《移动通信原理》课件

《移动通信原理》课件介绍本课件旨在帮助您深入理解移动通信原理，涵盖基本概念、关键技术以及应用场景第一章绪论本节将介绍移动通信的概念、发展历程以及重要性，为后续章节的学习打下基础移动通信概述

1.1无线通信便携性广泛应用移动通信利用无线电波进行信息传输，用户可以在移动状态下进行通话、数据移动通信已成为现代社会必不可少的通无需固定线路连接传输等操作，不受地理位置限制信方式，应用于个人通信、移动互联网、物联网等领域移动通信系统组成

1.2移动台基站

1.MS

2.BS12移动台是用户终端设备，例如基站负责与移动台进行无线通手机信，处理移动台的呼叫请求移动交换中心运营商网络

3.MSC

4.PLMN34MSC负责管理所有基站，处理运营商网络包括MSC、基站、移动台的呼叫路由数据中心等，提供移动通信服务移动通信发展历程

1.3移动通信经历了从模拟到数字、从低速率到高速率、从地面蜂窝到卫星通信的漫长发展过程第一代1G1模拟蜂窝移动电话第二代2G2数字蜂窝移动电话第三代3G3宽带数据传输第四代4G4高速移动互联网第五代5G5超高速、超低时延当前，5G技术已成为主流，并不断向更高速率、更低时延和更可靠的方向发展，推动着移动通信技术迈向新的高度第二章移动通信信号移动通信系统中使用的各种信号，如基带信号、载波信号和调制信号基带信号

2.1语音信号数据信号视频信号语音信号是人类语言的声波形式，包含丰富数据信号是计算机或其他设备产生的数字信视频信号是将连续变化的图像转换为一系列的频率信息，可以用音频传感器采集息，可以是文本、图像、视频等，需要转换数字信号，需要进行压缩编码以提高传输效为数字信号进行传输率载波信号

2.2载波信号概述载波信号类型载波信号是一种高频信号，用于承载基带信号它具有较高的频常见的载波信号类型包括正弦波、方波和脉冲波选择合适的载率，可以有效地传播到远距离波信号类型需要根据实际情况进行权衡，例如带宽、抗干扰能力和易于实现性等调制技术

2.3调制概述1将基带信号转换为适合信道传输的信号基带信号频率低，不能直接在信道中传输调制方式2•模拟调制•数字调制调制技术特点3不同的调制技术具有不同的带宽、抗噪声性能、传输效率等特点，选择合适的调制技术至关重要第三章信道分析移动通信信号在传播过程中，会受到各种因素的影响，例如多径传播、衰落等信道分析研究这些影响，以确定移动通信系统性能信道类型

3.1视距信道非视距信道隧道信道树林信道发射机和接收机之间有直接视发射机和接收机之间无直接视信号在隧道内传播，受到隧道信号在树林中传播，受到树木线，信号直接传播，延迟较线，信号通过反射、散射等方壁面的反射和散射，信号衰减的阻挡和吸收，信号衰减较小，衰落较小式传播，延迟较大，衰落较较大，多径效应明显大，多径效应明显大信道传播模型

3.2自由空间传播模型假设无线电波在真空中传播，不受任何障碍物的影响它描述了信号强度随距离衰减的规律两径模型考虑了发射机和接收机之间存在一个反射体，例如地面或建筑物，导致信号经两个路径到达接收机，产生多径效应瑞利衰落模型适用于城市环境中，信号遇到多个障碍物反射和散射，导致信号强度随机波动莱斯衰落模型考虑了存在一条直射路径和多条反射路径的情况，更接近实际无线通信环境中的信号传播信道衰落

3.3衰落类型影响因素衰落是指无线信号在传播过程中幅度和相位发生随机变化的现影响因素包括路径损耗、阴影效应和多径效应象路径损耗随距离增加而增大，阴影效应由障碍物遮挡导致，多径主要分为两类大尺度衰落和小尺度衰落效应由信号反射和衍射产生第四章多址接入技术多址接入技术是移动通信系统中实现用户共享无线信道的重要技术该技术能够有效提高频谱利用率，提升系统容量，为大量用户提供高质量的无线通信服务

4.1FDMA频率划分用户分离模拟信号FDMA将频谱分成多个非重叠的频带，每个不同用户在不同的频带内传输信号，不会相FDMA主要用于模拟通信系统，例如第一代用户分配一个频带进行通信互干扰移动通信系统

4.2TDMA时分多址优点•TDMA TimeDivision Multiple提高频谱利用率•Access是一种多址接入技术，它降低干扰将时间轴分成多个时间段，每个•简化设备时间段分配给不同的用户使用每个用户在分配的时间段内独占整个频带缺点•传输速率受限于时间段长度•同步要求较高•系统复杂度较高

4.3CDMA码分多址带宽共享抗干扰性强CDMA是一种多址接入技术，它使用不同的CDMA允许多个用户共享相同的频谱，提高CDMA通过使用扩频技术，提高了抗干扰能码序列来区分不同的用户了频谱利用率力，降低了噪声影响第五章蜂窝系统蜂窝系统是移动通信网络的重要组成部分，它将覆盖区域划分为多个蜂窝小区，通过频率复用、小区切换等技术提高网络容量和用户接入能力蜂窝概念

5.1地区划分频率重用

1.

2.12蜂窝移动通信系统将服务区域在相邻蜂窝小区中使用相同的划分为多个六边形区域，称之频率，提高频谱利用率为蜂窝小区手机切换

3.3当用户移动到另一个蜂窝小区时，手机会自动切换到该小区频率重用

5.2频率重用是蜂窝移动通信系统的重要技术之一它允许在不同的蜂窝小区中使用相同的频率，提高系统容量为了避免不同小区间的干扰，频率重用采用频率复用因子（N），N值越小，重用频率越多，系统容量越大，但干扰也越大手机切换

5.3手机切换是指当手机移动到不同小区时，由一个基站控制切换到另一个基站控制的过程切换目标1选择最佳基站切换触发2信号强度变化切换过程3搜索新基站切换完成4连接到新基站切换过程确保移动用户始终保持连接，并提供高质量的语音和数据服务第六章系统容量分析系统容量分析，是移动通信系统设计的关键部分容量分析帮助确定系统所能支持的通信用户数量，以及系统资源分配策略容量影响因素

6.1带宽蜂窝大小用户行为干扰系统带宽直接影响可支持的连蜂窝大小影响每个蜂窝的容用户数据速率和流量模式会影来自其他用户和系统干扰会影接数量，较小的蜂窝通常意味着更响系统容量响信号质量和容量高的容量容量提升技术

6.2小区尺寸优化频率复用天线技术先进的调制技术减小小区尺寸，可以提高小区在不同的小区使用相同的频采用智能天线技术，可以提高使用更先进的调制技术，可以容量，但会增加基站数量和成率，可以提高频谱利用率，但信号质量，减少干扰，提高小提高数据传输速率，提高系统本会增加干扰区容量容量第七章系统设计与优化移动通信系统设计与优化是保证系统性能的重要环节，涉及覆盖、容量和干扰控制等方面覆盖设计

7.1信号强度覆盖范围覆盖设计目标是确保信号强度足设计覆盖范围时需考虑用户分够强，以确保用户在服务区域内布、地形地貌、建筑物遮挡等因能正常接打电话和使用数据服素务覆盖类型覆盖类型分为宏蜂窝、微蜂窝和微微蜂窝，不同类型覆盖方式适合不同的场景容量设计

7.2用户数量数据速率信号质量干扰水平移动通信系统容量指系统所能用户数据速率对容量有直接影信号质量影响用户接入成功率干扰会降低信号质量，降低用承载的最大用户数量响和数据传输速率户接入成功率用户数量与基站数量、频率资高数据速率用户占用更多资良好信号质量可以提高容量，降低干扰水平可以提升系统容源、小区大小等因素有关源，降低系统容量反之则会降低容量量优化方法

7.3小区规划优化通过调整小区的形状、大小和位置来优化覆盖范围和容量功率控制根据用户的距离和信道条件，动态调整发射功率，提高系统容量和减少干扰频率规划合理分配频率资源，避免邻近小区之间的干扰，提高系统容量和通信质量干扰管理通过各种技术手段，如干扰抑制和消除，降低干扰对系统性能的影响。