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1、第二讲第二讲移动通信系统组成和特点移动通信系统组成和特点2主要内容主要内容n移动通信系统的组成移动通信系统的组成n移动通信系统的特点移动通信系统的特点n移动通信系统的频谱分配移动通信系统的频谱分配移动通信系统的组成移动通信系统的组成4移动通信系统组成移动通信系统组成移动通信系统主要由移动台移动通信系统主要由移动台(MS, Mobile Station)、 基地站基地站(BS, Base Station)、 移动业务交换中心移动业务交换中心(MSC, Mobile Telephone Switching Center or Mobile Services Switching Center)及传及
2、传输线四个部分组成输线四个部分组成 市 话 局移 动 业 务交 换 中 心有 线BSBS基 地 站(BS)有 线 或 无 线无 线 小 区中 继 线移 动 台(MS)公 用 市 话 网(PSTN)公 用 移 动 网(PLMN)(MSC)5移动通信系统组成移动通信系统组成n移动台有便携式、手提式、车载式三种。所以说移动移动台有便携式、手提式、车载式三种。所以说移动台不单指手机台不单指手机, 手机只是一种便携式的移动台。手机只是一种便携式的移动台。 n基地站是以多信道共用方式在移动通信中提供通信服基地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务的关键设备, 其中主要由收发信道盘等组成。
3、其中主要由收发信道盘等组成。 n移动业务交换中心除具有一般市话交换机的功能之外移动业务交换中心除具有一般市话交换机的功能之外, 还有移动业务所需处理的越区切换、漫游等处理功能。还有移动业务所需处理的越区切换、漫游等处理功能。 n传输线部分主要是指连接各设备之间的中继线。目前传输线部分主要是指连接各设备之间的中继线。目前MSC到到BS之间的传输主要采用小微波及光缆等方式。之间的传输主要采用小微波及光缆等方式。 移动通信系统的特点移动通信系统的特点7电波传播条件复杂电波传播条件复杂在移动通信系统在移动通信系统(特别是陆地移动通信系统特别是陆地移动通信系统)中中, 由于移动由于移动台可能在各种环境中
4、不断运动台可能在各种环境中不断运动, 建筑群或障碍物对其的建筑群或障碍物对其的影响不断变化影响不断变化, 电磁波在传播时会产生反射、电磁波在传播时会产生反射、 折射、折射、 绕绕射等现象射等现象, 由此会产生多径干扰、信号传播延迟和展宽由此会产生多径干扰、信号传播延迟和展宽及多卜勒等效应及多卜勒等效应, 从而导致接收信号的强度和相位随时从而导致接收信号的强度和相位随时间、间、 地点而不断变化。地点而不断变化。 只有充分研究电波传播的规律只有充分研究电波传播的规律, 才能进行合理的系统设计。才能进行合理的系统设计。8电波传播条件复杂电波传播条件复杂n所谓多卜勒效应指的是当移动台所谓多卜勒效应指的
5、是当移动台(MS)具有一定速度具有一定速度v的时候的时候, 基站基站(BS)接收到移动台的载波频率将随接收到移动台的载波频率将随v的不的不同同, 产生不同的频移。反之也如此。移动产生的多卜勒产生不同的频移。反之也如此。移动产生的多卜勒频率为频率为 cosvfa式中式中, v为移动体速度为移动体速度, 为工作波长为工作波长, 为电波入射为电波入射角角(如图如图1-14所示所示)。 此式表明此式表明, 移动速度越快移动速度越快, 入入射角越小射角越小, 则多卜勒效应就越严重。则多卜勒效应就越严重。 9电波传播条件复杂电波传播条件复杂10噪声和干扰严重噪声和干扰严重通信质量的好坏与外部的噪声及干扰有
6、关。噪通信质量的好坏与外部的噪声及干扰有关。噪声的主要来源是人为噪声声的主要来源是人为噪声, 如来源于城市环境如来源于城市环境中交通工具的噪声中交通工具的噪声, 房屋装修过程中的噪声及房屋装修过程中的噪声及各种的工业噪声。干扰的主要来源有由设备中各种的工业噪声。干扰的主要来源有由设备中器件的非线性特性引起的互调干扰器件的非线性特性引起的互调干扰, 由移动台由移动台“远近效应远近效应”引起的邻道干扰及同频复用所引引起的邻道干扰及同频复用所引起的同频干扰等。起的同频干扰等。 因此因此, 在系统设计时在系统设计时, 应根应根据具体情况据具体情况, 采取相应的抗干扰和噪声的措施采取相应的抗干扰和噪声的
7、措施11频带利用率要求高频带利用率要求高移动通信移动通信, 特别是陆地移动通信的用户数量很大特别是陆地移动通信的用户数量很大, 为了为了缓和用户数量大与可利用的频率资源有限的矛盾缓和用户数量大与可利用的频率资源有限的矛盾, 除了除了开发新频段之外开发新频段之外, 还要采取各种措施以图更加有效地利还要采取各种措施以图更加有效地利用频率资源用频率资源, 如压缩频带、如压缩频带、 缩小波道间隔、多波道共缩小波道间隔、多波道共用等用等, 即采用频谱和无限频道有效利用技术。即采用频谱和无限频道有效利用技术。 12移动台的移动性强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由于移动台的移动是在
8、广大区域内的不规则运动动, 而且大部分的移动台都会有关闭不用的时而且大部分的移动台都会有关闭不用的时候候, 它与通信系统中的交换中心没有固定的联它与通信系统中的交换中心没有固定的联系系, 因此因此, 要实现通信并保证质量要实现通信并保证质量, 移动通信必移动通信必须是无线通信或无线通信与有线通信的结合须是无线通信或无线通信与有线通信的结合, 而且必须要发展自己的跟踪、交换技术而且必须要发展自己的跟踪、交换技术, 如位如位置登记技术、置登记技术、 波道切换技术、波道切换技术、 漫游技术等。漫游技术等。 13通信设备的性能要好通信设备的性能要好不同的移动通信系统有不同的特点不同的移动通信系统有不同
9、的特点, 这也是对通信这也是对通信设备性能要求的依据。在陆地移动通信系统中设备性能要求的依据。在陆地移动通信系统中, 要要求移动台体积小、求移动台体积小、 重量轻、功耗低、操作方便。重量轻、功耗低、操作方便。 同时同时, 在有振动和高、在有振动和高、 低温等恶劣的环境条件下低温等恶劣的环境条件下, 要求移动台依然能够稳定、要求移动台依然能够稳定、 可靠地工作。可靠地工作。 14系统和网络结构复杂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移动通信系统是一个多用户的通信系统, 必须必须使用户之间互不干扰使用户之间互不干扰, 能够协调一致地工作。能够协调一致地工作。 此外此外, 移动通信系
10、统还应与公用电话网移动通信系统还应与公用电话网(PSTN)、 综合业务数字网综合业务数字网(ISDN)等互连。等互连。 移动通信的频谱安排移动通信的频谱安排16频率资源简介频率资源简介 17我国蜂窝移动通信系统的频率我国蜂窝移动通信系统的频率系统或使用部门系统或使用部门 上行频率上行频率/MHz 下行频率下行频率/MHz 中国联通CDMA 825835 870880 中国移动GSM室内分布系统885890 930935 中国移动GSM900 890909 935954 中国联通GSM900909915 954960 中国移动DCS1800 17101720 18051815 中国联通DCS1800 17451755 18401850
