移动通信概述

移动通信的概念和其主要特点

通信双方至少有一方在移动中，进行信息传输和交换，包括移动体和移动体之间的通信以及移动体和固定点之间的通信

移动通信的工作方式和分类及其区别和优缺点

单工通信

双方交替地进行收信和发信，用于点对点通信

1. 同频单工
2. 异频单工

差异仅在于收发频率的异同

特点：

1. 收发信机可使用同一副天线，而不需要天线共用器，设备简单，功耗小
2. 操作不方便出现通话断续现象
3. 一般适用于专业性强的通信系统

双工通信

特点：

1. 通信双方收发信机均同时工作，任一方讲话时，都可以听到对方的语音，也称全双工通信
2. 发射机总是工作的，电能消耗大

准双工系统

发射机仅在发话时工作，接收机总是工作的

1. 频分双工FFD
   利用两个不同的频率来区分收发信道
   采用不同的频率进行传输
   移动台到基站采用的频率称上行信道
   基站到移动台采用的频率称下行信道

GSM系统、IS-95系统采用

2. 时分双工TDD
   同一频率但不同的时间段来区分收发信道
   采用不同时间（时隙）对发送和接受信号进行传输

TD-SCDMA系统采用

半双工通信

通信双方中有一方使用双工方式，收发信机同时工作，且使用两个不同的频率；另一方采用异频单工方式，收发信机交替工作

特点：

1. 设备简单，功耗小，通话不再断续
2. 操作不方便

移动中继方式

加设中继站，一般采用一次中继转接，多次会导致信噪比下降

1. 单工中继
   中继站只需要一套收发信机
   采用全向天线
2. 双工中继
   中继站需要两套收发信机
   采用两副定向天线，对准中继方向

双工方式的特点和优点

以TDD和FDD对比来说明：

1. TDD的上下行时间间隔不大，小于信道相关时间就可以根据对方的信号估计信道特征
   FDD的上下行频率间隔远远大于信道相关带宽，无法利用上行估计下行，或反过来也不行

优：这使得TDD在功率控制和智能天线技术上有明显优势
缺：使得TDD覆盖范围小，小区边缘用户的信号到达基站时会不能同步

2. TDD技术可设置上下行转换时刻

优：实现不对称的上行和下行业务带宽和上下行明显不对称的互联网业务
缺：转换时刻的设置必须与相邻基站协同进行

3. TDD可以使用零碎的频段

优：上下行的时间区别允许带宽不对称

4. TDD技术不需要收发间隔器，只要开关
5. TDD的移动台移动速度受到限制

缺：一般TDD移动台的速度只达FDD移速的一半甚至更低

6. TDD的发射功率受限

缺：同样的数据，发射时间只有FDD的一半，但是发送功率大

蜂窝移动通信系统的发展和各阶段特点

第一代蜂窝移动通信系统（1G）

1. 提出蜂窝小区和频率复用的概念
2. 双工的基于频分多址的模拟制式系统

日本汽车电话系统——800MHz
北欧四国的北欧移动电话通信网——450MHz
前西德的C-450网——450MHz
英国的全接入通信系统TACS——900MHz
法国的Radiocom2000系统——450-900MHz

优点

1. 蜂窝组网技术以提高频率资源利用率
2. 采用蜂窝网络结构
3. 解决了容量密度低、活动范围受限的问题

缺点

1. 频谱利用率低
2. 通信容量有限
3. 通话质量一般，保密性差
4. 制式太多，标准不统一，互不兼容
5. 不能提供非话数据业务，不能提供自动漫游

第二代蜂窝移动通信系统（2G）

1. 欧洲提出数字蜂窝标准GSM，基于时分多址（TDMA）方式
2. 美国提出两个数字标准：

1. 基于TDMA的IS-54
2. 基于窄带直接序列码分多址（CDMA）的IS-95——高通（Qualcomm）提出

3. 日本的个人数字蜂窝（PDC）系统

演变

1. 克服了模拟系统的缺陷：
2. 话音质量、保密性能获得很大提高
3. 省内、省际自动漫游

过度产品：2.5G系统

1. 适当增加一些模块和一些适合数据业务的协议
2. GPRS/EDGE系统
3. CDMA2000 1x系统

特点

• 数据业务

缺点

1. 系统带宽有限，限制了数据业务的发展
2. 无法实现移动的多媒体业务
3. 无法从根本上解决无线信道传输速率低的问题
4. 各国标准不统一，无法实现全球漫游

第三代蜂窝移动通信系统（3G）

1. 在2G的举出上增加了强大的多媒体功能
2. 能接收和发送话音、数据信息
3. 能接收和发送静、动态图像及其他数据业务
4. 克服了多径、时延扩展、多址干扰、远近效应、体制问题等技术难题
5. 具有较高的频谱利用率
6. 解决了系统容量问题
7. 系统设备价低
8. 业务服务高质低价
9. 满足个人通信化要求

主要目标

1. 全球漫游
2. 能提供高质量的多媒体业务
3. 高质量的话音
4. 可变速率的数据
5. 高分辨率的图像
6. 适应多种环境
7. 多层小区结构

1. 微微蜂窝
2. 微蜂窝
3. 宏蜂窝

8. 将地面移动通信系统和卫星移动通信系统结合在一起
9. 与不同网络互通，提供无缝漫游和业务一致性
10. 网络终端具有多样性
11. 与第二代系统共存和互通，开放结构，易于引入新技术
12. 具有足够的系统容量、强大的多种用户管理能力、高保密性能和服务质量

提出的要求

1. 高速传输以支持多媒体业务
2. 传输速率按需分配
3. 上下行链路能适应不对称业务的需求
4. 简单的小区结构和易于管理的信道结构
5. 灵活的频率和无线资源的管理、系统配置和服务设施

三种CDMA技术标准

多址接入技术	正式名称	习惯称呼	负责组织	建设公司
CDMA	IMT-2000 CDMA-DS	WCDMA	3GPP	中国联通
CDMA	IMT-2000 CDMA-MC	CDMA2000	3GPP2	中国电信
CDMA	IMT-2000 CDMA-TDD	TD-SCDMA/UTRA-TDD	3GPP	中国移动

1. 3GPP组织负责的DS-CDMA，称为3GPP FDD（频分双工），和CDMA-TDD（时分双工），称为3GPP TDD，的标准化工作
2. 3GPP2组织负责MC-CDMA，称为CMDA2000的标准化工作

采用各种速率增强技术以提高实际传输速率：

1. CDMA2000 1x系统变为CDMA2000 1xEV
2. 之后分为CDMA2000 1xEV-DO和CDMA2000 1xEV-DV
3. WCDMA和TD-SCDMA系统用HSPA技术增强数据速率
4. 后又演进出HSPA+

要求

1. 非对称性
2. 激活时间短
3. 峰值速率高
4. 能够更加有效地利用无线频谱资源
5. 增加系统的数据吞吐量

IMT-2000技术包括WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA
它们的增强型技术称为IMT-Advanced技术
后加入了WiMAX技术

第四代蜂窝移动通信系统（4G）

使用的技术包括

1. 正交频分复用OFDM技术
2. 软件无线电技术
3. 智能天线技术
4. 多输入多输出MIMO技术
5. 基于IP的核心网

4G国际标准

1. 源自WCDMA的FDD-LTE
2. 我国主导的TD-LTE-Advanced，基于3GPP的LTE的技术的TDD部分
3. 源自WiMAX的，基于IEEE 802.16m的技术

优势

1. 扩大网络覆盖，改建链路预算
2. 提高频谱效率
3. 提高数据和VoIP容量
4. 低时延和QoS增强
5. 节省功耗

集群的概念、方式，与语音通信的差别

定义

1. 利用具有信道共用和动态分配等技术特点的集群通信系统组成的集群通信共网，为多个部门、单位等集团用户提供的专用指挥调度等通信业务——百度百科
2. 从英文trunking或trunked意译过来的，本意为中继或干线，指系统所具有的全部信道都可为系统的全体用户共用，系统内的任意用户想要和系统内另一用户通话，只要有空闲信道，就可以在中心控制台的控制下，利用空闲信道沟通联络，进行通话；可以理解为自动共享若干个信道的多信道中继（转发）通信系统，与普通多信道共用的通信系统并无本质区别，是多个用户共用一组无线电信道并动态地使用这些信道的专用移动通信系统，主要用于指挥调度通信
3. Trunk communication或trunked radio即将一些诸多类别的稀疏容量的专业用户集中起来构成一个共同有效利用同一无线信道，进行以指挥调度为主体的多用途、高效能专用无线通信。

2和3的定义均来自参考文献.

该类系统具有的可用的信道可为系统的全体用户共用，具有自动选择信道功能，共享频率资源，共担建设费用，共用信道及服务的多用途，高效率的无线调度通信系统，是专用通信系统的高级发展阶段

分类方式

按控制方式

1. 集中控制式
2. 分散控制式

按信令方式

1. 共路信令
2. 随路信令方式

按通话占用信道

1. 信息集群系统
2. 传输集群系统

按呼叫处理方式

1. 有损失制系统
2. 等待制系统

按信令占用信道方式

1. 固定式
2. 搜索式

与蜂窝通信系统的区别

1. 集群通信 采用单工或半双工方式来工作，两用户只占一对频率一个信道
2. 蜂窝通信采用全双工工作方式，两用户通话要占两对频率两个信道

故集群的频率利用率高

1. 集群通信采用信道动态分配方式
2. 蜂窝通信采用信道固定分配方式

当两者具有同样的信道数时，在一个区域内集群通信系统可容纳更多的用户

1. 集群通信大区、小区覆盖
2. 蜂窝通信小区、微小区甚至微微小区覆盖

故集群通信系统覆盖范围更大

1. 集群通信是无线用户对无线用户，包括调度台，无线对有线是少量的；由于集群通信系统作为指挥调度系统，通话时间无法过长，并有限定的通话时间
2. 蜂窝通信是无线与有线之间的通话，话务量较大、通话时间较长、对通话时间不限制

这 里 是 分 界 线 1 号

1. 集群通信的用户具有不同的优先等级和特殊功能，一呼百应
2. 蜂窝通信的用户是同级的，不具有特殊功能，一呼一应

这 里 是 分 界 线 2 号

1. 集群通信的入网时间短，一般300-500毫秒
2. 蜂窝通信的时间较长，通常为几秒

这 里 是 分 界 线 3 号

1. 集群通信为集团用户服务
2. 蜂窝通信为个人用户服务

卫星移动通信系统的特点，与地面蜂窝通信系统的差别

特点

1. 通信范围大
2. 信道频带宽
3. 通信容量大
4. 电波传输稳定
5. 通信质量好
6. 不易受陆地灾害影响
7. 建设速度快
8. 易于实现广播和多址通信
9. 电路和话务量可灵活调整
10. 同一信道可用于不同方向和不同区域
    缺点
11. 造价昂贵
12. 运行费用高
    与蜂窝通信系统的区别
13. 卫星覆盖到乡村，蜂窝覆盖到城区
14. 卫星比蜂窝多一个视频业务类型

本文资料来自书籍《移动通信原理、技术与系统》第一篇、第一章
作者：沙学军，吴宣利，何晨光
出版社：电子工业出版社
出版时间：2013-04