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移动通信基础知识讲义移动通信基础知识广东移动作为国内移动通信运营商的领导者，每一个员工都很应该了解移动通信的基础知识和我们的网络情况。我们这堂课的主要内容便是介绍移动通信的基本原理和深圳移动的网络概况，同时也顺便介绍一些与网络优化相关的概念。无线通信基本原理所有的通信的目的都是将信息从一端传递到另一端。这里的信息，可以是文字，也可以是话音。从古代的烽火传讯到信件，再到电话、无线电报、再到今天的移动电话，随着通信方式的不断发展，信息传递的效率越来越高。有线通信是利用线缆传送信息，比如我们家里的座机，是利用电话线传送信号的；而无线通信则是利用无线电——也就是电磁波，传送信息，比如无线电广播、寻呼台等。没有无线通信就没有移动通信，无线通信是移动通信的基础。但无线通信并不等于移动通信，二者的区别我们将在后面介绍。信号的调制与解调首先我们来介绍无线通信的基础，电磁波的调制与解调。现代无线通信源于19世纪赫兹的电磁波辐射实验，这个实验使人们认识到电磁波是可以控制发射的。而之后的马可尼的跨大西洋无线电通信证实了电波携带信息的能力，这成为近代无线电通信的基础，理论基础是麦克斯韦方程组。让电磁波携带信息是通过对电磁波进行调制来实现的。所谓调制，是指用特定信息（基带信号）去改变原本恒定信号（载波信号）的幅度或者频率，从而将特定信息加载到载波信号上。解调则是调制逆向过程，从调制后的载波信号中还原出基带信号，获得有用信息。基带信号是模拟信号的，叫做模拟调整；基带信号是数字信号的，叫数字调制。所谓模拟信号，指的是连续信号；而数字信号则是指不连续的信号，可以被量化的信号，通常用二进制表示。我们第一代移动电话网因为用的基带信号是模拟信号，所以是模拟移动电话；第二代GSM网络用的是数字信号，所以是数字移动电话。数字信号与模拟信号相比，最大的优势在于计算机处理。从调制方式上来说，可以分为幅度调制、频率调制和相位调制三种。收音机接收的AM频道是幅度调制，FM的频道则是频率调制。由于第二代和第三代移动通信都是数字通信系统，所以我们只向大家介绍数字调制。数字调制信号，在二进制时有振幅键控（ASK）、移频键控（FSK）和移相键控（PSK）三种基本信号形式，如下图所示。为什么要将二进制调制方式称为“键控”呢？因为二进制调制的最简单的办法便是通过一个选择开关键控制输出信号。ASK又称为开关键控或通断键控，用开关控制信号的有无；FSK则是用选择键选择不同的频率；PSK是用选择键选择不同的相位。除了二进制的数字信号调制外，我们还有四进制、八进制、十六进制等数字调制方式。这些高阶调制方式都是由二进制调制方式改进和组合而来。进制越高，传输速率越高，但抗干扰的能力就越差。数字调制的解调方法较多，也比较复杂，这不是我们课程的重点，就不去详细介绍了。但我们还要重点介绍三种数字调制方式：GMSK、4PSK和8PSK。MSK是FSK的一种改进型，能够使FSK的相位保持连续的变化，这样能够传输更高速的数据。高斯滤波最小移频键控（GMSK）是在最小移频键控（MSK）前置一个高斯低通滤波器，高斯低通滤波器必须能满足下列要求： ① 带宽窄，且是锐截止的； ② 具有较低的过冲脉冲响应； ③ 能保持输出脉冲的面积不变。采用高斯滤波最小频移键控（GMSK），比普通的MSK更窄的带宽，但代价是减小了对噪声的抵抗能力。GSM每个无线信道的带宽是200KHz，为了减小信道间的干扰，采用的调制方式便是GMSK方式。4PSK又叫QPSK，即四相绝对移相键控，它是利用载波的多种不同相位（或相位差）来表征数字信息的调制方式。由于4种不同的相位可以代表4种不同的数字信息，因此，对于输入的二进制数字序列应该先进行分组，将每两个比特编为一组。下图所示的是四相制信号的波形图。图中示出了4PSK的π/4及π/2配置的波形图。同样的信道带宽下，QPSK的传输速率是2PSK的2倍。在WCDMA中，无线信道上使用的便是QPSK的调制方式。8PSK是八相绝对移相键控，与四相绝对移相键控类似，只是应将3个二进制比特编为一组，共8组，对应8种相位偏移。同样的信道带宽下，8PSK的传输速率是2PSK的3倍。在EDGE中，数据信道上使用的便是8PSK的调制方式。所以EDGE的传输速率是GPRS的3倍。1.1.2天线的基本原理根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电磁场可以相互激发，这样变化的电磁场就会脱离场源，由近及远地向周围空间传播出去，形成电磁辐射。这种变化的电磁场按一定的速度以波的形式向四周传播出去，就称为电磁波。天线是发射和接收电磁波的装置，是无线通信的一个关键组成部分。无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到