现代通信技术第2版魏东兴冯锡钰移动CH10章节
第三篇 移动通信,移动通信部分的主要内容,第10章 移动通信概论 第11章 无线信道的特性与电波传播 第12章 移动通信基本技术 第13章 典型的移动通信系统简介 第14章 新一代移动通信系统简介,第十章 移动通信概论,10.1 移动通信的基本概念与发展 10.2 移动通信系统的组成原理 10.3 移动通信的主要技术特点,本章主要内容,10.1 移动通信的基本概念与发展,“5W”的概念 Whoever，Wherever，Whenever，Whomever，Whatever 移动通信 是通信双方或至少其中一方在运动状态中进行消息传递的通信方式 必须具备两个基本功能： 1. 定位与跟踪功能 通信、待机状态，系统必须实时更新移动终端的位置信息。 2. 保持最佳的接入点 信道衰落最小、损耗特性最佳、噪声干扰最小,10.1.1 基本概念,10.1.2 移动通信的演变与发展,1865年 麦克斯韦（James Clerk Maxwell）英 物理学家 麦克斯韦方程组，预言了电磁场能够以波的形式向外传播 1888年 德 物理学家 赫兹（Henrik.Hertz）实验证实了电磁波的存在 1895年4月，意大利 马可尼（Guglielmo Marconi）的实验证明了移动中的无线通信的可行性，1901年12月，马可尼首次实现了横跨大西洋的无线电通信实验。 1920年，开始无线电广播 20世纪20年代初 美国底特律在移动的警车用无线电台 1934年FCC成立,10.1.2 移动通信的演变与发展 (续),1943在第二次世界大战期间 MOTOROLA The first portable FM two-way radio, the SCR300 backpack radio, is designed for the U.S. Army Signal Corps. Weighing 35 pounds, the radio has a range of 10 to 20 miles and is known as the “walkie-talkie.“ 1946年，AT&T在美国25个主要城市开通了移动电话业务 P 1947年，Bell Lab提出了蜂窝移动通信的概念P 1962 年 First Pager 1973年4月3日，Martin Cooper（general manager of Motorolas Communications Systems Division）领导的MOTOROLA研发小组， P1 Cell Phone 'Father' 首次研制出手机，Dyna-Tac,1.3Kg,通话时间35Min,待机时间10h， Martin Cooper在纽约去曼哈顿酒店的路上站在大街上，给他的竞争对手贝尔实验室R&D总监Joel Engel拨了个电话 1978年，贝尔实验室开发了AMPS系统， 1983年 实现 商用化，Chicago V,10.1.2 移动通信的演变与发展 (续),1982年 北欧向CEPT（欧洲邮电行政大会）提交建议：要求制定900MHz的公共欧洲电信业务规范。 1987年11月18日，第一个模拟蜂窝移动电话系统在广东省建成并投入商用。 1991年7月 GSM在欧洲投入商用。 在20世纪90年代初 1992 GSM、1993年，美 Qualcomm CDMA IS-95 1995年，GSM数字电话网正式由中国电信开通，1999年分拆。 2001年12月30日，中国移动全面停止运营1G 21世纪 3G 2001年在日本投入了运营 2003年 4G (Beyond 3G) 中国FuTURE计划，800+2000 2009年1月7日 中国3G牌照发放。,全球移动电话用户分布情况 （截止到2009年2月）,全球移动电话用户分布情况 （截止到2007年8月） （ www.wcisdata.com）,移动终端的销售数据 2007年Q1 （www.wcisdata.com）,Total number of commercial WCDMA launches,10.2 移动通信系统的组成原理,按使用对象可分为： 军用系统和商用或民用系统； 按使用区域可分为： 海上系统、陆地系统和航空系统等； 按系统的运营方式可分为： 公众移动通信系统和专用移动通信系统； 按组网方式可分为： 大区制系统和蜂窝制系统； 按系统所传输信号的基本形式可分为： 模拟系统和数字系统； 按系统所采用的主要多址方式可分为： CDMA、FDMA和TDMA等； 按传输方式可分为： 单工传输系统、半双工传输系统和全双工传输系统； 按发展时期不同又可分为： 第一代移动通信系统（1G）、第二代移动通信系统（2G）和第三代移动通信系统（3G）、4G等。,10.2.1 移动通信系统的分类,10.2.2 移动通信系统的组成,1. 交换与控制处理子系统,是移动通信系统的集中控制与交换中心，也是与其它移动通信系统和公众电话网（PSTN）的接口 包括： 交换中心(MSC) 拜访位置寄存器(VLR) 归属位置寄存器(HLR) 鉴权中心(AC) 操作管理中心(OMC),2. 无线基站子系统,负责管理无线资源，实现固定网与移动网之间的通信连接，传送系统信令信息和用户终端信息 包括： 基站控制器(BSC) 若干个基站收发信机(BTS),3. 移动终端(MS),MS由 收发信机 频率合成器 数字逻辑单元 拨号按键和送受话器等组成。 MS分为 车载式 手持式 便携式三种类型。,10.2.3 移动通信的基本技术要求,1. 强大的计算技术以满足快速大量的信息处理需要。与有线通信系统相比，移动通信网络和终端必须具备更强大的信息处理能力。需要处理的信息包括：移动终端鉴权认证，用户发生费用计算和记录，用户位置信息及变更，过区切换的预测、计算与实施，异地用户注册登记，信道资源动态分配调度，移动终端发射功率测量、计算与控制等，这些都要求系统快速高效的数据库查询检索能力和运算处理能力。 2. 先进的无线电传输技术。无线通信系统是开放式系统，大量的信息在同一空间传输，造成严重的相互干扰和频谱资源的不足。为保证信息的可靠传输和频率资源的有效利用和系统稳定性，增强信息安全性变得异常重要。先进的天线技术、差错控制与抗干扰技术、射频半导体技术、变速率语音压缩技术、高效的信道复用技术是移动系统先进性的基础。 3. 基本功能模块化及电路的集成技术。移动通信系统中的各种设备尤其是移动终端必须体积小、重量轻、耗电省、可靠性高、易于大规模生产，只有高集成度的电路才能满足这些要求；对基站也是同样的要求，只有高集成度的电路才能保证系统各模块硬件的体积和成本满足要求；系统功能的模块化为系统的研发、安装调试、重新定义或改变功能、维修维护带来了很大方便。系统的功能模块分为硬件模块和软件模块两类。,10.3 移动通信的主要技术特点,1. 必须使用无线电传播。 2. 在移动环境中无线电磁波传播特性复杂。 3. 移动通信系统中的干扰和噪声多而复杂。 4. 频谱资源紧缺 5. 系统组网方式比较复杂，技术实现难度大。,End of CH10,AT&T 的无线电话用户-1946,AT&T 的无线电话用户milestone_1946 AT&T begins offering mobile telephone service. With a single antenna serving a region, no more than 12 to 20 simultaneous calls could be made in an entire metropolitan area,AT&T的蜂窝结构概念 milestone_1947a,便携式移动电话（CELL PHONE）之父Martin Cooper,
