2016移動通信復(fù)習(xí)題

1、2. 在強干擾環(huán)境下工作外部干擾：城市噪聲、車輛發(fā)動機點火、微波爐干擾等自身干擾互調(diào)干擾鄰道干擾同頻干擾1.2.1 移動通信的特點2.3 3種基本電波傳播機制 反射反射：發(fā)生于地球表面、建筑物和墻壁表面，當(dāng)電磁波遇到比其波長大的多的物體是就會發(fā)生反射。反射是產(chǎn)生多徑衰落的主要因素。 繞射繞射：當(dāng)接收機和發(fā)射機之間的無線路徑被尖利的邊緣阻擋時會發(fā)生繞射。 散射散射：散射波產(chǎn)生于粗糙表面、小物體或其他不規(guī)則物體。在實際的移動通信系統(tǒng)中，樹葉、街道標(biāo)志和燈柱等都會引發(fā)散射。2.5 移動無線信道及特性參數(shù)幅度衰落幅度衰落2.5.1 多徑衰落的基本特性時延擴展時延擴展4.1 概 述分集接收的基本思想：分

2、集接收的基本思想：把接收到的多個衰落獨立的信號加以處理，合理地利用這些信號的能量來改善接收信號的質(zhì)量。分集通常用來減小在平坦性衰落信道上接收信號的衰落深度和衰落的持續(xù)時間。分集接收充分利用接收信號的能量，因此無須增加發(fā)射信號的功率就可以使接收信號得到改善。信道編碼：信道編碼：目的是為了盡量減少信道噪聲或干擾的影響，是用來改善通信鏈路性能的技術(shù)?；舅枷胧峭ㄟ^引入可控制的冗余比特，使信息序列的各碼元和添加的冗余碼元之間存在相關(guān)性。在接收端，信道譯碼器根據(jù)這種相關(guān)性對接收到的序列進行檢查，從中發(fā)現(xiàn)錯誤或進行糾錯。4.2 分集技術(shù)4.2.3 分集的合并方式及性能 對大多數(shù)通信系統(tǒng)而言，M重分集對這些

3、信號的處理概括為M支路信號的線性疊加： tfttfttfttfttfkMkkMM12211 tfk為第k支路的信號； 為第k支路信號的加權(quán)因子。 tk 根據(jù)加權(quán)因子的選擇方式不同，形成3種基本的合并方式：選擇合并、最大比值合并和等增益合并。4.2 分集技術(shù) 選擇合并：選擇合并：在所接收的多路信號中，合并器選擇信噪比最高的一路輸出。4.2 分集技術(shù)圖4.7 二重分集選擇合并的信噪比4.2 分集技術(shù)2. 最大比值合并：最大比值合并：把M個分集支路信號經(jīng)過相位調(diào)整后，加權(quán)合并。性能最好，要求有準(zhǔn)確的加權(quán)系數(shù)，實現(xiàn)電路較復(fù)雜。接收機1相位調(diào)整測量接收機2相位調(diào)整測量1r2r111r22r2mrr4.2

4、 分集技術(shù)3. 等增益合并：等增益合并：所有分支等權(quán)重相干合并，即各個加權(quán)系數(shù)均為1。4.2 分集技術(shù)4.2.5 分集對數(shù)字移動通信誤碼的影響M=2時各種合并方式DPSK的平均誤碼率 右圖可見，二重分集對無分集誤碼率特性有了很大的改善。4.5 擴頻通信采用2PSK系調(diào)制的直接擴頻通信系統(tǒng)b(t)和c(t)相乘的結(jié)果使攜帶信息的基帶信號的帶寬被擴展到近似為c(t)的帶寬Bc。擴展的倍數(shù)就等于PN序列一周期的碼片數(shù)： cbbcBTNBT1、擴頻和解擴、擴頻和解擴4.5 擴頻通信而信號的功率譜密度下降到原來的1/N。擴頻過程如圖4.48 c(t)在這里起著擴頻的作用，稱作擴頻碼。這種擴頻方式就是直接

5、序列擴頻DSSS。擴頻后的基帶信號進行2PSK調(diào)制，得到信號s(t)：( )( )cos( ) ( )cosccs tx ttb t c tt4.5 擴頻通信不考慮信道噪聲及各種干擾信號，接收機接收到的信號r(t)=s(t)，收到的信號首先和本地產(chǎn)生的本地產(chǎn)生的PNPN碼碼c(t)相乘。由于 c2(t)=（1）2=1,所以 ( ) ( )( ) ( )( ) ( )cos( )( )cosccr t c ts t c tb t c tt c tb tt相乘所得信號顯然是一個窄帶的2PSK信號，這樣信號恢復(fù)為一個窄帶信號，這一操作過程就是解擴解擴。為了實現(xiàn)信號的解擴,要求本地的PN碼序列和發(fā)射機

6、的PN碼序列嚴(yán)格同步嚴(yán)格同步，否則所接收到的就是一片噪聲。 4.5 擴頻通信擴擴 頻頻1-11-11-11-1s(t)x(t)4.5 擴頻通信解解 擴擴理想信道理想信道r(t)=s(t)c(t)r(t)c(t)e(t)=r(t)c(t)coswct4.5 擴頻通信擴頻信號的一個重要特點就是抗窄帶干擾的能力。分析抗窄帶干擾的模型如圖4.50。 設(shè)i(t)為一窄帶干擾信號,其頻率接近信號的載波頻率。解擴后最終擴頻系統(tǒng)的輸出干擾功率是輸入干擾功率的1/N2、直擴系統(tǒng)抗窄帶干擾的能力、直擴系統(tǒng)抗窄帶干擾的能力4.5 擴頻通信即擴頻系統(tǒng)的處理增益為GpibpocPTGNPT通過下圖來說明擴頻系統(tǒng)抗窄帶干

7、擾的能力2 2、 HARQHARQ的重傳機制的重傳機制 (1)停止等待型（SAW） (2)回退N步型（GBN） (3)選擇重傳型（SR）4.7 鏈路自適應(yīng)技術(shù)5.2 頻率復(fù)用和蜂窩小區(qū)切換：將處于通話狀態(tài)的MS轉(zhuǎn)移到新的業(yè)務(wù)信道上（新的小區(qū)）的過程 引起切換的原因：信號的強度或質(zhì)量下降到由系統(tǒng)規(guī)定的一定參數(shù)以下，此時移動臺被切換到信號強度較強的相鄰小區(qū)。由移動臺發(fā)起。由于某小區(qū)業(yè)務(wù)信道容量全被占用或幾乎全被占用，這時移動臺被切換到業(yè)務(wù)信道容量較空閑的相鄰小區(qū)。由上級實體發(fā)起。5.2.2 切換和位置管理5.7 切換和位置更新切換的分類：切換的分類：硬切換硬切換、軟切換軟切換 特點特點先斷后通：在

8、新鏈路建立前，先中斷舊鏈路。在整個切換過程中移動臺只能使用一個無線信道。存在短期通話中斷。有掉話的可能。軟切換軟切換 （只有在使用相同頻率的小區(qū)之間才能進行軟切換） 特點特點 先通后斷：移動臺先與目標(biāo)基站建立通信鏈路， 再切斷與原基站之間的通信鏈路硬切換硬切換5.6 CDMA系統(tǒng)中的功率控制開環(huán)功率控制 方法 以反向鏈路為例，移動臺接收并檢測前向鏈路的信號強度，并估計前向鏈路的傳播損耗，然后根據(jù)這種估計，調(diào)整移動臺自身的發(fā)射功率。接收信號較強，表明信道環(huán)境好，將降低發(fā)射功率；反之，將增加發(fā)射功率。閉環(huán)功率控制 方法 以反向鏈路為例，基站根據(jù)反向鏈路上移動臺的信號強弱，產(chǎn)生功控指令，并通過前向鏈

9、路將功控指令發(fā)送給移動臺。然后移動臺根據(jù)此命令，在開環(huán)功控所選擇發(fā)射功率的基礎(chǔ)上，快速校正發(fā)射功率。6.6 接續(xù)和移動性管理（1）固定網(wǎng)的用戶撥打移動用戶的電話號碼）固定網(wǎng)的用戶撥打移動用戶的電話號碼MSISDN移動臺的被呼過程（以固定網(wǎng)移動臺的被呼過程（以固定網(wǎng)PSTN呼叫移動用戶為例）呼叫移動用戶為例）MSISDN移動用戶的國際移動用戶的國際ISDN號碼號碼號碼結(jié)構(gòu)號碼結(jié)構(gòu)CC為國家代碼，我國為為國家代碼，我國為86國內(nèi)有效國內(nèi)有效ISDN號碼：號碼：11位位NDC數(shù)字蜂窩移動業(yè)務(wù)接入號數(shù)字蜂窩移動業(yè)務(wù)接入號13S(S9、8、7、6、5移動通信公司移動通信公司聯(lián)通公司目前的接入網(wǎng)號為聯(lián)通公

10、司目前的接入網(wǎng)號為130，131)。HLR識別號：識別號：H0 H1 H2 H3 我國的我國的H0 H1 H2 H3分配分為分配分為H0=0和和H00兩種情況兩種情況H0=0時，時，H1、H2由全國統(tǒng)一分配，由全國統(tǒng)一分配，H3 由各省自行分配。一個由各省自行分配。一個HLR可以包含一個或可以包含一個或多個多個H3數(shù)值數(shù)值H0 0時，時，S、H0、H1、H2由全國統(tǒng)一分配。一個由全國統(tǒng)一分配。一個HLR可包含一個或若干個可包含一個或若干個SH0H1H2數(shù)值數(shù)值SN（移動用戶號）：（移動用戶號）：ABCD。由各。由各HLR自行分配自行分配（2）PSTN交換機分析交換機分析MSISDN號碼號碼 P

11、STN分析NDC，將接續(xù)轉(zhuǎn)接到相應(yīng)移動網(wǎng)的關(guān)口移動 交換中心（GMSC ）（3） GMSC分析分析MSISDN號碼號碼 GMSC分析MSISDN號碼得到被呼用戶所在的歸屬寄存器HLR的地址 HLR查詢 GMSC發(fā)送一個攜帶MSISDN的消息給HLR，以得到用戶呼叫的路由信息6.6 接續(xù)和移動性管理 （4）HLR根據(jù)根據(jù)GMSC發(fā)來的消息，在其數(shù)據(jù)庫中發(fā)來的消息，在其數(shù)據(jù)庫中找到用戶的找到用戶的位置信息位置信息，即被呼用戶是在哪一個，即被呼用戶是在哪一個VLR區(qū)登記的區(qū)登記的HLR的的內(nèi)容內(nèi)容MSISDN 國際移動用戶識別國際移動用戶識別IMSI ：移動用戶的唯一識別號碼（：移動用戶的唯一識別號

12、碼（15位數(shù)字組成）位數(shù)字組成）此處不使用此處不使用MSISDN號碼的原因號碼的原因不同國家的不同國家的MSISDN號碼長度不同，不同部分易混淆號碼長度不同，不同部分易混淆不同不同MSISDN號碼可以識別不同業(yè)務(wù)號碼可以識別不同業(yè)務(wù)VLR的地址的地址用戶的數(shù)據(jù)用戶的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)識別對象識別對象位數(shù)位數(shù)中國中國MCC移動國家號碼移動國家號碼3460MNC移動網(wǎng)號移動網(wǎng)號2中國移動為中國移動為00中國聯(lián)通為中國聯(lián)通為01MSIN移動用戶識別碼移動用戶識別碼10中國自行分配中國自行分配 6.6 接續(xù)和移動性管理（5）HLR查詢?yōu)檎诜?wù)于被呼用戶的查詢?yōu)檎诜?wù)于被呼用戶的MSC/VLR 目的：在V

13、LR中得到被呼用戶的狀態(tài)信息以及呼叫建立的路由信息（6）由正在服務(wù)于被呼用戶的）由正在服務(wù)于被呼用戶的MSC/VLR得到呼叫的路由信息得到呼叫的路由信息 正在服務(wù)于被呼用戶的MSC/VLR產(chǎn)生一個移動臺漫游號碼MSRN。MSRN結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)1： 13S 00 M1M2M3 ABC。（M1M2M3為MSC/VLR號碼，S為9、7、6、5或1和0）結(jié)構(gòu)2： 1354 S M0M1M2 ABC。（S M0M1M2為MSC/VLR號碼）方式：MSRN通過給出正在為被呼用戶服務(wù)的MSC/VLR號碼來應(yīng)答HLR所請求的路由信息（7）MSC/VLR將呼叫的路由信息傳送給將呼叫的路由信息傳送給HLR 在此傳送過程

14、HLR對路由信息不做任何處理，而是直接將其傳送給GMSC。6.6 接續(xù)和移動性管理6.6 接續(xù)和移動性管理（8）GMSC和和MSC/VLR的連接的連接GMSC接收包含MSRN的路由信息，并分析MSRN，得到被叫的路由信息向服務(wù)于被呼用戶的MSC/VLR發(fā)送攜有MSRN的呼叫建立請求消息服務(wù)于被呼用戶的MSC/VLR接到此消息，通過檢查VLR識別出被叫號碼，找到被叫用戶 （9） MSC/VLR定位被叫用戶定位被叫用戶6.6 接續(xù)和移動性管理 劃分劃分位置區(qū)位置區(qū)LA (Location Area) 將將MSC/VLR的業(yè)務(wù)區(qū)域劃分成的業(yè)務(wù)區(qū)域劃分成若干較小的區(qū)域，并由若干較小的區(qū)域，并由MSC/

15、VLR管管理，以減小搜索被叫用戶的工作量理，以減小搜索被叫用戶的工作量 VLR的內(nèi)容的內(nèi)容 IMSI LAC（位置區(qū)代碼）（位置區(qū)代碼） MSRN 用戶數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù) 識別碼的規(guī)定識別碼的規(guī)定識別碼識別碼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)說明說明位置區(qū)識別位置區(qū)識別LAIMCC+MNC+LACMCC，MNC為移動國家號碼和移動網(wǎng)號；為移動國家號碼和移動網(wǎng)號；LAC為一個為一個2字節(jié)十六進制編碼字節(jié)十六進制編碼X1 X2 X3 X4 全球小區(qū)識別碼（全球小區(qū)識別碼（GCI）MCC+MNC+LAC+CICI為一個為一個2字節(jié)字節(jié)BCD編碼，由各編碼，由各MSC自定自定基站識別碼（基站識別碼（BSIC）NCC+BCCNCC (

16、網(wǎng)絡(luò)色碼網(wǎng)絡(luò)色碼)用于識別不同國家和省份及用于識別不同國家和省份及不同運營者，結(jié)構(gòu)為不同運營者，結(jié)構(gòu)為XY1Y2圖圖643 LA劃分示意圖劃分示意圖6.6 接續(xù)和移動性管理 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)知道了被叫用戶所在的位置區(qū)后，便在此位置區(qū)內(nèi)啟動一個尋呼過程 將尋呼消息經(jīng)基站通過尋呼信道PCH發(fā)送出去 位置區(qū)內(nèi)某小區(qū)PCH上空閑的移動用戶接到尋呼信息，識別出IMSI碼，便發(fā)出尋呼響應(yīng)消息給網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)接到尋呼響應(yīng)后，為用戶分配一業(yè)務(wù)信道，建立始呼和被呼的連接，完成一次呼叫建立（10）尋呼過程）尋呼過程6.6 接續(xù)和移動性管理在進行鑒權(quán)和加密時，在進行鑒權(quán)和加密時，GSM系統(tǒng)要在其鑒權(quán)中心系統(tǒng)要在其鑒權(quán)中心AC產(chǎn)生鑒權(quán)三參數(shù)產(chǎn)生鑒權(quán)三參數(shù)隨機數(shù)隨機數(shù)RAND符號響應(yīng)符號響應(yīng)SRES密鑰密鑰Kc 6.6 接續(xù)和移動性管理 AC產(chǎn)生鑒權(quán)三