中南大学：《计算机网络 computer networks》课程教学资源（PPT课件讲稿）第二章 数据通信（2.10）无线通信

2.10无线通信 2.10.1蜂窝无线通信发展概述 2.102蜂窝移动电话系统主要通信技术 2.10.3 Ad hoc无线网络通信 2.10.4卫星通信技术 ●m南大字画字院

2.10 无线通信 2.10.1 蜂窝无线通信发展概述 2.10.2 蜂窝移动电话系统主要通信技术 2.10.3 Ad hoc无线网络通信 2.10.4 卫星通信技术

2.10.1蜂窝无线通信发展概述 1.无线寻呼和无绳电话 无线寻呼 无线寻呼是日常生活中非常普及的一种技术。要呼叫 个有寻呼机的人时可以打电话给寻呼服务公司并输 入一个安全码、寻呼机号以及要回的电话号码(或一条 短消息) 无绳电话 无绳电话允许人们在打电话时可以在屋里走来走去。 无绳电话由两部分组成基站和电话它们通常是一起卖 的。基站的后面有一个标准的电话插座可以通过电话 线连接到电话系统上。电话和基站通过低功率无线电 波通信范围一般为100~300m。 第2章数据通信

第2章 数据通信 2 2.10.1 蜂窝无线通信发展概述 1. 无线寻呼和无绳电话 ➢ 无线寻呼 无线寻呼是日常生活中非常普及的一种技术。要呼叫 一个有寻呼机的人时,可以打电话给寻呼服务公司并输 入一个安全码、寻呼机号以及要回的电话号码(或一条 短消息)。 ➢无绳电话 无绳电话允许人们在打电话时可以在屋里走来走去。 无绳电话由两部分组成:基站和电话,它们通常是一起卖 的。基站的后面有一个标准的电话插座,可以通过电话 线连接到电话系统上。电话和基站通过低功率无线电 波通信,范围一般为 100～300m

2.10.1蜂窝无线通信发展概述 2.蜂窝移动通信 (1)模拟蜂窝移动通信 模拟蜂窝移动通信中使用最普及的技术是先进移动电话 系统AMPS( Advanced Mobile Phone System) AMPS容量增大的关键思想是利用相对较小的单元并且 重用附近(不是邻接)单元的传送频率。频率重用的思想如 图2.40所示,单元一般都近似于圆形但是用六边形更容 易表示。 第2章数据通信

第2章 数据通信 3 2.10.1 蜂窝无线通信发展概述 2. 蜂窝移动通信 (1) 模拟蜂窝移动通信 模拟蜂窝移动通信中使用最普及的技术是先进移动电话 系统 AMPS(Advanced Mobile Phone System)， AMPS容量增大的关键思想是利用相对较小的单元,并且 重用附近(不是邻接)单元的传送频率。频率重用的思想如 图2.40所示，单元一般都近似于圆形,但是用六边形更容 易表示

2.10.1蜂窝无线通信发展概述 B G C E B C C A E 图2.40蜂窝结构示意图 第2章数据通信

第2章 数据通信 4 2.10.1 蜂窝无线通信发展概述 图2.40 蜂窝结构示意图

2.10.1蜂窝无线通信发展概述 (2)数字蜂窝移动通信 第二代蜂窝电话是数字的,它是在AMPS基础上发展起来 的。数字蜂窝无线电系统信道分配方案有3种:GSM,CDPD和 CDMA。 >GSM( Global Systems for Mobile communications 主要用于话音通信,但若用带有特殊调制解调器的便携 机,亦可进行数据通信。其缺点:一是基站之间的接管 相当频繁,每次接管会导致300ms数据的丢失;二是GSM 的错误率较高;三是由于按接通的时间计费而不是按 传送的字节收费,所以花费很大。解决的方法之一是采 用蜂窝数字分组数据CDPD。 第2章数据通信

第2章 数据通信 5 2.10.1 蜂窝无线通信发展概述 （2）数字蜂窝移动通信 第二代蜂窝电话是数字的,它是在AMPS基础上发展起来 的。数字蜂窝无线电系统信道分配方案有3种：GSM，CDPD和 CDMA。 ➢GSM（Global Systems for Mobile communications） 主要用于话音通信,但若用带有特殊调制解调器的便携 机 ,亦可进行数据通信。其缺点:一是基站之间的接管 相当频繁,每次接管会导致300ms数据的丢失；二是GSM 的错误率较高；三是由于按接通的时间计费而不是按 传送的字节收费,所以花费很大。解决的方法之一是采 用蜂窝数字分组数据 CDPD

2.10.1蜂窝无线通信发展概述 蜂窝数字分组数据(CDPD) CDPD(Cellular Digital Packet Data)实际上是蜂窝状 数字式分组数据交换网络,它是以数字分组数据技术为基础, 以蜂窝移动通信为组网方式的移动无线数据通信技术。蜂 窝移动系统起源于美国的贝尔系统,蜂窝系统的构造是以 AMS为基础并与AMPS菲容,即利用划分小区和频率复用技 术。 第2章数据通信

第2章 数据通信 6 2.10.1 蜂窝无线通信发展概述 ➢蜂窝数字分组数据（CDPD） CDPD(Cellular Digital Packet Data)实际上是蜂窝状 数字式分组数据交换网络,它是以数字分组数据技术为基础, 以蜂窝移动通信为组网方式的移动无线数据通信技术。蜂 窝移动系统起源于美国的贝尔系统,蜂窝系统的构造是以 AMPS为基础并与 AMPS兼容,即利用划分小区和频率复用技 术

2.10.1蜂窝无线通信发展概述 码分多址访问(CDMA) CDMA( Code Division Multiple Access)的工作原理在 2.10.2中介绍。CDMA有很多优点,如容量是目前流行的GSM的 3~4倍;通话质量大幅度提高,接近有线电话的通话质量;由 于所有小区使用相同的频率故大大简化小区频率规划;保密 性能更强;手机功耗更小,通话时间更长;增强小区的覆盖能 力,减少基站数目;不会与现在的模拟和数字系统产生干扰 提供可靠的移动数据通信;可靠的软切换方式大大降低了切 换的失败几率。 第2章数据通信

第2章 数据通信 7 2.10.1 蜂窝无线通信发展概述 ➢码分多址访问（CDMA） CDMA（Code Division Multiple Access）的工作原理在 2.10.2中介绍。CDMA有很多优点,如容量是目前流行的GSM的 3~4倍；通话质量大幅度提高,接近有线电话的通话质量；由 于所有小区使用相同的频率故大大简化小区频率规划；保密 性能更强；手机功耗更小,通话时间更长；增强小区的覆盖能 力,减少基站数目；不会与现在的模拟和数字系统产生干扰； 提供可靠的移动数据通信；可靠的软切换方式大大降低了切 换的失败几率

2.102蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术 1.蜂窝移动电话系统的组成 蜂窝移动通信系统主要是由交换网络子系统、无线基站子系统) 和移动台三大部分组成,如图241所示。 NS 图2.41蜂窝移动通信系统的组成 第2章数据通信

第2章 数据通信 8 2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术 1. 蜂窝移动电话系统的组成 蜂窝移动通信系统主要是由交换网络子系统、无线基站子系统) 和移动台三大部分组成，如图2.41所示。 图2.41 蜂窝移动通信系统的组成

2.102蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术 移动台(Ms, Mobile station) 移动台就是移动客户设备部分,它由两部分组成,移动终 端(MS)和客户识别卡(SM, Subscriber Identity module) >交换网路子系统(NSS, Network Switching System) 交换网络子系统主要完成交换功能和客户数据与移动性 管理、安全性管理所需的数据库功能。 >无线基站子系统(BSs, Base station System) 无线基站子系统是在一定的无线覆盖区中由移动交换中心 (MsC)控制,与MS进行通信的系统设备,它主要负责完 成无线发送接收和无线资源管理等功能。功能实体可分为基 站控制器(BSC, Base station controller)和基站收发信台 (BTS, Base Transceiver Station 第2章数据通信

第2章 数据通信 9 2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术 ➢ 移动台（MS，Mobile Station） 移动台就是移动客户设备部分，它由两部分组成，移动终 端(MS)和客户识别卡（SIM, Subscriber Identity Module ） ➢交换网路子系统（NSS, Network Switching System ） 交换网络子系统主要完成交换功能和客户数据与移动性 管理、安全性管理所需的数据库功能。 ➢无线基站子系统（BSS, Base Station System ） 无线基站子系统是在一定的无线覆盖区中由移动交换中心 （MSC）控制，与MS进行通信的系统设备，它主要负责完 成无线发送接收和无线资源管理等功能。功能实体可分为基 站控制器（BSC, Base Station Controller ）和基站收发信台 （BTS, Base Transceiver Station ）

2.102蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术 移动站 MSC PST 图2.42蜂窝通信原理图 第2章数据通信

第2章 数据通信 10 2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术 移动站 移动站 移动站 MSC 图2.42 蜂窝通信原理图