现代通信技术之移动通信原理(-)课件

移动通信 现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)本章主要介绍移动通信的基本概念、特点及组网原则，着重对数字移动通信系统中使用的话音编码和信道编码技术、GSM900以及Q-CDMA实用系统结构和特点进行了详细的分析，最后简单介绍了个人通信的基本概念、第三代移动通信的发展及其演进等内容。现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)5.1 移动通信概述5.2 数字移动通信原理5.3 GSM数字移动通信系统5.4 CDMA数字移动通信系统现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)5.1 移动通信概述 5.1.1 移动通信的基本概念 5.1.2 移动通信系统的组成及组网原则 5.1.3 移动通信工作频段现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)5.1.1 移动通信的基本概念 移动通信是指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。5.1.2 移动通信系统的组成及组网原则 一、一、移动通信系统的组成移动通信系统的组成 移动通信系统是指移动体之间、移动体与固定用户之间用于建立信息传输通道的通信系统。现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)下图给出了一典型的蜂窝移动通信系统。现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)二、二、组网原则组网原则 1.蜂窝组网思路 随着移动通信用户数量的不断增加，业务范围的不断扩大，频率资源和可用频道数之间的矛盾日益突出。采用蜂窝组网方式的目的在于解决常规移动通信系统频谱匮乏、容量小、服务质量差和频谱利用率低等问题。现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)2.组网原则 数字移动通信网的组网原则如下：(1)一般采用三级结构，即设置一、二级移动业务汇接中心和移动业务交换中心，并且在一级移动业务汇接中心之间、省内二级移动业务汇接中心之间形成网状网，实现可靠互通。现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)(2)数字移动通信网的交换网络与固定电话网之间的连接采用同一个本地网内移动业务汇接中心与固定网长途交换中心及市话汇接局相连的方式，实现移动用户与固定用户的通信。(3)数字移动通信网是一个整体，必须强调实现全网管理的重要性。现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)5.1.3 移动通信工作频段 在陆地移动通信系统中，主要采用甚高频(VHF)频段(30300MHz)和特高频(UHF)频段(3003000MHz)作为其无线通信频率。现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)5.2 数字移动通信原理5.2.1 数字移动通信中所采用的主要技术5.2.2 抗干扰技术现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)5.2.1 数字移动通信中所采用的主要技术 主要对多址联接技术、编码技术以及调制与解调技术等进行讨论。一、一、多址联接技术多址联接技术 二、二、话音与信道的编码技术话音与信道的编码技术 三、三、调制与解调技术调制与解调技术现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)一、一、多址联接技术多址联接技术 多址联接方式有多种，即频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)及码分多址(CDMA)等。现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)二、二、话音与信道的编码技术话音与信道的编码技术 在数字移动通信系统中所传输的信号为数字信号，因而发送端必须首先将模拟话音信号转换成为数字信号，即进行话音编码。而在接收端再将此数字信号还原成模拟信号。实用的话音编码方案有多种，由于在GSM系统中是采用规则脉冲激励长期预测(RPE-LTP)编码方案，而在CDMA系统中则采用Qualcomm码激励线性预测(QCELP)话音编码技术.现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)三、三、调制与解调技术调制与解调技术 1.数字移动通信对数字调制解调技术的要求 (1)采用尽量窄的功率谱信号 (2)频谱效率高 (3)传输质量高 (4)采用差分检测方案 现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)2.FSK、MSK和GMSK FSK、MSK以及GMSK都属于相位调制，即在调制时，载波的频率随调制信号的变化而变化，但信号码变化时已调信号的相位却是连续的，不存在相位突变现象，所以相对于不连续相位的调制而言，其主瓣较窄，而且旁瓣较低，满足移动通信的要求。现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)3.GMSK GMSK是在MSK之前加一个高斯滤波器，这样首先对输入数据进行滤波，因而经滤波后输出的数据脉冲已没有陡峭的边沿，再经MSK调制后，其相位将进一步得到平滑。因此其频谱特性也得到进一步改善。现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)5.2.2 抗干扰技术 在数字移动通信系统中，其传输通道由于包括有线和无线通道，因而通信环境中存在噪声和干扰。噪声包括外部噪声和设备内噪声，干扰则包括同频干扰、邻道干扰、收发信机互调干扰、数字传输系统中的码间干扰以及多址干扰。现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)一、一、邻道干扰邻道干扰二、二、远近效应远近效应三、三、同频干扰同频干扰四、四、互调干扰互调干扰现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)一、一、邻道干扰邻道干扰 邻道干扰是指相邻或相近的频道信号所造成的干扰。二、二、远近效应远近效应 当两个移动台距基站的距离不同，而以相同的频率和相同的功率发送信号时，则基站接收来自远端移动台的有用信号将淹没在近端移动台所发送的信号之中，这种由于接收点位置不同，使得发信机与基站之间的路径损耗不同，而引起的接收功率下降被称之为远近效应。现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)三、三、同频干扰同频干扰 同频干扰是指所有落到接收机通带内的与有用信号频率相同的无用信号的干扰，也称为同信道干扰。四、四、互调干扰互调干扰 当两个以上的不同频率作用于一个非线性电路时，这两个频率将会互相调制，并产生一个新的频率，如果该新频率正好落在某一信道中，则工作于此信道的接收系统将会接收到该新频率信号，由此构成对该接收机的干扰，这种干扰称之为互调干扰。现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)5.3 GSM数字移动通信系统5.3.1 GSM数字移动通信的组成5.3.2 GSM数字通信网5.3.3 GSM的频率配置5.3.4 GSM的关键技术5.3.5 移动管理 现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)5.3.1 GSM数字移动通信的组成 数字移动通信系统主要是由交换网络子系统(NSS)，无线基站子系统(BSS)和移动台(MS)三大部分组成，如下图所示。现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)5.3.2 GSM数字通信网 我国GSM数字移动网是采用独立网号方式来组网。5.3.3 GSM的频率配置 一、工作频段分配一、工作频段分配 二、频道间隔频道间隔 三、三、双工收发间隔双工收发间隔 四、四、频道配置频道配置现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)一、工作频段分配一、工作频段分配 900MHz TDMA数字公用陆地蜂窝移动通信网采用900MHz作为其工作频段。移动台发送、基站接收的上行频段：905915MHz；基站发送、移动台接收的下行频段：950960MHz。现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)二、频道间隔频道间隔 相邻频道间隔为200kHz，每个频道采用时分多址接入方式共分为8个时隙，即8个频道(全 速 率)，那 么 每 个 信 道 占 用 带 宽 为(200kHz/8)=25kHz。如果将来GSM采用半速率话音编码，那么每个频道将能容纳16个半速率频道，从而可达到提高频率利用率的目标。现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)三、三、双工收发间隔双工收发间隔 双工收发间隔为45MHz。四、四、频道配置频道配置 在900MHz频段的数字蜂窝移动通信系统中，采用了等间隔频道配置方式。现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)5.3.4 GSM的关键技术一、一、基站与移动台间的时间调整基站与移动台间的时间调整二、二、交织技术交织技术三、三、跳频技术跳频技术现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)5.3.5 移动管理 一、一、位置更新位置更新 二、二、切换切换 三、三、漫游漫游 四、四、呼叫处理呼叫处理现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)5.4 CDMA数字移动通信系统 CDMA是近年来用于数字蜂窝移动通信网的一种先进的无线扩频通信技术。5.4.1 扩频通信 5.4.2 CDMA中的关键技术现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)5.4.1 扩频通信 扩频通信是一种新的信息传输方式，即在系统中所传输的已调信号带宽远大于调制信息带宽。通常我们以扩频信号带宽BW与调制信号带宽BS的比作为参考。只有当BW/BS100时，才被称之为扩频通信，否则只能是宽带或窄带通信。现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)扩频通信主要特点：扩频通信主要特点：(1)扩频信号具有隐蔽性。(2)扩频信号具有保密性。(3)扩频信号具有很强的抗干扰能力。(4)提高系统容量。(5)系统复杂。现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)5.4.2 CDMA中的关键技术 一、一、地址码的选择地址码的选择 二、二、直接扩频系统的同步直接扩频系统的同步 三、三、功率控制功率控制 四、四、软切换软切换现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)一、一、地址码的选择地址码的选择理想的地址码和扩频码主要应具有以下性能：(1)有足够多的地址码组码；(2)有尖锐的自相关特性；(3)码组彼此之间的互相关性为零；(4)不同的码元数平衡相等；(5)尽可能大的复杂度。现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)二、二、直接扩频系统的同步直接扩频系统的同步 一般扩频系统的同步包括三方面的内容：(1)载波同步 (2)位同步 (3)序列同步 三、三、功率控制功率控制 功率控制分为前向功率控制和后向功率控制，而后向功率控制又分为仅由移动台参与的开环功率控制和移动台、基站同时参与的闭环功率控制。现代通信技术现代通信技术人民邮电出版社)四、四、软切换软切换 软切换是指当一个移动台需要与新基站进行通信时，并不先中断与原有基站的联系，因而软切换只能在相同频率的CDMA信道间进行，这样位于两个基站覆盖区交界处的移动台可以在不间断通信的条件下实现业务信道的切换，从而大大减少由于切换所带来的掉话，保证了通信的可靠性。（第14讲）考场作文开拓文路能力分解层次(网友来稿)江苏省镇江中学 陈乃香说明：本系列稿共24讲，20XX年1月6日开始在资源上连载【要义解说】文章主旨确立以后，就应该恰当地分解层次，使几个层次构成一个有机的整体，形成一篇完整的文章。如何分解层次主要取决于表现主旨的需要。【策略解读】一般说来，记人叙事的文章常按时间顺序分解层次，写景状物的文章常按时间顺序、空间顺序分解层次；说明文根据说明对象的特点，可按时间顺序、空间顺序或逻辑顺序分解层次；议论文主要根据“提出问题分析问题解决问题”顺序来分解层次。当然，分解层次不是一层不变的固定模式，而应该富于变化。文章的层次，也常常有些外在的形式：1小标题式。即围绕话题把一篇文章划分为几个相对独立的部分，再给它们加上一个简洁、恰当的小标题。如世界改变了模样四个小标题：寿命变“长”了、世界变“小”了、劳动变“轻”了、文明变“绿”了。2序号式。序号式作文与小标题作文有相同的特点。序号可以是“一、二、三”，可以是“A、B、C”，也可以是“甲、乙、丙”从全文看，序号式干净、明快；但从题目上看，却看不出文章内容，只是标明了层次与部分。有时序号式作文，也适用于叙述性文章，为故事情节的展开，提供了明晰的层次。3总分式。如高考佳作人生也是一张答卷。开头：“人生就是一张答卷。它上面有选择题、填空题、判断题和问答题，但它又不同于一般的答卷。一般的答卷用手来书写，人生的答卷却要用行动来书写。”主体部分每段首句分别为：选择题是对人生进行正确的取舍，填空题是充实自己的人生，判断题是表明自己的人生态度，问答题是考验自己解决问题的能力。这份“试卷”设计得合理而且实在，每个人的人生都是不同的，这就意味着这份人生试卷的“答案是丰富多彩的”。分解层次，应追求作文美学的三个价值取向：一要匀称美。什么材料在前，什么材料在后，要合理安排；什么材料详写，什么材料略写，要通盘考虑。自然段是构成文章的基本单位，恰当划分自然段，自然就成为分解层次的基本要求。该分段处就分段，不要老是开头、正文、结尾“三段式”，这种老套的层次显得呆板。二要波澜美。文章内容应该有张有弛，有起有伏，如波如澜。只有这样才能使文章起伏错落，一波三折，吸引读者。三要圆合美。文章的开头与结尾要遥相照应，把开头描写的事物或提出的问题，在结尾处用各种方式加以深化或回答，给人首尾圆合的感觉。【例文解剖】话题：忙忙，不亦乐乎 忙，是人生中一个个步骤，每个人所忙的事务不同，但是不能是碌碌无为地白忙，要忙就忙得精彩，忙得不亦乐乎。忙是问号。忙看似简单，但其中却大有学问。忙是人生中不可缺少的一部分，但是怎么才能忙出精彩，忙得不亦乐乎，却并不简单。人生如同一张地图，我们一直在自己的地图上行走，时不时我们眼前就出现一个十字路口，我们该向哪儿，面对那纵轴横轴相交的十字路口，我们该怎样选择?不急，静下心来分析一下，选择适合自己的坐标轴才是最重要的。忙就是如此，选择自己该忙的才能忙得有意义。忙是问号，这个问号一直提醒我们要忙得有意义，忙得不亦乐乎。忙是省略号。四季在有规律地进行着冷暖交替，大自然就一直按照这样的规律不停地忙，人们亦如此。为自己找一个目标，为目标而不停地忙，让这种忙一直忙下去。当目标已达成，那么再找一个目标，继续这样忙，就像省略号一样，毫无休止地忙下去，翻开历史的长卷，我们看到牛顿在忙着他的实验；爱迪生在忙着思考；徐霞客在忙着记载游玩；李时珍在忙着编写本草纲目。再看那位以笔为刀枪的充满着朝气与力量的文学泰斗鲁迅，他正忙着用他独有的刀和枪在不停地奋斗。忙是省略号，确定了一个目标那么就一直忙下去吧!这样的忙一定会忙出生命灵动的色彩。忙是惊叹号。世界上的人都在忙着自己的事，大自然亦如此，小蜜蜂在忙，以蜂蜜为回报。那么人呢?居里夫人的忙，以放射性元素的发现而得到了圆满的休止符；爱因斯坦在忙，以相对论的问世而画上了惊叹号；李白的忙，以那豪放的诗歌而有了很大的成功；张衡的忙，因为那地动仪的问世而让世人仰慕。每个人都应该有效率的忙，而不是整天碌碌无为地白忙。人生是有限的、短暂的，因此，每个人都应该在有限的生命里忙出属于他的惊叹号；都应在有限的生命里忙出他的人生精彩篇章。忙是万物、世界、人生中都不可缺少的一部分。作为这世上最高级动物的我们，我们在忙什么呢?我们要忙得有意义，有价值，我们要忙出属于我们的精彩。我们的忙不能永远是问号，而应是省略号和感叹号。忙就要忙得精彩，忙得不亦乐乎。解剖：本文将生活中的一句口头禅“忙得不亦乐乎”机智翻新，拟作标题，亮出一道美丽的风景。并据此展开述说，让人神清气爽。文章开篇扣题，亮出观点：忙，是人生中一个个步骤，不能碌碌无为地白忙，要忙就忙得精彩，忙得不亦乐乎。然后，作者分别用问号、省略号、惊叹号巧妙设喻，抓住这三种标点符号的特征，摆实事，讲道理，入情入理，入理入心。深刻地阐明人生忙，忙要像问号一样，经常问问自己，不能盲目，不能瞎忙，要忙得有意义；人生如四季一样是有规律的，要选准目标，像省略号一样，毫无休止地忙下去，忙出生命灵动的色彩；而人生有限，每个人都应有限的生命里忙出属于他的惊叹号，忙出人生精彩的篇章。结尾，作者用一个段落总结全文，照应开头，照应题目，有力收束。【精题解析】阅读下面的材料，根据要求作文。在一处地势十分险恶的峡谷，谷底奔腾着咆哮的急流，峡谷间有一座索桥，几根光秃秃、晃悠悠的铁索横在峡谷间，它是通过这个地方的唯一路径，这里经常有人因为失足而跌入深谷。有一天，有三个人来到了这里。一个聋子，一个瞎子，还有一个健康的人。聋子看看这座桥，很害怕，但是他听不到急流的声音，他用眼睛看着脚下步伐，很顺利地过去了。瞎子不知峡谷的险恶，他心平气和，十分稳妥地通过了。第三个人是健康人，一直犹豫不敢走这索桥，可是又没有其他路可走。于是，他十分紧张地硬着头皮走上索桥，到了桥中央，他看到脚下万丈深渊，云雾升腾，听到谷底急流咆哮，早已两腿颤颤，面如土色，一不小心跌下桥去。请就“不要把困难看得太明白”为话题写一篇文章。注意所写内容必须在话题范围之内。试题引用的材料，考生在文章中可用也可不用。立意自定。文体自选。题目自拟。不少于800字。不得抄袭。解析：有时候，把困难看得太明白，分析得太透彻，反而会被困难吓倒以至于阻拦我们前进的脚步。倒是那些未把困难完全看清楚而勇往直前的人，更容易达到终点。作者邮箱：13952865227谢谢观赏谢谢观赏