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移动通信系统的概念篇一
移动通信(mobile communication)是移动体之间的通信，或移动体与固定体之间的通信。移动体可以是人，也可以是汽车、火车、轮船、收音机等在移动状态中的物体。移动通信系统由两部分组成：
(1)空间系统；
(2)地面系统：①卫星移动无线电台和天线；②关口站、基站。
集群移动通信：
集群移动通信，也称大区制移动通信。它的特点是只有一个基站，天线高度为几十米至百余米，覆盖半径为30公里，发射机功率可高达200瓦。用户数约为几十至几百，可以是车载台，也可是以手持台。它们可以与基站通信，也可通过基站与其它移动台及市话用户通信，基站与市站有线网连接。
无线电集群通信是一个多信道中继（转发）系统，他自动共享若干个信道，与普通多信道公用系统并无本质区别。
通信电子线路：
《通信电子线路》主要讨论用于各种无线电技术设备和系统中的通信电子线路。内容包括信号调谐放大器、射频功率放大器、正弦波振荡器、频率合成器、调制与解调及混频电路。超外差接收机：
利用本地产生的振荡波与输入信号混频，将输入信号频率变换为某个预先确定的频率的方法。超外差原理最早是由e.h.阿姆斯特朗于1918年提出的。这种方法是为了适应远程通信对高频率、弱信号接收的需要，在外差原理的基础上发展而来的。外差方法是将输入信号频率变换为音频，而阿姆斯特朗提出的方法是将输入信号变换为超音频，所以称之为超外差。1919年利用超外差原理制成超外差接收机。这种接收方式的性能优于高频（直接）放大式接收，所以至今仍广泛应用于远程信号的接收，并且已推广应用到测量技术等方面。收音机：
收音机，由机械、电子、磁铁等构造而成，用电能将电波信号转换为声音，收听广播电台发射的电波信号的机器。
就是把从天线接收到的高频信号经检波（解调）还原成音频信号，送到耳机或喇叭变成音波。由于科技进步，天空中有了很多不同频率的无线电波。如果把这许多电波全都接收下来，音频信号就会象处于闹市之中一样，许多声音混杂在一起，结果什么也听不清了。为了设法选择所需要的节目，在接收天线后，有一个选择性电路，它的作用是把所需的信号（电台）挑选出来，并把不要的信号“滤掉”，以免产生干扰，这就是我们收听广播时，所使用的“选台”按钮。选择性电路的输出是选出某个电台的高频调幅信号，利用它直接推动耳机（电声器）是不行的，还必须把它恢复成原来的音频信号，这种还原电路称为解调，把解调的音频信号送到耳机，就可以收到广播。
移动通信系统的概念篇二
移动通信系统
教学目标：
1、理解并掌握移动通信的涵义及移动通信系统的组成。
2、理解移动通信的工作方式，了解移动通信的发展历程。教学方法：讲授法
情境教学法 教学学时：2学时
教学重点：
1、移动通信系统组成2、移动通信的工作方式
教学难点：
1、移动通信的工作方式
教具准备：微机、投影仪、手机
教学内容：
1、移动通信的涵义
2、移动通信系统组成3、移动通信的工作方式
4、移动通信的发展历程
教学过程：
ⅰ、组织上课
ⅱ、复习回顾，引入新课
1、什么是通信？并举例说明
2、什么是通信系统？
3、按收信者是否移动，通信系统分为几类？ ⅲ、讲授新课：
一、移动通信
1、定义：通信的双方或一方处于移动中的通信称为移动通信。
2、内涵：
1）移动通信是移动体与移动体之间的通信，是移动体与固定体之间的通信。
2）移动体可以是人，也可以是汽车、火车、轮船、收音机等在移动状态中的物体。
3)移动体之间的通信只能依靠无线电传输。
3、解决的基本问题：动中通
二、移动通信系统的组成：
1、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（msc）、传输线等组成。
1）移动台（ms）
分类：便携式、手提式、车载式 2）基站（bs）有收发信道盘等组成
无线小区：每一个基站都有一个可靠的通信服务范围，称为无线小区。无线小区的大小，主要由基站天线高度和发射功率决定。
3)移动业务交换中心(msc)具有一般市话交换机的功能，还有移动业务所需处理的越区切换、漫游等功能。
4)传输线
连接各设备的中继线。msc到bs之间的传输主要采用微波或光缆等方式。
2、工作方式：
按通话状态和频率的使用方法（工作方式）分类：
1、单工
2、双工
3、半双工
1）单工：收、发交替
同频单工：收发用一个频率 异频单工：收发各用一个频率
2）半双工：一方双工，另一方单工
3）双工：收发同时工作。（最复杂）移动通信用
时分双工：在通信中在不同时刻进行上下行数据传送模式。发送的时候不接收，接收的时候不发送。上下传送数据的时间不一样，但使用的频率是一样的。
频分双工：上下行在不同的频率上发送和接收。
三、移动通信系统是发展历程
1、第一代移动通信系统（1g，1st generation）出现时间：1980s 系统类型：fdma（频分多址），模拟话音通信系统 代表性系统
i.美国amps(advanced mobile phone system，也称为is-54)： ii.英国tacs(total access communication system)我国邮电部于1987年确定以tacs制式作为我国模拟制式蜂窝移动电话的标准。2001年关闭模拟网。
讨论：为什么要淘汰第一代模拟移动通信系统？
2、第二代移动通信系统（2g，2st generation）出现时间：1990s 系统类型：tdma(时分多址)或窄带cdma（码分多址），传递话音和低速数据的窄带数字通信系统
代表性系统
i.欧洲的gsm(global system for mobile communication)： ii.北美的d-amps(digital amps，也称为is-136)： iii.北美的cdma（is-95，interim standard 95）
iv.日本的pdc（personal digital communication system）:
3、第2.5代移动通信系统（2.5g，2.5st generation）出现时间：1996 系统类型
、cdma（码分多址），中速数据传递的数字通信系统 代表性系统
(general packet radio service,通用分组无线业务,速率144kbit/s)gsm向wcdma的演进策略 -95b（速率115.2kbit/s）
is-95向cdma2000的演进策略
4、第三代移动通信系统（3g，3rd generation）出现时间：2000s 系统类型：fdma、tdma和宽带cdma，传递多媒体业务的宽带数字通信系统
代表性系统
i.欧洲的wcdma(（wideband cdma，宽带码分多址）)ii.北美的cdma2000 iii.中国的td-scdma（（time division-synchronous cdma，时分-同步码分多址）
四、对两节课的内容进行归纳总结
五、布置作业
移动通信系统的概念篇三
实验三 qpsk系统的解调与误码率观测
一、实验目的
1、使用dsp原理图实现qpsk调制系统的解调。
2、使用tkplot等模块观测解调信号的波形及其眼图和星座图。
3、观测系统误码率与信噪比的关系曲线图。
二、本次实验所需器件
a.射频信号分离器：timed linear---splitter rf.（用于将信号分为两路信号）解调器： timed modem---qpsk_demod.c.误码率测量模块： sinks---beris.d.参数扫描：controllers---paramsweep.（用来扫描不同信噪比下的误码率）e.时间延迟模块：timed linear---delayrf.f.噪声：timed sources---n_tones/noise.g.波形观察模块：sinks---timedsink.(用于在dds下观察信号的波形)
三、实验内容
建立一个完整的qpsk调制解调系统，观察解调后信号的波形，星座图，眼图，测量系统在不同信噪比下的误码率。然后在加噪声和多径的条件下，观察噪声和多径对解调信号的影响（包括星座图，眼图，误码率）。
四、实验结果分析
上图是qpsk系统调制解调的一些实验结果图，s2为调制信号的频谱图（载波为70mhz，主瓣宽度大约50khz）； s4为解调信号的频谱图； t8为基波信号时域波形； t4为解调信号时域波形；
b1为接收信号中信噪比参数变化是解调信号的误码率。
从s4可以看出解调后的信号的频响范围基本在24.3khz以下。符合滤波后的基波信号频率范围。
对比t4与t8，我们可以发现解调出来的信号基本与之前几波信号一致（一定时延），能够保持信息传递。
从b1我们可以看到当接收到的信号信噪比越大，其系统的误码率也就越低。所以在设计系统是应尽量提高其信噪比。
此图验证的是噪声对信号的干扰，对比此图中的t4与上一图的t4，可以看到加了噪声的解调信号质量比没有加噪声的好。设计时应减少噪声对信号的影响。
此图验证的是多径对信号的干扰，对比此图中的t4与第一图的t4，可以看到信号经过距离不同的路径后被接收解调得到的信号质量比不经过多径的解调信号差。设计系统是应尽量减少多径对系统的影响。
移动通信系统的概念篇四
关于移动通信发展的调查报告
班级：电信姓名：李忠凯
学号：091
090819311
在世界范围内，移动通信的发展如日中天。从用户规模来看，目前全球的移动用户数已达到7亿户，并仍以每天新增70-80万户的速度增长着。在我国，截至2001年12月底，已有移动用户1.45亿户，而且还在以每月新增500万用户的速度不断增长着。在这种情况下，对现有移动通信系统进行技术改进的需求越来越迫切，一方面要求通过采用新的技术，不断提高
系统容量，以支持日益增长的移动用户数，另一方面要求提供尽可能丰富的移动业务，满足移动用户不断增长的业务需求。移动通信系统正是在这两个需求的驱动下，不断得到发展的。
一、移动通信系统的发展
从所提供业务的角度来看，移动通信的发展可以分为三个阶段。
第一阶段是提供移动语音业务，包括在2001年底已停止运行的模拟tacs系统、早期的gsm系统和is-95系统等。
第二阶段是提供电路型数据业务，如gsm系统的电路型数据业务平面和is-95a/b系统的电路型数据业务平面。所能提供的业务包括传真和其他承载业务，如wap等。电路型数据业务中移动用户独占一定的无线资源，由于无线资源的限制，移动系统所能分配给某一个移动用户的无线资源有限，因此电路型数据业务的速率往往较低，如gsm系统能提供的业务速率约为10kbit/s。由于速率较低，数据量较少，因此在实际应用中使用得较少。联通公司在新建立的cdma系统中就没有建设电路型数据平面，为提高电路型数据业务的速率，gsm和cdma系统都考虑使用多信道捆绑的方式来提高业务速率，如gsm系统曾发展为hscsd，is-95a系统发展为is-95b，支持最多8个信道的捆绑，但由于无线资源的限制，在实际运行中仍难以达到较高的速率。hscsd尚未进入商用阶段就被放弃，取而代之的是分组数据业务gprs。
is-95b在日本和韩国得到一定程度的应用，业务速率可以达到64kbit/s。
第三阶段是提供分组数据业务，如gprs系统和cdma2000-1x系统。internet是一种典型的分组数据业务，随着internet用户的快速增长，对移动internet接入的需求不断增加。近几年来，全球几乎所有的移动运营商和设备开发商都将注意力集中在分组数据业务的开发和试验上。gsm系统希望首先演进为gprs技术，实现分组数据业务，并最终过渡到w-cdma技术，以进一步提高业务速率。is-95系统将升级为cdma2000-1x系统，然后随着业务速率的提高，将逐步升级为1xev do(hdr)或1xev dv技术。
与电路型数据业务下移动用户长时间独占一定的无线资源不同的是，在分组数据业务下，所有的移动用户共享无线资源，并且每个用户只在有业务数据传送时才动态地申请和占用无线资源，因此采用分组数据方式可以做到“永远在线”。如gprs的峰值速率为115.2kbit/s，cdma2000-1x系统的峰值速率为153.6kbit/s，因此与电路型数据业务平面相比，分组数据业务平面更适于支持移动internet业务。但另一方面，由于在分组业务下，多个移动用户共享一定的无线资源，因此尽管分组业务可以有较高的峰值业务速率，但在用户进行数据传送期间内的平均业务速率仍然较低，而平均业务速率与峰值业务速率的比值也成为衡量系统技术的一项重要指标。从近一年多的试验来看，gprs的平均业务速率可以达到20kbit/s-40kbit/s，cdma2000-1x技术的平均业务速率为70 kbit/s-80kbit/s。相比较而言，cdma2000-1x技术较gprs技术成熟。三代技术的核心就是解决如何更好地支持分组数据业务，一方面需通过采用更先进的空中接口技术提高峰值传输速率，同时还要通过改进资源调度算法提高平均业务速率，以满足移动通信发展的需求。
二、三代及三代增强技术
1999年11月，itu确定了三代标准的五种技术，其中最具代表性的是三种基于cdma的技术，即ds0-cdma(wcdma)、mc-cdma(cdma2000)、tdd-cdma(hcr tdd和lcr tdd)。这三种技术具有不同的特点。
(一)mc-cdma(cdma2000)
mc-cdma(cdma2000)由美国提出，是由is-95系统演进而来的，并向下兼容is-95系统，主要技术掌握在qualcomm公司手中。is-95系统是世界上最早的cdma移动系统，已在世界范围内进行了10多年的试验和运营，现已被证明是十分稳定的系统。cdma2000系统继承了is-95系统在组网、系统优化方面的经验，并进一步对业务速率进行了扩展，同时通过引入一些先进的无线技术，进一步提升了系统容量。
cdma2000系统在空中接口方面完全向下兼容is-95系统。在核心网络方面，cdma2000系统继续使用is-95系统的核心网作为其电路域来处理电路型业务，如话音业务和电路型数据业务，同时在系统中新增加分组域设备(pdsn和pcf)来处理分组数据业务。因此在建设cdma2000系统时，原有的is-95的网络设备可以继续使用，只要新增加分组域设备即可。在基站方面，由于is-95与1x的兼容性，可以做到仅更新信道板，并将系统软件升级，即可将is-95基站升级为cdma2000-1x基站。联通公司在其cdma网络建设中就是采用了这种升级方案。由于cdma2000系统具有良好的兼容性，因此现在已有多家厂商可以提供cdma2000-1x的商用设备。在韩国已经开始了cdma2000-1x的商业运营，实际测试结果表明，对于语音业务，1x系统的容量是is-95系统的1.6倍。现对cdma2000技术的增强，即1xev的研究和标准化工作正在进行，其第一个增强版1xev do(hdr)已被itu接纳为国际标准，1xev dv标准正在制定中。hdr是完全针对分组数据业务设计的无线技术，在一个1.25mhz带宽内可以提供的峰值速率为2.4mbit/s，已达到itu对三代系统的速率要求。使用hdr技术时，分组数据业务仍然利用分组域设备(pdsn和pcf)来处理，无需再增加网络单元。由于hdr在射频方面与cdma2000-1x/is-95完全相同，因此只需在原cdma2000-1x基站中更新hdr信道板，再将软件升级即可。现在qualcomm公司、日本和韩国已开始进行现场试验，峰值速率可达到2.4mbit/s，平均速率可达600kbit/s-1.2mbit/s。
hdr需使用一个独立的1.25mhz载波来传输分组数据业务，采用时分复用的方式并利用基于传输质量的调度算法实现多个移动用户共享全部的无线资源。从理论上讲，将资源占用较少的话音业务与短时资源占用较高的分组数据业务放在同一个载波内进行传输，通过合理的优化可以实现更高的无线资源利用率，但由于话音业务和分组数据业务对服务质量(qos)的要求有较大的差异，优化算法将变得十分复杂。1x ev dv正在向这个方向努力，预计2002年上半年可以完成标准化工作。
(二)ds-cdma(w-cdma)
ds-cdma(w-cdma)由日本和欧洲提出，从事w-cdma标准研究和设备开发的厂商最多，其中包括爱立信、诺基亚、北电、摩托罗拉、三星、西门子/nec和阿尔卡特/富士通等。在w-cdma的市场前景尚无法预知的情况下，qualcomm公司也已开始着手进行w-cdma基站和终端芯片的开发。为打破qualcomm公司对cdma技术的垄断，w-cdma在最初设计时，采用了一些技术试图绕过qualcomm公司的专利，如基站间不采用gps进行同步、不采用连续导引信道的系统/小区搜索方法等。但这些技术的采用将直接影响到cdma的一些固有优势的发挥，如软切换等，因此这些技术在实际运用中的效果还需验证。尽管理论上w-cdma系统在异步的情况下仍可以进行软切换，但几乎所有现在开发的设备都使用了gps进行同步，或使用较高代价实现基于网络的同步方案。随着标准化工作的展开，在w-cdma系统中也逐渐引入了连续的导引信道，使得终端系统得到简化。现在w-cdma将连续导引信道和不连续导引信道的方式都保留在标准中，具体使用哪种方式可以由厂家自行决定，因此w-cdma未来可能会出现较多的互联问题，而且两种导引信道同时存在增加了系统的开销。有消息说，qualcomm公司在开始开发w-cdma芯片前，曾用了一年半的时间研究需开发w-cdma的哪些功能项，但最终难以决定。如，若使用连续导引信道方式，则系统性能最佳，且与is-95/cdma2000-1x十分相似，开发也很容易，但考虑到由于专利问题，其他厂家极有可能使用非连续导引信道的方式，则将来在终端的互联上可能存在较大的问题。上述担心造成qualcomm公司的w-cdma芯片开发计划一再推迟。尽管qualcomm公司现在已着手开发w-cdma芯片，但仍将很多问题留到未来互联时再确定。国内一些制造商现正在进行w-cdma设备的开发，也将面临着同样的问题。
由于开发w-cdma设备的厂家很多，因此造成投资比较分散，技术问题没有得到集中解决，这又将给未来系统互联造成较多的问题。同时w-cdma的核心专利被21家公司掌握，因此对国内的设备开发厂商来说，未来在专利问题的处理上也将会十分复杂。
w-cdma系统每个载波占用5mhz的带宽，每个运营商在布置w-cdma系统时仅能使用2-3个载波，因此w-cdma在初始设计时，即考虑在同一个载波内支持话音和数据业务。为此，w-cdma系统定义了十分复杂的mac层，根据不同的业务类型使用不同的复接方案。由于mac层过于复杂，众多的基站和终端厂商几乎都只能支持其中的一个子集，这就进一步增加了系统互联的难度和复杂程度。
另一方面，w-cdma将不同qos要求的业务在同一个载频内进行共同优化，其过程会比较复杂。另外，由于w-cdma试图通过mac层将不同qos要求的业务复接在一个或多个物理信道上，这种复杂的复接方法削弱了业务的qos与物理层的无线资源控制间的关系，增加了对无线资源管理的难度。因此w-cdma在短时间内很难将其系统容量优化到可以与cdma2000-1x比拟的程度。
w-cdma的主要运营商将会出自于现在的gsm运营商，对于gsm运营商来说，理想的演进方式是gsm→gprs→edge/w-cdma，即首先通过gprs建立全新的分组域核心网络，再引入edge/w-cdma提高业务速率。但由于gprs在近期的试验结果不是很好，因此对w-cdma的推广会产生一定的影响。同时由于w-cdma在开发中发现的问题较多，使得w-cdma的商用计划一再推迟，所有这些问题都使得w-cdma已不像两年前那样被广泛看好。如果w-cdma不能尽快进入运营阶段，也不能排除原gsm运营商直接采用hdr技术提供分组数据业务，并过渡到全面使用cdma2000技术的可能。(三)tdd-cdma(hcr tdd和lcr tdd)
tdd-cdma包括两种制式，即欧洲提出的td-cdma(itu标准中称为高码片速率tdd，hcr tdd)和中国提出的td-scdma(itu标准中称为低码片速率tdd，lcr tdd)。
hcr tdd最早由西门子公司提出，主要是针对解决微蜂窝和微微蜂窝覆盖的技术方案。但由于技术和资金等方面的原因，西门子已逐渐放弃其hcr tdd的研究和开发，而转入与大唐合作开发td-scdma。因此事实上tdd-cdma的标准只剩下td-scdma。
td-scdma是由我国的大唐集团在原scdma技术上提出的一种tdd技术方案，并希望能够用于支持从微微蜂窝至宏蜂窝的各种应用环境。td-scdma中使用了大量的先进技术，如智能天线技术和联合检测技术等。所有这些技术以及tdd的组网方案都还未在其他系统中得到较好的运用，因此与w-cdma相比，td-scdma更不成熟，也更需要时间进行验证。
在标准中，智能天线技术和联合检测技术均为可选择使用的技术，但如果不采用这两项技术，td-scdma的系统容量将远远低于cdma2000系统。除了这两项技术本身需要验证外，由于使用这两项技术，还使得基站间的同频覆盖变得较难解决，如不解决同频覆盖问题，则td-scdma的系统容量也将远远低于cdma2000系统。
另外，在使用了智能天线技术、联合检测技术和tdd技术后，在网络规划和网络优化方面也与其他系统存在较大的差异，几乎没有可借鉴的经验，这也给td-scdma的大规模商用设置了不小的障碍。
td-scdma除空中接口技术外，高层沿用了w-cdma的协议栈，只是针对物理层的改变作了适当的修改。td-scdma是一种时分复用系统，在复用策略上与w-cdma存在较大的差异，因此沿用w-cdma复杂的mac层方案可能会产生比w-cdma更多的问题，这些问题在无线资源管理和优化上会显得尤为突出。因此td-scdma需要更大的投入来解决这些问题。
由于td-scdma是时分复用系统，所以从技术的角度来看，gsm/gprs的核心网络和高层协议更适合于td-scdma，而不是3gpp的网络结构和高层协议。因此西门子和大唐也提出了td-scdma over gsm(tsm)的技术方案，但该方案现在还未得到运营商的广泛认可。如果排除系统推出时间上的问题，tsm与edge相比应该有较大的技术优势。
由此可见，在所有的3g技术方案中，cdma2000技术较为成熟，具有最好的系统性能和最强的适用性，而且从2g向3g的过渡方案也是最平滑的，因此，cdma2000系统较w-cdma和td-scdma会最早投入商业运行。hdr技术是最成熟的基于微蜂窝和宏蜂窝的数据接入解决方案，并且能够满足运营商和用户的全部需求，现已开始技术试验，相信2002年底即可投入商业运营。
