【正文】 j所采用的偽隨機(jī)碼 (擴(kuò)頻碼 )數(shù)字基帶信號(hào)： Cj(t) 發(fā)射端擴(kuò)頻以后的數(shù)字基帶信號(hào)： sj(t)*Cj(t) 36 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 舉例：直接序列擴(kuò)頻 (相位調(diào)制 ) 用戶 1： s1(t)*C1(t)cos(?0t) 用戶 2： s2(t)*C2(t)cos(?0t) …… 用戶 N： sN(t)*CN(t)cos(?0t) 合成信號(hào)為 s(t)為 [s1(t)*C1(t)+ s2(t)*C2(t)+ … + sN(t)*CN(t)]cos(?0t) 解調(diào)后的基帶信號(hào) : s(t)*[2*cos(?0t)] 再經(jīng)低通濾波處理得到 s39。 ① 在允許一定的時(shí)延以及采用數(shù)字傳輸?shù)那闆r下， T時(shí)間內(nèi)的連續(xù)信號(hào)經(jīng)過數(shù)字采樣后可以壓縮在 T/K時(shí)間內(nèi)傳輸 (K:時(shí)隙數(shù)),在接收端經(jīng)過可恢復(fù)成 T時(shí)間內(nèi)的連續(xù)信號(hào) 。 例如：中國(guó)聯(lián)通的 寬帶 CDMA 移動(dòng)通信網(wǎng) 支持多速率服務(wù) 支持分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 部分頻譜用于電路交換應(yīng)用，部分頻譜用于分組 交換應(yīng)用 可以通過移動(dòng)終端召開視頻會(huì)議； 26 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 (5)按網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍可以分為： a)無線局域網(wǎng) b)無線寬域網(wǎng) (WWAN) Wireless Wide Area Network 例如： GSM蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng) ，語(yǔ)音寬域網(wǎng) GPRS，數(shù)據(jù)寬域網(wǎng) (6)按使用環(huán)境可以分為： a)陸地移動(dòng)通信 (車、行人 ) b)海上移動(dòng)通信 (船舶 ) c)空中移動(dòng)通信 (飛機(jī) ) d)特殊環(huán)境移動(dòng)通信 (礦井 ) 27 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 (7)按多址方式可以分為： a)頻分多址 (FDMA) b)時(shí)分多址 (TDMA) [只有數(shù)字移動(dòng)通信才能做到 ] c)碼分多址 (CDMA) d)空分多址 e)隨機(jī)多址 … … (其他 ) 多址技術(shù)：在移動(dòng)通信中，需要實(shí)現(xiàn)同一區(qū)域中多個(gè)移動(dòng)臺(tái)與基站通信而不互相干擾，必須將不同的用戶分配在不同的信道 (地址 )上，這種技術(shù)稱為多址技術(shù) Multiple Access 多用戶接入 “ 接入 ” 與 “ 地址碼 ” 的聯(lián)系 ―信道 ” 區(qū)分收發(fā) “ 地址 ” 28 2020/10/5 頻分多址 FDMA： Frequency Division Multiple Access 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 將通信系統(tǒng)的總頻段劃分為若干個(gè)等間隔的載波頻道，分配給正在通話的不同用戶使用，采用 動(dòng)態(tài) 分配技術(shù)，載波頻率之間的間隔 遠(yuǎn) 大于信號(hào)的頻帶寬度 ,保證相鄰載波頻道之間 基本上 互不干擾。 適用于：①不易布線；②布線成本高； ③計(jì)算機(jī)可移動(dòng) 無線局域網(wǎng)設(shè)備包括： 無線網(wǎng)卡、天線、無線橋接器、無線路由器、 網(wǎng)絡(luò)控制軟件等。 通過 GPRS可以進(jìn)行手機(jī)上網(wǎng)、收發(fā)電子郵件、下載數(shù)據(jù)信息等。 23 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 b1)低速寬域移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng) 例如： GPRS網(wǎng) (General Packet Radio Service,通用無線分組業(yè)務(wù) ) GPRS將數(shù)據(jù)分成若干小的數(shù)據(jù)包，包內(nèi)包含包頭 (地址路由 \格式 )及數(shù)據(jù) (正文 )，可以多個(gè)用戶占用一個(gè)信道 (例： 時(shí)分復(fù)用 )，也可以一個(gè)用戶占用多個(gè)信道。 b)數(shù)據(jù)網(wǎng) 數(shù)據(jù)傳輸與語(yǔ)音傳輸?shù)囊蟛灰粯?(傳輸量大，速率更高、差錯(cuò)率更低、但允許時(shí)延上的差異性 )，因此出現(xiàn)了專用的移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)。發(fā)射機(jī)和接收機(jī)可以工作在相同的頻率上，稱為 同頻單工 ；優(yōu)點(diǎn)：頻譜資源利用率高，線路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，發(fā)射、接收不同時(shí)工作 ,共用一套電路，省電；缺點(diǎn)：使用不方便 ) b3)半雙工通信：通信雙方中的一方 (移動(dòng)臺(tái) )采用單工方式 (只有按下 PTT，發(fā)射機(jī)才工作 )；而通信的另外一方 (基站 )采用雙工方式 (發(fā)射機(jī)與接收機(jī)同時(shí)工作 ) 例如：廣東移動(dòng)推出的 “ 一鍵通 ” (集團(tuán)用戶多方通話 ) 覆蓋范圍大 ,需要基站收轉(zhuǎn) 20 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 移動(dòng)臺(tái) 1 基站 移動(dòng)臺(tái) 2 f1 f2 移動(dòng)臺(tái) 1 移動(dòng)臺(tái) 2 f2 f1 移動(dòng)臺(tái) 1 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò) 移動(dòng)臺(tái) 2 f1 f4 f2 f3 移動(dòng)臺(tái) 1 移動(dòng)臺(tái) 2 f1 移動(dòng)臺(tái) 1 移動(dòng)臺(tái) 2 f1 同頻單工 移動(dòng)臺(tái) 1 f1 f2 移動(dòng)臺(tái) 2 異頻雙工 基站 半雙工 移動(dòng)臺(tái)異頻單工 基站雙工 比較 (資源占用 ) 21 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 (3)按信號(hào)形式可以分為： a)模擬移動(dòng)通信網(wǎng)：第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)主要采用分 離的電子元器件與模擬通信技術(shù) 例如， 大哥大 (20世紀(jì) 80年代 ) (手機(jī)體積大且重 。移動(dòng)臺(tái)的接收、基站的發(fā)射頻率 f2。 (7)移動(dòng)通信綜合了各種先進(jìn)的通信技術(shù)。 (6)干擾環(huán)境更加復(fù)雜。 (5)網(wǎng)絡(luò)管理與控制比固定通信復(fù)雜。 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 13 2020/10/5 移動(dòng)通信的特點(diǎn) (4)移動(dòng)通信設(shè)備、尤其是用戶終端的要求比較苛刻。 (3)頻譜資源有限，而業(yè)務(wù)需求量則與日俱增；需要采用先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行頻譜的有效利用、分配、管理。 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 蜂窩、小區(qū)的概念 (降低干擾 ) 控制區(qū) /A1， A2， A3間的越區(qū)切換概念 頂點(diǎn)激勵(lì) /120度有向天線 /扇區(qū) 11 2020/10/5 問題 1： 在公用移動(dòng)通信中，同一基站小區(qū) (BS) 內(nèi)的用戶通信 (例如 A與 B)是否經(jīng)過移動(dòng)交換中心？ 問題 2： 在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，基站至移動(dòng)交換中心、移動(dòng)交換中心與主干通信網(wǎng)絡(luò)的連接是有線還是無線的？ 問題 3： 長(zhǎng)沙地區(qū)的手機(jī)用戶甲與北京地區(qū)手機(jī)用戶乙之間的通信，是如何結(jié)合無線通信與有線通信的？ 問題 4：移動(dòng)通信與無線通信的區(qū)別與聯(lián)系 ? 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 12 2020/10/5 移動(dòng)通信的特點(diǎn) (1)移動(dòng)通信必定是無線通信或無線通信與有線通信的結(jié)合 ,需要使用無線電波進(jìn)行信息的傳輸。 一個(gè)基站子系統(tǒng)包括一個(gè) BSC、一個(gè)或多個(gè) BTS (不同 BTS負(fù)責(zé)不同頻道信號(hào)的收發(fā) )、天線、天線共用器等 BS： Base Station 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 8 2020/10/5 基站收發(fā)信機(jī) 功能 ：將移動(dòng)臺(tái)發(fā)射的通信信號(hào) 接入 到通信網(wǎng)絡(luò)、將通信網(wǎng)絡(luò)傳輸給移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)發(fā)送到移動(dòng)臺(tái)。 Immobile Station 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 7 2020/10/5 基站 位置固定、為一定范圍內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)提供通信接入服務(wù)的設(shè)備。 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 移動(dòng)交 換中心 B E 6 2020/10/5 移動(dòng)臺(tái) 例如手機(jī)，是指可移動(dòng)的、位置不固定的通信服務(wù)平臺(tái)。到課率是考核的重要指標(biāo) . (2)考核方式 1:實(shí)驗(yàn)課時(shí)的考核，課程設(shè)計(jì) (必須 ) MATLAB 編程 (3)考核方式 2:教學(xué)課時(shí)的考核，開卷考試 (可選 ) 4 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 1. 概述 移動(dòng)通信及其發(fā)展 移動(dòng)通信系統(tǒng)的分類 移動(dòng)通信的主要技術(shù) 蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 移動(dòng)通信網(wǎng)中的信令 越區(qū)切換與位置管理 信道劃分與信道配置 5 2020/10/5 移動(dòng)通信及其發(fā)展 接口局 移動(dòng)交 換中心 A 固定通信網(wǎng)絡(luò) Ａ C B D 移動(dòng)臺(tái)與移動(dòng)臺(tái)或移動(dòng)臺(tái)與固定臺(tái)之間實(shí)時(shí)的、直接的通信。 CDMA蜂窩移動(dòng)通信 袁超偉 陳德榮等編著 北京郵電大學(xué)出版社。1 2020/10/5 主講教師：何松華 教授 聯(lián)系電話： (0731） 82687718 13973132618 電子信箱： 移 動(dòng) 通 信 Ｍ obile Communication 2 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 移動(dòng)通信系統(tǒng) 陳威兵，何松華，彭曙光著 清華大學(xué)出版社 ,2020 移動(dòng)通信 (第三版 ) 郭梯云等編著 西安電子科技大學(xué)出版社 ,2020。 移動(dòng)通信與終端設(shè)備 孫龍杰主編 電子工業(yè)出版社。 教材與參考資料 3 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 本課程的考試 \考核方法 : (1)平時(shí)成績(jī)占有相當(dāng)高的比重 。 電磁波信號(hào) 基站子系統(tǒng) 。 其他：車載、船載或機(jī)載移動(dòng)通信設(shè)備 使用移動(dòng)無線網(wǎng)卡進(jìn)行通信的計(jì)算機(jī)等 MS： Mobile Station 固定臺(tái) 例如普通市話座機(jī)，是指不移動(dòng)的、位置固定的通信服務(wù)平臺(tái)。 基站子系統(tǒng)包括：通過無線接口與移動(dòng)臺(tái)相連的基站收發(fā)信機(jī)（ BTS）以及與移動(dòng)交換中心相連的基站控制器（ BSC）， BTS負(fù)責(zé)無線傳輸、BSC負(fù)責(zé)控制與管理。 移動(dòng)臺(tái)與基站之間的通信是以無線方式進(jìn)行的 基站收發(fā)信機(jī) 包括 ：發(fā)射機(jī)、接收機(jī)等 BTS： Base Transceiver Station 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 廣義上的 ―接入 ‖概念： 注冊(cè)、登記、鑒權(quán)、信道分配 9 2020/10/5 基站控制器 一個(gè)基站控制器控制一個(gè)或多個(gè)基站收發(fā)信機(jī)在分配的信道 (頻道、時(shí)隙、信道碼 )上與移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行通信，并對(duì)移動(dòng)臺(tái) 在本控制器控制區(qū)內(nèi)的越區(qū)切換 進(jìn)行控制，保持控制區(qū)內(nèi)移動(dòng)臺(tái)與移動(dòng)交換中心間的通信連接 BSC： Base Station Controller 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 10 2020/10/5 移動(dòng)交換中心 MSC： Mobile service Switching Center 管理同網(wǎng)用戶之間的通信以及網(wǎng)內(nèi)用戶到其他通信網(wǎng)用戶 (例如固網(wǎng)用戶、其他地區(qū)移動(dòng)網(wǎng)的用戶 )之間的通信，完成移動(dòng)臺(tái)位置信息的管理，建立 呼叫路由 (通話前，信令 )，完成 話路接續(xù) 與 通話計(jì)錄 。 (2)信道傳輸特性比較復(fù)雜、不穩(wěn)定；無線電波在傳輸過程中存在多徑效應(yīng) (反射、散射、衍射 )、多卜勒效應(yīng)，影響通信質(zhì)量，需要采用較好的方法解決。 1976，國(guó)際無線電行政大會(huì) (WARC)批準(zhǔn)了 800900Mhz頻段的蜂窩電話頻率分配方案； 1992年，批準(zhǔn) 18852200Mhz頻段的頻譜劃分方案。要求操作簡(jiǎn)單、維修方便、小體積、低功耗、抗震動(dòng)、耐高低溫與沖擊。例如：移動(dòng)臺(tái)位置的定位管理、越區(qū)移動(dòng)、漫游等。例如：移動(dòng)臺(tái)與移動(dòng)臺(tái)之間的干擾、各種無線干擾。 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 為什么要？ 14 2020/10/5 舉例 多徑效應(yīng)及碼間干擾消除： 信道均衡 有限的頻譜資源及海量用戶： 組網(wǎng)、頻率復(fù)用 (frequency reuse)或信道復(fù)用、多址技術(shù) 干擾環(huán)境更加復(fù)雜 壓縮編碼及信道編碼 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 15 2020/10/5 移動(dòng)通信的發(fā)展 (1)1897年 意大利 M G 馬可尼 地面固定站與海上拖船之間的移動(dòng)通信 (2)20世紀(jì) 20年代至 40年代 單工、半雙工的專用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò) (3)20世紀(jì) 40年代至 60年代 人工接續(xù)方式的小容量公用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò) (4)20世紀(jì) 60年代至 70年代中 大區(qū)