移动通信原理范文精选

本书起源于作者1993年在佐治亚理工学院讲学的物理无线电通信的研究生课程，在前两个版本的基础上增加了无线通信领域的最新发展成果，从严密的数学角度介绍无线电通信的物理层，旨在强调适用广泛的无线电标准的核心原理。

近年来商用的无线电通信系统和服务有着飞速的发展。20世纪80年代早期，第一代（1G）蜂窝式电话系统诞生，它基于模拟调频技术（FM），提供窄频电路语音交换服务。为了满足市场需求，90年代初又推出了第二代（2G）数字蜂窝式系统。2G蜂窝式系统基于时分多址（TDMA）技术或者码分多址（CDMA）技术，提供线路交换语音和数据的服务。90年代间，2G系统又增强了封装交换数据的功能，大大提高了数据传输的能力，后来被称为2.5G系统。2000年之后，出现了第三代（3G）蜂窝式系统。它允许语音和数据服务的并发使用，并具有更快的数据传输率。3G高速的数据传输能力结合几何定位信息系统衍生出了移动定位服务。当前，第四代（4G）蜂窝式系统正处于研发阶段，它采用了基于IP互联网络传送语音的协议（VoIP）和集多媒体应用的超宽带（G比特峰值速度）接入技术。4G的大部分技术基于多载波调制/多路传输技术，例如正交频分多址（OFDMA），或者单载波调制/多路传输技术，如单载波频分多址（SCFDMA）。现在，最广泛的移动电话标准是全球移动通信系统（GSM）。2010年，全球60亿人口中有40亿用户使用GSM。最广泛的无线局域网（WLAN）的互联接入标准是IEEE 802.11a/b/g，即WiFi。大部分蜂窝式服务的供应商都部署了3G网络，使用两个不同标准之一。其一是GSM/GPRS/EDGE/WCDMA/HSPA系列，由第三代合作伙伴计划（3GPP）开发，市场率约80%；另一个是IS95A/B/cdma20001x/cdma2000EVDO系列，由3GPP2研发，市场率约20%。而3G用户对两个标准的选择WCDMA/HSPA和IS95/BEVDO基本持平，2010年双方均约5亿用户。3G的标准HSPA+在5MHz的带宽上具有21Mbps的下行峰值速度，它基于单载波TDM/CDMA技术。4G的长期演化版（LTE）已可商用，而高级长期演化版（LTEA）目前仍在研发。与基于CDMA技术的3G不同，4G是基于OFDMA和SCFMDA技术。LTEA在5MHz的带宽上具有22Mbps的下行峰值速度。作者认为，4G在下行峰值速度上没有比3G有很大的提升，所以，目前3G可能还会继续使用一段时间。

全书共13章：1.导论：图像极值和随机性；2.传播建模；3.协同通道接口；4.数字调制和功率谱；5.平缓衰减信道中的发生数字信号；6.多天线技术；7.均衡化和干扰消除；8.误差控制编码；9.扩频技术；10.多载波技术；11.频率规划技术；12.CDMA蜂窝型通信网系统；13.广播资源管理；附录A 概率论和随机过程。

本书适合作为无线电通信专业的研究生教材，同时适合作为移动通信领域的研究人员和工程人员的参考书籍。

陈涛，博士生

（中国传媒大学理学院）

Chen Tao， Ph D Candidate

（School of Science，Communication University of China）

摘要： 移动 通信终端产品在我们的日常生活中已经非常普及，因此，其设计的安全性问题显得尤为重要。就移动终端产品安全隐患最大的地方——电源管理设计，提出了一些设计理念以提高产品的安全性。 关键词：移动通信终端；电源管理；可充电锂离子电池

引言

移动通信终端产品如GSM手机、CDMA手机及PHS小灵通电话已经深入普及到我们的日常生活中，促进了中国电信事业的发展，也为我们的生活带来了方便与快捷。但同时，由于一些移动终端厂商的设计缺陷，多次出现了手机爆炸伤人事件，而造成爆炸的主要原因在于电源管理部分设计有缺陷或设计存在不完善的地方。

与其他现有电池相比，可充电锂离子电池具有多项优势，这使它们成为更适合于便携式应用的电源。它们可以提供更高的能量密度（最高达200W·h/kg或300～400W·h/L，分别是Ni/Cd或者Ni/MeH电池的2.5倍和1.5倍）和更高的电池电压(碳阳极电池为4.1V，石墨阳极电池为4.2V)。它们具有无记忆效应，自放电率小，可快速充放电及更高的充放电次数等优点。

锂离子电池的更高化学能量密度和更高电池电压使得我们可以为移动终端产品应用制造出更小和更轻的电池，而更轻和更小的电源对目前中国移动通信终端产品追求最小尺寸来说是至关重要的。要想充分利用电池容量或延长电池寿命，必须极其严格地控制充电参数。

鉴于锂离子可充电电池的上述优点，本文将详细介绍如何设计高效、安全的锂离子可充电电池管理电路。

1 移动通信终端产品锂离子电源管理的原理及设计

锂离子电源管理的设计主要是针对锂离子电池的特性来进行的。锂离子电池的安全性能及供电性能主要体现在其充放电参数的控制上。图1为锂电池电源管理原理图。该图由控制芯片和电路组成。接下来，我们就图1从锂电池放电、充电两个方面来探讨如何实现锂电池的管理。

移动通信终端产品在我们的日常生活中已经非常普及，因此，其设计的安全性问题显得尤为重要。就移动终端产品安全隐患最大的地方——电源管理设计，提出了一些设计理念以提高产品的安全性。

关键词：移动通信终端；电源管理；可充电锂离子电池

引言

移动通信终端产品如GSM手机、CDMA手机及PHS小灵通电话已经深入普及到我们的日常生活中，促进了中国电信事业的发展，也为我们的生活带来了方便与快捷。但同时，由于一些移动终端厂商的设计缺陷，多次出现了手机爆炸伤人事件，而造成爆炸的主要原因在于电源管理部分设计有缺陷或设计存在不完善的地方。

与其他现有电池相比，可充电锂离子电池具有多项优势，这使它们成为更适合于便携式应用的电源。它们可以提供更高的能量密度（最高达200W·h/kg或300～400W·h/L，分别是Ni/Cd或者Ni/MeH电池的2.5倍和1.5倍）和更高的电池电压(碳阳极电池为4.1V，石墨阳极电池为4.2V)。它们具有无记忆效应，自放电率小，可快速充放电及更高的充放电次数等优点。

锂离子电池的更高化学能量密度和更高电池电压使得我们可以为移动终端产品应用制造出更小和更轻的电池，而更轻和更小的电源对目前中国移动通信终端产品追求最小尺寸来说是至关重要的。要想充分利用电池容量或延长电池寿命，必须极其严格地控制充电参数。

鉴于锂离子可充电电池的上述优点，本文将详细介绍如何设计高效、安全的锂离子可充电电池管理电路。

1 移动通信终端产品锂离子电源管理的原理及设计

【摘 要】 本文通过对移动通信技术的基本工作原理的介绍与分析，结合当今网络发展的新技术，包括分组化、数据化等高科技对移动通讯技术的发展趋势进行了论述。

【关键词】 移动通信；网络技术；无线数据

1 网络业务数据化、分组化

1.1无线数据――生机无限当前移动数据通信发展迅速，被认为是移动通信发展的一个主要方向。近年来出现的移动数据通信主要有两种，一种是电路交换型的移动数据业务，如TACS、AMPS和GSM中的承载数据业务以及GSM系统的HSCSD；另外一种是分组交换型的移动数据业务，如摩托罗拉的DataTAC、爱立信的Mobitex和GSM系统的GPRS。

1.1.1应用驱动市场

无线数据业务的主要驱动力在于用户的应用。话音是单一的、易于被大众所接受的业务，然而无线数据则不同，无线数据最初的应用重点放在运输管理这样的专业市场。近期无线数据业务的目标市场是销售人员或现场工程师这样的用户群。从这些先发目标的应用中积累无线数据的经验，并从中受益。

1.1.2因特网的影响

和通信的其他领域一样，无线数据业务的一个最重要的驱动力来自Internet。根据最近的研究，未来两年欧洲的因特网用户数量将翻一番。在我国，因特网用户的年增长率将高达300%，显然用户在运动中接入因特网的需求将会增长。

摘要：《移动通信原理与应用技术》这一课程，是高职院校移动通信技术专业的一门必修的基础核心课程。这门课程生涩难懂，在理解方面，学生普遍表示有很大的难度。笔者对传统的《移动通信原理与应用技术》课程的弊端进行了介绍，并分析了针对传统的《移动通信原理与应用技术》的改革方案，在此基础上，形成了高职移动通信课程项目化教学建设的方案，希望以此促进课程改革，加快实现基本知识与实际应用一体化。

关键词：高职院校；《移动通信原理与应用技术》；项目化；教学

引言

从2009年以来，通信行业逐步经历了3G到4G网络建设，形成了包括信息运营服务，终端建设服务等业务的产业增长链。通信行业的迅猛发展也提高了对通信人才的需求。在此情况下，高职院校移动通信技术专业的学生无疑迎来了一个良好的发展机会，同时，也对高职院校学生的素质提出了更高的要求。要想更好的使学生从《移动通信原理与应用技术》这门课程中受益，逐步适应社会发展的各项需求，就必须以高职院校为改革的主体，以当前学校所拥有的一系列的岗位为出发点，对传统的移动通信课程进行改革，以求使学生增强自主创新能力，发扬科学首创精神，同时也希望通过移动通信课程的学习实现学与做的一体化，着眼于解决现实问题。

1传统的《移动通信原理与应用技术》课程的弊端

传统的《移动通信原理与应用技术》这门课程在教学的过程中主要是以理论讲授为主，教学过程中多采用按章节模块化的教学。但是，这门课程没有必要合适的实践环节，学生学习这门课程后基本不具备一定的社会适应能力。虽然对这门课程已经有了基础知识的掌握，但是在正式参加工作时仍旧需要花费过多的时间来专门进行培训，这样就在很大程度上减弱了学习的效果，使得传统的课程学习不能够很好的满足高职院校所制定的相关目标，不能培养出专业技能型的学生。

2传统《移动通信原理与应用技术》的改革思路

针对传统的移动通信教学的弊端，着眼于当前各大企业对移动通信人才的需求，我们能够看到，高职院校毕业的学生，在就业的过程中，他们大多会倾向选择一些操作性的岗位，而企业对这些学生的要求也比较高，他们希望学生在参与到工作时就能够实现与企业的完全对接，能够直接上手参加工作。因此，就这一情况，高职院校在改革过程中，应该主要还是让学生对一些基础性的理论进行了解，这些仅仅是属于比较基础性的，不必进行过于深的探讨和研究。学生只需要对相关的理论进行认知即可，如果在教学过程中对相关部分需要重点把握的，可以适当的进行深入说明。在课程教学中，可以大力加强介绍当今新兴的前沿技术成果，让学生能够对移动通信这一行业进行了解，以便于加快拓展学生的知识面，以此来提高学生动手实践能力。总体而言，对传统的移动通信课程进行改革，就必须在基础知识理论学习的中，不断的提高实践教学的环节，这样有助于将课本学习与实际应用相结合，更大程度上提高学生融入企业的能力。

1引言

移动Ad Hoc网络可以实现固定或移动用户的计算机通信和本地信息的收集和分配。由于它具有组网灵活、抗毁性强、支持用户的移动性和动中操作、易于快速部署等特点，从一开始就在商业、军事、经济领域获得了广泛的应用。

2移动AdHoc技术原理

2.1移动AdHoc主要特点

移动AdHoc网络有以下几个显著的特征：a节点的移动性。网络中的每个节点并非静止不动，每一个节点都可以独立地做随机的运动。b动态的网络拓扑结构。由于网络中的每一个节点都可以自由地、相对对立地运动，使得AdHoc网络没有固定的拓扑。更糟糕的是，网络拓扑的改变是随机的、频繁的，而且是不可预测的。c传输带宽受限且链路的容量是时变的。通常情况下，无线链路的容量比相应的有线链路的容量低很多。如果再考虑多址接入、信道衰落、噪声和干扰等不利因素的影响，实际可获得的链路容量比理想的无线传输速率还要低很多。d节点能量受限。一般来说，AdHoc网络的节点都是一些便携式的移动终端，它们都要靠随身携带的电池或者其他消耗性的手段提供能源。为了能够延长节点的运行时间，一个最重要的系统设计准则就是要尽量的节约能量，采用较小的发射功率。分布式随机接入协议，节点基于信道忙闲状态的监测结果来决定是否发送分组。由于在AdHoc网络中，每一个节点的无线覆盖范围是有限的，因此简单的采用CSMA多址接入方式不可避免地带来了隐藏终端和暴露终端问题，如图2所示。隐藏终端问题是在目的节点的载波监听范围内而未在源节点监听范围内，在目的节点处发生冲突；暴露终端问题是在源节点的载波监听范围内而未在目的节点监听范围内，在源节点处发生冲突。图1移动AdHoc网络示意图以上这些特点决定了AdHoc网络独特的运行机制，其网络示意图如图1所示。由于每一个节点的无线覆盖范围相对整个网络的覆盖区域来说较小，那么网络中从一个节点到另一个节点可能要经过多个其他节点的转发，也就是说是多跳的。网络中不存在固定的路由器，每一个节点在完成自身的功能之外，还必须充当一个路由器，转发其他节点的分组。网络的运行是完全分布式的，与网络的组织和控制有关的任务被分配到各个节点。AdHoc网络中无需中心控制实体，所有的协议只能分布式的运行。

2.2移动AdHoc多址接入技术

多址接入技术是一种用来解决多个用户共享一个通信信道的技术。多址接入技术是否设计得当或者选择合理直接影响到无线资源的利用率和通信质量。根据对无线信道共享的方式不同，多址接入技术可以分为三大类：固定多址接入（如FDMA，TDMA等）；随机多址接入（如ALOHA，CSMA），预约型的多址接入（如PRMA，DSA等）。目前，在AdHoc网络中的多址接入协议通常都是基于载波侦听的随机多址协议CSMA。CSMA是一种简单的图2隐藏终端问题和暴露终端问题移动AdHoc网络在MAC层和PHY层采用的典型协议是IEEE802.11系列协议。IEEE802.11的MAC协议具有两种信道接入方式：分布式协调方式DCF和点协调方式PCF。其中DCF为竞争型的信道访问机制；PCF为无竞争的信道访问机制，有中心控制点（通常成为AP）进行集中控制。DCF中采用载波检测与碰撞避免（CSMA/CA）协议，其中有两种基本的信道接入方式：简单的CSMA方式和增强型的接入方式（即RTS/CTS方式）。基本的CSMA/CA协议采用两次握手机制，接收方正确接收业务分组后，立即发送ACK。而发送方收到该ACK后，就知道业务分组己被成功接收。在增强型接入方式中，RTS/CTS方式采用四次握手机制，即在发送有效数据之前，先通过采用RTS/CTS预约信道。这样不仅能够解决发送长业务分组时发生分组碰撞导致信道利用率急剧下降的问题，而且可以有效减少“隐藏终端”问题。在增强型接入方式中如果在发送完RTS的规定时间内没有收到CTS，则发送节点认为RTS发送出错。在这两种情况下，发送节点都会按照“二进制指数退避算法”进行退避与重传操作。

2.3移动AdHoc路由技术

摘 要：近年来，随着现代通信的发展及对移动通信电波传播、组网技术、天线理论等方面的研究逐渐深入，智能天线开始用于具有复杂电波传播环境的移动通信中。本文着重介绍了智能天线的基本原理、实现方法及其在现代通信中的应用。

关键词：智能天线；移动通信；发展

1 前言

天线在移动通信中有效地实现了收发信机和电磁波传播空间之间的能量传递，是不可缺少的组成部分。而随着科学技术发展和进步，通信对器件、 部件的要求也越来越高， 智能天线变应运而生。智能天线是一种安装于基站的双向天线，它通过一组带可编程电子相位的固定天线单元获取针对覆盖的方向，同时能够获取基站和手机之间各链路的方向特性，利用数字信号处理技术，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号的目的。随着4G技术的发展，智能天线技术更是成为移动通信系统研究中的热点。

2 智能天线的基本原理及实现

智能天线通常包括多波束智能天线（Switched Beam Antenna）和自适应阵智能天线（Adaptive Array Antenna）。智能天线技术主要基于自适应天线阵列原理，天线阵收到信号后，通过由处理器和权值调整算法组成的反馈控制系统，根据一定的算法分析该信号，判断信号及干扰到达的方位角度，将计算分析所得的信号作为天线阵元的激励信号，调整天线阵列单元的辐射方向图、频率响应及其它参数。利用天线阵列的波束合成和指向，产生多个独立的波束，自适应地调整其方向，跟踪信号变化，对干扰方向调零，减弱甚至抵消干扰，从而提高接收信号的载干比，改善无线网基站覆盖质量，增加系统容量。

多波束天线利用多个并行波束覆盖整个用户区，每个波束的指向是固定的，波束宽度也随天线元数目而确定。随着用户在小区中的移动，基站相应选择不同的波束，使接收信号最强。自适应天线阵列一般采用4～16天线阵元结构，阵元间距为半个波长。天线阵元分布方式有直线型、圆环型和平面型。自适应天线阵列是智能天线的主要类型，可以完成用户信号接收和发送。该系统采用数字信号处理技术识别用户信号到达方向，并在此方向形成天线主波束。自适应天线阵列中，各天线元的放置形式可有多种，相邻天线元间距为一特定值。在接收信号到达天线阵时，每个阵元上的信号经过不同的加权，然后再叠加产生一个输出信号，加权系数和叠加可以根据不同的准则。

为了使智能天线具有良好性能，应根据具体的电波传播环境，选择相应的智能算法。采用软件无线电技术使系统具有良好的改善能力，提高系统性能。

摘要：本文先对这一网络结构作一个总体上的技术原理的描述，然后再对三种主流技术作一个各自的分析，通过对这些技术的学习使我们对未来的通信方向有一个基本上的了解。

关键词：第三代移动通信；网络结构；技术原理

中图分类号：TN711文献标识码：A文章编号：

1. 3G基本的网络结构和功能

跟我们以前所认识的GSM网络一样，在3G的网络里，也有交换，传输和用户终端，根据IMT-2000系统的基本标准，第三代移动通信系统主要由4个功能子系统构成，它们是核心网（CN）、无线接入网（RAN）、移动台（MT）和用户识别模块（UIM），且基本对应于GSM系统的交换子系统（SSS）、基站子系统（BBS）、移动台（MS）和SIM卡。

如图所示,3G网络系统主要是UMTS无线接入系统，包括：CN(核心网)、UTRAN（无线接入网）、UE（用户装置）。NodeB(BS)、RNC(BSC)其中RNC可以看成GSM网络中的基站控制器，而NodeB可以看成GSM网络中的基站收发信台。对某个NodeB来说，控制其的RNC称为控制RNC（CRNC）。

CN核心网部分包括UMSC、SGSN、GGSN等功能实体，支持3G并发业务、高速电路业务和分组业务的MSC/VLR/HLR框架实现传输管理，移动性管理，呼叫控制，基本电信业务和补充业务等功能。

RNC无线网络控制器提供IU、IUb、IUr接口，管理和控制Node-B与CN信息传递，实现技术标准中的控制平面和用户平面的一些功能。

摘 要：移动通信技术的迅猛发展，给生活带来了前所未有的变化，特别是4G技术的应用，将人们推进了高速的通信时代。因此，教师在培养学生的时候要让学生打下扎实的专业知识基础，并练就学生过硬的专业技能。

关键词：移动通信原理;行动导向教学法;理论课型

移动通信原理是一门理论性较强的专业基础课程，它作为通信专业的核心课程，在该专业的整个学习过程中起着非常重要的作用。如果能学好、学透这门课程，对学生而言不仅有利于优质就业，而且为学生日后在工作中学习新的通信技术与技能打下良好的基础。

如何在中职通信专业学生中上好理论类型的专业核心课程呢？这是很多担任理论类型专业课程的老师很关注的问题。以往移动通信原理课程的教学效果不是很理想，一方面该课程的难度较大，理论性强，本科院校的学生学起来尚有难度，更何况我们的中职学生;另一方面以往的教学采取的是传统的教学方法，注重教师课堂讲解，学生听，而不是把主动权交给学生，引导学生分析，让学生在主动学习中掌握知识与技能。因此，该课程“教师难教、学生难学”的现象普遍存在。

近几年在职业教育领域中出现了一种新思潮――行动导向教学法，该教学法是注重以学生为主体的一种教学法，有别于我们传统的教学方法。我们在教学中尝试将这一教学法用到移动通信原理课程的教学当中，本文就在移动通信原理课程中开展行动导向教学法进行探索。

一、行动导向教学法在移动通信原理课程中实施的可行性

行动导向教学法通过各种自主型的教学方式和共同解决问题的教学方法开展教学，是学生同时用脑、心、手进行学习的一种教学法。它的意义在于学生是学习过程的主体，教师是学习过程的组织者与协调者，在教学过程中教师与学生互动，学生在整个学习过程中通过自己“用心、动脑、动手”进行实践，并在这个过程中掌握专业知识与职业技能。

行动导向教学法有一套具体的教学方法，包括角色扮演法、模拟教学法、项目教学法、小组教学法、引导文教学法、张贴板教学法、头脑风暴法、思维导图法、案例教学法等等，这些方法可单独使用，也可根据教师上课的需求灵活地结合在一起使用。

【摘要】 在当前移动通信飞速发展变化的大环境下，4G技术已经在全国范围内逐步取代3G网络，成为当前无线通信主要运行模式，怎样将《移动通信原理》课程的教学体系和课程内容纳入实际运营的场景中成为需要考虑的问题。本文首先对移动通信技术专业应用型人才的定位进行了讨论，根据应用型人才的培养目标和学校的实际条件，提出了采用优化移动通信课程群、增加项目实训和增强校企合作的方法来提高移动通信专业应用型人才的培养水平，满足人才市场的实际需求。

【关键词】 移动通信 教学改革 应用型本科

The consideration of “Mobile Communication Theory” to the practical personnel under the 4G technology Zhang Lin， Lin Feng Department of OPTO-Electronic and Communication Engineering， Xia Men University of Technology Abstract： With the rapid development of communication technology， 4G communication system has been gradually replacing the 3G worldwide. It is very important that the course system and the content of “Mobile Communication Theory” can follow the development of the market. In this paper， the positioning for the personnel of mobile communications are discussed firstly. According to the training objectives and the actual conditions of university， the methods that optimizing the curriculum group of mobile communications， increasing the training programs and enhancing the cooperation between enterprises are proposed in this paper. Following these methods， the teaching skills for practical personnel in mobile communication technology are improved which will meet the requirement of actual market.

Keywords： mobile communication， teaching reform， practical personnel

一、4G通信的发展对教学产生的影响

2014年是中国4G商用元年，以运营商大规模放号发展4G用户为标志，全国LTE产业布局已经开始，4G全面激活移动互联网，为用户、应用提供商和运营商等产业链各个环节带来重大变化，提供更加丰富的业务。因此，运营商考虑的是怎样把流量规模做大，怎样提高用户价值，依据欧美、日韩国际运营商比较通行的模式，运营商和互联网服务提供商合作来做大流量，运营商做好流量经营。

在这种背景下，通信设备制造商及其上下游供应商、运营商以及外包的维护第三方急需掌握最新技术的年轻人才。作为应届毕业生的去向问题主要还是取决于学生本身的个人能力和知识体系的掌握程度，毕业生通常能够掌握移动通信技术的基本理论和专业技能，主要从事通信工程安装、调试、设备管理与维护、移动通信相关产品检修、测试与销售服务工作，从事的岗位主要有网络优化工程师、基站运维工程师、互联网运营等职位。因此移动通信课程作为我校通信专业学生的核心专业课，对于接口工作内容、向学生阐述未来工作职责就显得尤为重要。

我校通信专业成立8年来（从2008年开始），一直追求教学与产业相结合的准则来培养学生，但受限于使用的教材大多较为陈旧，以讨论推导通信技术理论为主，涉及实际工作内容不足，实验大多采用现成实验箱验证各种技术的基本原理，内容相对简单，无法面向真正的商用设备进行操作，导致学生应具备的能力与实际工程需要相差较远，学院课程仍构建不起来通信系统架构的局面[1]。