第7章移動(dòng)通信系統(tǒng)

1、現(xiàn)代通信技術(shù)概論現(xiàn)代通信技術(shù)概論2第第7章章 移動(dòng)通信系統(tǒng)移動(dòng)通信系統(tǒng)7.1 移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述7.2 GSM數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)7.3 CDMA數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)7.4 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)7.5 新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)37.1 移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 移動(dòng)通信指移動(dòng)用戶(hù)之間或移動(dòng)用戶(hù)與固定用移動(dòng)通信指移動(dòng)用戶(hù)之間或移動(dòng)用戶(hù)與固定用戶(hù)之間所進(jìn)行的通信。戶(hù)之間所進(jìn)行的通信。 小區(qū)制蜂窩網(wǎng)和碼分多址技術(shù)是移動(dòng)通信技術(shù)小區(qū)制蜂窩網(wǎng)和碼分多址技術(shù)是移動(dòng)通信技術(shù)的核心概念。的核心概念。 本章將對(duì)公用移動(dòng)通信系統(tǒng)的特點(diǎn)、組成、功本章將對(duì)公用

2、移動(dòng)通信系統(tǒng)的特點(diǎn)、組成、功能以及工作原理進(jìn)行說(shuō)明。重點(diǎn)對(duì)基于小區(qū)蜂窩能以及工作原理進(jìn)行說(shuō)明。重點(diǎn)對(duì)基于小區(qū)蜂窩網(wǎng)概念的全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（網(wǎng)概念的全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM）和基于碼分）和基于碼分多址技術(shù)（多址技術(shù)（CDMA）的數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)進(jìn)行介）的數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)進(jìn)行介紹。紹。47.1.1 移動(dòng)通信的特點(diǎn)移動(dòng)通信的特點(diǎn) 頻率資源有限頻率資源有限 易受外界干擾易受外界干擾 存在各種效應(yīng)：存在各種效應(yīng)：多徑、陰影、多普勒、遠(yuǎn)近效應(yīng)多徑、陰影、多普勒、遠(yuǎn)近效應(yīng) 技術(shù)較復(fù)雜技術(shù)較復(fù)雜 對(duì)設(shè)備要求高對(duì)設(shè)備要求高 保密性較差保密性較差57.1.2 移動(dòng)通信發(fā)展歷程移動(dòng)通信發(fā)展歷程移動(dòng)通信六個(gè)發(fā)展階段移

3、動(dòng)通信六個(gè)發(fā)展階段階段階段年代劃分年代劃分特點(diǎn)特點(diǎn)I I1920-19401920-1940專(zhuān)用系統(tǒng)、小范圍、少量用戶(hù)、低頻率。主要在交通運(yùn)輸、軍事等領(lǐng)域。專(zhuān)用系統(tǒng)、小范圍、少量用戶(hù)、低頻率。主要在交通運(yùn)輸、軍事等領(lǐng)域。 IIII1940-19651940-1965由專(zhuān)用移動(dòng)網(wǎng)向公用移動(dòng)網(wǎng)過(guò)渡。采用人工接續(xù)、網(wǎng)的容量較小、成本較高。由專(zhuān)用移動(dòng)網(wǎng)向公用移動(dòng)網(wǎng)過(guò)渡。采用人工接續(xù)、網(wǎng)的容量較小、成本較高。IIIIII1965-19751965-1975大區(qū)制、中小容量、自動(dòng)選頻、自動(dòng)接續(xù)，大區(qū)制、中小容量、自動(dòng)選頻、自動(dòng)接續(xù)，450MHz頻段。頻段。IVIV1975-19851975-1985第一代

4、模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)：蜂窩網(wǎng)概念推進(jìn)了系統(tǒng)容量大增；微電子技術(shù)使第一代模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)：蜂窩網(wǎng)概念推進(jìn)了系統(tǒng)容量大增；微電子技術(shù)使得設(shè)備趨于小型化；計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為網(wǎng)管提供了強(qiáng)有力的手段。代表體得設(shè)備趨于小型化；計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為網(wǎng)管提供了強(qiáng)有力的手段。代表體制：美國(guó)制：美國(guó)AMPSAMPS，北歐，北歐NMTSNMTS，英國(guó)，英國(guó)TACSTACS等。尋呼系統(tǒng)和無(wú)繩電話系統(tǒng)伴隨著出等。尋呼系統(tǒng)和無(wú)繩電話系統(tǒng)伴隨著出現(xiàn)?，F(xiàn)。V V1985-20051985-2005第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)：數(shù)字蜂窩技術(shù)成為當(dāng)代主流在用移動(dòng)通信系統(tǒng)。第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)：數(shù)字蜂窩技術(shù)成為當(dāng)代主流在用移動(dòng)通信系統(tǒng)。頻譜

5、利用率高、系統(tǒng)容量較大，能提供語(yǔ)音、數(shù)據(jù)等多種通信業(yè)務(wù)。代表體頻譜利用率高、系統(tǒng)容量較大，能提供語(yǔ)音、數(shù)據(jù)等多種通信業(yè)務(wù)。代表體制：泛歐制：泛歐GSMGSM、北美、北美CDMACDMA、日本、日本PDCPDC等。缺點(diǎn)：無(wú)法完全實(shí)現(xiàn)全球漫游、僅支等。缺點(diǎn)：無(wú)法完全實(shí)現(xiàn)全球漫游、僅支持語(yǔ)音、短消息和較低速的數(shù)據(jù)通信連接、系統(tǒng)容量也不足。持語(yǔ)音、短消息和較低速的數(shù)據(jù)通信連接、系統(tǒng)容量也不足。VIVI2005-2005-今今第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)：為用戶(hù)提供全球海陸空三維的無(wú)縫隙覆蓋，支持全球第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)：為用戶(hù)提供全球海陸空三維的無(wú)縫隙覆蓋，支持全球漫游業(yè)務(wù)；支持多種話音和非話音業(yè)務(wù)漫游業(yè)務(wù)；支持

6、多種話音和非話音業(yè)務(wù), , 特別是多媒體業(yè)務(wù)；具備足夠的系特別是多媒體業(yè)務(wù)；具備足夠的系統(tǒng)容量、強(qiáng)大的多種用戶(hù)管理能力、高保密性能和服務(wù)質(zhì)量。目前主流標(biāo)準(zhǔn)：統(tǒng)容量、強(qiáng)大的多種用戶(hù)管理能力、高保密性能和服務(wù)質(zhì)量。目前主流標(biāo)準(zhǔn)：美國(guó)美國(guó)CDMA2000CDMA2000、中國(guó)、中國(guó)TD-SCDMATD-SCDMA、日本、日本W(wǎng)-CDMAW-CDMA67.1.3 移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成 MSC通過(guò)中繼線與固定電話網(wǎng)連通，實(shí)現(xiàn)移通過(guò)中繼線與固定電話網(wǎng)連通，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)臺(tái)用戶(hù)與公用固定電話用戶(hù)之間的通信。動(dòng)臺(tái)用戶(hù)與公用固定電話用戶(hù)之間的通信。77.1.4 移動(dòng)通信的分類(lèi)移動(dòng)通信的分類(lèi)按使用區(qū)域：

7、陸地、海上和航空移動(dòng)通信系統(tǒng)按使用區(qū)域：陸地、海上和航空移動(dòng)通信系統(tǒng)按基站配置方式：大區(qū)制、中區(qū)制和小區(qū)制移按基站配置方式：大區(qū)制、中區(qū)制和小區(qū)制移動(dòng)通信系統(tǒng)。動(dòng)通信系統(tǒng)。按傳輸信號(hào)類(lèi)型：模擬和數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)。按傳輸信號(hào)類(lèi)型：模擬和數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)。按運(yùn)行方式：專(zhuān)用（公安、消防等）和公用移按運(yùn)行方式：專(zhuān)用（公安、消防等）和公用移動(dòng)通信系統(tǒng)。動(dòng)通信系統(tǒng)。按系統(tǒng)用途：移動(dòng)電話通信系統(tǒng)、無(wú)線尋呼系按系統(tǒng)用途：移動(dòng)電話通信系統(tǒng)、無(wú)線尋呼系統(tǒng)、無(wú)繩電話通信系統(tǒng)和集群通信系統(tǒng)。統(tǒng)、無(wú)繩電話通信系統(tǒng)和集群通信系統(tǒng)。87.1.5 無(wú)線通信的多址方式無(wú)線通信的多址方式 在無(wú)線通信系統(tǒng)中，為了提高系統(tǒng)效率、增加

8、在無(wú)線通信系統(tǒng)中，為了提高系統(tǒng)效率、增加系統(tǒng)容量，讓若干個(gè)用戶(hù)共用一個(gè)發(fā)射臺(tái)進(jìn)行相系統(tǒng)容量，讓若干個(gè)用戶(hù)共用一個(gè)發(fā)射臺(tái)進(jìn)行相互間的多邊通信，稱(chēng)為多址通信?；ラg的多邊通信，稱(chēng)為多址通信。 為了使相互間能夠區(qū)分開(kāi)來(lái)，需要對(duì)發(fā)送端信為了使相互間能夠區(qū)分開(kāi)來(lái)，需要對(duì)發(fā)送端信號(hào)做出分割，使各用戶(hù)信號(hào)有所差異，而接收端號(hào)做出分割，使各用戶(hù)信號(hào)有所差異，而接收端則能從這些混合信號(hào)中分離出相應(yīng)的用戶(hù)信號(hào)。則能從這些混合信號(hào)中分離出相應(yīng)的用戶(hù)信號(hào)。9四種多址方式（四種多址方式（頻分、時(shí)分、碼分、空分頻分、時(shí)分、碼分、空分）107.2 GSM數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng) 80年代初，歐洲為統(tǒng)一年代初，歐洲為統(tǒng)

9、一900MHz頻段的蜂窩系統(tǒng)，頻段的蜂窩系統(tǒng)，成立了特別移動(dòng)通信組（成立了特別移動(dòng)通信組（GSM：Group Special Mobile）制定有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和建議書(shū)，并于）制定有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和建議書(shū)，并于1990年完成年完成了了GSM900規(guī)范。規(guī)范。1991年歐洲開(kāi)通了第一個(gè)數(shù)字移年歐洲開(kāi)通了第一個(gè)數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)，同時(shí)將動(dòng)通信系統(tǒng)，同時(shí)將GSM更名為全球移動(dòng)通信系更名為全球移動(dòng)通信系統(tǒng)統(tǒng) (GSM：Global System for Mobile communications），從此跨入了數(shù)字移動(dòng)通信時(shí)代。），從此跨入了數(shù)字移動(dòng)通信時(shí)代。117.2.1 蜂窩系統(tǒng)基本原理蜂窩系統(tǒng)基本原理 無(wú)線蜂窩基本

10、原理是：把一個(gè)地理區(qū)域劃分無(wú)線蜂窩基本原理是：把一個(gè)地理區(qū)域劃分成若干個(gè)無(wú)線小區(qū)，每小區(qū)設(shè)一個(gè)小功率無(wú)線成若干個(gè)無(wú)線小區(qū)，每小區(qū)設(shè)一個(gè)小功率無(wú)線基站臺(tái)，由于基站功率較小，信號(hào)強(qiáng)度影響范基站臺(tái)，由于基站功率較小，信號(hào)強(qiáng)度影響范圍有限，因此同一頻率的載頻可以在一定距離圍有限，因此同一頻率的載頻可以在一定距離的另一小區(qū)重復(fù)使用。通話用戶(hù)從一個(gè)小區(qū)到的另一小區(qū)重復(fù)使用。通話用戶(hù)從一個(gè)小區(qū)到下一個(gè)小區(qū)移動(dòng)過(guò)程中，系統(tǒng)能夠自動(dòng)地為其下一個(gè)小區(qū)移動(dòng)過(guò)程中，系統(tǒng)能夠自動(dòng)地為其提供連續(xù)不斷的信道接續(xù)，稱(chēng)為自動(dòng)越區(qū)切換。提供連續(xù)不斷的信道接續(xù)，稱(chēng)為自動(dòng)越區(qū)切換。頻率復(fù)用加上自動(dòng)越區(qū)切換是無(wú)線蜂窩概念的頻率復(fù)用加上

11、自動(dòng)越區(qū)切換是無(wú)線蜂窩概念的主體。主體。121. 蜂窩小區(qū)的概念蜂窩小區(qū)的概念 以正六邊形為基本幾何形狀的小區(qū)，狀似蜂窩，以正六邊形為基本幾何形狀的小區(qū)，狀似蜂窩，故名蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。相鄰的另一個(gè)區(qū)群可以故名蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。相鄰的另一個(gè)區(qū)群可以重復(fù)使用相同的載頻。重復(fù)使用相同的載頻。132. 小區(qū)擴(kuò)容方法小區(qū)擴(kuò)容方法u 小區(qū)分裂：把當(dāng)前較大小區(qū)分割成若干較小的小區(qū)分裂：把當(dāng)前較大小區(qū)分割成若干較小的小區(qū)并增設(shè)基站。小區(qū)并增設(shè)基站。u 扇區(qū)化：扇區(qū)化：也稱(chēng)為裂向或空分多址技術(shù)。也稱(chēng)為裂向或空分多址技術(shù)。u 覆蓋區(qū)域逼近：覆蓋區(qū)域逼近：合理布設(shè)基站位置，增加覆蓋合理布設(shè)基站位置，增加覆蓋面積。

12、面積。u微小區(qū)：微小區(qū)：把一個(gè)小把一個(gè)小區(qū)分成多個(gè)微小區(qū)，區(qū)分成多個(gè)微小區(qū)，僅設(shè)微小區(qū)發(fā)射機(jī)，僅設(shè)微小區(qū)發(fā)射機(jī)，各發(fā)射機(jī)共享同一基站。各發(fā)射機(jī)共享同一基站。143. 越區(qū)切換越區(qū)切換 處于移動(dòng)狀態(tài)的用戶(hù)，當(dāng)從一個(gè)小區(qū)基站覆蓋范圍處于移動(dòng)狀態(tài)的用戶(hù)，當(dāng)從一個(gè)小區(qū)基站覆蓋范圍移動(dòng)到另一個(gè)小區(qū)時(shí)，為了保持不中斷通信，需要進(jìn)移動(dòng)到另一個(gè)小區(qū)時(shí)，為了保持不中斷通信，需要進(jìn)行越區(qū)信道切換。這個(gè)過(guò)程應(yīng)在用戶(hù)不介入并且察覺(jué)行越區(qū)信道切換。這個(gè)過(guò)程應(yīng)在用戶(hù)不介入并且察覺(jué)不到的情況下完成。不到的情況下完成。 硬切換：先中斷舊連接再接入新連接（硬切換：先中斷舊連接再接入新連接（GSM） 軟切換：維持舊連接的同時(shí)建立

13、新連接，然后軟切換：維持舊連接的同時(shí)建立新連接，然后再中斷舊連接（再中斷舊連接（CDMA）157.2.2 GSM系統(tǒng)組成與頻率配置系統(tǒng)組成與頻率配置 GSM數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)主要是由網(wǎng)路子系數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)主要是由網(wǎng)路子系統(tǒng)、基站子系統(tǒng)和移動(dòng)臺(tái)三大部分組成。統(tǒng)、基站子系統(tǒng)和移動(dòng)臺(tái)三大部分組成。161. GSM系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成17GSM系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成u 移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)臺(tái)(MS): 由移動(dòng)終端設(shè)備（手持機(jī)）和用戶(hù)由移動(dòng)終端設(shè)備（手持機(jī)）和用戶(hù)識(shí)別模塊（識(shí)別模塊（SIM卡）組成?？ǎ┙M成。u 基站子系統(tǒng)基站子系統(tǒng)(BSS) ：由基站控制器（：由基站控制器（BSC）和基）和基站收發(fā)信臺(tái)（站

14、收發(fā)信臺(tái)（BTS）組成。）組成。u 網(wǎng)路子系統(tǒng)網(wǎng)路子系統(tǒng)(NSS) ：包括移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（：包括移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（MSC）、拜訪位置寄存器（）、拜訪位置寄存器（VLR）、歸屬位置寄）、歸屬位置寄存器（存器（HLR）、鑒權(quán)中心（）、鑒權(quán)中心（AUC）和移動(dòng)設(shè)備識(shí)）和移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器（別寄存器（EIR）。）。182. 頻率配置頻率配置表表7-2 我國(guó)移動(dòng)通信網(wǎng)的頻率配置我國(guó)移動(dòng)通信網(wǎng)的頻率配置系統(tǒng)使用部門(mén)系統(tǒng)使用部門(mén)上行頻率（上行頻率（MHz） 下行頻率（下行頻率（MHz）中國(guó)聯(lián)通中國(guó)聯(lián)通CDMA825-835825-835870-880870-880中國(guó)移動(dòng)中國(guó)移動(dòng)GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)室內(nèi)分布

15、系統(tǒng)885-890885-890930-935930-935中國(guó)移動(dòng)中國(guó)移動(dòng)GSM900890-909890-909935-954935-954中國(guó)聯(lián)通中國(guó)聯(lián)通GSM900909-915909-915954-960954-960中國(guó)移動(dòng)中國(guó)移動(dòng)DCS18001710-17201710-17201805-18151805-1815中國(guó)聯(lián)通中國(guó)聯(lián)通DCS18001745-17551745-17551840-18501840-1850197.2.3 GSM系統(tǒng)主要業(yè)務(wù)功能系統(tǒng)主要業(yè)務(wù)功能 GSM數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)主要可以為用戶(hù)提供電數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)主要可以為用戶(hù)提供電話業(yè)務(wù)（包括語(yǔ)音信箱）和數(shù)字業(yè)務(wù)（

16、也稱(chēng)非話業(yè)話業(yè)務(wù)（包括語(yǔ)音信箱）和數(shù)字業(yè)務(wù)（也稱(chēng)非話業(yè)務(wù)）。前者傳輸?shù)氖窃捯粜盘?hào)，后者傳輸?shù)氖前▌?wù)）。前者傳輸?shù)氖窃捯粜盘?hào)，后者傳輸?shù)氖前ㄎ淖帧D像、傳真、計(jì)算機(jī)文件等在內(nèi)的綜合數(shù)字文字、圖像、傳真、計(jì)算機(jī)文件等在內(nèi)的綜合數(shù)字業(yè)務(wù)，其典型應(yīng)用是短消息業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)，其典型應(yīng)用是短消息業(yè)務(wù)。207.3 CDMA數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng) 上個(gè)世紀(jì)上個(gè)世紀(jì)80年代初，與年代初，與GSM幾乎同時(shí)出現(xiàn)的幾乎同時(shí)出現(xiàn)的另一種重要體制是另一種重要體制是CDMA，依靠其巨大的增容潛，依靠其巨大的增容潛力和良好的抗干擾能力，力和良好的抗干擾能力，CDMA發(fā)展成為具有光發(fā)展成為具有光明前景的數(shù)字移動(dòng)通信系

17、統(tǒng)，并成為第三代移動(dòng)明前景的數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)，并成為第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的主流技術(shù)。通信系統(tǒng)的主流技術(shù)。 本節(jié)將介紹本節(jié)將介紹CDMA數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的基本工數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的基本工作原理和關(guān)鍵技術(shù)。作原理和關(guān)鍵技術(shù)。217.3.1 CDMA制式的特點(diǎn)制式的特點(diǎn) 采用擴(kuò)頻通信和碼分多址（采用擴(kuò)頻通信和碼分多址（CDMA）技術(shù)。）技術(shù)。 相鄰小區(qū)使用相同的頻率，頻率規(guī)劃簡(jiǎn)單。相鄰小區(qū)使用相同的頻率，頻率規(guī)劃簡(jiǎn)單。 話音質(zhì)量好、掉話率低、發(fā)射功率小、省電。話音質(zhì)量好、掉話率低、發(fā)射功率小、省電。 采用軟切換。采用軟切換。 在同樣帶寬條件下提供相同容量所需要的基站在同樣帶寬條件下提供相同容量所需要的基

18、站較少，可降低網(wǎng)建成本。較少，可降低網(wǎng)建成本。 可提供更高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)?？商峁└哔|(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。 手機(jī)符合環(huán)保的要求。手機(jī)符合環(huán)保的要求。227.3.2 碼分多址原理碼分多址原理 擴(kuò)頻通信是擴(kuò)展頻譜通信的簡(jiǎn)稱(chēng)。其過(guò)程是在擴(kuò)頻通信是擴(kuò)展頻譜通信的簡(jiǎn)稱(chēng)。其過(guò)程是在發(fā)送端把要傳送的窄帶信號(hào)頻譜擴(kuò)散到相對(duì)很寬發(fā)送端把要傳送的窄帶信號(hào)頻譜擴(kuò)散到相對(duì)很寬的一個(gè)頻帶內(nèi)，讓其遠(yuǎn)大于傳輸該信號(hào)所必需的的一個(gè)頻帶內(nèi)，讓其遠(yuǎn)大于傳輸該信號(hào)所必需的帶寬；而在接收端則通過(guò)相關(guān)解調(diào)把接收到的寬帶寬；而在接收端則通過(guò)相關(guān)解調(diào)把接收到的寬帶頻譜信號(hào)恢復(fù)為原來(lái)的窄帶信號(hào)。帶頻譜信號(hào)恢復(fù)為原來(lái)的窄帶信號(hào)。 擴(kuò)頻通信具

19、有高強(qiáng)度的抗干擾能力，其理論依擴(kuò)頻通信具有高強(qiáng)度的抗干擾能力，其理論依據(jù)是前面所提到的香農(nóng)定理。據(jù)是前面所提到的香農(nóng)定理。231. 香農(nóng)定理與擴(kuò)頻通信香農(nóng)定理與擴(kuò)頻通信u 香農(nóng)定理：香農(nóng)定理：C=B log2(1+S/N) bit/s，在一個(gè)通信，在一個(gè)通信系統(tǒng)中，信道容量系統(tǒng)中，信道容量C、信道帶寬、信道帶寬B和信噪比和信噪比S/N可可以通過(guò)相互提升或降低取得平衡。以通過(guò)相互提升或降低取得平衡。u 擴(kuò)頻通信：擴(kuò)頻通信： B很寬，很寬，C不變，通過(guò)擴(kuò)展信號(hào)帶不變，通過(guò)擴(kuò)展信號(hào)帶寬可以大大降低對(duì)寬可以大大降低對(duì)S/N的要求，并實(shí)現(xiàn)同樣的通的要求，并實(shí)現(xiàn)同樣的通信效果。信效果。242. 碼分多址與

20、擴(kuò)頻通信碼分多址與擴(kuò)頻通信 在在CDMA移動(dòng)通信中，選用一組自相關(guān)性很強(qiáng)移動(dòng)通信中，選用一組自相關(guān)性很強(qiáng)，互相關(guān)性很弱的偽隨機(jī)序列碼，稱(chēng)為擴(kuò)頻碼，互相關(guān)性很弱的偽隨機(jī)序列碼，稱(chēng)為擴(kuò)頻碼，每一個(gè)擴(kuò)頻碼具有唯一性。每一個(gè)擴(kuò)頻碼具有唯一性。 給每個(gè)用戶(hù)分配一個(gè)擴(kuò)頻碼就可以通過(guò)碼序列給每個(gè)用戶(hù)分配一個(gè)擴(kuò)頻碼就可以通過(guò)碼序列的不同區(qū)分不同用戶(hù)。當(dāng)碼序列長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)時(shí)可的不同區(qū)分不同用戶(hù)。當(dāng)碼序列長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)時(shí)可以實(shí)現(xiàn)足夠多的用戶(hù)碼分多址通信。以實(shí)現(xiàn)足夠多的用戶(hù)碼分多址通信。 CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中，擴(kuò)頻的目的并非是為移動(dòng)通信系統(tǒng)中，擴(kuò)頻的目的并非是為了提高抗干擾能力，而是為了利用其中的碼分多了提高抗干擾能力

21、，而是為了利用其中的碼分多址技術(shù)實(shí)現(xiàn)用戶(hù)容量的極大擴(kuò)展。址技術(shù)實(shí)現(xiàn)用戶(hù)容量的極大擴(kuò)展。253. 直接序列擴(kuò)頻調(diào)制直接序列擴(kuò)頻調(diào)制 擴(kuò)頻序列碼具有很窄的脈沖寬度擴(kuò)頻序列碼具有很窄的脈沖寬度，其有效頻帶，其有效頻帶非常寬，數(shù)字信號(hào)碼元調(diào)制擴(kuò)頻序列碼，產(chǎn)生頻非常寬，數(shù)字信號(hào)碼元調(diào)制擴(kuò)頻序列碼，產(chǎn)生頻帶很寬的調(diào)制信號(hào)，可送入寬帶信道傳送帶很寬的調(diào)制信號(hào)，可送入寬帶信道傳送。264. CDMA發(fā)送和接收系統(tǒng)原理圖發(fā)送和接收系統(tǒng)原理圖 只有與只有與PNk相關(guān)性最強(qiáng)的一路信號(hào)才能夠被恢相關(guān)性最強(qiáng)的一路信號(hào)才能夠被恢復(fù)出來(lái)，其余信號(hào)被認(rèn)為是噪聲過(guò)濾掉。復(fù)出來(lái)，其余信號(hào)被認(rèn)為是噪聲過(guò)濾掉。275. 直接序列擴(kuò)頻

22、原理波形示意圖直接序列擴(kuò)頻原理波形示意圖 四路信號(hào)被同時(shí)接收，但只有相關(guān)性最強(qiáng)的碼四路信號(hào)被同時(shí)接收，但只有相關(guān)性最強(qiáng)的碼元被保留下來(lái)，最終輸出得到的是元被保留下來(lái)，最終輸出得到的是S2。287.3.3 CDMA數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng) CDMA數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)主要是由網(wǎng)絡(luò)交換子數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)主要是由網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)（系統(tǒng)（NSS）、基站子系統(tǒng)（）、基站子系統(tǒng)（BSS）和移動(dòng)臺(tái)子系）和移動(dòng)臺(tái)子系統(tǒng)（統(tǒng)（BS）三大部分組成。）三大部分組成。291. CDMA數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)組成框圖數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)組成框圖30CDMA數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)組成數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)組成u 網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)交換子系

23、統(tǒng)（NSS）：移動(dòng)交換中心（）：移動(dòng)交換中心（MSC）、歸屬位置寄存器（）、歸屬位置寄存器（HLR）、拜訪位置寄）、拜訪位置寄存器（存器（VLR）、鑒權(quán)中心（）、鑒權(quán)中心（AUC）、短消息中心）、短消息中心（MC）、短消息實(shí)體（）、短消息實(shí)體（SME）和操作系統(tǒng)中心）和操作系統(tǒng)中心（OMC）組成。）組成。u 基站子系統(tǒng)（基站子系統(tǒng)（BSS）：由基站控制器（）：由基站控制器（BSC）和基站收發(fā)信臺(tái)（和基站收發(fā)信臺(tái)（BTS）組成。）組成。u移動(dòng)臺(tái)子系統(tǒng)（移動(dòng)臺(tái)子系統(tǒng)（MS）：用戶(hù)手持機(jī)組成。）：用戶(hù)手持機(jī)組成。 312. CDMA制式中的關(guān)鍵技術(shù)制式中的關(guān)鍵技術(shù) 在在CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中，地址碼

24、的選擇、地移動(dòng)通信系統(tǒng)中，地址碼的選擇、地址碼的同步、發(fā)送功率的控制以及軟切換技術(shù)等址碼的同步、發(fā)送功率的控制以及軟切換技術(shù)等都是系統(tǒng)能夠正常工作的關(guān)鍵技術(shù)。都是系統(tǒng)能夠正常工作的關(guān)鍵技術(shù)。1）地址碼的選擇：地址碼要足夠長(zhǎng)、自相關(guān)性）地址碼的選擇：地址碼要足夠長(zhǎng)、自相關(guān)性高確保能夠正確地解擴(kuò)，互相關(guān)性低確保不會(huì)產(chǎn)高確保能夠正確地解擴(kuò)，互相關(guān)性低確保不會(huì)產(chǎn)生相互干擾。生相互干擾。2）地址碼的同步：指發(fā)送和接收端的地址碼在）地址碼的同步：指發(fā)送和接收端的地址碼在結(jié)構(gòu)、頻率和相位上保持嚴(yán)格一致。手機(jī)通過(guò)接結(jié)構(gòu)、頻率和相位上保持嚴(yán)格一致。手機(jī)通過(guò)接收、跟蹤、捕獲、比較并鎖定地址碼來(lái)確定是否收、跟蹤、捕

25、獲、比較并鎖定地址碼來(lái)確定是否繼續(xù)接收，還是過(guò)濾掉基站發(fā)來(lái)的信號(hào)。繼續(xù)接收，還是過(guò)濾掉基站發(fā)來(lái)的信號(hào)。32CDMA制式中的關(guān)鍵技術(shù)制式中的關(guān)鍵技術(shù)3）發(fā)送功率的控制：功率控制最主要的目的是）發(fā)送功率的控制：功率控制最主要的目的是為了克服為了克服“遠(yuǎn)近效應(yīng)遠(yuǎn)近效應(yīng)”的影響。無(wú)論是移動(dòng)臺(tái)還的影響。無(wú)論是移動(dòng)臺(tái)還是基站都應(yīng)具有自動(dòng)調(diào)節(jié)能力，在靠近基站天線是基站都應(yīng)具有自動(dòng)調(diào)節(jié)能力，在靠近基站天線時(shí)會(huì)自動(dòng)降低功率，而在遠(yuǎn)離天線時(shí)又會(huì)自動(dòng)加時(shí)會(huì)自動(dòng)降低功率，而在遠(yuǎn)離天線時(shí)又會(huì)自動(dòng)加大功率。大功率。4）軟切換：）軟切換：“先連接后者，再斷開(kāi)前者先連接后者，再斷開(kāi)前者”的一的一種無(wú)縫連接技術(shù)，確保通話和數(shù)據(jù)

26、傳輸不會(huì)發(fā)生種無(wú)縫連接技術(shù)，確保通話和數(shù)據(jù)傳輸不會(huì)發(fā)生短暫的中斷現(xiàn)象。短暫的中斷現(xiàn)象。5）話音編碼：話音編碼技術(shù)確保在好的話音質(zhì)）話音編碼：話音編碼技術(shù)確保在好的話音質(zhì)量前提下，盡量壓縮數(shù)碼率，以提高頻道利用率。量前提下，盡量壓縮數(shù)碼率，以提高頻道利用率。333. CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)信道劃分移動(dòng)通信系統(tǒng)信道劃分 以以IS-95A CDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)為例，數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)為例，其工作頻段為其工作頻段為800 MHz。上行頻段是。上行頻段是825850 MHz，下行頻段是，下行頻段是870895 MHz，雙工間隔，雙工間隔是是45MHz，頻道間隔是，頻道間隔是1.25MHz，采用直

27、接序，采用直接序列擴(kuò)頻技術(shù)。每列擴(kuò)頻技術(shù)。每1.25MHz頻帶內(nèi)的載頻點(diǎn)上再采頻帶內(nèi)的載頻點(diǎn)上再采用碼分多址。理論上總共可以支持用碼分多址。理論上總共可以支持25MHz/1.25 MHz=20個(gè)載頻。個(gè)載頻。347.4 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)u 3G的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)全球化、綜合化和個(gè)人化。的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)全球化、綜合化和個(gè)人化。u 3G主流制式主流制式: WCDMA、cdma2000 和和TD-SCDMA。WCDMA是由歐洲和日本共同提出。是由歐洲和日本共同提出。cdma2000(Code Division Multiple Access2000)是以美國(guó)高通公司為代表提出的。是以美國(guó)高

28、通公司為代表提出的。二者在原理上沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別，都起源于二者在原理上沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別，都起源于CDMA（IS-95）系統(tǒng)技術(shù)。）系統(tǒng)技術(shù)。TD-SCDMA時(shí)分同步碼分多址是由我國(guó)于時(shí)分同步碼分多址是由我國(guó)于1998年提出。年提出。353G中的關(guān)鍵技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù) 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展創(chuàng)新了許多關(guān)鍵技第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展創(chuàng)新了許多關(guān)鍵技術(shù)：術(shù)：1）Rake 接收：一種降低多徑衰落影響的接收：一種降低多徑衰落影響的技術(shù)。技術(shù)。2）信道編譯碼技術(shù)：改善通信質(zhì)量克服衰信道編譯碼技術(shù)：改善通信質(zhì)量克服衰落效應(yīng)。落效應(yīng)。3）功率控制技術(shù)：）功率控制技術(shù)： 克服寬帶克服寬帶CDMA系統(tǒng)的系統(tǒng)的遠(yuǎn)近效應(yīng)，保

29、證基站接收到的所有移動(dòng)臺(tái)信號(hào)遠(yuǎn)近效應(yīng)，保證基站接收到的所有移動(dòng)臺(tái)信號(hào)具有相同的功率。具有相同的功率。363G中的關(guān)鍵技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)4）多用戶(hù)檢測(cè)技術(shù)：降低多徑多址干擾，提高）多用戶(hù)檢測(cè)技術(shù)：降低多徑多址干擾，提高系統(tǒng)容量。系統(tǒng)容量。5）智能天線：智能天線用于增強(qiáng)所需信號(hào)，抑）智能天線：智能天線用于增強(qiáng)所需信號(hào)，抑制干擾信號(hào)，可以顯著地?cái)U(kuò)展通信系統(tǒng)的容量。制干擾信號(hào)，可以顯著地?cái)U(kuò)展通信系統(tǒng)的容量。6）軟件無(wú)線電技術(shù)：在一個(gè)可編程的通用硬件）軟件無(wú)線電技術(shù)：在一個(gè)可編程的通用硬件平臺(tái)上，裝載相應(yīng)的軟件就可以適應(yīng)不同標(biāo)準(zhǔn)的平臺(tái)上，裝載相應(yīng)的軟件就可以適應(yīng)不同標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)終端和基站，從而保證各種移動(dòng)設(shè)備之間的移動(dòng)終端和基站，從而保證各種移動(dòng)設(shè)備之間的無(wú)縫互聯(lián)。我國(guó)提出的無(wú)縫互聯(lián)。我國(guó)提出的TD - SCDMA標(biāo)準(zhǔn)就采標(biāo)準(zhǔn)就采用了軟件無(wú)線電技術(shù)。用了軟件無(wú)線電技術(shù)。377.5 新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)新一代移動(dòng)通信系統(tǒng) 從技術(shù)角度，從技術(shù)角度，3G系統(tǒng)有很多需要改進(jìn)的地方，系統(tǒng)有很多需要改進(jìn)的地方，因此，有必要進(jìn)行因此，有必要進(jìn)行4G的研究和開(kāi)發(fā)工作。的研究和