第一篇：移动通信教案
《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：2022～2022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： P28 1 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，若基地站设臵多部发射机和多部接收机且同时工作，则可将接收机设臵在某一频率上，而将发射机设臵在另一频率上。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： P101 1 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ht，接收天线高度为hr。从几何关系可求出极限的距离d为:
d2R(hthr)
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。这种现象叫超视距传播。产生超视距传播的主要原因是大气折射的缘故，电波在大气层中折射的通常结果是，传播距离要比极限视距更远—些，也可以说似乎是地球变得平坦了，或说是地球半径变大了。根据通常情况，按标准大气折射计算，等效的地球半径增大了三分之一。四.障碍物的影响与绕射损耗
在实际情况下，电波在直射传播的路径上可能存在山丘、建筑物等障碍物，由这些障碍物引起的附加衰耗(除了自由空间传播衰耗外)，称为绕射衰耗(或绕射损耗)。
设障碍物与发射点、接收点的相对位臵如下图所示，图中x表示障碍物顶点P至直射线TR的距离，在传播理论中称作费涅尔余隙。图(a)所示情形规定余隙x为负，图(b)时余隙为正。由费涅尔绕射理论可求得障碍物引起的绕射衰耗与费涅尔余隙的关系如下图所示。图中横坐标为x/x1，其中x1称为费涅尔半径，并由下式可求得： x1式中λ为电波波长。
d1d2d1d2
五.反射波
当电波传播中遇到两种不同介质的光滑界面时，如果界面尺寸比电波波长大得多时就会产生镜面反射，因此从发射天线到接收天线的电波包括直射波和反射波。通常，在研究地面对电波的反射时，都是按平面波处理的，即电波在反射点的入射角等于反射角，电波的相位发生—次反相。§3－2 移动信道的特征 一.传播路径与信号衰落 二.多径效应与瑞利衰落
在陆上移动信道中，移动台往往工作在城市建筑群和其它地形地物极为复杂的环境中。基地台和移动台之间的电波传播不再是单纯的直射波形式，而出现各个路径的反射，以致到达接收天线的信号是来自不同传播路径的各个分量的合成波。由于各分量的互相干涉而产生深度的快衰落，即多径衰落。多径衰落后信号的包络服从瑞利分布，所以多径衰落又称作瑞利衰落。三.慢衰落特性与衰落储备
移动台接收信号除瞬时值出现快速起伏瑞利衰落外，其场强中值随着所处位臵改变而呈现较慢变动，称为慢衰落。发生慢衰落的主要原因是障碍物的阴影效应，即在电波传播的路径上遇到建筑物、树林等障碍物的阻挡，产生了电磁场的阴影。当移动台通过不同的障碍物的阴影时，就造成接收信号场强中值的变动。变动的大小取决于障碍物的状况及工作频率。变化的速率不仅与障碍有关，而且和移动台的移动速度有关。造成慢衰落的另一个原因是由于气象条件的变化，使电波折射系数随时间变化，多径传播到达接收点的信号时延也随之变化，从而也造成场强中值电平的慢变化，即慢衰落。大量测试表明，无论是由阴影效应引起的慢衰落，还是由大气折射状况缓慢变化引起的场强中值变动，都近似服从对数正态分布规律，即场强的分贝数接近正态分布。其标准偏差约5~7dB。四.多径时散与相关带宽(重点)
§3－3 陆地移动信道的场强估算
接收机输入电压、功率与场强的关系（难点）1.接收机输入电压的定义 2.接收场强与接收电压的关系 一.地形、地物分类 1.地形的分类与定义
3.为了计算移动信道中信号电场强度中值(或传播损耗中值)，可将地形分为两大类，即中等起伏地形和不规则地形，并以中等起伏地形作传播基准。所谓中等起伏地形是指在传播路径的地形剖面图上，地面起伏高度不超过20m，且起伏缓慢，峰点与谷点之间的水平距离大于起伏高度。其它地形如丘陵、孤立山岳、斜坡和水陆混合地形等统称为不规则地形。
4.由于天线架设在高度不同的地形上，天线的有效高度是不一样的。（例如，把20m的天线架设在地面上和架设在几十层的高楼顶上，通信效果自然不同。）因
5.此必须合理规定天线的有效高度。若基站天线顶点的海拔高度为hts，从天线设臵地点开始，沿着电波传播方向的3km到15km之内的地面平均海拔高度为hga，则定义基站天线的有效高度为 6.hb=hts－hga
7.若传播距离不到15km, hga是3km到实际距离之间的平均海拔高度。8.移动台天线的有效高度hm总是指天线在当地地面上的高度。9.地物分类
10.不同地物环境其传播条件不同，按照地物的密集程度不同可分为三类地区：① 开阔地。在电波传播的路径上无高大树木、建筑物等障碍物，呈开阔状地面，如农田、荒野、广场、沙漠和戈壁滩等；② 郊区。在靠近移动台近处有些障碍物但不稠密，例如，有少量的低层房屋或小树林等；③ 市区。有较密集的建筑物和高层楼房。
11.当然，上述三种地区之间都是有过渡区的，但在了解以上三类地区的传播情况之后，过渡区的传播情况就可以大致地估计出来。1.中等起伏地形上传播损耗的中值（难点）2.市区传播损耗的中值 3.郊区和开阔地损耗的中值 4.不规则地形上传播损耗的中值 5.任意地形地区的传播损耗的中值
第四章
抗衰落技术
本章的教学目标和要求：
掌握分集技术的基本概念；掌握分集信号的合并技术，了解其性能；掌握隐分集技术的概念和原理，了解其应用；掌握时域均衡的概念和工作原理；了解自适应均衡技术的应用。
本章重点：
分集的方式及其分集信号的合并技术.本章难点： 时域均衡的工作原理和自适应均衡技术的应用。
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： P122 1 3 6 教学过程组织：本章课程以复习电波的非相关性为切入点，介绍分集接收原理和分集合并性能。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。对均衡技术的讲授应相应加大力度。
本章的具体内容：
§4－1 分集接收 一.分集接收原理（重点）1.分集接收的定义 2.分集方式 1)宏分集 2)微分集
3.合并方式
二.分集合并性能的分析与比较 1.选择式合并的性能 2.最大比值合并的性能 3.等增益合并的性能 4.平均信噪比的改善 §4－2 RAKE接收 §4－3 均衡技术（难点）一.均衡的原理 二．自适应均衡技术
第五章
组网技术
本章的教学目标和要求：
理解多址技术的定义和几种多址方式;了解移动通信的信道配臵;重点掌握数字蜂窝移动通信网的网络结构;理解移动通信系统的信令;掌握越区切换和位臵管理.本章重点：
多址技术的定义;数字蜂窝移动通信网的网络结构;越区切换和位臵管理.本章难点：
移动通信的信道配臵;移动通信系统的信令.本章教学方式： 课堂讲授 实验 本章教学手段： 多媒体 实验演示 本章课时安排： 10 本章习题： P162 2 8 9 13 17 18 20 21 26 27 29 教学过程组织：本章课程以复习第一章讲述的多址方式的定义为切入点，重点介绍5种多址技术以及移动通信的网络结构。本章课程在该课程中有很高的地位，关系到对整个课程体系的掌握，讲授时应相应增加教学时数，充分调动学生的积极性，以更好地理解本章内容。
本章的具体内容：
§5－1 概述
一.提出移动通信系统在组网方面要解决的问题 1.如何共享频率资源 2.区域覆盖问题 3.网络结构问题 4.移动性管理问题 5.通信系统中的信令问题
本章就是针对上述5问题展开的，重点学习这5个方面的内容。二.简述分层协议模型的概念
物理层 链路层 网络层
§5－2 多址技术（重点）一.频分多址
1.频分多址的定义和特点 2.话务量与呼损率的定义 3.完成话务量的性质与计算 4.呼损率的计算
5.用户忙时的话务量与用户数
6.空闲信道的选取
二.时分多址的定义和特点 三.码分多址
1.码分多址的定义和特点 2.FH-CDMA 3.DS-CDMA 4.混合码分多址
四.空分多址的定义和特点 五.随机多址
§5－3 区域覆盖和信道配臵 一.区域覆盖 1.带状网 2.蜂窝网
二.信道配臵（难点）1.分区分组配臵法 2.等频距培植法
§5－4 网络结构（重点）一.基本网络结构
二.数字蜂窝移动通信网的网络结构 §5－5 信令（难点）一.信令的定义和种类 二.接入信令 1.数字信令
2.音频信令 3.信令传输协议 三.网络信令 四.信令应用
§5－6 越区切换和位臵管理（重点）
一.越区切换 1.越区切换的准则 2.越区切换的控制策略 3.越区切换时的信道分配 二.位臵管理
1.位臵登记和呼叫传递 2.位臵更新和寻呼
第六章
频分多址(FDMA)模拟蜂窝网
本章的教学目标和要求： 了解模拟蜂窝网移动电话系统结构;重点掌握AMPS系统的组成及各功能实体的主要作用;理解系统的控制结构和数字信令;了解移动台主呼和被呼的工作过程.本章重点：
AMPS系统的组成及各功能实体的主要作用.本章难点：
移动台被呼的工作过程.本章教学方式： 课堂讲授 实验 本章教学手段： 多媒体 本章课时安排： 6 本章习题： P230 3 5 6 8 教学过程组织：本章课程以回顾模拟蜂窝通信网的起源为切入点，学习模拟蜂窝移动通信系统的结构。本章课程讲述的模拟蜂窝移动通信系统已过时，故对该部分知识的理解可相应降低要求，讲授速度可适当加快。该部分知识主要是与第七章和第八章讲授的内容做比较。
本章的具体内容：
§6－1 概述 一.发展简况 二.系统结构 三.主要功能
§6－2 系统控制及其信令
一.系统的控制结构 二.控制信号及其功能 1.监测音SAT 2.信令音ST
3.定位与过境切换 4.寻呼与接入 5.冲突退避
6.移动台的功率等级信号 7.移动用户识别号 三.数字信令 1.前向控制信道 2.反向控制信道
3.前向话音信道中的控制信令 4.反向话音信道中的控制信令 5.有线数据信道的控制信令 §6－3 系统的工作过程（重点）一.初始状态 二.移动台被呼 1.寻呼 2.寻呼响应 3.指配话音信道 4.振铃 三.移动台主呼 1.呼前拨号 2.申请话音信道 3.指配话音频道 4.振铃 四.话终拆线
第七章
时分多址(TDMA)数字蜂窝网
本章的教学目标和要求：
重点掌握GSM系统的网络结构以及系统的控制与管理;理解GSM系统的无线接口;了解D-AMPS、JDC系统与GSM系统的异同.本章重点：
GSM系统的网络结构;系统的控制与管理,包括位臵登记、鉴权与加密、呼叫接续、过区切换.本章难点：
GSM系统的信道类型；语音和信道编码.本章教学方式： 课堂讲授 实验 本章教学手段： 多媒体 实验演示 本章课时安排： 10 本章习题： P274 1 2 3 4 7 8 9 10 教学过程组织：本章课程着重讨论TDMA数字蜂窝移动通信系统的网络组成、传输方式和网络控制等内容，其中GSM以为主，并对D-AMPS和JDC系统做简要比较。数字蜂窝移动通信系统是移动通信现行的方式，讲授时理论联系实际，使学生对GSM系统有更深刻的认识，以提高课堂教学效果。
本章的具体内容：
§7－1 GSM系统总体 一.GSM的发展史 二.网络结构（重点）1.移动台 2.基站子系统
3.网络子系统 4.GSM网络接口
三.GSM的区域、号码、地址与识别（重点）1.区域定义 2.号码与识别 四.主要业务 1.通信业务分类 2.业务定义
§7－2 GSM系统的无线接口（难点）一.GSM系统无线传输特征 二.信道类型及其组合
§7－3 GSM系统的控制与管理（重点）一.位臵登记 二.鉴权与加密 1.鉴权 2.加密 3.设备识别 4.用户识别码保密 三.呼叫接续 1.移动用户主呼 2.移动用户被呼 四.过区切换
§7－4 三种TDMA蜂窝系统分析比较 一.D-AMPS的特征 二.JDC系统的特征 三.蜂窝系统的通信容量 1.FDMA 蜂窝系统的通信容量 2.TDMA蜂窝系统的通信容量
第八章
码分多址(CDMA)移动通信系统
（一）本章的教学目标和要求：
CDMA蜂窝通信系统的特点;理解CDMA蜂窝通信系统的通信容量;了解CDMA蜂窝系统的无线传输;理解CDMA蜂窝系统的控制功能.本章重点：
CDMA蜂窝通信系统的特点;CDMA蜂窝系统的控制功能.本章难点：
CDMA蜂窝系统的无线传输;CDMA蜂窝系统的控制功能.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： P319 1 2 3 5 6 7 教学过程组织：本章课程着重讨论CDMA数字蜂窝移动通信系统的网络组成、传输方式和网络控制等内容。CDMA数字蜂窝移动通信系统发展非常迅速，已成功地应用到第二代和第三代移动通信系统中，其优势已成为人们的共识。本章主要介绍CDMA2000系统。本章与第九章相互联系，可结合起来讲解。
本章的具体内容：
§8－1 概述 一.扩频的概念
二.码分多址的特征（重点）1.CDMA蜂窝通信系统的多址干扰 2.CDMA蜂窝通信系统的功率控制 3.码分多址蜂窝通信系统的特点
§8－2 CDMA蜂窝通信系统的通信容量 一.话音激活期的影响 二.扇区的作用
三.邻近小区的干扰
§8－3 CDMA蜂窝系统的无线传输
（难点）
一.信道组成 二.正向传输 三.反向传输
§8－4 CDMA蜂窝系统的控制功能（重点）
一.登记注册 二.切换 三.呼叫处理 1.移动台呼叫处理2.基站呼叫处理
第九章
码分多址(CDMA)移动通信系统
（二）本章的教学目标和要求：
WCDMA蜂窝通信系统的特点;理解WCDMA蜂窝通信系统的网络结构;了解WCDMA蜂窝系统的无线接口.本章重点：
WCDMA蜂窝通信系统的网络结构.本章难点：
WCDMA蜂窝系统的无线接口.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： 4 本章习题： P368 1 2 3 5 6 7 教学过程组织：本章课程以复习第八章内容为基础，介绍WCDMA系统。本章与第八章相互联系，可结合起来讲解。
本章的具体内容：
§9－1 WCDMA系统 一.WCDMA系统结构 二.WCDMA无线接口 三．WCDMA系统的网络
第十章
移动通信的展望
本章的教学目标和要求：
理解个人通信的特点和个人通信所要实现的目标;了解个人通信的国际标准;了解第三代移动通信所采用的新技术.本章重点：
个人通信的特点和个人通信所要实现的目标.本章难点：
第三代移动通信所采用的新技术.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： 4 本章习题： P341 1 2 4 教学过程组织：本章课程对未来的移动通信做了展望，即对个人通信网做简要说明。对该部分内容要系统讲解，使学生对移动通信的发展方向有一个明确的了解。
本章的具体内容：
§10－1 个人通信概述 一.个人通信的概念 二.实现个人通信的途径
§10－2 关于个人通信的国际标准
一.第三代移动通信系统理论研究和发展概况 二.几个主要标准化组织的活动情况简介 §10－3 第三代移动通信的新技术
一.新型调制技术 二.智能天线 三.多用户信号检测 四.无线ATM 五.多层网络结构 六.位臵区和寻呼区的管理 七.软件无线电
第二篇：广播电视和移动通信教案
广播、电视和移动通信 【学习目标】
1．了解无线电广播的大致工作过程． 2．大致了解电视的工作过程． 3．了解移动电话是怎样工作的．
4．通过了解广播、电视和移动电话的工作过程，初步认识科技对现代生活的影响． 【基础知识精讲】
电磁波从1888年被赫兹发现到今天不过一百多年，在科学技术上已经得到广泛的应用，广播电台和电视台每天都发射强大的电磁波，它带着能量与信息传到各地，我们打开收音机和电视机，就听到声音，看到图像．这是怎样实现的呢？ 1．无线电广播的发射和接收 要利用电磁波，必须有效地向外发射电磁波，无线广播的信号由广播电台以电磁波的形式向外发射．并且发射的电磁波的波长从10 m到3000 m间的范围，这种电磁波也叫无线电波． 在电台，播音员的声音首先通过话筒转化成电信号，然后用调制器把音频电信号加载到高频电磁波（载波）上，再通过天线发射到空中，传向各地．这就如同将信缚到了鸽子身上，飞鸽携带信息飞向各地相似． 这里无线电广播传递的是声音．在电台先要把声音变成电信号．如同家鸽只能缚上信纸而不能携带口信．（人可传话）．但电信号较弱不能直接用来发射，所以要加到高频（载波）上，这样才能传播得远．
高频载波携带信息传出是第一步，我们在家里打开收音机收听是第二步．信号的接收是由收音机完成．飞鸽飞到的目的地如同收音机，但仍要有人将信从飞鸽脚上取下，并读出来． 收音机的天线，是接收电磁波的．收到各种各样的电磁波都变化成声音是嘈杂的，所以收音机要选台接听，转动收音机调谐器的旋钮，可以从中选出特定频率的信号．收音机内的电子线路再把“声音信号”从中取出，如同摘下飞鸽身上的信件，然后进行放大，送到扬声器里．扬声器把音频电信号转换成声音，这样我们就真正接收到了声音的信息． 无线电广播的工作过程可用下图表示．
发射部分接收部分 图9－6 2．电视的发射和接收
电视台与广播电台相类似，是负责发射信号的，但是电视台的发射不仅有声音信号，而且还多了图像信号，因此电视台的发射装置多了，摄像机就是将图像信号变成电信号的装置． 电视机与收音机相似，它是负责接收信息的装置，是接收声音与图像信息的装置，因此电视机比收音机先进．电视机的接收天线把接收到的信号接收下来，声音由收音部分完成转换，图像部分由显像管还原成图像．
电视广播的工作过程图见课本85页．
无线电及电视的发明，改变了旧的通讯方式，使信息传递的既快又准，使人类社会真正进入了信息时代． 3．移动电话
随着信息时代的到来，人类社会传递信息的工具也在快速发展着．在商店里，大街上，你一定看到过人用手持电话跟别人通话．移动电话不需要电话线，比固定电话更方便．这是怎样改进的？ 原来两种电话的工作原理基本一样，只是声音信息的传递方式不同，固定电话靠电流来传递，而无线电话（移动）靠空间的电磁波来传递．无线电波可以遍布空间的任何角落，所以可以随地接收．但固定电话的电信号只能通过导线传递，所以不能到处移动．而只会出现在导线的途径上．
但手持电话由于体积很小，发射及接收的功率不大，因此，它需要借助“基地台”的帮助，即它跟用户通话时要靠较大的固定无线电台转接．这种基地台经常要建在高处，因此城市中高大建筑上常常见到它的身影．
还有一种可以移动的电话，叫做无绳电话．无绳电话是普通电话和移动电话结合的产物，它的主机和手机（子机）上各有一个天线，它们之间通过无线电波来沟通．主机相当于一个小型基地台，手机如同移动电话，但基地台功率太小，所以离的不能太远，只能在主机附近大约几十米到几百米的范围内工作． 【学习方法指导】 科学与幻想
学习物理的过程需要“幻想”，从信息的发展历程来看，许多“幻想”都得以实现了． 在中国古代神话中描述的“千里眼”“顺风耳”现在已经实现了，电视、电话的发明已经使人们能眼观全球，耳听八方．当人们“幻想”固定电话若能没有电线牵绊该多好，这是“无线电话”发明的起因，„ 自古至今，“幻想”总会推动人类社会的进展，“若能像鸟一样飞行该多好”，到今天飞机已成为普通的交通工具，因此人需要大胆的“幻想”．
有了大胆的幻想，加上奋斗不息的勇气，往往可以有很大的成功．发现电磁波的赫兹曾反驳过要用电磁波进行无线电通信，曾否认过电磁波的实用性，但马可尼却坚信可以，并持续实验最终成功，成为人类历史上第一位远距离传递无线电波的人而载入史册．并且因此而获得诺贝尔物理学奖． 【拓展训练】
1．当汽车过隧道时，收音机还能听到声音吗？ 如果隧道内没有装转播天线，则在其中行驶的汽车就不能收到无线电波，隧道为什么能隔绝外界的电波呢？原来电磁波是不能进入导体的，因为导体会感应出一个相反的电磁场，和原有的电磁波抵消．隧道是穿山而过，山是庞大的导体，而建筑隧道的钢筋如同导体网，故而普通的无线电无法进入隧道中，收音机不能在里面听到声音．这如同移动电话在电梯内收听效果很差道理相同．
2．为什么收音机接收不到电视的伴音？ 不同的接收装置使用不同频道的电磁波．电视、收音机、无绳电话均使用不同频道的电磁波． 电视是采用FM方式广播．若收音机以AM接收，不会有反应．若收音机以FM接收，是不是一定能收到电视的伴音呢？
这要由收音机所能接收的频率范围而定．请你看看收音机调校板上的频率就可知道．通常所用FM收音机所接收的频率范围约为87 MHz至108 MHz，但电视广播的频率范围，则由470 MHz～790 MHz．由此可知，收音机和电视的频道，就像井水不犯河水，互不侵犯．除非特意改变线路以作适应，否则收音机就收不到电视的伴音．
第三篇：移动通信
移动通信：
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。
第四篇：移动通信
五、简答题：
1、简述蜂窝移动通信系统中，用来提高频谱利用率的技术(最少两种)答:同频复用和多信道共用、小区制；
2、简述蜂窝移动通信系统中，用来提高抗干扰的几种技术(最少四种)
3、答：分集、功率控制、跳频、DTX
3、简述GSM网络中采用的DTX技术是如何实现的
答：在语音间隙期间，发送SDI帧后关闭发射机，收端根据SDI自动合成舒适噪声；
4、实现跳频有哪些方式？
答：按照跳变速率分为:慢跳频和快跳频； 按照基站跳变方式分为:基带跳频和射频跳频
5、简述GSM网络中慢跳频
答：GSM中，跳频属于慢跳频，每一TDMA帧的某个时隙跳变一次，速率为217跳/秒；
6、常用的分集技术和合并技术有哪些？
答：分集技术：空间分集、频率分集、时间分集和极化分集； 合并技术: 选择式合并、最大比值合并和等增益合并；
7、简述直扩系统的两种形式；
答：(1)、发端用户数据信息首先进行地址调制，再与PN码相乘进行扩频调制；(2)、发端用户数据直接与对应的PN码相乘，进行地址调制的同时又进行扩频调制。前者需要多个地址码，一个PN码，后者需要多个正交性良好的PN码。
8、简述CDMA系统中的更软切换实现过程；
答：更软切换是发生在同一基站具有相同频率的不同扇区之间，它是由基站完成的，并不通知MSC。
9、简述GSM中，主频C0的时隙(信道)如何映射的？
答：TS0和TS1映射的是BCH，其余6个信道映射的是TCH。
10、简述GSM的帧结构；
答：每一帧含8个时隙，时间4.62ms，包含数据156.25bit，51个26复帧或者26个51复帧组成一个超帧，2048个超帧构成一个超高帧。
11、什么是小区制？为何小区制能满足用户数不断增大的需求？ 答：小区制是将整个服务区划分为若干个小无线区，每个小区设置一个基站负责本区的移动通信的联络和控制，同时又在MSC的同一控制下，实现小区间移动通信的转接及其与PSTN网的联系。采用小区制，可以很方便的利用同频复用，所以可以满足不断增加的用户需求。
12、正六边形无线区群应满足什么样的条件？
答：无线区群数N=a*a a*b b*b（a，b分别为自然数且不同时为0)另外：
1、若干单位无线区群能彼此邻接；
2、相邻单位无线区群中的同频小区中心间隔距离相等。
13、什么是多信道共用？有何优点？
答：是指网内大量用户共同享有若干无线信道；
14、话务量是如何定义的？什么是呼损率？
答：话务量指在一个单位时间(1小时)呼叫次数与每次呼叫平均时间的乘积；一个通信系统里，造成呼叫失败的概率称为呼损率。
15、如何提高频率利用率？
答:可采取同频复用、多信道共用、小区制式；
16、什么叫位置登记？为什么必须进行位置登记？
答：当移动台进入一个新的位置区LA时，由于位置信息的重要性，因此位置的变化一定要通知网络，这就是位置登记；进行位置登记，是为了避免网络发生一起呼叫现象。23．什么是软容量？N-CDMA 系统软容量的意义何在？(b)TD M A 答：在模拟频分FDMA 系统和数字时分TDMA 系统中同时可接入的用户数是固定的，当没有空闲信道时，无法多接入任何一个其它的用户，而DS-CDMA 系统中，多增加一个用户只会使通信质量略有下降，不会出现硬阻塞现象。这就是N-CDMA 系统的软容量。软容量对于解决通信高峰期时的通信阻塞问题和提高移动用户越区切换的成功率无疑是非常有意的。
17、什么是切换？切换实现过程可以分为哪几类？
答: 移动台在通信过程中，由一个小区进入相邻小区，为了保持不间断通信所进行的控制技术叫做切换；切换分为:同一个MSC下不同BSC的切换；同一MSC下同一BSC的切换；不同MSC之间的切换。
18、不同MSC下的切换是如何进行的？
答: 不同MSC，MS要通过原BSC通知原MSC，请求切换，原MSC负责建立与新MSC建立链路，再发送切换命令，MS建立链路后，拆除原链路。
19、什么是跳频？为什么要进行跳频？
答：通信过程中，载频在几个频点上按照一定的序列变化，称为跳频； 跳频可以改善由多径衰落引起的误码特性。
20、什么是语音间断传输？有何优点？
答：发送端在语音间隙，也就是无声期间，发送SDI寂静描述帧后关闭发射及，接收端在这一期间根据接收到的SDI自动合成舒适噪声；利用DTX技术，可以降低干扰，可以节省移动台耗电；
21、分集的含义是什么？
答：分集有2个含义：分散传输:使接收端能获得多个统计独立的、携带同一信息的数据流地衰落信号；二是集中合并处理，接收机把受到的多个独立衰落信号进行合并，以降低衰落的影响；
22、常用的分集技术和合并技术有哪些？
答：分集技术: 空间分集、时间分集、频率分集和极化分集； 合并技术: 选择式合并、最佳比值合并和等增益合并；
23、什么是扩频？扩频系统是如何提高抗干扰能力的？
答：系统占用的频带宽度远远大于要传输的原始信号的带宽，通常100倍以上增益比的系统叫做扩频系统。
24、简述CDMA系统的三大原理和三大必备条件？
答：CDMA系统，三大技术是：码分多址、扩频和同步。
26、计算第121号频道上下行工作频率。
答：f(上行)=890.2 (121-1)*0.2=914.2MHz； f(下行)=f1 45=959.2MHz 27、4*3复用方式的含义是什么？
答：指的是4个正六边形构成一个无线区群，每个基站区用三个120度扇区
28、什么叫做突发脉冲序列？
答: GSM网络中，每一帧中一个时隙中的信息格式就称为一个突发脉冲序列。
29、GSM中有哪些突发脉冲序列？分别在什么信道中使用？
答：GSM有普通突发脉冲序列NB，频率校正突发脉冲序列FB，同步突发脉冲序列SB，接入突发脉冲序列AB，空闲突发脉冲序列。
31、什么是PIN码？什么是PUK码？
答：PIN是SIM卡的个人身份识别码，PUK是对应的解码。
32、什么是GPRS?有哪些特点？ 答：GPRS指通用无线分组业务，采用了分组交换技术，能高效的传输数据，优化了网络资源利用。它定义了新的GPRS无线信道，且分配方式十分灵活；支持中高速率数据传输，最高理论达115kbps；接入网络速度快；与GSM具有一样的安全功能；实现按数据流量的计费功能；永远在线的功能。
33、简述3G的三大标准，及其发展基础。
答：W-CDMA：GSM TD-SCDMA：GSM CDMA2000：IS-95CDMA
35、指出几个移动设备供应商，及其所属地区(国家)。
答：华为、中兴：中国；阿尔卡特：法国；北电：加拿大； 爱立信：瑞典；三星：韩国
37、什么是软切换？N-CDMA系统软切换有什么优越性？
答：发生在使用同频的相邻小区间且在同一MSC下的切换称为软切换；
38、扩频通信有哪些优点？
答：抗干扰能力好；保密性好；可以实现码分多址、抗多径衰落。
39、为什么CDMA系统容量称为“软容量”？
答:CDMA系统中众多用户共享一个载频，互相用码型区分，当系统容量满载时，另外完全可以增加少数用户，只会引起语音质量
轻微下降，增加用户，意味着增加背景干扰，信噪比略降，而不会出现信道阻塞现象； 40、移动通信的切换由哪三个步骤来完成？
答：
1、MS发送测试报告；
2、网络对测试报告做出分析后，发送切换指令；
3、MS与新小区建立链路。
41、分集技术的作用是什么？它可以分成哪几类？
答：分集技术，可以改善多径衰落引起的误码，可分为空间分集、频率分集、时间分集、极化分集等。
42、说明GSM系统中MSC的作用。
答:MSC是网络的核心，完成系统的电话交换功能；负责建立呼叫，路由选 择，控制和终止呼叫；负责管理交换区内部的切换和补充业务；负责计费和账单 功能；协调与固定电话公共交换电话网间的业务，完成公共信道信令及网络的接 口。
44、GSM提供的控制信道有哪几种？它们的作用是什么？ 答：
1、广播控制信道，分为：
FCCH：频率校正信道，传送校正MS频率的信息； SCH：传送MS的帧同步、BTS的识别码BSIC； BCCH：传播每个BTS小区特定的通用信息；
2、公共控制信道CCCH：基站与移动台间点到点的双向信道；
3、专用控制信道DCCH
45、什么是CDMA的双模式？
答：指移动台既可以工作在CDMA系统，也可以工作在AMPS系统；
46、什么是GSM双频手机？ 答：是指MS能在GSM900和GSM1800之间切换；
47、简述三方切换。答：若移动台处于三个基站交界区，将会发生三方切换，只要另两个中有一方的容量有余，都优先进行软切换。
48、GSM网络由几部分组成。
答：有网络子系统NSS、基站子系统BSS,操作子系统OSS、移动台子系统MSS。
49、简述AUC的功能。
答：用户鉴权，对无线接口上的语音、数据和信号进行保密等，这些工作都是由AUC来完成的。
50、简述射频跳频。
答：射频跳频又称为频率合成器，是采用改变频率合成器的输出频率，从而使得无线收发信机的工作频率由一个频率跳到另一个频率的。
第五篇：移动通信
单工通信与双工通信有何区别？各有何优缺点？答：区别：（1）单工通信是指通信双方电台交替的进行收信和发信（2）双工通信是指通信双方可同时进行传输消息的工作方式。优缺点（1）双工《1》优点：TDD减少对系统频带的要求，上下行速率质量完全一致《2》缺点：电源消耗较大（2）单工：<1>优点：设备简单，省电，且只占用一个频点<2>缺点：只允许一方发送一方接收常用移动通信系统包括哪几种类型？答：无线电寻呼系统，蜂窝移动通信系统，无绳电话系统，集群移动通信系统，移动卫星通信系统，分组无线网蜂窝通信系统采用了那些技术？它与无线寻呼、无绳电话、集群系统的主要差别是什么？答（1）蜂窝移动通信采用了频率再用、小区覆盖、小区分裂、越区切换等技术（2）差别：<1>无线寻呼是单向传输系统，蜂窝移动通信是双向传输系统<2>无绳电话是以有线电话网为依托的通信方式，大多数只具有单方向呼叫功能，也没有过区切换功能<3>集群系统是采用频率共用技术，半双工的通信方式，而蜂窝移动通信采用频道再用技术，全双工的通信方式
