《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用（第二版）》 課件 第1章 移動(dòng)通信概述

第1章移動(dòng)通信概述《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》【本章導(dǎo)讀】近年來，我國(guó)移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出令人矚目的成績(jī)，已成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的主要組成部分，發(fā)展態(tài)勢(shì)相對(duì)于以往有所提高，加之隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，國(guó)民對(duì)移動(dòng)通信的需求日益強(qiáng)烈、要求日益提高，這都為我國(guó)移動(dòng)通信的發(fā)展帶來了龐大的潛在客戶。我國(guó)移動(dòng)通信的發(fā)展取向與其技術(shù)特點(diǎn)具有緊密關(guān)聯(lián)，例如個(gè)性化及移動(dòng)化，且隨移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面不斷拓寬，個(gè)人平攤成本得以降低，確切而言，從我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展角度來看，為移動(dòng)通信持久發(fā)展提供了良好機(jī)遇。

本章首先介紹了世界移動(dòng)通信的發(fā)展歷程，并介紹了我國(guó)移動(dòng)通信的發(fā)展?fàn)顩r和無線電頻譜管理與使用；對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成部分如移動(dòng)臺(tái)（MS）、基站（BS）、移動(dòng)交換中心（MSC）等進(jìn)行了詳細(xì)說明；對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹；最后介紹了移動(dòng)通信的三種工作方式和關(guān)鍵技術(shù)。【本章要點(diǎn)】移動(dòng)通信發(fā)展歷程移動(dòng)通信系統(tǒng)組成移動(dòng)通信的主要特點(diǎn)和分類移動(dòng)通信的工作方式移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.2移動(dòng)通信主要特點(diǎn)和分類1.1認(rèn)識(shí)移動(dòng)通信1.3移動(dòng)通信的工作方式1.4移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.1認(rèn)識(shí)移動(dòng)通信1.1.1移動(dòng)通信的發(fā)展歷程世界范圍的移動(dòng)通信，從其誕生之日至今大致經(jīng)歷了如下幾個(gè)發(fā)展階段。第一階段：從本世紀(jì)初至40年代，為早期發(fā)展階段。在這期間主要使用短波頻段進(jìn)行通信。1934年，美國(guó)已有100多個(gè)城市警察局采用調(diào)幅（AM）制式的移動(dòng)通信系統(tǒng)。其代表是美國(guó)底特律市警察使用的車載無線電系統(tǒng)，該系統(tǒng)工作頻率是2MHz，到40年代提高到30~40MHz?？梢哉J(rèn)為這個(gè)階段是現(xiàn)代移動(dòng)通信的起步階段，特點(diǎn)是專用系統(tǒng)開發(fā)，工作頻率較低。第二階段：從40年代中期至60年代初期。公用移動(dòng)通信業(yè)務(wù)問世，移動(dòng)通信所使用的頻率開始向更高的頻段發(fā)展。1946年，根據(jù)美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）的計(jì)劃，貝爾系統(tǒng)在圣路易斯城建立了世界上第一個(gè)公用汽車電話網(wǎng)，稱為“城市系統(tǒng)”，提出了最早的蜂窩概念。該系統(tǒng)采用調(diào)頻（FM）制式，單工工作方式，使用頻率為150MHz和450MHz，信道間隔為50~120kHz，采用大區(qū)制，可用的信道數(shù)很少。這一階段的特點(diǎn)是從專用移動(dòng)網(wǎng)向公用移動(dòng)網(wǎng)過渡，接續(xù)方式為人工，網(wǎng)絡(luò)的容量較小。第三階段：從60年代中期至70年代中期。

在此期間，美國(guó)推出了改進(jìn)型移動(dòng)電話系統(tǒng)(IMTS)，使用150MHz和450MHz頻段，采用大區(qū)制，中小容量，自動(dòng)撥號(hào)移動(dòng)電話，全雙工工作方式，實(shí)現(xiàn)了無線頻道自動(dòng)選擇并能夠自動(dòng)接續(xù)到公用電話網(wǎng)。德國(guó)也推出了具有相同技術(shù)水平的B網(wǎng)?？梢哉f，這一階段是移動(dòng)通信改進(jìn)與完善的階段，其特點(diǎn)是采用大區(qū)制，中小容量，使用450MHz頻段，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)選頻與自動(dòng)接續(xù)。1《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.1認(rèn)識(shí)移動(dòng)通信1.1.1移動(dòng)通信的發(fā)展歷程第四階段：從70年代中期至80年代中期。

這是移動(dòng)通信蓬勃發(fā)展的時(shí)期。這一時(shí)期的典型代表有：1969年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室開始研究的AMPS（AdvancedMobilePhoneService）系統(tǒng)，1979年在芝加哥城組網(wǎng)試用，1983年投入使用。其工作頻段為800MHz，頻率間隔為30kHz。1982年英國(guó)開始研究的TACS（TotalAccessCommunicationsSystem）系統(tǒng)，屬于AMPS系統(tǒng)的改進(jìn)。其使用頻段為900MHz，信道間隔為25kHz。1970年由丹麥、芬蘭、挪威、瑞典開始研究的NMT（NordicMobileTelephone）系統(tǒng)，1981年研制成功并投入使用，其工作頻率為450MHz，信道間隔為25kHz。這一階段的特點(diǎn)是蜂窩狀移動(dòng)通信網(wǎng)成為實(shí)用系統(tǒng)，并在世界各地迅速發(fā)展。但這只是第一代蜂窩網(wǎng)（1G），只提供模擬電話移動(dòng)通信業(yè)務(wù)，而且系統(tǒng)容量小，保密性差，不能全球漫游。第五階段：從80年代中期至90年代中期。這是數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)展和成熟時(shí)期，泛歐數(shù)字蜂窩網(wǎng)正式向公眾開放使用。采用時(shí)分多址（TDMA）技術(shù)，信道帶寬200kHz，使用新的900MHz頻譜，稱之為GSM（全球移動(dòng)通信系統(tǒng)）系統(tǒng)，屬于第二代蜂窩網(wǎng)（2G），這是具有現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)特征的第一個(gè)全球數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)。在這期間，歐、美、日等國(guó)都著手開發(fā)數(shù)字蜂窩系統(tǒng)，其中以有希望成為世界性數(shù)字蜂窩移動(dòng)電話系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的GSM系統(tǒng)為代表。GSM不但能克服第一代蜂窩網(wǎng)的弱點(diǎn)，還能提供語音、數(shù)字多種業(yè)務(wù)服務(wù)，并與綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）兼容。1《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.1.1移動(dòng)通信的發(fā)展歷程第六階段：20世紀(jì)90年代末至21世紀(jì)初1.1認(rèn)識(shí)移動(dòng)通信一個(gè)世界性的標(biāo)準(zhǔn)——未來公用陸地移動(dòng)電話系統(tǒng)FPLMTS（FuturePublicLandMobileTelephoneSystem）誕生，1995年，更名為國(guó)際移動(dòng)通信2000（IMT—2000）。IMT—2000支持的網(wǎng)絡(luò)被稱為第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱為3G。3G能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，提供包括網(wǎng)頁瀏覽、電話會(huì)議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)。1《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.1認(rèn)識(shí)移動(dòng)通信1.1.2移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展目前，移動(dòng)通信系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)歷了從第一代到第四代的發(fā)展，各系統(tǒng)的主要技術(shù)及特點(diǎn)如下：1.第一代移動(dòng)通信（1G）系統(tǒng)——出現(xiàn)于上世紀(jì)70年代末80年代初，源于系統(tǒng)容量問題。主要技術(shù)模擬技術(shù)和頻分多址(FDMA)技術(shù)。系統(tǒng)特點(diǎn)2.4kbps傳輸速率，只提供區(qū)域性語音業(yè)務(wù)，容量有限、保密性差、通話質(zhì)量不高、不能提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；設(shè)備成本高，重量重，體積大。代表制式AMPS（AdvancedMobilePhoneSystem）貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明，1978年開發(fā)，1982年全美部署，而后全世界各地迅速發(fā)展。1987年11月18日，國(guó)內(nèi)第一個(gè)模擬蜂窩移動(dòng)電話系統(tǒng)在廣東省建成并投入商用。（中國(guó)移動(dòng)雛形）1G典型移動(dòng)通信系統(tǒng)終端如圖1-1所示。圖1-11G移動(dòng)通信系統(tǒng)終端1《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.1.2移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展2.第二代移動(dòng)通信（2G）系統(tǒng)——出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代末90年代初，由歐洲發(fā)起，源于漫游問題。相對(duì)于1G的改進(jìn)：模擬—>數(shù)字主要技術(shù)時(shí)分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）系統(tǒng)特點(diǎn)保密性強(qiáng)、提供豐富的業(yè)務(wù)（低速率的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)）頻譜利用率高、初步解決了系統(tǒng)容量問題標(biāo)準(zhǔn)化程度高、可進(jìn)行省內(nèi)外漫游代表制式GSMCDMA1.1認(rèn)識(shí)移動(dòng)通信

2G典型移動(dòng)通信系統(tǒng)終端如圖1-2所示圖1-22G移動(dòng)通信系統(tǒng)終端1《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.1.2移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展3.第三代移動(dòng)通信（3G）系統(tǒng)——出現(xiàn)于上世紀(jì)90年代中后期，源于多媒體業(yè)務(wù)傳輸問題。系統(tǒng)特點(diǎn)能夠同時(shí)傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，速率一般在幾百kbps以上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)視頻、高速多媒體和移動(dòng)Internet訪問業(yè)務(wù)擴(kuò)大高質(zhì)量話音業(yè)務(wù)容量代表制式W-CDMATD-SCDMACDMA20001.1認(rèn)識(shí)移動(dòng)通信3G典型移動(dòng)通信系統(tǒng)終端如圖1-3所示圖1-33G移動(dòng)通信系統(tǒng)終端1《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.1.2移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展4.第四代移動(dòng)通信（4G）系統(tǒng)——出現(xiàn)于本世紀(jì)初期，源于高質(zhì)量多媒體業(yè)務(wù)傳輸問題。系統(tǒng)特點(diǎn)寬帶接入IP系統(tǒng)數(shù)據(jù)率要超過UMTS，即從2Mb/s提高到100Mb/s采用時(shí)分多址、控制功率發(fā)射、跳頻、不連續(xù)發(fā)射、移動(dòng)輔助切換等技術(shù)代表制式FDD-LTEFDD模式的特點(diǎn)是在分離(上下行頻率間隔190MHz)的兩個(gè)對(duì)稱頻率信道上，系統(tǒng)進(jìn)行接收和傳送，用保證頻段來分離接收和傳送信息。TD-LTETD模式的特點(diǎn)是在固定頻率的載波上，通過時(shí)間域來完成上下行數(shù)據(jù)傳輸（某一時(shí)間點(diǎn)只有上行或下行數(shù)據(jù)），來保證傳送信息。1.1認(rèn)識(shí)移動(dòng)通信4G典型移動(dòng)通信系統(tǒng)終端如圖1-4所示圖1-44G移動(dòng)通信系統(tǒng)終端1《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.1.2移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展移動(dòng)通信通1G演變到4G，所承載的業(yè)務(wù)如圖1-5所示：1.1認(rèn)識(shí)移動(dòng)通信圖1-51G~4G承載業(yè)務(wù)演變1《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.1.2移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展5.第五代移動(dòng)通信（5G）系統(tǒng)——展望5G移動(dòng)通信主要技術(shù)增強(qiáng)型的移動(dòng)寬帶eMBB這種應(yīng)用場(chǎng)景下，智能終端用戶上網(wǎng)峰值速率要達(dá)到10Gbps甚至20Gbps，為虛擬現(xiàn)實(shí)、無處不在的視頻直播和分享、隨時(shí)隨地的云接入等大帶寬應(yīng)用提供支持。大連接物聯(lián)網(wǎng)mMTC這種場(chǎng)景下，5G網(wǎng)絡(luò)需要支撐100萬/平方公里規(guī)模的人和物的連接。低時(shí)延、超可靠通信uRLLC這種場(chǎng)景要求5G網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延達(dá)到1毫秒，為智能制造、遠(yuǎn)程機(jī)械控制、輔助駕駛和自動(dòng)駕駛等低時(shí)延業(yè)務(wù)提供強(qiáng)有力的支持。1.1認(rèn)識(shí)移動(dòng)通信1《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.1.3

我國(guó)移動(dòng)通信的發(fā)展?fàn)顩r我國(guó)的移動(dòng)通信雖然起步比較晚，但是發(fā)展很快。我國(guó)移動(dòng)通信發(fā)展史上幾個(gè)標(biāo)志性的事件如下：1987年11月18日第一個(gè)TACS模擬蜂窩移動(dòng)電話系統(tǒng)在廣東省建成并投入商用。1994年3月26日郵電部移動(dòng)通信局成立。1994年12月底廣東首先開通了GSM數(shù)字移動(dòng)電話網(wǎng)。1995年4月中國(guó)移動(dòng)在全國(guó)15個(gè)省市也相繼建網(wǎng)，GSM數(shù)字移動(dòng)電話網(wǎng)正式開通。2001年7月9日中國(guó)移動(dòng)通信GPRS(2.5G)系統(tǒng)投入試商用。2002年5月17日中國(guó)移動(dòng)通信GPRS業(yè)務(wù)正式投入商用。2002年10月1日中國(guó)移動(dòng)通信彩信(MMS)業(yè)務(wù)正式商用。2003年7月我國(guó)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和用戶總量均居世界第一，手機(jī)產(chǎn)量約占全球的1/3，已成為名副其實(shí)的手機(jī)生產(chǎn)大國(guó)。2009年4月1日，中國(guó)移動(dòng)TD-SCDMA業(yè)務(wù)正式商用；正式進(jìn)入3G時(shí)代。2013年12月，中國(guó)移動(dòng)4G業(yè)務(wù)覆蓋廣泛，正式宣布進(jìn)入4時(shí)代。2017年11月下旬中國(guó)工信部發(fā)布通知，正式啟動(dòng)5G技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)第三階段工作，并力爭(zhēng)于2018年年底前實(shí)現(xiàn)第三階段試驗(yàn)基本目標(biāo)。2018年2月27日，華為在MWC2018大展上發(fā)布了首款3GPP標(biāo)準(zhǔn)5G商用芯片巴龍5G01和5G商用終端，支持全球主流5G頻段，包括Sub6GHz(低頻)、mmWave(高頻)，理論上可實(shí)現(xiàn)最高2.3Gbps的數(shù)據(jù)下載速率。1.1認(rèn)識(shí)移動(dòng)通信《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.1.4無線電頻譜管理與使用劃分移動(dòng)通信的工作頻段時(shí)主要考慮以下幾個(gè)因素：（1）電波傳播特性，天線尺寸；（2）環(huán)境噪聲和干擾的影響；（3）服務(wù)區(qū)范圍、地形和障礙物尺寸以及對(duì)建筑物的穿透特性；（4）設(shè)備小型化。1.1認(rèn)識(shí)移動(dòng)通信受電波傳播特性的限制，大家所熟知的蜂窩移動(dòng)通信業(yè)務(wù)一般只能工作在3GHz以下。我國(guó)無線電管理委員會(huì)分配給數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻率如表1-2所示。運(yùn)營(yíng)商上行頻率

（MHz）下行頻率

（MHz）頻寬

（MHz）制式中國(guó)移動(dòng)885-909930-95424GSM9002G1710-17351805-183025DCS18002G2010-20252010-202515TD-SCDMA3G1880-19201880-192040（F）4G2320-23702320-237050TDD-LTE(E)2575-26352575-263560(D)中國(guó)聯(lián)通909-915954-9606GSM9002G1735-17551830-185020DCS18002G1940-19702130-216030WCDMA3G1755-17651850-186010FDD-LTE4G2300-23202300-232020TDD-LTE4G2555-25752555-257520中國(guó)電信821-835866-88014CDMA2G1920-19352110-212515cdma20003G1765-17801860-187515FDD-LTE4G2370-23902370-239020TDD-LTE4G2635-26552635-265520《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》移動(dòng)通信系統(tǒng)一般由移動(dòng)臺(tái)（MS）、基站（BS）、移動(dòng)交換中心（MSC）及與公用交換電話網(wǎng)（PSTN）相連的中繼線等單元組成，圖1-6給出了組成一個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)的最基本的結(jié)構(gòu)。1.2移動(dòng)通信主要特點(diǎn)和分類圖1-6移動(dòng)通信系統(tǒng)組成《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》名

稱定

義移動(dòng)臺(tái)（MS）移動(dòng)通信系統(tǒng)中所使用的終端，可以是便攜式手持設(shè)備，也可以是安裝在移動(dòng)車輛上的設(shè)備，具有收、發(fā)信機(jī)和天饋線設(shè)備?；荆˙S）指在一定的無線電覆蓋區(qū)中，通過移動(dòng)通信交換中心，與移動(dòng)電話終端之間進(jìn)行信息傳遞的無線電收發(fā)電臺(tái)。設(shè)有收、發(fā)信機(jī)和架在塔上的發(fā)射、接收天線等設(shè)備。移動(dòng)交換中心（MSC）是在大范圍服務(wù)區(qū)中協(xié)調(diào)通信的交換中心，在移動(dòng)通信中，MSC將基站和移動(dòng)臺(tái)連到公用交換電話網(wǎng)上，也稱為移動(dòng)電話交換局。無線小區(qū)每個(gè)基站所覆蓋范圍的小塊地理區(qū)域，其大小主要由發(fā)射功率和基站天線的高度決定。中繼線連接用戶交換機(jī)、集團(tuán)電話(含具有交換功能的電話連接器)、無線尋呼臺(tái)、移動(dòng)電話交換機(jī)等與市話交換機(jī)的電話線路。1.2移動(dòng)通信主要特點(diǎn)和分類各單元的定義如右表1-3所示?！兑苿?dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.2移動(dòng)通信主要特點(diǎn)和分類1.2.1

移動(dòng)通信的主要特點(diǎn)1.具有多徑衰落現(xiàn)象圖1-7

電波的多徑傳播在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，無線的電波傳播因受到高大建筑物的反射、繞射以及電離層的散射，造成移動(dòng)臺(tái)所收到的信號(hào)是從多路徑來的電波的疊加，將這種現(xiàn)象稱為多徑效應(yīng)。其原理如圖1-7所示。《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.2移動(dòng)通信主要特點(diǎn)和分類1.2.1

移動(dòng)通信的主要特點(diǎn)2.強(qiáng)干擾條件下工作移動(dòng)通信的質(zhì)量不僅取決于設(shè)備本身的性能，而且與外界的干擾和噪聲有關(guān)。由于移動(dòng)臺(tái)經(jīng)常處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中，外界環(huán)境變化很大，移動(dòng)臺(tái)很可能進(jìn)入強(qiáng)干擾區(qū)進(jìn)行通信。另外，接收機(jī)附近的發(fā)射機(jī)對(duì)通信質(zhì)量的影響也很嚴(yán)重。歸納起來有互調(diào)干擾、鄰道干擾、同頻干擾、多址干擾以及“遠(yuǎn)近效應(yīng)”（近基站強(qiáng)信號(hào)會(huì)壓制遠(yuǎn)基站弱信號(hào)的現(xiàn)象）。因此，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的外界環(huán)境，不同的干擾形式，采取不同的抗干擾措施。3.具有多普勒效應(yīng)當(dāng)運(yùn)動(dòng)的物體達(dá)到一定速度時(shí)，固定點(diǎn)接收到的載波頻率將隨運(yùn)動(dòng)速度的不同產(chǎn)生不同的頻移，通常把這種現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)，如圖1-8示。其頻移值fd與移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度v、工作頻率f（或波長(zhǎng)λ）及電波到達(dá)角θ有關(guān)，即

圖1-8

多普勒頻移效應(yīng)《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.2移動(dòng)通信主要特點(diǎn)和分類1.2.1

移動(dòng)通信的主要特點(diǎn)4.具有跟蹤交換技術(shù)

由于移動(dòng)臺(tái)具有時(shí)常運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)可靠的通信，移動(dòng)通信系統(tǒng)必須采用跟蹤交換技術(shù)，如位置登記、頻道切換及漫游訪問等跟蹤交換技術(shù)。5.陰影效應(yīng)

當(dāng)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)入某些特點(diǎn)區(qū)域時(shí)，會(huì)因電波被吸收或被反射而接收不到信息，這一區(qū)域稱為陰影區(qū)（盲區(qū)）。在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、設(shè)置基站時(shí)必須給予充分的考慮。6.對(duì)設(shè)備要求嚴(yán)格

移動(dòng)通信的設(shè)備要求體積小、重量輕、省電、攜帶方便、操作簡(jiǎn)單、可靠耐用和維護(hù)方便，還應(yīng)保證在振動(dòng)、沖擊、高低溫環(huán)境變化等惡劣條件下能夠正常工作。《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.2移動(dòng)通信主要特點(diǎn)和分類1.2.2

移動(dòng)通信的分類移動(dòng)通信的分類有很多種，按照不同的方式有不同的分類方法：（1）按服務(wù)對(duì)象可分為公用移動(dòng)通信和專用移動(dòng)通信；（2）按用途和區(qū)域可分為海上、空中和陸地衛(wèi)星移動(dòng)系統(tǒng)；（3）按多址方式可分為頻分多址（FDMA）、時(shí)分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA）；（4）按工作方式可分為單工、半雙工和全雙工；（5）按覆蓋范圍可分為廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)；（6）按業(yè)務(wù)類型可分為電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)和綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)；（7）按信號(hào)形式可分為模擬網(wǎng)和數(shù)字網(wǎng)?！兑苿?dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.3移動(dòng)通信的工作方式1.3.1

單工方式

單工方式是指通信雙方電臺(tái)交替地進(jìn)行收信和發(fā)信，通常用于點(diǎn)到點(diǎn)通信，其原理如圖1-9所示。根據(jù)收、發(fā)頻率的異同，單工又可分為同頻單工和異頻單工。圖1-9

單工方式

（1）同頻單工

同頻是指通信的雙方使用相同的頻率f1進(jìn)行發(fā)送和接收，單工是指通信雙方的操作采用“按—講”方式。平時(shí)雙方的收發(fā)信機(jī)均處于守聽狀態(tài)。若A、B雙方的其中一方A需要發(fā)話時(shí)，則按下A方的“按—講”開關(guān)，這時(shí)關(guān)閉了A方的接收機(jī)，打開了發(fā)射機(jī)。由于B方一直處于守聽狀態(tài)，則可實(shí)現(xiàn)A到B的通話。反之，也能實(shí)現(xiàn)由B到A的通話。在這種方式中，同一電臺(tái)的發(fā)射和接收是交替工作的，收發(fā)信機(jī)使用同一副天線。《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.3移動(dòng)通信的工作方式1.3.1

單工方式

單工方式是指通信雙方電臺(tái)交替地進(jìn)行收信和發(fā)信，通常用于點(diǎn)到點(diǎn)通信，其原理如圖1-9所示。根據(jù)收、發(fā)頻率的異同，單工又可分為同頻單工和異頻單工。圖1-9

單工方式

（2）異頻單工異頻單工是指通信的雙方均使用兩個(gè)不同的頻率f1和f2分別進(jìn)行發(fā)送和接收，而操作上仍采用“按—講”方式。如A方用頻率f1發(fā)射，B方也用頻率f1接收；而B方用頻率f2發(fā)射，A方也用頻率f2接收，這樣就可實(shí)現(xiàn)雙方通話。由于收發(fā)采用不同的頻率，同一部電臺(tái)的收發(fā)信機(jī)可以交替工作，也可以同時(shí)工作，只用“按—講”開關(guān)來控制發(fā)射?！兑苿?dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.3移動(dòng)通信的工作方式1.3.2

全雙工方式

全雙工通信是指通信雙方收發(fā)信機(jī)均可同時(shí)工作，在任一方發(fā)話的同時(shí)，也能收到對(duì)方的話音，無需“按—講”開關(guān)，類同于平時(shí)打市話，使用自然，操作方便。其原理如圖1-10所示。圖1-10雙工方式

采用該方式通信時(shí)，不論是否發(fā)話，發(fā)射機(jī)總是工作的，故電能消耗大。這對(duì)以電池為能源的移動(dòng)臺(tái)是很不利的。為緩解這個(gè)問題，在某些系統(tǒng)中，移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射機(jī)僅在發(fā)話時(shí)才工作，而移動(dòng)臺(tái)接收機(jī)總是工作的，通常稱這種系統(tǒng)為準(zhǔn)雙工系統(tǒng)，它可以和雙工系統(tǒng)兼容。日前，這種工作方式在移動(dòng)通信系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用?！兑苿?dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.4移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)1.4.1

多址技術(shù)

多址技術(shù)是指射頻信道的復(fù)用技術(shù)，其目標(biāo)在于解決多個(gè)用戶如何共享公共通信資源，對(duì)于不同的移動(dòng)臺(tái)和基站發(fā)出的信號(hào)賦予不同的特征，使基站能從眾多的移動(dòng)臺(tái)發(fā)出的信號(hào)中區(qū)分出是哪個(gè)移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)，移動(dòng)臺(tái)也能識(shí)別基站發(fā)出的信號(hào)中哪一個(gè)是發(fā)給自己的。信號(hào)特征的差異可表現(xiàn)在某些特征上，如工作頻率、出現(xiàn)時(shí)間、編碼序列等，多址技術(shù)直接關(guān)系到蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的容量。通過不同資源的不同分割方式，蜂窩移動(dòng)系統(tǒng)中常用的多址方式有頻分多址（FDMA）、時(shí)分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）和空分多址（SDMA）。FDMA把可以使用的總頻段劃分成為若干個(gè)占用較小帶寬的等間隔的頻道，這些頻道在頻域上互不重疊，每個(gè)頻道就是一個(gè)通信信道，分配給一個(gè)用戶。其寬度能傳輸一路話音或數(shù)據(jù)信息，而在相鄰頻道之間無明顯的串?dāng)_。1.頻分多址（FDMA）《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.4移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)1.4.1

多址技術(shù)1.頻分多址（FDMA）圖1-12FDMA頻道劃分示意圖圖1-13FDMA通信系統(tǒng)工作示意圖《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.4移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)1.4.1

多址技術(shù)1.頻分多址（FDMA）FDMA多址方式有如下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）單路單載頻。每個(gè)頻道一對(duì)頻率，只可傳送一路語音，頻率利用率低，系統(tǒng)容量有限。（2）信息連續(xù)傳輸。系統(tǒng)分配給移動(dòng)臺(tái)和基站一對(duì)FDMA信道，它們利用此頻道連續(xù)傳輸信號(hào)，直到通話結(jié)束，信道收回。（3）需要周密的頻率計(jì)劃，頻率分配工作復(fù)雜。（4）基站有多部不同頻率的收發(fā)信機(jī)同時(shí)工作，基站的硬件配置取決于頻率計(jì)劃和頻道配置。（5）技術(shù)成熟，設(shè)備簡(jiǎn)單；但頻率利用率低，系統(tǒng)容量小。（6）單純的FDMA只能用于模擬蜂窩系統(tǒng)中?！兑苿?dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.4移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)1.4.1

多址技術(shù)2.時(shí)分多址（FDMA）圖1-15

TDMA系統(tǒng)工作示意圖

在時(shí)分多址系統(tǒng)中，把時(shí)間分成周期性的幀，每一幀再分割成若干時(shí)隙（幀或時(shí)隙互不重疊），每一個(gè)時(shí)隙就是一個(gè)通信信道，然后根據(jù)一定的時(shí)隙分配原則，使各個(gè)移動(dòng)臺(tái)在每幀內(nèi)只能按指定的時(shí)隙向基站發(fā)送信號(hào)。在滿足定時(shí)和同步的條件下，基站可以分別在各時(shí)隙中接收到各移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)而不發(fā)生干擾。同時(shí)基站發(fā)向多個(gè)移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)都按順序安排在預(yù)定的時(shí)隙中傳輸，各移動(dòng)臺(tái)只要在指定的時(shí)隙內(nèi)接收就能在合路的信號(hào)中把發(fā)給自己的信號(hào)區(qū)分出來。《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.4移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)1.4.1

多址技術(shù)TDMA多址方式有如下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）每載頻多路信道。TDMA系統(tǒng)在每一頻率上產(chǎn)生多個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙就是一個(gè)信道，在基站控制分配下，可為任意一移動(dòng)用戶提供電話或非話業(yè)務(wù)。（2）利用突發(fā)脈沖序列傳輸。移動(dòng)臺(tái)信號(hào)功率的發(fā)射是不連續(xù)的，只是在規(guī)定的時(shí)隙內(nèi)發(fā)射脈沖序列。（3）傳輸速率高，自適應(yīng)均衡。每載頻含有時(shí)隙多，則頻率間隔寬，傳輸速率高，但數(shù)字傳輸帶來了時(shí)間色散，使時(shí)延擴(kuò)展加大，故必須采用自適應(yīng)均衡技術(shù)。（4）傳輸開銷大。由于TDMA分成時(shí)隙傳輸，使得收信機(jī)在每一突發(fā)脈沖序列上都得重新獲得同步。為了把一個(gè)時(shí)隙和另一個(gè)時(shí)隙分開，保護(hù)時(shí)間也是必須的。（5）對(duì)于新技術(shù)是開放的。例如當(dāng)話音編碼算法的改進(jìn)而降低比特速率時(shí)，TDMA系統(tǒng)的信道很容易重新配置以接納新技術(shù)。（6）共享設(shè)備的成本低。由于每個(gè)載頻為多個(gè)客戶提供服務(wù)，所以TDMA系統(tǒng)共享設(shè)備的每客戶平均成本與FDMA系統(tǒng)相比是大大降低了。（7）移動(dòng)臺(tái)設(shè)計(jì)較復(fù)雜。它比FDMA系統(tǒng)移動(dòng)臺(tái)完成更多的功能，需要復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處理。2.時(shí)分多址（FDMA）《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.4移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)1.4.1

多址技術(shù)3.碼分多址（FDMA）

在碼分多址CDMA通信系統(tǒng)中，不同用戶傳輸信息所用的信號(hào)不是靠頻率不同或時(shí)隙不同來區(qū)分的，而是用不同的碼型（也稱為地址碼）來區(qū)分，系統(tǒng)中所使用的地址碼必須相互（準(zhǔn)）正交，以區(qū)別地址。在該方式中，碼型即為信道。如果從頻域或時(shí)域來觀察，多個(gè)CDMA信道是互相重疊的。接收機(jī)用相關(guān)器可以在多個(gè)CDMA信號(hào)中選出其中使用預(yù)定碼型的信號(hào)，而其它使用不同碼型的信號(hào)不被解調(diào)。圖1-15

CDMA工作示意圖《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.4移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)1.4.1

多址技術(shù)3.碼分多址（CDMA）CDMA多址方式有如下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）系統(tǒng)具有軟容量，能實(shí)現(xiàn)多媒體通信。（2）語音質(zhì)量高，抗干擾能力強(qiáng)。

（3）無需防護(hù)間隔。（4）實(shí)現(xiàn)低功耗。

（5）建網(wǎng)成本下降?！兑苿?dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.4移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)1.4.1

多址技術(shù)4.空分多址（FDMA）

空分多址利用無線電波束在空間的不重疊分割構(gòu)成不同的信道，將這些空間信道分配給不同地址的用戶使用，空間波束與用戶具有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，依波束的空間位置區(qū)分來自不同地址的用戶信號(hào)，從而完成的多址連接。在移動(dòng)通信中，能實(shí)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。。圖1-16SDMA工作示意圖《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.4移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)1.4.1

多址技術(shù)SDMA使用定向波束天線來服務(wù)于不同的用戶。相同的頻率或不同的頻率用來服務(wù)于被天線波束覆蓋的這些不同區(qū)域。扇形天線可被看作是SDMA的一個(gè)基本方式。在極限情況下，自適應(yīng)陣列天線具有極小的波束和極快的跟蹤速度，它可以實(shí)現(xiàn)最佳的SDMA。將來有可能使用自適應(yīng)天線，迅速地引導(dǎo)能量沿用戶方向發(fā)送，這種天線最適合于TDMA和CDMA。4.空分多址（FDMA）《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.4移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)1.4.2語音編碼及信道編碼技術(shù)語音編碼技術(shù)通常分為三類：波形編碼、參量編碼和混合編碼。（1）波形編碼

波形編碼是將隨時(shí)間變化的信號(hào)直接變換為數(shù)字代碼，盡量使重建的語音波形保持原語音信號(hào)的波形形狀。其基本原理是對(duì)模擬語音波形信號(hào)進(jìn)行抽樣、量化編碼而形成的數(shù)字語音信號(hào)。解碼是與其相反的過程，將收到的數(shù)字序列經(jīng)過解碼和濾波恢復(fù)成模擬信號(hào)。（2）參量編碼參量編碼是基于人類語言的發(fā)聲機(jī)理，找出表征語音的特征參量，對(duì)特征參量進(jìn)行編碼的一種方法，因此也稱為聲碼器編碼。參量編碼僅傳送反映語音波形的主要變化參量，在接收端，根據(jù)所接收的語音特征信息參量，恢復(fù)出原來的語音。參量編碼由于只傳送話音的特征參量，可實(shí)現(xiàn)低速率的話音編碼，其編碼速率一般在1.2~4.8kbps。線性預(yù)測(cè)編碼（LPC）及其變形均屬于參量編碼。參量編碼的語音可懂度較好，但有明顯的失真，不能滿足商用語音通信的要求。（3）混合編碼

混合編碼是基于參量編碼和波形編碼發(fā)展的一類新的編碼技術(shù)，它將波形編碼和參量編碼結(jié)合起來，力圖保持波形編碼語音的高質(zhì)量與參量編碼的低速率。在混合編碼信號(hào)中，既包括若干語音特征參量也包括部分波形編碼信息。其比特率一般在4~16kbps，語音質(zhì)量可達(dá)到商用語音通信的要求。因此，混合編碼技術(shù)在數(shù)字移動(dòng)通信中得到了廣泛的應(yīng)用。1.語音編碼技術(shù)《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.4移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)1.4.2語音編碼及信道編碼技術(shù)

信道編碼實(shí)際上是一種差錯(cuò)控制編碼，其基本思想是在發(fā)送端給被傳輸?shù)男畔⒏缴弦恍┍O(jiān)督碼元，這些多余的碼元與信息碼元之間以某種確定的規(guī)則相互制約。接收端按照既定的規(guī)則校驗(yàn)信息碼元與監(jiān)督碼元之間的關(guān)系，一旦傳輸發(fā)生差錯(cuò)，則信息碼元與監(jiān)督碼元之間的關(guān)系受到破壞，從而接收端可以發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并且能夠糾正錯(cuò)誤。

差錯(cuò)控制編碼主要有兩種：分組編碼和卷積編碼。

分組編碼是按照代數(shù)規(guī)律構(gòu)造的，故又稱為代數(shù)編碼。編碼原理框圖見圖1-17。將k個(gè)信息比特編成n個(gè)比特的碼組，每個(gè)碼組的r=n-k個(gè)監(jiān)督碼元僅與本碼組的k個(gè)信息位有關(guān)，而與其他碼組無關(guān)，一般可用（n，k）表示。n為碼長(zhǎng)，k表示信息位數(shù)目，R=k/n為分組碼的編碼效率。2.信道編碼技術(shù)圖1-17分組編碼《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.4移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)1.4.2語音編碼及信道編碼技術(shù)

卷積編碼也是將k個(gè)比特編成n個(gè)比特的碼組，但k和n通常很小，適合以串行形式進(jìn)行傳輸，時(shí)延小。與分組碼不同，卷積碼是一種有記憶的編碼，它是以其編碼規(guī)則遵循卷積運(yùn)算而得名。卷積編碼可記為（n,k,m）碼，其中k表示輸入信息的碼元數(shù)，n表示輸出碼元數(shù)，而m表示編碼中寄存器的節(jié)數(shù)。

卷積編碼后的n個(gè)碼元不僅與當(dāng)前的k個(gè)信息為有關(guān)，而且還與前面的m段信息有關(guān)。或者說，各碼段內(nèi)的監(jiān)督碼元不僅對(duì)本碼段而且對(duì)前面m段內(nèi)的信息元起監(jiān)督作用。N=m+1為編碼約束度，表示相互約束的碼段個(gè)數(shù)；nN為編碼約束長(zhǎng)度，表示相互約束的碼元個(gè)數(shù)。R=k/n為編碼效率。2.信道編碼技術(shù)圖1-18

卷積編碼《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.4移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)1.4.3擴(kuò)頻技術(shù)

擴(kuò)展頻譜（SS，SpreadSpectrum）通信簡(jiǎn)稱為擴(kuò)頻通信。擴(kuò)頻通信是一種信息傳輸方式，在發(fā)送端采用擴(kuò)頻碼調(diào)制，使信號(hào)所占有的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信息必需的最小帶寬。在接收端則用同樣的碼進(jìn)行相關(guān)同步接收、解擴(kuò)及恢復(fù)所傳信息數(shù)據(jù)。1.

擴(kuò)頻基本概念圖1-19典型擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)框圖《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.4移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)1.4.3擴(kuò)頻技術(shù)

擴(kuò)頻通信的理論基礎(chǔ)是基于信息論中著名的香農(nóng)公式。香農(nóng)（Shannon）在其信息論中得出了帶寬與信噪比互換的關(guān)系。式中，C為信道容量（信息的傳輸速率），單位為bps；B為信號(hào)頻帶寬度，單位為Hz；S為信號(hào)平均功率，單位為W；N為噪聲平均功率，單位為W。

由香農(nóng)公式可知，為了提高信息的傳輸速率C，可以從兩種途徑實(shí)現(xiàn)，即加大帶寬B或提高信噪比S/N。換句話說，當(dāng)信號(hào)的傳輸速率C一定時(shí)，信號(hào)帶寬B和信噪比S/N是可以互換的，即增加信號(hào)帶寬可以降低對(duì)信噪比的要求，當(dāng)帶寬增加到一定程度，允許信噪比進(jìn)一步降低，有用信號(hào)功率接近噪聲功率甚至淹沒在噪聲之下也是可能的。擴(kuò)頻通信就是用寬帶傳輸技術(shù)來換取信噪比上的好處，這就是擴(kuò)頻通信的基本思想和理論依據(jù)。2.擴(kuò)頻通信系統(tǒng)理論基礎(chǔ)《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.4移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)1.4.3擴(kuò)頻技術(shù)

在發(fā)端輸入的信號(hào)經(jīng)信息調(diào)制形成數(shù)字信號(hào)，然后用一個(gè)帶寬比信息帶寬寬的多的偽隨機(jī)碼（PN碼，也即擴(kuò)頻碼）對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，即擴(kuò)頻調(diào)制；展寬以后的信號(hào)再對(duì)載頻進(jìn)行調(diào)制（如PSK、QPSK、OQPSK等），通過射頻功率放大送到天線發(fā)射出去。在收端，從接收天線上收到的寬帶射頻信號(hào)，經(jīng)過輸入電路、高頻放大器后送入變頻器，下變頻至中頻，然后由本地產(chǎn)生的與發(fā)端完全相同的擴(kuò)頻碼序列去解擴(kuò)。最后經(jīng)信息解調(diào)，恢復(fù)成原始信息輸出。3.擴(kuò)頻通信系統(tǒng)工作原理圖1-20擴(kuò)頻通信系統(tǒng)原理框圖《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.4移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)1.4.3擴(kuò)頻技術(shù)

信息數(shù)據(jù)經(jīng)過信息調(diào)制后，輸出的是窄帶信號(hào)，其頻譜如圖1-21（a）所示；經(jīng)過擴(kuò)頻調(diào)制后頻譜展寬如圖1-21（b）所示，其中Rc>>Ri；在接收機(jī)的輸入信號(hào)中加有干擾信號(hào)，頻譜如圖1-21（c）所示；經(jīng)過解擴(kuò)后有用信號(hào)頻譜變窄恢復(fù)出原始信號(hào)帶寬，而干擾信號(hào)頻譜變寬，如圖1-21（d）所示；再經(jīng)過窄帶濾波，有用信號(hào)帶外干擾信號(hào)被濾除，如圖1-21（e）所示，從而降低了干擾信號(hào)的強(qiáng)度，改善了信噪比。3.擴(kuò)頻通信系統(tǒng)工作原理《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.4移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)1.4.3擴(kuò)頻技術(shù)（1）易于同頻使用，提高了無線頻譜利用率。（2）抗干擾性強(qiáng)，誤碼率低。（3）可以實(shí)現(xiàn)碼分多址,并提高頻率利用率。（4）保密性好。（5）抗多徑干擾。4.擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的主要特點(diǎn)5.擴(kuò)頻通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo)擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)有兩個(gè)：處理增益Gp和干擾容限Mj。一般把擴(kuò)頻信號(hào)帶寬B與信息帶寬Bm之比稱為處理增益Gp,工程上常以分貝（dB）來表示。干擾容限Mj和處理增益Gp成正比，擴(kuò)頻處理增益提高后，干擾容限大大提高，甚至信號(hào)在一定的噪聲湮沒下也能正常通信。?！兑苿?dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.4移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)1.4.3擴(kuò)頻技術(shù)按照擴(kuò)展頻譜的方式不同目前的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)可分為直接序列擴(kuò)頻（DS）、跳頻（FH）、跳時(shí)（TH）以及混合方式（上述幾種方式的組合）。（1）直接序列擴(kuò)頻（DirectSequenceSpreadSpectrum），簡(jiǎn)稱直擴(kuò)方式。（2）跳頻(FH－FrequencyHopping)。所謂跳頻，比較確切的意思是：用一定碼序列進(jìn)行選擇的多頻率頻移鍵控。也就是說，用擴(kuò)頻碼序列去進(jìn)行頻移鍵控調(diào)制，使載波頻率不斷地跳變，所以稱為跳頻。6.擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的分類及實(shí)現(xiàn)《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.4移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)1.4.3擴(kuò)頻技術(shù)（3）跳變時(shí)間(TimeHopping)工作方式，簡(jiǎn)稱跳時(shí)(TH)方式。與跳頻相似，跳時(shí)是使發(fā)射信號(hào)在時(shí)間軸上跳變。首先把時(shí)間軸分成許多時(shí)片。在一幀內(nèi)哪個(gè)時(shí)片發(fā)射信號(hào)由擴(kuò)頻碼序列去進(jìn)行控制。（4）混合方式。在上述幾種基本的擴(kuò)頻方式的基礎(chǔ)上，可以組合起來，構(gòu)成各種混合方式。例如DS/FH、DS/TH、DS/FH/TH等等。6.擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的分類及實(shí)現(xiàn)《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.4移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)1.4.4均衡與分集接收技術(shù)均衡技術(shù)就是用來克服信道中碼間干擾的一種技術(shù)。分集技術(shù)就是研究如何利用多徑信號(hào)來改善系統(tǒng)的性能。1.均衡技術(shù)

均衡分為頻域均衡和時(shí)域均衡兩類。所謂頻域均衡，就是使包括均衡器在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)的總傳輸函數(shù)滿足無失真?zhèn)鬏數(shù)臈l件。而時(shí)域均衡是直接從時(shí)間響應(yīng)的角度去考慮，使均衡器與實(shí)際傳輸系統(tǒng)總和的沖擊響應(yīng)接近無碼間干擾的條件。頻域均衡比較直觀且易于理解，常用于模擬通信系統(tǒng)中，而數(shù)字通信系統(tǒng)中常用的是時(shí)域均衡?！兑苿?dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.4移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)1.4.4均衡與分集接收技術(shù)均衡技術(shù)就是用來克服信道中碼間干擾的一種技術(shù)。分集接收技術(shù)就是研究如何利用多徑信號(hào)來改善系統(tǒng)的性能。2.分集接收技術(shù)（1）分集技術(shù)的概念

所謂分集接收是指接收端對(duì)它收到的多個(gè)衰落特性互相獨(dú)立（攜帶同一個(gè)信息數(shù)據(jù)流）的信號(hào)進(jìn)行特定的處理，以降低信號(hào)電平起伏的方法。分集有兩重含義：一是分散傳輸，使接收端能獲得多個(gè)統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的、攜帶同一信息的衰落信號(hào)；二是集中處理，即接收機(jī)把收到的多個(gè)統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的衰落信號(hào)進(jìn)行合并，以降低衰落的影響。（2）常用的分集技術(shù)①

時(shí)間分集：即發(fā)射機(jī)將給定的信號(hào)在時(shí)間上相隔一定時(shí)間重復(fù)傳輸M次，只要時(shí)間間隔大于相干時(shí)間，接收機(jī)就可以得到M條獨(dú)立的分集支路，接收機(jī)再將這一重復(fù)收到的多路同一信號(hào)進(jìn)行合并，就能減小衰落的影響。②頻率分集：由于頻率間隔大于相關(guān)帶寬的兩個(gè)信號(hào)所遭受的衰落可以認(rèn)為是不相關(guān)的，因此用兩個(gè)以上不同的頻率傳輸同一信息，以實(shí)現(xiàn)頻率分集。③空間分集：空間分集是利用場(chǎng)強(qiáng)隨空間的隨機(jī)變化實(shí)現(xiàn)的。在移動(dòng)通信中，空間的任何變化都可能引發(fā)場(chǎng)強(qiáng)的變化。一般兩副天線間的間距越大，多徑傳播的差異也越大，接收?qǐng)鰪?qiáng)的相關(guān)性就越小，因此衰落也就很難同時(shí)發(fā)生。換句話說，利用兩副天線的空間間隔可以使接收信號(hào)的衰落降低到最小。④極化分集：移動(dòng)環(huán)境下，2個(gè)在同一地點(diǎn)，極化方向相互正交的天線發(fā)出的信號(hào)具有不相關(guān)的特性。利用這一點(diǎn)，在發(fā)端同一地點(diǎn)分別裝上垂直極化天線和水平極化天線，就可得到2路衰落特性互不相關(guān)的信號(hào)。《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.4移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)1.4.4均衡與分集接收技術(shù)均衡技術(shù)就是用來克服信道中碼間干擾的一種技術(shù)。分集接收技術(shù)就是研究如何利用多徑信號(hào)來改善系統(tǒng)的性能。2.分集接收技術(shù)（3）分集合并方式接收端收到M（M>2）個(gè)分集信號(hào)后，如何利用這些信號(hào)以減小衰落的影響，這就是合并問題。一般使用線性合并器，把輸入的M個(gè)獨(dú)立的衰落信號(hào)相加后合并輸出。式中，ak為第k個(gè)信號(hào)的加權(quán)系數(shù)。選擇不同的加權(quán)系數(shù)，就可以構(gòu)成不同的合并方式，常用的合并方式有如下3種。

①選擇式合并

②最大比值合并③等增益合并《移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.4移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)1.4.5移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)1.組網(wǎng)制式根據(jù)服務(wù)區(qū)覆蓋方式的不同，可將移動(dòng)通信網(wǎng)分為大區(qū)制和小區(qū)制。（1）大區(qū)制移動(dòng)通信網(wǎng)

小區(qū)制就是把整個(gè)服務(wù)區(qū)域劃分為若干個(gè)無線小區(qū)，每個(gè)無線小區(qū)中分別設(shè)置一個(gè)基站，負(fù)責(zé)本小區(qū)移動(dòng)通信的聯(lián)絡(luò)和控制。同時(shí)還要在幾個(gè)小區(qū)間設(shè)置移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（MSC）。移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心統(tǒng)一控制各小區(qū)之間用戶的通信接續(xù)，以及移動(dòng)用戶與市話網(wǎng)的聯(lián)系。

采用小區(qū)制最大的優(yōu)點(diǎn)是有效地解決了頻道數(shù)量有限和用戶數(shù)增大之間的矛盾。其次是由于基站功率減小，也使相互之間的干擾減小了。所以公用移動(dòng)電話網(wǎng)均采用這種體制。在這種體制中，從一個(gè)小區(qū)到另一個(gè)小區(qū)通話，移動(dòng)臺(tái)需要經(jīng)常更換工作頻道，這樣對(duì)控制交換功能的要求提高了，加上基站的數(shù)目增多，建網(wǎng)的成本增加，所以小區(qū)范圍不宜過小，要綜合考慮而定?！兑苿?dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用》1.4移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)1.4.