移动通信的基本概念教材课件

第第1 1章章移动通信的基本概念移动通信的基本概念w【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、工作方式和网络的频率配置等进行了详尽的说明，概述了移动通信的发展历程，同时展望了未来的发展趋势。w【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 移动通信的定义移动通信的定义个人对通信的理想要求：“5W”任何人（Whoever)，在任何时间(Whenever)，任何地点（Wherever)与任何人（Whoever)进行任何种类（Whatever)的信息交换。移动通信的定义移动通信：是指通信双方或至少有一方在运动中进行信息交换的通信方式。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、图像等多媒体业务移动通信的特点w移动通信与其他通信方式相比，主要具有以下特点：n无线电波传播环境复杂n多普勒频移产生调制噪声n移动台工作时经常受到各种干扰n对移动台的要求高n通道容量有限n通信系统复杂移动通信的特点w1无线电波传播环境复杂n在移动通信中，基站至用户间靠无线电波来传送信息。当前，移动通信的频率范围在甚高频（VHF，30300MHz）和特高频（UHF，3003000MHz）内n工作频段特点：l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多径传播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2030dB，这种现象称为衰落。移动通信的特点w2多普勒频移产生调制噪声n多多普普勒勒频频移移：运运动动中中的的物物体体达达到到一一定定速速度度时时，固固定定点点接收到的无线载波频率将会有一定的频移接收到的无线载波频率将会有一定的频移n多普勒频移多普勒频移f fd d与移动物体的运动速度与移动物体的运动速度v v、接收信号载波、接收信号载波的波长的波长、电波到达的入射角、电波到达的入射角 有关，即有关，即f fd d=(v/=(v/)cos)cos n解决方法：锁相技术解决方法：锁相技术 频率跟踪频率跟踪w3移动台工作时经常受到各种干扰n移动系统内部的干扰：移动系统内部的干扰：l互调干扰：互调干扰：主要是系统设备中的非线性引起的，如混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，而造成干扰。频选择不好，使无用信号混入，而造成干扰。l噪声噪声n系统之间的干扰：系统之间的干扰：l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l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）移动通信中的干扰移动通信的特点移动通信的特点u4对移动台要求高对移动台要求高n体积小、重量轻、操作方便小巧（超大规模集成电路的体积小、重量轻、操作方便小巧（超大规模集成电路的使用）使用）n便携（天线要短，使用高频）便携（天线要短，使用高频）n省电（发射功率要尽量小）省电（发射功率要尽量小）n防震（性能稳定）防震（性能稳定）n抗潮等抗潮等移动通信的特点移动通信的特点u5通信系统复杂通信系统复杂n网络结构多种多样网络结构多种多样l覆盖形状：带状、面状覆盖形状：带状、面状l覆盖大小：大区制覆盖大小：大区制蜂窝小区蜂窝小区微蜂窝微蜂窝大区和微小区结合大区和微小区结合层状层状结构结构l考虑因素：容量、稳定性、速度、建网费用考虑因素：容量、稳定性、速度、建网费用n网管复杂网管复杂l用户注册和登记、鉴权和计费、安全和保密用户注册和登记、鉴权和计费、安全和保密n网络技术复杂网络技术复杂l越区切换、漫游越区切换、漫游等功能等功能1.2 移动通信的发展概况移动通信的发展概况1.无形的信使电磁波的发现w1887年年，亨利希，亨利希鲁道夫鲁道夫赫兹赫兹，发现电磁能，发现电磁能量可以越过空间进行传播。量可以越过空间进行传播。w赫兹的发现具有划时代的意义：赫兹的发现具有划时代的意义：n证明了麦克斯韦理论的正确，更重要的是导致了证明了麦克斯韦理论的正确，更重要的是导致了无线电的诞生无线电的诞生n开辟了电子技术的新纪元，标志着从开辟了电子技术的新纪元，标志着从“有线电通有线电通信信”向向“无线电通信无线电通信”的转折点。的转折点。也是整个移动也是整个移动通信的发源点通信的发源点，应该说，从这时开始，人类开始，应该说，从这时开始，人类开始进入了无线通信的新领域进入了无线通信的新领域 2.无线电通信的发明w载着声音飞翔的电波载着声音飞翔的电波无线电通信的发明无线电通信的发明n无线电报的发明无线电报的发明-“要是我能指挥电磁波，就可要是我能指挥电磁波，就可飞越整个世界飞越整个世界”波波夫波波夫 n1898年，英国举行了一次游艇赛，终点设在离年，英国举行了一次游艇赛，终点设在离岸岸20英里的海上。英里的海上。都柏林快报都柏林快报特聘马可尼特聘马可尼为信息员。他在赛程的终点用自己发明的无线电为信息员。他在赛程的终点用自己发明的无线电报机向岸上的观众及时通报了比赛的结果，引起报机向岸上的观众及时通报了比赛的结果，引起了很大的轰动。了很大的轰动。l这被认为是无线电通信的第一次实际应用。这被认为是无线电通信的第一次实际应用。l紧接着，马可尼在英国建立了世界上第一家无线电器紧接着，马可尼在英国建立了世界上第一家无线电器材公司材公司英国马可尼公司英国马可尼公司3.移动通信的诞生及演进w二十世二十世纪纪2020年代至年代至4040年代初年代初n使用使用范围范围小，主要使用小，主要使用对对象是象是船舶、船舶、飞机飞机、汽、汽车车等等专专用移用移动动通信通信，以及以及通信通信军军事事。w4040年代中至年代中至6060年代末年代末n移动移动通通信信向向小型化小型化方面大大前方面大大前进进了一步。了一步。l美美国国、日本、英、日本、英国国、西德等、西德等国国家家开开始始应应用用汽汽车车公用公用无无线电话线电话。w7070年代至年代至8080年代年代n第一代第一代移动移动通信系通信系统统l美美国贝尔实验国贝尔实验室室(Bell Lab)Bell Lab)推出的推出的蜂蜂窝窝式移式移动动通信系通信系统统的概念，蜂的概念，蜂窝窝式系統式系統开开始始应应用。用。w9090年代中至年代中至今今n推出推出第二、第三代第二、第三代移动电话通信移动电话通信系統。系統。n正向第四代移动通信系统过渡。正向第四代移动通信系统过渡。4.个人移动个人移动通通信信的的诞诞生生及及演演进进w个人通信的发源地：个人通信的发源地：无线电寻呼机的出现无线电寻呼机的出现nbeeper/Pagerbeeper/Pagern1956年，年，MOTOROLA研制成功第一个无线电寻呼机。研制成功第一个无线电寻呼机。n1968年，日本率先在年，日本率先在150MHZ移动通信频段上开通模拟移动通信频段上开通模拟寻呼系统。寻呼系统。n1983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，n1983年，上海在年，上海在150MHZ频段上开通了我国第一个模拟频段上开通了我国第一个模拟寻呼系统。寻呼系统。n1984年，广州在年，广州在150MHZ频段上开通了我国第一个数字频段上开通了我国第一个数字寻呼系统。寻呼系统。n1991年，上海在年，上海在150MHZ频段上开通了我国第一个数字频段上开通了我国第一个数字汉字寻呼系统。汉字寻呼系统。个人移动个人移动通通信信的的诞诞生生及及演演进进 实现个人电话的梦想实现个人电话的梦想-蜂窝状移动电话的诞生蜂窝状移动电话的诞生n背景：随着无线电报和无线广播的发展，人们更背景：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。希望有一种可以随身携带、不用电话线路的电话。n70年代初，贝尔实验室提出年代初，贝尔实验室提出蜂窝系统蜂窝系统的覆盖小区的覆盖小区概念后，很快进入了实用阶段。概念后，很快进入了实用阶段。n1979年，年，美国芝加哥试验成功美国芝加哥试验成功AMPS模拟蜂窝式模拟蜂窝式移动电话系统，移动电话系统，83年在美国投入商用。年在美国投入商用。n1987年，我国第一个移动电话局在广州开通，进年，我国第一个移动电话局在广州开通，进入第一代模拟移动通信时期，引进英国的入第一代模拟移动通信时期，引进英国的TACS系统。系统。个人移动个人移动通通信信的的诞诞生生及及演演进进 GSM手机的出现手机的出现w模拟蜂窝式移动电话的缺点：模拟蜂窝式移动电话的缺点：n1）由于采用）由于采用FDMA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n2）易被窃听和制造成伪机）易被窃听和制造成伪机w1982年，欧洲成立了年，欧洲成立了GSM（移动通信特别组），任（移动通信特别组），任务是制定泛欧移动通信漫游的标准，后来开发出的务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数字移动通信系统就以“GSM”命名。命名。w GSM现在的含义是：现在的含义是：nGlobal System Mobile Communication,n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”就是就是GSM系统系统。第一代蜂窝移动通信第一代蜂窝移动通信(1G)w特点：特点：n制式：制式：FDMAn业务单一业务单一：模拟话音与传输：模拟话音与传输n频谱利用率低频谱利用率低n保密性差保密性差n技术简单技术简单w主要代表：美国主要代表：美国AMPS系统系统 英国英国TACS系统系统n我国已在我国已在20012001年年1212月月3131日关闭模拟移动网日关闭模拟移动网第二代蜂窝移动通信第二代蜂窝移动通信(2G)w特点：特点：n主要业务：主要业务：语音、低速率数据（语音、低速率数据（9.6kb/s9.6kb/s）短消息短消息(SMS)(SMS)、彩信（、彩信（MMSMMS）等）等 n频谱利用率较高、数字化频谱利用率较高、数字化n制式：制式：FDMA+TDMA,或或 CDMAw代表系统：代表系统：欧洲的欧洲的GSMGSM系统系统（大多数国家使用）：（大多数国家使用）：FDMA+TFDMA+TDMA制式制式美国的美国的D-AMPSD-AMPS系统（主要在美国使用）系统（主要在美国使用）日本的日本的JDCJDC系统（仅在日本使用）：系统（仅在日本使用）：TDMA制式制式美国美国QUALCOMMQUALCOMM公司公司开发的开发的IS-95A CDMAIS-95A CDMA系统系统（美、日、韩、（美、日、韩、中等国）：中等国）：CDMACDMA制式制式l我国我国19921992年开始使用年开始使用GSMGSM系系统，20012001年引年引进了了IS-95A CDMAIS-95A CDMA系系统。无线数据业务的出现无线数据业务的出现wi-mode:information-mode n 1999年年,日本在移动通信上实现无线互联网应用，日本在移动通信上实现无线互联网应用，i-mode能能提供移动电话与Internet网的持续连接，成功开创了无线数据业务的新时代。成功开创了无线数据业务的新时代。wWAP：Wireless Application Protocoln即无线应用协议，全球性开放标准即无线应用协议，全球性开放标准n不要求现有的移动通信网络协议做任何的改动，因而可以广泛的运用于GSM、CDMA、TDMA、3G等多种网络2.5G移动通信技术与应用移动通信技术与应用wGSM的延续的延续：GPRS-通用分组无线业务通用分组无线业务,为为2G向向3G发展的过渡性产品。发展的过渡性产品。9090年代中期，第三代移动通信系统进入到具体的年代中期，第三代移动通信系统进入到具体的设计、规划和实施阶段设计、规划和实施阶段 为为保保护护2G的的庞庞大大投投资资，有有必必要要发发展展2G向向3G平平稳稳过渡的所谓二代半（过渡的所谓二代半（2.5G）技术）技术w数据速率最高可达数据速率最高可达171kbit/s 例：例：以以TDMA和和电路交换电路交换为基础的为基础的GSM网络不能直接与因特网互通，但可以通过网络不能直接与因特网互通，但可以通过一种通用一种通用分组分组无线业务（无线业务（GPRS，General Packet Radio Servive）网的）网的2.5G技术与因特网互连。技术与因特网互连。wGPRS的实现：的实现：n 在在GSM网络上增加分组数据服务设备网络上增加分组数据服务设备n并对并对GSM无线设备进行升级无线设备进行升级从而能利用已有的从而能利用已有的GSM无线覆盖，提供无线覆盖，提供分组数分组数据业务据业务。2.75G2.752.75G G的速度的速度较较2.52.5G G又增又增快快许许多多(384384kbps)kbps)例子：例子：E Enhanced nhanced D Data rates for ata rates for G Global lobal E Evaluation(valuation(EDGEEDGE)（全球全球全球全球演进式数据演进式数据演进式数据演进式数据速率增速率增速率增速率增强强强强技技技技术）术）术）术）第三代移动通信（第三代移动通信（3G)w第三代移动通信称为：第三代移动通信称为：IMT-2000；简称；简称3Gn国际电联（国际电联（ITUITUR R）于）于19851985年提出，年提出，l当时的命名为当时的命名为未来公众陆地移动通信系统未来公众陆地移动通信系统（FPLMTSFPLMTS）n由于该系统曾预期在由于该系统曾预期在20002000年能投入使用，并工作年能投入使用，并工作在在2000MHz2000MHz频段，故于频段，故于19961996年正式改名为年正式改名为IMT-IMT-20002000系统系统wIMT-2000IMT-2000当时制定的总目标：当时制定的总目标：n 工作在工作在2000MHz2000MHz频段频段n 在在20002000年左右商用年左右商用第三代移动通信的总目标w3G3G设计目标设计目标n提供比第二代系统更大的系统容量提供比第二代系统更大的系统容量n更好的通信质量更好的通信质量n能在全球范围内更好地实现无缝漫游能在全球范围内更好地实现无缝漫游n提供包括话音、数据及多媒体等在内的多种业务提供包括话音、数据及多媒体等在内的多种业务n同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性（即全球化、综合化、个人化）（即全球化、综合化、个人化）3G3G设计目标设计目标w3 3G G传输速度传输速度n2 2MbpsMbps（静止静止）n384384kbpskbps（步行、慢速步行、慢速）n114114kbpskbps（高速移动环境高速移动环境）w可提供丰富多彩的移动多媒体业务可提供丰富多彩的移动多媒体业务n具有语音具有语音、文字、文字、静态静态影像、影像、动态动态影像影像影像影像等多媒等多媒体体传输传输的特的特点与点与能力能力w取取实际传输流量为收费标准实际传输流量为收费标准w于于20032003年至年至20052005年年间发展间发展成熟成熟3G的标准的标准w国际电联的国际电联的3G标准有三个标准有三个w欧洲和日本共同提出的：欧洲和日本共同提出的：WCDMAn该标准提出了该标准提出了GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)的演进策略的演进策略w美国以高通公司为代表提出的美国以高通公司为代表提出的：CDMA2000n该标准提出了从该标准提出了从 CDMA IS95(2G)-CDMA20001x-CDMA IS95(2G)-CDMA20001x-CDMA20003x(3G)CDMA20003x(3G)的演进策略的演进策略 w中国以大唐集团为代表提出的中国以大唐集团为代表提出的：TD-SCDMAnTime Division Time Division Synchronous CDMA(Synchronous CDMA(时分同步时分同步CDMACDMA)n是由我国大唐电信公司提出的是由我国大唐电信公司提出的3G3G标准标准n该标准提出：该标准提出：l不经过不经过2.52.5代的中间环节，直接向代的中间环节，直接向3G3G过渡，非常适用于过渡，非常适用于GSMGSM系统向系统向3G3G升级升级 核心技术：核心技术：CDMAw3G标准在核心网中都采用标准在核心网中都采用分组交换方式分组交换方式w采用采用CDMA技术解决无线端口问题技术解决无线端口问题w因此，这三种标准无一例外的都采用了因此，这三种标准无一例外的都采用了CDMA这一核心技术这一核心技术各标准的演进策略各标准的演进策略w欧洲和日本共同提出的：欧洲和日本共同提出的：WCDMAn全称为全称为Wideband CDMAWideband CDMAn基于基于GSMGSM网发展出来的网发展出来的3G3G技术规范技术规范n是欧洲提出的宽带是欧洲提出的宽带CDMACDMA技术，它与日本提出的宽技术，它与日本提出的宽带带CDMACDMA技术基本相同，并进一步融合。技术基本相同，并进一步融合。n该标准提出了该标准提出了GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)的的演进策略。演进策略。lGPRSGPRS是是General Packet Radio Service(General Packet Radio Service(通用分组无通用分组无线业务线业务)的简称，（的简称，（171kbit/s）lEDGEEDGE是是Enhanced Data rate for GSM Evolution(Enhanced Data rate for GSM Evolution(增增强数据速率的强数据速率的GSMGSM演进演进)的简称，这两种技术被称为的简称，这两种技术被称为2.52.5代移动通信技术。（代移动通信技术。（384384kbpskbps）各标准的演进策略各标准的演进策略wCDMA2000CDMA2000nCDMA2000CDMA2000是由窄带是由窄带CDMA(CDMA IS95)CDMA(CDMA IS95)技术发展而技术发展而来的宽带来的宽带CDMACDMA技术，由美国主推技术，由美国主推n该标准提出了从该标准提出了从CDMA IS95(2G)-CDMA20001x-CDMA IS95(2G)-CDMA20001x-CDMA20003x(3G)CDMA20003x(3G)的演进策略。的演进策略。lCDMA20001xCDMA20001x被称为被称为2.5G2.5G移动通信技术移动通信技术lCDMA20003xCDMA20003x与与CDMA20001xCDMA20001x的主要区别在于应用的主要区别在于应用了多路载波技术，通过采用三载波使带宽提高。了多路载波技术，通过采用三载波使带宽提高。l中国电信使用的中国电信使用的CDMA IS95CDMA IS95网络，在采用这一网络，在采用这一方案向方案向3G3G过渡过渡第三代移动通信机第三代移动通信机第三代移动通信机第三代移动通信机第三代移动通信机第三代移动通信机w2001年，日本开始首次年，日本开始首次3G系统商系统商用服务用服务n20012001年年1010月月1 1日日本在东京地日日本在东京地区开始了全球首次区开始了全球首次WCDMAWCDMA系统商系统商业应用。业应用。n系统提供可视电话、系统提供可视电话、384Kbps384Kbps分组数据、分组数据、64Kbps64Kbps图象传输、图象传输、i-i-modemode互联网服务。互联网服务。n手机重手机重150150克，彩色液晶显示。克，彩色液晶显示。最成熟的最成熟的3G：WCDMA3G的一再搁浅的主要原因的一再搁浅的主要原因n缺乏真正具有吸引力的应用缺乏真正具有吸引力的应用n缺乏明确的盈利前景缺乏明确的盈利前景n技术上并没有完全的成熟，相关技术上并没有完全的成熟，相关产业链没有形成产业链没有形成n最先进的不一定是最好的最先进的不一定是最好的移动通信的发展趋向移动通信的发展趋向VoiceWide bandBroad bandAnalogDigitalIntegratedDataNarrow band4G3G2GMulti-function1GMultimediaSmartPoint frequencyBeyond 3G/4G的研究与建设的研究与建设w目前国际正开展有关第四代移动通信的研发，目前国际正开展有关第四代移动通信的研发，其基本需求、核心技术还处于初级阶段其基本需求、核心技术还处于初级阶段 3G LTE 4Gw2009年年12月月14日，北欧运营商日，北欧运营商TeliaSonera在在丹麦奥斯陆和瑞典斯德哥尔摩正式开通全球丹麦奥斯陆和瑞典斯德哥尔摩正式开通全球首个首个LTE商用网络，商用网络，4G只差最后一公里只差最后一公里。w这符合移动通信技术每这符合移动通信技术每10年年产生一代新体制产生一代新体制的发展规律。的发展规律。Beyond 3G/4G的研究与建设的研究与建设w华为华为和和爱立信爱立信分别承建奥斯陆和斯德哥尔摩两地的分别承建奥斯陆和斯德哥尔摩两地的 LTE网网络络 w当初当初3G网络是由日本和西欧厂商掀起烽烟网络是由日本和西欧厂商掀起烽烟w华为在全球首个华为在全球首个4G网络中与爱立信竞争网络中与爱立信竞争，显示出中国企业，显示出中国企业在核心技术上的强势崛起在核心技术上的强势崛起w华为华为LTE网络：网络：20MHz带宽，带宽，96Mbps左右。左右。w爱立信的爱立信的LTE网络：网络：10MHz带宽，带宽，43-44Mbps左右左右wMIMO：体现：体现LTE网络性能的关键技术网络性能的关键技术n华为在华为在MIMOMIMO上也占领了核心技术的全球制高点，实现了上也占领了核心技术的全球制高点，实现了MIMOMIMO下行双发的商用下行双发的商用n其他国外厂商目前只能实现其他国外厂商目前只能实现MIMOMIMO下行单发。下行单发。l虽然他们也能在虽然他们也能在“技术上技术上”实现下行双发，但是必须实现下行双发，但是必须通过将两个通过将两个RRURRU（射频拉远模块）（射频拉远模块）双拼来实现。双拼来实现。Beyond 3G/4G的研究与建设的研究与建设w2011年，中移动押宝年，中移动押宝4G，加速，加速TD-LTE部署部署n王建宙王建宙 ：“20112011年将成为年将成为TD-LTETD-LTE商用的商用的元年，全球将建成元年，全球将建成2626个个TD-LTETD-LTE试验网。试验网。”n20112011年年4 4月，月，中兴与爱立信专利之争中兴与爱立信专利之争或影响或影响中国中国TD-LTETD-LTE进程进程l20112011年年3 3月月2929日，在中兴通讯在瑞典、丹麦独家建设日，在中兴通讯在瑞典、丹麦独家建设LTE FDD/TDDLTE FDD/TDD双模商用网双模商用网中兴挺进爱立信的母国市中兴挺进爱立信的母国市场场仅仅仅仅3 3天之后，爱立信发起专利诉讼。天之后，爱立信发起专利诉讼。Beyond 3G/4G的研究与建设的研究与建设w2010年底，工信部批复同意中国移动承担年底，工信部批复同意中国移动承担“TD-LTE规模试规模试验网验网”的建设项目。的建设项目。w随后，中国移动计划投资随后，中国移动计划投资15亿人民币，启动广州、深圳、上亿人民币，启动广州、深圳、上海、厦门等海、厦门等6个城市的规模试验网建设。不久前，北京被定个城市的规模试验网建设。不久前，北京被定为演示网，方案即变为为演示网，方案即变为“6+1”。w中国移动中国移动TD-LTE的建设：的建设：华为、中兴、诺西、阿朗以及大华为、中兴、诺西、阿朗以及大唐唐5家通讯设备厂商率先入围家通讯设备厂商率先入围n华为承建深圳试验网、阿朗负责上海、诺西负责杭州、华为承建深圳试验网、阿朗负责上海、诺西负责杭州、中兴在广州承建、大唐负责南京。中兴在广州承建、大唐负责南京。n规划每个城市建设规划每个城市建设200200个基站。个基站。wTD-LTE将被广东移动纳入将被广东移动纳入“无线城市无线城市”的战略当中的战略当中n即以即以“TD-LTE+WLAN”的方案覆盖广州。的方案覆盖广州。Beyond 3G/4G的研究与建设的研究与建设中移动加快中移动加快TD-LTE的主要原因的主要原因：wTD-SCMDA制式的不成熟制式的不成熟,使中国移动在使中国移动在3G竞争中不占优势竞争中不占优势nTD-SCDMATD-SCDMA网络方面不够成熟，影响着网络方面不够成熟，影响着3G3G用户的体验用户的体验 n全球使用全球使用TD-SCDMATD-SCDMA制式的运营商太少，因此，制式的运营商太少，因此，TD-SCDMATD-SCDMA手机终端较少，并且高端产品不多，这在一定程度上影手机终端较少，并且高端产品不多，这在一定程度上影响了用户的体验响了用户的体验l中国移动很难解决中国移动很难解决TD-SCDMATD-SCDMA终端的问题终端的问题l中国移动最早介入与苹果的中国移动最早介入与苹果的iPhoneiPhone引入谈判，多次的引入谈判，多次的谈判并没有成功引入谈判并没有成功引入iPhoneiPhone，关键的原因是在制式上。关键的原因是在制式上。w起跑线的位置不同让中国移动在起跑线的位置不同让中国移动在3G上面显得比较被动，其上面显得比较被动，其他两家他两家3G用户数上升非常明显。用户数上升非常明显。n20102010年底，年底，l中国联通中国联通3G3G用户数达到了用户数达到了14061406万户，净增万户，净增1131.81131.8万户，万户，同比增长同比增长512.8%;512.8%;l中国电信中国电信3G3G用户也净增用户也净增822822万户，达到了万户，达到了12291229万户。万户。Beyond 3G/4G的研究与建设的研究与建设中国移动尽快布局中国移动尽快布局TD-LTE，战略意义非常重大。，战略意义非常重大。wTD-SCDMA升级到升级到TD-LTE，支持的厂商会更多，可以解决，支持的厂商会更多，可以解决掉终端匮乏的问题。掉终端匮乏的问题。n乔布斯曾表示有意开发一款乔布斯曾表示有意开发一款TD-LTETD-LTE的的iPhoneiPhone。w将影响全球其他运营商是否能够采用将影响全球其他运营商是否能够采用TD-LTETD-LTE，使，使TD-LTETD-LTE成为成为一个全球广泛应用的制式。一个全球广泛应用的制式。w20112011年年2 2月月1414日，中国移动与全球日，中国移动与全球6060余家国际运营商、余家国际运营商、3030多多家主流厂商和多个重要国际通信组织共同启动了家主流厂商和多个重要国际通信组织共同启动了全球全球TD-LTETD-LTE发展倡议发展倡议Global TD-LTE Initiative(GTI)Global TD-LTE Initiative(GTI)。w目前中国移动已经与目前中国移动已经与9 9家运营商签署家运营商签署TD-LTETD-LTE合作协议，推动合作协议，推动全球建成或即将建成全球建成或即将建成2626个个TD-LTETD-LTE试验网。试验网。Beyond 3G/4G的研究与建设的研究与建设w国际上主流的两大国际上主流的两大4G技术：技术：nLTE Advanced 和和 WiMax AdvancedlTD-LTE属于属于LTE Advanced阵营。阵营。w随着中国移动在国外推广演示随着中国移动在国外推广演示TD-LTETD-LTE的应用，目前包括亚洲、的应用，目前包括亚洲、欧洲、美洲的运营商都在考虑欧洲、美洲的运营商都在考虑TD-LTETD-LTEn印度很倾向印度很倾向TD-LTETD-LTE，高通已经在印度斥巨资拍下了，高通已经在印度斥巨资拍下了TD-TD-LTELTE的频段打算进行商业运营。的频段打算进行商业运营。n日本原来做日本原来做WiMAXWiMAX的运营商，也对的运营商，也对TD-LTETD-LTE有兴趣。有兴趣。n全球通信芯片巨头高通公司已经推出了全球通信芯片巨头高通公司已经推出了TD-LTETD-LTE芯片芯片n其他芯片厂商展讯、其他芯片厂商展讯、ST-ST-爱立信也都投入到爱立信也都投入到TD-LTETD-LTE领域领域n英特尔宣布解散英特尔宣布解散WiMAXWiMAX项目办公室项目办公室nTD-LTETD-LTE试验网的终端会从数据卡开始，逐步向手机过渡，试验网的终端会从数据卡开始，逐步向手机过渡，中兴通讯就推出了中兴通讯就推出了TD-LTETD-LTE数据卡产品。数据卡产品。n已有多家国际厂商开始了已有多家国际厂商开始了LTELTE手机的研发，手机的研发，TD-LTETD-LTE产业生产业生态圈正在逐步形成。态圈正在逐步形成。中国移动通信发展中国移动通信发展w我国移动通信发展大事记：我国移动通信发展大事记：n1978年，美国芝加哥开通第一台模拟移动电话，年，美国芝加哥开通第一台模拟移动电话，截至截至2001、7全球移动电话用户数已超过全球移动电话用户数已超过8亿户。亿户。n1987年年11月月18日日，中国移动在广州开通了我国的，中国移动在广州开通了我国的第一个第一个模拟模拟移动通信网。移动通信网。n1993年年8月月18日日，浙江嘉兴首先开通了我国第一，浙江嘉兴首先开通了我国第一个个数字数字移动通信网移动通信网n1994年年10月，第一个省级数字网在广东开通。月，第一个省级数字网在广东开通。n2001年年2月月16日，联通全面建设日，联通全面建设CDMA网。网。n2001年年12月月31日，关闭模拟网日，关闭模拟网中国移动通信发展中国移动通信发展w移动用户数：移动用户数：n19871987年我国移动通信用户只有年我国移动通信用户只有700700多户；多户；n1010年之后的年之后的19971997年年8 8月我国移动用户突破了月我国移动用户突破了10001000万户；万户；n再再3 3年后在年后在20012001年年4 4月用户数达到了月用户数达到了1 1亿户，并于同年亿户，并于同年7 7月月超过美国成为全球移动用户最多的国家；超过美国成为全球移动用户最多的国家；n20022002年我国移动用户突破了年我国移动用户突破了2 2亿户。亿户。n20042004年年7 7月，移动电话用户月，移动电话用户3.13.1亿户亿户n2009年年5月国内的月国内的移移动通信通信用用户总数数达到达到6.645亿 n中国移中国移动公布了公布了2010年年10月主要运月主要运营数据：数据：l截至截至2010年年10月底，月底，中国的移动用用户总数已达到数已达到8.15亿户l截至截至2011年年1月底，月底，中国移动中国移动用户总数超过用户总数超过5.89亿户，亿户，在网在网TD用户总数达到用户总数达到2263.3万户。万户。1.3移动通信的分类n工作方式同频单工、异频单工、异频双工和半双工；n多址方式FDMA、TDMA、CDMA等；n使用环境陆地、海上和空中通信；n覆盖范围宽域网和局域网；n业务类型电话网、数据网和综合业务网；n使用对象民用和军用；n服务范围专用和公用网；n信号形式模拟网和数字网w典型的几种移动通信系统n1蜂窝移动通信n2集群移动通信系统n3无绳电话系统n4无线寻呼系统n5汽车调度通信n6卫星移动通信n7个人通信1.4移动通信的工作方式w按通话状态和频率使用方法，可分为单工制、半双工制和双工制3种工作方式和频分双工（FDD）、时分双工（TDD）两种双工制式。w1、单工制n单工制分单频（同频）单工和双频（异频）单工两种单频是指通信的双方，使单频是指通信的双方，使用相同工作频率用相同工作频率 f1f1单工是指通信双方的操作单工是指通信双方的操作采用采用“按按讲讲”方式方式同频单工w同频单工的优点是：n1）设备简单；n2）移动台之间可直接通话，不需基站转接；n3）不按键时发射机不工作，因此功耗小。它的缺点是：l1）只适用于组建简单和甚小容量的通信网；l2）当有两个以上移动台同时发射时就会出现同频干扰；l3）当附近有邻近频率的电台发射时，容易造成强干扰。为避免干扰，要求相邻频率的间隔大于4MHz，因而频谱利用率低；l4）按键发话，松键受话，使用者不很习惯。w一般应用于用户少的专用调度系统。双频单工w由于使用收发频率有一定保护间隔的异频工作，提高了抗干扰能力，从而可用于组建有几个频道同时工作的通信网。操作采用操作采用“按按讲讲”方式方式双频单工是指通信的双方双频单工是指通信的双方使用两个频率使用两个频率f1f1和和f2f2半双工半双工制是基站双工工作，移动台单工工作，信息双向传输使用两个频率，主要用于有中心转信台的无线调度系统。半双工制的优点是：移动台设备简单，价格低，耗电少；缺点是：移动台仍需按键发话，松键受话，使用不方便。另一方(如B方)则采用双频单工方式，即收发信机交替工作有一方(如A方)使用双工方式，即收发信机同时工作，且使用两个不同的频率f1f1和f2f2双工制双工制指通信的双方，双工制指通信的双方，收发信机均同时工作收发信机均同时工作异频双工制的优点是：1.收发频率分开可大大减小干扰；2.用户使用方便。缺点是：1.移动台在通话过程中总是处于发射状态，因而功耗大；2.移动台之间通话需占用两个频道；3.设备较复杂，价格较贵。在没有中心台转发的情况下，异频双工电台需配对使用，否则通信双方无法通话。双工制式w时分双工（TDD）：是指上、下行信道使用相同的频率，但工作在不同的时隙内。其优点是通信系统无需占用两段频带，使用灵活，但通信系统须是时分多址接入系统。同频双工采用时分双工（TDD）技术。w频分双工（FDD）：是指下行信道（由基站到移动台）和上行信道（由移动台到基站）所用频率的双工频差为10MHz到几十MHz。n这种制式可以避免收发信机自身的干扰，缺点是双工频分信道需要占用频差为几十MHz的两个频段才能工作。当今的蜂窝移动通信系统仍采用频分双工制式。双工又分为：双工又分为：频分双工（频分双工（FDDFDD）:上下行通信需要用两个频段进行收发.终端终端终端终端终端终端终端终端F FF2F2时分双工（时分双工（TDDTDD）:采用同一个频段，但以不同的时隙进行收发.w思考并回答：w1、移动通信系统的工作方式分为哪三种？w2、蜂窝移动通信系统用的是哪种工作方式？w3、双工方式包括哪两种？有何区别？1.5移动通信网络的频率配置w把某一频段供某一种或多种地面或空间业务在规定的条件下使用的规定，称为“频率配置”。ITU以及各个国家无线电主管部门为移动业务划分和分配了多个频段。w我国民用移动通信中，用于蜂窝移动通信的频段安排如下：对于公用数字移动电话网（GSM系统），它有两个工作频段：一个是GSM900MHz频段，另一个是DCS1800MHz频段。w（1）GSM900MHz频段双工间隔为45MHz，有效带宽为25MHz，124个载频，每个载频8个信道。w中国移动w上行频段：890909MHzw下行频段：935954MHzw中国联通w上行频段：909915MHzw下行频段：954960MHz下行频率高上行频率低w（2）DCS1800频段双工间隔为95MHz，有效带宽为75MHz，374个载频，每个载频8个信道。w中国移动w上行频段：17101720MHzw下行频段：18051815MHzw中国联通w上行频段：17751785MHzw下行频段：18701880MHz下行频率高上行频率低讨论w1、为什么有时候稍微一移动通信效果就变化很多？w2、为什么没有打电话时手机也会影响电脑电视？w3、高楼上的信号是不是比平地上好？w4、为什么在高速的车上会感到效果不好？w5、为什么漫游的时候要收漫游费？w6、为什么用手机也能上网？w7、为什么对讲机说话时总要按一下按钮？补充：移动通信系统的组成补充：移动通信系统的组成移动通信系统一般移动通信系统一般由由：移动台（移动台（MS）、基站（）、基站（BS）、移动业务交换中心（）、移动业务交换中心（MSC）以及与市话网（以及与市话网（PSTN）相连接的）相连接的中继线中继线等组成等组成n通过基站、移动业务交换中心，就可以实现在整通过基站、移动业务交换中心，就可以实现在整个服务区内任意两个移动用户之间的通信个服务区内任意两个移动用户之间的通信n也可以经过中继线与公共交换电话网络也可以经过中继线与公共交换电话网络（PSTN）连接，从而构成一个无线、有线相结）连接，从而构成一个无线、有线相结合的移动通信系统合的移动通信系统移动通信系统的组成移动通信系统的组成w移动业务交换中心移动业务交换中心（Mobile Switching Centre）：）：n完成移动台和移动台之间、移动台和固定用户之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间信息的交换转接和系统的管理n通常通常:l每个每个移动交换中心移动交换中心可以支持近可以支持近100个基站个基站l移动交换中心移动交换中心到到固定网络固定网络之间需要之间需要5000个话路的传输个话路的传输容量容量w交换中心至基站的传输线交换中心至基站的传输线 n光纤或微波光纤或微波移动通信系统的组成移动通信系统的组成w移动台移动台MS（Mobile Station）：）：n接收无线信号并且移动的终端接收无线信号并且移动的终端l包括手机，车载台、呼机，无绳电话等等包括手机，车载台、呼机，无绳电话等等w基站基站BS（Base Station）n是与移动台联系的一个固定收发机是与移动台联系的一个固定收发机n接收移动台的信号与交换局相连，从而完成移动接收移动台的信号与交换局相连，从而完成移动台的收发工作台的收发工作n每个基站都有一个可靠通信的服务范围每个基站都有一个可靠通信的服务范围(称为称为无无线小区线小区)l服务区的大小，主要由发射功率和基站天线的高度决服务区的大小，主要由发射功率和基站天线的高度决定。定。爱立信基站作业P16-17习题：1-1、1-2、1-5、1-6