移動通信簡介PPT

移動通信

湖南省建筑設計院建筑智能化設計研究所目錄移動通信概述1多址接入技術2蜂窩通信系統(tǒng)3未來發(fā)展方向4湖南省建筑設計院建筑智能化設計研究所一、移動通信概述湖南省建筑設計院建筑智能化設計研究所移動通信概述什么是移動通信？

用無線通信技術來完成移動終端之間或者移動終端與固定終端之間的信息傳遞。移動通信的最終目標是什么？

5W+4Z實現(xiàn)任何人可在任何地方、任何時間、以任何方式與其他任何人進行任何種類的通信。移動化、個性化、智能化和虛擬化。湖南省建筑設計院建筑智能化設計研究所通信系統(tǒng)性能通信系統(tǒng)性能主要技術指標傳輸速度信噪比誤碼率信道容量湖南省建筑設計院建筑智能化設計研究所二、多址接入技術湖南省建筑設計院建筑智能化設計研究所多址接入技術頻分多址FDMA-按頻道劃分用戶，頻帶獨享，時間共享時分多址TDMA-按時隙劃分用戶，時隙獨享，頻率共享碼分多址CDMA-按碼型劃分用戶，時隙/頻率共享湖南省建筑設計院建筑智能化設計研究所頻分多址FDMA含義：每個用戶占用一個頻率用戶標識：頻道號特點簡單、容易實現(xiàn)，適用于模擬和數(shù)字信號以頻率復用為基礎，以頻帶劃分各個小區(qū)需要嚴格的頻率規(guī)劃，是頻率受限和干擾受限系統(tǒng)對功控的要求不嚴，硬件設備取決于頻率規(guī)劃和頻道設置基站由多部不同載波頻率的發(fā)射機同時工作應用：模擬/數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)湖南省建筑設計院建筑智能化設計研究所時分多址TDMA含義：每個用戶占用一個時隙用戶標識：時隙特點以頻率復用為基礎，小區(qū)內以時隙區(qū)分用戶每個時隙傳輸一路數(shù)字信號，軟件對時隙動態(tài)配置需要嚴格的系統(tǒng)定時同步對功控的要求不嚴是時隙受限和干擾受限系統(tǒng)TDD模式下，上下行信道信息可以共享應用：GSM系統(tǒng)湖南省建筑設計院建筑智能化設計研究所碼分多址CDMA含義：每個用戶使用一種碼型，頻率/時隙共享用戶標識：碼型特點每個基站只需要一個射頻系統(tǒng)每個碼傳輸一路數(shù)字信號每個用戶共享時間和頻率是一個多址干擾受限系統(tǒng)需要定時同步軟容量、軟切換，系統(tǒng)容量大抗衰落、抗多徑能力強應用：WCDMA/CDMA2000/TD-SCDMA系統(tǒng)湖南省建筑設計院建筑智能化設計研究所三、蜂窩通信系統(tǒng)湖南省建筑設計院建筑智能化設計研究所蜂窩系統(tǒng)-小區(qū)制系統(tǒng)通過控制發(fā)射功率使得頻譜資源在一個大區(qū)內的不同小區(qū)間重復利用；將所要覆蓋的區(qū)域劃分為若干個小區(qū)，每個小區(qū)的半徑可視用戶的分布密度設置在1~10km左右，在小區(qū)內設置一個基站為本小區(qū)內的用戶服務；特點：用戶容量大，服務性能好，頻率利用率較高，用戶終端小巧且電池使用時間長，輻射小等。問題：系統(tǒng)復雜，越區(qū)切換，漫游，位置登記，更新及管理以及系統(tǒng)鑒權等。蜂窩分類宏蜂窩2-20km微蜂窩0.4-2km微微蜂窩<400m分層蜂窩（由多種蜂窩組成）湖南省建筑設計院建筑智能化設計研究所蜂窩系統(tǒng)通信發(fā)展湖南省建筑設計院建筑智能化設計研究所第一代模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)歷史回顧：1978年，美國的貝爾實驗室成功開發(fā)了AMPS（AdvanceMobilePhoneSystem)系統(tǒng)，實現(xiàn)了真正商業(yè)意義上可以隨時隨地通信的大容量蜂窩移動通信系統(tǒng)。1987年，中國首個TACS制式模擬移動電話系統(tǒng)建成商用，之后AMPS也曾引入中國。主要標準：美國的AMPS、歐洲的TACS、英國的ETACS、歐洲的NMT-450及NMT-900、日本的NTT及JTACS/NTACS主要特點：用戶的接入方式采用頻分多址，當一個呼叫建立后，用戶一直占用一個頻段直至呼叫結束。調制方式：FM信道帶寬：30KHZ(AMPS)，25KHZ(TACS)業(yè)務種類單一，主要是語音業(yè)務。系統(tǒng)保密性較差頻譜利用率低，有線的頻譜資源與無限的用戶容量之間矛盾突出湖南省建筑設計院建筑智能化設計研究所第二代數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)GSM歷史回顧：1992年，第一個數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)-歐洲GSM（GlobalSystemMobileCommunication）網絡在歐洲開始鋪設，由于其優(yōu)越性能，在全球范圍內以驚人速度擴張，目前已是全球最大的蜂窩通信系統(tǒng)。1993年，中國的第一個全數(shù)字移動通信系統(tǒng)GSM建成開通，之后中國電信（現(xiàn)中國移動）和中國聯(lián)通均采用GSM。主要標準：GSM、美國D-AMPS，IS136和日本PDC主要特點：微蜂窩小區(qū)結構數(shù)字化技術-語音信號數(shù)字化新的調制方式-GMSK、QPSK等TDMA/FDMA/FDD頻譜利用率高，系統(tǒng)容量大便于實現(xiàn)通信安全保密湖南省建筑設計院建筑智能化設計研究所第二代數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)CDMA歷史回顧：1995年，美國的高通公司（Qualcomm）提出了采用碼分多址CDMA方式的數(shù)字蜂窩系統(tǒng)技術解決方案IS-95CDMA。目前在全球多個國家廣泛使用。主要特點用戶的接入方式采用碼分多址（CDMA/FDMA/FDD）軟容量、軟切換，系統(tǒng)容量大抗多徑衰落可運用語音激活、分集接收等先進技術湖南省建筑設計院建筑智能化設計研究所第三代數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)3G的主要特點：支持移動多媒體業(yè)務寬帶CDMA技術高頻譜效率FDMA/TDMA/CDMA從電路交換到分組交換從媒體到多媒體高保密性全球范圍無縫漫游系統(tǒng)微蜂窩系統(tǒng)湖南省建筑設計院建筑智能化設計研究所TD-SCDMA技術標準工作在TDD方式下，在CDMA的基礎上，引入了TDMA的性質，把一幀分成幾個時隙，每個時隙可以用作上行或者下行，一個時隙內的用戶用不同的碼字來區(qū)分。TDD系統(tǒng)特別適用于上下行不對稱，具有不同數(shù)據(jù)傳輸速率的業(yè)務；此外其上下行鏈路由于工作于同一頻率，使之便于使用諸如智能天線等新技術，達到提高性能、降低成本的目的。TD-SCDMA系統(tǒng)有以下技術特點:

時分雙工上行同步采用智能天線采用聯(lián)合檢測技術采用動態(tài)信道分配（DCA）采用接力切換湖南省建筑設計院建筑智能化設計研究所TD-SCDMA系統(tǒng)主要參數(shù)多址技術時分CDMA信道帶寬1.6MHz碼片速率1.28Mcps雙工方式TDD基站間同步方式同步話音編碼AMR話音編碼幀長10ms信道化碼正交可變擴頻因子（OVSF）碼相干檢測導頻輔助的相干檢測調制方式QPSK，高速率（2Mbps）采用8PSK功率控制上行為開環(huán)功率控制下行為閉環(huán)功率控制（1.4KHz）信道編碼卷積碼和Turbo碼湖南省建筑設計院建筑智能化設計研究所WCDMA技術標準UMTS系統(tǒng)由UE（用戶設備）、UTRAN（陸地無線接入網）以及CN（核心網）組成。核心網部分基于GSM/GPRS的網絡進行演進以保持與GSM/GPRS網絡的兼容性，核心網可以基于ATM和IP技術，并以全IP的網絡結構為發(fā)展方向。UTRAN和UE之間的空中接口采用WCDMA的無線接入技術，最高可支持2Mbps的數(shù)據(jù)速率。WCDMA支持FDD與TDD的工作方式，分別稱為UTRAFDD與UTRATDD。WCDMA系統(tǒng)有以下技術特點:

系統(tǒng)帶寬為5MHz、碼片速率為3.84Mcps支持頻分雙工（FDD）與時分雙工（TDD）的工作模式支持異步基站操作支持基于導頻信號的相干檢測支持不同的信道編碼功率控制技術支持多用戶檢測和自適應智能天線湖南省建筑設計院建筑智能化設計研究所WCDMA系統(tǒng)主要參數(shù)多址技術CDMA（直接序列擴頻）信道帶寬5MHz碼片速率3.84Mcps雙工方式FDD/TDD基站間同步方式異步/同步話音編碼AMR話音編碼幀長10ms下行鏈路擴頻方式Walsh序列劃分信道，Gold序列區(qū)分小區(qū)上行鏈路擴頻方式Walsh序列劃分信道，Gold序列區(qū)分用戶相干檢測下行鏈路：公共導頻信道和用戶專用的時分復用導頻上行鏈路：用戶專用的時分復用導頻調制方式下行鏈路：QPSK上行鏈路：BPSK功率控制開環(huán)結合快速閉環(huán)功率控制（1.5KHz）信道編碼卷積碼、RS碼和Turbo碼發(fā)射分集方式（可選）空時發(fā)射分集STTD與時分發(fā)射分集TSTD湖南省建筑設計院建筑智能化設計研究所CDMA2000的空中接口基于寬帶CDMA技術，采用該技術在快速移動環(huán)境、步行環(huán)境、以及固定位置環(huán)境下，均可達到或超過IMT-2000的技術指標要求。CDMA2000支持從2G系統(tǒng)的演進，具有以下一些特性：寬松的性能范圍：支持從話音到低速數(shù)據(jù)、到非常高速的分組和電路數(shù)據(jù)業(yè)務；提供多種復合的業(yè)務：僅傳話音、同時傳話音和數(shù)據(jù)、僅傳數(shù)據(jù)和定位業(yè)務；具有先進的多媒體服務質量（QoS）控制能力，支持多路話音、高速分組數(shù)據(jù)同時傳送；與現(xiàn)存的IS-95系統(tǒng)具有無縫的互操作性和切換能力；具有從IS-95系統(tǒng)平滑演進的能力；CDMA2000技術標準（1）湖南省建筑設計院建筑智能化設計研究所CDMA2000技術標準（2）實際上，CDMA2000的研究重點都是關于CDMA20001x，CDMA20001x獨立使用一個1.25MHz的載波，前反向鏈路上都使用碼片速率為1.2288Mcps的直接序列擴頻。與IS-95相比，CDMA20001x系統(tǒng)的性能有了很大的提高。從理論分析結果來看，如果用于傳送語音業(yè)務，CDMA20001x系統(tǒng)的總容量是IS95系統(tǒng)的2倍；如果傳送數(shù)據(jù)業(yè)務，CDMA20001x的系統(tǒng)總容量是IS95系統(tǒng)的3.2倍。CDMA20001x系統(tǒng)承載高速數(shù)據(jù)業(yè)務時，對于速率集1，最高速率可達到153.6Kbps或307.2Kbps；對于速率集2，最高速率可達到230.4Kbps。湖南省建筑設計院建筑智能化設計研究所CDMA2000技術標準（3）

與IS-95系統(tǒng)相比，CDMA20001X系統(tǒng)有以下技術特點：

增加了反向導頻信道

前向鏈路采用快速功率控制引入了Turbo編碼支持傳輸發(fā)射分集引入快速尋呼信道定義新的接入方式湖南省建筑設計院建筑智能化設計研究所多址技術CDMA（多載波和直接序列擴頻）信道帶寬N×1.25MHz，N=1,3,6,9,12碼片速率N×1.2288Mcps雙工方式FDD基站間同步方式同步話音編碼8k/13k的QCELP或者8k的EVRC語音編碼幀長20ms下行鏈路擴頻方式Walsh序列劃分信道，PN短碼的不同相位偏移區(qū)分小區(qū)上行鏈路擴頻方式Walsh序列劃分信道，PN長碼的不同相位偏移區(qū)分用戶相干檢測下行鏈路：公共導頻信道和輔助導頻上行鏈路：用戶專用的導頻信道調制方式下行鏈路：QPSK上行鏈路：BPSK功率控制開環(huán)結合快速閉環(huán)功率控制（800Hz）信道編碼卷積碼和Turbo碼發(fā)射分集方式（可選）正交發(fā)射分集OTD與空時擴展分集STSCDMA2000系統(tǒng)主要參數(shù)湖南省建筑設計院建筑智能化設計研究所三代通信系統(tǒng)基本參數(shù)1G頻段：800/900MHz速率：只能傳輸語音數(shù)據(jù)2G頻段：900/1800/1900MHz速率：9.6Kpbs3G頻段：806～960/1710～1885MHz/2500～2690MHzMHz

速率：室內2Mbps、室外384kbps、行車144kbps湖南省建筑設計院建筑智能化設計研究所移動數(shù)據(jù)業(yè)務發(fā)展方向湖南省建筑設計院建筑智能化設計研究所GPRS（通用分組無線業(yè)務）系統(tǒng)歷史回顧：GPRS是1993年應該BTCellnet公司提出的GSM向3G過渡的一種技術。GPRS采用與GSM相同的頻段、頻段寬度、突發(fā)結構、無線調制標準、跳頻規(guī)則以及相同的TDMA幀結構，面向用戶提供移動分組的IP或者X.25連接，從而為用戶同時提供語音與數(shù)據(jù)業(yè)務。從外部看，GPRS同時是Internet的一個子網。主要特點：采用了分組交換技術，優(yōu)化了對網絡資源和無線資源的利用支持中、高速數(shù)據(jù)傳輸，可提供9.05~171.2kb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率定義了四種新的編碼方案：CS1、CS2、CS3和CS4網絡接入速度快，提供了與現(xiàn)有數(shù)據(jù)網的無縫連接基于標準數(shù)據(jù)通信協(xié)議的應用，采用IP技術，底層采用多種傳輸技術，可與IP網、X.25網互通支持特定的點到點和點到多點服務，以實現(xiàn)一些特殊應用安全功能同現(xiàn)有的GSM安全功能一樣基于數(shù)據(jù)流量、業(yè)務類型及服務質量等級（QoS）計費更合理湖南省建筑設計院建筑智能化設計研究所無線應用協(xié)議WAP歷史回顧：WAP（無線通訊協(xié)議）是在數(shù)字移動電話、互聯(lián)網或其他個人數(shù)字助理機（PDA）、計算機應用乃至未來的信息家電之間進行通訊的全球性開放標準。這一標準的誕生是WAP論壇成員努力的結果，WAP論壇是在1997年6月，由諾基亞、愛立信、摩托羅拉和無線星球（UnwiredPlanet）共同組成的。WAP定義可通用的平臺，把目前Internet網上HTML語言的信息轉換成用WML（WirelessMarkupLanguage)描述的信息，顯示在移動電話的顯示屏上。技術特點:充分利用了諸如XML，UDP和IP等Internet標準，克服了原無線環(huán)境下低帶寬、高延遲和連接穩(wěn)定性差的弊病。采用二進制傳輸以更大地壓縮數(shù)據(jù)，同時它的優(yōu)化功能適于更長的等待時間和低帶寬。WAP的會話系統(tǒng)可以處理間歇覆蓋，同時可在無線傳輸?shù)母鞣N變化條件下進行操作。WML和WMLScript用于制作WAP內容，這樣可最大限度地利用小屏幕顯示。輕巧的WAP規(guī)程棧式存儲器的設計可使需要的帶寬達到最小化，同時使能提供WAP內容的無線網絡類型達到最多。湖南省建筑設計院建筑智能化設計研究所四、未來發(fā)展方向湖南省建筑設計院建筑智能化設計研究所未來發(fā)展方向4G通信速度更快：10M-20Mbps，最高達100Mbps。3G與無線LAN融合網絡頻譜更寬：每個信道占100Mbps,為WCDMA3倍。通話方式更靈活兼容性能更平滑更高質量的多媒體通信4G湖南省建筑設計院建筑智能化設計研究所TD-LTE技術標準歷史回顧：TD-LTE即TimeDivisionLongTermEvolution（分時長期演進），是由阿爾卡特-朗訊、諾基亞西門子通信、大唐電信、華為技術、中興通訊、中國移動等業(yè)者，所共同開發(fā)的第四代（4G）移動通信技術與標準。TDD即時分雙工(TimeDivisionDuplexing)，是移動通信技術使用的雙工技術之一，與FDD相對應。TD-LTE是TDD版本的LTE的技術，F(xiàn)DD-LTE的技術是FDD版本的LTE技術。TD-LTE是OFDM（正交頻分復用）技術。湖南省建筑設計院建筑智能化設計研究所TD-LTE技術特點靈活支持1.4,3,5,10,15,20MHz帶寬；下行使用OFDMA，最高速率達到100Mbits/s，滿足高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?；上行使用OFDM衍生技術SC-FDMA（單載波頻分復用），在保證系統(tǒng)性能的同時能有效降低峰均比（PAPR），減小終端發(fā)射功率，延長使用時間，上行最大速率達到50Mbits/s；充分利用信道對稱性等TDD的特性，在簡化系統(tǒng)設計的同時提高系統(tǒng)性能系統(tǒng)的高層總體上與FDD系統(tǒng)保持一致；將智能天線與MIMO技術相結合，提高系統(tǒng)在不同應用場景的性能；應用智能天線技術降低小區(qū)間干擾，提高小區(qū)邊緣用戶的服務質量；進行時間/空間/頻率三維的快速無線資源調度，保證系統(tǒng)吞吐量和服務質量。湖南省建筑設計院建筑智能化設計研究所全球微波互聯(lián)接入WiMAXWiMAX是又一種為企業(yè)和家庭用戶提供“最后一英里”