现代通信概论第九章

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1、现代通信概论电子信息工程学院霍炎yhuo@bjtu.edu.cn2第9章移动通信系统9.1移动通信概述9.2GSM数字移动通信系统9.3CDMA数字移动通信系统9.4第三代移动通信系统9.5新一代移动通信系统39.1移动通信概述移动通信指移动用户之间或移动用户与固定用户之间所进行的通信。小区制蜂窝网和码分多址技术是移动通信技术的核心概念。本章将对公用移动通信系统的特点、组成、功能以及工作原理进行说明。重点对基于小区蜂窝网概念的全球移动通信系统（GSM）和基于码分多址技术（CDMA）的数字移动通信系统进行介绍。49

2、.1.1移动通信的特点频率资源有限易受外界干扰存在各种效应：多径、阴影、多普勒、远近效应技术较复杂对设备要求高保密性较差59.1.2移动通信发展历程阶段年代划分特点I1920-1940专用系统、小范围、少量用户、低频率。主要在交通运输、军事等领域。II1940-1965由专用移动网向公用移动网过渡。采用人工接续、网的容量较小、成本较高。III1965-1975大区制、中小容量、自动选频、自动接续，450MHz频段。IV1975-1985第一代模拟移动通信系统：蜂窝网概念推进了系统容量大增；微电子技术使得设备趋于小

3、型化；计算机技术的发展为网管提供了强有力的手段。代表体制：美国AMPS，北欧NMTS，英国TACS等。寻呼系统和无绳电话系统伴随着出现。V1985-2005第二代数字移动通信系统：数字蜂窝技术成为当代主流在用移动通信系统。频谱利用率高、系统容量较大，能提供语音、数据等多种通信业务。代表体制：泛欧GSM、北美CDMA、日本PDC等。缺点：无法完全实现全球漫游、仅支持语音、短消息和较低速的数据通信连接、系统容量也不足。VI2005-今第三代移动通信系统：为用户提供全球海陆空三维的无缝隙覆盖，支持全球漫游业务；支持多种

4、话音和非话音业务,特别是多媒体业务；具备足够的系统容量、强大的多种用户管理能力、高保密性能和服务质量。目前主流标准：美国CDMA2000、中国TD-SCDMA、日本W-CDMA69.1.3移动通信系统的组成MSC通过中继线与固定电话网连通，实现移动台用户与公用固定电话用户之间的通信。79.1.4移动通信的分类按使用区域：陆地、海上和航空移动通信系统按基站配置方式：大区制、中区制和小区制移动通信系统。按传输信号类型：模拟和数字移动通信系统。按运行方式：专用（公安、消防等）和公用移动通信系统。按系统用途：移动电话通信

5、系统、无线寻呼系统、无绳电话通信系统和集群通信系统。89.1.5无线通信的多址方式在无线通信系统中，为了提高系统效率、增加系统容量，让若干个用户共用一个发射台进行相互间的多边通信，称为多址通信。为了使相互间能够区分开来，需要对发送端信号做出分割，使各用户信号有所差异，而接收端则能从这些混合信号中分离出相应的用户信号。9四种多址方式（频分、时分、码分、空分）109.2GSM数字移动通信系统80年代初，欧洲为统一900MHz频段的蜂窝系统，成立了特别移动通信组（GSM：GroupSpecialMobile）制定有关标

6、准和建议书，并于1990年完成了GSM900规范。1991年欧洲开通了第一个数字移动通信系统，同时将GSM更名为全球移动通信系统(GSM：GlobalSystemforMobilecommunications），从此跨入了数字移动通信时代。119.2.1蜂窝系统基本原理把一个地理区域划分成若干个无线小区，每小区设一个小功率无线基站台，由于基站功率较小，信号强度影响范围有限，因此同一频率的载频可以在一定距离的另一小区重复使用。通话用户从一个小区到下一个小区移动过程中，系统能够自动地为其提供连续不断的信道接续，称为自

7、动越区切换。频率复用加上自动越区切换是无线蜂窝概念的主体。121.蜂窝小区的概念以正六边形为基本几何形状的小区，状似蜂窝，故名蜂窝移动通信系统。相邻的另一个区群可以重复使用相同的载频。132.小区扩容方法小区分裂：把当前较大小区分割成若干较小的小区并增设基站。扇区化：也称为裂向或空分多址技术。覆盖区域逼近：合理布设基站位置，增加覆盖面积。微小区：把一个小区分成多个微小区，仅设微小区发射机，各发射机共享同一基站。143.越区切换处于移动状态的用户，当从一个小区基站覆盖范围移动到另一个小区时，为了保持不中断通信，需要

8、进行越区信道切换。这个过程应在用户不介入并且察觉不到的情况下完成。硬切换：先中断旧连接再接入新连接（GSM）软切换：维持旧连接的同时建立新连接，然后再中断旧连接（CDMA）159.2.2GSM系统组成与频率配置GSM数字蜂窝移动通信系统主要包括：网路子系统基站子系统移动台161.GSM系统的组成移动台(MS):移动终端设备（手持机）、用户识别模块（SIM卡）基站子系统(B