移動通信主要技術(shù)

移動通信技術(shù)

(第2版)第2章移動通信主要技術(shù)1第2章移動通信主要技術(shù)無線區(qū)域覆蓋結(jié)構(gòu)頻率利用移動通信中的控制與交換路由及接續(xù)移動網(wǎng)絡(luò)的抗衰落、抗干擾技術(shù)2第2章移動通信主要技術(shù)重點多信道共用概念移動通信系統(tǒng)中的路由選擇及接續(xù)跳頻、分集、功率控制、擴頻難點正六邊形區(qū)群結(jié)構(gòu)話務(wù)理論目的和要求了解移動通信系統(tǒng)的組網(wǎng)制式、無線區(qū)群結(jié)構(gòu)、信道選擇方式掌握多信道共用、頻率復(fù)用概念理解移動通信中的位置登記、越區(qū)切換、漫游等基本控制技術(shù)理解移動通信系統(tǒng)中常用的抗衰落抗干擾技術(shù)32.1無線區(qū)域覆蓋結(jié)構(gòu)區(qū)域覆蓋結(jié)構(gòu)組網(wǎng)制式正六邊形無線區(qū)群結(jié)構(gòu)移動通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和信道4區(qū)域覆蓋結(jié)構(gòu)根據(jù)其接續(xù)、覆蓋方式分成多重結(jié)構(gòu)

無線小區(qū)基站區(qū)位置區(qū)MSC區(qū)PLMN區(qū)GSM服務(wù)區(qū)5小區(qū)：一個基站或基站的一部分（扇形天線）所覆蓋的區(qū)域?；緟^(qū)域：一個基站的所有小區(qū)所覆蓋的區(qū)域。位置區(qū)：MS可任意移動不需要進行位置更新的區(qū)域。位置區(qū)可由一個或若干個小區(qū)組成。MSC區(qū)：一個MSC所管轄的所有小區(qū)共同覆蓋的區(qū)域。一個MSC可由一個或若干個位置區(qū)組成。PLMN服務(wù)區(qū)：若干個MSC區(qū)組成。系統(tǒng)服務(wù)區(qū)：MS可獲得服務(wù)的區(qū)域，無須知道MS實際位置而可馬上通信的區(qū)域?？捎扇舾蓚€同標準公用移動電話網(wǎng)組成。62.1.1組網(wǎng)制式按服務(wù)區(qū)覆蓋方式可分為大區(qū)制小區(qū)制大區(qū)制小區(qū)制小區(qū)形狀的選擇71.大區(qū)制概念整個服務(wù)區(qū)內(nèi)只設(shè)一個基站，負責區(qū)內(nèi)聯(lián)絡(luò)與控制R為分集接收臺8要求為增大服務(wù)區(qū)：

天線架設(shè)要高；發(fā)射功率要大解決上行信號弱的問題：

采用分集接收臺優(yōu)點：設(shè)備簡單，技術(shù)上易實現(xiàn)

缺點：頻譜利用率低，用戶容量小

（所有MS采用不同頻率）適用：小城市或業(yè)務(wù)量不大的城市92.小區(qū)制概念整個服務(wù)區(qū)劃分為若干個小區(qū)，每個小區(qū)設(shè)一個基站，負責本小區(qū)的聯(lián)絡(luò)與控制，并在MSC的統(tǒng)一控制下，實現(xiàn)小區(qū)間轉(zhuǎn)接與其他網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)系適用：大容量移動通信系統(tǒng)10優(yōu)點服務(wù)區(qū)域縮小，同頻復(fù)用距離減小，提高了頻率利用率區(qū)域內(nèi)用戶數(shù)可靈活確定，小區(qū)的大小也可根據(jù)用戶數(shù)靈活確定小區(qū)中用戶數(shù)增大到一定程度，可實現(xiàn)“小區(qū)分裂”MS和BS發(fā)射功率減小，減小了相互間的干擾缺點切換概率增加控制交換復(fù)雜建網(wǎng)成本提高小區(qū)數(shù)增加，BS數(shù)增加思考：為什么小區(qū)制能解決頻道數(shù)有限

而用戶數(shù)不斷增加的矛盾？113.小區(qū)形狀的選擇服務(wù)區(qū)形狀：線狀、面狀（無縫覆蓋）相同地形地物、全向天線圓形小區(qū)規(guī)劃設(shè)計中為鄰接覆蓋服務(wù)區(qū)，用圓內(nèi)接正多邊形代替圓

(正三角形、正方形、正六邊形)12三種圓內(nèi)接正多邊形的比較小區(qū)形狀正三角形正方形正六邊形比較相鄰小區(qū)的中心距離r大：BS間干擾小單位小區(qū)

面積大：所需小區(qū)數(shù)少交疊區(qū)域

距離r小：便于跟蹤交換交疊區(qū)域

面積?。和l干擾小最少頻率

個數(shù)643少：頻率利用率高正六邊形小區(qū)形狀最佳，相互鄰接構(gòu)成蜂窩狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)132.1.2正六邊形無線區(qū)群結(jié)構(gòu)無線區(qū)群的構(gòu)成激勵方式141.無線區(qū)群的構(gòu)成無線區(qū)群（頻率分配）從覆蓋角度：無線小區(qū)無線區(qū)群服務(wù)區(qū)由若干個無線小區(qū)構(gòu)成，區(qū)群內(nèi)使用不同頻率，不同的區(qū)群可使用相同的頻率15構(gòu)成條件能彼此鄰接，同頻小區(qū)中心間隔距離相等N=a2+ab+b2

(a、b均為正整數(shù)或0，但不能同時為0，或一個為0一個為1)例：a=1,b=1N=3a=2,b=0N=4a=2,b=1N=7a=3,b=1N=9……16圖2-5各種單位無線區(qū)群的圖形17a=1,b=2N=7時的區(qū)域覆蓋同頻小區(qū)根據(jù)a,b值確定18a=1,b=1a=2,b=0a=1,b=219同頻小區(qū)中心間隔距離距離同頻復(fù)用保護距離D

不產(chǎn)生同頻干擾的最小距離同頻復(fù)用時不產(chǎn)生同頻干擾的條件

dg≥D20思考：如何選擇無線區(qū)群的小區(qū)數(shù)N？（1）N=a2+ab+b2

（2）（3）在滿足上述兩個條件的情況下，

選N最小，頻率利用率最高。212.激勵方式類型中心激勵----全向天線頂點激勵----定向天線三葉草形120°扇形60°扇形22定向天線的方向性提供了一定的隔離度，

允許以較小的同頻復(fù)用距離工作

單位無線區(qū)群的N數(shù)減??；

全向天線改定向天線可減小同頻干擾23無線區(qū)大小的確定（根據(jù)用戶數(shù)靈活確定）設(shè)服務(wù)區(qū)容量密度均勻

無線區(qū)大小相同，每個無線區(qū)分配的信道數(shù)相同實際容量密度不同

市區(qū)用戶密度高無線區(qū)小些，分配的信道數(shù)多些；

郊區(qū)用戶密度低無線區(qū)大些，分配的信道數(shù)少些24容量密度不等時區(qū)域劃分25小區(qū)分裂：一分三、一分四26無線區(qū)域的劃分依據(jù)（綜合考慮）地形地物情況容量密度通信容量有效利用頻譜……272.1.3移動通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和信道無線區(qū)域覆蓋結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)信道28移動通信網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)29從頻率配置、覆蓋角度：

無線小區(qū)無線區(qū)群服務(wù)區(qū)從控制角度：

無線小區(qū)基站小區(qū)位置區(qū)MSC區(qū)PLMN服務(wù)區(qū)GSM業(yè)務(wù)區(qū)目前主要網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：

三級集中交換式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

（MSC、BS、MS）301.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)移動本地網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)移動通信網(wǎng)絡(luò)和其他網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的原則移動通信話路網(wǎng)與NO.7信令網(wǎng)的關(guān)系31小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模本地網(wǎng)本地網(wǎng)含義：具有相同長途區(qū)號網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中設(shè)備間連接關(guān)系P移動側(cè)：TMSC1、TMSC2----一、二級匯接中心

TMm、Tm----本地匯接局

GWm----移動網(wǎng)關(guān)

PSTN側(cè)：GWp----固網(wǎng)網(wǎng)關(guān)HLR：一般設(shè)一個，可增設(shè)

MSC：可一個或多個GMSC、TMSC可兼作MSC，與路由方式相關(guān)GWm和GMSC移動本地網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)32小規(guī)模未建接口局已建接口局33中規(guī)模大規(guī)模34與其他網(wǎng)絡(luò)的互連PSTN、PSPDN、CHINANET…原則：與其他網(wǎng)絡(luò)之間應(yīng)設(shè)接口局，接口局的數(shù)量應(yīng)盡量少，可獨立設(shè)置，也可兼設(shè)(GWp、GWm)

為澄清網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，與其他網(wǎng)絡(luò)間應(yīng)逐步采用來去話匯接方式，接口局作為網(wǎng)間結(jié)算的計費點對來去話進行計費移動通信網(wǎng)絡(luò)和其他網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的原則35與NO.7的關(guān)系每個節(jié)點均設(shè)信令點一般：TMSC1設(shè)HSTP

TMSC2設(shè)LSTP

MSC設(shè)SPGSM與NO.7的互聯(lián)移動通信話路網(wǎng)與NO.7信令網(wǎng)的關(guān)系363.信道傳輸信息的通道（雙向）

有線信道、無線信道（根據(jù)媒介不同分）無線信道：MS與BS間的一條雙向傳輸通道FDD方式時雙向使用分開的兩個無線頻率

上行：MSBS

下行：BSMS雙工間隔：上下行頻率的差值信道的含義模擬系統(tǒng)：信道=頻道（波道）----FDMA數(shù)字GSM：信道=時隙----TDMACDMA：信道=地址碼----CDMA372.2頻率利用頻率資源頻譜管理同頻復(fù)用多信道共用多址技術(shù)信道自動選擇方式載波干擾保護比38頻率資源特殊資源不會用盡、不能儲存不用與使用不當都是浪費具有時間、空間、頻率三維特性同一時間、同一地點不能重復(fù)使用不同時間或不同地點可重復(fù)使用同頻復(fù)用TDMA（不同時間的頻率重復(fù)使用）392.2.1頻譜管理頻譜分配的基本原則影響頻率選擇的因素40無線電頻譜資源是國家和國際的一種公共資源，還須考慮國際、國內(nèi)及各地區(qū)之間的頻率協(xié)調(diào)問題

（有效利用）管理機構(gòu)國際：ITU國內(nèi)：無線電管理委員會日常管理工作：審核頻率使用的合法性；檢查有害干擾；檢查設(shè)備與系統(tǒng)的技術(shù)條件；考核操作人員的技術(shù)條件，登記業(yè)務(wù)種類，電臺使用日期等。頻譜管理的任務(wù)：頻率使用的授權(quán)；建立頻率使用登記表；無線電監(jiān)測業(yè)務(wù)；控制人為噪聲等

411.頻率分配的基本原則頻道間隔模擬：25KHzGSM系統(tǒng)：200KHzIS-95CDMA：1.25MHz公共邊界的頻率協(xié)調(diào)天然邊界共同遵守的基本原則，如：天線有效高度及最大發(fā)射功率的限制、雙方使用頻道的協(xié)調(diào)等多頻道共用頻率復(fù)用

42必須共同遵守的主要規(guī)則

規(guī)定900MHz頻段雙工間隔為45MHz

（下行發(fā)高收低；上行收高發(fā)低）頻率分配合適的發(fā)射功率合適的天線有效高度43頻譜利用率的評價影響因素網(wǎng)路結(jié)構(gòu)頻道帶寬用戶密度每用戶話務(wù)量呼損率共用頻道數(shù)…定量評價：在相同傳輸質(zhì)量和相同呼損（阻塞）率前提下的頻率利用率：Erl/(單位帶寬3KHz.km2)或

Erl/(Hz.m2)44影響頻率選擇的因素傳播環(huán)境的影響不同頻段，應(yīng)用于不同系統(tǒng)不同環(huán)境，有不同的適用頻段有關(guān)組網(wǎng)的影響容量頻率利用率多頻道共用頻道間隔設(shè)備共用（天線等）互調(diào)的影響多頻道共用、多系統(tǒng)同時工作45頻道的分配方法無三階互調(diào)信道組分配法無三階互調(diào)頻率利用率低分區(qū)分組信道分配法無三階互調(diào)頻率利用率高運算量大，適用于需要信道數(shù)較少的系統(tǒng)等頻距頻道分配法有三階互調(diào)，可抑制適用大型公網(wǎng)第9章中詳細介紹462.2.2同頻復(fù)用同頻復(fù)用概念同頻復(fù)用方式471.同頻復(fù)用概念解決頻率擁擠的方法開發(fā)新頻段（頻段有限）有效利用頻率，提高頻率利用率同頻復(fù)用多信道共用多址技術(shù)48同頻復(fù)用同一載波的無線信道用于覆蓋相隔一定距離的不同區(qū)域（相當于頻率資源再生）

即：小區(qū)制中間隔一定距離重復(fù)使用相同頻率蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)由若干個無線小區(qū)構(gòu)成，區(qū)群內(nèi)使用不同頻率，不同的區(qū)群可使用相同的頻率

假設(shè)每個群N個小區(qū)，則需N組頻率同頻復(fù)用須考慮同頻干擾問題492.同頻復(fù)用方式4×3

、3×3、2×6、1×3方式…4×3方式指4個基站組成一個無線區(qū)群，每個基站3個扇區(qū)

即至少需12個載頻構(gòu)成一個區(qū)群覆蓋的頻道組復(fù)用越緊密，頻率利用率越高

但需考慮同頻干擾問題選擇復(fù)用方式需考慮網(wǎng)絡(luò)具體情況50頻率緊密復(fù)用需注意的問題跳頻方式、功控、DTX等抗干擾措施跳頻點數(shù)頻率加載率網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化……512.2.3多信道共用占用信道方式獨立信道方式多信道方式多信道共用：多個用戶共同享用多個信道思考：多少用戶共用多少信道最佳？521.話務(wù)理論呼叫話務(wù)量A度量通話業(yè)務(wù)量或繁忙程度單位時間內(nèi)呼叫次數(shù)與每次呼叫平均占時的乘積A=C×t(Erl)1Erl：一個信道被連續(xù)占用1小時的話務(wù)量

一個信道的最大話務(wù)量

多個信道或中繼線上的話務(wù)量可能大于1Erl53類型完成話務(wù)量A0損失話務(wù)量AL(

AL=A-A0

)

呼損：多信道共用時，由于用戶數(shù)大于信道數(shù)，

多個用戶同時需要通話時可能由于信道數(shù)

不夠而使一部分用戶不能通話，導(dǎo)致

呼叫失敗損失話務(wù)量：呼叫失敗損失的話務(wù)量54呼損率B多信道共用時呼叫失敗的概率B=(AL/A)×100%

=(CL/C)×100%A、B在需求上是一對矛盾

服務(wù)質(zhì)量、用戶需要B減小

需減小流入話務(wù)量

需減小用戶數(shù)運營商不愿意55呼損率的計算愛爾蘭公式條件：呼叫的隨機性、同時間概率愛爾蘭呼損表：A、B、n的關(guān)系

n：共用信道數(shù)

工程上使用56ABn1%2%3%5%7%10%20%40.8691.0921.2591.5251.7482.0452.94551.3611.6571.8752.2182.5042.8814.01061.9092.2762.5432.9603.3053.7585.10972.5012.9353.2503.7384.1394.6666.23083.1283.6273.9874.5434.9995.5977.36993.7834.3454.7485.3705.8796.5468.522104.4615.0845.5296.2166.7767.5119.68557繁忙小時集中率K忙時：一天中最繁忙的一小時

非忙時：K=忙時話務(wù)量/全日話務(wù)量

58每用戶忙時話務(wù)量A用戶A用戶=CTK/3600(Erl/用戶)

C：每天平均呼叫的次數(shù)

T(秒)：每次呼叫平均占用信道時間

C×K：可視為忙時呼叫次數(shù)專用系統(tǒng)：0.06Erl/用戶

公用系統(tǒng)：0.01Erl/用戶59每信道容納的用戶數(shù)

A/n表示一定呼損條件下，每信道平均話務(wù)量

n個信道容納的總用戶數(shù)

m×n=A/A用戶60例：每天每戶平均呼叫10次，每次呼叫占時100s，呼損率為10%，繁忙小時集中率為10%，求：（1）給定20個信道，能容納多少個用戶？（2）若區(qū)域內(nèi)有500個用戶，需要分配多少個信道？解：A用戶=CTK/3600=0.028(Erl/用戶)（1）根據(jù)B=10%，n=20查愛爾蘭呼損表得：

A=17.613Erl

m×n=A/A用戶=17.613/0.028≈629個

所以，給定20個信道可容納約629個用戶（2）A=m×n×A用戶=14(Erl)

根據(jù)A及B=10%查愛爾蘭呼損表得：

n≈17個

所以，500個用戶需共用約17個信道61當無線區(qū)共用信道數(shù)n一定時，B越大，A越大；信道利用率η越高，B也越大，服務(wù)質(zhì)量越低，因此B應(yīng)選一個適當值，一般為10～20%

用戶數(shù)與A、T有關(guān)。隨著n增加，η提高，但n增加，接續(xù)速率下降，設(shè)備復(fù)雜，互調(diào)產(chǎn)物增多，因此n不能太大

在系統(tǒng)設(shè)計時，既要保持一定的服務(wù)質(zhì)量，又要盡量提高信道的利用率，而且要求在經(jīng)濟技術(shù)上合理。為此，就必須選擇合理的呼損率，正確地確定每個用戶忙時的話務(wù)量和采用多信道共用方式工作，然后，根據(jù)用戶數(shù)計算信道數(shù)，或者給定信道數(shù)計算能容納多少用戶數(shù)。

622.2.4多址技術(shù)多路復(fù)用發(fā)端：用專門的合路設(shè)備將多用戶信號

合在一條路徑上傳輸

收端：用分路設(shè)備將各用戶的信號分開適用于有線傳輸

提高中繼線路的利用率63多址技術(shù)發(fā)端：給用戶信息賦予不同的特征，

然后向空中發(fā)射，自然合路

收端：根據(jù)不同的特征，從空中提取自己的信號適用于無線傳輸

提高頻率利用率類型（不同特征）FDMA（頻率）TDMA（時間）CDMA（編碼）SDMA（空間方向）64651.FDMA概念：以頻率區(qū)分不同的用戶信號每個用戶占用一個頻道傳輸信息區(qū)別于FDD（頻分雙工）

FDM（頻分復(fù)用）原理：發(fā)端：每個用戶的信息調(diào)制到不同載頻上傳輸

收端：接收解調(diào)獲取自己的信息6667特點：頻率利用率低，系統(tǒng)容量有限

每個頻道一對頻率，只可送一路話音信息連續(xù)傳輸。FDMA不需要復(fù)雜的成幀、同步和突發(fā)脈沖序列的傳輸，MS設(shè)備相對簡單。技術(shù)成熟，易實現(xiàn)，但系統(tǒng)中多個頻率信號易相互干擾，且保密性差

BS的共用設(shè)備成本高且數(shù)量大

每個信道需要一套收發(fā)信機

越區(qū)切換時，只能在話音信道中傳輸數(shù)字指令，要抹掉一部分話音而傳輸突發(fā)脈沖序列

獨立應(yīng)用于模擬系統(tǒng)682.TDMA概念：以傳輸時間區(qū)分不同的用戶信號每個用戶占用一個頻道的不同時間段傳輸信息區(qū)別于TDD（時分雙工）

TDM（時分復(fù)用）原理：發(fā)端：每個用戶的信息調(diào)制到一個載頻上

在規(guī)定的時間段傳輸

收端：在規(guī)定的時間段接收

解調(diào)獲取自己的信息69同步位同步(比特同步)幀同步系統(tǒng)定時(全網(wǎng)同步)----主從同步方式定時提前量TA：為避免與下一時隙的信息重疊，根據(jù)估算的傳播時延確定發(fā)射的提前時間。

與突發(fā)中的保護間隔有相同功能TA根據(jù)MS與BTS間距離而定，在MS與BTS間不斷傳送同步碼

或從信號中提取時鐘70例：若小區(qū)半徑為R，電波傳播速率為c，則傳播時延為τ=R/c

若R=10km，則τ=33.3μs

令保護時間Tg=τ，甚至略小一些

如：GSM中，NB的保護間隔為30.46μs。

(=8.25/270.833k)

若R=35km，則τ=166.66μs

令保護時間Tg>166.66μs

如：GSM中，接入突發(fā)AB的保護間隔為252μs，這是因為系統(tǒng)對接入突發(fā)不能提供定時提前量信息(=68.25/270.833k)30.46<33.3

不滿足，時間提前252>166.66

滿足，不需時間提前71特點少量發(fā)射機可避免多發(fā)射機同時工作而產(chǎn)生互調(diào)干擾，抗干擾能力強，保密性好

不存在頻率分配問題，對時隙的管理和分配簡單而經(jīng)濟。對時隙動態(tài)分配，有利于提高容量，系統(tǒng)容量較FDMA大

空閑時隙可用來檢測信號強度或控制信息，有利于加強網(wǎng)絡(luò)的控制功能和保證MS的越區(qū)切換

需要嚴格定時與同步，以免信號重疊或混淆

因為信道時延不固定

可提高頻譜利用率，減少BS工作頻道數(shù)，從而降低BS造價，方便非話業(yè)務(wù)的傳輸

GSM中采用FDMA/TDMA方式723.CDMA概念：以不同編碼特征區(qū)分不同的用戶信號每個用戶、信息、基站用不同的編碼調(diào)制

（地址調(diào)制）73(1)原理發(fā)端：不同用戶信息用不同的地址碼調(diào)制后傳輸

收端：用與發(fā)送端相同的地址碼

解調(diào)獲取自己的信息74頻率利用率高使用相同頻率，占用相同帶寬，同時收發(fā)信號容量大容量：CDMA>TDMA>FDMACDMA約是TDMA的4～6倍

約是FDMA的20倍(2)特點75軟容量特性高負荷時，適當降低通信質(zhì)量提高系統(tǒng)容量；小區(qū)呼吸：高負荷小區(qū)可適當降低導(dǎo)頻信號強度，使周邊用戶切換到相鄰低負荷小區(qū)導(dǎo)頻信號強度76軟切換特性MS在切換時先不中斷與原基站的連接，在與目標基站建立可靠通信后，再中斷與原基站的通信一個MS可有多個BTS同時提供通信連接上下行功率控制GSM中利用APC對MS進行功率控制（上行）CDMA可對MS進行上行信號功率控制，也可對BTS進行下行信號功率控制77抗干擾、抗衰落、保密性好地址碼調(diào)制（地址碼的正交性）擴頻技術(shù)的應(yīng)用78(3)CDMA系統(tǒng)容量容量：CDMA>TDMA>FDMACDMA與GSM的容量比較CDMA的容量不固定（軟容量）79GSM中系統(tǒng)容量N的計算：

W為頻帶寬度；

B為信道間隔；

m為小區(qū)頻率復(fù)用系數(shù)；

M為信道總數(shù)例：4*3復(fù)用方式：

W=1.25MHz；m=4；B=25KHz則：N=12.5個信道80CDMA中系統(tǒng)容量的計算：

W為頻帶寬度；

Rb為信息速率；

Eb/No為信噪比；

G為扇形分區(qū)系數(shù)；

F為信道復(fù)用系數(shù)；

d為語音占空比例：W=1.2288MHz；Rb=9.6kbit/s；Eb/No=9dB；G=2.55；F=0.6；d=0.35則：N=74.8個信道81(4)碼同步CDMA中特有

收端地址解調(diào)時須用與發(fā)端完全相同的地址碼作用：實現(xiàn)本地地址碼與接收信號地址碼的同步頻率上相同，相位上一致82原理兩個階段捕獲階段：搜索發(fā)端信號，把發(fā)來的PN與本地PN在相位上納入可保持同步的范圍

一個PN碼元跟蹤階段：PN的頻率或相位有較小偏移時，系統(tǒng)都能自動調(diào)整，保持精確同步當收發(fā)端PN失步時，需重新捕獲和跟蹤83接收寬帶濾波相關(guān)解調(diào)捕獲PN碼發(fā)生器時鐘源跟蹤84實現(xiàn)過程：

載頻捕獲→偽碼捕獲→偽碼跟蹤→載頻跟蹤偽碼捕獲以載頻捕獲為前提：

若載頻偏差較大，則會導(dǎo)致解擴后輸出輻度過小，無法判斷收發(fā)PN的偏差；載頻跟蹤建立在偽碼跟蹤基礎(chǔ)上：

若PN碼不同步，解擴后輸出載噪比太低，導(dǎo)致鎖相環(huán)無法鎖定854.SDMA定向天線多波束天線概念：以不同空間方向性區(qū)分不同的用戶信號每個用戶占用不同的空間波束原理：（波束賦形）根據(jù)來波方向角估算確定定向發(fā)射方向自適應(yīng)陣列天線86類型多波束天線（2G）自適應(yīng)陣列天線（3G）應(yīng)用TDD方式易實現(xiàn)（上下行空間傳播特性接近）FDD方式較難（上下行空間傳播特性差異大）一般不單獨使用

例：TD-SCDMA872.2.5信道自動選擇方式專用呼叫信道方式------大容量系統(tǒng)循環(huán)定位方式循環(huán)不定位方式------小容量系統(tǒng)循環(huán)分散定位方式88專用呼叫信道方式專用呼叫信道指定的專門用于呼叫的信道作用處理呼叫指定話音信道89專用呼叫信道方式優(yōu)點：呼叫處理時間短適用大容量系統(tǒng)

缺點：若在小容量系統(tǒng)中使用信道利用率低適用大容量系統(tǒng)90工作過程：

MS在專用呼叫信道上守聽

↓

MS被叫/主叫

呼叫信道處理，并分配話音信道

↓

MS轉(zhuǎn)入指定話音信道

通話

↓呼叫一方掛機

MS話終，返回專用呼叫信道守聽91循環(huán)定位方式設(shè)臨時呼叫信道，所有MS信道留守聽臨時呼叫信道用空閑信號指示有呼叫時在呼叫處理后變成話音信道

其他不呼叫MS轉(zhuǎn)換到新的臨時呼叫信道充分利用信道，但同搶概率大空閑信道全被占滿時，不再發(fā)空閑信號，MS不停掃描，若有呼叫，即為呼損92循環(huán)不定位方式MS隨機?？?，主叫時隨機接入，被叫時系統(tǒng)臨時指定呼叫信道

所有未通話MS全部轉(zhuǎn)入臨時呼叫信道，基站選呼

被呼MS占用該信道通話

其余MS重新隨機?？拷永m(xù)時間長，互調(diào)干擾嚴重，同搶概率低93循環(huán)分散定位方式所有空閑信道均可作臨時呼叫信道

MS主叫可隨機接入

MS被叫時，基站在所有臨時呼叫信道上發(fā)呼叫信號，MS占用接入接續(xù)快，效率高，爭搶少

接續(xù)控制較復(fù)雜，干擾嚴重942.2.6載波干擾保護比同頻干擾保護比C/I

同頻復(fù)用保護距離調(diào)整鄰道干擾保護比C/A

APC載波偏離400KHz時的干擾保護比

鎖相環(huán)穩(wěn)定載頻保護頻帶系統(tǒng)內(nèi)：FDD雙工間系統(tǒng)間不同系統(tǒng)間952.3移動通信中的控制與交換移動交換系統(tǒng)的特殊要求位置登記越區(qū)切換漫游962.3.1移動交換系統(tǒng)的特殊要求設(shè)備：數(shù)字程控交換機（特殊要求）

（軟交換設(shè)備）對移動交換機的特殊要求用戶數(shù)據(jù)存儲：鑒權(quán)、位置信息、漫游用戶位置登記：有效尋呼和接入尋呼用戶的信令系統(tǒng)識別及處理：有效尋呼和接入越區(qū)切換：通話不中斷過荷控制：用戶流動性、通信質(zhì)量保證遠距離檔案存?。郝巍⑽恢玫怯?、鑒權(quán)、尋址路由控制：選路、切換972.3.2位置登記（位置更新）概念：MS向BS發(fā)送報文表明自己所處位置的過程

歸屬用戶位置寄存器HLR、訪問用戶位置寄存器VLR中存儲位置區(qū)

家區(qū)(歸屬區(qū))----HLR

被訪區(qū)----VLR98類型強制登記----開機或進入新的位置區(qū)周期性登記----表明MS仍處于工作狀態(tài)一齊呼叫概念：在有某MS的呼叫時，根據(jù)位置信息表明被呼用戶在某個位置區(qū)，但不知其所處的具體小區(qū)時，則位置區(qū)內(nèi)所有基站一齊發(fā)出被呼移動臺識別碼位置區(qū)>小區(qū)

MS在收到被呼信息后自動應(yīng)答，其他由應(yīng)答小區(qū)提供接續(xù)服務(wù)延遲撥發(fā)：MS主叫時先撥號再按發(fā)射鍵發(fā)射

節(jié)省占用信道的時間992.3.3越區(qū)切換概念通常：通話過程中，MS由一個小區(qū)進入另一個小區(qū)時，為保持通話不斷，進行的頻道轉(zhuǎn)換空閑狀態(tài)下的切換（控制信道）類型根據(jù)控制區(qū)域劃分同一BSC下小區(qū)間的切換同一MSC，不同BSC下小區(qū)間的切換不同MSC小區(qū)間的切換100根據(jù)切換實現(xiàn)過程分硬切換：在切換時先中斷與原基站的通信，再建立與新基站的通信軟切換：在切換時先不中斷與原基站的通信，與目標基站取得可靠通信后再中斷與原基站的通信101硬切換：

信號有短時中斷（GSM中要求<800ms）

易發(fā)生乒乓效應(yīng)，產(chǎn)生掉話軟切換：

信號不中斷，同時有多個基站為一個MS提供接續(xù)服務(wù)

不易產(chǎn)生乒乓效應(yīng)，不易掉話

CDMA中在相同MSC的同頻小區(qū)間進行102切換依據(jù)MS測試報告：

工作信道的信號強度RSSI、

鄰小區(qū)控制信道RSSIBS測試報告：

MS的RSSI、比特誤碼率BER(傳輸質(zhì)量)切換時間：BS計算確定何時切換，切換到哪1032.3.4漫游概念：MS離開注冊入網(wǎng)的服務(wù)區(qū)域仍能獲得入網(wǎng)通話服務(wù)的功能實現(xiàn)過程：位置登記、呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫建立歸屬區(qū)----歸屬局----本局用戶

被訪區(qū)----被訪局----漫游用戶1042.4路由及接續(xù)電路群的設(shè)置路由選擇用戶的激活與分離呼叫接續(xù)1052.4.1電路群的設(shè)置電路群的類型低呼損電路群（高效）直達電路群迂回路由注：不是同一分類依據(jù)電路群的設(shè)置一般設(shè)低呼損電路群業(yè)務(wù)量較大時設(shè)高效直達電路群1062.4.2路由選擇原則：盡快接入被叫所在的網(wǎng)絡(luò)被叫為PSTN用戶：盡快接入PSTN

被叫為PLMN用戶：盡快接入PLMN

加快選路接續(xù)速率先選直達路由，再選迂回路由1071.國內(nèi)呼叫接續(xù)MS呼叫PSTN用戶PSTN用戶呼叫MS長途時需要TMSC一齊呼叫108GSM用戶呼叫GSM用戶

VMSC：被訪MSC1092.國際呼叫接續(xù)MS主叫始發(fā)MSC分析為國際接入碼00后，則立即從始發(fā)地通過接口局進入PSTN網(wǎng)MS被叫由國外一直接續(xù)到北京、上海、廣州PSTN的國際局，就近接入移動本地的接口局，在當?shù)谿MSC進行路由查詢，并建立接續(xù)1103.位置更新MS由小區(qū)1小區(qū)2

位置區(qū)不變，不需位置更新111MS由小區(qū)3小區(qū)2

由LA2LA1，需位置更新，由同一個MSC控制

MS由小區(qū)3小區(qū)5

由LA2LA3，需位置更新，由不同的MSC控制112同一MSC下的位置更新113不同MSC下的位置更新1144.越區(qū)切換概念目的定位（依據(jù)、內(nèi)容）115類型BSC內(nèi)切換

BSC僅在切換完成后向MSC發(fā)送報文告知116同一MSC，BSC下切換

需MSC協(xié)調(diào)

若發(fā)生位置變化，需在呼叫完成后進行位置登記117不同MSC下切換

MSC間協(xié)調(diào)

需在呼叫完成后進行位置登記1181192.4.3用戶的激活與分離用戶開機MS：入網(wǎng)位置登記系統(tǒng)：MS激活，對其IMSI作“附著”標記用戶關(guān)機MS：關(guān)機前發(fā)關(guān)機信息系統(tǒng)：對該MS的IMSI作“分離”標記120周期性位置登記：概念：每隔一定時間進行一次位置登記，表明MS仍處于工作狀態(tài)原因：為避免MS關(guān)機信息未被系統(tǒng)正確解調(diào)，誤以為MS仍開機，有呼叫時盲目尋呼，浪費資源方法：每次登記須連續(xù)發(fā)送報文，直到收到系統(tǒng)的響應(yīng)1212.4.4呼叫接續(xù)移動用戶主呼移動用戶被呼122移動用戶主呼

撥號，按發(fā)射鍵BTSBSCMSC

鑒權(quán)：HLR/AUC

設(shè)備識別：EIR

號碼識別：接續(xù)

被叫為PSTN用戶：經(jīng)GMSCGWpPSTN

被叫為PLMN用戶：經(jīng)TMSCVMSCMS主叫時，同時發(fā)送三個號碼：IMSI、IMEI、被叫號碼延遲撥發(fā)123MS被叫①

GMSC向HLR詢問被叫MS的漫游號碼②

HLR要求被訪VLR分配MSRN③VLR分配存儲后通知HLR④HLR收到后轉(zhuǎn)發(fā)MSRN給GMSC⑤GMSC收到后對MSRN號碼分析，并將呼叫轉(zhuǎn)接到MS所在的MSC⑥MS所在的MSC根據(jù)位置信息發(fā)起一齊呼叫1242.5移動網(wǎng)絡(luò)的抗衰落、抗干擾技術(shù)跳頻間斷傳輸分集功率控制擴頻1252.5.1跳頻概念原因作用類型原理實現(xiàn)126跳頻的概念通話期間，工作載頻在幾個頻點上跳變

工作時隙不變127采用跳頻技術(shù)的原因多徑衰落與頻率有關(guān)

不同頻率，其衰落谷點位置不同利用跳頻技術(shù)盡可能作用：

改善由衰落造成的誤碼特性

提高系統(tǒng)的抗衰落性能128跳頻的類型快跳頻FFH：跳頻速率高于比特傳輸速率

一個比特跳幾次慢跳頻SFH：跳頻速率低于比特傳輸速率

幾個比特一跳GSM中采用SFH，跳頻速率為217跳/秒

每個時隙一跳，即傳156.25bit一跳

速率為：1/4.62ms≈217CDMA中利用跳頻實現(xiàn)擴頻129跳頻原理MS與BTS經(jīng)運算得到相同的跳頻序列BTS把跳頻算法發(fā)送給MS跳頻序列在小區(qū)內(nèi)正交MS和BTS同步跳變支持BCH的物理信道不跳GSM中每個時隙一跳130跳頻的實現(xiàn)基帶跳頻：基帶信號按跳頻序列傳送到各個不同載頻的發(fā)射機上進行調(diào)制適用于多發(fā)射機系統(tǒng)只能用于基站131頻率合成器跳頻（射頻跳頻）：頻率合成器根據(jù)跳頻序列合成不同的載頻供發(fā)射機進行信號調(diào)制可單發(fā)射機工作GSM系統(tǒng)中跳頻的實現(xiàn)BTS設(shè)備可能支持兩種跳頻方式，但只能選一種實現(xiàn)MS只能采用頻率合成器跳頻方式1322.5.2間斷傳輸MS數(shù)字信號處理中：…A/D分段：有聲段、無聲段…準雙工概念作用原理133概念：僅在有信息需發(fā)送時才打開發(fā)射機，而在無聲段關(guān)閉發(fā)射機

關(guān)發(fā)射機時信道不分配給其他用戶使用作用：為MS省電減少空中干擾電平

間接提高頻率利用率134DTX原理發(fā)端話音檢測：有聲段：開發(fā)射機

無聲段：發(fā)SID后關(guān)發(fā)射機噪聲估計：關(guān)發(fā)射機關(guān)進行噪聲估計，產(chǎn)生SID收端噪聲發(fā)生：在無聲期間根據(jù)收到的SID產(chǎn)生舒適的背景噪聲語音幀置換：用前語音幀替代受干擾的語音壞幀135DSI原理發(fā)端話音識別器檢測是否有話音，決定是否分配信道CDMA中，相對來說，更便于利用話音插空技術(shù)，即將DSI與可變速率話音編碼結(jié)合起來，從而獲得通信容量的增加DTX與DSI的區(qū)別DTX不能將收回的信道重新分配，只關(guān)發(fā)射機DSI可將收回的信道重新分配1362.5.3分集作用概念類型1371.分集技術(shù)的作用移動通信中的衰落問題（30dB～40dB）利用分集技術(shù)增強抗衰落能力。

不能增大發(fā)射功率，會造成對其他用戶的干擾1382.分集的概念分集接收：接收端對收到的多個衰落特性相互獨立的信號進行特定處理，以降低信號電平起伏。含義：分散傳輸

集中合并處理1393.分集的類型宏分集------減小慢衰落影響又稱多基站分集，把多個基站設(shè)置在不同的地理位置上和不同方向上，同時和一個MS通信，MS選用其中信號最好的一個基站通信。微分集------減小快衰落影響140(1)微分集類型空間分集場分量分集極化分集頻率分集角度分集時間分集141空間分集依據(jù)：任意兩個不同位置上接收同一個信號，在位置距離大到一定程度時，衰落特性不相關(guān)實現(xiàn)：兩副相隔距離d的天線

（d越大，相關(guān)性越弱）

d與λ、地物及天線高度有關(guān)，通常取值：市區(qū)：d=0.5λ

郊區(qū)：d=0.8λ應(yīng)用：BTS（d取幾個波長）、MS（車載臺）

（900MHz頻段：兩副天線間隔約0.27m）142場分量分集依據(jù)：電磁波Ez、Hx、Hy分量互不相關(guān)。實現(xiàn)：不要求天線間的實體間隔應(yīng)用：適用較低頻段。

（較高頻段用空間分集較易實現(xiàn)）143極化分集依據(jù)：不同極化的電磁波有獨立的衰落特性實現(xiàn)：用兩個極化方式不同的天線分別收發(fā)?？梢暈榭臻g分集的一種特殊情況，二重分集

也需兩副天線，但天線間距離可減小。發(fā)射功率損失一半，因為

射頻功率分給兩個不同極化的天線場分量分集和空間分集優(yōu)于極化分集。144頻率分集依據(jù)：頻率間隔大于相關(guān)帶寬的兩個信號的衰落是不相關(guān)的。

相關(guān)帶寬：Bc=1/(2πΔ)-------Δ延時擴展

例：市區(qū)Δ=3μs，Bc約為53KHz實現(xiàn)：頻率間隔大于53KHz的兩部發(fā)射機應(yīng)用：BTS

設(shè)備復(fù)雜，頻率利用不經(jīng)濟145角度分集依據(jù)：不同方向傳送的信號衰落特性不同實現(xiàn)：使電波通過幾個不同的路徑，并以不同角度到達接收端，接收端利用稅方向性接收天線分離出不同方向的信號。應(yīng)用：高頻段易實現(xiàn)146時間分集依據(jù)：時間間隔足夠大的同一信號衰落特性互不相關(guān)。實現(xiàn)：同一信號間隔一定的時間多次重發(fā)(交織)應(yīng)用：衰落信道中傳輸數(shù)字信號

（也可克服多普勒效應(yīng)引起的信號衰落）注意：時間分集對處于靜止狀態(tài)的MS，不能改善由多普勒效應(yīng)引起的信號衰落147(2)合并的類型概念：接收機對收到的多個具有不同衰落特性的信號，合并處理，減小衰落的影響。

選擇不同的加權(quán)系數(shù)，構(gòu)成不同的合并方式類型：選擇式合并

最大比值合并

等增益合并三種合并類型的性能比較

信噪比的改善

誤碼率的改善148選擇式（開關(guān)式）合并實現(xiàn)：檢測所有分集支路的信號作為合并器輸出

加權(quán)系數(shù)：一項為“1”；其余為“0”特點：簡單易實現(xiàn)，但未選支路信號不用，其抗衰落性能不佳。若在中高頻實現(xiàn)，必須保證信號同相，電路復(fù)雜度提高例：二重分集選擇式合并149最大比值合并實現(xiàn)：每路信號的加權(quán)系數(shù)與包絡(luò)成正比，與噪聲功率成反比，合并器對加權(quán)后的各路信號求和。

加權(quán)系數(shù)：合并器輸出信號包絡(luò)：特點：復(fù)雜，

但抗衰落性能最好150等增益合并實現(xiàn)：各支路信號等增益相加。加權(quán)系數(shù)：均為“1”

合并器輸出信號包絡(luò)：特點：實現(xiàn)簡單，

抗衰落性能接近于

最大比值合并151三種合并類型性能比較信噪比的改善假設(shè)：

每一支路均為白噪聲；

信號包絡(luò)的衰落速率遠低于信號最低調(diào)制頻率；

各支路信號的衰落互不相關(guān)不同分集重數(shù)其平均信噪比改善程度不同相同分集重數(shù)下，最大比值合并改善信噪比最多，等增益合并接近最大比值合并，選擇式合并改善最少。152誤碼率的改善數(shù)字系統(tǒng)中衡量分集效果的指標是誤碼率從誤碼率角度比較：

最佳比值合并

----最好

等增益合并----其次

選擇式合并

----最差1532.5.4功率控制概念：對MS、BTS的發(fā)射功率值按需要進行控制，使系統(tǒng)獲得最佳的通信質(zhì)量和最大的通信容量。主要執(zhí)行對MS的功率控制154功控原因CDMA系統(tǒng)是一個自干擾系統(tǒng)，通信質(zhì)量和容量受限于收到干擾功率的大小。

MS信號功率太低，誤碼率太大，無法保證通信質(zhì)量

MS信號功率太大，對其他MS干擾增加，

導(dǎo)致通信質(zhì)量惡化、容量減小每個MS的發(fā)射功率控制在基站所需信噪比最小值時，通信容量才最大。在CDMA中解決遠近效應(yīng)，同時避免對其他用戶的過大