1、移动通信基础知识培训移动通信基础知识培训XXXXX分公司分公司2014年2月17日无线通信系统基本工作原理无线通信系统基本工作原理 1.电磁波及无线电波介绍电磁波及无线电波介绍 2.无线通信系统无线通信系统j基本组成基本组成 3.发射设备的基本原理和组成发射设备的基本原理和组成 4.接收设备的基本原理和组成接收设备的基本原理和组成 移动通信简介移动通信简介 1.移动通信发展历程移动通信发展历程 2.移动通信的重要技术移动通信的重要技术 3.4G特点特点提纲1、电磁波及无线电波介绍、电磁波及无线电波介绍无线通信系统基本工作原理无线通信系统基本工作原理无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线
2、和伽马射线等等2022-11-4无线通信系统基本工作原理无线通信系统基本工作原理无线电波是一种电磁波，其传播速度与光速相同，且有=c/f。C为光速度。无线电波具有直射、绕射、反射与折射等现象。无线电波的三种传播途径（如图）：1、电磁波及无线电波介绍、电磁波及无线电波介绍2022-11-4波段名称波长范围频段名称频率范围主要用途长波LW103104m低频(LF)30300kHz长距离点与点通信中波MW102103m中频(MF)3003000kHz广播、船舶、飞行通信短波SW10102m高频(HF)330kHz短波广播、军事通信米波110m甚高频(VHF)30300MHz电视、调频广播、雷达分米波
3、110dm特高频(UHF)3003000MHz电视、雷达、移动通信厘米波110cm超高频(SHF)330GHz雷达、中继、卫星通信毫米波110mm极高频(EHF)30300GHz射电天文、卫星、雷达无线电波的波段划分表无线电波的波段划分表1、电磁波及无线电波介绍、电磁波及无线电波介绍无线通信系统基本工作原理无线通信系统基本工作原理2022-11-4p 长波(30-300KHz)通信n 海事通信p 中波通信(300-3000KHz)n 调幅广播(550-1605kHz)p 短波通信(3-30MHz)n 短波广播(2-24MHz)p 超短波通信(30-300MHz)n 调频广播(87-108MHz
4、)n 移动通信(150MHz)n 无线寻呼(150MHz)n 广播电视(VHF)(1-5频道为48.5-92MHz 6-12频道为167-223MHz)p 微波通信(300MHz3000GHz)n广播电视(UHF)(13-68频道，频率范围是470-958MHz)n 蜂窝移动通信 GSM(900MHz,1.8GHz)CDMA(800MHz)TETRA(800MHz)TD-CDMA,WCDMA,CDMA2000(2.3GHz)n 卫星通信(1.040GHz)n 微波中继通信(1.040 GHz)n 无线个域网/局域网/城域网/广域网(2.4GHz)n无线本地环 MMDS(3.43.6MHz)LM
5、DS(2427MHz)n短距离无线 IR/DECT/Bluetooth/RFID/Zigbee/UWB1、电磁波及无线电波介绍、电磁波及无线电波介绍无线通信系统基本工作原理无线通信系统基本工作原理2022-11-42、无线通信系统基本组成、无线通信系统基本组成无线通信系统基本工作原理无线通信系统基本工作原理2022-11-4各部分作用各部分作用1)信息源：提供需要传送的信息2)变换器：待传送的信息（图像、声音等）与电信号之间的互相转换3)发射机：把电信号转换成高频振荡信号并由天线发射出去4)传输媒质：信息的传送通道（自由空间）5)接收机：把高频振荡信号转换成原始电信号6)受信人：信息的最终接受
6、者2、无线通信系统基本组成、无线通信系统基本组成无线通信系统基本工作原理无线通信系统基本工作原理2022-11-4信号在空间直接发送存在的问题信号在空间直接发送存在的问题1)天线尺寸 天线尺寸与被辐射信号的波长相比时（波长的1/101），信号才能被天线有效的辐射出去。对于音频范围20Hz20kHz来说，这样的天线不可能实现。2)信号选择 如果直接发射，多家电台的发射信号频率范围大致相同，接收机无法区分。3、发送设备的基本原理和组成、发送设备的基本原理和组成无线通信系统基本工作原理无线通信系统基本工作原理2022-11-4问题的解决问题的解决调制调制1)什么是调制？把待传送信号“装载”到高频振荡
7、信号上的过程。2)三种信号 调制信号、载波信号和已调信号3)三种方式 调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）3、发送设备的基本原理和组成、发送设备的基本原理和组成无线通信系统基本工作原理无线通信系统基本工作原理2022-11-43、发送设备的基本原理和组成、发送设备的基本原理和组成典型发送设备的组成框图典型发送设备的组成框图无线通信系统基本工作原理无线通信系统基本工作原理2022-11-4信号的信号的“卸载卸载”解调解调1)什么是解调？从高频已调波信号中“取出”调制信号的过程。2)解调的三种方式 对调幅波的解调检波 对调频波的解调鉴频 对调相波的解调鉴相4、接收设备的基本原理和组成、接收设备
8、的基本原理和组成无线通信系统基本工作原理无线通信系统基本工作原理2022-11-4无线通信系统基本工作原理无线通信系统基本工作原理典型接收设备的组成框图典型接收设备的组成框图4、接收设备的基本原理和组成、接收设备的基本原理和组成无线通信系统基本工作原理无线通信系统基本工作原理 1.电磁波及无线电波介绍电磁波及无线电波介绍 2.无线通信系统基本组成无线通信系统基本组成 3.发射设备的基本原理和组成发射设备的基本原理和组成 4.接收设备的基本原理和组成接收设备的基本原理和组成 移动通信简介移动通信简介 1.移动通信发展历程移动通信发展历程 2.移动通信的关键技术移动通信的关键技术 3.4G特点特点
9、提纲 移动通信简介移动通信简介2022-11-4 所谓移动通信，是指通信的一方或双方是在移动中实现通信的。也就是说，通信的双方至少有一方处在运动中或暂时停留在某一非预定的位置上。其中，包括移动台（汽车、火车、飞机、船舰等移动体上）与固定台之间通信、移动台与移动台之间通信、移动台通过基站与有线用户通信等。2022-11-4 移动通信的发展历史可以追溯到19世纪。1864年，Maxwel(詹姆斯克拉克麦克斯韦)从理论上证明了电磁波的存在,这一理论于1876年被赫兹用电磁波辐射的实验证实，使人们认识到电磁波和电磁能量是可以控制发射的。接着1900年马可尼和波波夫等人利用电磁波作了远距离通信的实验获得
10、了成功，从此通信进入了无线电通信的新时代。移动通信简介移动通信简介2022-11-4第一代（1G）：模拟移动通信系统（80年代）AMPS/TACS/JTACS/NMT第二代（2G）：数字移动通信系统（90年代）GSM/GPRS/EDGECDMA（IS95）/CDMA2000 1xD-AMPS（IS-136）/PDC第三代（3G）：宽带移动通信系统（2000年）WCDMA/HSDPA/HSUPA/HSPA+1xEVDO(Rel.0/Rel.A/Rel.B)TD-SCDMA/TD-HSDPA/TD-HSUPA/TD-HSPA+第四代（4G）：多媒体移动通信系统LTE FDD/LTE+TD-LTE/
11、TD-LTE+WiMax/WiMax II 移动通信简介移动通信简介1.移动通信发展历程移动通信发展历程 GSMWCDMAIS-95 CDMACDMA2000TD-SCDMAIS-136UWC-136GPRSEDGE模拟系统模拟系统1.移动通信发展历程移动通信发展历程 移动通信简介移动通信简介2022-11-4AMPSTACSNMTS其它第一代 80年代模拟模拟技术GSMCDMA IS-95TDMAIS-136JDC第二代 90年代数字需求驱动数字技术语音业务第三代 IMT-2000WCDMAcdma2000需求驱动宽带业务TD-SCDMAFDMA语音TDMA和CDMA话言和低速数据CDMA宽
12、带多媒体移动通信简移动通信简介1.移动通信发展历程移动通信发展历程2022-11-4历史回顾历史回顾：1978年，美国的贝尔实验室成功开发了AMPS（Advance Mobile Phone Service）系统，实现了真正意义上的可以随时随地通信的大容量的蜂窝移动通信系统。1987年，中国首个年，中国首个TACS制式模拟移动电话系统建成商用，之后制式模拟移动电话系统建成商用，之后AMPS也也曾被引入中国。曾被引入中国。主要标准：主要标准：美国的AMPS、欧洲的TACS、英国的ETACS、欧洲的NMT-450和NMT-900、日本的NTT和JTACS/NTACS主要特点主要特点：用户的接入方式
13、采用频分多址（FDMA），当一个呼叫建立后，该用户在其呼叫结束以前一直占用一个频段调制方式：FM业务的种类单一，主要是话音业务系统的保密性较差频谱效率较低，有限频谱资源和无限用户 容量之间的矛盾十分突出 移动通信简介移动通信简介1.移动通信发展历程移动通信发展历程2022-11-4历史回顾历史回顾：1992年，第一个数字蜂窝移动通信系统欧洲的GSM（Global System for Mobile Communication）网络在欧洲开始铺设，由于其优越的性能，在全球范围内以惊人的速度得以扩张，目前已是全球最大的蜂窝通信系统。1993年，中国的第一个全数年，中国的第一个全数字移动电话字移动电
14、话GSM系统建成开通，之后中国电信和中国联通都采用系统建成开通，之后中国电信和中国联通都采用了了GSM。主要特点主要特点：微蜂窝小区结构 数字化技术-语音信号数字化 新的调制方式-GMSK、QPSK等 FDMA/TDMA 频谱利用率高，系统容量大 便于实现通信安全保密 移动通信简介移动通信简介1.移动通信发展历程移动通信发展历程2022-11-4历史回顾历史回顾：1995年，美国的高通公司（Qualcomm）提出了一种采用码分多址（CDMA)方式的数字蜂窝系统技术解决方案（IS-95 CDMA)，目前已分别在中国香港、韩国、北美等国家和地区投入使用，用户反映良好。CDMA系统的主要特点系统的主
15、要特点：用户的接入方式采用码分多址（CDMA）软容量、软切换，系统容量大 抗多径衰落 可运用话音激活、分集接收等先进技术1.移动通信发展历程移动通信发展历程 移动通信简介移动通信简介2022-11-4 2.5G主要解决数字移动通信系统传输速率低和直接上因特网的问题。GSM增加了分组无线业务GPRS和EDGE技术，速率从9.6kbit/s提高到120kbit/s；CDMA发展成CDMA1X，速率从9.6kbit/s提高到150kbit/s左右。2GTDMACDMA（美国）GSM（欧洲）D-AMPS（美国）JDC（日本）1.移动通信发展历程移动通信发展历程 移动通信简介移动通信简介3G的主要特点的
16、主要特点：支持移动多媒体业务支持移动多媒体业务 宽带宽带CDMA技术技术 高频谱效率高频谱效率 FDMA/TDMA/CDMA 从电路交换到分组交换从电路交换到分组交换 从媒体从媒体(media)到到 多媒体多媒体(Multi-media)高保密性高保密性 全球范围无缝漫游系统全球范围无缝漫游系统 微蜂窝结构微蜂窝结构 主流技术：主流技术：WCDMA cdma2000 TD-SCDMA 移动通信简介移动通信简介1.移动通信发展历程移动通信发展历程2022-11-4 以欧洲为主的3GPP（3rd Generation Partnership Project）发展WCDMA、CDMA、TDD和EDG
17、E 以美国为主的3GPP2发展cdma2000的技术规范3GPP23GPP WCDMA核心网络：基于核心网络：基于MAP和和GPRS无线传输技术：无线传输技术：WCDMAFDD/TDD cdma2000核心网络：基于核心网络：基于ANSI 41和和MIP无线传输技术：无线传输技术：cdma2000EDGETD-SCDMA 移动通信简介移动通信简介1.移动通信发展历程移动通信发展历程2022-11-4第三代移动通信标准化的伙伴项目：第三代移动通信标准化的伙伴项目：3GPP和和3GPP2 3GPP（Third Generation Partnership Project）由欧洲的ETSI、日本AR
18、IB、TTC、韩国TTA、美国的T1和中国 CWTS六个标准化组织组成。宗旨是制定以GSM为核心网，WCDMA和CDMA TDD（TD-SCDMA和UTRA TDD融合技术）为无线接口的标准。3GPP2（Third Generation Partnership Project 2）由美国的ANSI（TIA）、日本ARIB、TTC、韩国TTA和中国 CWTS五个标准化组织组成。宗旨是制定以ANSI/IS-41为核心 网，CDMA2000为无线接口的标准。移动通信简介移动通信简介1.移动通信发展历程移动通信发展历程2022-11-4移动通讯各代典型业务特点移动通讯各代典型业务特点典型代表典型代表技
19、术技术特性特性第一代第一代AMPS小区制蜂窝系统小区制蜂窝系统模拟话音模拟话音第二代第二代GSM数字蜂窝（数字蜂窝（TDMA）数字话音，数据速率数字话音，数据速率9.6Kb/S第二代半第二代半GPRS通用分组数字蜂窝通用分组数字蜂窝数据速率数据速率115Kb/s,数据在数据在线连接线连接第三代第三代W-CDMAcdma2000TD-SCDMA宽带码分多址，实宽带码分多址，实现宽带多媒体业务现宽带多媒体业务数据速率最高达数据速率最高达2Mb/s，数据在线连接宽带数据业数据在线连接宽带数据业务务4G 移动通信简介移动通信简介1.移动通信发展历程移动通信发展历程2022-11-4 移动通信简介移动通
20、信简介 2.移动通信的关键技术移动通信的关键技术 2.移动通信的关键技术移动通信的关键技术 移动通信简介移动通信简介2022-11-4 移动通信简介移动通信简介 2.移动通信的关键技术移动通信的关键技术 移动通信简介移动通信简介 2.移动通信的关键技术移动通信的关键技术 移动通信简介移动通信简介 2.移动通信的关键技术移动通信的关键技术 移动通信简介移动通信简介 2.移动通信的关键技术移动通信的关键技术 2.移动通信的关键技术移动通信的关键技术 移动通信简介移动通信简介 移动通信简介移动通信简介 2.移动通信的关键技术移动通信的关键技术2022-11-4 移动通信简介移动通信简介 2.移动通信
21、的关键技术移动通信的关键技术2022-11-4 移动通信简介移动通信简介 2.移动通信的关键技术移动通信的关键技术硬切换是在不同频率的基站或覆盖小区之间的切换软切换是发生在同一频率的两个不同基站之间的切换接力切换是一种改进的硬切换技术，可提高切换成功率，与软切换比，可以克服切换时对邻近基站信道资源的占用，能够使系统容量得以增加。2022-11-4 移动通信简介移动通信简介 2.移动通信的关键技术移动通信的关键技术2022-11-4 2.移动通信的关键技术移动通信的关键技术 移动通信简介移动通信简介蜂窝移动通信技术蜂窝移动通信技术的的特征：1.低功率发射，覆盖范围小2.频率复用3.蜂窝的再分裂再
22、组合4.越区切换和中心控制蜂窝移动通信技术蜂窝移动通信技术的的组成：1.移动台2.基站子系统3.网络子系统 移动通信简介移动通信简介 2.移动通信的关键技术移动通信的关键技术2022-11-4第四代移动通信系统中的主要特点第四代移动通信系统中的主要特点(1)高速率。大范围高速移动用户(250km/h)，数据速率为2Mb/s；对于中速移动用户(60km/h)，数据速率为20Mb/s；对于低速移动用户(室内或步行者)，数据速率为100Mb/s。(2)以数字宽带技术为主。信号以毫米波为主要传输波段，蜂窝小区也会相应小很多，很大程度上提高用户容量。移动通信简介移动通信简介3.4G特点特点2022-11
23、-4第四代移动通信系统中的关键技术第四代移动通信系统中的关键技术1、新的调制技术、新的调制技术 OFDM（正交频分复用）技术的优点是可以消除或减小信号波形间的干扰，对多径衰落和多普勒频移不敏感，提高了频谱利用率，可实现低成本的单波段接收机。OFDM的主要缺点是功率效率不高。2、软件无线电技术、软件无线电技术 3、智能天线技术、智能天线技术 移动通信简介移动通信简介3.4G特点特点2022-11-443第四代移动通信系统中的关键技术第四代移动通信系统中的关键技术4 4、基于、基于IPIP的核心网。的核心网。核心网独立于各种具体的无线接入方案 5 5、MIMOMIMO（多入多多入多出出)技术。技术。实现高数据速率、提高系统容量、提高传输质量的空间分集。6 6、多用户检测技术、多用户检测技术。多用户检测是宽带CDMA通信系统中抗干扰的关键技术。3.4G特点特点 移动通信简介移动通信简介
