移动通信简介PPT.ppt

移动通信移动通信 目录目录移动通信概述1多址接入技术2蜂窝通信系统3未来发展方向4一、移动通信概述一、移动通信概述移动通信概述移动通信概述v 什么是移动通信？什么是移动通信？ 用无线通信技术来完成移动终端之用无线通信技术来完成移动终端之间或者移动终端与固定终端之间的信息间或者移动终端与固定终端之间的信息传递。传递。v 移动通信的最终目标是什么？移动通信的最终目标是什么？ 5W+4Z 实现任何人可在任何地方、任何时实现任何人可在任何地方、任何时间、以任何方式与其他任何人进行任何间、以任何方式与其他任何人进行任何种类的通信。种类的通信。 移动化、个性化、智能化和虚拟化。移动化、个性化、智能化和虚拟化。通信系统性能通信系统性能主要技术指标主要技术指标二、多址接入技术二、多址接入技术多址接入技术多址接入技术v 频分多址频分多址FDMA-按频道划分用户，频带独享，时间共享按频道划分用户，频带独享，时间共享v 时分多址时分多址TDMA-按时隙划分用户，时隙独享，频率共享按时隙划分用户，时隙独享，频率共享v 码分多址码分多址CDMA-按码型划分用户，时隙按码型划分用户，时隙/频率共享频率共享频分多址频分多址FDMAv 含义：每个用户占用一个频率含义：每个用户占用一个频率v 用户标识：频道号用户标识：频道号v 特点特点 简单、容易实现，适用于模拟和数字信号简单、容易实现，适用于模拟和数字信号 以频率复用为基础，以频带划分各个小区以频率复用为基础，以频带划分各个小区 需要严格的频率规划，是频率受限和干扰受限系统需要严格的频率规划，是频率受限和干扰受限系统 对功控的要求不严，硬件设备取决于频率规划和频道设置对功控的要求不严，硬件设备取决于频率规划和频道设置 基站由多部不同载波频率的发射机同时工作基站由多部不同载波频率的发射机同时工作v 应用：模拟应用：模拟/数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统时分多址时分多址TDMAv 含义：每个用户占用一个时隙含义：每个用户占用一个时隙v 用户标识：时隙用户标识：时隙v 特点特点 以频率复用为基础，小区内以时隙区分用户以频率复用为基础，小区内以时隙区分用户 每个时隙传输一路数字信号，软件对时隙动态配置每个时隙传输一路数字信号，软件对时隙动态配置 需要严格的系统定时同步需要严格的系统定时同步 对功控的要求不严对功控的要求不严 是时隙受限和干扰受限系统是时隙受限和干扰受限系统 TDD模式下，上下行信道信息可以共享模式下，上下行信道信息可以共享v 应用：应用：GSM系统系统码分多址码分多址CDMAv 含义：每个用户使用一种码型，频率含义：每个用户使用一种码型，频率/时隙共享时隙共享v 用户标识：码型用户标识：码型v 特点特点 每个基站只需要一个射频系统每个基站只需要一个射频系统 每个码传输一路数字信号每个码传输一路数字信号 每个用户共享时间和频率每个用户共享时间和频率 是一个多址干扰受限系统是一个多址干扰受限系统 需要定时同步需要定时同步 软容量、软切换，系统容量大软容量、软切换，系统容量大 抗衰落、抗多径能力强抗衰落、抗多径能力强v 应用：应用：WCDMA/CDMA2000/TD-SCDMA系统系统三、蜂窝通信系统三、蜂窝通信系统蜂窝系统蜂窝系统-小区制系统小区制系统v 通过控制发射功率使得频谱资源在一个大区内的不同小区间重复利用；通过控制发射功率使得频谱资源在一个大区内的不同小区间重复利用；v 将所要覆盖的区域划分为若干个小区，每个小区的半径可视用户的分布将所要覆盖的区域划分为若干个小区，每个小区的半径可视用户的分布密度设置在密度设置在110km左右，在小区内设置一个基站为本小区内的用户左右，在小区内设置一个基站为本小区内的用户服务；服务；v 特点：用户容量大，服务性能好，频率利用率较高，用户终端小巧且电特点：用户容量大，服务性能好，频率利用率较高，用户终端小巧且电池使用时间长，辐射小等。池使用时间长，辐射小等。v 问题：系统复杂，越区切换，漫游，位置登记，更新及管理以及系统鉴问题：系统复杂，越区切换，漫游，位置登记，更新及管理以及系统鉴权等。权等。v 蜂窝分类蜂窝分类 宏蜂窝宏蜂窝 2-20km 微蜂窝微蜂窝 0.4-2km 微微蜂窝微微蜂窝400m 分层蜂窝（由多种蜂窝组成）分层蜂窝（由多种蜂窝组成）蜂窝系统通信发展蜂窝系统通信发展第一代模拟蜂窝移动通信系统第一代模拟蜂窝移动通信系统v 历史回顾：历史回顾：1978年，美国的贝尔实验室成功开发了年，美国的贝尔实验室成功开发了AMPS（Advance Mobile Phone System)系统，实现了真正商业意义上可以随时随地通信的系统，实现了真正商业意义上可以随时随地通信的大容量蜂窝移动通信系统。大容量蜂窝移动通信系统。1987年，中国首个年，中国首个TACS制式模拟移动电话系制式模拟移动电话系统建成商用，之后统建成商用，之后AMPS也曾引入中国。也曾引入中国。v 主要标准：主要标准：美国的美国的AMPS、欧洲的、欧洲的TACS、英国的、英国的ETACS、欧洲的、欧洲的NMT-450及及NMT-900、日本的、日本的NTT及及JTACS/NTACSv 主要特点：主要特点： 用户的接入方式采用频分多址，当一个呼叫建立后，用户一直占用一个用户的接入方式采用频分多址，当一个呼叫建立后，用户一直占用一个频段直至呼叫结束。频段直至呼叫结束。 调制方式：调制方式：FM 信道带宽：信道带宽：30KHZ(AMPS)，25KHZ(TACS) 业务种类单一，主要是语音业务。业务种类单一，主要是语音业务。 系统保密性较差系统保密性较差 频谱利用率低，有线的频谱资源与无限的用户容量之间矛盾突出频谱利用率低，有线的频谱资源与无限的用户容量之间矛盾突出第二代数字蜂窝移动通信系统第二代数字蜂窝移动通信系统GSMv 历史回顾：历史回顾：1992年，第一个数字蜂窝移动通信系统年，第一个数字蜂窝移动通信系统-欧洲欧洲GSM（Global System Mobile Communication）网络在欧洲开始铺设，由于其优越性能，）网络在欧洲开始铺设，由于其优越性能，在全球范围内以惊人速度扩张，目前已是全球最大的蜂窝通信系统。在全球范围内以惊人速度扩张，目前已是全球最大的蜂窝通信系统。1993年，中国的第一个全数字移动通信系统年，中国的第一个全数字移动通信系统GSM建成开通，之后中国电信建成开通，之后中国电信（现中国移动）和中国联通均采用（现中国移动）和中国联通均采用GSM。v 主要标准：主要标准：GSM、美国、美国D-AMPS，IS136和日本和日本PDCv 主要特点：主要特点： 微蜂窝小区结构微蜂窝小区结构 数字化技术数字化技术-语音信号数字化语音信号数字化 新的调制方式新的调制方式-GMSK、QPSK等等 TDMA/FDMA/FDD频谱利用率高，系统容量大频谱利用率高，系统容量大 便于实现通信安全保密便于实现通信安全保密第二代数字蜂窝移动通信系统第二代数字蜂窝移动通信系统CDMAv 历史回顾：历史回顾：1995年，美国的高通公司（年，美国的高通公司（Qualcomm）提出了采用码分）提出了采用码分多址多址CDMA方式的数字蜂窝系统技术解决方案方式的数字蜂窝系统技术解决方案IS-95 CDMA。目前在。目前在全球多个国家广泛使用。全球多个国家广泛使用。v 主要特点主要特点 用户的接入方式采用码分多址（用户的接入方式采用码分多址（CDMA/FDMA/FDD） 软容量、软切换，系统容量大软容量、软切换，系统容量大 抗多径衰落抗多径衰落 可运用语音激活、分集接收等先进技术可运用语音激活、分集接收等先进技术第三代数字蜂窝移动通信系统第三代数字蜂窝移动通信系统3G的主要特点：的主要特点： 支持移动多媒体业务支持移动多媒体业务 宽带宽带CDMA技术技术 高频谱效率高频谱效率 FDMA/TDMA/CDMA 从电路交换到分组交换从电路交换到分组交换 从媒体到多媒体从媒体到多媒体 高保密性高保密性 全球范围无缝漫游系统全球范围无缝漫游系统 微蜂窝系统微蜂窝系统TD-SCDMA技术标准技术标准v 工作在工作在TDD方式下，在方式下，在CDMA的基础上，引入了的基础上，引入了TDMA的性质，把一的性质，把一帧分成几个时隙，每个时隙可以用作上行或者下行，一个时隙内的用帧分成几个时隙，每个时隙可以用作上行或者下行，一个时隙内的用户用不同的码字来区分。户用不同的码字来区分。v TDD系统特别适用于上下行不对称，具有不同数据传输速率的业务；系统特别适用于上下行不对称，具有不同数据传输速率的业务；v 此外其上下行链路由于工作于同一频率，使之便于使用诸如智能天线此外其上下行链路由于工作于同一频率，使之便于使用诸如智能天线等新技术，达到提高性能、降低成本的目的。等新技术，达到提高性能、降低成本的目的。v TD-SCDMA系统有以下技术特点系统有以下技术特点: 时分双工时分双工 上行同步上行同步 采用智能天线采用智能天线 采用联合检测技术采用联合检测技术 采用动态信道分配（采用动态信道分配（DCA） 采用接力切换采用接力切换TD-SCDMA系统主要参数系统主要参数多址技术多址技术时分时分CDMA信道带宽信道带宽1.6MHz码片速率码片速率1.28Mcps双工方式双工方式TDD基站间同步方式基站间同步方式同步同步话音编码话音编码AMR话音编码话音编码帧长帧长10ms信道化码信道化码正交可变扩频因子（正交可变扩频因子（OVSF）码）码相干检测相干检测导频辅助的相干检测导频辅助的相干检测调制方式调制方式QPSK，高速率（，高速率（2Mbps）采用）采用8PSK功率控制功率控制上行为开环功率控制上行为开环功率控制下行为闭环功率控制（下行为闭环功率控制（1.4KHz）信道编码信道编码卷积码和卷积码和Turbo码码WCDMA技术标准技术标准v UMTS系统由系统由UE（用户设备）、（用户设备）、UTRAN（陆地无线接入网）以及（陆地无线接入网）以及CN（核心（核心网）组成。网）组成。v 核心网部分基于核心网部分基于GSM/GPRS的网络进行演进以保持与的网络进行演进以保持与GSM/GPRS网络的兼容网络的兼容性，核心网可以基于性，核心网可以基于ATM和和IP技术，并以全技术，并以全IP的网络结构为发展方向。的网络结构为发展方向。v UTRAN和和UE之间的空中接口采用之间的空中接口采用WCDMA的无线接入技术，最高可支持的无线接入技术，最高可支持2Mbps的数据速率。的数据速率。WCDMA支持支持FDD与与TDD的工作方式，分别称为的工作方式，分别称为UTRA FDD与与UTRA TDD。v WCDMA系统有以下技术特点系统有以下技术特点: 系统带宽为系统带宽为5MHz5MHz、码片速率为、码片速率为3.84Mcps3.84Mcps 支持频分双工（支持频分双工（FDDFDD）与时分双工（）与时分双工（TDDTDD）的工作模式）的工作模式 支持异步基站操作支持异步基站操作 支持基于导频信号的相干检测支持基于导频信号的相干检测 支持不同的信道编码支持不同的信道编码 功率控制技术功率控制技术 支持多用户检测和自适应智能天线支持多用户检测和自适应智能天线 WCDMA系统主要参数系统主要参数多址技术多址技术CDMA（直接序列扩频）（直接序列扩频）信道带宽信道带宽5MHz码片速率码片速率3.84Mcps双工方式双工方式FDD/TDD基站间同步方式基站间同步方式异步异步/同步同步话音编码话音编码AMR话音编码话音编码帧长帧长10ms下行链路扩频方式下行链路扩频方式Walsh序列划分信道，序列划分信道，Gold序列区分小区序列区分小区上行链路扩频方式上行链路扩频方式Walsh序列划分信道，序列划分信道，Gold序列区分用户序列区分用户相干检测相干检测下行链路：公共导频信道和用户专用的时分复用导频下行链路：公共导频信道和用户专用的时分复用导频上行链路：用户专用的时分复用导频上行链路：用户专用的时分复用导频调制方式调制方式下行链路：下行