)覆蓋區(qū)的地形地貌不同，無線實際上，由于無線系統(tǒng)覆蓋區(qū)的地形地貌不

45、同，無線電波傳播環(huán)境不同，產(chǎn)生的電波的長期衰落和短期衰落電波傳播環(huán)境不同，產(chǎn)生的電波的長期衰落和短期衰落不同，因而一個小區(qū)的實際無線覆蓋是一個不規(guī)則的形不同，因而一個小區(qū)的實際無線覆蓋是一個不規(guī)則的形狀。狀。但也需要有一個規(guī)則的小區(qū)形狀來用于系統(tǒng)的規(guī)劃，但也需要有一個規(guī)則的小區(qū)形狀來用于系統(tǒng)的規(guī)劃，以適應(yīng)不斷增長的業(yè)務(wù)需要。以適應(yīng)不斷增長的業(yè)務(wù)需要。1.4(b)理想形狀理想形狀 (c)實際形狀實際形狀圖圖1.4 面狀區(qū)域覆蓋示意圖面狀區(qū)域覆蓋示意圖2022-5-27523、蜂窩小區(qū)的概念、蜂窩小區(qū)的概念當(dāng)考慮要覆蓋整個服務(wù)區(qū)域而沒有重疊和間當(dāng)考慮要覆蓋整個服務(wù)區(qū)域而沒有重疊和間隙的幾何形狀時，

46、只有三種可能的選擇：正隙的幾何形狀時，只有三種可能的選擇：正方形、等邊三角形和正六邊形。方形、等邊三角形和正六邊形。圖圖1.5 三種面狀區(qū)域覆蓋組成三種面狀區(qū)域覆蓋組成1.42022-5-2753 蜂窩式組網(wǎng)放棄了點對點傳輸和廣播覆蓋模式，蜂窩式組網(wǎng)放棄了點對點傳輸和廣播覆蓋模式，將一個移動通信服務(wù)區(qū)劃分成許多以正六邊形為將一個移動通信服務(wù)區(qū)劃分成許多以正六邊形為基本幾何圖形的覆蓋區(qū)域，基本幾何圖形的覆蓋區(qū)域，稱為蜂窩小區(qū)。稱為蜂窩小區(qū)。 表2.1三種形狀小區(qū)的比較1.42022-5-2754（1 1）小區(qū)的分類）小區(qū)的分類 根據(jù)不同制式系統(tǒng)和不同用戶密度挑選不同根據(jù)不同制式系統(tǒng)和不同用戶密度

47、挑選不同類型的小區(qū)。類型的小區(qū)。 超小區(qū)：超小區(qū)：小區(qū)半徑小區(qū)半徑r 20km，適于人口稀少的農(nóng)，適于人口稀少的農(nóng)村地區(qū)。村地區(qū)。 宏小區(qū)：小區(qū)半徑宏小區(qū)：小區(qū)半徑r = 1km20km，適于高速公，適于高速公路和人口稠密的地區(qū)。路和人口稠密的地區(qū)。 微小區(qū)：小區(qū)半徑微小區(qū)：小區(qū)半徑r = 0.1km1km，適于城市繁，適于城市繁華區(qū)段。華區(qū)段。 微微小區(qū)：小區(qū)半徑微微小區(qū)：小區(qū)半徑r 0.1km，適于辦公室、家適于辦公室、家庭等移動應(yīng)用環(huán)境。庭等移動應(yīng)用環(huán)境。1.42022-5-2755（2）無線區(qū)域的劃分和組成的考慮因素）無線區(qū)域的劃分和組成的考慮因素 應(yīng)根據(jù)地形地物情況、容量密度、通信容

48、量、應(yīng)根據(jù)地形地物情況、容量密度、通信容量、頻譜利用率等因素綜合考慮。頻譜利用率等因素綜合考慮。 容量密度區(qū)域劃分容量密度區(qū)域劃分1.42022-5-2756 1.42022-5-27574、 信道信道(頻率頻率)配置配置（1）信道的定義）信道的定義 通信網(wǎng)絡(luò)中一條雙向（單向）的信息傳輸通道稱通信網(wǎng)絡(luò)中一條雙向（單向）的信息傳輸通道稱為信道。為信道。（2）信道的分類）信道的分類 有線信道、無線信道。有線信道、無線信道。 話音信道、控制信道。話音信道、控制信道。 （3）什么是移動通信的無線信道、上行信道和下）什么是移動通信的無線信道、上行信道和下行信道？行信道？ 1.42022-5-2758 無

49、線信道指移動臺與基站間的一條雙向傳輸通道。無線信道指移動臺與基站間的一條雙向傳輸通道。 上行信道指由移動臺發(fā)射，基站接收上行信道指由移動臺發(fā)射，基站接收;下行信道指下行信道指由基站發(fā)射，移動臺接收。由基站發(fā)射，移動臺接收。1.42022-5-2759（4）我國陸地蜂窩移動電話業(yè)務(wù)的頻率分配我國陸地蜂窩移動電話業(yè)務(wù)的頻率分配使用頻段上行頻段（MHz）（MSBS）下行頻段（MHz）（BSMS）中國移動 GSM 900885915930960 GSM 1800 1710178518051880中國聯(lián)通 CDMA8008248498698941.42022-5-2760 例如：例如：GSM900系統(tǒng)某

50、頻道的工作頻率計算頻道號（系統(tǒng)某頻道的工作頻率計算頻道號（n=1-124）與頻道標(biāo)稱中心頻率的關(guān)系（）與頻道標(biāo)稱中心頻率的關(guān)系（等頻距分配法的公式）等頻距分配法的公式）上行頻率：上行頻率： =890.2+(n-1)*0.2MHz下行頻率：下行頻率： =935.2 +(n-1)*0.2MHz = +45MHz 正常情況下，不使用第正常情況下，不使用第1和第和第124頻道，可用最大頻道數(shù)頻道，可用最大頻道數(shù)為為123。 GSM900上下行信道間隔為雙工間隔上下行信道間隔為雙工間隔45MHz 。 GSM900載頻間隔或頻帶寬度載頻間隔或頻帶寬度200KHz。 GSM900工作帶寬為工作帶寬為30MH

51、z 可得下表可得下表2)(nf上行)(nf下行)(nf上行1.42022-5-2761組號組號123456789101112頻頻率率序序號號12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758596061626364656667686970717273747576777879808182838485868788899091929394959697989910010110210310410510610710810911011111211

52、3114115116117118119120121122123124表21.42022-5-2762 再如中國移動再如中國移動GSM1800MHz的頻點的頻點 上行頻點中心頻率：上行頻點中心頻率： =1710.2+(n-1)*0.2 下行頻點中心頻率：下行頻點中心頻率： = +95 GSM1800載頻間隔或頻帶寬度載頻間隔或頻帶寬度200KHz。 GSM1800工作帶寬為工作帶寬為75 MHz,共共374個頻點個頻點 。 GSM系統(tǒng)中因采用系統(tǒng)中因采用TDMA技術(shù)，每載頻可分為技術(shù)，每載頻可分為8個時隙，個時隙，即即8個信道。給出信道號個信道。給出信道號m計算對應(yīng)工作頻率時，應(yīng)先計算計算對應(yīng)工

53、作頻率時，應(yīng)先計算出對應(yīng)的頻道號出對應(yīng)的頻道號n=m/8，n取值時，計算得到的小數(shù)部分全取值時，計算得到的小數(shù)部分全部進位部進位 。 CDMA800M頻點說明頻點說明上行頻率上行頻率 =825+n*0.03MHZ下行頻率下行頻率=870+ n*0.03MH)(nf上行)(nf下行)(nf上行1.42022-5-2763 n為頻率編號為頻率編號, 1n799 CDMA800MHZ系統(tǒng)頻率分配上下行均系統(tǒng)頻率分配上下行均20MHZ頻段使用頻段使用了了7個載波，即個載波，即283、242、201、160、119、78、37。載波。載波間隔間隔41個信道即每個載波寬度為個信道即每個載波寬度為1.23M

54、HZ。一般城市只開。一般城市只開通通2-4個載波。頻點個載波。頻點283用于語音業(yè)務(wù)，頻點用于語音業(yè)務(wù)，頻點201用于數(shù)據(jù)業(yè)用于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。務(wù)。 我國我國 3G 的頻率劃分的頻率劃分FDD: 17551785 MHZ; 18501880MHZ(1800MHz頻段）頻段） 19201980MHZ;21102170MHZ（ 2.1GHz頻段）頻段）TDD： 18801920MHZ，20102025MHZ（ 2.1GHz頻段）頻段） 23002400MHZ1.42022-5-2764(5) 什么是信道什么是信道(頻率頻率)配置？配置？ 信道信道(頻率頻率)配置是指導(dǎo)將給定的信道配置是指導(dǎo)將給定的信道(

55、頻率頻率)分配給一個分配給一個區(qū)群內(nèi)的各個小區(qū)。區(qū)群內(nèi)的各個小區(qū)。 蜂窩網(wǎng)中，無線區(qū)群是以蜂窩網(wǎng)中，無線區(qū)群是以N個正六邊形小區(qū)組成，各區(qū)個正六邊形小區(qū)組成，各區(qū)群可按一定的規(guī)律使用相同的頻率組群可按一定的規(guī)律使用相同的頻率組 若每個群有若每個群有N個小區(qū)，則需用個小區(qū)，則需用N組頻率。組頻率。(6)信道信道(頻率頻率)配置的方式配置的方式 動態(tài)配置法動態(tài)配置法 柔性配置法柔性配置法1.4等頻距配置法分區(qū)分組配置法靜態(tài)配置法2022-5-2765例如等頻距配置法配置時根據(jù)區(qū)群內(nèi)的小區(qū)數(shù)例如等頻距配置法配置時根據(jù)區(qū)群內(nèi)的小區(qū)數(shù)N N來確定來確定同一信道組內(nèi)各信道之間的頻率間隔，如第一組用同一信道

56、組內(nèi)各信道之間的頻率間隔，如第一組用（1，1+N，1+2N，1+3N，），第二組用（），第二組用（2，2+N，2+2N，2+2N，）等。）等。第一組第一組 1、8、15、22、29、 第二組第二組 2、9、16、23、30、 第三組第三組 3、10、17、24、31、 第四組第四組 4、11、18、25、32、 第五組第五組 5、12、19、26、33、 第六組第六組 6、13、20、27、34、 第七組第七組 7、14、21、28、35、 1.42022-5-2766 再例如再例如分區(qū)分組配置分區(qū)分組配置:若每個區(qū)群有若每個區(qū)群有7個小區(qū)，每個小區(qū)，每個小區(qū)需要個小區(qū)需要6個信道，則有：個信

57、道，則有：第一組第一組 1、5、14、20、34、36第二組第二組 2、9、13、18、21、31第三組第三組 3、8、19、25、33、40第四組第四組 4、12、16、22、37、39第五組第五組 6、10、27、30、32、41第六組第六組 7、11、24、26、29、35第七組第七組 15、17、23、28、38、42 1.42022-5-2767 圖1.10 頻道配置示意圖 1.42022-5-27685、什么是頻率復(fù)用、什么是頻率復(fù)用 蜂窩系統(tǒng)的基站工作頻率，由于傳播損耗提供足夠的隔離蜂窩系統(tǒng)的基站工作頻率，由于傳播損耗提供足夠的隔離度，在相隔一定距離的另一個基站可以重復(fù)使用同一組

58、工度，在相隔一定距離的另一個基站可以重復(fù)使用同一組工作頻率，稱為頻率復(fù)用。作頻率，稱為頻率復(fù)用。 頻率復(fù)用優(yōu)點：采用頻率復(fù)用大大地緩解了頻率資源緊缺頻率復(fù)用優(yōu)點：采用頻率復(fù)用大大地緩解了頻率資源緊缺的矛盾，提高頻率利用率，增加了用戶數(shù)目或系統(tǒng)容量。的矛盾，提高頻率利用率，增加了用戶數(shù)目或系統(tǒng)容量。 頻率復(fù)用缺點：同頻干擾頻率復(fù)用缺點：同頻干擾 1.42022-5-2769（1 1）區(qū)群的概念與構(gòu)成）區(qū)群的概念與構(gòu)成 共同使用全部可用頻率的共同使用全部可用頻率的N N個小區(qū)叫做一個小區(qū)叫做一區(qū)群（區(qū)群（clustercluster）。即每個小區(qū)里有一組頻率。）。即每個小區(qū)里有一組頻率。 1.4圖

59、圖1.8 3頻制（頻制（N=3）無線區(qū)群）無線區(qū)群2022-5-2770圖圖1.9 不同的不同的N值值區(qū)群組成的示意圖區(qū)群組成的示意圖 1.42022-5-2771（2）頻率復(fù)用）頻率復(fù)用圖圖1.11 蜂窩系統(tǒng)的頻率復(fù)用蜂窩系統(tǒng)的頻率復(fù)用 頻率復(fù)用指同一載波的無線信道用于覆蓋相隔一頻率復(fù)用指同一載波的無線信道用于覆蓋相隔一定距離的不同區(qū)域定距離的不同區(qū)域,即區(qū)群被復(fù)制。即區(qū)群被復(fù)制。1.42022-5-2772 （3 3）頻率復(fù)用后蜂窩系統(tǒng)的容量）頻率復(fù)用后蜂窩系統(tǒng)的容量 考慮一個共有考慮一個共有S個可用的雙向信道的蜂窩系統(tǒng)，個可用的雙向信道的蜂窩系統(tǒng)，如果每個小區(qū)都分配如果每個小區(qū)都分配K（

60、K6 , 則則C63 N值表現(xiàn)了移動臺或基站可以承受的干擾，同事值表現(xiàn)了移動臺或基站可以承受的干擾，同事保持令人滿意的通信質(zhì)量。保持令人滿意的通信質(zhì)量。（4）同頻相鄰小區(qū)）同頻相鄰小區(qū) 存在著許多使用同一組頻率的小區(qū)，這些小區(qū)存在著許多使用同一組頻率的小區(qū)，這些小區(qū) 叫同頻小區(qū)。叫同頻小區(qū)。1.42022-5-2774圖圖1.12 蜂窩系統(tǒng)中同頻相鄰小區(qū)的定位蜂窩系統(tǒng)中同頻相鄰小區(qū)的定位同頻小區(qū)選擇原則同頻小區(qū)選擇原則 自某一小區(qū)出發(fā)，沿小區(qū)垂直移動自某一小區(qū)出發(fā)，沿小區(qū)垂直移動i 個小區(qū)；再個小區(qū)；再向左（或右）轉(zhuǎn)向左（或右）轉(zhuǎn)60度移動度移動 j個小區(qū)，就到達同信道小個小區(qū)，就到達同信道小