第1章 移动通信的基本概念

《第1章 移动通信的基本概念》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第1章移动通信的基本概念【本章内容简介】本章主要介绍了移动通信的基本原理及其应用方面的基本概念，对移动通信的特点、分类、工作方式、网络的频率配置等作了详尽地说明，概述了移动通信的发展历程，同时展望了未来的发展趋势。【学习重点与要求】重点掌握移动通信的定义、特点、分类和工作方式，了解无线频谱的规划及移动通信的工作频段。1.1移动通信的定义在人类社会的发展进程中，通信始终与人类社会的各种活动密切相关。无论是古代的“烽火台”，还是现代的移动电话，都属于通信的范畴。1.1移动通信的定义现代通信系统是信息时代的生命线，以信息为主导地位的信息化社会又促进通信新技术的大力发展，传统的通信

2、网已不能满足现代通信的要求，移动通信已成为现代通信中发展最为迅速的一种通信手段。随着人类社会对信息的需求，通信技术正在逐步走向智能化和网络化。人们对通信的理想要求是：任何人（Whoever）在任何时候（Whenever），无论在任何地方（Werever）能够同任何人（Whoever）进行任何方式（Watever）的交流。很明显，如果没有移动通信，上述愿望将永远无法实现。1.1移动通信的定义移动通信在现代通信领域中占有十分重要的地位。所谓移动通信，就是指通信双方至少有一方处于运动状态中进行信息交换。例如，运动着的车辆、船舶、飞机或行走着的人与固定点之间进行信息交换，或者移动物

3、体之间的通信都属于移动通信。这里所说的信息交换，不仅指双方的通话，同时也包括数据、传真、图像等多媒体业务。1.1移动通信的定义移动通信是一门复杂的高新技术，尤其是蜂窝移动通信。要使通信的一方或双方在移动中实现通信，就必须采用无线通信方式。它不但集中了无线通信和有线通信的最新技术成就，而且集中了网络技术和计算机技术的许多成果。目前，蜂窝移动通信已从模拟通信发展到了数字通信阶段，并且正朝着第三代移动通信这一更高阶段发展。1.1移动通信的定义移动通信与其他通信方式相比，主要具有以下特点：1．无线电波传播环境复杂在移动通信中，基站至用户间靠无线电波来传送信息。当前，移动通信的频率范

4、围在甚高频（VHF，30～300MHz）和特高频（UHF，300～3000MHz）内。这个频段的特点是：传播距离在视距范围内，通常为几十千米；天线短，抗干扰能力强；且以地表面波、电离层反射波、直射波和散射波等方式传播，受地形地物影响很大，如移动通信系统多建于市区内，城市中的高楼林立、高低不平、疏密不同、形状各异，这些都使移动通信传播路径进一步复杂化，并导致其传输特性变化十分剧烈，如图1-1所示。由于以上原因，使移动台接收到的电波一般是直射波和随时变化的绕射波、反射波、散射波的叠加，这样就造成所接收信号的电场强度起伏不定，最大可相差20～30dB。这种现象称为衰落。在衰落现象

5、中，既有长期（慢）衰落，也有十分严重和频繁的短期（快）衰落。1.1移动通信的定义慢衰落是由于电波传播路径上遇到建筑物、树林等障碍物阻挡，在阻挡物的后面形成的电波阴影区。阴影区的信号电场强度较弱，当移动台在穿过阴影区时，就会造成接收信号电场强度中值的缓慢变化，发生阴影效应。阴影效应引起的衰落一般服从正态分布，这种衰落有时又称为正态（高斯）衰落。陆地移动信道的主要特征是多径传播。传播过程中同样会遇到很多建筑物、树木以及起伏的地形，引起能量的吸收和穿透以及电波的反射、散射及绕射等，这样，使移动信道充满了反射波的传播环境。图1-1电波的多径传播1.1移动通信的定义在移动传播环境中，

6、到达移动台天线的信号不是单一路径来的，而是许多路径来的众多反射波的合成。由于电波通过各个路径的距离不同，因而各个路径来的反射波到达时间不同，相位也就不同。不同相位的多个信号在接收端叠加，有时同相叠加而加强；有时反相叠加而减弱。这样，接收信号的幅度将急剧变化，即产生了衰落。这种衰落是由多径引起的，所以称为多径衰落。多径衰落信号的振幅服从瑞利分布，所以多径衰落又称为瑞利衰落。多径衰落使信号电平起伏不定，严重时将影响通话质量。1.1移动通信的定义衰落的现象很容易理解，但由于移动用户的移动具有随机性，所以要想解决这种现象却是非常复杂的，这就要求在设计移动通信系统时，必须具有抗衰落性

7、能和一定的储备。1.1移动通信的定义2．多普勒频移产生调制噪声移动台经常处在运动之中，当达到一定速度时，如超音速飞机，固定点接收到的载波频率将随运动速度υ的不同，产生不同的频移，即产生多普勒效应，使接收点的信号场强振幅、相位随时间、地点而不断地变化，如图1-2所示。多普勒频移与移动物体的运动速度υ、接收信号载波的波长λ、电波到达的入射角θ有关，即fd=（υ/λ）cosθ1.1移动通信的定义运动方向面向地面接收站，fd为正值；反之，fd为负值。并且，工作频率越高，频移越大，对信号传输的影响越大。在高速移动电话系统中