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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,移动通信系统概论,移动通信系统概论,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,移动通信系统概论,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,移动通信系统概论,移动通信系统概论,2024/11/20,2,内容,移动通信概述,移动通信系统分类,移动通信系统演进,课程内容及考察方式,2023/10/72内容移动通信概述移动通信系统分类移动通信,2024/11/20,3,无线通信,早期的“无线通信”,:,在,400-900 Hz,频段,:,光,公元前,150,年间用于通信的狼烟信号,(,中国,希腊,),旗语,1794,光电报,Claude Chappe,什么是,无线通信,:,在,物理上,不需要相接触的传输机和接收机的任何通信形式,电磁波,在自由空间传播,雷达,射频,微波,红外线,光,Chappe,兄弟在巴黎附近的两点之间建立了第一个商业旗语系统。拿破仑认为这是一个伟大的主意。不久，旗语信令系统覆盖了法国主要城市。旗语信令迅速传 播到意大利、德国和俄国。数千人受雇于工作站。旗语的传递速度是大约每分钟,15,个字符。编码手册开始出现，使整个句子可以由一些字符代替。旗语在英格兰却 没有取得成功，因为工业革命，导致英格兰烟雾太浓。,Claude Chappe,旗语系统引领法国旗语系统达,30,年之久。在一种新的管理方法出现后，才退出历史舞台。在美国，尤其是从玛撒的葡萄园（鳕鱼角附近的一个岛屿）到波士顿，正是旗语系统向波士顿海关大楼汇报航行船只的活动情况。在纽约市和旧金山市之间也是这样的。电报的发明者，塞缪尔,.F.B.,摩尔斯，据说到欧洲 参观了旗语系统的运转。最后一个旗语系统，位于阿尔及利亚，于,1860,年停止运转。,2023/10/73无线通信早期的“无线通信”:Chapp,2024/11/20,4,移动通信,移动性的两个方面,:,使用者的可移动性,:,使用者可以通过无线,“,随时随地同任何人,”,进行通信,设备的可移动性,:,设备可以随时随地连接到网络,无线,vs.,移动 举例,固定的计算机,旅店内使用笔记本,建筑物内的无线局域网,个人数据处理机,(PDA),2023/10/74移动通信移动性的两个方面:,2024/11/20,5,移动通信的要求使得人们产生了对接入到现有的固定网络的无线网络的要求,在,局域网,:,IEEE 802.11,标准,ETSI HIPERLAN,在,广域网,:e.g.,GSM,3G,and ISDN,在因特网,:,对于,“,普通,”,IP,有所增强的,移动,IP,移动通信,2023/10/75移动通信的要求使得人们产生了对接入到现有,2024/11/20,6,发展历史,先驱者,1831,法拉第,证明了电磁感应,麦克斯韦,(1831-79):,电磁理论,麦克斯韦方程组,(1864),赫兹,(1857-94):,通过实验证明了波在空间传播具有电传播的特性,1888,，德国的卡尔斯鲁厄城市，也就是现在的卡尔,斯鲁厄大学所在地,2023/10/76发展历史先驱者,2024/11/20,7,发展历史,1896,Guglielmo Marconi,首次证明了无线电信技术,(,数字的,!),长波传输,高功率传输的前提,(200kw),1915,纽约到,旧金山的,无线话音传输,1920,马可尼发现短波,更小的发送机和接收机,得益于电子管的发明（,电子管,1906,Lee DeForest and Robert von Lieben,）,2023/10/77发展历史1896 Guglielmo,2024/11/20,8,发展历史,1928,许多的电视广播试验,(,横过大西洋,彩色电视,电视新闻,),1933,频率调制,(E.H.Armstrong,（,阿姆斯特朗）,),1958 A-Netz,（德国）,模拟的,160MHz,仅来自移动局的连接设置,无转交,80%,的覆盖率,在,1971,年有,11000,用户,1979 NMT,，,450MHz(,北欧的一些国家,),2023/10/78发展历史1928 许多的电视广播试验,2024/11/20,9,发展历史,1982 GSM,标准的开始,目标,:,带有漫游的欧洲内的数字移动电话体系,1983,美国的,AMPS,的开始,(Advanced Mobile Phone System,analog),1984 CT-1,标准,(,欧洲,),用于无绳电话,1986 C-Netz,（德国）,模拟话音传输,450MHz,可切换,数字信号,自动定位移动设备,直到,2000,投入使用,业务,:FAX,调制解调器,X.25,e-mail,98%,的覆盖率,2023/10/79发展历史1982 GSM标准的开始,2024/11/20,10,发展历史,1991 DECT,标准,数字欧洲无绳电话,(,现今,:,增强的无绳数字通信,),1880-1900MHz,100-500m,范围,120,双通道,1.2Mbit/s,数据传输,话音编码,鉴定,每平方公里数以万计的用户,在超过,50,个国家被使用,1992 GSM,的开始,在德国的,D1,和,D2,全数字,900MHz,124,条通道,自动定位,可切换,蜂窝状,欧洲内的漫游,现今可以在全世界,170,多个国家,业务,:9.6kbit/s,的数据率,传真,话音,.,2023/10/710发展历史1991 DECT标准,2024/11/20,11,发展历史,1994 E-Netz,（德国）,GSM,，,1800MHz,更小的单元,在德国作为,E-plus(1997 98%,的人口覆盖率,),1996 HiperLAN(High Performance Radio Local Area Network),ETSI,标准化类型,1:5.15-5.30GHz,23.5Mbit/s,推进了类型,2,和,3(,均为,5GHz),和,4(17GHz),作为无线,ATM,网络,(,达到,155Mbit/s),1997,无线局域网,IEEE 802.11,IEEE,标准,2.4-2.5GHz,红外,2Mbit/s,已经开始有许多可用产品,2023/10/711发展历史1994 E-Netz（,2024/11/20,12,发展历史,1998 GSM,后继者的规范,UMTS(Universal Mobile Telecommunication System),被欧洲提议为,IMT-2000,Iridium,（,铱星,）,:66,颗人造卫星,(+6,个 备用的,),1.6GHz,通向移动电话,1999,附加无线局域网的规范,IEEE,标准,802.11b,2.4-2.5GHz,11Mbit/s,蓝牙,2.4Ghz,1Mbit/s,关于,IMT-2000,的决策,“,家族,”的一些,“,成员,”,:UMTS,cdma2000,DECT,WAP(Wireless Application Protocol),和,i-mode,的开端,通过移动电话可连接到许多（因特网）设备,2023/10/712发展历史1998 GSM 后继者的规,2024/11/20,13,发展历史,2000,拥有更高数据速率的,GSM,HSCSD,提供速率高达,57,6kbit/s,首次 达到,50 kbit/s,的,GPRS,试验,UMTS,拍卖,/,前景的 竞争,在德国为了得到,6,UMTS,的许可证大约花费了,500,亿,$!,2001 3G,系统的开始,在韩国的,Cdma2000,在欧洲的,UMTS,在日本的,Foma(,类似于,UMTS),2002,大容量的无线网络标准化,IEEE 802.16,也称,Wireless MAN,2023/10/713发展历史2000 拥有更高数据速率,2024/11/20,14,移动设备,性能,寻呼机,只能接收,微小的显示器,简单的文字信息,移动电话,话音,数据,简单的图画显示,个人数字助理,较简单的图画显示,字符识别,简单化的万维网,掌上电脑,很小的键盘,标准应用软件的简单化版本,内含控制器的传感器,笔记本电脑,功能齐全,标准的应用软件,2023/10/714移动设备性能寻呼机移动电话个人数字助理,2024/11/20,15,用户的活动性,在无线电接收范围内空间上的可移动性,当发送和接收信号时仅仅使用资源,机动性,能够轻松地建立局域网,遇难情境下,办公室迁移时,广告广播网没有先前的计划,配线无难度,(,例如 历史建筑物,火险保护,美观,),为什么要移动通信,?,2023/10/715用户的活动性为什么要移动通信?,2024/11/20,16,为什么要移动通信,?,减少花销,(,便宜的基础构造,),可以紧急铺设光缆,发展中国家使用手机而不是 挨家挨户的铺设同轴线,较灵敏地发现地震，火灾,而忽略移动了连接器的用户的操作,!,2023/10/716为什么要移动通信?减少花销(便宜的基,2024/11/20,17,移动对比于固定的特点,由于噪声，干扰，时变信道产生较快的损耗速率,BER,按大小顺序变化,环境条件,e.g.,发动机,光,的散发 影响传输,容量有限导致的低传输率,本地大约几,Mbit/s,地域之间,384 Kbit/s,使用,GPRS/UMTS/,更多的用户数量，尤其在,CDMA,系统中,较高的延迟和抖动,连接设置与,GSM,在第二个范围内同步,对于其他无线系统是几百毫秒。,2023/10/717移动对比于固定的特点由于噪声，干扰，时,2024/11/20,18,移动对比于固定的特点,安全性低,每个人都可以使用无线电,基站可以被模仿,因此可以吸引来自无线电话的呼叫,总是要共享媒介,必须找到方法共享信道,必须有可靠的装置,频率上有限制的标准和规范,需要根据标准和规范来调整频率以避免受到其他用户的干扰,考虑到各国的标准国际性的标准也在慢慢的演进,2023/10/718移动对比于固定的特点安全性低,2024/11/20,19,交通,通过,DAB(Digital Audio Broadcasting),传送新闻，路况，天气，音乐,通过,GSM,3G,进行私人通信,通过,GPS,进行定位跟踪,当地的广告网络可以接入到附近的车辆来避免事故，制导系统，冗余,可以预先传达车辆（例如公交车，快速火车）的资料以便于维护,应用,2023/10/719交通应用,2024/11/20,20,各种应用,2023/10/720各种应用,2024/11/20,21,各种应用,紧急情况,及早的向医院传送病人当前的状况和最初的诊断,替代固定设施以防地震，台风，火灾,危机,战争,.,旅行推销,直接接触到处存在中心地点的顾客资料,对所有的代理数据看都是一致的,移动办公室,2023/10/721各种应用紧急情况,2024/11/20,22,各种应用,替代固定网络,远程传感器,e.g.,天气,地球活动,商业展览的灵活性,历史建筑屋内的局域网,娱乐,教育,.,室外接入因特网,智能旅行向导提供最新的及时的位置信息,Ad-hoc,网络用于多用户游戏,2023/10/722各种应用替代固定网络,2024/11/20,23,内容,移动通信概述,移动通信系统分类,移动通信系统演进,课程内容及考察方式,2023/10/723内容移动通信概述移动通信系统分类移动通,2024/11/20,24,第一代移动通信系统,第一代,:,二十世纪八十年代,不同国家的几个相互竞争的标准,TACS(Total Access Communication Systems),始于,1985,英国标准,;,欧洲的一些国家,亚洲,日本,在中国首次使用蜂窝系统,(1987,年后,),AMPS(Advanced Mobile Phone Service),贝尔实验室,.,世界上第一个“真正”的蜂窝系统,美国标准,在中国也使用,NMT(Nordic Mobile
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