移动通信技术.pptx

,#,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,1,第一章主要内容,1.,移动通信的基本概念和主要特点,2.,移动通信系统的分类和组成结构,3.,典型移动通信系统,4.,移动通信的发展史发展现状和发展方向,5.,移动通信的标准化,2,本章思考,2008,年,1,月的暴风雪灾害中，为什么移动通信系统受灾比固定通信系统严重？,汶川地震后，有人说中国电信的固定电话比中国移动的移动通信的表现要好？有道理吗？请从技术的角度加以分析。,你知道中国移动、中国联通和中国电信哪些子品牌？,你知道哪些通信设备制造商？,3,移动通信的基本概念,基本概念,“,动中通”,通信双方或至少有一方处于运动中进行信息交换的通信方式。,包括移动体（车辆、轮船、飞机或行人）和移动体之间的通信，移动体和固定点（固定无线台、有线用户）之间的通信。,4,移动通信的主要特点,1,、必须利用无线电波进行信息传输,2,、移动通信是在复杂的干扰环境中运行的,3,、可以利用的频谱资源非常有限，而移动通信业务量的需求却与日俱增,4,、多普勒频移产生调制噪声,5,、对移动台的要求高,6,、通信系统复杂,5,移动通信的主要特点,1,1,、必须利用无线电波进行信息传输,无线电波受地形地物影响很大,移动通信传播路径复杂化,产生慢衰落、快衰落,反射波,反射波,直射波,6,移动通信的主要特点,2,2,、移动通信是在复杂的干扰环境中运行的,城市噪声,车辆发动机点火噪声,微波炉干扰噪声等,自然界中如风、雨、雪等自然噪声,一般可忽略,移动通信网络中其他电台的干扰,主要的干扰源,互调干扰,邻道干扰,同频干扰,7,移动通信的主要特点,3,3,、可以利用的频谱资源非常有限，而移动通信业务量的需求却与日俱增,合适的频段仅限于甚高频（,VHF,）和超高频（,UHF,）,8,移动通信的主要特点,4,4,、,多普勒频移产生调制噪声,固定点接收高速运动的移动台的载波频率，随移动台运动速度,v,不同，产生不同的频移,多普勒效应。,频移,f=cos/,地面接收,f,f,9,移动通信的主要特点,4,4,、,多普勒频移产生调制噪声,固定点接收高速运动的移动台的载波频率，随移动台运动速度,v,不同，产生不同的频移,多普勒效应。,频移,f=cos/,地面接收,f,f,10,移动通信的主要特点,5,5,、对移动台的要求高,移动台对外界（尘土、振动、碰撞、日晒雨淋）影响具有很强的适应能力,性能稳定、可靠,携带方便,功耗低、低温,适应新业务、新技术的发展,Atrix 4G,11,移动通信的主要特点,6,6,、通信系统复杂,移动台在通信区域内随时运动,随机选用无线信道进行频率和功率控制,地址登记、越区切换及漫游跟踪等技术,入网和计费方式有特殊的要求,12,移动通信的分类,按,工作方式,分类,单工通信，双工通信，半双工通信,按,多址方式,分类,FDMA,TDMA,CDMA,等,按,信号形式,分类,模拟网和数字网,按,覆盖范围,分类,宽域网,局域网,13,移动通信的分类,按,服务特性,分类,专用网,公用网,按,使用环境,分类,陆地通信,海上通信,空中通信,按,使用对象,分类,民用系统,军用系统,按,业务类型,分类,电话网,数据网,综合业务网,14,移动通信的工作方式,单向通信,双向通信,单工通信,半双工通信,双工通信,15,移动通信的工作方式,1,1,、单工通信,通信双方电台交替进行收信和发信,同一部电台的发射机和接收机轮换工作,双向同频单工,双向异频单工,16,移动通信的工作方式,2,双工通信,通信双方可以同时进行传输信息的工作方式,同一部电台的发射机和接收机可同时工作,基站,移动台,17,移动通信的工作方式,3,半双工通信,移动台采用单工的“按讲”方式，按下按讲开关，发射机才工作。接收机总是工作。,基站工作情况与双工方式完全相同。,基站,移动台,18,常用的移动通信系统,无线电寻呼系统,蜂窝移动通信系统,无绳电话系统,集群移动通信系统,移动卫星通信系统,分组无线网,19,无线电寻呼系统,单向传输系统，通信双方不能直接利用它对话,20,蜂窝移动通信系统,区群,小区分裂,越区切换,21,蜂窝移动通信系统的组成,22,无绳电话系统,把普通电话分为座机和手机两部分,手机与座机之间不需要用电线连接,无绳电话手机和座机的发射功率均在,10mW,以下,无线覆盖半径约在,100m,左右,23,公共无绳电话系统,PHS(Personal Handy-phone System),小灵通,微蜂窝技术,ADPCM,功率较小,24,集群移动通信系统,属于调度系统的专用通信网,由控制中心，总调度台，分调度台，基地台，移动台组成。,专为调度通信而设计，业务受到限制,.,采用频道共用技术提高频率利用率,PABX,电话接口,中央控制器,总调度台,基地,用户交换机,控制中心,分调度台,25,移动卫星通信系统,用途：利用卫星中继，在海上、控制和地形复杂而人口稀疏的地区实现移动通信。,典型：,美国,Motorola,公司的“铱”系统，,6,轨道,66,颗星的星状星座，卫星高度,756km,；,全球星（,Global star,）系统，,8,轨道,48,颗星的莱克尔星座，卫星高度,1400km,；,奥德赛（,Odessey,）系统，,3,轨道,12,颗星的莱克尔星座中轨高度,10000km,观看演示：,Packet Radio Service,2.5G,提供中速的数据传递,连接,Internet,28,移动通信发展史,1897,年，马可尼在陆地和一艘拖船上完成无线通信实验标志无线通信的开始,1928,年，美国警用车辆的车载无线电系统标志移动通信开始,1946,年，,Bell,实验室在圣路易斯建立第一个公用汽车电话网，,1960s,，实现无线频道自动选择域公用电话网自动拨号连接,1974,年，美国,Bell,实验室提出蜂窝移动通信的概念,1980s,，第一代移动通信系统。,1983,美国的,AMPS,；,1980,北欧的,NMT,；,1979,日本的,NAMTS,；,1985,英国的,TACS,1990s,，第二代移动通信系统。,1992,年商用的,GSM,；,1991,美提出的,IS-54,；,1993,日本提出的,PDC,；,1993,美国提出的,IS-95(N-CDMA),29,移动通信发展史,2000s,，第三代移动通信。,DS-WCDMA,；,MC-WCDMA,；,TDSCDMA,；,2007,年,10,月，,WiMAX,正式被,ITU,接纳为第,4,个第三代移动通信的标准。,2009,年，我国,3G,牌照发放，,TD-SCDMA,网络正式商用。,2009.10,，中国移动首次进行了,TD-LTE,的外场测试，该月,TD-LTE-Advanced,成功入选国际电联,4G,候选标准。,2011,年年内能够完成,TD-LTE,预商用设备的研发工作,2012,年,1,，,2,月份，,ITU,确定,4G,标准。,30,蜂窝移动通信系统的演进,制定标准,31,三代移动通信系统的比较,第一代移动通信系统,第二代移动通信系统,第三代移动通信系统,模拟（蜂窝）,数字（双模式，双频）,多模式，多频,仅为宏小区,宏,/,微小区,卫星,/,宏,/,微,/,微微小区,主要用于户外覆盖,户内,/,户外覆盖,无缝 全球漫游，供户内外适应,与固定,PSTN,完全不同,固定,PSTN,的补充,与,PSTN,综合，作为信息技术业务的补充,以企业用户为中心,企事业和消费者,通信用户,主要接入技术：,FDMA,主要接入技术：,TDMA,主要接入技术：,CDMA,主要标准：,NMT,、,AMPS,、,TACS,主要标准：,GSM,、,IS-95,、,PDC,主要标准：,WCDMA,，,CDMA2000,，,TD-SCDMA,GSM/,卫星双模手机,中兴,H500,GSM/,CDMA,双模手机,32,移动通信发展过程及趋势概括,1,、工作波长（频段）,由短波、超短波、微波到毫米波,2,、频道间隔,由,100kHz,、,50kHz,、,25kHz,到,12.5kHz,和宽带扩频调制。,3,、调制方式,由振幅压扩单边带、模拟调频到数字调频。,4,、多址方式,由频分多址（,FDMA,）、时分多址（,TDMA,）、码分多址（,CDMA,）到混合多址，以及固定多址和随机多址的结合。,33,移动通信发展过程及趋势概括,5,、网络覆盖范围,由蜂窝到微蜂窝、微微蜂窝和混合蜂窝。,6,、网络服务范围,由局部地区、大中城市到全国、全世界，并由陆地、水上、空中发展到陆海空一体化。,中国移动广告海岛篇,，关键时刻篇,7,、业务类型,由通话为主，到传送数据、传真、静止图像，直到传送综合业务。,34,新一代移动通信,实现个人通信的网络，叫做个人通信网（,PCN,），也叫做第三代移动通信。,目标：实现任何人（,Whoever,）在任何时候（,Whenever,）和在任何地方（,Wherever,），都能够和任何人（,Whoever,）进行任何类型（,Whatever,）的信息交换。,35,新一代移动通信面临的挑战,“,任何时间”,要求支持动中通,:,无线通信是前提,“任何人”,要求支持巨大用户量,:,频谱资源有限,“任何地点”,要求无缝覆盖,:,传输能力有限,“任何形式”,要求多媒体,:,处理能力有限,36,4G,TD-LTE,TD-LTE,被基本确定为国际,4G,候选标准,杨骅：,TD-LTE,成为全球,4G,标准指日可待,LTE,的传输数据速度,37,中国蜂窝移动电话业务发展现状,2004,年移动用户数量超过了固定用户数量,2010,年,中国手机用户数超,8,亿,居世界首位,38,中国蜂窝移动电话业务发展现状,59,个国家的手机普及率,100%,。中国仍是规模较大的手机潜在用户市场。,39,中移动每用户平均每月消费,(ARPU),下降。,竞争格局,:,从楚汉相争到三国鼎立,Iphone,：联通的法宝,地方运营商竞争升级,竞争短片,中国蜂窝移动电话业务发展现状,2011,年,1,月业务数据及分析,40,41,中国蜂窝移动电话技术发展现状,网络类型,原：中国移动是,GSM,系统，中国联通是,GSM,和,CDMA,系统。,2008,年,5,月开始的新变化,移动：,GSM,，,TD,联通：,GSM,，,WCDMA,电信：,CDMA,，,CDMA2000,网络覆盖,网络覆盖分成广度覆盖和深度覆盖,43,移动通信的标准化,标准化工作的重要性,通信技术的多样性,(,看似繁荣实际阻碍技术发展,),网络缺乏互联设备缺乏互通,无法大规模生产,价格昂贵,移动通信的,标准化,内容,技术体制标准化,网络设备标准化,测试方法标准,44,国际无线电标准化组织,国际无线电标准化工作由国际电信联盟（,ITU,）负责。,原来下设,4,个永久性机构,综合秘书处,国际频率登记局（,IFRB,）,国际电话电波咨询委员会（,CCITT,）,国际无线电咨询委员会（,CCIR,）,45,93,年调整后的,ITU,分为,3,个组,无线通信组（以前的,CCIR,和,IFRB,）,ITU-R,电信标准化组（以前的,CCITT,）,ITU-T,电信开发组（,BDT,）,ITU-D,46,其他重要的通信标准化组织,欧洲共同体（,EC,）,欧洲电信标准协会（,ETSI,）：成立于,1988,年，,GSM,，,DECT,，,HiperLAN,等,北美地区,电子工业协会（,EIA,）,电信工业协会（,TIA,）,蜂窝电信工业协会（,CTIA,）,数字蜂窝标准委员会,TR45,美国国家标准委员会（,ANSI,）,47,无线电频谱管理,必要性：无线电频谱是有限的自然资源，如果不严格管理，必然形成频率不够分配的局面，制约无线电业务的发展。,工作三要点：,对频率实施严格的管理和协调,国际电联，美国国家电信和信息总局，,中国无线电管理委员会,开发新频段,目前已有极高频（,30,300GHz,）开发报道,研究并采用各种频率的有效利用技术,48,移动通信的基本技术,移动信道中电波传播特性的研究,抗干扰措施,调制技术,多址方式,组网技术,49,本章小结,移动通信基本概念与特点,移动通信工作方式,常见的移动通信系统,我国移动通信发展现状,国际电信标准化组织,50,本章思考,2008,年,1,月的暴风雪灾害中，为什么移动通信系统受灾比固定通信系统严重？,汶川地震后，有人说中国电信的固定电话比中国移动的移动通信的表现要好？有道理吗？请从技术的角度加以分析。,你知道中国移动，中国联通和中国电信哪些子品牌？,你知道哪些通信设备制造商？,