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移动通信原理
移动通信概述
移动通信的传输技术
移动通信的网络架构
移动通信的信道编码与调制
移动通信的无线传输技术
移动通信的接入网技术
移动通信的发展趋势与挑战
移动通信概述
系统组成
移动通信系统主要由移动台(MS)、基台(BS)、移动交换中心(MSC)及与固定网相连的中继线等组成。
分类方式
根据服务对象和业务性质,移动通信可分为公用移动通信、专用移动通信;根据移动台的活动范围,可分为陆地移动通信、海上移动通信和航空移动通信。
移动通信具有移动性、电波传播条件复杂、噪声和干扰严重、系统和网络结构复杂等特点。
移动通信面临着频谱资源紧张、系统容量需求不断增长、业务质量需求不断提高等挑战,需要不断研究和应用新技术来应对这些挑战。
面临挑战
主要特点
移动通信的传输技术
将基带信号转换为适合在信道中传输的已调信号的过程,包括模拟调制和数字调制两种方式。
调制技术
解调技术
调制与解调的目的
从已调信号中提取出基带信号的过程,与调制过程相对应。
提高信号传输的抗干扰性、实现信道复用和提高系统容量等。
03
02
01
在同一信道中同时传输多个用户信号的技术,是实现移动通信系统多用户接入的关键。
多址技术的概念
频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)和空分多址(SDMA)等。
多址技术的分类
各用户信号在频率、时间、码型或空间上相互正交或准正交,以减小用户间的相互干扰。
多址技术的特点
移动通信的网络架构
提供无线覆盖,负责移动台(MS)的接入和通信。基站包括收发信机(BTS)和基带处理单元(BBU),实现无线信号的收发和基带信号处理。
基站(BS)
用户设备,如手机、平板电脑等。移动台通过无线接口与基站通信,实现语音、数据等业务的传输。
移动台(MS)
核心网(CN)
负责移动通信网络的核心控制和业务处理。核心网包括移动交换中心(MSC)、归属位置寄存器(HLR)、访问位置寄存器(VLR)等网元,实现呼叫控制、用户数据管理、移动性管理等功能。
无线接入网(RAN)
实现移动台与核心网之间的无线接入。无线接入网包括基站控制器(BSC)和基站收发信台(BTS),实现无线资源的分配、调度和管理。
A接口
01
连接移动交换中心(MSC)和基站控制器(BSC)的接口,采用标准的七号信令协议(SS7)。A接口负责呼叫控制、移动性管理等功能的信令传输。
Abis接口
02
连接基站控制器(BSC)和基站收发信台(BTS)的接口,采用私有协议。Abis接口负责无线资源的分配、调度和管理等功能的信令传输。
Um接口
03
连接移动台(MS)和基站收发信台(BTS)的无线接口,采用标准的空中接口协议,如GSM、CDMA等。Um接口负责语音、数据等业务的无线传输。
移动通信的信道编码与调制
线性分组码
将信息序列划分为等长的组,对每个组进行独立的编码和译码,具有较高的编码效率和适中的纠错能力。
差错控制编码
通过增加冗余信息,使得接收端能够检测和纠正传输过程中产生的差错,提高通信的可靠性。
卷积码
利用各组信息之间的相关性进行编码,具有更强的纠错能力和更高的编码效率,但译码复杂度较高。
03
相移键控(PSK)
通过改变载波的相位来传递数字信息,具有较高的频带利用率和较好的传输性能。
01
振幅键控(ASK)
通过改变载波的振幅来传递数字信息,实现简单但抗干扰能力较差。
02
频移键控(FSK)
通过改变载波的频率来传递数字信息,具有较强的抗干扰能力和较好的传输性能。
直接序列扩频(DS-SS)
在发送端用高速伪随机码对要发送的信息数据进行扩频调制,接收端采用相同的伪随机码进行解扩和相关检测,实现信息的传输。具有抗干扰能力强、抗多径干扰性能好等优点。
跳频扩频(FH-SS)
在发送端,信息数据被调制到一系列预先设定的跳频图案上,接收端按照相同的跳频图案进行接收和解调。具有抗干扰能力强、易于实现码分多址等优点。
跳时扩频(TH-SS)
在发送端,信息数据在特定的时隙内进行发送,接收端在相应的时隙内进行接收。具有较低的截获概率和较好的抗干扰性能,但实现复杂度较高。
移动通信的无线传输技术
分集接收技术是指通过接收多个独立衰落的信号副本,并在接收端进行适当的合并处理,以提高接收信号的信噪比和改善接收性能的技术。
分集接收技术的概念
根据信号副本的获取方式,分集接收技术可分为空间分集、频率分集、时间分集和极化分集等。
分集接收技术的分类
分集接收技术可以提高接收信号的可靠性,降低误码率,并扩大通信系统的覆盖范围。
分集接收技术的优点
MIMO技术的概念
MIMO(Multiple-InputMultiple-Output,多输入多输出)技术是指利用多个天线进行信号的发射和接收,通过空时编码和信号处理技术,实现高速、高可靠性的无
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