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1、第5章移动通信 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望主要内容主要内容l l5.1移动通信概述移动通信概述l l5.2陆地蜂窝式移动通信系统陆地蜂窝式移动通信系统l l5.3几种移动通信系统简介几种移动通信系统简介l l5.4移动通信的发展与展望移动通信的发展与展望2l l2004-12-282004-12-28更新更新更新更新:24.8:24.8部部部部/百人百人百人百人l l2005-12-282005-12-28更新：上升为更新：上升为更新：上升为更
2、新：上升为29.129.1部部部部/百人百人百人百人 l l2006-11-82006-11-8更新：更新：更新：更新：上升为上升为上升为上升为33.933.9部部部部/百人百人百人百人l l2007-1-242007-1-24更新：更新：更新：更新：上升为上升为上升为上升为35.335.3部部部部/百人百人百人百人l l2007-7-252007-7-25更新：更新：更新：更新：上升为上升为上升为上升为38.338.3部部部部/百人百人百人百人l l2007-10-262007-10-26更新：上升为更新：上升为更新：上升为更新：上升为39.939.9部部部部/百人百人百人百人l l2008
3、-1-312008-1-31更新：更新：更新：更新：上升为上升为上升为上升为41.641.6部部部部/百人百人百人百人工业和信息化部工业和信息化部工业和信息化部工业和信息化部1010月月月月1919日公布了日公布了日公布了日公布了20092009年第年第年第年第3 3季度季度季度季度通信水平分省情况。数据显示，截止到今年通信水平分省情况。数据显示，截止到今年通信水平分省情况。数据显示，截止到今年通信水平分省情况。数据显示，截止到今年9 9月月月月底，全国底，全国底，全国底，全国移动电话普及率达到移动电话普及率达到移动电话普及率达到移动电话普及率达到54.354.3，固定电话固定电话固定电话固定
4、电话普及率降为普及率降为普及率降为普及率降为24.424.4。移动电话普及率：移动电话普及率：3背景知识背景知识l l移移移移动动动动通通通通信信信信与与与与IPIPIPIP技技技技术术术术（因因因因特特特特网网网网）是是是是近近近近年年年年来来来来信信信信息息息息技技技技术术术术领领领领域的两大热点域的两大热点域的两大热点域的两大热点.l l移动通信正在与移动通信正在与移动通信正在与移动通信正在与IPIPIPIP技术相结合技术相结合技术相结合技术相结合形成移动形成移动形成移动形成移动IPIPIPIP。l l通信技术向宽带化、智能化、个人化方向发展，形通信技术向宽带化、智能化、个人化方向发展，
5、形通信技术向宽带化、智能化、个人化方向发展，形通信技术向宽带化、智能化、个人化方向发展，形成统一的成统一的成统一的成统一的综合宽带通信网综合宽带通信网综合宽带通信网综合宽带通信网l l移动通信技术的大致目标是：移动通信技术的大致目标是：移动通信技术的大致目标是：移动通信技术的大致目标是：l l全球化全球化全球化全球化l l综合化综合化综合化综合化l l个人化个人化个人化个人化4背景知识1.1.无线电寻呼机的出现无线电寻呼机的出现无线电寻呼机的出现无线电寻呼机的出现l lPager/beeperPager/beeperPager/beeperPager/beeperl l19561956年，第一
6、个无线电寻呼机由年，第一个无线电寻呼机由年，第一个无线电寻呼机由年，第一个无线电寻呼机由MOTOROLAMOTOROLA研制成功。研制成功。研制成功。研制成功。l l19681968年，日本率先在年，日本率先在年，日本率先在年，日本率先在150MHZ150MHZ移动通信频段上开通模拟寻呼移动通信频段上开通模拟寻呼移动通信频段上开通模拟寻呼移动通信频段上开通模拟寻呼系统。系统。系统。系统。l l19831983年，我国开始研究发展寻呼系统年，我国开始研究发展寻呼系统年，我国开始研究发展寻呼系统年，我国开始研究发展寻呼系统l l19831983年年年年9 9月月月月1616日，上海在日，上海在日，
7、上海在日，上海在150MHZ150MHZ频段上开通了我国第一个频段上开通了我国第一个频段上开通了我国第一个频段上开通了我国第一个模拟寻呼系统。模拟寻呼系统。模拟寻呼系统。模拟寻呼系统。l l19841984年年年年5 5月月月月1 1日，广州在日，广州在日，广州在日，广州在150MHZ150MHZ频段上开通了我国第一个数频段上开通了我国第一个数频段上开通了我国第一个数频段上开通了我国第一个数字寻呼系统。字寻呼系统。字寻呼系统。字寻呼系统。l l19911991年年年年1111月月月月1515日，上海在日，上海在日，上海在日，上海在150MHZ150MHZ频段上开通了我国第一个频段上开通了我国第
8、一个频段上开通了我国第一个频段上开通了我国第一个数字汉字寻呼系统。数字汉字寻呼系统。数字汉字寻呼系统。数字汉字寻呼系统。意义：开创了移动通信的时代。意义：开创了移动通信的时代。意义：开创了移动通信的时代。意义：开创了移动通信的时代。5背景知识 2.2.2.2.蜂窝状移动电话的诞生蜂窝状移动电话的诞生蜂窝状移动电话的诞生蜂窝状移动电话的诞生l l背景：随着无线电报和无线广播的发展，人们更希背景：随着无线电报和无线广播的发展，人们更希背景：随着无线电报和无线广播的发展，人们更希背景：随着无线电报和无线广播的发展，人们更希望有一种可以随身携带、不用电话线路的电话。望有一种可以随身携带、不用电话线路的
9、电话。望有一种可以随身携带、不用电话线路的电话。望有一种可以随身携带、不用电话线路的电话。l l70707070年代初，贝尔实验室提出蜂窝系统的覆盖小区概年代初，贝尔实验室提出蜂窝系统的覆盖小区概年代初，贝尔实验室提出蜂窝系统的覆盖小区概年代初，贝尔实验室提出蜂窝系统的覆盖小区概念后，很快进入了实用阶段。念后，很快进入了实用阶段。念后，很快进入了实用阶段。念后，很快进入了实用阶段。l l1979197919791979年，美国年，美国年，美国年，美国芝加哥试验成功芝加哥试验成功芝加哥试验成功芝加哥试验成功AMPSAMPSAMPSAMPS模拟蜂窝式移动模拟蜂窝式移动模拟蜂窝式移动模拟蜂窝式移动电
10、话系统，电话系统，电话系统，电话系统，83838383年在美国投入商用。年在美国投入商用。年在美国投入商用。年在美国投入商用。l l1987198719871987年，我国第一个移动电话局在广州开通年，我国第一个移动电话局在广州开通年，我国第一个移动电话局在广州开通年，我国第一个移动电话局在广州开通，进入，进入，进入，进入第一代模拟移动通信时期，引进第一代模拟移动通信时期，引进第一代模拟移动通信时期，引进第一代模拟移动通信时期，引进英国的英国的英国的英国的TACSTACSTACSTACS系统系统系统系统。6背景知识 3.GSM 3.GSM 3.GSM 3.GSM手机的出现手机的出现手机的出现手
11、机的出现l l模拟蜂窝式移动电话的缺点：模拟蜂窝式移动电话的缺点：模拟蜂窝式移动电话的缺点：模拟蜂窝式移动电话的缺点：l l1 1 1 1）由于采用）由于采用）由于采用）由于采用FDMAFDMAFDMAFDMA技术造成频率资源的严重不足技术造成频率资源的严重不足技术造成频率资源的严重不足技术造成频率资源的严重不足l l2 2 2 2）易被窃听和制造成伪机）易被窃听和制造成伪机）易被窃听和制造成伪机）易被窃听和制造成伪机l l1982198219821982年，欧洲成立了年，欧洲成立了年，欧洲成立了年，欧洲成立了GSMGSMGSMGSM（移动通信特别组），任务（移动通信特别组），任务（移动通信特
12、别组），任务（移动通信特别组），任务是制定泛欧移动通信漫游的标准，后来开发出的数是制定泛欧移动通信漫游的标准，后来开发出的数是制定泛欧移动通信漫游的标准，后来开发出的数是制定泛欧移动通信漫游的标准，后来开发出的数字移动通信系统就以字移动通信系统就以字移动通信系统就以字移动通信系统就以“GSM”“GSM”“GSM”“GSM”命名。命名。命名。命名。l l GSM GSM GSM GSM现在的含义是：现在的含义是：现在的含义是：现在的含义是：l lGlobal System Mobile Communication,Global System Mobile Communication,Global
13、 System Mobile Communication,Global System Mobile Communication,l l中国移动和联通推出的中国移动和联通推出的中国移动和联通推出的中国移动和联通推出的“全球通全球通全球通全球通”即即即即GSMGSMGSMGSM系统系统系统系统。7背景知识4.4.新一代手机的诞生（新一代手机的诞生（新一代手机的诞生（新一代手机的诞生（GPRSGPRS）通用分组无线业务）通用分组无线业务）通用分组无线业务）通用分组无线业务l lGPRSGPRS、CDMACDMA以及蓝牙技术以及蓝牙技术以及蓝牙技术以及蓝牙技术85.1移动通信概述移动通信概述1.1.1
14、.1.移动通信定义：移动通信定义：移动通信定义：移动通信定义：l l“动中通动中通动中通动中通”l l通信双方或至少其中一方在运动状态中进行信息传通信双方或至少其中一方在运动状态中进行信息传通信双方或至少其中一方在运动状态中进行信息传通信双方或至少其中一方在运动状态中进行信息传递的通信方式。递的通信方式。递的通信方式。递的通信方式。l l如手机、寻呼、无绳电话如手机、寻呼、无绳电话如手机、寻呼、无绳电话如手机、寻呼、无绳电话等等等等95.1移动通信概述移动通信概述2.2.移动通信的特点：移动通信的特点：移动通信的特点：移动通信的特点：(1)(1)可用频谱资源有限，频谱拥挤可用频谱资源有限，频谱
15、拥挤可用频谱资源有限，频谱拥挤可用频谱资源有限，频谱拥挤l lf=150MHzf=150MHz450MHz450MHz900MHz900MHz18001800MHzMHz2000MHz2000MHzl l解决的方法解决的方法解决的方法解决的方法l l开辟和启用新的频段开辟和启用新的频段开辟和启用新的频段开辟和启用新的频段l l研究各种新技术和新措施，如研究各种新技术和新措施，如研究各种新技术和新措施，如研究各种新技术和新措施，如FDMAFDMA、TDMATDMA、CDMACDMA105.1移动通信概述移动通信概述(2)(2)电波传播存在多径衰落电波传播存在多径衰落电波传播存在多径衰落电波传播存
16、在多径衰落l l在移动通信在移动通信在移动通信在移动通信(特别是陆上移动通信特别是陆上移动通信特别是陆上移动通信特别是陆上移动通信)中中中中,由于移动台的由于移动台的由于移动台的由于移动台的不断运动导致其传输特性变化十分剧烈，使移动台不断运动导致其传输特性变化十分剧烈，使移动台不断运动导致其传输特性变化十分剧烈，使移动台不断运动导致其传输特性变化十分剧烈，使移动台接收到的电波是接收到的电波是接收到的电波是接收到的电波是直射波和随时变化的绕射波、反射直射波和随时变化的绕射波、反射直射波和随时变化的绕射波、反射直射波和随时变化的绕射波、反射波、散射波波、散射波波、散射波波、散射波的叠加，造成所接收
17、信号的电场强度起的叠加，造成所接收信号的电场强度起的叠加，造成所接收信号的电场强度起的叠加，造成所接收信号的电场强度起伏不定，这种现象称为衰落伏不定，这种现象称为衰落伏不定，这种现象称为衰落伏不定，这种现象称为衰落多径效应多径效应多径效应多径效应引起信号衰引起信号衰引起信号衰引起信号衰落。落。落。落。l l只有充分研究电波传播的规律只有充分研究电波传播的规律只有充分研究电波传播的规律只有充分研究电波传播的规律,才能进行合理的系统才能进行合理的系统才能进行合理的系统才能进行合理的系统设计。设计。设计。设计。115.1移动通信概述移动通信概述125.1移动通信概述移动通信概述（3 3）周围环境的干
18、扰和噪声周围环境的干扰和噪声周围环境的干扰和噪声周围环境的干扰和噪声l l传统的噪声干扰：传统的噪声干扰：传统的噪声干扰：传统的噪声干扰：l l移动系统内部的干扰：移动系统内部的干扰：移动系统内部的干扰：移动系统内部的干扰：l l互调干扰：互调干扰：互调干扰：互调干扰：主要是系统设备中的非线性引起的，主要是系统设备中的非线性引起的，主要是系统设备中的非线性引起的，主要是系统设备中的非线性引起的，如混频选择不好，使无用信号混入。如混频选择不好，使无用信号混入。如混频选择不好，使无用信号混入。如混频选择不好，使无用信号混入。l l噪声噪声噪声噪声l l系统之间的干扰：系统之间的干扰：系统之间的干扰
19、：系统之间的干扰：l l同频干扰：同频干扰：同频干扰：同频干扰：相同载频台之间的干扰相同载频台之间的干扰相同载频台之间的干扰相同载频台之间的干扰l l邻道干扰：邻道干扰：邻道干扰：邻道干扰：相邻信道之间的干扰（功率控制）相邻信道之间的干扰（功率控制）相邻信道之间的干扰（功率控制）相邻信道之间的干扰（功率控制）135.1移动通信概述移动通信概述(4)(4)移动设备应有较大动态范围的要求移动设备应有较大动态范围的要求移动设备应有较大动态范围的要求移动设备应有较大动态范围的要求(5)(5)建网技术、网管复杂建网技术、网管复杂建网技术、网管复杂建网技术、网管复杂l l网络技术复杂网络技术复杂网络技术复
20、杂网络技术复杂:越区切换、漫游越区切换、漫游越区切换、漫游越区切换、漫游等功能等功能等功能等功能145.1移动通信概述移动通信概述(6)(6)移动台必须适合在移动环境中使用移动台必须适合在移动环境中使用移动台必须适合在移动环境中使用移动台必须适合在移动环境中使用l l体积小、重量轻、操作方便小巧（超大规模集成电体积小、重量轻、操作方便小巧（超大规模集成电体积小、重量轻、操作方便小巧（超大规模集成电体积小、重量轻、操作方便小巧（超大规模集成电路的使用）路的使用）路的使用）路的使用）l l便携（天线要短，使用高频）便携（天线要短，使用高频）便携（天线要短，使用高频）便携（天线要短，使用高频）l l
21、省电（发射功率要尽量小）省电（发射功率要尽量小）省电（发射功率要尽量小）省电（发射功率要尽量小）l l防震（性能稳定）、抗潮等防震（性能稳定）、抗潮等防震（性能稳定）、抗潮等防震（性能稳定）、抗潮等可见：移动通信的面临的核心问题可见：移动通信的面临的核心问题可见：移动通信的面临的核心问题可见：移动通信的面临的核心问题l l在满足用户服务质量的前提下，提高在满足用户服务质量的前提下，提高在满足用户服务质量的前提下，提高在满足用户服务质量的前提下，提高 频谱利用率，频谱利用率，频谱利用率，频谱利用率，提高系统容量，提供多种服务等。提高系统容量，提供多种服务等。提高系统容量，提供多种服务等。提高系统
22、容量，提供多种服务等。155.1移动通信概述移动通信概述3.3.分类分类分类分类l l按使用对象：民用、军用按使用对象：民用、军用按使用对象：民用、军用按使用对象：民用、军用l l按应用环境：陆、海、空按应用环境：陆、海、空按应用环境：陆、海、空按应用环境：陆、海、空l l按多址方式：按多址方式：按多址方式：按多址方式：FDMAFDMA、TDMATDMA、CDMACDMA、混合、混合、混合、混合l l按服务范围：专用网按服务范围：专用网按服务范围：专用网按服务范围：专用网 (private (private）、公用网）、公用网）、公用网）、公用网（publicpublic）l l按信号形式：模
23、拟、数字按信号形式：模拟、数字按信号形式：模拟、数字按信号形式：模拟、数字165.1移动通信概述移动通信概述4.4.常用移动通信系统常用移动通信系统l l无无线寻呼系统线寻呼系统l l无绳电话无绳电话系统系统l l集群调动集群调动系统系统l l卫星移动通信卫星移动通信系统系统l l陆地蜂窝移动通信系统陆地蜂窝移动通信系统175.1移动通信概述移动通信概述5.5.移动通信频段的使用移动通信频段的使用移动通信频段的使用移动通信频段的使用(1)(1)定义：定义：定义：定义：一段载波频率一段载波频率一段载波频率一段载波频率如：如：如：如：150MHZ150MHZ频段、频段、频段、频段、900MHZ90
24、0MHZ频段频段频段频段 等等等等（890915MHZ890915MHZ及及及及935960MHZ935960MHZ）185.1移动通信概述移动通信概述(2)(2)问题：问题：问题：问题：a.a.是否随便划出来一段就可以使用？是否随便划出来一段就可以使用？是否随便划出来一段就可以使用？是否随便划出来一段就可以使用？b.b.移动通信频段有什么要求？移动通信频段有什么要求？移动通信频段有什么要求？移动通信频段有什么要求？c.c.为了远距离传输，载波频率必须高频、高能量，为了远距离传输，载波频率必须高频、高能量，为了远距离传输，载波频率必须高频、高能量，为了远距离传输，载波频率必须高频、高能量，那么
25、要高到什么程度？是不是越高越好那么要高到什么程度？是不是越高越好那么要高到什么程度？是不是越高越好那么要高到什么程度？是不是越高越好?(3)(3)考虑的因素：考虑的因素：考虑的因素：考虑的因素：l l电波传播特性电波传播特性电波传播特性电波传播特性:衰耗衰耗衰耗衰耗l l天线长度天线长度天线长度天线长度:波长波长波长波长/2/2；波长；波长；波长；波长/4/4l l抗干扰能力抗干扰能力抗干扰能力抗干扰能力195.1移动通信概述移动通信概述(4)(4)移动通信使用的频段规定移动通信使用的频段规定移动通信使用的频段规定移动通信使用的频段规定205.1移动通信概述移动通信概述6.6.移动通信的工作方
26、式移动通信的工作方式移动通信的工作方式移动通信的工作方式：单工、半双工、双工：单工、半双工、双工：单工、半双工、双工：单工、半双工、双工（1 1）单工制）单工制）单工制）单工制：单频（同频）单工：单频（同频）单工：单频（同频）单工：单频（同频）单工l l收发使用同一个频率的按键通信方式。收发使用同一个频率的按键通信方式。收发使用同一个频率的按键通信方式。收发使用同一个频率的按键通信方式。（2 2）半双工制）半双工制）半双工制）半双工制l l一方使用双工方式，而另一方则采用双频单工一方使用双工方式，而另一方则采用双频单工一方使用双工方式，而另一方则采用双频单工一方使用双工方式，而另一方则采用双频
27、单工l l半双工制主要用于汽车调度、集群调度系统。半双工制主要用于汽车调度、集群调度系统。半双工制主要用于汽车调度、集群调度系统。半双工制主要用于汽车调度、集群调度系统。（3 3）双工制：）双工制：）双工制：）双工制：l l通信的双方收发信机均同时工作通信的双方收发信机均同时工作通信的双方收发信机均同时工作通信的双方收发信机均同时工作l l目前移动通信系统都采用这种制式目前移动通信系统都采用这种制式目前移动通信系统都采用这种制式目前移动通信系统都采用这种制式215.1移动通信概述移动通信概述l l7.7.移动通信系统的组成移动通信系统的组成移动通信系统的组成移动通信系统的组成（组成动画组成动画
28、组成动画组成动画2 2）l l移动台（移动台（移动台（移动台（MS-MS-MobileStationMobileStation）：接收无线信号）：接收无线信号）：接收无线信号）：接收无线信号并且移动的终端。并且移动的终端。并且移动的终端。并且移动的终端。l l基站（基站（基站（基站（BS-BS-BaseStationBaseStation）：）：）：）：与移动台联系的一与移动台联系的一与移动台联系的一与移动台联系的一个固定收发机。其个固定收发机。其个固定收发机。其个固定收发机。其服务范围，称为服务范围，称为服务范围，称为服务范围，称为无线小区无线小区无线小区无线小区。l l移动业务交换中心（移
29、动业务交换中心（移动业务交换中心（移动业务交换中心（MSC-MSC-MobileSwitchingMobileSwitchingCentreCentre）：完成移动台和移动台之间、移动台和）：完成移动台和移动台之间、移动台和）：完成移动台和移动台之间、移动台和）：完成移动台和移动台之间、移动台和固定用户之间信息的交换转接和系统的管理。固定用户之间信息的交换转接和系统的管理。固定用户之间信息的交换转接和系统的管理。固定用户之间信息的交换转接和系统的管理。l l与市话网（与市话网（与市话网（与市话网（PSTNPSTN）相连接的中继线：）相连接的中继线：）相连接的中继线：）相连接的中继线：光纤或微波
30、光纤或微波光纤或微波光纤或微波225.1移动通信概述移动通信概述23l lGSMGSM通信系统的组成通信系统的组成通信系统的组成通信系统的组成PSTNBTSMSCBTSIP NET GATEWAY5.1移动通信概述移动通信概述248.8.移动通信网的组网体制移动通信网的组网体制移动通信网的组网体制移动通信网的组网体制1.1.小容量的大区制（早期）小容量的大区制（早期）小容量的大区制（早期）小容量的大区制（早期）2.2.大容量的小区制（目前的蜂窝系统）大容量的小区制（目前的蜂窝系统）大容量的小区制（目前的蜂窝系统）大容量的小区制（目前的蜂窝系统）5.1移动通信概述移动通信概述25a.a.大区制：
31、大区制：大区制：大区制：l l定义：定义：定义：定义：在一个服务区内（如东营市）只有一个基地在一个服务区内（如东营市）只有一个基地在一个服务区内（如东营市）只有一个基地在一个服务区内（如东营市）只有一个基地站，并由它负责移动通信的联络和控制。站，并由它负责移动通信的联络和控制。站，并由它负责移动通信的联络和控制。站，并由它负责移动通信的联络和控制。l l大区制尽可能地增大基站覆盖范围，解决大区域大区制尽可能地增大基站覆盖范围，解决大区域大区制尽可能地增大基站覆盖范围，解决大区域大区制尽可能地增大基站覆盖范围，解决大区域的移动通信业务。的移动通信业务。的移动通信业务。的移动通信业务。5.1移动通
32、信概述移动通信概述26l l特征：特征：特征：特征：l l(1)(1)基站天线架设得很高，可达几十米基站天线架设得很高，可达几十米基站天线架设得很高，可达几十米基站天线架设得很高，可达几十米 百余米；在百余米；在百余米；在百余米；在一个比较大的区域中，只用一个基站覆盖全地区。一个比较大的区域中，只用一个基站覆盖全地区。一个比较大的区域中，只用一个基站覆盖全地区。一个比较大的区域中，只用一个基站覆盖全地区。l l(2)(2)为了大范围覆盖，为了大范围覆盖，为了大范围覆盖，为了大范围覆盖，基站发射功率很大，一般可基站发射功率很大，一般可基站发射功率很大，一般可基站发射功率很大，一般可高达高达高达高
33、达200W;200W;（小区制（小区制（小区制（小区制5 510w10w）l l(3)(3)实际覆盖半径达实际覆盖半径达实际覆盖半径达实际覆盖半径达3050Km.3050Km.l l(4)(4)网络结构简单，频道数目少网络结构简单，频道数目少网络结构简单，频道数目少网络结构简单，频道数目少l l多用于专用网或小城市的公共网，信道数有限，多用于专用网或小城市的公共网，信道数有限，多用于专用网或小城市的公共网，信道数有限，多用于专用网或小城市的公共网，信道数有限，容量较小，容量较小，容量较小，容量较小，一般只能容纳数百至数千个用户一般只能容纳数百至数千个用户一般只能容纳数百至数千个用户一般只能容纳
34、数百至数千个用户5.1移动通信概述移动通信概述27b.b.小区制：小区制：小区制：小区制：l l小区制就是把整个服务区域划分为若干个小区，小区制就是把整个服务区域划分为若干个小区，小区制就是把整个服务区域划分为若干个小区，小区制就是把整个服务区域划分为若干个小区，l l小区半径可视用户的分布密度在小区半径可视用户的分布密度在小区半径可视用户的分布密度在小区半径可视用户的分布密度在1 11010公里公里公里公里左右左右左右左右l l小区半径因网络容量、使用频率、地理环境不同而小区半径因网络容量、使用频率、地理环境不同而小区半径因网络容量、使用频率、地理环境不同而小区半径因网络容量、使用频率、地理
35、环境不同而不同，决定小区覆盖半径的因素：不同，决定小区覆盖半径的因素：不同，决定小区覆盖半径的因素：不同，决定小区覆盖半径的因素：(1)(1)地球曲率；地球曲率；地球曲率；地球曲率；(2)(2)地形影响地形影响地形影响地形影响(3)(3)多径反射多径反射多径反射多径反射(4)(4)移动台发射功率小，上行信号传输距离有限移动台发射功率小，上行信号传输距离有限移动台发射功率小，上行信号传输距离有限移动台发射功率小，上行信号传输距离有限（上下行功率差可达（上下行功率差可达（上下行功率差可达（上下行功率差可达612dB612dB）,出现手机在服出现手机在服出现手机在服出现手机在服务区内接收信号很强，却
36、打不出电话的现务区内接收信号很强，却打不出电话的现务区内接收信号很强，却打不出电话的现务区内接收信号很强，却打不出电话的现5.1移动通信概述移动通信概述28l l每个小区分别设置一个基站，负责本小区移动通信每个小区分别设置一个基站，负责本小区移动通信每个小区分别设置一个基站，负责本小区移动通信每个小区分别设置一个基站，负责本小区移动通信的联络和控制。的联络和控制。的联络和控制。的联络和控制。l l每个小区设一个基站，每个基站可使用若干条无每个小区设一个基站，每个基站可使用若干条无每个小区设一个基站，每个基站可使用若干条无每个小区设一个基站，每个基站可使用若干条无线频分、时分或码分信道，信道数决
37、定了本小区线频分、时分或码分信道，信道数决定了本小区线频分、时分或码分信道，信道数决定了本小区线频分、时分或码分信道，信道数决定了本小区内可以同时使用的用户数。内可以同时使用的用户数。内可以同时使用的用户数。内可以同时使用的用户数。l l每个小区的用户在每个小区的用户在每个小区的用户在每个小区的用户在10001000以上（如以上（如以上（如以上（如GSMGSMGSMGSM）。）。）。）。l l同时，又可在同时，又可在同时，又可在同时，又可在移动交换中心的移动交换中心的移动交换中心的移动交换中心的统一控制下，实现小统一控制下，实现小统一控制下，实现小统一控制下，实现小区之间移动用户通信的转接，以
38、及移动用户与市话区之间移动用户通信的转接，以及移动用户与市话区之间移动用户通信的转接，以及移动用户与市话区之间移动用户通信的转接，以及移动用户与市话用户的联系。用户的联系。用户的联系。用户的联系。5.1移动通信概述移动通信概述295.1移动通信概述移动通信概述l l小区制的特点：小区制的特点：小区制的特点：小区制的特点：l l具有组网的灵活性具有组网的灵活性具有组网的灵活性具有组网的灵活性l l网路构成复杂网路构成复杂网路构成复杂网路构成复杂l l通过小区划分，可以提高系统的容量通过小区划分，可以提高系统的容量通过小区划分，可以提高系统的容量通过小区划分，可以提高系统的容量l l即通过频率复用
39、（相隔一定距离的小区可以同即通过频率复用（相隔一定距离的小区可以同即通过频率复用（相隔一定距离的小区可以同即通过频率复用（相隔一定距离的小区可以同时使用相同的工作频率组）时使用相同的工作频率组）时使用相同的工作频率组）时使用相同的工作频率组）30无线小区的模型（蜂窝的概念）无线小区的模型（蜂窝的概念）无线小区的模型（蜂窝的概念）无线小区的模型（蜂窝的概念）理想情况：理想情况：理想情况：理想情况：若基站使用全向发射天线，基站覆盖若基站使用全向发射天线，基站覆盖若基站使用全向发射天线，基站覆盖若基站使用全向发射天线，基站覆盖区应该是一个圆。区应该是一个圆。区应该是一个圆。区应该是一个圆。l l由于
40、移动台经常处于运动状态，所以在基站与移动台之间的由于移动台经常处于运动状态，所以在基站与移动台之间的由于移动台经常处于运动状态，所以在基站与移动台之间的由于移动台经常处于运动状态，所以在基站与移动台之间的电波传播状态也随时随地发生变化。因此，在小区与小区之电波传播状态也随时随地发生变化。因此，在小区与小区之电波传播状态也随时随地发生变化。因此，在小区与小区之电波传播状态也随时随地发生变化。因此，在小区与小区之间没有一个明显分界线。间没有一个明显分界线。间没有一个明显分界线。间没有一个明显分界线。l l但为了保证在小区的边缘通信也不发生中继，往往在设计时，但为了保证在小区的边缘通信也不发生中继，
41、往往在设计时，但为了保证在小区的边缘通信也不发生中继，往往在设计时，但为了保证在小区的边缘通信也不发生中继，往往在设计时，要考虑在邻接小区之间有一定的场强交叠区，这个场强交叠要考虑在邻接小区之间有一定的场强交叠区，这个场强交叠要考虑在邻接小区之间有一定的场强交叠区，这个场强交叠要考虑在邻接小区之间有一定的场强交叠区，这个场强交叠区的大小与地形、地物的影响密切相关，区的大小与地形、地物的影响密切相关，区的大小与地形、地物的影响密切相关，区的大小与地形、地物的影响密切相关，l l一般来说，一般来说，一般来说，一般来说，邻接小区的交叠部分越大，则不良通信区域就越邻接小区的交叠部分越大，则不良通信区域
42、就越邻接小区的交叠部分越大，则不良通信区域就越邻接小区的交叠部分越大，则不良通信区域就越小，可靠的通信概率就越高。小，可靠的通信概率就越高。小，可靠的通信概率就越高。小，可靠的通信概率就越高。但这又会使相同频率的小区间但这又会使相同频率的小区间但这又会使相同频率的小区间但这又会使相同频率的小区间隔减小，产生同频干扰的危险性增大。隔减小，产生同频干扰的危险性增大。隔减小，产生同频干扰的危险性增大。隔减小，产生同频干扰的危险性增大。5.1移动通信概述移动通信概述31l l为了理论分析和设计方便，用全覆盖的形状代表，为了理论分析和设计方便，用全覆盖的形状代表，为了理论分析和设计方便，用全覆盖的形状代
43、表，为了理论分析和设计方便，用全覆盖的形状代表，可用全六边形、四面形、三角形，可用全六边形、四面形、三角形，可用全六边形、四面形、三角形，可用全六边形、四面形、三角形，l l面积最大、最直接的为六边形面积最大、最直接的为六边形面积最大、最直接的为六边形面积最大、最直接的为六边形。l l在理论上设计中，发现用正六边形的图形来模拟实在理论上设计中，发现用正六边形的图形来模拟实在理论上设计中，发现用正六边形的图形来模拟实在理论上设计中，发现用正六边形的图形来模拟实际中的小区要比其他图形效果更好，衔接也更紧，际中的小区要比其他图形效果更好，衔接也更紧，际中的小区要比其他图形效果更好，衔接也更紧，际中的
44、小区要比其他图形效果更好，衔接也更紧，看上去就像是蜂窝，看上去就像是蜂窝，看上去就像是蜂窝，看上去就像是蜂窝，所以我们也称为所以我们也称为所以我们也称为所以我们也称为“蜂窝式移动蜂窝式移动蜂窝式移动蜂窝式移动通信通信通信通信”。5.1移动通信概述移动通信概述325.1移动通信概述移动通信概述335.2蜂窝状移动通信系统蜂窝状移动通信系统1.1.定义定义定义定义l l小区制移动通信系统。小区制移动通信系统。小区制移动通信系统。小区制移动通信系统。2.2.该系统中解决容量问题的技术？该系统中解决容量问题的技术？该系统中解决容量问题的技术？该系统中解决容量问题的技术？l l移动通信的瓶颈：频率资源有
45、限移动通信的瓶颈：频率资源有限移动通信的瓶颈：频率资源有限移动通信的瓶颈：频率资源有限l l如何解决容量问题？如何解决容量问题？如何解决容量问题？如何解决容量问题？l l比如，目前比如，目前比如，目前比如，目前GSMGSM，系统可用频带为，系统可用频带为，系统可用频带为，系统可用频带为25MHZ,25MHZ,相邻相邻相邻相邻频道间隔为频道间隔为频道间隔为频道间隔为200kHZ200kHZ，频道配置采用等间隔配置，频道配置采用等间隔配置，频道配置采用等间隔配置，频道配置采用等间隔配置方法，因而只有方法，因而只有方法，因而只有方法，因而只有125125个（实际上只有个（实际上只有个（实际上只有个（
46、实际上只有124124个）频个）频个）频个）频道，这么少的频道数如何容纳上亿计的用户来进道，这么少的频道数如何容纳上亿计的用户来进道，这么少的频道数如何容纳上亿计的用户来进道，这么少的频道数如何容纳上亿计的用户来进行通话呢？行通话呢？行通话呢？行通话呢？l l频率复用、小区分裂以及多址联接等技术频率复用、小区分裂以及多址联接等技术频率复用、小区分裂以及多址联接等技术频率复用、小区分裂以及多址联接等技术345.25.2蜂窝状移动通信系统蜂窝状移动通信系统蜂窝状移动通信系统蜂窝状移动通信系统l l方法一方法一 ：频率复用频率复用l l划分小区的目的：间隔小区可频率再用划分小区的目的：间隔小区可频率
47、再用l l利用超短波电波传播距离有限的特点，离开一定距离的小区可以重复使用频率，使频率资源可以充分利用。l l每一个小区分配一些频率资源，隔几个小区后，又把相同的频率划给另一个小区，但认为这时候他们之间的干扰比较小，可以忍受。l l频频率率复复用用：相相隔隔一一定定距距离离的的小小区区可可以以同同时时使使用用相相同同的的工工作作频频率率组组，即即在在一一个个很很大大的的服服务务区区内内，同同一组波道频率可以多次重复使用，一组波道频率可以多次重复使用，称为频率复用。称为频率复用。355.2蜂窝状移动通信系统蜂窝状移动通信系统l l研究同频干扰和研究同频干扰和 同频小区间的距离是同频小区间的距离是
48、 频率复用的依据。频率复用的依据。l l同频小区间的距离取决于同频小区间的距离取决于 能容许的同频干扰。能容许的同频干扰。l l同频干扰又取决于同频干扰又取决于 话音质量要求的信噪比（话音质量要求的信噪比（C/NC/N）。）。365.25.2蜂窝状移动通信系统蜂窝状移动通信系统蜂窝状移动通信系统蜂窝状移动通信系统l l方法二：方法二：小区分裂小区分裂 l l移动通信系统在初期设计时总是认为服务区各小移动通信系统在初期设计时总是认为服务区各小区大小相同，用户密度均匀分布，各基站开设频区大小相同，用户密度均匀分布，各基站开设频道数也相等。道数也相等。l l实际上，随着用户数不断增大，服务区内各小区
49、实际上，随着用户数不断增大，服务区内各小区用户密度不再相等。用户密度不再相等。l l将用户密度大的小区进一步分裂为多个小区将用户密度大的小区进一步分裂为多个小区375.25.2蜂窝状移动通信系统蜂窝状移动通信系统蜂窝状移动通信系统蜂窝状移动通信系统385.2蜂窝状移动通信系统蜂窝状移动通信系统l l方法三：方法三：多址技术多址技术l l在移动通信中，许多用户同时通话，以不同的移动信道分隔，在移动通信中，许多用户同时通话，以不同的移动信道分隔，防止相互干扰的技术方式称为多址方式。防止相互干扰的技术方式称为多址方式。l l频分多址频分多址(FDMA)(FDMA)l l时分多址时分多址(TDMA)(
50、TDMA)l l码分多址码分多址(CDMA)(CDMA)：在频率、时间、在频率、时间、空间上重叠空间上重叠比比TDMATDMA数字系统大数字系统大4 46 6倍、倍、比模拟比模拟FDMAFDMA系统的系统的2020倍倍l l空分多址空分多址(SDMA)(SDMA)l l包分多址包分多址(PDMA)(PDMA)l l混合多址混合多址395.25.2蜂窝状移动通信系统蜂窝状移动通信系统蜂窝状移动通信系统蜂窝状移动通信系统3.3.几个术语的解释：几个术语的解释：（1 1）信道：）信道：l l无线通信中发送端和接收端之间的通路。无线通信中发送端和接收端之间的通路。l l信道有一定的频率带宽信道有一定的