《移动通信》教案授课单位：信息工程学院授课人：尹立强授课对象：信工041-2授课时间：2007～2008学年第一学期1、本课程教学目的：“移动通信”是信息工程专业的专业课程.该课程较详细地介绍了移动通信的原理和实际应用系统。

通过本课程的学习使学生掌握和了解移动通信的基本理论，以及移动通信的发展、蜂窝移动通信系统的基本概念、移动通信的信道、移动通信系统的调制和组网技术、移动通信中的多址接入、移动通信网以及GSM 系统、CDMA系统和第三代移动通信技术等。

2、本课程教学要求：1．掌握移动通信的概念、特点；了解移动通信组网理论的基本内容；理解移动通信的发展历程及发展趋势；了解第三代移动通信系统的主要差别；了解移动通信的应用系统。

2．理解关于蜂窝的概念；了解频率复用的概念以及频率复用的模型；理解信道分配策略以及切换策略；理解干扰与系统容量之间的关系，了解如何在实际系统中用功率控制减少干扰以提高系统容量；了解各种提高系统容量的方法。

3．了解无线电波的传播特性，移动通信中的快衰落与慢衰落；掌握无线信道中信号的多径衰落和多普勒频移，掌握多径传播与快衰落、阴影衰落、时延扩展与相关带宽以及信道的衰落特征；掌握分集技术的基本概念；掌握分集信号的合并技术。

4．掌握多址接入的基本概念和多址接入方式，掌握FDMA技术的原理及系统的特点，了解FDMA系统中的干扰问题，掌握TDMA技术的原理及系统的特点，熟悉TDMA的帧结构，了解TDMA系统的同步与定时，掌握CDMA技术的原理及系统的特点，了解空分多址（SDMA）技术的原理；掌握系统容量的定义，熟悉FDMA、TDMA、CDMA系统容量的分析与比较。

5．掌握FDMA模拟蜂窝网，TDMA数字蜂窝网，CDMA移动通信系统。

3、使用的教材：郭梯云编，《移动通信》，西安电子科技大学出版社主要参考书目：啜钢王文博常永宇等编，《移动通信原理与应用》，北京邮电大学出版社，赵长奎编，《GSM数字移动通信应用系统》，国防工业出版社，顾肇基译，《GSM网络与GPRS》，电子工业出版社，第一章概论本章的教学目标和要求：重点掌握移动通信的概念、特点；了解移动通信组网理论的基本内容；理解移动通信的发展历程及发展趋势；；掌握移动通信的三种工作方式；了解移动中继方式；了解移动通信的应用系统。

本章总体教学内容和学时安排：本章重点：移动通信的主要特点和工作方式; 蜂窝移动通信系统;移动通信的网络结构和接口.本章难点：蜂窝移动通信系统的频率复用,集群系统的集群方式.本章教学方式：课堂讲授本章教学手段：多媒体本章课时安排：6本章习题：P281 2 3 4 5 8 10教学过程组织：本章课程以移动通信的发展史为切入点，介绍移动通信的特点和分类以及几种比较常见的移动通信系统。

教学时注重理论与实际的联系，特别是常用移动通信系统，应与实际使用状况相结合。

本章的具体内容：§1－1 移动通信的主要特点一.移动通信的定义移动通信就是指通信的双方，至少有一方是在移动中进行的通信。

例如，固定点与移动体(车辆、船舶、飞机)之间、移动体之间、活动的人与人之间以及人与移动体之间的通信。

都居于移动通信的范畴。

二.移动通信的发展史蜂窝移动电话系统首先运营的是模拟蜂窝系统(第一代蜂窝移动电话系统)。

其主要特征是用模拟信道传送模拟话音信号。

模拟蜂窝系统主要有如美国的AMPS 系统、英国的TACS系统、日本的NTT系统等。

但模拟蜂窝系统容量小，频谱及频道利用率低，业务形式单一，话音质量不高，难以和综合业务数字网(ISDN)互通互连，通信保密问题严重，现在，模拟系统已难以满足使用的要求，基本退出了移动通信的舞台。

目前运营的数字蜂窝系统有欧洲的GSM系统，美国的IS-54TDMA、IS-95CMA 和日本的PDC系统，它们被称为第二代蜂窝系统。

数字蜂窝系统直接传输与处理数字信息，具有一切数字系统所具有的优点。

在频谱及频道利用率、系统容量、话音质量、通信保密性、手机的体积、重量、功耗等诸方面均优于模拟蜂窝系统。

第三代蜂窝系统最早是国际电联（ITU）在1985年提出的，当时把它命名为未来公众陆地移动通信系统(FPLMTS)。

由于该系统预期在2000年使用，工作频段在2000MHz，故于1996年易名为IMT-2000。

总的来讲．第三代蜂窝系统是一个综合系统，它具有以下特点：包括地面系统和卫星系统；具有海陆空三维的服务面；有话音、数据、视频、ISDN和多媒体等多种业务；包括从不到50m的微微小区一直到大于500km的卫星小区；具有多种空中接口和接入方式。

它可向高速与慢速移动的用户提供服务，是一个高度智能的、全球覆盖的、具有个人服务持色的移动通信系统。

三.移动通信的特点1.移动通信必须利用无线电波进行信息传输2.移动通信是在复杂的干扰环境中运行的3.移动通信可以利用的频谱资源非常有限，而移动通信业务量的需求却与日俱增4.移动通信系统的网络结构多种多样，网络管理和控制必须有效5.移动通信设备必须适与在移动环境中使用§1－2 移动通信系统的分类一.移动通信的分类能够实现移动通信的技术系统称为移动通信系统。

移动通信系统，按用途、制式、入网方式等不同，可以有不同分类方法：按使用对象，可分为军用、民用；按用途和区域，可分为陆地、海上与空间；按信息的流向，可分为单向和双向；技经营方式，可分为公众网、专用网；技服务区结构，可分为单区制（大区制）、多区制（小区制）；按与地面固定网的连接方式，可分为人工、半自动、全自动；按工作方式，可分为模拟与数字；按调制方式，可分为调幅、调频、调相等。

二.工作方式1.单工通信1）同频单工制同频是指通信的双方，使用相同工作频率。

单工是指通信双方的操作采用“按-讲”方式。

平时，双方的接收机均处于守听状态。

如果A方需要发话，按装在A 方的“按——讲”开关即收发控制按钮，关掉A方接收收机，使其发射机工作。

这时由于B方接收机处于守听状态，即可实现由A至B的通话。

同理，也可实现由B 至A的通话。

在该方式中，同一部电台(如A方)的收发信机是交替工作的，发射时不能接收，接收时不能发射，故收发信机可使用同一副天线，而不需要使用天线共用器。

2）双频单工制双频单工是指通信的双方使用两个频率，而操作仍采用“按-讲”方式的通话制。

同一部电台(如A方)的收发信机也是交替工作的，只是收发各用一个频率。

在移动通信中，基地站和移动台收、发使用两个频率实现双向通信，这两个频率通常称为一个信道，若基地站设置多部发射机和多部接收机且同时工作，则可将接收机设置在某一频率上，而将发射机设置在另一频率上。

只要这两个频率有足够频差(或称频距)，借助于滤波器等选频器件就能排除发射机对接收机的干扰。

2.双工通信双工制指通信双方的收发信机均同时工作，即任一方在发话的同时也能收听到对方的话音，操作方便。

但采用这种方式，不管是否发话，发射机总是工作的，故电能消耗大。

这一点对以电池为能源的移动台是很不利的。

此外，这种方式需用天线共用器，才能使收发共用一副天线。

目前，这种工作方式在移动通信系统中获得了广泛应用。

蜂窝移动电话系统无论是模拟还是数字的都采用双工制工作。

3.半双工通信半双工制是指通信的双方，有一方(如A方)使用双工方式，即收发信机同时工作，且使用两个不同的频率，收发信机可以各用一副天线，也可通过天线共用器合用一副天线；而另一方(如B方)则采用双频单工方式，即收发信机交替工作。

平时，B方处于守听状态，仅在发话时才按压“按-讲”开关，切断收信机使发信机工作。

目前，集群移动通信系统大多采用半双工方式工作。

二.模拟网和数字网三.话音通信和数据通信§1－3 常用移动通信系统一.无线电寻呼系统目前的无线电寻呼系统是一种传送简单信息的单向呼叫系统。

它由寻呼控制中心、基站和寻呼接收机三部分组成。

二.蜂窝移动通信系统(重点)蜂窝移动电话系统是一种双向双工通信系统。

该系统一般由移动台(MS)、基站(BS)、移动业务交换中心(MSC)及与市话网(P5TN)相连的中继线等组成，如图所示。

移动业务交换中心的主要功能是信息的交换和整个系统的集中控制管理，基站和移动台设有收发信机和天馈线等设备。

每个基站都有一个可靠通信的服务范围，该范围的大小主要由发射机功率和基地站天线的有效高度等决定。

三.无绳电话系统CT2是由第一代无绳电话(CT1)改进演变而来的。

它与CT1相比有两大改进：一是实现了全数字化，二是座机改成了基站。

CT2系统由手机(HS)、基站(BS)、网络管理中心(MNCC)及计费系统构成，它依附于公用电话交换网(PSTN)，是市话网的延伸。

四.集群移动通信系统五.移动卫星通信系统六.分组无线网§1－4 移动通信的基本技术一.调制解调技术(复习通信原理中这部分内容)二.移动信道中电波传播特性的研究(第三章详细讲)三.多址方式(6、7、8三章有重点详细的讲解)四.抗干扰措施(第四章详细讲)五.组网技术(重点)1.网络结构2.网络接口3.网络的控制与管理第二章调制解调说明：本章内容在通信原理课程中已有详细的讲解，在本课程中仅做复习内容。

第三章移动信道的传播特性本章的教学目标和要求：了解电波的传播方式和损耗；重点掌握移动信道的特征；理解陆地移动信道的场强估算.本章重点：移动信道的特征;多径效应、瑞利衰落、多径时散与相关带宽等概念的理解与掌握.本章难点：移动信道的场强的估算.本章教学方式：课堂讲授本章教学手段：多媒体本章课时安排：6本章习题：P1011 3 4 8 9教学过程组织：本章课程以复习电波的传播方式为切入点，介绍移动信道的特点和电波传播过程中的衰落。

本章课程理论性强，内容较难理解，讲授时应注重调动课堂气氛，使学生积极思考。

对多径时散与相关带宽概念的讲授应相应加大力度。

本章的具体内容：§3－1 无线电波传播特性一.电波传播方式电磁波从发射机发出，传播到接收天线，可以有不同的传播方式，主要的传播方式有四种：地波传播：是一种沿着地球表面传播的电磁波，称为地面波或表面波传播，简称地表波。

天波传播：电波向天空辐射并经电离层反射回到地面的传播方式称为天波传播，也称电离层传播。

直射波传播：电波从发射天线直射到接收天线的传播方式，称为直射波传播，有时也称视距传播或视线传播。

散射传播：这种传播主要是由于电磁波投射到大气层（如对流层）中的不均匀气团时产生散射，其中一部分电磁波到达接收地点。

二.直射波三.大气中的电波传播1.大气折射2.视线传播极限距离直射波传播最大距离受收、发天线高度、地球曲面半径以及大气折射影响共同决定，下图示出了求视线传播的极限距离。

假定发射天线高度为h t ，接收天线高度为h r 。

从几何关系可求出极限的距离d 为:d =在实际情况下，在超过上述极限距离的地方也可能收到较强信号。