新一代移动通信工程教学PPT第1章 概览.ppt

1、 第第1 1章章 概览概览 本章内容本章内容1.1 1.1 移动通信发展历史移动通信发展历史1.2 1.2 移动通信网络的属性和特点移动通信网络的属性和特点1.3 1.3 移动通信网络的系统组成移动通信网络的系统组成1.4 1.4 移动通信网络的主流业务移动通信网络的主流业务1.5 1.5 综合工程案例综合工程案例1.1 1.1 移动通信发展历史移动通信发展历史定义：定义：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的通信方式。1.1 1.1 移动通信发展历史移动通信发展历史1.1.第一代蜂窝移动通信系统第一代蜂窝移动通信系统 第一代（1G）以模拟式蜂窝网为主要特征，于20世纪70年

2、代末80年代初开始商用化。其中最具代表性的是北美的AMPS（Advanced Mobile Phone System），欧洲的TACS（Total Access Communication System）两大系统，另外还有北欧MNT及日本的HCMTS系统等。1.1 1.1 移动通信发展历史移动通信发展历史1.1.第一代蜂窝移动通信系统第一代蜂窝移动通信系统 这些系统都是双工的基于频分多址FDMA（Frequency Division Multiple Access）的模拟制式系统，其传输的无线信号为模拟量，因此人们称此时的移动通信系统为模拟通信系统，也称为第一代蜂窝移动通信系统（1G）。优点:

3、利用蜂窝组网技术以提高频率资源利用率，采用蜂窝网络结构，解决了容量有限、活动范围受限的问题。不足：频谱利用率低、通信容量有限、童话质量一般，保密性差、制式太多，标准不统一、互不兼容，不能提供非话数据业务、不能提供自动漫游等。1.1 1.1 移动通信发展历史移动通信发展历史2.2.第二代蜂窝移动通信系统第二代蜂窝移动通信系统 基于数字通信的移动通信系统，即所谓的数字蜂窝移动通信系统在20世纪90年代初期推出，即为第二代移动通信系统（2G）。第二代（2G）以数字化为主要特征，构成数字式蜂窝移动通信系统，它于20世纪90年代初正式走向商用。1.1 1.1 移动通信发展历史移动通信发展历史2.2.第二

4、代蜂窝移动通信系统第二代蜂窝移动通信系统 其中最具代表性的有欧洲的时分多址（TDMA）GSM、北美的码分多址（CDMA）的IS-95两大系统，另外还有日本的PDC系统等。1.1 1.1 移动通信发展历史移动通信发展历史2.2.第二代蜂窝移动通信系统第二代蜂窝移动通信系统 CDMA技术的无线接入技术：系统区分地址时在频率、时间和空间上是重叠的，它使用相互准正交的地址码来完成对用户的识别。优势：多种形式的分集（时间分集、空间分集和频率分集）；低的发射功率；保密性；软切换；大容量；话音激活技术；频率再用及扇区化；低的信噪比或载干比需求；软容量。1.1 1.1 移动通信发展历史移动通信发展历史2.2.

5、第二代蜂窝移动通信系统第二代蜂窝移动通信系统 2.5G系统：基于2G的数据系统，在不大量改变2G系统的条件下，适当增加一些模块和一些适合数据业务的协议，可使系统以较高的效率来完成数据业务的传送，这就是通常所说的2.5G系统。比如，GPRS/EDGE系统，CDMA2000 1x。优缺点。1.1 1.1 移动通信发展历史移动通信发展历史3.3.第三代蜂窝移动通信系统第三代蜂窝移动通信系统第三代移动通信的主要发展目标是：能提供高质量业务，包括话音、低速和高速数据（从几kb/s到2Mb/s），并具有多媒体接口；能支持面向电路和面向分组业务；能工作在各种通信环境，包括城市和乡村、丘陵和山地、空中和海上以

6、及室内场所；1.1 1.1 移动通信发展历史移动通信发展历史3.3.第三代蜂窝移动通信系统第三代蜂窝移动通信系统具有更高的频谱效率，能提供更大的通信容量；能与固定网络兼容，和现有移动通信网互联互通并实现全球漫游；网络结构可配置成不同形式，以适应各种服务需要，如公用、专用、商用和家用；具有高级的移动性管理，能保证大量用户数据的存储、更新、交换和实时处理等。1.1 1.1 移动通信发展历史移动通信发展历史3.3.第三代蜂窝移动通信系统第三代蜂窝移动通信系统 无线传输技术（RTT）室第三代移动通信系统的重要组成部分。无线传输技术主要包括多址技术、调制技术、信道编码与交织、双工技术、物理信道结构和复用

7、、帧结构、RF信道参数等。1.1 1.1 移动通信发展历史移动通信发展历史3.3.第三代蜂窝移动通信系统第三代蜂窝移动通信系统 关于第三代移动通信系统的标准，开始主要是由国际电信联盟（ITU）主导的，系统名称为“国际移动通信2000”（IMT-2000）。1998年12月，世界各国已向ITU提交的RTT建议有：（1）以TDMA为基础的两种（2）以CDMA为基础的八种（3）用于卫星系统的五种1.1 1.1 移动通信发展历史移动通信发展历史3.3.第三代蜂窝移动通信系统第三代蜂窝移动通信系统 在技术规范的标准化方面，原本由ITU完成的标准化工作也由地区性的标准化组织第三代移动通信伙伴计划3GPP及

8、3GPP2取而代之，ITU-R建议的绝大部分将直接引用这两大标准化组织的规范。1.1 1.1 移动通信发展历史移动通信发展历史3.3.第三代蜂窝移动通信系统第三代蜂窝移动通信系统3GPP由ARIB（日本）、CWTS（中国）、ETSI（欧洲）、T1（北美）、TTA（韩国）、TIC（日本）等6个成员组成。3GPP2则由ARIB、CWTS、TTA、TTC和TIA等5个成员组成。1.1 1.1 移动通信发展历史移动通信发展历史3.3.第三代蜂窝移动通信系统第三代蜂窝移动通信系统 建议中最终确定下来的第三代移动通信系统无线传输技术分为CDMA和TDMA两类，具体包括：nCDMA DS:UTRA FDD(

9、WCDMA);nCDMA MC:cdma2000 MC;nCDMA TDD:UTRA TDD及TD-SCDMA;nTDMA SC:UWC-136;nTDMA MC:DECT。1.1 1.1 移动通信发展历史移动通信发展历史3.3.第三代蜂窝移动通信系统第三代蜂窝移动通信系统 为了保证3G移动通信的持续竞争力，3GPP和3GPP2分别启动了3G技术长期演进（Long Term Evolution,LTE）和空中接口演进（Air Interface Evolution,AE）。1.1 1.1 移动通信发展历史移动通信发展历史4.4.超三代超三代/第四代蜂窝移动通信系统第四代蜂窝移动通信系统 200

10、5年10月，ITU正式将B3G/4G移动通信系统统一命名为IMT-Advanced，即第四代移动通信系统。按照ITU的定义：IMT-2000技术和IMT-Advanced技术拥有一个共同的前缀：“IMT”，表示移动通信；当前的WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA及其增强型技术统称为IMT-2000技术，未来新的接口技术，叫做IMT-Advanced技术。1.1 1.1 移动通信发展历史移动通信发展历史4.4.超三代超三代/第四代蜂窝移动通信系统第四代蜂窝移动通信系统 4G国际标准：WCDMA的后续演进标准FDD-LTE我国主导的TD-LTEWiMAX的后续研究标准，即基于IEEE80

11、2.16m的技术1.1 1.1 移动通信发展历史移动通信发展历史4.4.超三代超三代/第四代蜂窝移动通信系统第四代蜂窝移动通信系统 LTE-Advanced是LTE演进的技术，完全兼容LTE。LTE-Advanced的相关特性如下。n带宽：100MHz。n峰值速率：下行1Gbps，上行500Mbps。n峰值频谱效率：下行30bps/Hz，上行15bps/Hz。n针对室内环境进行优化。n有效支持新频段和大带宽应用。n峰值速率大幅提高，频谱效率改进有限。1.1 1.1 移动通信发展历史移动通信发展历史4.4.超三代超三代/第四代蜂窝移动通信系统第四代蜂窝移动通信系统 严格地将，LTE作为3.9G移

12、动互联网技术，那么LTE-Advanced作为4G标准更加确切一些。LTE-Advanced的入围，包括TDD和FDD两种制式。其中，TD-SCDMA将能够进化到TDD制式，而WCDMA将能够进化到FDD制式。1.1 1.1 移动通信发展历史移动通信发展历史4.4.超三代超三代/第四代蜂窝移动通信系统第四代蜂窝移动通信系统 802.16m系列标准在IEEE正式称为Wireless MAN-Advanced。其优势如下。n扩大网络覆盖，改进链路预算。n提高频谱效率。n提高数据和VoIP容量。n低时延和QoS增强。n节省功耗。1.2 1.2 移动通信网络的属性和特点移动通信网络的属性和特点通信系统

13、分为两大类：一类是点对点的通信另一类是网通信 现代移动通信系统一般是网通信系统。1.2 1.2 移动通信网络的属性和特点移动通信网络的属性和特点现代通信网主要是由下列4个部分组成。1.终端机其主要功能是将待传送的信息转换成电信号并送入网内，同时从网上提取所需的信息。2.信道它是载荷信息的信号所传送的通道，它主要包含固体介质的传输线、电缆、光缆；空气介质的无线信道等。1.2 1.2 移动通信网络的属性和特点移动通信网络的属性和特点3.变换设施要将简单的点对点的通信组成多点对点多的通信网就必须有交换设备。在移动通信中，还采用一种无须将信息送至转接站或交换点上进行交换，而是利用用户 地址信息直接送至

14、线路或传输链路进行交换的技术，一般称它为多址接入技术。1.2 1.2 移动通信网络的属性和特点移动通信网络的属性和特点4.信令与协议构成一个完整的通信网，除了上述的信道与终端与交换的硬件设备以外，还必须有与硬件相应配套的软件。1.3 1.3 移动通信网络的系统组成移动通信网络的系统组成一般来讲，移动通信网由空中网络和地面网络两部分组成。1.空中网络空中网络是移动通信网的主要部分，其主要包括：（1）多址接入（2）频率复用和蜂窝组网（3）切换和位置更新1.3 1.3 移动通信网络的系统组成移动通信网络的系统组成2.地面网络地面网络部分主要包括：服务区内各个基站的相互连接。基站与固定网络（PSTN、

15、ISDN、数据网等）之间的相互连接。1.4 1.4 移动通信网络的主流业务移动通信网络的主流业务移动通信的传统业务是电话通信。在第二代移动通信系统中，主要业务是话音业务。在第三代移动通信系统中，由于其传输速率的提高，因而人们可以享用中等速率的多媒体业务。在数字通信网络中，传输不同类型的业务通常有不同的要求。1.4 1.4 移动通信网络的主流业务移动通信网络的主流业务 图1-1 移动通信网络的分类1.5 1.5 综合工程案例综合工程案例以GSM蜂窝系统为例，介绍其网络结构及主要业务。图1-2 GSM蜂窝系统的网络结构1.5 1.5 综合工程案例综合工程案例由图可见，GSM蜂窝系统的主要组成部分可

16、分为移动台、基站子系统和网络子系统。基站子系统（简称基站BS）由基站收发台（BTS）和基站控制器（BSC）组成；网络子系统由移动交换中心（MSC）、操作维护中心（OMC）、原籍位置寄存器（HLR）、访问位置寄存器（VLR）、鉴权中心（AUC）和移动设备识别寄存器（EIR）等组成。1.5 1.5 综合工程案例综合工程案例GSM系统可提供的业务分为基本通信业务和补充业务。1.通信业务分类GSM系统能提供6类10中电信业务，其编号、名称、业务类型及实现阶段见表1-1。1.5 1.5 综合工程案例综合工程案例 1.5 1.5 综合工程案例综合工程案例2.业务定义（1）电话业务。（2）紧急呼叫义务。（3）短消息业务。（4）可视图文接入。（5）智能用户电报传送。（6）传真。