中國(guó)海洋大學(xué) 移動(dòng)通信技術(shù)復(fù)習(xí)

1、移動(dòng)通信及其特點(diǎn)移動(dòng)通信及其特點(diǎn) 移動(dòng)通信是指移動(dòng)用戶之間， 或移動(dòng)用戶與固定用戶之間進(jìn)行的通信。與其他通信方式相比， 移動(dòng)通信具有以下基本特點(diǎn)。 (1) 電波傳播條件惡劣。多徑衰落，電平起伏深度深度可達(dá) 30dB以上。 第一章第一章 緒論緒論移動(dòng)通信及其特點(diǎn)移動(dòng)通信及其特點(diǎn) (2) 具有多普勒效應(yīng)，多普勒頻移導(dǎo)致附加調(diào)頻噪聲。cosdf(3)干擾嚴(yán)重，要求移動(dòng)通信系統(tǒng)具有強(qiáng)抗干擾和抗噪聲能力。 (4) 接收設(shè)備應(yīng)具有很大的動(dòng)態(tài)范圍。(5) 需要采用位置登記、 過(guò)境切換等移動(dòng)性管理技術(shù)。 移動(dòng)通信的工作方式移動(dòng)通信的工作方式送 話 器T發(fā) 射 機(jī)AR接 收 機(jī)受 話 器TBRf1f1(f2)f

2、1(f2)f1單工單工半雙工半雙工TARTBRf1f2f2f1天 線 共 用 器送 話 器受 話 器發(fā) 射 機(jī)接 收 機(jī)雙工雙工TARTBRf1f2f2f1天線共用器送話器受話器發(fā)射機(jī)接收機(jī)多多 址址 方方 式式 頻分多址（頻分多址（FDMAFDMA） 時(shí)分多址（時(shí)分多址（TDMATDMA）通信系統(tǒng)的工作示意圖 碼分多址（碼分多址（CDMACDMA）方式示意圖 移動(dòng)通信體制移動(dòng)通信體制根據(jù)服務(wù)區(qū)覆蓋方式的不同服務(wù)區(qū)覆蓋方式的不同可將移動(dòng)通信網(wǎng)劃分為：大區(qū)制移動(dòng)通信網(wǎng)大區(qū)制移動(dòng)通信網(wǎng) ：是指在一個(gè)服務(wù)區(qū)（如一個(gè)城市）內(nèi)只設(shè)置一個(gè)或幾個(gè)基地站，由它負(fù)責(zé)移動(dòng)通信的聯(lián)絡(luò)和控制。第二章第二章 移動(dòng)通信網(wǎng)

3、移動(dòng)通信網(wǎng) BSRRRRMS1服 務(wù) 區(qū) (無(wú) 線 區(qū) )f1f2MS2f4f3小區(qū)制（蜂窩）移動(dòng)通信網(wǎng)：小區(qū)制（蜂窩）移動(dòng)通信網(wǎng)：是指將整個(gè)服務(wù)區(qū)劃分成若干個(gè)無(wú)線小區(qū)，每個(gè)小區(qū)分別設(shè)置一個(gè)基地站，由它負(fù)責(zé)本區(qū)移動(dòng)通信的聯(lián)絡(luò)和控制。MSCPSTN小區(qū)制優(yōu)點(diǎn)：小區(qū)制優(yōu)點(diǎn)： 1、頻譜利用率高。 2、降低干擾。 3、配置靈活。小區(qū)制缺點(diǎn)：小區(qū)制缺點(diǎn)： 1、基站數(shù)增加，建設(shè)成本高。 2、越區(qū)切換，控制成本增加。蜂窩網(wǎng)蜂窩網(wǎng)n 在服務(wù)區(qū)面積一定的情況下，正六邊形小區(qū)的形狀最接近理想的圓形，用它覆蓋整個(gè)服務(wù)區(qū)所需要的基站數(shù)最少，也就是最經(jīng)濟(jì)。n正六邊形構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)形同蜂窩，因此把小區(qū)形狀為六邊形的小區(qū)制移動(dòng)

4、通信網(wǎng)稱為蜂窩網(wǎng)。 同頻道干擾同頻道干擾 無(wú)用信號(hào)的載頻與有用信號(hào)的載頻相同，并對(duì)接收同頻有用信號(hào)的接收機(jī)造成的干擾：同頻道干擾保護(hù)比指標(biāo)同頻道干擾保護(hù)比指標(biāo)移動(dòng)通信環(huán)境下的干擾移動(dòng)通信環(huán)境下的干擾 鄰頻道干擾鄰頻道干擾 工作在k頻道的接收機(jī)受到工作于k1頻道的信號(hào)的干擾，解決措施： （1） 減小發(fā)射機(jī)帶外輻射； （2） 提高接收機(jī)的鄰頻道選擇性； （3）在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，避免相鄰頻道在同一小區(qū)或相鄰小區(qū)內(nèi)使用。 互調(diào)干擾互調(diào)干擾 兩個(gè)或多個(gè)干擾信號(hào)作用于非線性器件，產(chǎn)生與有用信號(hào)頻率相 接近的組合頻率，從而對(duì)接收機(jī)造成的干擾。產(chǎn)生條件： （1）幾個(gè)干擾信號(hào)（A、B、C）與受干擾信號(hào)的頻率（S）之

5、間滿足2A-B =S或A+B-C =S 的條件； （2） 干擾信號(hào)的幅度足夠大； （3） 干擾站和受干擾的接收機(jī)都同時(shí)工作。 組網(wǎng)中對(duì)抗互調(diào)干擾的措施組網(wǎng)中對(duì)抗互調(diào)干擾的措施 （1）蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)。 采用互調(diào)最小的等間隔頻道配置方式， 設(shè)備優(yōu)良的互調(diào)抑制指標(biāo)。 （2）專用的小容量移動(dòng)通信網(wǎng)。 主要采用不等間隔排列的無(wú)三階互調(diào)的頻道配置方法來(lái)避免發(fā)生互調(diào)干擾。當(dāng)需要的頻道數(shù)較多時(shí)， 頻道利用率很低。阻塞干擾阻塞干擾當(dāng)外界存在一個(gè)離接收機(jī)工作頻率較遠(yuǎn), 但能進(jìn)入接收機(jī)并作用于其前端電路的強(qiáng)干擾信號(hào)時(shí)，由于接收機(jī)前端電路的非線性而造成對(duì)有用信號(hào)增益降低或噪聲增高，使接收機(jī)靈敏度下降的現(xiàn)象稱為阻塞干擾

6、。近端對(duì)遠(yuǎn)端的干擾近端對(duì)遠(yuǎn)端的干擾頻率相近的移動(dòng)臺(tái)同時(shí)通信，近基站移動(dòng)臺(tái)信號(hào)淹沒(méi)遠(yuǎn)方移動(dòng)臺(tái)信號(hào)。解決辦法：一：使兩個(gè)移動(dòng)臺(tái)所用頻道拉開(kāi)必要間隔； 二：采用功率控制，使所有工作的移動(dòng)臺(tái)到達(dá)基站功率基本一致蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的頻率規(guī)劃蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的頻率規(guī)劃 等頻距分配法等頻距分配法 信道間的最小頻率間隔最大 有效的避免鄰道干擾。例如N=7，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、

7、 27、 34、第七組 7、 14、 21、 28、 35、信道分配策略信道分配策略 “固定配置” 將某一組信道固定配置給某一基站。 只能適用于移動(dòng)臺(tái)業(yè)務(wù)分布相對(duì)固定的情況，小區(qū)之間的信道無(wú)法相互調(diào)劑，因此頻率的利用率不高。 “動(dòng)態(tài)配置法”隨業(yè)務(wù)量的變化重新配置全部信道； 頻率利用率可提高2050，但要及時(shí)算出新的配置方案，且能避免各類干擾，基站要能自適應(yīng)，這是十分困難的。 “柔性配置法”準(zhǔn)備若干個(gè)信道，需要時(shí)提供給某一小區(qū)使用。 控制比較簡(jiǎn)單，只要預(yù)留部分信道使各基站都能共用，可應(yīng)付局部業(yè)務(wù)量變化的情況，是一種比較實(shí)用的方法。多信道共用技術(shù)多信道共用技術(shù) 獨(dú)立信道方式：對(duì)一個(gè)無(wú)線小區(qū)內(nèi)的用戶

8、分別指定一個(gè)信道，不同信道內(nèi)的用戶不能互換信道。多用戶共用：無(wú)線小區(qū)內(nèi)的N個(gè)信道，為該小區(qū)內(nèi)所有用戶共用，當(dāng)k（kN)個(gè)信道被占用時(shí)，其他需要通話的用戶可以選擇剩下的任意空閑信道通話。u系統(tǒng)可以容納比信道數(shù)更多的用戶數(shù)，u使信道利用率得到提高，呼叫話務(wù)量呼叫話務(wù)量單位時(shí)間內(nèi)（1小時(shí)）進(jìn)行的平均電話交換量。話務(wù)量是度量通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)量或繁忙程度的指標(biāo)。0CtAC每小時(shí)平均呼叫次數(shù)（包括呼叫成功和呼叫失敗的次數(shù)）； t0每次呼叫平均占用信道的時(shí)間（包括接續(xù)時(shí)間和通話時(shí)間）。如果t0以小時(shí)為單位，則話務(wù)量A的單位是厄蘭（Erl）。 呼損率呼損率在一個(gè)通信系統(tǒng)中，造成呼叫失敗的概率稱為呼叫失敗概率，簡(jiǎn)稱

9、為呼損率（B）。忙時(shí)話務(wù)量忙時(shí)話務(wù)量用戶忙時(shí)話務(wù)量，就是指一天中最忙的那個(gè)小時(shí)（即“忙時(shí)”之意）的每個(gè)用戶的平均話務(wù)量，用Aa來(lái)表示。忙時(shí)集中度忙時(shí)集中度忙時(shí)話務(wù)量與全日話務(wù)量之比稱為忙時(shí)集中度（系數(shù)），用K表示。通常，K為814%。C每用戶每天平均呼叫次數(shù)；T 每次呼叫平均占用信道的時(shí)間，單位秒。KACKTAa3600系統(tǒng)容量系統(tǒng)容量在多信道公用時(shí)，容量有二種表示法：（1）系統(tǒng)所能容納的用戶數(shù)（M）（2）每個(gè)信道所能容納的用戶數(shù)（m） n共用信道數(shù)； A系統(tǒng)全日總話務(wù)量； Aa每個(gè)用戶忙時(shí)話務(wù)量aAAManAAnMm信道利用率信道利用率每個(gè)信道平均完成的話務(wù)量:nBAnA)1 ( 越區(qū)切換分

10、為兩類：一類是硬切換，另一類是軟切換。 越區(qū)切換的準(zhǔn)則，也就是何時(shí)需要進(jìn)行越區(qū)切換； 根據(jù)接收的信號(hào)平均強(qiáng)度、信噪比、誤比特率等參數(shù)來(lái)確定。 相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則具有門(mén)限規(guī)定的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則具有滯后余量的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則具有滯后余量和門(mén)限規(guī)定的 相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則越區(qū)切換越區(qū)切換 基站 1 的 信號(hào)強(qiáng)度 基站 2 的 信號(hào)強(qiáng)度 A B C D Th1 Th2 Th3 越區(qū)切換的控制策略；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 越區(qū)切換時(shí)信道分配。常用的做法是在每個(gè)小區(qū)預(yù)留部分信道專門(mén)用于越區(qū)切換?？捎眯诺罃?shù)的減少，增加呼損率。減少了通話被中斷的概率，從而符合人們的使用習(xí)慣。專用

11、呼叫信道方式專用呼叫信道方式將系統(tǒng)中的一個(gè)信道專門(mén)用來(lái)處理呼叫及為移動(dòng)臺(tái)指定通話用的信道，而它(或它們)本身則不再作通話用。在這種方式下，移動(dòng)臺(tái)只要一開(kāi)機(jī)，都守候在這個(gè)控制信道上。優(yōu)點(diǎn)：專用呼叫信道處理一次呼叫的速度快（幾百毫秒），入網(wǎng)時(shí)間短。缺點(diǎn)：當(dāng)系統(tǒng)的信道不多時(shí)，控制信道就不能被充分利用。因此專用呼叫信道方式適合于大容量移動(dòng)通信系統(tǒng)。例如：蜂窩系統(tǒng)。 信道選擇方式信道選擇方式 循環(huán)定位方式循環(huán)定位方式不設(shè)專用呼叫信道，基站臨時(shí)指定一個(gè)信道做呼叫信道，在這個(gè)信道上發(fā)出空閑信號(hào)。移動(dòng)臺(tái)自動(dòng)對(duì)全部信道搜索，一旦收到空閑信號(hào)，就停在該信道。當(dāng)某個(gè)用戶叫通后，就在此信道通話，基站另外選一個(gè)空閑信道

12、作為臨時(shí)呼叫信道發(fā)空閑音，所有未通話移動(dòng)臺(tái)自動(dòng)轉(zhuǎn)到新的臨時(shí)呼叫信道守候。 優(yōu)點(diǎn)：1、全部信道都可用作通話，信道利用率高。 2、平時(shí)都已停在一個(gè)空閑信道上，不論主呼 還是被呼都能立即進(jìn)行，接續(xù)快。 缺點(diǎn)：由于全部未通話的移動(dòng)臺(tái)都停在同一個(gè)空閑信道上，同 時(shí)起呼的概率較大，容易出現(xiàn)“碰撞”。適用于信道數(shù)較少的小容量系統(tǒng)。如美國(guó)Uniden公司的集群通信系統(tǒng)。直射波傳播損耗直射波傳播損耗可看成自由空間的電波傳播損耗Lbs, )(lg20lg2045.32dBfdLbsd為距離(km), f為工作頻率(MHz)。 第3章 移動(dòng)通信的電波傳播 繞射損耗繞射損耗電波的繞射能力與電波的波長(zhǎng)有關(guān)，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，繞

13、射能力越強(qiáng)，波長(zhǎng)越短，則繞射能力越弱。若無(wú)視線傳播(LOS)，繞射可幫助覆蓋。繞射傳播功率：與自由空間相比低5 至25dBhRd1Rd2xPTTRhT(a)(b)RR hRTThTd1Pxd221211ddddxx1菲涅爾半徑：障礙物頂點(diǎn)P至直射線TR的距離，稱作菲涅爾余隙。規(guī)定阻擋時(shí)余隙為負(fù)，視通時(shí)余隙為正。接收信號(hào)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果 移動(dòng)通信環(huán)境下場(chǎng)強(qiáng)變化劇烈。 場(chǎng)強(qiáng)變化的平均值隨距離增加而衰減。 場(chǎng)強(qiáng)特性曲線的中值呈慢速變化-慢衰落。 場(chǎng)強(qiáng)特性曲線的瞬時(shí)值（幾個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)）呈快速變化-快衰落衰落特性衰落特性慢衰落慢衰落 接受點(diǎn)周圍地形地物對(duì)信號(hào)產(chǎn)生影響，使得信號(hào)電平在幾十米范圍內(nèi)有大幅度的變化

14、。信號(hào)的變化呈正態(tài)分布。 變化的原因主要有兩方面： 一、地區(qū)位置的改變；陰影效應(yīng)是產(chǎn)生慢衰落的主要原因。陰影效應(yīng)是產(chǎn)生慢衰落的主要原因。 二、氣象條件變化。 在多個(gè)符號(hào)期間信號(hào)所經(jīng)歷的衰落是相同的 ?？焖ヂ涮攸c(diǎn)：快衰落特點(diǎn)：1、衰落的速度很快，每秒可達(dá)幾十次2、幅度很大，可幾十個(gè)dB3、變化呈瑞利分布相關(guān)因素：地形地物、移動(dòng)臺(tái)的速度、信號(hào)的波長(zhǎng)這種衰落是由多徑引起的，所以又稱為多徑衰落?？焖ヂ淇焖ヂ淇焖ヂ淇焖ヂ?影響影響 導(dǎo)致碼間串?dāng)_。 衰落會(huì)使SNR惡化，因?yàn)榉瓷鋾?huì)導(dǎo)致矢量成分互相抵消。 使發(fā)送的基帶數(shù)據(jù)脈沖失真，可能會(huì)導(dǎo)致鎖相環(huán)同步問(wèn)題。 如何降低快衰落的影響如何降低快衰落的影響 均衡。

15、CDMA技術(shù)使用Rake接收機(jī)減輕ISI的影響。 交織技術(shù)和編碼技術(shù)，降低準(zhǔn)確檢測(cè)信號(hào)所要求的Eb/No 某些傳輸技術(shù)具備的信號(hào)特性，可以避免衰落最常見(jiàn)的影響。例如，超寬帶傳輸技術(shù)和正交頻分復(fù)用技術(shù) 。平坦衰落與頻率選擇性衰落平坦衰落與頻率選擇性衰落信號(hào)中各頻率分量的衰落與頻率有關(guān)，傳輸信道對(duì)信號(hào)中的不同頻率分量有不同的隨機(jī)響應(yīng)，這種衰落叫頻率選擇性衰落。反之，稱為平坦衰落。csBB sTcsBB sT奧村奧村(Okumura)模型：模型：任意地形的信號(hào)中值預(yù)測(cè)任意地形的信號(hào)中值預(yù)測(cè) (1) 計(jì)算自由空間的傳播衰耗。 )()(lg20)(lg2045.32dBMHzfkmdLbs(2) 市區(qū)準(zhǔn)

16、平滑地形的信號(hào)中值。 ),(),(),(fhHdhHdfALLmmbbmbsT(3) 任意地形地物情況下的信號(hào)中值。 TTAKLL 宏蜂窩宏蜂窩 (MacroCell)： Okumura-Hata模型 蜂窩小區(qū)的覆蓋半徑一般在12.5千米左右，宏蜂窩小區(qū)的基站的天線盡可能做得很高，基站之間的間距也很大。 微蜂窩微蜂窩 (microcell)： COST-231-Walfish-Ikegami模型, 必須有詳細(xì)的街道及建筑物的數(shù)據(jù) 覆蓋半徑大約為 100m 1km ；基站天線置于相對(duì)低的地方，如屋 頂下方，高于地面 5m 10m ，無(wú)線波束折射、反射、散射于建筑物間或建筑物內(nèi)，限制在街道內(nèi)部。

17、微蜂窩系統(tǒng)的覆蓋區(qū)預(yù)測(cè)模式微蜂窩系統(tǒng)的覆蓋區(qū)預(yù)測(cè)模式第四章第四章 移動(dòng)通信調(diào)制技術(shù)移動(dòng)通信調(diào)制技術(shù)n 移動(dòng)通信數(shù)字調(diào)制的基本要求：移動(dòng)通信數(shù)字調(diào)制的基本要求：1、移動(dòng)通信的傳播條件極其惡劣，干擾問(wèn)題也特別嚴(yán)重，所以移動(dòng)通信中的數(shù)字調(diào)制技術(shù)必須具有優(yōu)良的抗干擾、抗衰落性能優(yōu)良的抗干擾、抗衰落性能。2、移動(dòng)通信可供使用的頻率資源卻非常有限。通過(guò)改善調(diào)制技術(shù)而提高頻譜利用率提高頻譜利用率。 （1）占用帶寬要窄，但帶外輻射要小。 （2）單位頻譜所容納用戶數(shù)多。3、具有良好的誤碼性能誤碼性能。其他：用戶終端 高的功率效率 產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題成本低易于實(shí)現(xiàn)數(shù)字移動(dòng)通信中廣泛使用的調(diào)制技術(shù)數(shù)字移動(dòng)通信中廣泛使用的調(diào)

18、制技術(shù) 1、線性調(diào)制技術(shù)、線性調(diào)制技術(shù) 頻譜利用率較高，但對(duì)調(diào)制器和功率放大器的線性要求非常高，因此設(shè)計(jì)難度和成本較高。使用線性RF放大器發(fā)射，功率有效性較差。 典型應(yīng)用：（IS-95)采用了QPSK調(diào)制技術(shù)。 2、連續(xù)相位調(diào)制技術(shù)、連續(xù)相位調(diào)制技術(shù)已調(diào)波信號(hào)具有確定的相位關(guān)系而且包絡(luò)恒定，故也稱為恒包絡(luò)調(diào)制技術(shù)。特點(diǎn)：帶外輻射小，接收機(jī)簡(jiǎn)單（限幅器鑒頻器），誤碼性能好。但是占用帶寬比線性調(diào)制要寬。典型應(yīng)用： GSM系統(tǒng)采用的是GMSK技術(shù) 基本原理： MPSK信號(hào)碼元可以表示為式中，k 受調(diào)制的相位，其值決定于基帶碼元的取值； A 信號(hào)振幅，為常數(shù)； k = 1, 2, M。令A(yù)=1，然后將

19、其展開(kāi)寫(xiě)成 式中，由上式看出，M-PSK信號(hào)碼元可以看作是兩個(gè)正交的MASK信號(hào)碼元之和。因此，其帶寬和后者的帶寬相同。)cos()(0kktAtstbtattskkkk000sincos)cos()(kkacoskkbsin 多進(jìn)制相移鍵控（多進(jìn)制相移鍵控（MPSK）QPSK的星座圖和相位轉(zhuǎn)換關(guān)系Q(1, 1)(1, 1)(1, 1)I(1, 1)QPSK 調(diào)制信號(hào)的I 路和Q 路信號(hào)是同步的，當(dāng)它們同時(shí)發(fā)生跳變時(shí)，相臨QPSK 符號(hào)間會(huì)發(fā)生180相移，這時(shí)信號(hào)包絡(luò)瞬時(shí)通過(guò)零點(diǎn)。如隨后發(fā)射機(jī)放大器線性不理想，則會(huì)造成較大的頻譜擴(kuò)展，其旁瓣會(huì)干擾鄰近頻道。交錯(cuò)正交四相相移鍵控交錯(cuò)正交四相相移鍵

20、控(OQPSK)串并變換電平產(chǎn)生電平產(chǎn)生載波發(fā)生器移相90二進(jìn)制信息( )I t( )Q tcos 2cAf tsin 2cAf tQPSK信號(hào)ab延時(shí)2/sTOQPSK信號(hào)調(diào)制信號(hào)的相角每TS/2 時(shí)間發(fā)生一次跳變，但每次只有一路信號(hào)變化，所以相角的跳變只能是90。OQPSK的星座圖和相位轉(zhuǎn)換關(guān)系 OQPSK 本質(zhì)上仍是兩路BPSK 信號(hào)的正交疊加其頻譜和QPSK 信號(hào)完全一樣，在高斯白噪聲信道下，采用相關(guān)解調(diào)的誤碼性能也相同。 缺點(diǎn)：不能接受差分檢測(cè)。 MSK信號(hào)的基本原理信號(hào)的基本原理n MSK信號(hào)的頻率間隔信號(hào)的頻率間隔nMSK碼元中波形的周期數(shù)碼元中波形的周期數(shù)MSK信號(hào)每個(gè)碼元周期

21、Ts內(nèi)，包含1 / 4整數(shù)倍個(gè)載波周期無(wú)論f1和f0等于何值，這兩種碼元包含的正弦波數(shù)均相差1/2個(gè)周期 sTfff2101調(diào)制指數(shù)0.5441ccsTnfnT., 3, 2, 1n31mN2022-3-2739 相位網(wǎng)格圖： MSK信號(hào)的相位是分段線性變化的， 在碼元轉(zhuǎn)換時(shí)刻相位仍然連續(xù)。 相位 (t)在每一碼元結(jié)束時(shí)必定為/2 的整數(shù)倍.kskktTat2)(nMSK信號(hào)的相位連續(xù)性信號(hào)的相位連續(xù)性n高斯最小頻移鍵控高斯最小頻移鍵控n在進(jìn)行MSK調(diào)制前將矩形信號(hào)脈沖先通過(guò)一個(gè)高斯型的低通濾波器。這樣的體制稱為高斯最小頻移高斯最小頻移(GMSK)。n此高斯型低通濾波器的頻率特性表示式為：B

22、濾波器的3 dB帶寬。濾波器的沖激響應(yīng)h(t)： 由于h(t)為高斯特性，故稱為高斯型濾波器。)/)(2/2(lnexp)(2BffHB122ln2)(exp)(tthGMSK信號(hào)的功率譜密度信號(hào)的功率譜密度BbT (MSK)1.00.70.50.40.30.250.160.200.51.01.52.02.5 120 100 80 60 40 200歸 一 化 頻 率 (ffc)T歸一化功率譜密度 / dB在GSM制的蜂窩網(wǎng)中就是采用BTs = 0.3的GMSK調(diào)制BTs值越小，碼間串?dāng)_越大擴(kuò)展頻譜通信擴(kuò)展頻譜通信1. 1. 擴(kuò)頻通信擴(kuò)頻通信（SSSS：Spread SpectrumSprea

23、d Spectrum） 擴(kuò)頻通信是一種信息傳輸方式，在發(fā)端采用擴(kuò)頻碼調(diào)制，使信號(hào)所占 的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信息必須的帶寬，在收端采用相同的擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)解調(diào)來(lái)解擴(kuò)以恢復(fù)所傳信息數(shù)據(jù)。2. 2. 擴(kuò)頻通信的理論基礎(chǔ)：香農(nóng)公式擴(kuò)頻通信的理論基礎(chǔ)：香農(nóng)公式如果增加信號(hào)頻帶寬度，就可以在較低的信噪比的條件下以任意小的差錯(cuò)概率來(lái)傳輸信息。甚至在信號(hào)被噪聲淹沒(méi)的情況下，即S/N1，只要相應(yīng)地增加信號(hào)帶寬，也能進(jìn)行可靠的通信。)1 (log2NSBCn擴(kuò)頻通信的特性：擴(kuò)頻通信的特性：p提高抗窄帶干擾的能力擴(kuò)頻碼擴(kuò)頻碼信號(hào)合并窄帶信號(hào)fP(f)寬帶信號(hào)P(f)f噪聲P(f)f噪聲+寬帶信號(hào)P(f)f信號(hào)與噪聲

24、分離P(f)fn擴(kuò)頻通信的特性：擴(kuò)頻通信的特性：p防止竊聽(tīng)。p提高抗多徑傳輸效應(yīng)的能力。p多個(gè)用戶可以共用同一頻帶。 p提供測(cè)距能力。u原理方框圖原理方框圖u調(diào)制器簡(jiǎn)化方框圖：先將兩路編碼序列模2相加，然后再去進(jìn)行反相鍵控。解調(diào)輸出信碼；偽碼序列；發(fā)送序列；發(fā)送載波相位；混頻用本振相位；中頻相位；解調(diào)信號(hào)；干擾信號(hào)相位；混頻后干擾信號(hào)第五章 GSMGSM數(shù)字蜂窩數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)則有如下顯著優(yōu)點(diǎn)：v提高頻譜資源的利用率，增大系統(tǒng)通信容量.v提供多種通信服務(wù)，話音和數(shù)據(jù)服務(wù)v抗干擾能力強(qiáng)，且噪聲不累計(jì)v可采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，降低誤碼率，提高傳輸質(zhì)量v用戶信息保密v便于網(wǎng)絡(luò)管理

25、與控制，以及與公眾固定通信網(wǎng)(PSTN，PDN， ISDN)兼容5.2.1 5.2.1 業(yè)務(wù)功能介紹業(yè)務(wù)功能介紹 一、基本業(yè)務(wù)1、承載業(yè)務(wù)。定義網(wǎng)絡(luò)功能，對(duì)應(yīng)于OSI模型的低三層，攜帶的是數(shù)據(jù)串。包括同步數(shù)據(jù)傳輸，異步數(shù)據(jù)傳輸，分組交換等。2、電信業(yè)務(wù)。攜帶的是用戶能夠聽(tīng)到的聲音，看到的圖像，對(duì)應(yīng)于OSI模型的47層。 二、補(bǔ)充業(yè)務(wù)。必須和基本電信業(yè)務(wù)一起提供給用戶，例如：號(hào)碼識(shí)別，呼叫服務(wù)，計(jì)費(fèi)信息。 5.2 GSM5.2 GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與業(yè)務(wù)功能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與業(yè)務(wù)功能 GSMGSM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能 EIR功能與作用白名單白名單 灰名單灰名單 黑名單黑名單 合法用戶和允許漫游用戶

26、的IMEI有故障未經(jīng)型號(hào)認(rèn)證淘汰的IMEI報(bào)失被盜或非法使用的IMEI5.5 GSM網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò) 接口接口 我國(guó)GSM系統(tǒng)與PSTN和ISDN網(wǎng)的互連方式采用7號(hào)信令系統(tǒng)接口。其物理鏈接方式是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)2.048Mbit/s 的PCM 數(shù)字傳輸實(shí)現(xiàn)的。GSM 業(yè)務(wù)區(qū)（全部成員國(guó)）PLMN 業(yè)務(wù)區(qū)（每國(guó)一個(gè)或多個(gè)）MSC 業(yè)務(wù)區(qū) （由一個(gè) MSC 控制的區(qū)域）小區(qū)（一特定 BTS 覆蓋的區(qū)域）位置區(qū)（定位和尋呼區(qū)）5.6 GSM5.6 GSM的區(qū)域、號(hào)碼、地址與識(shí)別的區(qū)域、號(hào)碼、地址與識(shí)別（1）GSM網(wǎng)路的最小不可分割的區(qū)域是由一個(gè)基站或基站的一個(gè)扇形天線所覆蓋的區(qū)域，或稱小區(qū)或cell。 （2）位置

27、區(qū)。位置區(qū)一般由若干個(gè)小區(qū)組成，移動(dòng)臺(tái)在位置區(qū)內(nèi)移動(dòng)無(wú)需進(jìn)行位置更新。當(dāng)尋呼用戶時(shí)，位置區(qū)內(nèi)全部基站可以同時(shí)發(fā)尋呼信號(hào)。系統(tǒng)中，以位置區(qū) 識(shí)別碼（LAI）來(lái)區(qū)分MSC業(yè)務(wù)區(qū)的不同位置區(qū)。 MSCVLRLA1LA2LA3LA4LA5LA6cell 11cell 12cell 7cell 8cell 9cell 4cell 6cell 5cell 3cell 2cell 1（3）MSC區(qū)。MSC區(qū)系指一個(gè)移動(dòng)交換中心所控制的區(qū)域，從地理位置來(lái)看，MSC包含多個(gè)位置區(qū)。（4）公用陸地移動(dòng)通信網(wǎng)（PLMN）。一個(gè)公用陸地移動(dòng)通信網(wǎng)（PLMN）可由一個(gè)或若干MSC區(qū)組成。在該區(qū)內(nèi)具有共同的編號(hào)制度和共同

28、的路由計(jì)劃，每個(gè)國(guó)家有一個(gè)或多個(gè)。（5)GSM業(yè)務(wù)區(qū)是由全球各個(gè)國(guó)家的PLMN網(wǎng)路所組成的。 網(wǎng)絡(luò)路由所要用到的號(hào)碼網(wǎng)絡(luò)路由所要用到的號(hào)碼一旦該移動(dòng)臺(tái)離開(kāi)該服務(wù)區(qū)，此漫游號(hào)碼即被收回，并可分配給其它來(lái)訪的移動(dòng)臺(tái)使用。漫游號(hào)碼的組成格式與MSISDN號(hào)碼相同。存儲(chǔ)在移動(dòng)臺(tái)和存儲(chǔ)在移動(dòng)臺(tái)和SIMSIM卡中的信息卡中的信息在GSM系統(tǒng)中，每個(gè)用戶均分配一個(gè)唯一的國(guó)際移動(dòng)用戶識(shí)別碼。通常在呼叫建立和位置更新時(shí)，需要使用IMSI。不超過(guò)2字節(jié)5.3 GSM5.3 GSM信道配置信道配置 5.3.1 5.3.1 物理信道與邏輯信道物理信道與邏輯信道物理信道物理信道GSM的每個(gè)載頻上按時(shí)間分為的每個(gè)載頻上按

29、時(shí)間分為8個(gè)時(shí)隙個(gè)時(shí)隙(slot)，這樣的時(shí)隙叫做信道，這樣的時(shí)隙叫做信道，或物理信道或物理信道。一個(gè)載頻上連續(xù)的。一個(gè)載頻上連續(xù)的8個(gè)時(shí)隙組成一個(gè)個(gè)時(shí)隙組成一個(gè)TDMA幀幀 。 45 MHz雙工間隔雙工間隔960950935917 915905890872 基基 站站發(fā)射頻率發(fā)射頻率 基基 站站接收頻率接收頻率2 MHz保護(hù)頻帶保護(hù)頻帶（單位：（單位：MHz）925880GSMTACS/GSMEGSMETACS95 MHz雙工間隔雙工間隔18801805 17851710 基基 站站發(fā)射頻率發(fā)射頻率 基基 站站接收頻率接收頻率20 MHz保護(hù)頻帶保護(hù)頻帶（頻率單位：（頻率單位：MHz）DCS

30、18004 3標(biāo)準(zhǔn)復(fù)用模式（標(biāo)準(zhǔn)復(fù)用模式（GSM體制推薦）體制推薦）緊密復(fù)用模式緊密復(fù)用模式w3 3w1 3（NORTEL）w2 6（MOTOROLA）w多重復(fù)用多重復(fù)用MAP（ERICSSON）2.2.邏輯信道邏輯信道 如果把如果把TDMATDMA幀的每個(gè)時(shí)隙看作為物理信道，那么在物理幀的每個(gè)時(shí)隙看作為物理信道，那么在物理信道所傳輸?shù)膬?nèi)容就是邏輯信道。信道所傳輸?shù)膬?nèi)容就是邏輯信道。CCCHv隨路（相關(guān)控制）信道隨路（相關(guān)控制）信道(ACCH)(ACCH)。該信道能與。該信道能與SDCCHSDCCH或者或者TCH公公用在一個(gè)物理信道上傳送信令消息。用在一個(gè)物理信道上傳送信令消息。ACCHACC

31、H分為兩種信道：分為兩種信道： 慢速隨路信道（慢速隨路信道（SACCHSACCH）。）。BSBS一方面用此信道向一方面用此信道向MSMS傳送傳送功率控制信息功率控制信息和和幀調(diào)整信息幀調(diào)整信息；另一方面，；另一方面，BSBS用此信道接收用此信道接收MSMS發(fā)發(fā)來(lái)的來(lái)的信號(hào)強(qiáng)度報(bào)告信號(hào)強(qiáng)度報(bào)告和和鏈路質(zhì)量報(bào)告鏈路質(zhì)量報(bào)告。 快速隨路信道（快速隨路信道（FACCH）。）。 需要時(shí)才出現(xiàn)的信道，所攜帶信息與需要時(shí)才出現(xiàn)的信道，所攜帶信息與SDCCH相同，不同之處相同，不同之處是被是被分配和固定了時(shí)間時(shí)隙分配和固定了時(shí)間時(shí)隙，主要用于，主要用于切換，短信切換，短信及通知手機(jī)及通知手機(jī)測(cè)試哪些臨區(qū)等。測(cè)

32、試哪些臨區(qū)等。26-Frame 復(fù)幀復(fù)幀204720462045012 504901 4847232524 01 . 252401 24504801 480 123456751-Frame復(fù)幀復(fù)幀1超高幀超高幀 = 2048 超幀超幀 =2715648 TDMA幀（幀（3h 28mn 53s 760ms）4.615msTDMA frame120ms1超幀超幀 = 1326 TDMA幀（幀（ 6.12s）235.38ms業(yè)務(wù)信道業(yè)務(wù)信道控制信道控制信道 GSM GSM系統(tǒng)的時(shí)間調(diào)整策略系統(tǒng)的時(shí)間調(diào)整策略（1 1）幀偏離）幀偏離 前向信道的TDMA幀定時(shí)與反向信道的TDMA幀定時(shí)的固定3個(gè)時(shí)隙偏差

33、。這樣做的目的是簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，避免移動(dòng)臺(tái)同一時(shí)隙收發(fā)。（2 2）定時(shí)提前量）定時(shí)提前量 為了克服由突發(fā)脈沖的傳輸延時(shí)所帶來(lái)的定時(shí)的不確定，基站要指示移動(dòng)臺(tái)以一定的提前量發(fā)送突發(fā)脈沖。移動(dòng)臺(tái)收移動(dòng)臺(tái)收3 TS OFFSET0 1 2 3 4 5 6 70 1 2 3 4 5 6 7TDMA FRAME NTDMA FRAME N移動(dòng)臺(tái)發(fā)移動(dòng)臺(tái)發(fā)TIME ADVANCE3 TS OFFSETTDMA FRAME N0 1 2 3 4 5 6 70 1 2 3 4 5 6 7TDMA FRAME N移動(dòng)臺(tái)收移動(dòng)臺(tái)收移動(dòng)臺(tái)發(fā)移動(dòng)臺(tái)發(fā) 突發(fā)感沖突發(fā)感沖 BURST 突發(fā)脈沖是指在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)傳輸，由突發(fā)脈沖是

34、指在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)傳輸，由100100多個(gè)調(diào)制比多個(gè)調(diào)制比特組成的特組成的脈沖序列脈沖序列。因此可以將。因此可以將突發(fā)脈沖看成是邏輯信突發(fā)脈沖看成是邏輯信道在物理信道傳輸?shù)妮d體道在物理信道傳輸?shù)妮d體。普通突發(fā)脈沖序列頻率校正突發(fā)脈沖序列同步突發(fā)脈沖序列接入突發(fā)脈沖序列空閑突發(fā)脈沖序列“固定比特”全部是0，使調(diào)制器發(fā)送一個(gè)未調(diào)載波。易被檢測(cè)的長(zhǎng)同步序列作為訓(xùn)練序列易被檢測(cè)的長(zhǎng)同步序列作為訓(xùn)練序列較長(zhǎng)的保護(hù)間隔是為了適應(yīng)移動(dòng)臺(tái)首次接入（或切換到另一較長(zhǎng)的保護(hù)間隔是為了適應(yīng)移動(dòng)臺(tái)首次接入（或切換到另一個(gè)個(gè)BTS）后不知道時(shí)間提前量而設(shè)置的。）后不知道時(shí)間提前量而設(shè)置的。5.4 GSM5.4 GSM系統(tǒng)采

35、用的有關(guān)技術(shù)系統(tǒng)采用的有關(guān)技術(shù) 5.4.1 5.4.1 話音編碼話音編碼v 語(yǔ)音編碼為語(yǔ)音編碼為信源信源編碼。編碼。v 語(yǔ)音編碼：以較低的編碼速率獲得較高的話音質(zhì)語(yǔ)音編碼：以較低的編碼速率獲得較高的話音質(zhì) 量，量，適應(yīng)有限帶寬的需求適應(yīng)有限帶寬的需求。v 語(yǔ)音編碼包括：語(yǔ)音編碼包括：v 波形編碼波形編碼v 參量編碼參量編碼v 混合編碼混合編碼 5.4.2 信道編碼1.1.交織技術(shù)的一般原理交織技術(shù)的一般原理v移動(dòng)通信這種變參信道上，比特差錯(cuò)經(jīng)常是成串發(fā)生的。v信道編碼僅在檢測(cè)和校正單個(gè)差錯(cuò)和不太長(zhǎng)的差錯(cuò)串時(shí)才有效。v交織技術(shù)：把一條消息中的相繼比特分散開(kāi)。這樣，在傳輸過(guò)程中即使發(fā)生了成串差錯(cuò)，

36、恢復(fù)成一條相繼比特串的消息時(shí)，差錯(cuò)也就變成單個(gè)（或長(zhǎng)度很短），這時(shí)再用信道編碼糾錯(cuò)功能糾正差錯(cuò)，恢復(fù)原消息。2.2.在在GSMGSM系統(tǒng)中交織方式系統(tǒng)中交織方式v在GSM系統(tǒng)中，信道編碼后進(jìn)行交織。v交織分為兩次：第一次交織為內(nèi)部交織，第二次交織為塊間交織。圖5.26 GSM 20ms語(yǔ)音編碼內(nèi)部交織 話音編碼器和信道編碼器將每一20ms話音數(shù)字化并編碼，提供456個(gè)比特。首先對(duì)它進(jìn)行內(nèi)部交織，即將456個(gè)比特分成8幀，每幀57比特。 如果將同一20ms話音的2組57比特插入到同一普通突發(fā)脈沖序列中（見(jiàn)圖5.27），那么該突發(fā)脈沖串丟失則會(huì)導(dǎo)致該20ms的話音損失25%的比特，顯然信道編碼難以

37、恢復(fù)這么多丟失的比特。因此必須在兩個(gè)話音幀間再進(jìn)行一次交織，即塊間交織。 圖5.27 普通突發(fā)脈沖串 把每20ms話音456比特分成的8幀為一個(gè)塊，假設(shè)有A、B、C、D四塊，見(jiàn)圖5.28所示，在第一個(gè)普通突發(fā)脈沖串中，兩個(gè)57比特組分別插入A塊和D塊的各1幀（插入方式如圖5.29所示），這就是二次交織，這樣一個(gè)20ms的話音8幀分別插入8個(gè)不同普通突發(fā)脈沖序列中，然后一個(gè)一個(gè)突發(fā)脈沖序列發(fā)送，發(fā)送的突發(fā)脈沖序列首尾相接處不是同一話音塊，這樣即使在傳輸中丟失一個(gè)脈沖串，只影響每一話音比特?cái)?shù)的12.5%，而這能通過(guò)信道編碼加以校正。圖5.28 話音信道編碼 二次交織經(jīng)得住喪失一整個(gè)突發(fā)脈沖串的打擊

38、，但增加了系統(tǒng)時(shí)延。因此，在GSM系統(tǒng)中，移動(dòng)臺(tái)和中繼電路上增加了回波抵消器，以改善由于時(shí)延而引起的通話回音。 圖5.29 二次交織 半速率信道半速率信道 業(yè)務(wù)信道都是以13kbit/s的速率傳輸語(yǔ)音數(shù)據(jù)的，通常稱為全速率信道；半速率信道是指語(yǔ)音速率從原來(lái)的13kbit/s下降到6.5kbit/S。這樣兩個(gè)移動(dòng)臺(tái)將可使用一個(gè)物理信道進(jìn)行呼叫，系統(tǒng)容量可增加一倍。 不連續(xù)發(fā)射不連續(xù)發(fā)射(DTX）與話音激活技術(shù)）與話音激活技術(shù)DTX：僅在話音需發(fā)送時(shí)發(fā)射機(jī)才工作。發(fā)話時(shí)： 對(duì)話音進(jìn)行13kb/s編碼，話音和背景噪聲一 起發(fā)送；不發(fā)話時(shí)：對(duì)話音進(jìn)行500b/s編碼，僅播放合成的噪聲，以滿足聽(tīng)覺(jué)需要。

39、 發(fā)送側(cè)需有話音活動(dòng)檢測(cè)器（VAD)，以檢測(cè)話音是否存在。DTX技術(shù)在MS和BTS側(cè)都能采用，網(wǎng)絡(luò)操作者可自由選擇。DTX技術(shù)的作用：技術(shù)的作用：v減少了空中干擾電平，與動(dòng)態(tài)功率控制技術(shù)一起使用，可大大減少因頻率復(fù)用而產(chǎn)生的來(lái)自通信網(wǎng)自身不可避免的干擾。v功率損耗的降低也延長(zhǎng)了MS電池的壽命。|跳頻的原理調(diào)制調(diào)制信道編碼與交織信道編碼與交織信息數(shù)字化及編碼信息數(shù)字化及編碼f1f2f3f4f1按固定間隔（按固定間隔（4.615ms）改變）改變一個(gè)信道使用的頻率一個(gè)信道使用的頻率;|跳頻方式z基帶跳頻BBH信道在不同的時(shí)隙使用不同收發(fā)信機(jī)z合成器（射頻）跳頻SFH收發(fā)信機(jī)的工作頻率不斷地改變信道始

40、終通過(guò)固定的收發(fā)信機(jī)傳輸信息用戶在入網(wǎng)簽約時(shí)，用戶鑒權(quán)鍵Ki連同IMSI(國(guó)際移動(dòng)用戶標(biāo)識(shí)碼)一起分配給用戶，每個(gè)用戶擁有唯一的Ki和IMSI，他們分別存儲(chǔ)于AUC數(shù)據(jù)庫(kù)和SIM卡中。 kiSRES移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)為了跟蹤移動(dòng)臺(tái)的位置變化，而對(duì)其位置信息進(jìn)行登記、刪除和更新的過(guò)程，包括以下三種：n普通位置更新普通位置更新n同一端局下的普通位置更新n跨局的普通位置更新n周期性位置更新周期性位置更新nIMSI IMSI 附著流程附著流程作用：作用： 為節(jié)省寶貴的空口資源，當(dāng)被叫用戶不可及時(shí)，為節(jié)省寶貴的空口資源，當(dāng)被叫用戶不可及時(shí)，MSCMSC不會(huì)發(fā)出不會(huì)發(fā)出pagingpaging消息。消息。VLR V

41、LR 中需要為中需要為IMSI IMSI 設(shè)立標(biāo)志，當(dāng)設(shè)立標(biāo)志，當(dāng)IMSIIMSI可用時(shí)，將該標(biāo)志可用時(shí)，將該標(biāo)志置為置為IMSI IMSI 附著。附著。IMSI IMSI 不可用時(shí)，將該標(biāo)志置為不可用時(shí)，將該標(biāo)志置為IMSI IMSI 分離。分離。應(yīng)用場(chǎng)景：應(yīng)用場(chǎng)景： 當(dāng)VLR將你的IMSI標(biāo)記為“附著”后你就成功的接入網(wǎng)絡(luò)了。此后MS會(huì)處于待機(jī)狀態(tài)。 如果沒(méi)有IMSI附著這一步操作的話，網(wǎng)絡(luò)是不知道你開(kāi)機(jī)的。這樣的話，當(dāng)有人尋呼你，聽(tīng)到的回鈴音仍然是“您撥叫的用戶已關(guān)機(jī)” 。v同一MSC局內(nèi)進(jìn)行位置更新，HLR并不參與位置更新過(guò)程。 BSC （2） （1） （3） （4） MSC/VLR

42、位置區(qū) 1 位置區(qū) 2 M S M S v越局位置更新 ，這時(shí)HLR就要參與位置更新過(guò)程 ，每次位置更新之前，都將對(duì)這個(gè)用戶進(jìn)行鑒權(quán)。 （ 5） （2） （3） （1） （ 4） HLR MSC/VLR1 MSC/VLR2 M S M S 3 3、 周期性位置登記周期性位置登記 存在以下兩種情況：存在以下兩種情況： 1、當(dāng)MS向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送“IMSI分離”消息時(shí)，有可能因?yàn)榇藭r(shí)無(wú)線質(zhì)量差或其他原因，GSM系統(tǒng)無(wú)法正確譯碼，而仍認(rèn)為MS處于附著狀態(tài)。 2、MS開(kāi)著機(jī)，卻移動(dòng)到覆蓋區(qū)以外的地方，即盲區(qū)，GSM系統(tǒng)也不知道，仍認(rèn)為MS處于附著狀態(tài)。 在這兩種情況下，該用戶若被尋呼，系統(tǒng)就會(huì)不斷地發(fā)出尋呼

43、消息，無(wú)效占用無(wú)線資源。 GSM系統(tǒng)要求系統(tǒng)要求MS每過(guò)一定時(shí)間登記一次，這就是周每過(guò)一定時(shí)間登記一次，這就是周期性登記。期性登記。v若GSM系統(tǒng)沒(méi)有接收到MS的周期性登記信息，它所處的VLR就以“隱分離”狀態(tài)在該MS上做記錄，v只有當(dāng)再次接收到正確的周期性登記信息后，將它改寫(xiě)成“附著”狀態(tài)。強(qiáng)制登記強(qiáng)制登記5.5.4 越區(qū)切換切換與否主要由BSS決定， 當(dāng)BSS檢測(cè)到當(dāng)前的無(wú)線鏈路通信質(zhì)量下降時(shí)，BSS 將根據(jù)具體情況進(jìn)行不同的切換。(1) BSC內(nèi)切換內(nèi)切換 BSC建立與新BTS間的鏈路，并在新小區(qū)內(nèi)分配一TCH供MS切換到此小區(qū)后使用，而網(wǎng)路MSC對(duì)這種切換不做進(jìn)一步了解。由于切換后鄰近

44、小區(qū)發(fā)生了變化，MS必須接收了解有關(guān)新的鄰近小區(qū)的信息。5.6 GPRSvGPRS是通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)(General Packet Radio Service）的簡(jiǎn)稱，是以GSM為基礎(chǔ)的一種數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。v突破了GSM網(wǎng)只能提供電路交換的思維方式，是以封包（Packet)式來(lái)傳輸 。v只通過(guò)增加相應(yīng)的功能實(shí)體和對(duì)現(xiàn)有的基站系統(tǒng)進(jìn)行部分改造就可以實(shí)現(xiàn)分組交換。第六章第六章 CDMACDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)移動(dòng)通信系統(tǒng) CDMA概念概念v CDMA以一個(gè)窄帶信號(hào)開(kāi)始，采用擴(kuò)頻技術(shù)擴(kuò)展到1.2288MHz的寬帶信號(hào)v 接收時(shí)，從寬帶信號(hào)中恢復(fù)信號(hào)v CDMA系統(tǒng)干擾主要來(lái)自相鄰小區(qū)和同小區(qū)其他用戶基帶數(shù)

45、據(jù)前向糾錯(cuò)與交織正交擴(kuò)頻與調(diào)制Rake接收機(jī)與解調(diào)解碼與解交織基帶數(shù)據(jù)9.6 kbps9.6 kbps19.2 ksps19.2 ksps1.2288 Mcps1.2288 Mcps10kHzBW1.25MHz BW10kHzBW1.25MHz BW引入噪聲背景噪聲雜散信號(hào)相鄰小區(qū)干擾同一小區(qū)其它用戶干擾 信息數(shù)據(jù)單位稱為比特（bit） 經(jīng)過(guò)卷積編碼器、交織與符號(hào)重復(fù)后的數(shù)據(jù)被稱為符號(hào)(symbol) 經(jīng)過(guò)最終擴(kuò)頻后得到的數(shù)據(jù)被稱為碼片(chip)CDMA技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)1：系統(tǒng)容量大系統(tǒng)容量大 (比比GSMGSM要大要大4-54-5倍倍CDMA技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

46、2：軟容量軟容量(自干擾系統(tǒng)，運(yùn)營(yíng)商可在話務(wù)量高峰稍微增加誤幀率，從而增自干擾系統(tǒng)，運(yùn)營(yíng)商可在話務(wù)量高峰稍微增加誤幀率，從而增加可用信道數(shù)。加可用信道數(shù)。(小區(qū)呼吸。小區(qū)呼吸。(話音質(zhì)量高，采用話音質(zhì)量高，采用8K8K、8K EVRC8K EVRC、13K13K語(yǔ)音編碼技術(shù)，語(yǔ)音編碼技術(shù)，良好的背景噪聲抑制功能；良好的背景噪聲抑制功能；話音質(zhì)量(MOS(MOS得分得分) )64kPCM13kGSM8kCDMA13kCDMA8kEVRCCDMACDMA技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)3：通話質(zhì)量更佳：通話質(zhì)量更佳lCDMACDMA：小區(qū)：小區(qū)/ /扇區(qū)切換采用軟扇區(qū)切換采用軟/ /更更軟切換切換

47、是先接續(xù)再中斷服務(wù)質(zhì)軟切換切換是先接續(xù)再中斷服務(wù)質(zhì)量高量高, ,有效減低掉話有效減低掉話l其他無(wú)線系統(tǒng)：小區(qū)其他無(wú)線系統(tǒng)：小區(qū)/ /扇區(qū)切換采扇區(qū)切換采用硬切換切換是先中斷再接續(xù)容易用硬切換切換是先中斷再接續(xù)容易產(chǎn)生掉話產(chǎn)生掉話(采用獨(dú)特的軟切換技術(shù)，降低了掉率采用獨(dú)特的軟切換技術(shù)，降低了掉率CDMA技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)4：軟切換：軟切換軟切換缺點(diǎn)：軟切換缺點(diǎn)： （1 1） 導(dǎo)致硬件設(shè)備的增加。導(dǎo)致硬件設(shè)備的增加。 （2 2） 降低了前向容量。降低了前向容量。用戶按不同的序列碼區(qū)分，所以不同的CDMA載波可在相鄰的小區(qū)內(nèi)使用，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃靈活， 擴(kuò)展簡(jiǎn)單。AMPS, D-AMPS, N

48、-AMPSCDMA303010 kHz200 kHz1250 kHz131 Users8 Users20 Users1111111111111112344325617Typical Frequency Reuse N=7Typical Frequency Reuse N=4Typical Frequency Reuse N=1Vulnerability:C/I 17 dBVulnerability:C/I 12-14 dBVulnerability:Eb/No 6-7 dBGSMCDMA技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)5：頻率規(guī)劃簡(jiǎn)單頻率規(guī)劃簡(jiǎn)單(覆蓋范圍大，是標(biāo)準(zhǔn)覆蓋范圍大，是標(biāo)準(zhǔn)GSMGS

49、M的的2 2倍左右，相同覆蓋范圍所倍左右，相同覆蓋范圍所用的基站少，節(jié)省投資用的基站少，節(jié)省投資; ;舉例舉例: :覆蓋覆蓋1000 km1000 km2 2： GSMGSM需要需要 200 200 個(gè)基站，個(gè)基站，CDMACDMA只需只需50 50 個(gè)基站。個(gè)基站。 ( (注意注意: :嚴(yán)格論證嚴(yán)格論證, ,需通過(guò)鏈路預(yù)算需通過(guò)鏈路預(yù)算) )CDMA技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)6：建網(wǎng)成本低：建網(wǎng)成本低(采用完善的功率控制、話音激活技術(shù)，降低了手機(jī)發(fā)射功率，對(duì)采用完善的功率控制、話音激活技術(shù)，降低了手機(jī)發(fā)射功率，對(duì)人體健康的影響最小。人體健康的影響最小。(延長(zhǎng)了電池使用時(shí)間，對(duì)環(huán)境起到了

50、保護(hù)作用。延長(zhǎng)了電池使用時(shí)間，對(duì)環(huán)境起到了保護(hù)作用。 發(fā)射功率小發(fā)射功率?。汗β士刂?，功率控制，語(yǔ)音激活語(yǔ)音激活. .CDMA技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)7：綠色手機(jī)：綠色手機(jī)CDMACDMA碼址是個(gè)偽隨機(jī)碼，而且共有碼址是個(gè)偽隨機(jī)碼，而且共有4.44.4萬(wàn)億種可能的排列，萬(wàn)億種可能的排列，難以破解密碼或竊聽(tīng)。難以破解密碼或竊聽(tīng)。偽隨機(jī)序列偽隨機(jī)序列信源信號(hào)信源信號(hào)TX解調(diào)信號(hào)解調(diào)信號(hào)RX偽隨機(jī)序列偽隨機(jī)序列擴(kuò)頻信號(hào)每個(gè)用戶都深深淹沒(méi)在每個(gè)用戶都深深淹沒(méi)在噪聲里噪聲里CDMA技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)8：保密性強(qiáng)：保密性強(qiáng)CDMA技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)9：多種形式的分集多種

51、形式的分集(時(shí)間分集時(shí)間分集采用了符號(hào)交織、檢錯(cuò)和糾錯(cuò)編碼等方法。采用了符號(hào)交織、檢錯(cuò)和糾錯(cuò)編碼等方法。(頻率分集頻率分集本身是本身是1.25 MHz1.25 MHz寬帶的信號(hào)，寬帶的信號(hào)， 起到了頻率分集的作用。起到了頻率分集的作用。(空間分集空間分集基站使用兩副接收天線，基站和移動(dòng)臺(tái)都采用了基站使用兩副接收天線，基站和移動(dòng)臺(tái)都采用了RakeRake接接收機(jī)技術(shù)，軟切換也起到了空間分集的作用。收機(jī)技術(shù)，軟切換也起到了空間分集的作用。 CDMA技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)10：功率控制功率控制CDMA技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)11：話音激活話音激活(在在FDMAFDMA和和TDMAT

52、DMA系統(tǒng)里，由于通話停頓時(shí)重新分配信道存在一定時(shí)延，系統(tǒng)里，由于通話停頓時(shí)重新分配信道存在一定時(shí)延，所以難以利用話音激活因素。所以難以利用話音激活因素。(CDMACDMA在不講話時(shí)傳輸速率降低，減輕了對(duì)其他用戶的干擾。在不講話時(shí)傳輸速率降低，減輕了對(duì)其他用戶的干擾。(而而CDMACDMA的容量又直接與所受總干擾功率有關(guān)，的容量又直接與所受總干擾功率有關(guān)， 這樣就可以使容量增這樣就可以使容量增加一倍左右。加一倍左右。 第六章第六章 CDMACDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)移動(dòng)通信系統(tǒng) IS-95系統(tǒng)前反向物理信道第六章第六章 CDMACDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)移動(dòng)通信系統(tǒng) 前向邏輯信道前向邏輯信道圖6.4 前向

53、傳輸?shù)倪壿嬓诺澜M成 Walsh Walsh函數(shù)是一種非正弦波的完備正交函數(shù)系統(tǒng)，可用哈達(dá)函數(shù)是一種非正弦波的完備正交函數(shù)系統(tǒng)，可用哈達(dá)瑪矩陣瑪矩陣H H通過(guò)遞推關(guān)系構(gòu)成。由于它僅有可能的取值是通過(guò)遞推關(guān)系構(gòu)成。由于它僅有可能的取值是1 1和和1 1（或（或0 0和和1 1），比較適合于用來(lái)表達(dá)和處理數(shù)字信號(hào)。），比較適合于用來(lái)表達(dá)和處理數(shù)字信號(hào)。 WalshWalsh函數(shù)具有理想的互相關(guān)特性。在函數(shù)具有理想的互相關(guān)特性。在WalshWalsh函數(shù)中，兩兩之函數(shù)中，兩兩之間的互相關(guān)函數(shù)為間的互相關(guān)函數(shù)為“0”0”，亦即它們之間是正交的。，亦即它們之間是正交的。CDMACDMA中中: :用用646

54、4階階WalshWalsh函數(shù)進(jìn)行前向擴(kuò)頻，區(qū)分扇區(qū)內(nèi)前向碼函數(shù)進(jìn)行前向擴(kuò)頻，區(qū)分扇區(qū)內(nèi)前向碼分信道分信道, ,反向做正交調(diào)制反向做正交調(diào)制WalshWalsh碼的定義碼的定義: :Walsh碼碼沃沃爾爾什什碼碼（walsh code）-Walsh 函函數(shù)數(shù), 正正交交,用用于于 CDMA 系系統(tǒng)統(tǒng)前前向向擴(kuò)擴(kuò)頻頻 011011001010000010000 Hn HnH2n = _ Hn HnWALSH CODES # - 64-Chip Sequence - 0 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

55、 1 0101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101 2 0011001100110011001100110011001100110011001100110011001100110011 3 0110011001100110011001100110011001100110011001100110011001100110 4 0000111100001111000011110000111100001111000011110000111100001111 5 01011010010110100101101001011

56、01001011010010110100101101001011010 6 0011110000111100001111000011110000111100001111000011110000111100 7 0110100101101001011010010110100101101001011010010110100101101001 8 0000000011111111000000001111111100000000111111110000000011111111 9 0101010110101010010101011010101001010101101010100101010110101

57、01010 001100111100110000110011110011000011001111001100001100111100110011 011001101001100101100110100110010110011010011001011001101001100112 000011111111000000001111111100000000111111110000000011111111000013 010110101010010101011010101001010101101010100101010110101010010114 00111100110000110011110011

58、0000110011110011000011001111001100001115 011010011001011001101001100101100110100110010110011010011001011016 000000000000000011111111111111110000000000000000111111111111111117 010101010101010110101010101010100101010101010101101010101010101018 0011001100110011110011001100110000110011001100111100110011

59、00110019 011001100110011010011001100110010110011001100110100110011001100120 000011110000111111110000111100000000111100001111111100001111000021 010110100101101010100101101001010101101001011010101001011010010122 001111000011110011000011110000110011110000111100110000111100001123 01101001011010011001011

60、0100101100110100101101001100101101001011024 000000001111111111111111000000000000000011111111111111110000000025 010101011010101010101010010101010101010110101010101010100101010126 001100111100110011001100001100110011001111001100110011000011001127 0110011010011001100110010110011001100110100110011001100