[工程科技]移动通信概述课件.ppt
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1、客户服务部客户服务部2022-8-91移动通信概述移动通信概述葛梦君葛梦君20012001年年2 2月月1414日日客户服务部客户服务部2022-8-92目录第一章第一章 移动通信的发展简史移动通信的发展简史 第二章第二章 几种移动通信制式概述几种移动通信制式概述第三章第三章 数字网络结构数字网络结构第四章第四章 无线传播特性的分析无线传播特性的分析第五章第五章 天线系统概述天线系统概述 第六章第六章 移动通信发展趋势移动通信发展趋势 附录一附录一 几种常用的天线几种常用的天线客户服务部客户服务部2022-8-93第一章第一章 移动通信的发展简史移动通信的发展简史 本章要求和目的:本章要求和目
2、的:要求:要求:了解根据蜂窝系统的设计目标比较与传统和蜂窝系统的差异了解蜂窝系统从模拟转化到数字系统所作的各项努力和发展阶段着重了解GSM系统技术的发展历史、背景和主要技术指标目的目的:为理解第二章数字蜂窝系统打基础客户服务部客户服务部2022-8-94第一章第一章 移动通信的发展简史移动通信的发展简史 18971897年,年,M.G.M.G.马克尼所完成的无线通信马克尼所完成的无线通信实验,实验,宣告了移动通信的诞生宣告了移动通信的诞生客户服务部客户服务部2022-8-95第一章第一章 移动通信的发展简史移动通信的发展简史一、移动通信的发展轨迹一、移动通信的发展轨迹 第一阶段从本世纪初到第一
3、阶段从本世纪初到4040年代,为早期年代,为早期发展阶段发展阶段 第二阶段从第二阶段从4040年代中期到年代中期到6060年代初期年代初期 第三阶段从第三阶段从6060年代中期到年代中期到7070年代中期年代中期客户服务部客户服务部2022-8-96第一章第一章 移动通信的发展简史移动通信的发展简史 第四阶段从第四阶段从7070年代中期到年代中期到8080年代中期,这是移年代中期,这是移动通信蓬勃发展时期动通信蓬勃发展时期客户服务部客户服务部2022-8-97第一章第一章 移动通信的发展简史移动通信的发展简史 第五阶段从第五阶段从8080年代中期开始。这是数字移动通年代中期开始。这是数字移动通
4、信系统发展和成熟时期信系统发展和成熟时期客户服务部客户服务部2022-8-98第一章第一章 移动通信的发展简史移动通信的发展简史二、蜂窝(移动通信)系统产生的背景和历史蜂窝(移动通信)系统产生的背景和历史传统移动通信传统移动通信蜂窝移动通信蜂窝移动通信发射机类型单基站发射机社在高处,使得移动台接收电平明显地高于环境噪声一蜂窝系统有多个发射机,每发射机位于基站,蜂窝系统的运行受限于同信道干扰发射机功率高功率200-500W低功率,规定每信道限于100W覆盖范围在无干扰情况下2050英里1030英里全范围300至几千平方英里75700平方英里干扰若两发射机相距60100英里内,则在离发射机20英里
5、外的地方明显受另一发射机的干扰利用频率配置和小区划分可减少同信道干扰信道数少量的固定频率信道数(在纽约市有12个信道),当系统在全负荷情况,增长容量是不可能的在美国,两个非重叠25MHZ带宽等分为832个信道;在原有的两非重叠20MHZ带宽的配置666个信道客户服务部客户服务部2022-8-99第一章第一章 移动通信的发展简史移动通信的发展简史三、三、GSMGSM数字蜂窝移动通信数字蜂窝移动通信1 1、GSMGSM产生的背景产生的背景 自自19811981年以来,蜂窝系统用户量的增长年以来,蜂窝系统用户量的增长速度与无线射频频谱之间的矛盾激化速度与无线射频频谱之间的矛盾激化 世界发达国家的最具
6、有代表性和比较成世界发达国家的最具有代表性和比较成熟的制式:熟的制式:泛欧的GSM美国的ADC(常称D-AMPS)日本的JDC(现称PDC)客户服务部客户服务部2022-8-910第一章第一章 移动通信的发展简史移动通信的发展简史2 2、GSMGSM发展的历程发展的历程1982年成立了“移动通信特别小组”(GSM)1985年GSM提出了系统的基本要求1986年在巴黎对八大建设系统进行了现场实验1987年选定数字TDMA、RPE-LTP话音编码、GMSK1988年达成GSM谅解备忘录(MOU)1989年GSM标准生效1991年GSM系统正式在欧洲问世,网络开通运行1992年我国在嘉兴建立和开通第
7、一个GSM系统客户服务部客户服务部2022-8-911第一章第一章 移动通信的发展简史移动通信的发展简史3 3、GSMGSM数字蜂窝系统的基本特点数字蜂窝系统的基本特点特色 依据ETSI制定的GSM TS主要特点兼容性、抗干扰、灵活性与扩容、使用标准化开放式接口、增加了安全性和保密性、灵活的切换处理、兼容ISDN、具有广泛的业务工作频段GSM900:890915MHZ(上行),935960MHZ(下行)DCS1800:17101785MHZ(上行),18051880MHZ(下行)客户服务部客户服务部2022-8-912第二章第二章 几种移动通信制式概述几种移动通信制式概述 本章要求和目的:本章
8、要求和目的:要求:要求:了解三种移动通信制式的简单原因了解三种移动通信系统的优缺点着重了解GSM系统的工作频段目的:目的:承接第一章的理论,对数字蜂窝系统展开更进一步介绍,着重介绍GSM的TDMA制式客户服务部客户服务部2022-8-913第二章第二章 几种移动通信制式概述几种移动通信制式概述一、数字移动通信主要技术概述移动通信-数字化、综合化、智能化、宽带化和个人化发展引入了许多数字技术-多址联接技术、话音编码、数字信号不失真传输、窄带数字调制、移动无线信道、信道道地地编码、交织技术、分集接收等客户服务部客户服务部2022-8-914第二章第二章 几种移动通信制式概述几种移动通信制式概述二、
9、多址技术二、多址技术 频分多址(频分多址(FDMAFDMA)时分多址(时分多址(TDMATDMA)码分多址码分多址(CDMA)CDMA)客户服务部客户服务部2022-8-915第二章第二章 几种移动通信制式概述几种移动通信制式概述 系统特性系统特性每载波单路连续传输带宽较窄传输速率低共用设备成本高移动台不需要均衡和复杂的成帧与同步多频道信号互调干扰严重频率利用率低,容量小客户服务部客户服务部2022-8-916第二章第二章 几种移动通信制式概述几种移动通信制式概述频分多址频分多址客户服务部客户服务部2022-8-917第二章第二章 几种移动通信制式概述几种移动通信制式概述 系统特性系统特性每载
10、波多路突发脉冲序列传输传输速率和自适应均衡传输开销大对于不断进展的新技术是开放的基站设备的成本降低移动台较复杂抗干扰能力强,频率利用率高,系统容量大客户服务部客户服务部2022-8-918第二章第二章 几种移动通信制式概述几种移动通信制式概述时分多址时分多址客户服务部客户服务部2022-8-919第二章第二章 几种移动通信制式概述几种移动通信制式概述 系统特性系统特性话音激活持续期的利用用扇形天线来提高容量柔性容量无需频率管理或分配软越区切换在CDMA中没有保护时间更适合于衰落信道不需要均衡器与窄带用户共享频带适合于微小区和建筑物内部的通信设备简单客户服务部客户服务部2022-8-920第二章
11、第二章 几种移动通信制式概述几种移动通信制式概述码分多址码分多址客户服务部客户服务部2022-8-921第三章第三章 数字网络结构数字网络结构 本章要求和目的:本章要求和目的:要求:要求:了解GSM系统组成及特点了解PLMN业务网络组成和信令网络组成,以及GSM网络结构了解无线蜂窝的概念和无线蜂窝结构目的:目的:从移动通信发展史到整体技术情况介绍,这一章着重介绍GSM系统网络结构和无线蜂窝网概念提出客户服务部客户服务部2022-8-922第三章第三章 数字网络结构数字网络结构一、数字蜂窝移动网络组成及各部分功能一、数字蜂窝移动网络组成及各部分功能交换子系统(NSS)系统 基站子系统(BSS)操
12、作和维护子系统(OAM)客户服务部客户服务部2022-8-923数字网络结构图示数字网络结构图示 数字网络结构数字网络结构移动台移动台基站基站移动业务交换中心设备识别寄存器本地用户位置寄存器外来用户位置寄存器鉴权中心操作和维护中心移动业务交换中心公用电话交换网公共数据网无线接口A接口与固定网络的接口第三章第三章 数字网络结构数字网络结构客户服务部客户服务部2022-8-924第三章第三章 数字网络结构数字网络结构 移动业务交换中心移动业务交换中心(MSC)MSC)本地用户位置登记器本地用户位置登记器(HLR)HLR)交换交换子子系统系统 外来用户位置登记器(外来用户位置登记器(VLRVLR)鉴
13、权中心(鉴权中心(AUCAUC)设备身份登记器设备身份登记器(EIR)(EIR)客户服务部客户服务部2022-8-925 典型典型GSMGSM网络结构网络结构MSCVLRHLRAUCEIRECIWFXCOMCRBSSOMCS MSPSTNBSCBTSBTSBTSBTSBTSBTSBTSMS第三章第三章 数字网络结构数字网络结构客户服务部客户服务部2022-8-926第三章第三章 数字网络结构数字网络结构 基站控制器基站控制器(BSC)(BSC)基站子系统基站子系统 基站(基站(BTSBTS)客户服务部客户服务部2022-8-927第三章第三章 数字网络结构数字网络结构 典型的典型的GSMGSM
14、频率复用模式频率复用模式64 43 3复用模式复用模式15291526109107384711311481212261037114812159261015948123711客户服务部客户服务部2022-8-928OMC功能结构功能结构安全管理安全管理配置管理配置管理统计管理统计管理故障管理故障管理事件事件/告警告警管理管理人机接口人机接口操作操作系统系统通信管理通信管理管理管理第三章第三章 数字网络结构数字网络结构 操作与维护中心操作与维护中心客户服务部客户服务部2022-8-929第三章第三章 数字网络结构数字网络结构 移动台设备移动台设备 移动台移动台 用户识别卡(用户识别卡(SIMSIM
15、)客户服务部客户服务部2022-8-930移动本地网的网络结构二、网络结构二、网络结构、移动业务本地网的网络结构移动业务本地网的网络结构MSC/VLRMSC/VLRLSTS3TS1LSHLRTS2LS第三章第三章 数字网络结构数字网络结构长途编号区2长途编号区3长途编号区1客户服务部客户服务部2022-8-931省内数字公用陆地蜂窝移动通信网省内数字公用陆地蜂窝移动通信网、省内数字公用陆地蜂窝移动通信网省内二级汇接中心HLRTMSC/VLRTMSC/VLRMSC/VLRMSC/VLRMSC/VLR第三章第三章 数字网络结构数字网络结构客户服务部客户服务部2022-8-932、全国数字公用陆地蜂
16、窝移动通信网的网络结构、全国数字公用陆地蜂窝移动通信网的网络结构 一级汇接中心二级汇接中心移动端局基站第三章第三章 数字网络结构数字网络结构PSTNPLMNPSTN客户服务部客户服务部2022-8-933第三章第三章 数字网络结构数字网络结构通信网LE SP SP SP No.7信令网HLRVLRTETEMSCBSMSCBS信令网结构(a)三、信令网结构三、信令网结构信令网结构(信令网结构(a)客户服务部客户服务部2022-8-934第三章第三章 数字网络结构数字网络结构 信令网结构(b)通信网 LE No.7信令网TETE SP SP SPHLRVLRMSCBSVLRMSCBS信令网结构(b
17、)客户服务部客户服务部2022-8-935第三章第三章 数字网络结构数字网络结构 信令网结构(c)SP SP SP SPNo.7信令网LE通信网HLRVLRMSCBSHLRVLRMSCBSHLRVLRMSCBSTETE信令网结构(c)客户服务部客户服务部2022-8-936第三章第三章 数字网络结构数字网络结构 大区、省市信令网的转接点结构LSTPLSTPHSTPHSTP一级信号转换点 (大区)二级信号转换点 (省、市)四级电话网大区、省市信令网的转接点结构C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8客户服务部客户服务部2022-8-937第三章第三章 数字网络结构数字网络结构三、蜂窝网络结
18、构 蜂窝结构的拟合客户服务部客户服务部2022-8-938第三章第三章 数字网络结构数字网络结构 有12个小区组成的频率复用区簇A2C3B1A1B2D1B2A1D2A2C1B3A1C2A3D2B1C3C2B1C3C2D2D2D3D1C3C1A1D3C1A3B3D3客户服务部客户服务部2022-8-939第四章第四章 无线传播特性的分析无线传播特性的分析 本章目的:了解无线传播的电波特性了解无线传播的理论分析方法客户服务部客户服务部2022-8-940第四章第四章 无线传播特性的分析无线传播特性的分析一、移动环境中的电波传播1、概述 具有非常的复杂性:由于移动台的移动性、移动台天线仅离地面110
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