移动通信技术经验教案.docx

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移动通信技术经验教案

职业技术学院教案

（20　～20　　学年　第学期）

教学单位：

课程名称：

移动通信技术　

任课班级：

任课教师：

教案书写说明

教案又称课时授课计划，是任课教师的教学实施方案。

任课教师应遵循专业教学计划制订的培养目标，以教学大纲为依据、教材为蓝本，在熟悉教材，了解学生的基础上，结合教学实践经验，提前编写设计好每堂课的全部教学活动。

教案书写应包括以下内容：

⒈课题：

授课题（章节）名。

⒉课型：

分理论讲授课、实验（实训）课、实习（见习）课等。

讲授课又分新授课或复习课。

⒊教学目的：

本课题教学应达到的目的。

⒋教学重点：

本课题（章节）的教学重点分别列出。

⒌教学难点：

本课题（章节）的教学难点分别列出。

⒍教学方法：

指本课题使用的教学方法和手段。

⒎课时安排：

本课题（章节）总计划课时数。

⒏教学内容：

本课题（章节）主要内容。

⒐作业及实践：

包括思考题、讨论题、实验题目、实训题目等。

⒑教学后记：

授课结束后的教学小结、心得体会等。

课　程　概　况

任课教师

职称

总学时

（108　）学时

理论：

108

课程名称

移动通信技术

实践：

使用教材

《移动通信技术》魏红人民邮电出版社

课程

教学

目的

《移动通信》是电子工程专业的专业课。

本课程讲述移动通信的一般原理与组网技术，是一门理论性和实用性很强的课程。

设置本课程的目的是使学生学习了本课程之后，对移动通信的基本概念、基本原理和组网技术有较全面的了解和领会，应能应用移动通信的原理与技术分析阐释常见移动通信方式中信息传输的发送与接收原理，应能分析设计一些简单移动通信系统，为移动通信系统的管理维护、研究和开发打下必要的理论基础和技能。

学

时

分

配

章/节

授课内容

学时

备注

移动通信概念

3

移动通信主要技术

3

GSM系统的网络结构、关键技术及无线接口

3

GPRS系统的网络结构、关键技术及无线接口

3

IS-95CDMA系统的网络结构、关键技术及无线接口

3

第三代移动通信系统总体要求和系统结构、WCDMA的网络结构、无线接口和关键技术

3

cdma2000的网络结构、无线接口和关键技术

3

TD-SCDMA的网络结构、无线接口和关键技术

3

B3G和4G移动通信系统及技术应用B3G/4G概述、HSPA

3

LTE（B3G）

3

LTE-Advanced（4G）

3

宽带无线接入技术

3

学

时

分

配

章/节

授课内容

学时

备注

无绳电话系统、无线寻呼系统、卫星移动通信系统、集群移动通信系统、限定空间移动通信系统

3

无线电波、电波传播中的衰落

3

OM模型概念及场强衰耗中值的预测、任意地形、地物衰耗场强中值和信号中值的预测、电波传播电路的计算、覆盖设计

3

移动通信中的噪声和干扰

3

总结复习

3

出席及成绩考核表

班级：

　　　　　　　　　　　　　　　　　20　－20　学年　学期

学号

姓名

出缺席情况及日期（日/月）

成　绩　考　核

注：

出席不记号；事假△；病假＃；旷课/；迟到×；早退○。

移动通信技术课程教案

（适用于电子教案）

授课题目

第1章移动通信概念

教学目的

教学要求

掌握移动通信概念、特点

理解移动通信系统中的信号的基本处理过程

教学重点

教学难点

重点

移动通信的概念、特点

移动通信系统中的信号的基本处理过程

难点

移动通信系统中的信号的基本处理过程

教学方法

教学手段

方法：

启发式教学法、案例教学法、问题教学法、自学辅导法等

手段：

常规教学、多媒体教学、网络教学等

课堂教学

时间分配

教学内容

时间分配（分）

1.1移动通信的基本概念

●移动通信概念

通信双方或至少有一方在移动中进行信息交换的通信方式

●移动通信的特点

移动通信是有线、无线相结合的通信方式

–无线接入

–有线或无线传输

–计算机控制

（1）电波传播条件恶劣，存在严重的多径衰落

（2）强干扰条件下工作

（3）具有多普勒效应

（4）存在阴影（盲区）

（5）用户经常移动，与BS无固定联系

●移动通信的发展概述

●移动通信的工作方式

●单工

轮流收、发（按----讲）

同频单工、异频单工

●双工

通信双方同时收发

准双工----双工方式的一种特殊形式

接收机常开，发射机只在有信号需发射时才开

优点：

移动台省电减少空中干扰电平

●半双工

一方轮流收发（单工），另一方同时收发（双工）

双工侧采用天线共用器

1.2移动通信系统的组成

●组成：

MSC、BS、MS与其他网络相连的中继线

●MS、BS均有一套收发信机和天馈系统

●无线小区：

BS天线覆盖范围

–影响无线小区大小的因素

●发射功率（传播衰耗）

●基站天线高度（视距传播特性）

1.3移动通信中的编号计划

●GSM与CDMA系统中的编号

●GPRS中的编号

●SAE/LTE中的编号

与CDMA系统中的编号

●GSM中的编号

1.GSM中的编号

●

（1）MSISDN

–移动用户的ISDN号（13S，15S，18S）

●2）IMSI

–国际移动用户识别号

●3）TMSI

–临时移动用户识别码

●（4）MSRN

–移动用户漫游号码

●（5）IMEI

–国际移动设备识别码

●6）区域和设备识别

–位置区识别号LAI

–全球小区识别码GCI

–基站识别码BSIC

●CDMA中的编号与GSM中的编号基本一致

–移动用户号码薄号码MDN

–移动用户识别号MIN/IMSI

–设备电子序列号ESN/MEID

–临时本地用户号TLDN

–系统标识SID/NID

–MSC标识MSCID

–发送者识别码SIN

1.3.2GPRS中的编号

与GSM相同的编号：

MSISDN、IMSI、IMEI、TMSI、LAI、CGI、…

新编号

–路由寻址区标识RAI

–分组临时移动用户标识符P-TMSI

–PDP地址

–网络层服务接入点标识NSAPI

–临时逻辑链路标识TLLI

–隧道标识符TID

–GSN地址和GSN号码

1.4移动通信中信号的基本处理过程

●数字移动通信系统中，需把模拟信号转换成适合在空中无线信道中传输的数字信号

●数字语音信号处理

–GSM系统中的数字信号处理过程

–CDMA系统中的数字信号处理过程

–数字语音信号处理包括发射信号处理和接收信号处理

1.4.1GSM系统中的信号处理过程

1.发射信号处理

（1）语音编码

（2）信道编码

（3）交织编码

4）数字信号调制

5）变频

2.接收信号处理

均衡

1.4.2CDMA系统中信号处理过程

●IS-95CDMA系统中，前向业务信道在完成与GSM系统相同的模数变换、分段后，按图1-17所示完成语音信号处理，再通过合路器、双工器送往天线发射。

●相比GSM系统增加了如“帧质量指示、加尾比特、码元重复”等处理过程。

●为了提供码分多址技术的用户、信道、基站识别，增加了用户地址调制（扰码）、信道地址调制和基站地址调制（扩频），在地址调制时均采用相应的地址码与信息相乘的方法实现。

●为适应系统的功率控制技术的应用，还增加了功率控制比特复用过程。

1.4.3各移动通信系统模型比较

●通信模型中的各部分基本功能：

–

（1）信源编码：

把要传递的信息（语音、图象）变成数字信号，该功能在终端和业务提供商（ISP）处实现；

–

（2）信道编码：

提高信号的抗干扰能力，通过一些算法在信源数据里增加一些冗余码、校验码；

–（3）加扰：

在同频组网的情况下，需要采用扰码来区分小区；

–（4）调制：

把基频（基带）信号送到射频信道的技术，是无线接口宽带化的首选技术；

（5）发射和接收：

在天线上收发射频信号。

1.5移动通信系统的业务

●类型

–按信息类型分

●话音业务

●数据业务

–按业务的提供方式分

●基本业务

●补充业务

●增值业务不同的运营商所提供的业务分类会有所区别

课堂教学

设计

主要写出教学的主要环节及其设计安排。

如复习旧课、导入新课、如何突出重点、如何破解难点、教材分析、学情分析、教法设想、学法指导、媒体使用、作业习题布置、问题讨论、提问、总结、案例使用、教学情景设计、课程考核及课后辅导等。

作业

实践教学

备注

本章参考书目、课外阅读材料、需要注意的问题等。

教学后记

授课题目

第2章移动通信主要技术

教学目的

教学要求

●目的和要求

–了解移动通信系统的组网制式、无线区群结构、信道选择方法

–理解多信道共用、频率复用概念

–掌握移动通信中的跟踪交换技术技术

–理解移动通信中的选路与接续过程

–了解移动通信中的安全技术

–掌握移动通信系统中常用的抗衰落抗干扰技术

教学重点

教学难点

●重点

–移动通信中的跟踪交换技术、选路与接续过程、抗衰落抗干扰技术

●难点

–移动通信中的组网技术、安全技术、抗衰落抗干扰技术

教学方法

教学手段

方法：

启发式教学法、案例教学法、问题教学法、自学辅导法等

手段：

常规教学、多媒体教学、网络教学等

课堂教学

时间分配

教学内容

时间分配（分）

2.1无线区域覆盖结构

●区域覆盖结构

●组网制式

●正六边形无线区群结构

●移动通信网络结构和信道

2.1.1组网制式

●按服务区覆盖方式可分为

–大区制

–小区制

●大区制

●小区制

●小区形状的选择

3.小区形状的选择

●服务区形状：

线状、面状（无缝覆盖）

●相同地形地物、全向天线→圆形小区

●规划设计中为邻接覆盖服务区，用圆内接正多边形代替圆（正三角形、正方形、正六边形）

三种圆内接正多边形的比较

2.1.2正六边形无线区群结构

●无线区群的构成

●激励方式

（2）激励方式

●类型

–中心激励----全向天线

–顶点激励----定向天线

–利用频谱……

2.1.3移动通信网络结构和信道

●无线区域覆盖结构

●网络结构

●信道

2.2频率利用

●频率资源

●频谱管理

●同频复用

●多信道共用

●多址技术

●信道自动选择方式

●定位方式

2.3移动通信中的控制与交换

●移动交换系统的特殊要求

●位置登记

●越区切换

●漫游

2.4路由及接续

●电路群的设置

●路由选择

●用户的激活与分离

●呼叫接续

2.5移动通信系统中的安全措施

●SIM与UIM

●安全措施

2.6移动网络的抗衰落、抗干扰技术

●跳频

●间断传输

●分集

●功率控制

●扩频

课堂教学

设计

主要写出教学的主要环节及其设计安排。

如复习旧课、导入新课、如何突出重点、如何破解难点、教材分析、学情分析、教法设想、学法指导、媒体使用、作业习题布置、问题讨论、提问、总结、案例使用、教学情景设计、课程考核及课后辅导等。

作业

实践教学

备注

本章参考书目、课外阅读材料、需要注意的问题等。

教学后记

授课题目

第3章2G移动通信系统及技术应用

教学目的

教学要求

●目的和要求

–掌握GSM、GPRS、IS-95CDMA系统的网络结构、关键技术和帧结构

–了解GSM、GPRS、IS-95CDMA系统无线接口中的信道配置

–理解码分多址技术与扩频通信基本原理

教学重点

教学难点

●重点

–GSM、GPRS和IS-95CDMA系统网络结构、关键技术

–GSM、GPRS系统的帧结构、用户数据的传输

–扩频通信基本原理

●难点

–GSM、GPRS和IS-95CDMA系统的无线接口、关键技术

–码分多址技术基本原理

教学方法

教学手段

方法：

启发式教学法、案例教学法、问题教学法、自学辅导法等

手段：

常规教学、多媒体教学、网络教学等

课堂教学

时间分配

教学内容

时间分配（分）

3.1GSM

●GSM系统组成及网络结构

●GSM数字信号的处理

●GSM中的频率利用

●GSM中的无线接口

3.1.1GSM系统组成及网络结构

●GSM系统组成

●GSM系统网络结构

.GSM系统网络结构

●我国的GSM网络结构：

二、三级混合网络结构

3.1.2GSM数字信号的处理

1.话音编码

2.信道编码

3.交织

4.数字信号调制

5.Viterbi均衡

3.1.3GSM中的频率利用

●频率复用：

同一载波的无线信道用于覆盖相隔一定距离的不同区域频道序号对应工作频率的计算

3.1.4GSM中的无线接口

●GSM中的接口类型及位置

●Um接口（空中接口）

（1）信道

（2）逻辑信道的分类

（3）突发脉冲序列

（4）逻辑信道到物理信道的映射

（5）MS测试原理

3.1.3GSM中的频率利用

●频率复用：

同一载波的无线信道用于覆盖相隔一定距离的不同区域频道序号对应工作频率的计算

3.1.4GSM中的无线接口

●GSM中的接口类型及位置

●Um接口（空中接口）

（1）信道

（2）逻辑信道的分类

（3）突发脉冲序列

（4）逻辑信道到物理信道的映射

（5）MS测试原理

（6）移动用户的接续过程中逻辑信道的应用

3.2GPRS

●GPRS概述

●GPRS系统的结构

●GPRS中的无线接口

●GPRS中的功能及实现

3.2.1GPRS概述

1.GPRS的主要特点

2.GPRS的局限性

3.GPRS的发展（EGPRS）

3.2.2GPRS系统的结构

●基于GSM的GPRS网络结构

●GPRS骨干网络

3.2.3GPRS中的无线接口

●GPRS中的接口

●GPRS空中接口

1.GPRS中的接口

●GPRS中采用G接口

●分为：

信令接口、信令和数据接口

2.GPRS的空中接口

1）GPRS空中接口与GSM相关部分

（2）分组数据逻辑信道PDCH

（3）GPRS物理信道

（4）信道编码

（5）用户数据在空中接口的传输

3.2.4GPRS中的功能及实现

●GPRS中必须实现的多种独立功能（六种）

–网络接入控制功能

–分组路由选择和传输功能

–移动性管理功能

–逻辑链路管理功能

–无线资源管理功能

–网络管理功能

●会话管理

3.3IS-95CDMA（CMS）

●码分多址技术基本原理

●IS-95CDMA中上、下行链路工作原理

●IS-95CDMA中的关键技术

●IS-95CDMA中的无线接口

●CMS的移动功能结构

3.3.1码分多址技术基本原理

1.码分多址方式

2.码分多址技术基本原理

3.CDMA和扩频通信系统的结合

●直接序列扩频通信系统

–简称直扩系统DS，又称伪噪声扩频系统

–发端：

用伪码与信息直接相乘实现扩频

.CDMA中地址码和扩频码的选择

●地址码和扩频码的重要性

–对系统的性能具有决定性的作用

●系统的多址能力；

●抗干扰、抗噪声、抗截获能力及多径保护和抗衰落能力；

●信息数据的保密；

●捕获与同步的实现

（1）Walsh码

2）m序列

（3）Gold序列

4）IS-95CDMA中地址码的应用

3.3.2上、下行链路工作原理

●无线信道

下行链路（前向：

BTS发往MS）

上行链路（反向：

MS发往BTS）

1.下行链路

2.上行链路

3.3.3IS-95CDMA中的关键技术

●功率控制技术

●分集技术

●调制与扩频

●语音编码

●越区切换

1.功率控制技术

●功控原因

–CDMA系统是一个自干扰系统，通信质量和容量受限于收到干扰功率的大小。

–在CDMA中解决远近效应，同时避免对其他用户的过大干扰，必须严格功率控制

–主要执行对MS的功率控制

●类型

–反向链路的功率控制

●反向开环功率控制

●反向闭环功率控制

–前向链路的功率控制

1）反向链路的功率控制

●反向开环功率控制

●反向闭环功率控制

（2）前向链路的功率控制

（3）功率控制的应用

.分集技术

●分集技术在IS-95CDMA中的应用

–分集技术（微分集）

●时间分集

●频率分集

●空间（路径）分集

–合并技术：

等增益合并

3.调制与扩频

●以下行为例发端：

先正交扩频，再正交调制收端：

先解调，再解扩

●正交调制：

QPSK调制

.语音编码

●数字通信必用编码技术：

信源编码和信道编码

●CDMA中的语音编码：

QCELPQualcomm码激励线性预测编码

发端：

编码；收端：

解码

（1）QCELP编/解码过程

●语音编码过程

（2）QCELP数据速率的选择

5.越区切换

●同一载频、同一MSC下的小区间的软切换

●同一载频在同一基站扇区间的更软切换

●不同载频或不同MSC下小区间的硬切换

●CDMA与AMPS系统间的切换

3.3.4IS-95CDMA无线接口

●前向信道

–1个导频信道；7个寻呼信道；1个同步信道；55个前向业务信道

●反向信道

–最多32个，最少0个接入信道最多64个，最少32个反向业务信道

2.呼叫处理

3.3.5CMS的移动功能结构

●CMS功能结构

顶层：

服务管理group3；

中间层：

服务控制group2；

底层：

服务资源group1

●顶层涉及管理功能需求，确保系统容量和可靠性另两层涉及服务功能需求，提供CMS基本服务