合工大移動(dòng)通信要點(diǎn)

1、第一章 概論1、 移動(dòng)通信的主要特點(diǎn)(1) 必須利用無線電波進(jìn)行信息傳輸(2) 在復(fù)雜的干擾環(huán)境中運(yùn)行(3) 可利用頻譜資源非常有限，移動(dòng)通信業(yè)務(wù)量需求卻與日俱增(4) 多普勒頻移產(chǎn)生調(diào)制噪聲（f=v*cos/）(5) 對(duì)移動(dòng)臺(tái)要求高(6) 通信系統(tǒng)復(fù)雜2、 移動(dòng)通信分類(1) 按工作方式a. 單工通信：通信雙方電臺(tái)交替進(jìn)行收信和發(fā)信，同一部電臺(tái)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)輪換工作b. 雙工通信：通信雙方可以同時(shí)進(jìn)行傳輸信息的工作方式，同一部電臺(tái)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)可同時(shí)工作c. 半雙工通信：是指通信雙方中，一方使用雙頻雙工方式，即收發(fā)信機(jī)同時(shí)工作；另一方使用雙頻單工方式，即收發(fā)信機(jī)交替工作。（基站與移動(dòng)臺(tái)）

2、(2) 按多址方式FDMA 、TDMA 、CDMA3、 雙向傳輸(1) 上行鏈路（反向通道）：移動(dòng)臺(tái)基站 (上行f 下行f)(2) 下行鏈路（前向通道）：基站移動(dòng)臺(tái)4、 常用的移動(dòng)通信系統(tǒng)無線電尋呼系統(tǒng)、蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)、無繩電話系統(tǒng)、集群移動(dòng)通信系統(tǒng)、移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)、分組無線網(wǎng)5、 三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的比較6、 蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻譜分配目前的2G蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)均使用800MHz頻段（IS-95 CDMA）；900MHz頻段（AMPS、TACS、GSM）；1800MHz頻段（GSM1800），該頻段用于微蜂窩系統(tǒng)。目前，中國電信的CDMA2000和中國聯(lián)通的WCDMA基于FDD模式。中國移

3、動(dòng)的TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)則基于TDD模式。第二章 無線傳播與信道1、 大尺度衰落a.自由空間傳播模型：注：(1)f越大，Pr越小(2)距離每增大一倍，-6dB(3)遠(yuǎn)場條件(4)路徑損耗b.地面反射模型注：(1)-40log d 距離增倍，-12dB(3) 幾km內(nèi)的大尺度衰落2、 小尺度衰落描述信號(hào)在很短距離或數(shù)波長范圍內(nèi)迅速起伏的模型a.多徑時(shí)延參數(shù)：(1)(2)平均附加時(shí)延(3)均方根時(shí)延擴(kuò)展(4)最大附加時(shí)延(XdB)(5)相關(guān)帶寬：一個(gè)頻率范圍，在該范圍內(nèi)的任意兩個(gè)頻率分量的幅度相關(guān)性較強(qiáng)。這兩個(gè)頻率分量將經(jīng)歷相似的衰落。 b.多普勒頻移參數(shù)：多普勒頻率擴(kuò)展為一頻率范圍，在才范圍內(nèi)接

4、收的多普勒頻譜為非零值。信道的相干時(shí)間表示信道沖擊響應(yīng)維持不變的時(shí)間間隔的平均值。一個(gè)時(shí)間區(qū)間的概念，這個(gè)時(shí)間區(qū)間越短就意味著信道隨時(shí)間變化的越快。1、第三章 多址技術(shù)1、 多址技術(shù)分類：FDMA、TDMA、CDMA、SDMA2、 頻分多址FDMA是將給定的頻譜資源劃分為若干個(gè)等間隔的頻道(或稱信道)供不同的用戶使用。時(shí)分多址TDMA必須有精確的同步和定時(shí)。3、 碼分多址CDMAa.擴(kuò)頻通信擴(kuò)頻通信技術(shù)是一種信息傳輸方式，用來傳輸信息的信號(hào)帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信息本身的帶寬；頻帶的擴(kuò)展由獨(dú)立于信息的擴(kuò)頻碼來實(shí)現(xiàn)，并與所傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)無關(guān)；在接收端則用相同的擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)解調(diào)，實(shí)現(xiàn)解擴(kuò)和恢復(fù)所傳的信息數(shù)

5、據(jù)。該項(xiàng)技術(shù)稱為擴(kuò)頻調(diào)制，而傳輸擴(kuò)頻信號(hào)的系統(tǒng)為擴(kuò)頻系統(tǒng)。擴(kuò)頻通信占用如此寬的頻帶傳輸信號(hào)是為了使信號(hào)具有強(qiáng)抗干擾能力。擴(kuò)頻通信理論：在高斯白噪聲干擾條件下，通信系統(tǒng)的信道容量（bit/s）當(dāng)B較小時(shí)，增加B可使系統(tǒng)要求的信噪比迅速下降；而當(dāng)B增加到一定程度時(shí)，SN下降比較緩慢。增加SN，也可減小B值，但信號(hào)功率的增加遠(yuǎn)比帶寬下降速度快，由于B與C是成正比關(guān)系，而C與S/N是成對(duì)數(shù)關(guān)系，因此增加B比增加SN（或發(fā)射功率S）更加有效。擴(kuò)頻通信的特點(diǎn)：抗干擾能力強(qiáng)信號(hào)隱蔽性好可以實(shí)現(xiàn)碼分多址抗衰落和多徑干擾能力強(qiáng)能與傳統(tǒng)通信系統(tǒng)共用頻段b. 地址碼技術(shù)偽碼的比特率應(yīng)能滿足擴(kuò)展帶寬的需要； 偽碼應(yīng)具

6、有尖銳的自相關(guān)特性，且互相關(guān)要小； 偽碼應(yīng)具有近似噪聲的頻譜性質(zhì)，即近似連續(xù)譜，且均勻分布。第四章 分集與均衡a.分集2路獨(dú)立Rayleigh信道MRC(最大比合并)b.RAKE接收機(jī)c.均衡第五章 OFDMa. 正交信號(hào)b. 抗干擾能力 OFDM問題：帶寬外的旁瓣：加窗、升余弦函數(shù)嚴(yán)格的子載波同步；峰均比過大，非線性失真c. OFDM應(yīng)用第六章 鏈路自適應(yīng)a. 自適應(yīng)傳輸信道的時(shí)變性(損耗、衰落等)上行鏈路的遠(yuǎn)近效應(yīng)(同頻同時(shí))下行鏈路的角效應(yīng)b. 自適應(yīng)分類功率自適應(yīng)IS95速率自適應(yīng)GPRS調(diào)制編碼自適應(yīng)CDMA2000c. 功率自適應(yīng)自適應(yīng)準(zhǔn)則：等功率，等信干比SIR自適應(yīng)功率控制分類

7、(1) 上下行功率控制(2) 開環(huán)功率控制：移動(dòng)臺(tái)根據(jù)下行鏈路情況控制其發(fā)射，基站可類比前提：上下行信道對(duì)稱，常用于TDD(3) 閉環(huán)功率控制：基站根據(jù)移動(dòng)臺(tái)上行鏈路情況控制移動(dòng)臺(tái)發(fā)射，移動(dòng)臺(tái)類比。(復(fù)雜、開銷大、邊緣效應(yīng))d. 無線資源最優(yōu)分配(注水定理)e. 自適應(yīng)速率控制常用于下行鏈路，慢時(shí)變信道(1kHz)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)ARQ：停等式，連續(xù)ARQ，選擇重傳ARQ混合ARQ (HARQ)： HARQ I 型： 僅加糾錯(cuò)編碼 HARQ II 型（完全增量冗余方案） 錯(cuò)誤分組不丟棄，與重傳組合HARQ III 型（完全遞增冗余重傳機(jī)制的改進(jìn)） 采用打孔碼第七章 組網(wǎng)技術(shù)a. GSM的載頻與物理信

8、道b.GSM信道可以分為物理信道和邏輯信道。所謂物理信道，這里是指實(shí)際物理承載的傳輸信道而邏輯信道則是按信道的功能來劃分的。邏輯信道是通過物理信道傳送的。c.物理信道與幀結(jié)構(gòu)GSM是一類數(shù)字式移動(dòng)通信體制，它主要是通過時(shí)分多址TDMA方式來實(shí)現(xiàn)的，亦即用戶間是以時(shí)間分割的不同時(shí)隙方式來傳送不同用戶信息的。 GSM僅有8個(gè)時(shí)隙，它不足以滿足每個(gè)小區(qū)內(nèi)的實(shí)際用戶數(shù)的需求，因此GSM系統(tǒng)是采用以時(shí)分為主體時(shí)分、頻分相結(jié)合的方式(TDMA/FDMA方式)。GSM的幀結(jié)構(gòu)：GSM最大特色是時(shí)分多址，而時(shí)分是利用幀結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的d.GSM邏輯信道e.越區(qū)切換(1)基本概念 (Handover)發(fā)生在移動(dòng)臺(tái)從

9、一個(gè)基站覆蓋的小區(qū)進(jìn)入另一個(gè)基站覆蓋的小區(qū)情況下,為保持通信的連續(xù)性，所進(jìn)行的無線鏈路轉(zhuǎn)移工作。將呼叫在其進(jìn)程中從一個(gè)無線信道轉(zhuǎn)換到另一個(gè)無線信道的過程。越區(qū)切換是蜂窩制移動(dòng)通信系統(tǒng)不可避免的。(2)越區(qū)切換的分類硬切換：在切換過程中，MS與新的基站聯(lián)系前，先中斷與原基站的通信，再與新基站建立聯(lián)系。軟切換：維持舊的連接, 同時(shí)建立新的連接。更軟切換（softer handoff）：發(fā)生在同一基站具有相同頻率的不同扇區(qū)之間的切換，實(shí)際上是相同信道板上的導(dǎo)頻之間的切換。(3)越區(qū)切換的問題越區(qū)切換的準(zhǔn)則：何時(shí)需要進(jìn)行越區(qū)切換-when越區(qū)切換如何控制 - How越區(qū)切換時(shí)信道如何分配 -what(

10、4) 性能指標(biāo)失敗概率因越區(qū)切換失敗而使通信中斷的概率越區(qū)切換的速率越區(qū)切換引起的通信中斷的時(shí)間間隔越區(qū)切換發(fā)生的時(shí)延(5)越區(qū)切換的準(zhǔn)則通常是根據(jù)移動(dòng)臺(tái)處接收的平均信號(hào)強(qiáng)度，或移動(dòng)臺(tái)處的S/N或誤比特率等參數(shù)來確定。準(zhǔn)則A： 相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則；準(zhǔn)則B： 具有門限規(guī)定的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則；準(zhǔn)則C： 具有滯后余量的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則；準(zhǔn)則D： 具有滯后余量和門限規(guī)定的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則；(6)越區(qū)切換的控制策略越區(qū)切換的控制包括：參數(shù)控制和過程控制過程控制的方式：移動(dòng)臺(tái)控制的越區(qū)切換，網(wǎng)絡(luò)控制的越區(qū)切換，移動(dòng)臺(tái)輔助的越區(qū)切換實(shí)際系統(tǒng)：PACS和DECT采用移動(dòng)臺(tái)控制的越區(qū)切換，IS-95和GSM采用移

11、動(dòng)臺(tái)輔助的越區(qū)切換越區(qū)切換時(shí)的信道分配：小區(qū)預(yù)留部分信道專門用于越區(qū)切換。缺點(diǎn)： 增加新呼叫的呼損率，但減小通信中斷率.第八章 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化a. 區(qū)域覆蓋(1)大區(qū)制：指一個(gè)基站覆蓋一個(gè)較大的服務(wù)區(qū)。為了增加容量，只能通過增加基站信道數(shù)來實(shí)現(xiàn)。使得它只能用于用戶密度較小的地區(qū)。特點(diǎn):一個(gè)基站覆蓋整個(gè)服務(wù)區(qū)域，技術(shù)簡單，通信質(zhì)量差，頻率利用率低，系統(tǒng)容量小小區(qū)制(2)服務(wù)區(qū)：1、帶(條)狀服務(wù)區(qū)：指用戶分布呈條狀，如鐵路，公路，河流等。(用戶數(shù)，同頻干擾)重疊區(qū)的確定：為了保證通話的質(zhì)量，要求設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮兩個(gè)相鄰區(qū)域的連接處要有適當(dāng)縱深的重疊區(qū)。但為了防止越區(qū)干擾，必須設(shè)計(jì)適當(dāng)。假設(shè)重疊區(qū)的深

12、度為a, 小區(qū)半徑為r, n頻組。干擾最嚴(yán)重的地方出現(xiàn)在區(qū)域的邊緣。2、蜂窩網(wǎng) (面狀服務(wù)區(qū))：可以看出：正六角形小區(qū)的中心間隔最大，覆蓋面積最大，重疊區(qū)面積最小，所以采用正六角形構(gòu)成小區(qū)所需的小區(qū)數(shù)最少。因此，它是最經(jīng)濟(jì)的組網(wǎng)方式。區(qū)群：其中由一組頻率不同的小區(qū)組成一定圖樣，稱為單元無線小區(qū)簇(區(qū)群)。3、頂點(diǎn)激勵(lì)和中心激勵(lì)方式基站放在小區(qū)中央，采用全方向天線形成圓形覆蓋區(qū)的方式，稱為中心激勵(lì)方式。缺點(diǎn)：假如小區(qū)內(nèi)有大的障礙物，會(huì)造成陰影區(qū)。頂點(diǎn)激勵(lì)：基站放在正六邊形的3個(gè)成120度角的頂點(diǎn)上，用120度的扇形覆蓋的定向天線的方式。 優(yōu)點(diǎn)：獲得較大的信干比，減少向外的干擾，從而可以減小同頻復(fù)

13、用距離。使用120度定向天線，分配給一個(gè)小區(qū)的信道進(jìn)一步分為3部分，每一部分供小區(qū)的一個(gè)扇區(qū)使用。同頻道干擾小區(qū)的數(shù)量由6減為2，因此增加了信號(hào)干擾比。(92K2)b. 頻率配置1、 等頻距配置法例如：N=7，35個(gè)信道頻段，則信道的配置為：第一組 1、 8、 15、 22、 29第二組 2、 9、 16、 23、 30第三組 3、 10、 17、 24、 31第四組 4、 11、 18、 25、 32第五組 5、 12、 19、 26、 33第六組 6、 13、 20、 27、 34第七組 7、 14、 21、 28、 35這樣同一信道組內(nèi)的信道最小頻率間隔為7個(gè)信道間隔，若信道間隔為25 kHz，則其最小頻率間隔可達(dá)175 kHz， 這樣，接收機(jī)的輸入濾波器便可有效地抑制鄰道干擾和互調(diào)干擾。如果是定向天線進(jìn)行頂點(diǎn)激勵(lì)的小區(qū)制，每個(gè)基站應(yīng)配置三組信道，向三個(gè)方向輻射，例如N=7，每個(gè)區(qū)群就需有21個(gè)信道組。2、 分區(qū)分組配置法原則是：盡量減小占用的總頻段，以提高頻段的利用率；同一區(qū)群內(nèi)不能使用相同的信道，以避免同頻干擾；小區(qū)內(nèi)采用無三階互調(diào)的相容信道組，以