通信工程专业导论 课件 第三章 当代通信系统.pptx

第三章 当代通信系统

x3.1移动通信系统标题21世纪以后，人们逐步和手机“打上了交道”，进入移动互联网时代。1973年，美国摩托罗拉工程师马丁·库帕（MartinLawrenceCooper）发明了第一台商业化手机。1986年，第一代移动通信技术的诞生，拉开了当代的通信体系发展的帷幕。其演进过程如图3-1所示。

x标题（1）第一代（1G）移动通信系统：早期的蜂窝移动通信系统后来也被称为第一代移动通信系统，也就是我们现在所说的1G（TheFirstGeneration）。蜂窝移动通信系统的核心思想是频谱资源的空间复用，即把无线系统按蜂窝的方式划分为小区，形成区群。通过控制每个小区的发射功率，同一个的频率资源可以被在空间上保持一定的距离的在不同区群的不同用户使用，同时保证相互之间的信号干扰不影响信号传输质量。3.1移动通信系统在如图3-3所示的频率复用模式中，每7个小区构成一个区群，频率的复用率为1/7。假定总共需490个信道，每个小区则需要490/7=70个信道。在整个大区域范围内，由于可以划分为很多小区，可支持的用户数量大大地增加。与此同时，由于小区的区域范围变小，用户终端的发射功率和耗电量也随之大幅降低。

x标题（2）第二代（2G）移动通信系统：2G通信系统主要采用时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）技术，以语音通信为主，主要提供数字化语音业务和低速数据业务，又被称为窄带数字通信系统。TDMA简单来讲就是将信道在不同的时间分配给不同的用户。CDMA简单来讲就是所有用户在同一时间、同一频段上，根据不同的编码区分业务信道。码分多址系统给每个用户分配了特定的地址码，利用公共信道传输信息，同时也具有多址接入能力强、抗多径干扰、必威体育官网网址性能好等优点。（3）第三代（3G）移动通信系统：为提升声音和数据的传输速度，解决无线漫游等问题，3G移动通信技术应运而生。3G能够在全球范围内更好地实现漫游，并能传输图像、音乐、视频等多媒体信号。3.1移动通信系统

x标题（4）第四代（4G）移动通信系统：4G有两大技术根基：LTE和IEEE802.16m（WiMax2），LTE即长期演进（LongTermEvolution），在3G基础上通过技术迭代慢慢达到４G。LTE技术是以正交频分复用（OFDM）为核心的技术，为了降低用户延迟，取消了无线网络控制器（RNC），采用了扁平网络架构。LTE改进增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和多输入多输出（MIMO）作为其无线网络演进的唯一标准。WiMax技术是基于IEEE802.16标准集的宽带无线接入城域网技术，它采用了OFDM+MIMO技术，解决了多径干扰，提升了频谱效率，大幅地提高了系统吞吐量及传送距离。3.1移动通信系统

x标题（5）第五代（5G）移动通信系统：与4G相比，5G的许多指标得到全面提升，主要体现在峰值速率、用户体验数据速率、频谱效率、移动性管理、连接数密度以及网络指标等方面。中国IMT-2020（5G）推进的5G关键技术指标要求如图3-13所示。5G技术主要有三大应用场景，分别是增强型移动宽带（enhancedMobileBroadband，eMBB）、海量机器类通信（massiveMachineTypeofCommunication，mMTC）以及超高可靠和低时延通信（UltraReliableLowLatencyCommunication，uRLLC）。3.1移动通信系统

x3.2光纤通信系统标题光纤的结构：光纤呈圆柱形，由纤芯、包层与涂敷层三大部分组成，如图3-17所示。光纤的分类：光纤的种类繁多，其主要分类方法有三种，即按光纤横截面折射率分布分类，按传播模式分类，按工作波长分类等。数字光纤通信系统：数字光纤通信系统主要由光发射、光传输和光接收三部分组成。要使光波成为携带信息的载体，必须对它进行调制，在接收端再把信息从光波中检测出来。典型的数字光纤通信系统框图如图3-19所示。

x标题卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发无线电信号，在两个或多个地面站之间进行的通信。卫星通信系统因传输的业务不同，组成也不尽相同。一般的卫星通信系统主要由空间段和地面段两部分组成，如图3-20所示。上行链路是指从地球站到卫星之间的通信链路；下行链路是指从卫星到地球站之间的通信链路。在这一系统中，通信卫星实际上就是一个悬挂在空中的通信中继站，只要在它的覆盖照射区以内，不论距离远近都可以通信，通过它转发和反射电报、电视、广播和数据等无线信号。3.3卫星通信系统

x标题利用微波作为传输媒介的通信方式，称为微波中继通信。由于微波具有与光波相似的沿直线传播的特性，通常只能在两个没有障碍的点间（视线距离内）建立点对点通信，故称为视距通信。