《無線通信》PPT課件

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1、無線通信原理主講人:湯一彬河海大學計信院第一章緒論§1.1移動通信的主要特點移動通信是通信領域中最具有活力，最具有發(fā)展前途的一種通信方式。它是當今信息社會中最具有個性化特征的通信手段。它的發(fā)展與普及改變了社會也改變了人類的生活方式，它讓人們領悟到現(xiàn)代化與信息化的氣息。移動通信，顧名思義其最本質(zhì)的特色是“移動”二字，就是說這類通信不是傳統(tǒng)靜態(tài)的固定式通信，而是動態(tài)的移動式通信。2傳統(tǒng)的固定式通信，又稱為有線通信。它的最大特點是靜態(tài)的，信道是封閉的，且是人造的，從而是優(yōu)質(zhì)的。它的最大缺點是缺乏動態(tài)性，不適應現(xiàn)代人快節(jié)奏

2、的生活需求，特別是快速移動的需求。無線通信針對上述靜態(tài)的缺點，以開放式傳播來傳遞信息，它的代價是犧牲了全封閉式的優(yōu)質(zhì)人造信道，換取了無需采用固體介質(zhì)專用線路的開放式傳輸?shù)撵`活性，但是信道的開放性必然引起了信道的時變性和隨機性，從而大大降低了通信容量和質(zhì)量。3●移動通信則是在無線通信的基礎上又進一步引入了用戶的移動性,在無線通信的一重信道動態(tài)的基礎上又加入了第二重用戶的動態(tài)性，這實質(zhì)是兩重動態(tài)性。這種二重動態(tài)性以及在第三代(3G)移動通信技術中進一步引入的第三重動態(tài)性——業(yè)務類型動態(tài)選擇特性,貫穿到本書的每一章節(jié)。在

3、移動通信中，終端是移動的，傳輸線路是隨終端移動而分配的動態(tài)無線鏈路，網(wǎng)絡則是適應動態(tài)用戶終端、動態(tài)線路的動態(tài)型交換網(wǎng)絡。4移動通信，確切地說蜂窩式移動通信，就正式商業(yè)運營而言，至今也不過只有20多年的歷史，就其發(fā)展歷程看，大約每十年更新一代。目前正處于第二代(2G)與第三代(3G)交接期。自上世紀八十年代我國引入模擬式(TACS)移動通信網(wǎng)以來，經(jīng)過短短二十多年的發(fā)展，截止2002年底，我國已擁有2億以上的移動通信用戶，成為全球頭號移動用戶大國。我國的第一代移動通信TACS系統(tǒng)目前已完成其歷史任務而被淘汰；第二代移

4、動通信GSM系統(tǒng)是全球第一，規(guī)模最大、用戶最多，CDMA系統(tǒng)目前也是數(shù)一數(shù)二，并即將成為全球第一；第三代移動通信，我國目前還處于即將投入運營的階段。1.2移動通信的發(fā)展5第一代以模擬式蜂窩網(wǎng)為主要特征，是上世紀七十年代末八十年代初開始商用化的。其中最具代表性的是北美的AMPS(AdvancedMobilePhoneSystem)、歐洲的TACS(TotalAccessCommunicationSystem)兩大系統(tǒng)，另外還有北歐NMT以及日本的HCMTS等。第一代(1G)從技術特色上看，它是以解決兩個動態(tài)性中最基本

5、的用戶這一重動態(tài)性為核心并適當考慮到第二重信道動態(tài)性。主要措施是采用頻分多址FDMA方式實現(xiàn)對用戶的動態(tài)尋址功能，并以蜂窩式網(wǎng)絡結構和頻率規(guī)劃實現(xiàn)載頻再用方式，達到擴大覆蓋、服務范圍和滿足用戶數(shù)量增長的需求。在信道動態(tài)特性匹配上適當采用了性能優(yōu)良的模擬調(diào)頻方式，并利用基站二重空間分集方式抵抗空間選擇性衰落。6第二代(2G)以數(shù)字化為主要特征，構成數(shù)字式蜂窩移動通信系統(tǒng)，它是上世紀九十年代初正式走向商用。其中最具代表性的有歐洲的時分多址(TDMA)GSM(GSM原意為GroupSpecialMobile，89年以后改

6、為GlobalSystemforMobileCommunications)、北美的碼分多址(CDMA)的IS-95兩大系統(tǒng)，另外還有日本的PDC系統(tǒng)等。第二代(2G)從技術特色上看，它是以數(shù)字化為基礎，較全面考慮信道與用戶的二重動態(tài)特性及相應的匹配措施。主要實現(xiàn)措施有：采用TDMA(GSM)、CDMA(IS-95)方式實現(xiàn)對用戶的動態(tài)尋址功能，并以數(shù)字式蜂窩網(wǎng)絡結構和頻率(相位)規(guī)劃實現(xiàn)載頻(相位)再用方式，從而擴大覆蓋、服務范圍和滿足用戶數(shù)量增長的需求。7在對信道動態(tài)特性的匹配上采用了一系列措施：(1)采用抗干擾

7、性能優(yōu)良的數(shù)字式調(diào)制：GMSK(GSM)、QPSK(IS-95)，性能優(yōu)良的抗干擾糾錯編碼：卷積碼(GSM、IS-95)、級聯(lián)碼(GSM)；(2)采用功率控制技術抵抗慢衰落與遠近效應，它對CDMA方式的IS-95尤為重要；(3)采用自適應均衡(GSM)和Rake接收(IS-95)抗頻率選擇性衰落與多徑干擾；(4)采用信道交織編碼，如采用幀間交織方式(GSM)和塊交織方式(IS-95)抗時間選擇性衰落。(5)基站采用空間或極化分集方式抗空間選擇性衰落。8第三代(3G)以多媒體業(yè)務為主要特征，它是本世紀初剛剛投入商業(yè)化

8、運營。其中最具有代表性的有北美的CDMA2000、歐洲與日本的WCDMA、以及我國提出的TD-SCDMA三大系統(tǒng)，另外還有歐洲D(zhuǎn)ECT以及北美的UMC-136。第三代(3G)從技術上看，它是在2G系統(tǒng)適配信道與用戶二重動態(tài)特性的基礎上又引入了業(yè)務的動態(tài)性，即在3G系統(tǒng)中，用戶業(yè)務既可是單一的話音、數(shù)據(jù)、圖像，也可以是多媒體業(yè)務，且用戶選擇業(yè)務是隨的,這個第三