准结构
1.2.1移动通信发展历程
第一代 80年代 第二代 90年代
模拟
数字
第三代 IMT-2000
第四代2015
AMPS
GSM
UMTS WCDMA
CDMA
TACS
技术驱动
IS95
业务驱动 cdma
LTE
NMT
TDMA
2000
IS-136
其它
TD-
PDC
SCDMA
模拟调频 频分多址
数字调制 时分/码分多址
1.2移动通信的发展和比较
1.2.1 移动通信的发展历程
先驱者：1946年第一个推出移动电话AT&T
A/D
接入方式
典型代表
第一代（1G） 模拟蜂窝系统 FDMA 美国AMPS系统，欧洲TACS系统
第二代（2G）
数字蜂窝系统
TDMA CDMA
GSM系统 N-CDMA系统
目标
典型代表
过渡代（2.5G）
同频干扰（蜂窝系统特有）
相同载频电台之间的干扰; 要求：在组网时予以充分重视频率配置
1.1.1 移动通信的特点
通信系统复杂
用户经常移动，与BS无固定联系 要求：采用跟踪交换技术
位置登记、越区切换、漫游…
1.1.2移动通信的组网理论
1. 无线蜂窝式小区覆盖和小功率发射 蜂窝式组网放弃了点对点传输和广播覆盖模式，将一个移动
宽带数字
OFDM/MIMO
码分 / 时分多址
1.2.1移动通信发展历程
第一代——模拟蜂窝通信系统
频分复用
2
2
31 3 1
2
2
2
3
3
3
1
1
1
2
2
3
3
1
1
1.2.1移动通信发展历程
1G代表系统：
北美的AMPS（高级移动电话业务） 英国TACS(全接入通信系统) 北欧NMT（北欧移动电话）
缺点：
地形地物影响很大.
1.1.1移动通信的特点
电波传播条件恶劣，存在严重的多径衰落
多径传播 • 条件：地形、地物（建筑物）……
多径衰落 • 传播的途径不同，到达接收点时的幅度和相位都不一样，移动 台在行进途中接收信号的电平起伏不定可能严重地影响通话质 量
要求：在移动通信系统设计时，必须具有一定的抗衰落能力和储备
BSS
基站
基站
用户变成 漫游者
SS7
MSC1 （归属移动交换中心）
SS
PSTN
BSS
MSC2 （访问MSC） SS
OMS
图1-4 典型的蜂窝移动通信系统
1.1.3 移动通信系统的组成
图1-4示出了典型的蜂窝移动通信系统。移动通信无线服务区由 许多正六边形小区覆盖而成，呈蜂窝状，通过接口与公众通信 网（PSTN、PSDN）互联。移动通信系统包括移动交换子系统 （SS）、操作维护管理子系（OMS）和基站子系统BSS(通常包 括移动台(MS))，是一个完整的信息传输实体。
CDMA2000 EV-DO Rev-
A
CDMA2000 EV-DO Rev-
B
CDMA2000 EV-DO Rev-
C
UMB
1.2.1移动通信发展历程
虽然3G移动通信系统能基本满足人们对快速传输数据业务 的需求，但许多专家学者已把目光投入到了4G移动通信系 统的研究。
严格地说，目前对4G还没有一个权威的定义，它还处于研 发阶段。然而通过近些年来的不断研究，人们已对4G的基 本需求、技术支撑、网络体系等有了一些明确的概念。
优点：
频谱利用率高,话音质量高 容量大: 比TACS高3~5倍 提供窄带ISDN业务 标准化程度高,开放接口: 安全性高: TMSI,鉴权,加密 可以与ISDN,PSTN互联 可以在SIM卡基础上实现漫游
缺点：
数据功能差，不能支持多媒体业务。如使用GSM 手机上网，理论上只能达到 9.6k 的上网速度。
IMT-2000地面无线接口标准(5种)
多址方式
标准名称
对应提案
IMT-2000 CDMA DS
欧洲的 WCDMA
CDMA
IMT-2000 CDMA MC
美国的cdma2000
TDMA
IMT-2000 CDMA TDD IMT-2000 TDMA SC
中 国 的 TD-SCDMA 和 欧洲的UTRA-TDD
移动通信和卫星通信、光纤通信一起被列为现代通信领域的三大新兴 的通信技术手段。
1.1.1 移动通信的特点
移动通信与其他通信方式相比，主要有以下特点：
1.无线电波传播复杂 2. 多普勒频移产生调制噪声 3. 移动台受噪声的骚扰并在强干扰情况下工作 4. 对移动台的要求高 5. 通道容量有限 6. 通信系统复杂
要求：为防止多普勒效应对通信系统的影响，对地面设备的接收机采用锁相技术 （VCO）
1.1.1 移动通信的特点
互调干扰
两个或多个信号作用在通信设备的非线性器件上，产生同有用信号频率 相近的组合频率，从而构成干扰; 要求：移动通信设备必须具有良好的选择性
邻道干扰
相邻或邻近的信道（或频道）之间，由于一个强信号串扰弱信号而造成 的干扰;要求：移动设备中使用自动功率控制电路（APC）
•HSUPA •IMS性能增 强
•MBMS •MIMO
R7
•技术进一步 改进 •业务能力进 一步增强,类 型进一步丰 富
LTE
•未来10年或 更长时间内 网络演进 •标准化中
标准化进行中 标准化进行中
2005年3月
2002年6月
冻结 时间 2000年3月
2001年3月
CDMA2000 -1X
CDMA2000 EV-DO
高速传输
GPRS, CDMA20001X系统
第三代（3G） 第四代（4G）
全球漫游，高质量多媒体业务， 系统容量、管理能力、保密性 和服务质量均有很大改善
欧洲WCDMA系统，北美 CDMA2000系统，中国TDSCDMA系统
高速率，各种数据话音业务，全IP， 目前还没有一个4G网络的标
多协议，新技术
1.1 移动通信的概念
移动通信系指通信双方或至少一方是处于移动中进行信息交换的通信 方式。
包括固定点与移动体（车辆、船舶、飞机）之间、移动体之间、移动的 人之间的通信，都属于移动通信的范畴 。
移动通信涵义的关键点就在于“动中通”，它的突出特点是移动性，主 要表现在终端的移动性、业务的移动性以及个人身份（如SIM卡）的移 动性上。
移动通信中建立一个呼叫是由BSS和SS共同完成的；BSS提供并 管理MS和SS之间的无线传输通道，SS负责呼叫控制功能，所有 的呼叫都是经由SS建立连接的；OMS负责管理控制整个移动网。
MS也是一个子系统。它实际上是由移动终端设备和用户数据两 部分组成的，移动终端设备称为移动设备；用户数据存放在一 个与移动设备可分离的数据模块中，此数据模块称为用户识别 卡（SIM）。
2. 频率覆盖
蜂窝系统的基站工作频率，由于传播损耗提供足够的隔离度，在相隔一 定距离的另一个基站可以重复使用同一组工作频率，称为频率复用。
3. 多信道共用和越区切换
多信道共用技术利用信道占用的间断性，使许多用户能够任意地、合理 地选择信道，以提高信道的使用效率，这与市话用户共同享有中继线相 类似。
基于IMT-2000的宽带移动通信系统称为第三代移动通信系统， 简称为3G，它将支持速率高达2Mbps的业务，而且业务种类将 涉及话音、数据、图像以及多媒体等业务。
1.2.1移动通信发展历程
第三代IMT-2000的三大特点：
无缝的全球漫游。 高速传输。 无缝业务传递，即在固定网、移动网和卫星网上均能互通。
美国的UWC-136
IMT-2000 TDMA000年5月，国际电信联盟-无线标准部（ITU-R）最 终通过IMT-2000无线接口规范（M.1457），包括：
美国电信工业协会（TIA）提交的cdma2000； 欧洲电信标准化协会（ETSI）提交的WCDMA； 中国电信科学技术研究院（CATT）提交的TD-SCDMA
1.1.1 移动通信的特点
无线电波传播复杂
移动通信的频率范围： 高频（VHF，30~300MHz）； 特高频 （UHF，300～3000MHz）内。
这个频段的特点是： 传播距离在视距范围内，通常为几十千米； 天线短，抗干扰能力强； 以地表面波、电离层反射波、直射波和散射波等 方式传播，受
移动通信原理与应用
主讲教师：莫秀玲
学时：16
参考书
1、移动通信原理与应用，啜钢、王文博等编著，北京邮电大 学出版社，2002。
2、移动通信原理与系统，啜钢、王文博等编著，北京邮电大 学出版社，2005。
2、移动通信原理与应用技术，啜钢、李卫东编著，人民邮电 大学出版社
第一章移动通信概述
移动通信的概念 移动通信的基本特点 移动通信的发展 工作频段 分类及应用系统 发展趋势
IMT-2000的三种主流标准
最终形成最具代表性的IMT-2000的三种主流标准： WCDMA，cdma2000 和 TD-SCDMA。 这三种标准均采用CDMA技术。
1.2.1移动通信发展历程
R99
•WCDMA
R4
•TDSCDMA •软交换
R5
•HSDPA
•IMS •端到端的IP 多媒体业务
R6
通信服务区划分成许多以正六边形为基本几何图形的覆盖区域， 称为蜂窝小区。 基本的小区类型有：
超小区：小区半径r>20km 宏小区：小区半径r＝1～20km，适于高速公路和人口稠密的地区。
微小区：小区半径r＝0.1～1km 微微小区：小区半径r<0.1km，适于办公室、家庭等移动应用环境。