移動(dòng)通信 第1章 概論

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1、第1章概論1.1移動(dòng)通信的主要特點(diǎn)1.2移動(dòng)通信系統(tǒng)的分類1.3常用移動(dòng)通信系統(tǒng)1.4移動(dòng)通信的基本技術(shù)思考題與習(xí)題1.1移動(dòng)通信的主要特點(diǎn)1.移動(dòng)通信必須利用無(wú)線電波進(jìn)行信息傳輸這種傳播媒質(zhì)允許通信中的用戶可以在一定范圍內(nèi)自由活動(dòng)，其位置不受束縛，不過無(wú)線電波的傳播特性一般都很差。首先，移動(dòng)通信的運(yùn)行環(huán)境十分復(fù)雜，電波不僅會(huì)隨著傳播距離的增加而發(fā)生彌散損耗，并且會(huì)受到地形、地物的遮蔽而發(fā)生“陰影效應(yīng)”，而且信號(hào)經(jīng)過多點(diǎn)反射，會(huì)從多條路徑到達(dá)接收地點(diǎn)，這種多徑信號(hào)的幅度、相位和到達(dá)時(shí)間都不一樣，它們相互疊加會(huì)產(chǎn)生電平衰落和時(shí)延擴(kuò)展；其次，移動(dòng)通信常常在快速移動(dòng)中進(jìn)行，

2、這不僅會(huì)引起多普勒（Doppler）頻移，產(chǎn)生隨機(jī)調(diào)頻，而且會(huì)使得電波傳播特性發(fā)生快速的隨機(jī)起伏，嚴(yán)重影響通信質(zhì)量。因此，移動(dòng)通信系統(tǒng)必須根據(jù)移動(dòng)信道的特征，進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。2.移動(dòng)通信是在復(fù)雜的干擾環(huán)境中運(yùn)行的除去一些常見的外部干擾，如天電干擾、工業(yè)干擾和信道噪聲外，系統(tǒng)本身和不同系統(tǒng)之間，還會(huì)產(chǎn)生這樣或那樣的干擾。因?yàn)樵谝苿?dòng)通信系統(tǒng)中，常常有多部用戶電臺(tái)在同一地區(qū)工作，基站還會(huì)有多部收發(fā)信機(jī)在同一地點(diǎn)上工作，這些電臺(tái)之間會(huì)產(chǎn)生干擾。3.移動(dòng)通信可以利用的頻譜資源非常有限，而移動(dòng)通信業(yè)務(wù)量的需求卻與日俱增如何提高通信系統(tǒng)的通信容量，始終是移動(dòng)通信發(fā)展中的焦點(diǎn)。為了

3、解決這一矛盾，一方面要開辟和啟用新的頻段；另一方面要研究各種新技術(shù)和新措施，以壓縮信號(hào)所占的頻帶寬度和提高頻譜利用率。4.移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多種多樣，網(wǎng)絡(luò)管理和控制必須有效根據(jù)通信地區(qū)的不同需要，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)可以組成帶狀(如鐵路公路沿線)、面狀(如覆蓋一城市或地區(qū))或立體狀(如地面通信設(shè)施與中、低軌道衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的綜合系統(tǒng))等，可以單網(wǎng)運(yùn)行，也可以多網(wǎng)并行并實(shí)現(xiàn)互連互通。5.移動(dòng)通信設(shè)備(主要是移動(dòng)臺(tái))必須適于在移動(dòng)環(huán)境中使用對(duì)手機(jī)的主要要求是體積小、重量輕、省電、操作簡(jiǎn)單和攜帶方便。車載臺(tái)和機(jī)載臺(tái)除要求操作簡(jiǎn)單和維修方便外，還應(yīng)保證在震動(dòng)、沖擊、高低溫變化等惡劣

4、環(huán)境中正常工作。1.2移動(dòng)通信系統(tǒng)的分類移動(dòng)通信有以下多種分類方法：①按使用對(duì)象可分為民用設(shè)備和軍用設(shè)備；②按使用環(huán)境可分為陸地通信、海上通信和空中通信；③按多址方式可分為頻分多址(FDMA)、時(shí)分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)等；④按覆蓋范圍可分為廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)；⑤按業(yè)務(wù)類型可分為電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)和多媒體網(wǎng)；⑥按工作方式可分為同頻單工、異頻單工、異頻雙工和半雙工；⑦按服務(wù)范圍可分為專用網(wǎng)和公用網(wǎng)；⑧按信號(hào)形式可分為模擬網(wǎng)和數(shù)字網(wǎng)。1.2.1工作方式1.單工通信所謂單工通信，是指通信雙方電臺(tái)交替地進(jìn)行收信和發(fā)信。根據(jù)收、發(fā)頻率的異同，又可分為同頻單工和異頻單工。

5、單工通信常用于點(diǎn)到點(diǎn)通信，參見圖1-1。圖1-1單工通信同頻單工是指通信雙方(如圖1-1中的電臺(tái)甲和電臺(tái)乙)使用相同的頻率f1工作，發(fā)送時(shí)不接收，接收時(shí)不發(fā)送。平常各接收機(jī)均處于守候狀態(tài)，即把天線接至接收機(jī)等候被呼。當(dāng)電臺(tái)甲要發(fā)話時(shí)，它就按下其送受話器的按講開關(guān)(PTT)，一方面關(guān)掉接收機(jī)，另一方面將天線接至發(fā)射機(jī)的輸出端，接通發(fā)射機(jī)開始工作。當(dāng)確知電臺(tái)乙接收到載頻為f1的信號(hào)時(shí)，即可進(jìn)行信息傳輸。2.雙工通信所謂雙工通信，是指通信雙方可同時(shí)進(jìn)行傳輸消息的工作方式，有時(shí)亦稱全雙工通信，如圖1-2所示。圖中，基站的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)分別使用一副天線，而移動(dòng)臺(tái)通過雙工器共用一

6、副天線。雙工通信一般使用一對(duì)頻道，以實(shí)施頻分雙工(FDD)工作方式。這種工作方式使用方便，同普通有線電話相似，接收和發(fā)射可同時(shí)進(jìn)行。3.半雙工通信半雙工通信的組成與圖1-2相似，移動(dòng)臺(tái)采用單工的“按講”方式，即按下按講開關(guān)，發(fā)射機(jī)才工作，而接收機(jī)總是工作的?；竟ぷ髑闆r與雙工方式完全相同。圖1-2雙工通信1.2.2模擬網(wǎng)和數(shù)字網(wǎng)數(shù)字通信系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)可歸納如下：(1)頻譜利用率高，有利于提高系統(tǒng)容量。采用高效的信源編碼技術(shù)、高頻譜效率的數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)、先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)和多址方式以及高效動(dòng)態(tài)資源分配技術(shù)等，可以在不增加系統(tǒng)帶寬的條件下增多系統(tǒng)同時(shí)通信的用戶數(shù)。(2)

7、能提供多種業(yè)務(wù)服務(wù)，提高通信系統(tǒng)的通用性。數(shù)字系統(tǒng)傳輸?shù)氖恰?”、“0”形式的數(shù)字信號(hào)。話音、圖像、音樂或數(shù)據(jù)等數(shù)字信息在傳輸和交換設(shè)備中的表現(xiàn)形式都是相同的，信號(hào)的處理和控制方法也是相似的，因而用同一設(shè)備來傳送任何類型的數(shù)字信息都是可能的。利用單一通信網(wǎng)絡(luò)來提供綜合業(yè)務(wù)服務(wù)正是未來通信系統(tǒng)的發(fā)展方向。(3)抗噪聲、抗干擾和抗多徑衰落的能力強(qiáng)。這些優(yōu)點(diǎn)有利于提高信息傳輸?shù)目煽啃?，或者說保證通信質(zhì)量。采用糾錯(cuò)編碼、交織編碼、自適應(yīng)均衡、分集接收以及擴(kuò)跳頻技術(shù)等，可以控制由任何干擾和不良環(huán)境產(chǎn)生的損害，使傳輸差錯(cuò)率低于規(guī)定的閾值。(4)能實(shí)現(xiàn)更有效、靈活