现代通信网络 第2版 教学课件 作者 沈庆国 邹仕祥 陈涓 第七章 移动通信网.ppt

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1、第七章移动通信网现代通信网络第7章移动通信网7.1移动通信概述7.2系统结构7.3无线接口7.4交换技术7.5漫游管理7.6GSM移动通信系统7.7CDMA移动通信系统7.8第三代移动通信系统习题与思考题7.1移动通信概述移动通信是指通信的一方或双方可以在移动中进行的通信过程，即至少有一方具有可移动性。因此，移动通信可以是移动台与移动台之间的通信，也可以是移动台与固定台之间的通信。移动通信满足了人们无论在何时何地都能进行通信的愿望。因此，20世纪80年代以来，特别是90年代以后，公用移动通信得到了飞速的

2、发展。相比固定通信而言，移动通信不仅要给用户提供与固定通信一样的通信业务，而且由于用户的移动性，其控制与管理技术要比固定通信复杂得多。同时，由于移动通信网中依靠的是无线电波的传播，其传播环境要比固定网中有线媒质的传播特性复杂，因此，移动通信有着与固定通信不同的特点。1.移动通信的特点（1）用户的移动性。要保持用户在移动状态下的通信，必须是无线通信，或无线通信与有线通信的结合。因此，移动通信系统要有完善的管理技术来对用户的位置进行登记、跟踪，使用户在移动时也能进行通信，不因为位置的改变而中断。（2）电波传

3、播条件复杂。移动台可能在各种环境中运动，如平原、山地、森林和建筑群等，存在各种障碍，因而电磁波在传播时不仅有直射信号，而且还会产生反射、折射、绕射和多普勒效应等现象，从而产生多径干扰、信号传播延迟和时延展宽等。因此，必须充分考虑电波的传播特性，使系统具有足够的抗衰落能力，才能保证通信系统正常运行。（3）噪声和干扰严重。移动台在移动时不仅受到城市环境中的各种工业噪声和天电噪声的干扰，同时，由于系统内有多个用户，因此，移动用户之间还会有互调干扰、邻道干扰、同频干扰等。这就要求在移动通信系统中对信道进行合理的

4、划分和频率的再用。（4）系统和网络结构复杂。移动通信系统是一个多用户通信的系统和网络，必须使用户之间互不干扰，能协调一致地工作。此外，移动通信系统还应与固定网、数据网等互连，整个网络结构是很复杂的。（5）有限的频率资源。在有线网中，可以依靠多铺设电缆或光缆来提高系统的带宽资源。而在无线网中，频率资源是有限的，ITU对无线频率的划分有严格的规定。如何提高系统的频率利用率是移动通信系统的一个重要课题。2．移动通信的电波传播特性我们主要讨论陆地移动通信的电波传播特性。陆地移动通信的电波传播问题很复杂，这是由于

5、通信对象是移动的，电波传播路径会随时变化；另外，在电波传播路径上，地形、地物的变化也严重影响电波的传播特性。移动通信中，接收信号强度和传播损耗是随机变化的，因此常用中值和瞬时值两个参量来联合表征。所谓中值是指在给定统计时间内，信号电平大于或小于它的时间各为50％的场强值。一般地，场强瞬时值变化快；而中值变化慢。在实际移动信道中，接收信号是由多径传播的多个信号的矢量合成，直射波、反射波或散射波在接收地点形成干扰场，信号电平变动范围可达30～40dB。这种由多径效应引起的快速而深度的衰落称为快衰落。由于这些

6、衰落服从瑞利分布，所以又称为瑞利衰落（ReyleighFading）。在电波传播路径上，遇到建筑物、森林等障碍物的阻挡时，则会形成电磁场的阴影。当移动台通过不同障碍物的阴影时，就造成接收场强中值的变化。这种由于阴影效应导致接收场强中值随着地理位置改变而出现的缓慢变化，称为阴影衰落（ShadowFading）。另外，由于气象条件的变化，导致大气折射系数随时间而变化，也会造成同一地点场强中值随时间而缓慢改变。我们知道，在自由空间中，电波传播的损耗与距离的平方成正比。而在移动通信中，由于电波传播环境特别复杂多

7、变，因此电波传播的损耗近似与距离的四次方成正比。3．移动通信的分类(1)集群移动通信(2)公用移动通信系统(3)卫星移动通信(4)无绳电话(5)寻呼系统在上述通信方式中，公用移动通信最为广泛。在本章的后续内容中，我们将研究公用移动通信，简称移动通信。3．移动通信的分类(1)集群移动通信(2)公用移动通信系统(3)卫星移动通信(4)无绳电话(5)寻呼系统在上述通信方式中，公用移动通信最为广泛。在本章的后续内容中，我们将研究公用移动通信，简称移动通信。7.2系统结构7.2.1网络结构为了便于各设备之间的互连

8、互通，ITU-T于1988年对公用陆地移动通信网（PLMN，PublicLandMobileNetwork）的结构、功能和接口及其与公共电话交换网PSTN等的互通做出了详尽的规定。PLMN的网络功能结构如图7-1所示。图7-1PLMN的网络功能结构1．网络功能实体（1）移动台（MS，MobileStation）MS是移动通信网的用户终端。用户使用MS接入PLMN，得到所需的通信服务。MS可分为车载台、便携台和手持台等类型。对于GSM系统，移