無線通信的基礎(chǔ)知識課件

自由空間的電波傳播自由空間的傳播損耗在理想的、均勻的、各向同性的介質(zhì)中傳播，只存在電磁波能量擴(kuò)散而引起的傳播損耗接收功率

式中，Pt為發(fā)射功率，以球面波輻射,Ar為接收天線的有效面積，λ為工作波長，Gt，Gr分別表示發(fā)射天線和接收天線增益，d為發(fā)射天線和接收天線間的距離。1自由空間的電波傳播自由空間的傳播損耗1自由空間的電波傳播自由空間的傳播損耗

當(dāng)Gt=Gr=1時，分貝式接收換算2自由空間的電波傳播自由空間的傳播損耗2電波傳播機(jī)制反射（Reflection）當(dāng)電磁波遇到比波長大得多的物體時，發(fā)生反射。反射發(fā)生在地球表面、建筑物和墻壁表面3電波傳播機(jī)制反射（Reflection）3電波傳播機(jī)制繞射（Diffraction）當(dāng)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的傳播路由被尖銳的邊緣阻擋時，發(fā)生繞射。4電波傳播機(jī)制繞射（Diffraction）4電波傳播機(jī)制散射（Scattering）當(dāng)電磁波的傳播路由上存在小于波長的物體、并且單位體積內(nèi)這種障礙物體的數(shù)目非常巨大時，發(fā)生散射。散射發(fā)生在粗糙表面、小物體或其它不規(guī)則物體，如：樹葉、街道標(biāo)志和燈柱等。5電波傳播機(jī)制散射（Scattering）5陰影衰落的基本特性陰影衰落（慢衰落）移動無線通信信道傳播環(huán)境中的地形起伏、建筑物及其它障礙物對電波傳播路徑的阻擋而形成的電磁場陰影效應(yīng)特點衰落與傳播地形和地物分布、高度有關(guān)6陰影衰落的基本特性陰影衰落（慢衰落）6陰影衰落的基本特性表達(dá)式傳播路徑損耗和陰影衰落分貝式

式中,r移動用戶和基站之間的距離

ζ由于陰影產(chǎn)生的對數(shù)損耗（dB），服從零平均和標(biāo)準(zhǔn)偏差σdB的對數(shù)正態(tài)分布，m路徑損耗指數(shù)實驗數(shù)據(jù)表明m＝4，標(biāo)準(zhǔn)差σ＝8dB，是合理的7陰影衰落的基本特性表達(dá)式7多徑衰落的基本特性由于移動信道中直射、反射和折射現(xiàn)象的同時存在，使得發(fā)射信號通過不同的傳播路徑，形成幅度、相位及到達(dá)時間相互區(qū)別的多個信號而到達(dá)接收臺。并且不同多徑成分的相位、幅度等都是隨機(jī)、獨(dú)立變化的。這樣接收信號的幅度將急劇變化，產(chǎn)生多徑衰落。多徑效應(yīng)引起的問題：額外的路徑損耗、突發(fā)性誤碼、嚴(yán)重的碼間干擾8多徑衰落的基本特性由于移動信道中直射、反射和折射現(xiàn)象的同時存時延擴(kuò)展（多徑時散）(delayspread）在多徑傳播條件下，當(dāng)發(fā)射端發(fā)送一個極窄的脈沖信號時，經(jīng)過多條不同的傳播路徑后，接收端信號則為一串脈沖組成（可能是離散的，也可能聯(lián)成一片），即

這樣，信號在時間軸上被“展寬”了，因此稱這種現(xiàn)象為時延擴(kuò)展.9時延擴(kuò)展（多徑時散）(delayspread）在多徑傳播條典型的時延譜10典型的時延譜10典型的時延譜說明Tm為最大時延擴(kuò)展為平均延時為均方值時延擴(kuò)展，表征時延擴(kuò)展的程度。由于時延擴(kuò)展,接收信號中一個碼元的波形會擴(kuò)展到其他碼元周期中，引起碼間串?dāng)_。為了避免碼間干擾，應(yīng)使碼元周期大于多徑效應(yīng)引起的時延擴(kuò)展。11典型的時延譜說明Tm為最大時延擴(kuò)展11

多普勒頻移原因:移動體在x軸上以速度v移動時會引起多普勒（Doppler）頻率漂移表達(dá)式多普勒頻移cosα

式中v移動速度

λ波長x

α入射波與移動臺移動方向之間的夾角＝最大多普勒(Doppler)頻移入射電波12多普勒頻移原因:移動體在x軸上以速度v移動時會引起多多普勒頻移多普勒頻移與移動臺運(yùn)動的方向、速度以及無線電波入射方向之間的夾角有關(guān)：若移動臺朝向入射波方向運(yùn)動，則多普勒頻移為正（接收信號頻率上升）；反之若移動臺背向入射波方向運(yùn)動，則多普勒頻移為負(fù)（接收信號頻率下降）。信號經(jīng)過不同方向傳播，其多徑分量造成接收機(jī)信號的多普勒擴(kuò)散，因而增加了信號帶寬。13多普勒頻移多普勒頻移與移動臺運(yùn)動的方向、速度以及無線電波入射移動通信網(wǎng)的基本概念移動通信在追求最大容量的同時，還要所追求最大的覆蓋，也就是無論移動用戶移動到什么地方移動通信系統(tǒng)都應(yīng)覆蓋到。這個通信網(wǎng)就是移動通信網(wǎng)。移動通信網(wǎng)絡(luò)由兩部分組成：一部分為空中網(wǎng)絡(luò)，另一部分為地面網(wǎng)絡(luò)部分。14移動通信網(wǎng)的基本概念移動通信在追求最大容量的同時，還要所追求移動通信網(wǎng)的基本概念空中網(wǎng)絡(luò)是移動通信網(wǎng)的主要部分，主要包括：多址接入：在給定的頻率資源下，如何提高系統(tǒng)的容量是蜂窩移動通信系統(tǒng)的重要問題。由于采用何種多址接入方式直接影響到系統(tǒng)的容量，所以一直是人們研究的熱點。頻率復(fù)用和蜂窩小區(qū)：蜂窩小區(qū)和頻率復(fù)用是一種新的概念和想法。它主要是解決頻率資源限制的問題，并大大增加系統(tǒng)的容量。蜂窩小區(qū)和頻率復(fù)用實際上是一種蜂窩組網(wǎng)的概念是由美國貝爾實驗室最早提出的。蜂窩式組網(wǎng)理論的內(nèi)容如下：15移動通信網(wǎng)的基本概念空中網(wǎng)絡(luò)是移動通信網(wǎng)的主要部分，主要包括移動通信網(wǎng)的基本概念無線蜂窩式小區(qū)覆蓋和小功率發(fā)射：蜂窩式組網(wǎng)放棄了點對點傳輸和廣播覆蓋模式，將一個移動通信服務(wù)區(qū)劃分成許多以正六邊形為基本幾何圖形的覆蓋區(qū)域，稱為蜂窩小區(qū)。一個較低功率的發(fā)射機(jī)服務(wù)一個蜂窩小區(qū)，在較小的區(qū)域內(nèi)設(shè)置相當(dāng)數(shù)量的用戶。頻率復(fù)用：蜂窩系統(tǒng)的基站工作頻率，由于傳播損耗提供足夠的隔離度，在相隔一定距離的另一個基站可以重復(fù)使用同一組工作頻率，稱為頻率復(fù)用。16移動通信網(wǎng)的基本概念無線蜂窩式小區(qū)覆蓋和小功率發(fā)射：蜂窩式組移動通信網(wǎng)的基本概念多信道共用和越區(qū)切換：由若干無線信道組成的移動通信系統(tǒng)，為大量的用戶共同使用并且仍能滿足服務(wù)質(zhì)量的信道利用技術(shù)，稱為多信道共用技術(shù)。事實上，不是所有的呼叫都能在一個蜂窩小區(qū)內(nèi)完成全部接續(xù)業(yè)務(wù)的，為了保證通話的連續(xù)性，當(dāng)正在通話的移動臺進(jìn)入相鄰無線小區(qū)時，移動通信系統(tǒng)必須具備業(yè)務(wù)信道自動切換到相鄰小區(qū)基站的越區(qū)切換功能，即切換到新的信道上，從而不中斷通信過程。17移動通信網(wǎng)的基本概念多信道共用和越區(qū)切換：由若干無線信道組成移動通信網(wǎng)的基本概念切換和位置更新：采用蜂窩式組網(wǎng)后，切換技術(shù)就是一個重要的問題。對于不同的多址方式，切換技術(shù)也有所不同。位置更新是移動通信所特有的，由于移動用戶要在移動網(wǎng)絡(luò)中任意移動，網(wǎng)絡(luò)需要在任何時刻聯(lián)系到用戶，以有效的管理移動用戶。完成這種功能的技術(shù)稱為移動性管理。18移動通信網(wǎng)的基本概念切換和位置更新：采用蜂窩式組網(wǎng)后，切換技移動通信網(wǎng)的基本組成19移動通信網(wǎng)的基本組成19移動通信網(wǎng)的基本組成移動通信無線服務(wù)區(qū)由許多正六邊形小區(qū)覆蓋而成，呈蜂窩狀，通過接口與公眾通信網(wǎng)（PSTN、PSDN）互聯(lián)。移動通信系統(tǒng)包括移動交換子系統(tǒng)（SS）、操作維護(hù)管理子系統(tǒng)（OMS）和基站子系統(tǒng)（BSS）（通常包括移動臺），是一個完整的信息傳輸實體。20移動通信網(wǎng)的基本組成移動通信無線服務(wù)區(qū)由許多正六邊形小區(qū)覆蓋頻率復(fù)用和蜂窩小區(qū)移動通信網(wǎng)的區(qū)域覆蓋方式分為兩類：一類是小容量的大區(qū)制；另一類是大容量的小區(qū)制。大區(qū)制是指一個基站覆蓋整個服務(wù)區(qū)。為了增大單基站的服務(wù)區(qū)域，天線架設(shè)要高，發(fā)射功率要大。但是這只能保證移動臺可以接收到基站的信號。反過來，當(dāng)移動臺發(fā)射時，由于受到移動臺發(fā)射功率的限制，就無法保障通信了。大區(qū)制只能適用于小容量的通信網(wǎng)，例如用戶數(shù)在1000以下。這種制式的控制方式簡單，設(shè)備成本低，適用于中小城市、工礦區(qū)以及專業(yè)部門，是發(fā)展專用移動通信網(wǎng)可選用的制式。21頻率復(fù)用和蜂窩小區(qū)移動通信網(wǎng)的區(qū)域覆蓋方式分為兩類：一類是小頻率復(fù)用和蜂窩小區(qū)小區(qū)制移動通信系統(tǒng)的頻率復(fù)用和覆蓋有兩種：帶狀服務(wù)覆蓋區(qū)和面狀服務(wù)覆蓋區(qū)。帶狀服務(wù)覆蓋區(qū)（雙頻組頻率配置）f1f2f1f2f1f2f122頻率復(fù)用和蜂窩小區(qū)小區(qū)制移動通信系統(tǒng)的頻率復(fù)用和覆蓋有兩種：面狀服務(wù)覆蓋區(qū)FrequencyReusePatternofN=423面狀服務(wù)覆蓋區(qū)FrequencyReusePatternoFrequencyReusePatternofN=724FrequencyReusePatternofN=7頻率復(fù)用和蜂窩小區(qū)實際上，由于無線系統(tǒng)覆蓋區(qū)的地形地貌不同，無線電波傳播環(huán)境不同，產(chǎn)生的電波的長期衰落和短期衰落不同，一個小區(qū)的實際無線覆蓋是一個不規(guī)則的形狀。當(dāng)用六邊形來模擬覆蓋范圍時，基站發(fā)射機(jī)或者安置在小區(qū)的中心(中心激勵小區(qū))或者安置在六邊形的頂點之中的三個上(頂點激勵小區(qū))。25頻率復(fù)用和蜂窩小區(qū)實際上，由于無線系統(tǒng)覆蓋區(qū)的地形地貌不同，頻率復(fù)用和蜂窩小區(qū)考慮一個共有S個可用的雙向信道的蜂窩系統(tǒng),如果每個小區(qū)都分配K個信道(k<S)，并且S個信道在N個小區(qū)中分為各不相同的、各自獨(dú)立的信道組，而且每個信道組有相同的信道數(shù)目，那么可用無線信道的總數(shù)為：共同使用全部可用頻率的N個小區(qū)叫做一簇。如果簇在系統(tǒng)中共同復(fù)制了M次，則信道的總數(shù)C，可以作為容量的一個度量:其中，N叫做簇的大小，典型值為4、7或12。26頻率復(fù)用和蜂窩小區(qū)考慮一個共有S個可用的雙向信道的蜂窩系統(tǒng),切換和位置管理信道切換原理：當(dāng)移動用戶處于通話狀態(tài)時，如果出現(xiàn)用戶從一個小區(qū)移動到另一個小區(qū)的情況，為了保證通話的連續(xù)，系統(tǒng)要將對該MS的連接控制也從一個小區(qū)轉(zhuǎn)移到另一個小區(qū)。這種將正在處于通話狀態(tài)的MS轉(zhuǎn)移到新的業(yè)務(wù)信道上（新的小區(qū)）的過程稱為“切換”（Handover）。27切換和位置管理信道切換原理：當(dāng)移動用戶處于通話狀態(tài)時，如果出切換和位置管理

信號的強(qiáng)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(qiáng)度較強(qiáng)的相鄰小區(qū)。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)。由第一種原因引起的切換一般由移動臺發(fā)起，由第二種原因引起的切換一般由上級實體發(fā)起。28切換和位置管理信號的強(qiáng)度或質(zhì)量下降到由系統(tǒng)規(guī)定的一定參數(shù)切換和位置管理位置管理：在移動通信系統(tǒng)中，用戶可以在系統(tǒng)覆蓋范圍內(nèi)任意移動，為了能把一個呼叫傳送到隨機(jī)移動的用戶，就必須有一個高效的位置管理系統(tǒng)來跟蹤用戶的位置變化。位置管理包括兩個主要任務(wù)：位置登記和呼叫傳遞。位置登記的步驟是在移動臺的實時位置信息已知的情況下，更新位置數(shù)據(jù)庫和認(rèn)證移動臺。呼叫傳遞的步驟是在有呼叫給移動臺的情況下，根據(jù)HLR（HomeLocationRegister歸屬寄存器）和VLR（VisitorLocationRegister訪問寄存器）中可用的位置信息來定位移動臺。29切換和位置管理位置管理：在移動通信系統(tǒng)中，用戶可以在系統(tǒng)覆蓋切換和位置管理與上述兩個問題緊密相關(guān)的兩個問題是：位置更新（LocationUpdate）和尋呼（Paging）。位置更新解決問題是移動臺如何發(fā)現(xiàn)位置變化以及何時報告它的當(dāng)前位置。尋呼解決的問題是如何有效地確定移動臺當(dāng)前處于哪一個小區(qū)。30切換和位置管理與上述兩個問題緊密相關(guān)的兩個問題是：30多址接入技術(shù)基本概念

實現(xiàn)不同地點、不同用戶接入網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)多址接入與信道信道：傳輸信息的通道無線信道：(f，t，C，S)分類：頻分多址(FDMA)，頻道劃分，頻帶獨(dú)享，時間共享時分多址(TDMA)，時隙劃分，時隙獨(dú)占，頻率共享碼分多址(CDMA)，碼型劃分，時隙，頻率共享空分多址(SDMA)，空間角度劃分，頻率/時隙/碼共享31多址接入技術(shù)基本概念31三種多址技術(shù)的比較32三種多址技術(shù)的比較32各種系統(tǒng)組網(wǎng)情況TACS系統(tǒng)FDMA/FDDGSM系統(tǒng)FDMA/TDMA/FDDIS-95系統(tǒng)FDMA/CDMA/FDDPHS系統(tǒng)FDMA/TDMA/TDDWCDMA系統(tǒng)FDMA/CDMA/FDDTD-SCDMAFDMA/TDMA/CDMA/TDD33各種系統(tǒng)組網(wǎng)情況TACS系統(tǒng)FDMA/FDD33各種系統(tǒng)雙工方式和多址方式要統(tǒng)一考慮；主要多址方式：FDMA、TDMA、CDMA；窄帶系統(tǒng)采用方式：FDMA/FDD、TDMA/FDD、TDMA/TDD；寬帶系統(tǒng)采用方式：TDMA、CDMA/FDD、TDD；空分多址（SDMA）是一種輔助方式。34各種系統(tǒng)雙工方式和多址方式要統(tǒng)一考慮；34FDMA方式FDMA/FDD系統(tǒng)工作示意圖35FDMA方式FDMA/FDD系統(tǒng)工作示意圖35FDMA方式(續(xù))36FDMA方式(續(xù))36FDMA方式(續(xù))37FDMA方式(續(xù))37FDMA方式(續(xù))基本概念：每個用戶占用一個頻道用戶地址：頻道號FDMA的特點比較簡單、容易實現(xiàn)，適用于模擬和數(shù)字通信系統(tǒng)是以頻率復(fù)用為基礎(chǔ)的蜂窩結(jié)構(gòu)，以頻帶劃分各種小區(qū)需要周密的頻率規(guī)劃，是一個頻道受限和干擾受限系統(tǒng)符號時間遠(yuǎn)大于延時擴(kuò)展，不需要均衡基站是多部不同載波頻率發(fā)射機(jī)同時工作不宜在大容量的系統(tǒng)中使用38FDMA方式(續(xù))基本概念：每個用戶占用一個頻道38FDMA中的干擾問題互調(diào)干擾概念：指系統(tǒng)內(nèi)由于非線性器件(功率放大器)產(chǎn)生各種組合頻率成分落入本頻道接收機(jī)通帶內(nèi)造成對有用信號的干擾。解決辦法：減小產(chǎn)生互調(diào)干擾的條件，盡可能提高系統(tǒng)的線性程度，并選用無互調(diào)的頻率集。(頻率規(guī)劃)鄰信道干擾概念：指相鄰信道信號中存在的寄生輻射落入本頻道帶內(nèi)造成對有用信號的干擾原因：帶外抑制不夠，非線性器件產(chǎn)生寄生輻射解決方法：規(guī)定收發(fā)信機(jī)的技術(shù)指標(biāo)，即規(guī)定發(fā)射機(jī)的寄生輻射和接收機(jī)的中頻選擇性，還可采用加大頻道間的隔離度39FDMA中的干擾問題互調(diào)干擾39TDMA方式時分多址（TDMA）方式：時分多址是在一個寬帶的無線載波上，把時間分成周期性的幀，每一幀再分割成若干時隙（無論幀或時隙都是互不重疊的），每個時隙就是一個通信信道，分配給一個用戶。如下圖所示，系統(tǒng)根據(jù)一定的時隙分配原則，使各個移動臺在每幀內(nèi)只能按指定的時隙向基站發(fā)射信號（突發(fā)信號），在滿足定時和同步的條件下，基站可以在各時隙中接收到各移動臺的信號而互不干擾。同時，基站發(fā)向各個移動臺的信號都按順序安排在預(yù)定的時隙中傳輸，各移動臺只要在指定的時隙內(nèi)接收，就能在合路的信號（TDM信號）中把發(fā)給它的信號區(qū)分出來。40TDMA方式時分多址（TDMA）方式：時分多址是在一個寬帶的TDMA方式41TDMA方式41TDMA方式(續(xù))42TDMA方式(續(xù))42TDMA方式(續(xù))43TDMA方式(續(xù))43TDMA方式(續(xù))基本概念：基于時間分割信道用戶地址：時隙引入的概念：時隙，幀，復(fù)幀，Burst等特點：以頻率復(fù)用為基礎(chǔ)的蜂窩結(jié)構(gòu)，小區(qū)內(nèi)以時隙分離用戶每個時隙傳輸一路數(shù)字信號，時隙動態(tài)配置依靠軟件系統(tǒng)需要嚴(yán)格的系統(tǒng)定時同步由于速率較高，往往需要采用均衡器系統(tǒng)是時隙受限和干擾受限的44TDMA方式(續(xù))基本概念：基于時間分割信道44TDMA的系統(tǒng)定時TDMA系統(tǒng)突發(fā)定時關(guān)系移動臺的移動性導(dǎo)致各移動臺到基站的距離不同，因此發(fā)送信號的延時也不相同。導(dǎo)致基站接收的信號相互交疊，干擾解決辦法：用戶提前發(fā)送重要問題：系統(tǒng)定時，保護(hù)時間和定時提前量系統(tǒng)定時：全網(wǎng)同步，切換位/時隙/幀/復(fù)幀同步定時保護(hù)時間GuardPeriods根據(jù)基站覆蓋小區(qū)的半徑和電波傳播時延確定45TDMA的系統(tǒng)定時TDMA系統(tǒng)突發(fā)定時關(guān)系45CDMA方式46CDMA方式46CDMA方式47CDMA方式47CDMA方式48CDMA方式48CDMA特點方法：窄帶調(diào)制信號與偽隨機(jī)序列（PN碼）直接相乘（直擴(kuò)），或由PN序列控制載波發(fā)射頻率（跳頻），達(dá)到展寬頻譜的目的。性能：（1）各用戶使用同一頻段，頻譜效率較高；（2）具有抗多徑、抗干擾特性；（3）采用RAKE接收機(jī)提高抗多徑性能；（4）PN碼具有類似噪聲的性能；（5）發(fā)射譜密度低，信號隱蔽。49CDMA特點方法：窄帶調(diào)制信號與偽隨機(jī)序列（PN碼）直接相乘空分多址（SDMA）方式

空分多址方式就是通過空間的分割來區(qū)別不同的用戶。在移動通信中，能實現(xiàn)空間分割的基本技術(shù)就是采用自適應(yīng)陣列天線，在不同用戶方向上形成不同的波束。50空分多址（SDMA）方式空分多址方式就是通過空間的分割蜂窩移動通信系統(tǒng)的容量分析

蜂窩系統(tǒng)的無線容量可定義為：信道/小區(qū)

其中：m是無線容量大小，分配給系統(tǒng)的總的頻譜，是信道帶寬，N是頻率重用的小區(qū)數(shù)。

51蜂窩移動通信系統(tǒng)的容量分析

蜂窩系統(tǒng)的無線容量可定義為：5蜂窩移動通信系統(tǒng)的容量分析理論上講各種多址接入方式都有相同的容量。下面列舉一個簡單的例子。在實際情況下用于移動通信的三種多址系統(tǒng)并不具有相同的容量52蜂窩移動通信系統(tǒng)的容量分析理論上講各種多址接入方式都有相FDMA和TDMA蜂窩系統(tǒng)的容量

對于模擬FDMA系統(tǒng)來說，如果采用頻率重用的小區(qū)數(shù)為N，根據(jù)對同頻干擾和系統(tǒng)容量的討論可知，對于小區(qū)制蜂窩網(wǎng) 即頻率重用的小區(qū)數(shù)N由所需的載干比來決定。則可求得FDMA的無線容量如下：信道/小區(qū)53FDMA和TDMA蜂窩系統(tǒng)的容量

對于模擬FDMA系統(tǒng)來說FDMA和TDMA蜂窩系統(tǒng)的容量

對于數(shù)字TDMA系統(tǒng)來說，由于數(shù)字信道所要求的載干比可以比模擬制的小4~5dB（因數(shù)字系統(tǒng)有糾錯措施），因而頻率復(fù)用距離可以在近一些。則可求得TDMA的無線容量如下：m’是每個頻道包含的時隙數(shù)。信道/小區(qū)54FDMA和TDMA蜂窩系統(tǒng)的容量

對于數(shù)字TDMA系統(tǒng)CDMA蜂窩系統(tǒng)的容量

決定CDMA數(shù)字蜂窩系統(tǒng)容量的主要參數(shù)是：處理增益、、話音負(fù)載周期、頻率再用效率、以及基站天線扇區(qū)數(shù)。 若不考慮蜂窩系統(tǒng)的特點，只考慮一般擴(kuò)頻通信系統(tǒng)，接收信號的載干比可以寫成：

55CDMA蜂窩系統(tǒng)的容量

決定CDMA數(shù)字蜂窩系統(tǒng)容量的CDMA蜂窩系統(tǒng)的容量

式中，是信息的比特能量；是信息的比特速率；是干擾的功率譜密度；是總頻段寬度（即CDMA信號所占的頻譜寬度）；類似于通常所謂的歸一化信噪比，其取值決定于系統(tǒng)對誤比特率或話音質(zhì)量的要求，并與系統(tǒng)的調(diào)制方式和編碼方案有關(guān)；是系統(tǒng)的處理增益。562023/1/4CDMA蜂窩系統(tǒng)的容量

562022/12/28CDMA蜂窩系統(tǒng)的容量

若m個用戶共用一個無線信道，顯然每一用戶的信號都受到其他m–1個用戶信號的干擾。假設(shè)到達(dá)一個接收機(jī)的信號強(qiáng)度和各干擾強(qiáng)度都相等，則載干比為：

或

即

信道/小區(qū)572023/1/4CDMA蜂窩系統(tǒng)的容量

信道/小區(qū)572022/12/2CDMA蜂窩系統(tǒng)的容量

如果把背景熱噪聲考慮進(jìn)去，則能夠接入此系統(tǒng)的用戶數(shù)可表示為： 結(jié)果表明，在誤比特率一定的條件下，降低熱噪聲功率，減小歸一化信噪比，增大系統(tǒng)的處理增益都將有利于提高系統(tǒng)的容量。

信道/小區(qū)582023/1/4CDMA蜂窩系統(tǒng)的容量

信道/小區(qū)582022/12/2三種系統(tǒng)容量的比較在給定的一個窄帶碼分系統(tǒng)的頻譜帶寬內(nèi)（1.25MHz）內(nèi)，將CDMA系統(tǒng)容量與FDMA、TDMA系統(tǒng)容量進(jìn)行比較，結(jié)果如下：模擬TACS系統(tǒng)，采用FDMA方式設(shè)：分配給系統(tǒng)的總頻寬=1.25MHz信道帶寬=25kHz頻率重用的小區(qū)數(shù)N=7系統(tǒng)容量（信道/小區(qū)）

59三種系統(tǒng)容量的比較在給定的一個窄帶碼分系統(tǒng)的頻譜帶寬內(nèi)（1.三種系統(tǒng)容量的比較數(shù)字GSM系統(tǒng)，采用TDMA方式設(shè)：分配給系統(tǒng)的總頻寬=1.25MHz載頻間隔=200kHz,每載頻時隙數(shù)為8,頻率重用的小區(qū)數(shù)N=4系統(tǒng)容量（信道/小區(qū)）60三種系統(tǒng)容量的比較數(shù)字GSM系統(tǒng)，采用TDMA方式60三種系統(tǒng)容量的比較數(shù)字CDMA系統(tǒng)設(shè)：分配給系統(tǒng)的總頻寬=1.25MHz話音編碼速率=9.6kbit/s話音占空比d=0.35扇形分區(qū)系數(shù)G=2.55信道復(fù)用效率F=0.6歸一化信噪比=7dB系統(tǒng)容量

（信道/小區(qū)）61三種系統(tǒng)容量的比較數(shù)字CDMA系統(tǒng)61三種系統(tǒng)容量的比較三種體制的系統(tǒng)容量的比較結(jié)果為：需要說明的是以上的比較中CDMA系統(tǒng)容量是理論值，即是在假設(shè)CDMA系統(tǒng)的功率控制是理想的條件下得出的。當(dāng)前比較普遍的看法是CDMA數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)的容量是模擬FDMA系統(tǒng)的8~10倍。62三種系統(tǒng)容量的比較三種體制的系統(tǒng)容量的比較結(jié)果為：62話務(wù)量和呼損

呼叫話務(wù)量：話務(wù)量是度量通信系統(tǒng)通話業(yè)務(wù)量或繁忙程度的指標(biāo)。話務(wù)量是指單位時間（1小時）內(nèi)進(jìn)行的平均電話交換量。C：每小時的平均呼叫次數(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間（包括接續(xù)時間和通話時間） 如果在一個小時內(nèi)不斷地占用一個信道，則其呼叫話務(wù)量為1Erl(愛爾蘭)。63話務(wù)量和呼損

呼叫話務(wù)量：話務(wù)量是度量通信系統(tǒng)通話業(yè)務(wù)量或話務(wù)量和呼損

呼損率：在一個通信系統(tǒng)中，造成呼叫失敗的概率稱為呼叫損失概率，簡稱呼損率（B）設(shè)A′為呼叫成功而接通電話的話務(wù)量，簡稱完成話務(wù)量。C0為一小時內(nèi)呼叫成功而通話的次數(shù)，其中A-A′為損失話務(wù)量64話務(wù)量和呼損

呼損率：在一個通信系統(tǒng)中，造成呼叫失敗的概率稱話務(wù)量和呼損

呼損率也稱為系統(tǒng)的服務(wù)等級(或業(yè)務(wù)等級)。呼損率與話務(wù)量是一對矛盾，即服務(wù)等級與信道利用率是矛盾的。ErlangB公式(也叫阻塞呼叫清除公式)求解呼叫阻塞概率。式中A流入業(yè)務(wù)的流量強(qiáng)度，n

系統(tǒng)容量（電路數(shù)量）。65話務(wù)量和呼損

呼損率也稱為系統(tǒng)的服務(wù)等級(或業(yè)務(wù)等級)。呼損話務(wù)量和呼損

例如，有一個系統(tǒng)容量n=10（條線），流入的業(yè)務(wù)強(qiáng)度A=6erlang，系統(tǒng)服務(wù)的用戶很多，可計算這個系統(tǒng)的呼損率為B=0.043142（4.3%）在不同呼損率B的條件下，信道的利用率也是不同的66話務(wù)量和呼損

例如，有一個系統(tǒng)容量n=10（條線），流入的業(yè)愛爾蘭呼損表67愛爾蘭呼損表67

自由空間的電波傳播自由空間的傳播損耗在理想的、均勻的、各向同性的介質(zhì)中傳播，只存在電磁波能量擴(kuò)散而引起的傳播損耗接收功率

式中，Pt為發(fā)射功率，以球面波輻射,Ar為接收天線的有效面積，λ為工作波長，Gt，Gr分別表示發(fā)射天線和接收天線增益，d為發(fā)射天線和接收天線間的距離。68自由空間的電波傳播自由空間的傳播損耗1自由空間的電波傳播自由空間的傳播損耗

當(dāng)Gt=Gr=1時，分貝式接收換算69自由空間的電波傳播自由空間的傳播損耗2電波傳播機(jī)制反射（Reflection）當(dāng)電磁波遇到比波長大得多的物體時，發(fā)生反射。反射發(fā)生在地球表面、建筑物和墻壁表面70電波傳播機(jī)制反射（Reflection）3電波傳播機(jī)制繞射（Diffraction）當(dāng)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的傳播路由被尖銳的邊緣阻擋時，發(fā)生繞射。71電波傳播機(jī)制繞射（Diffraction）4電波傳播機(jī)制散射（Scattering）當(dāng)電磁波的傳播路由上存在小于波長的物體、并且單位體積內(nèi)這種障礙物體的數(shù)目非常巨大時，發(fā)生散射。散射發(fā)生在粗糙表面、小物體或其它不規(guī)則物體，如：樹葉、街道標(biāo)志和燈柱等。72電波傳播機(jī)制散射（Scattering）5陰影衰落的基本特性陰影衰落（慢衰落）移動無線通信信道傳播環(huán)境中的地形起伏、建筑物及其它障礙物對電波傳播路徑的阻擋而形成的電磁場陰影效應(yīng)特點衰落與傳播地形和地物分布、高度有關(guān)73陰影衰落的基本特性陰影衰落（慢衰落）6陰影衰落的基本特性表達(dá)式傳播路徑損耗和陰影衰落分貝式

式中,r移動用戶和基站之間的距離

ζ由于陰影產(chǎn)生的對數(shù)損耗（dB），服從零平均和標(biāo)準(zhǔn)偏差σdB的對數(shù)正態(tài)分布，m路徑損耗指數(shù)實驗數(shù)據(jù)表明m＝4，標(biāo)準(zhǔn)差σ＝8dB，是合理的74陰影衰落的基本特性表達(dá)式7多徑衰落的基本特性由于移動信道中直射、反射和折射現(xiàn)象的同時存在，使得發(fā)射信號通過不同的傳播路徑，形成幅度、相位及到達(dá)時間相互區(qū)別的多個信號而到達(dá)接收臺。并且不同多徑成分的相位、幅度等都是隨機(jī)、獨(dú)立變化的。這樣接收信號的幅度將急劇變化，產(chǎn)生多徑衰落。多徑效應(yīng)引起的問題：額外的路徑損耗、突發(fā)性誤碼、嚴(yán)重的碼間干擾75多徑衰落的基本特性由于移動信道中直射、反射和折射現(xiàn)象的同時存時延擴(kuò)展（多徑時散）(delayspread）在多徑傳播條件下，當(dāng)發(fā)射端發(fā)送一個極窄的脈沖信號時，經(jīng)過多條不同的傳播路徑后，接收端信號則為一串脈沖組成（可能是離散的，也可能聯(lián)成一片），即

這樣，信號在時間軸上被“展寬”了，因此稱這種現(xiàn)象為時延擴(kuò)展.76時延擴(kuò)展（多徑時散）(delayspread）在多徑傳播條典型的時延譜77典型的時延譜10典型的時延譜說明Tm為最大時延擴(kuò)展為平均延時為均方值時延擴(kuò)展，表征時延擴(kuò)展的程度。由于時延擴(kuò)展,接收信號中一個碼元的波形會擴(kuò)展到其他碼元周期中，引起碼間串?dāng)_。為了避免碼間干擾，應(yīng)使碼元周期大于多徑效應(yīng)引起的時延擴(kuò)展。78典型的時延譜說明Tm為最大時延擴(kuò)展11

多普勒頻移原因:移動體在x軸上以速度v移動時會引起多普勒（Doppler）頻率漂移表達(dá)式多普勒頻移cosα

式中v移動速度

λ波長x

α入射波與移動臺移動方向之間的夾角＝最大多普勒(Doppler)頻移入射電波79多普勒頻移原因:移動體在x軸上以速度v移動時會引起多多普勒頻移多普勒頻移與移動臺運(yùn)動的方向、速度以及無線電波入射方向之間的夾角有關(guān)：若移動臺朝向入射波方向運(yùn)動，則多普勒頻移為正（接收信號頻率上升）；反之若移動臺背向入射波方向運(yùn)動，則多普勒頻移為負(fù)（接收信號頻率下降）。信號經(jīng)過不同方向傳播，其多徑分量造成接收機(jī)信號的多普勒擴(kuò)散，因而增加了信號帶寬。80多普勒頻移多普勒頻移與移動臺運(yùn)動的方向、速度以及無線電波入射移動通信網(wǎng)的基本概念移動通信在追求最大容量的同時，還要所追求最大的覆蓋，也就是無論移動用戶移動到什么地方移動通信系統(tǒng)都應(yīng)覆蓋到。這個通信網(wǎng)就是移動通信網(wǎng)。移動通信網(wǎng)絡(luò)由兩部分組成：一部分為空中網(wǎng)絡(luò)，另一部分為地面網(wǎng)絡(luò)部分。81移動通信網(wǎng)的基本概念移動通信在追求最大容量的同時，還要所追求移動通信網(wǎng)的基本概念空中網(wǎng)絡(luò)是移動通信網(wǎng)的主要部分，主要包括：多址接入：在給定的頻率資源下，如何提高系統(tǒng)的容量是蜂窩移動通信系統(tǒng)的重要問題。由于采用何種多址接入方式直接影響到系統(tǒng)的容量，所以一直是人們研究的熱點。頻率復(fù)用和蜂窩小區(qū)：蜂窩小區(qū)和頻率復(fù)用是一種新的概念和想法。它主要是解決頻率資源限制的問題，并大大增加系統(tǒng)的容量。蜂窩小區(qū)和頻率復(fù)用實際上是一種蜂窩組網(wǎng)的概念是由美國貝爾實驗室最早提出的。蜂窩式組網(wǎng)理論的內(nèi)容如下：82移動通信網(wǎng)的基本概念空中網(wǎng)絡(luò)是移動通信網(wǎng)的主要部分，主要包括移動通信網(wǎng)的基本概念無線蜂窩式小區(qū)覆蓋和小功率發(fā)射：蜂窩式組網(wǎng)放棄了點對點傳輸和廣播覆蓋模式，將一個移動通信服務(wù)區(qū)劃分成許多以正六邊形為基本幾何圖形的覆蓋區(qū)域，稱為蜂窩小區(qū)。一個較低功率的發(fā)射機(jī)服務(wù)一個蜂窩小區(qū)，在較小的區(qū)域內(nèi)設(shè)置相當(dāng)數(shù)量的用戶。頻率復(fù)用：蜂窩系統(tǒng)的基站工作頻率，由于傳播損耗提供足夠的隔離度，在相隔一定距離的另一個基站可以重復(fù)使用同一組工作頻率，稱為頻率復(fù)用。83移動通信網(wǎng)的基本概念無線蜂窩式小區(qū)覆蓋和小功率發(fā)射：蜂窩式組移動通信網(wǎng)的基本概念多信道共用和越區(qū)切換：由若干無線信道組成的移動通信系統(tǒng)，為大量的用戶共同使用并且仍能滿足服務(wù)質(zhì)量的信道利用技術(shù)，稱為多信道共用技術(shù)。事實上，不是所有的呼叫都能在一個蜂窩小區(qū)內(nèi)完成全部接續(xù)業(yè)務(wù)的，為了保證通話的連續(xù)性，當(dāng)正在通話的移動臺進(jìn)入相鄰無線小區(qū)時，移動通信系統(tǒng)必須具備業(yè)務(wù)信道自動切換到相鄰小區(qū)基站的越區(qū)切換功能，即切換到新的信道上，從而不中斷通信過程。84移動通信網(wǎng)的基本概念多信道共用和越區(qū)切換：由若干無線信道組成移動通信網(wǎng)的基本概念切換和位置更新：采用蜂窩式組網(wǎng)后，切換技術(shù)就是一個重要的問題。對于不同的多址方式，切換技術(shù)也有所不同。位置更新是移動通信所特有的，由于移動用戶要在移動網(wǎng)絡(luò)中任意移動，網(wǎng)絡(luò)需要在任何時刻聯(lián)系到用戶，以有效的管理移動用戶。完成這種功能的技術(shù)稱為移動性管理。85移動通信網(wǎng)的基本概念切換和位置更新：采用蜂窩式組網(wǎng)后，切換技移動通信網(wǎng)的基本組成86移動通信網(wǎng)的基本組成19移動通信網(wǎng)的基本組成移動通信無線服務(wù)區(qū)由許多正六邊形小區(qū)覆蓋而成，呈蜂窩狀，通過接口與公眾通信網(wǎng)（PSTN、PSDN）互聯(lián)。移動通信系統(tǒng)包括移動交換子系統(tǒng)（SS）、操作維護(hù)管理子系統(tǒng)（OMS）和基站子系統(tǒng)（BSS）（通常包括移動臺），是一個完整的信息傳輸實體。87移動通信網(wǎng)的基本組成移動通信無線服務(wù)區(qū)由許多正六邊形小區(qū)覆蓋頻率復(fù)用和蜂窩小區(qū)移動通信網(wǎng)的區(qū)域覆蓋方式分為兩類：一類是小容量的大區(qū)制；另一類是大容量的小區(qū)制。大區(qū)制是指一個基站覆蓋整個服務(wù)區(qū)。為了增大單基站的服務(wù)區(qū)域，天線架設(shè)要高，發(fā)射功率要大。但是這只能保證移動臺可以接收到基站的信號。反過來，當(dāng)移動臺發(fā)射時，由于受到移動臺發(fā)射功率的限制，就無法保障通信了。大區(qū)制只能適用于小容量的通信網(wǎng)，例如用戶數(shù)在1000以下。這種制式的控制方式簡單，設(shè)備成本低，適用于中小城市、工礦區(qū)以及專業(yè)部門，是發(fā)展專用移動通信網(wǎng)可選用的制式。88頻率復(fù)用和蜂窩小區(qū)移動通信網(wǎng)的區(qū)域覆蓋方式分為兩類：一類是小頻率復(fù)用和蜂窩小區(qū)小區(qū)制移動通信系統(tǒng)的頻率復(fù)用和覆蓋有兩種：帶狀服務(wù)覆蓋區(qū)和面狀服務(wù)覆蓋區(qū)。帶狀服務(wù)覆蓋區(qū)（雙頻組頻率配置）f1f2f1f2f1f2f189頻率復(fù)用和蜂窩小區(qū)小區(qū)制移動通信系統(tǒng)的頻率復(fù)用和覆蓋有兩種：面狀服務(wù)覆蓋區(qū)FrequencyReusePatternofN=490面狀服務(wù)覆蓋區(qū)FrequencyReusePatternoFrequencyReusePatternofN=791FrequencyReusePatternofN=7頻率復(fù)用和蜂窩小區(qū)實際上，由于無線系統(tǒng)覆蓋區(qū)的地形地貌不同，無線電波傳播環(huán)境不同，產(chǎn)生的電波的長期衰落和短期衰落不同，一個小區(qū)的實際無線覆蓋是一個不規(guī)則的形狀。當(dāng)用六邊形來模擬覆蓋范圍時，基站發(fā)射機(jī)或者安置在小區(qū)的中心(中心激勵小區(qū))或者安置在六邊形的頂點之中的三個上(頂點激勵小區(qū))。92頻率復(fù)用和蜂窩小區(qū)實際上，由于無線系統(tǒng)覆蓋區(qū)的地形地貌不同，頻率復(fù)用和蜂窩小區(qū)考慮一個共有S個可用的雙向信道的蜂窩系統(tǒng),如果每個小區(qū)都分配K個信道(k<S)，并且S個信道在N個小區(qū)中分為各不相同的、各自獨(dú)立的信道組，而且每個信道組有相同的信道數(shù)目，那么可用無線信道的總數(shù)為：共同使用全部可用頻率的N個小區(qū)叫做一簇。如果簇在系統(tǒng)中共同復(fù)制了M次，則信道的總數(shù)C，可以作為容量的一個度量:其中，N叫做簇的大小，典型值為4、7或12。93頻率復(fù)用和蜂窩小區(qū)考慮一個共有S個可用的雙向信道的蜂窩系統(tǒng),切換和位置管理信道切換原理：當(dāng)移動用戶處于通話狀態(tài)時，如果出現(xiàn)用戶從一個小區(qū)移動到另一個小區(qū)的情況，為了保證通話的連續(xù)，系統(tǒng)要將對該MS的連接控制也從一個小區(qū)轉(zhuǎn)移到另一個小區(qū)。這種將正在處于通話狀態(tài)的MS轉(zhuǎn)移到新的業(yè)務(wù)信道上（新的小區(qū)）的過程稱為“切換”（Handover）。94切換和位置管理信道切換原理：當(dāng)移動用戶處于通話狀態(tài)時，如果出切換和位置管理

信號的強(qiáng)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(qiáng)度較強(qiáng)的相鄰小區(qū)。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)。由第一種原因引起的切換一般由移動臺發(fā)起，由第二種原因引起的切換一般由上級實體發(fā)起。95切換和位置管理信號的強(qiáng)度或質(zhì)量下降到由系統(tǒng)規(guī)定的一定參數(shù)切換和位置管理位置管理：在移動通信系統(tǒng)中，用戶可以在系統(tǒng)覆蓋范圍內(nèi)任意移動，為了能把一個呼叫傳送到隨機(jī)移動的用戶，就必須有一個高效的位置管理系統(tǒng)來跟蹤用戶的位置變化。位置管理包括兩個主要任務(wù)：位置登記和呼叫傳遞。位置登記的步驟是在移動臺的實時位置信息已知的情況下，更新位置數(shù)據(jù)庫和認(rèn)證移動臺。呼叫傳遞的步驟是在有呼叫給移動臺的情況下，根據(jù)HLR（HomeLocationRegister歸屬寄存器）和VLR（VisitorLocationRegister訪問寄存器）中可用的位置信息來定位移動臺。96切換和位置管理位置管理：在移動通信系統(tǒng)中，用戶可以在系統(tǒng)覆蓋切換和位置管理與上述兩個問題緊密相關(guān)的兩個問題是：位置更新（LocationUpdate）和尋呼（Paging）。位置更新解決問題是移動臺如何發(fā)現(xiàn)位置變化以及何時報告它的當(dāng)前位置。尋呼解決的問題是如何有效地確定移動臺當(dāng)前處于哪一個小區(qū)。97切換和位置管理與上述兩個問題緊密相關(guān)的兩個問題是：30多址接入技術(shù)基本概念

實現(xiàn)不同地點、不同用戶接入網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)多址接入與信道信道：傳輸信息的通道無線信道：(f，t，C，S)分類：頻分多址(FDMA)，頻道劃分，頻帶獨(dú)享，時間共享時分多址(TDMA)，時隙劃分，時隙獨(dú)占，頻率共享碼分多址(CDMA)，碼型劃分，時隙，頻率共享空分多址(SDMA)，空間角度劃分，頻率/時隙/碼共享98多址接入技術(shù)基本概念31三種多址技術(shù)的比較99三種多址技術(shù)的比較32各種系統(tǒng)組網(wǎng)情況TACS系統(tǒng)FDMA/FDDGSM系統(tǒng)FDMA/TDMA/FDDIS-95系統(tǒng)FDMA/CDMA/FDDPHS系統(tǒng)FDMA/TDMA/TDDWCDMA系統(tǒng)FDMA/CDMA/FDDTD-SCDMAFDMA/TDMA/CDMA/TDD100各種系統(tǒng)組網(wǎng)情況TACS系統(tǒng)FDMA/FDD33各種系統(tǒng)雙工方式和多址方式要統(tǒng)一考慮；主要多址方式：FDMA、TDMA、CDMA；窄帶系統(tǒng)采用方式：FDMA/FDD、TDMA/FDD、TDMA/TDD；寬帶系統(tǒng)采用方式：TDMA、CDMA/FDD、TDD；空分多址（SDMA）是一種輔助方式。101各種系統(tǒng)雙工方式和多址方式要統(tǒng)一考慮；34FDMA方式FDMA/FDD系統(tǒng)工作示意圖102FDMA方式FDMA/FDD系統(tǒng)工作示意圖35FDMA方式(續(xù))103FDMA方式(續(xù))36FDMA方式(續(xù))104FDMA方式(續(xù))37FDMA方式(續(xù))基本概念：每個用戶占用一個頻道用戶地址：頻道號FDMA的特點比較簡單、容易實現(xiàn)，適用于模擬和數(shù)字通信系統(tǒng)是以頻率復(fù)用為基礎(chǔ)的蜂窩結(jié)構(gòu)，以頻帶劃分各種小區(qū)需要周密的頻率規(guī)劃，是一個頻道受限和干擾受限系統(tǒng)符號時間遠(yuǎn)大于延時擴(kuò)展，不需要均衡基站是多部不同載波頻率發(fā)射機(jī)同時工作不宜在大容量的系統(tǒng)中使用105FDMA方式(續(xù))基本概念：每個用戶占用一個頻道38FDMA中的干擾問題互調(diào)干擾概念：指系統(tǒng)內(nèi)由于非線性器件(功率放大器)產(chǎn)生各種組合頻率成分落入本頻道接收機(jī)通帶內(nèi)造成對有用信號的干擾。解決辦法：減小產(chǎn)生互調(diào)干擾的條件，盡可能提高系統(tǒng)的線性程度，并選用無互調(diào)的頻率集。(頻率規(guī)劃)鄰信道干擾概念：指相鄰信道信號中存在的寄生輻射落入本頻道帶內(nèi)造成對有用信號的干擾原因：帶外抑制不夠，非線性器件產(chǎn)生寄生輻射解決方法：規(guī)定收發(fā)信機(jī)的技術(shù)指標(biāo)，即規(guī)定發(fā)射機(jī)的寄生輻射和接收機(jī)的中頻選擇性，還可采用加大頻道間的隔離度106FDMA中的干擾問題互調(diào)干擾39TDMA方式時分多址（TDMA）方式：時分多址是在一個寬帶的無線載波上，把時間分成周期性的幀，每一幀再分割成若干時隙（無論幀或時隙都是互不重疊的），每個時隙就是一個通信信道，分配給一個用戶。如下圖所示，系統(tǒng)根據(jù)一定的時隙分配原則，使各個移動臺在每幀內(nèi)只能按指定的時隙向基站發(fā)射信號（突發(fā)信號），在滿足定時和同步的條件下，基站可以在各時隙中接收到各移動臺的信號而互不干擾。同時，基站發(fā)向各個移動臺的信號都按順序安排在預(yù)定的時隙中傳輸，各移動臺只要在指定的時隙內(nèi)接收，就能在合路的信號（TDM信號）中把發(fā)給它的信號區(qū)分出來。107TDMA方式時分多址（TDMA）方式：時分多址是在一個寬帶的TDMA方式108TDMA方式41TDMA方式(續(xù))109TDMA方式(續(xù))42TDMA方式(續(xù))110TDMA方式(續(xù))43TDMA方式(續(xù))基本概念：基于時間分割信道用戶地址：時隙引入的概念：時隙，幀，復(fù)幀，Burst等特點：以頻率復(fù)用為基礎(chǔ)的蜂窩結(jié)構(gòu)，小區(qū)內(nèi)以時隙分離用戶每個時隙傳輸一路數(shù)字信號，時隙動態(tài)配置依靠軟件系統(tǒng)需要嚴(yán)格的系統(tǒng)定時同步由于速率較高，往往需要采用均衡器系統(tǒng)是時隙受限和干擾受限的111TDMA方式(續(xù))基本概念：基于時間分割信道44TDMA的系統(tǒng)定時TDMA系統(tǒng)突發(fā)定時關(guān)系移動臺的移動性導(dǎo)致各移動臺到基站的距離不同，因此發(fā)送信號的延時也不相同。導(dǎo)致基站接收的信號相互交疊，干擾解決辦法：用戶提前發(fā)送重要問題：系統(tǒng)定時，保護(hù)時間和定時提前量系統(tǒng)定時：全網(wǎng)同步，切換位/時隙/幀/復(fù)幀同步定時保護(hù)時間GuardPeriods根據(jù)基站覆蓋小區(qū)的半徑和電波傳播時延確定112TDMA的系統(tǒng)定時TDMA系統(tǒng)突發(fā)定時關(guān)系45CDMA方式113CDMA方式46CDMA方式114CDMA方式47CDMA方式115CDMA方式48CDMA特點方法：窄帶調(diào)制信號與偽隨機(jī)序列（PN碼）直接相乘（直擴(kuò)），或由PN序列控制載波發(fā)射頻率（跳頻），達(dá)到展寬頻譜的目的。性能：（1）各用戶使用同一頻段，頻譜效率較高；（2）具有抗多徑、抗干擾特性；（3）采用RAKE接收機(jī)提高抗多徑性能；（4）PN碼具有類似噪聲的性能；（5）發(fā)射譜密度低，信號隱蔽。116CDMA特點方法：窄帶調(diào)制信號與偽隨機(jī)序列（PN碼）直接相乘空分多址（SDMA）方式

空分多址方式就是通過空間的分割來區(qū)別不同的用戶。在移動通信中，能實現(xiàn)空間分割的基本技術(shù)就是采用自適應(yīng)陣列天線，在不同用戶方向上形成不同的波束。117空分多址（SDMA）方式空分多址方式就是通過空間的分割蜂窩移動通信系統(tǒng)的容量分析

蜂窩系統(tǒng)的無線容量可定義為：信道/小區(qū)

其中：m是無線容量大小，分配給系統(tǒng)的總的頻譜，是信道帶寬，N是頻率重用的小區(qū)數(shù)。

118蜂窩移動通信系統(tǒng)的容量分析

蜂窩系統(tǒng)的無線容量可定義為：5蜂窩移動通信系統(tǒng)的容量分析理論上講各種多址接入方式都有相同的容量。下面列舉一個簡單的例子。在實際情況下用于移動通信的三種多址系統(tǒng)并不具有相同的容量119蜂窩移動通信系統(tǒng)的容量分析理論上講各種多址接入方式都有相FDMA和TDMA蜂窩系統(tǒng)的容量

對于模擬FDMA系統(tǒng)來說，如果采用頻率重用的小區(qū)數(shù)為N，根據(jù)對同頻干擾和系統(tǒng)容量的討論可知，對于小區(qū)制蜂窩網(wǎng) 即頻率重用的小區(qū)數(shù)N由所需的載干比來決定。則可求得FDMA的無線容量如下：信道/小區(qū)120FDMA和TDMA蜂窩系統(tǒng)的容量

對于模擬FDMA系統(tǒng)來說FDMA和TDMA蜂窩系統(tǒng)的容量

對于數(shù)字TDMA系統(tǒng)來說，由于數(shù)字信道所要求的載干比可以比模擬制的小4~5dB（因數(shù)字系統(tǒng)有糾錯措施），因而頻率復(fù)用距離可以在近一些。則可求得TDMA的無線容量如下：m’是每個頻道包含的時隙數(shù)。信道/小區(qū)121FDMA和TDMA蜂窩系統(tǒng)的容量

對于數(shù)字TDMA系統(tǒng)CDMA蜂窩系統(tǒng)的容量

決定CDMA數(shù)字蜂窩系統(tǒng)容量的主要參數(shù)是：處理增益、、話音負(fù)載周期、頻率再用效率、以及基站天線扇區(qū)數(shù)。 若不考慮蜂窩系統(tǒng)的特點，只考慮一般擴(kuò)頻通信系統(tǒng)，接收信號的載干比可以寫成：

122CDMA蜂窩系統(tǒng)的容量

決定CDMA數(shù)字蜂窩系統(tǒng)容量的CDMA蜂窩系統(tǒng)的容量

式中，是信息的比特能量；是信息的比特速率；是干擾的功率譜密度；是總頻段寬度（即CDMA信號所占的頻譜寬度）；類似于通常所謂的歸一化信噪比，其取值決定于系統(tǒng)對誤比特率或話音質(zhì)量的要求，并與系統(tǒng)的調(diào)制方式和編碼方案有關(guān)；是系統(tǒng)的處理增益。1232023/1/4CDMA蜂窩系統(tǒng)的容量

562022/12/28CDMA蜂窩