5.1数字移动通信系统（课件）-高二《通信技术》同步教学（劳动版）

§ ５—１　数字移动通信系统 § ５—２　数字光纤通信系统 § ５—３　数字卫星通信系统 学习目标 １． 了解移动通信系统的定义、组成、特点及工作方式。 ２． 了解移动通信系统的组网技术。 ３． 了解 ＧＳＭ 移动通信系统的概念及其网络接口知识。 ４． 了解 ３Ｇ、４Ｇ 标准及技术的基本知识。 § ５—１　数字移动通信系统 一、移动通信系统 １． 移动通信系统的组成和特点 所谓移动通信，就是指通信的双方至少有一方是在移动 （ 或暂时静止） 中进行信息交换的通信，它包括移动台 （ 汽车、火车、飞机、船舰等） 与固定台之间通信、移动台与移动台之间通信。 （１） 移动通信系统的组成 移动通信系统一般由移动台 （ MS） 、基站 （ BS） 、移动业务交换中心 （ BSC） 、传输线等组成，如图所示。 基站是以多信道共用方式在移动通信中提供通信服务的关键设备，主要由收发信道盘等组成。每一个基站都有一个可靠的通信服务范围，称为无线小区。 移动通信系统的组成 （２） 移动通信系统的特点 １） 电波传播条件复杂。在移动通信系统中，由于移动台的不断移动，到达接收点的信号由直射波和各种反射波叠加而成，如图所示。其接收信号合成的强度也是不同的，最大可相差 30dB 以上，这就是所谓的衰落现象，它严重影响通信质量。 电波的多径传播 ２） 远近效应。移动通信是在运动中进行的，移动台之间会出现近处移动台干扰远处移动台的现象。 ３） 噪声和干扰严重。移动通信的质量不仅取决于设备本身的性能，还与外界的干扰和噪声 （ 如城市环境中的汽车、火花噪声、各种工业噪声，移动用户之间的互调干扰、邻道干扰、同频干扰等） 有关。由于移动台经常处于移动状态，外界环境变化很大，移动台很可能进入强干扰区进行通信。 ４） 多普勒效应。所谓多普勒效应指的是当移动台 （MS） 具有一定速度 （ v） 的时候，接收端接收到移动台的载波频率将随 v 的不同，产生不同的频移。 如图所示，移动速度 （ v ） 越快，入射角 （ θ） 越小，则多普勒效应就越严重。 多普勒效应 ５） 频带利用率要求高。移动通信，特别是陆地移动通信的用户数量很大。 ６） 移动台的移动性强。由于移动台的移动是在广大区域内的不规则运动，而且大部分移动台都会有关闭不用的时候，它与通信系统中的交换中心没有固定的联系。 ７） 通信设备的性能要好。 ８） 系统和网络结构复杂。移动通信系统是一个多用户的通信系统，必须使用户之间互不干扰，能够协调一致地工作。 （３） 移动通信的工作方式 按通话状态和频率使用方法可将移动通信的工作方式分为单工制、半双工制和双工制三类。 ２． 移动通信系统的组网技术 （１） 频率管理与有效利用技术 无线通信是利用无线电波在空间传递信息的，所有用户共用同一个空间，因此不能在同一时间、同一场所、同一方向上使用相同频率的无线电波。当前移动通信发展所遇到的最突出问题就是如何把有限的可用频率有效地提供给越来越多的用户使用，并且不产生相互干扰。 １） 频率管理。我国三大运营商的频率分配情况如图所示。 我国三大运营商的频率分配情况 ２） 无线信道。信道是对无线通信中发送端与接收端之间通路的一种形象比喻。为了形象地描述发送端与接收端之间的工作，可以想象两者之间有一个看不见的道路衔接，把这条衔接通路称为信道。 ３） 频率有效利用技术 ①信道的窄带化。这样可以得到更多的载波信道，可选的一种信道配置方法如图所示。 ②复用技术。复用技术是指一种在传输路径上综合多路信道，然后恢复原机制或解除终端各信道复用技术的过程。 ③多址技术。应用宽带多址技术，可在一个载波信道上传输多个用户信息，从而增加系统容量。 无线信道的配置方法 （２） 区域覆盖与网络结构 一个基站能在其天线高度的视距范围内为移动用户提供服务，这样的覆盖区称为一个无线电区，或简称小区。通信网的服务范围若很大，或者地形很复杂，则需用几个小区才能覆盖整个服务区。 带状网络 １） 大区制。所谓大区制是指在一个比较大的区域 （ 如一个城市） 中，只设置一个基站，由它负责移动通信的联络和控制，如图所示。 大区制 ２） 小区制。采用小区制组网方式，可以在有限的频谱条件下，达到大容量的目的，如图所示。 小区制蜂窝网 二、GSM 移动通信系统 １． GSM 系统概述 GSM 移动通信系统属于第二代移动通信系统，采用频分复用和时分复用相结合的方式扩大系统容量，我国参照 GSM 标准制定了自己的技术要求，使用 900MHz 和 1800MHz频段，收发间隔 45MHz，载频间隔 200kHz，共 124 个载波，每载波信道数为 8 个 （ 可扩展到 16个） ，基站最大功率为 300W，小区半径为 0.5～ 35km，调制方式采用 GMSK ，传输速率为 270.833kb