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第四章 数字移动通信网 移动通信基本概念 移动通信是指通信双方或至少有一方处于运动中进行信息交换方式。 移动通信发展历史 1928年，美国普度（Purdue University）大学的学生发明了超外差无线电接收机。随后被，美国底特律警察局利用并建立了世界上第一个移动通信系统（车载无线电系统）。 1G——模拟语音 20世纪60年代，美国开始使用小容量的改进的移动电话系统IMTS。 IMTS有两个频率分别用于接收和发送功能。 IMTS支持23个信道，频率范围150-450MHz 1G——模拟语音 1982年，为解决大区制容量饱和的问题，美国贝尔实验室发明了高级移动电话系统AMPS。 AMPS提出了“小区制”、“蜂窝单元”的概念，是一种真正意义上的“蜂窝移动通信系统”，同时采用频率复用技术，解决了公用移动通信系统所需要的大容量要求和频谱资源限制的矛盾。 100km范围之内，IMTS每个频率上只允许一个电话呼叫；AMPS可以允许100个10km的蜂窝单元，从而可以保证每个频率上有10~15个电话呼叫。 1G的不足 第一代移动通信系统未完成的目标 各系统间没有公共接口 业务种类单一、主要提供话音通信，很难开展承载数据业务。 频带利用率低，无法适应大容量的需求。 安全必威体育官网网址性差，易被窃听，易被盗用。 2G——数字语音 第二代移动通信技术：数字制式 支持传统语音通信、文字和多媒体短信 支持一些无线应用协议 900/1800MHz GSM移动通信 工作在900/1800MHz频段 无线接口采用TDMA技术，核心网移动管理协议采用MAP协议 800MHz CDMA移动通信 工作在800MHz频段 无线接口采用窄带码分多址（CDMA）技术，核心网移动管理协议采用IS-41协议 2G——数字语音 主要代表： 1. GSM系统 (数字蜂窝移动通信系统) 2. CDMA系统： CDMA在蜂窝移动通信网络中的应用容量在理论上可以达到AMPS容量的20倍。 CDMA可以同时区分并分离多个同时传输的信号。 3G——数字语音与数据 第三代移动通信系统（3G）：可以提供所有2G的信息业务，同时保证更快的速度，以及更全面的业务内容，如移动办公，视频流服务等。 3G的主要特征：可以提供移动宽带多媒体业务，包括高速移动环境下支持144kbps速率，步行和慢速移动环境下384kbps速率，室内应达到2Mbps，同时保证高可靠服务质量。 人们发现2G直接跳跃到3G存在较大的难度，于是出现可一个2.5G（也有人称后期2.5G为2.75G）的过渡阶段。 3G的总目标 IMT-2000为3G制定了总目标： ——工作在2000MHz频段 ——在2000年左右使用 ——最高速率2000kb/s 移动通信－从电路到分组、从窄带到宽带 发展概述 移动通信的发展趋势 宽带化是通信技术发展的重要方向之一; 分组化是网络发展的必然结果; 网络技术的智能化，移动终端的智能化; 核心网络综合化，接入网络多样化; 信息个人化; 个人通信：实现任何地点、任何时间、向任何人、传送任何信息的理想通信 我国移动通信工作频段 原邮电部规定 移动通信的特点 利用无线电波进行信息传输 复杂的无线传播环境导致信号衰落 在强干扰环境下工作(同频、邻道、互调干扰) 通信容量有限 有效利用频率的措施： 窄带化、缩小频带间隔、 频道重复利用等 对移动台要求高 通信系统复杂 无线传播环境 无线通信系统 收发信设备、天馈系统和无线信道三大部分组成 移动通信频段：VHF（30～300MHz）和UHF（300～3000MHz） 无线电波的主要几种传播方式 直射、反射、绕射和散射以及它们的合成 移动信道特性 传播损耗和弥散 多径效应（多径衰落/快衰落） 阴影效应（阴影衰落/慢衰落） 多址技术 移动通信频率资源紧缺，不可能为每一个移动台提供一个单独的信道； 复用技术：将若干个彼此独立的信号合并在同一个信道中进行传输； 区分方式：为每个信号赋予一个不同的特征。 多址技术 频分多址（FDMA） 时分多址（TDMA） 码分多址（CDMA） 空分多址（SDMA） 混合多址 多址技术 抗衰落技术 分集接收技术 对于受到的多个衰落特性互相独立的信号进行处理， 以降低信号起伏的方法。 包含两重意思：一分散接收；二集中处理 交织编码技术 目的：使误码离散化，使突发误差变为随机误差，在接收端纠正随机离散误差。 抗衰落技术 Rake接收技术 时间分集技术 自适应均衡技术（克服符号间干扰） 训练模式