無線通信技術(shù)重要知識點(院校合作版)

1、無線通信技術(shù)基礎(chǔ)知識點總結(jié)第1章電磁場和電磁波1.電磁場的概念靜電場/靜磁場：電場磁場不隨時間變化，但在不同空間位置可以有不同的 值。時諧電磁場：電場隨時間的變化的正弦函數(shù)， 但在不同的空間位置可以有不 同的幅度和相位。時變電磁場：在空間某點的電磁場隨時間的變化時普通的時間函數(shù)，如果變換到頻域，其頻譜包涵各種頻率分量。2電磁波的概念電磁波：磁場的變化要產(chǎn)生電場，而且電場的變化也要產(chǎn)生磁場。時變電磁 場在這種相互作用下，產(chǎn)生電磁輻射，即為“電磁波”。電磁波的傳輸：電磁波不需要依靠介質(zhì)傳送，這一點非常重要！各種電磁波 在真空中的傳輸速度是固定的（光速，3X 108米/秒）。光波本身就是電磁波， 無

2、線電波也具有和光波同樣的特性，比如當(dāng)它通過不同介質(zhì)時，也會發(fā)生折射、 反射、繞射、散射和吸收等現(xiàn)象。電磁波為橫波，電磁波的磁場、電場及其傳輸 方向三者互相垂直。電磁波的傳播有沿地面?zhèn)鞑サ牡孛娌ǎ?還有從空中傳播的空 問波。波長越長的地面波，其衰減也越少。電磁波的波長越長也越容易繞過障礙 物繼續(xù)傳播。中波或短波等空中電波則是靠圍繞地球的電離層與地面的反復(fù)反射 而傳播（電離層在距離地面 50400公里之間）。趨膚效應(yīng)：射頻信號不是存在于導(dǎo)體中就是以波的形式存在于自由空間中。 當(dāng)射頻信號存在于導(dǎo)體中時，它只是存在于導(dǎo)體的表面。如果將射頻信號放在一 個球形的實心導(dǎo)體上，那么它只出現(xiàn)在該導(dǎo)體的表面， 不

3、會進入導(dǎo)體內(nèi)部，如果 可以將一個檢測儀器放在球里面，它將檢測不到射頻信號的存在。射頻信號所呈 現(xiàn)的這種現(xiàn)象稱為“趨膚效應(yīng)”。發(fā)射機：把要傳送的信號對載波進行調(diào)制，經(jīng)功放放大，再送到大饋線。接收機：把收下來的射頻載波信號先進行低噪聲放大，經(jīng)變頻、中放、解調(diào) 出原始信號。自由空間傳播損耗：電磁波在視距的空間傳輸?shù)倪^程中，接收機接收的信號 功率僅僅是發(fā)射機輻射功率的其中一部分，大部分能量都向其它方向擴散了，在 自由空間中電波得擴散衰耗稱之為自由空間傳播損耗。其計算公式如下：L0 =-27.5 201g(fMHz) 201g(dm)其中：f為頻率，單位為 MHz; d為距離，單位為米無線電磁波的傳播形

4、式：多普勒頻移：當(dāng)發(fā)射源與接收體之間存在相對運動時，接收體接收的發(fā)射 源發(fā)射信息的頻率與發(fā)射源發(fā)射信息頻率不相同，這種現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)，接收頻率與發(fā)射頻率之差稱為多普勒頻移?？焖ヂ洌捍罅總鞑ヂ窂降拇嬖诰彤a(chǎn)生了所謂的多徑現(xiàn)象，合成波的幅度和 相位隨移動臺的運動產(chǎn)生很大的起伏變化，通常把這種現(xiàn)象稱為多徑衰落或快衰 落，多徑衰落在性質(zhì)上屬于一種快速變化。慢衰落：移動臺接收的信號除瞬時值會出現(xiàn)快衰落外，其場強中值隨著地 區(qū)位置改變還會出現(xiàn)較慢的變化，這種變化稱為慢衰落。分集技術(shù)：是一種主要的抗衰落技術(shù)。要解決的問題是如何利用多徑信號來改善系統(tǒng)的性能，提高多徑衰落信道下傳輸?shù)目煽啃浴?通過兩條或兩條以

5、上途 徑傳輸同一信息。含義：一是分散傳輸；二是集中合并處理；分為發(fā)送分集和接收分集，或者宏分集和微分集。發(fā)送分集：指在不同的天線上發(fā)射包含同樣信息的信號（信號可能并不相 同），從而達到空間分集的效果。接收分集：用于接收端，通過兩個或多個接收天線來實現(xiàn)。宏分集：也稱為多基站分集，這是一種減少慢衰落影響的分集技術(shù)， 把多個 基站設(shè)置在不同的地理位置上和不同方向上，同時和小區(qū)的一個移動臺通信，移 動臺可以選用其中信號最好的一個基站進行通信。 在各個方向上的信號傳播不是 同時受到陰影效應(yīng)或地形的影響而出現(xiàn)嚴重的慢衰落，這種方法就能保證通信不 會中斷。微分集：是一種減少快衰落影響的分集技術(shù)， 在一個基站

6、實現(xiàn)分集。微分集 有五種：空間分集、極化分集、頻率分集、時間分集、隱分集（RAK或收）?？臻g分集：空間分集接收是在空間不同的垂直高度上設(shè)置幾副天線，同時接收一個發(fā)射天線的信號，然后合成或選擇其中一個強信號?？臻g分集接收是利用 多副接收天線來實現(xiàn)的。接收端天線之間的距離 d X/2 o極化分集：實際是空間分集的特殊情況，它是用同一頻率攜帶兩種不同極化 方式的信號來獲取增益。目前移動使用的雙極化天線就是極化分集天線，是把采用45正交極化陣子的兩副天線合成一副天線。優(yōu)點：節(jié)省安裝空間。頻率分集：采用兩個或兩個以上具有一定間隔的頻率同時發(fā)送和接收同一信 息，然后進行合成或選擇，以減輕衰落影響的工作方式

7、。兩信號的頻率間隔f=f2-f1越大，信號之間衰落的相關(guān)性越小。時間分集：將給定的信號在時間上相差一定的間隔重復(fù)傳輸N次，只要時間間隔滿足要求，就可以得到N條獨立的分集支路。隱分集（RAK或收）：將幅度明顯大于噪聲背景的多徑分量取出，通過延時 和相位校準，使它們在某一時刻對齊，并按一定的規(guī)則進行合并，變矢量合為代 數(shù)求和，能夠有效地利用多徑分量，提高多徑分集的效果。把原來是多徑干擾的 信號變成有用信號組合在一起，達到變害為利的目的。所有器件可歸為有源器件和無源器件。需要供電裝置才能正常工作的叫有源 器件，反之叫無源器件。一般情況下，信號能量經(jīng)過無源器件都會產(chǎn)生相應(yīng)的 衰 減，信號能量經(jīng)過有源器

8、件會產(chǎn)生相應(yīng)的 增益。分貝的使用:dBm + dB = dBmdBm - dB = dBmdBm - dBm = dBdBm + dBm不能直接數(shù)值計算，需先進行單位換算第2章無線通信系統(tǒng)1 .移動通信的工作頻段（1） GSM900頻段為：上行信道：890915MHz儂動臺發(fā)，基站收）；下行信道：935960MHz墓站發(fā)，移動臺收）。總帶寬（單向）：25 MHz雙工間隔：45 MHz（2） DCS 1800頻段為：上行信道：17101785MHz下行信道：18051880MHz總帶寬（單向）：75 MHz雙工間隔：95 MHz（3） IS-95（CDMA）工作頻段：上行信道：825 MHz83

9、5MHz下行信道：870MH 880MHz總帶寬（單向）：10 MHz雙工間隔：45 MHz（4） TD-SCDMA中國移動）的頻帶為：1880MHz -1920MHz 2010MHz-2025MHz 2300MHz-2400MH z 共 155MHz（5） WCDMA中國聯(lián)通）的頻帶是：1940MHz-1955MHzt行信道）2130MHz -2145MHz（下行信道）。總帶寬（單向）：15 MHz雙工間隔：190 MHz（6） CDMA2000（中國電信）的頻帶是：1920MHz -1935MHz化行信道）2110MHz -2125MHz(下行信道）；總帶寬(單向)：15 MHz雙工間隔：

10、190 MHz頻點：頻道序號，信道(或載頻)寬度的中心頻率(1) GSM90顏點序號：1124系統(tǒng)頻點序號與頻道標(biāo)稱中心頻率的關(guān)系基站發(fā)：f2 (n) =935.2+ ( n-1) X 0.2 MHz =f1 (n) +45 MHz基站收：f1 (n) =890.2+ (n-1) x 0.2 MHzn = 1 124(2) DCS180瞅點序號：512 885系統(tǒng)頻點序號與頻道標(biāo)稱中心頻率的關(guān)系基站發(fā)：f2 (n) =1805.2+ (n-512) X0.2 MHz =f1 (n) +95 MHz n = 512885(3) CDMAe有 7 個頻點：37、78、119、160、201、242

11、、283系統(tǒng)頻點序號與頻道標(biāo)稱中心頻率的關(guān)系上行：825+0.03 X n下行：870+0.03 X n基站收：f1 (n) =1710.2+ (n-512) X 0.2 MHz2 .移動通信的工作方式移動通信系統(tǒng)的工作方式可以分為單工方式、半雙工方式和全雙工方式。單工方式是指通信雙方在某一時刻只能處于一種工作狀態(tài)：或接收或發(fā)送， 而不能同時進行收發(fā)，通信雙方需要交替進行收信和發(fā)信。半雙工方式是指通信中有一方(常指基站)可以同時收發(fā)信息，而另一方(移 動臺)則以單工方式工作。全雙工方式是指通信雙方均可同時進行接收和發(fā)送信息。這種方式適用于 公用移動通信系統(tǒng)，是廣泛應(yīng)用的一種方式。有頻分雙工(F

12、DD和時分雙工(TDD 兩種模式。頻分雙工(FDD：利用兩個不同的頻率來區(qū)分收發(fā)信道。即對于發(fā)送和接收兩種信號，米用不同的頻率。時分雙工（TDD：利用同一頻率但兩個不同的時間段來區(qū)分收發(fā)信道。即對于發(fā)送和接收兩種信號，采用不同的時間。3 .移動通信系統(tǒng)的組成移動通信系統(tǒng)由二個子系統(tǒng)構(gòu)成：交換子系統(tǒng)（SS）、基站子系統(tǒng)（BSS、移動臺子系統(tǒng)（MS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖MSCt移動交換中心 HLRt歸屬位置寄存器 EIR：設(shè)備識別寄存器 OMC：操作醛護中心BSCt基站控制器 VLRS拜訪位置寄存器 SMCt短消息中心 MS：移動臺BTS：基站收發(fā)信臺AUC 一鑒權(quán)中心VMt語音隨箱第3章無線蜂窩技術(shù)1.移

13、動通信網(wǎng)覆蓋方式大區(qū)制：一個基站覆蓋整個服務(wù)區(qū)（如一個城市），并由它來負責(zé)本服務(wù)區(qū) 移動通信的聯(lián)絡(luò)和控制。大區(qū)制組網(wǎng)的優(yōu)點是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，投資少、見效快； 缺點是不能頻率復(fù)用，頻率利用率低，系統(tǒng)容量小。小區(qū)制：將整個服務(wù)區(qū)劃分為若干個小無線區(qū)，每個小無線區(qū)設(shè)置一個基站,這個基站負責(zé)本區(qū)的移動通信的聯(lián)絡(luò)和控制， 同時在MSC勺統(tǒng)一控制下，實現(xiàn)小 區(qū)間移動通信的轉(zhuǎn)接及與公眾電話網(wǎng)的聯(lián)系。小區(qū)制的優(yōu)點是：可進行頻率復(fù)用，頻率利用率提高；小區(qū)范圍可根據(jù)用戶 數(shù)靈活確定，容量增大。缺點是：移動臺切換概率增加，控制交換功能復(fù)雜，要 求提高；基站數(shù)增加，建網(wǎng)成本提高。蜂窩技術(shù)：為了提高有限的頻率資源的利用率

14、，將整個服務(wù)區(qū)劃分為若干 個無線小區(qū)進行網(wǎng)絡(luò)覆蓋，這些無線小區(qū)可以間隔一定距離進行頻率的重復(fù)利 用。這些無線小區(qū)采用正六邊形的形狀進行網(wǎng)絡(luò)覆蓋，因正六邊形酷似蜂窩， 故將這種小區(qū)稱為蜂窩小區(qū)，稱這種采用蜂窩小區(qū)組建移動通信網(wǎng)的技術(shù)為蜂 窩技術(shù)。頻率復(fù)用技術(shù)：是指同一組頻率用于覆蓋不同的小區(qū)，這些小區(qū)彼此之間通過設(shè)定有效的距離來避免相互干擾。頻率復(fù)用技術(shù)是蜂窩移動通信的核心概念。復(fù)用度：共同使用全部可用頻率的N個小區(qū)為一個基本復(fù)用簇。復(fù)用度大小就是每個基本復(fù)用簇中小區(qū)的數(shù)量。FAFDCCCD同頻小區(qū)標(biāo)有相同字母的小區(qū)使用相同的頻率組，粗線是小區(qū)簇的外圍輪廓，并在覆蓋區(qū)域上進行復(fù)制。在本例中，簇的

15、大小 N為7,頻率復(fù)用因子為 1/7,每個小區(qū)可分配可用信道總數(shù)的1/7 。DEFEBGCBGABGAFEBGADEFDEBGCBGCAADE同頻干擾保護比(C/I):不同小區(qū)使用相同頻率時，服務(wù)小區(qū)載頻功率與另外的同頻小區(qū)對服務(wù)小區(qū)產(chǎn)生的干擾功率之比。GSMK范中一般要求C/I9dB; 工程中一般加3dB的余量，即要求大于12dB。鄰道干擾保護比（C/A）:在同頻復(fù)用時，服務(wù)小區(qū)載頻功率與相鄰頻率對服 務(wù)小區(qū)產(chǎn)生的干擾功率之比。GSM范中一般要求C/A-9dB;工程中一般加3dB 的余量，即要求大于-6dB。提高蜂窩系統(tǒng)容量的方法：小區(qū)分裂 裂向 微小區(qū)中繼理論的基本術(shù)語如下：建立時間：給正

16、在請求的用戶分配一個中繼無線信道所需的時間。阻塞呼叫：由于擁塞無法在請求時間完成的呼叫，又叫損失呼叫。保持時間：通話的平均保持時間，以秒為單位。話務(wù)量強度：表征信道的時間利用率，為信道的平均占用率.以Erlang為 單位，是一個無量綱的值，可用來表征單個或多個信道的時間利用率。負載：整個系統(tǒng)的話務(wù)量強度，以 Erlang為單位。服務(wù)等級（GO$:表征擁塞的量，定義為呼叫阻塞概率，或是延遲時間大 于某一特定時間的概率。請求速率：單位時間內(nèi)平均的呼叫請求次數(shù)。表示為次 /秒。第4章無線多址技術(shù)多址接入技術(shù)：為了實現(xiàn)多用戶無線通信，使眾多用戶高效共享給定頻譜資 源的技術(shù)。多址接入技術(shù)要研究的問題是：

17、在移動通信環(huán)境的電波覆蓋區(qū)內(nèi)， 如 何建立用戶之間的無線信道的連接；以及如何從接收的信號中識別出送給指定通 信對象的信號。頻分雙工（FDD：系統(tǒng)為每一個用戶提供兩個去頂?shù)念l率波段，前向波段提 供基站向移動臺的服務(wù)，而反向波段提供移動臺到基站的傳輸。時分雙工（TDD：數(shù)據(jù)的傳輸和接收在時間上是間歇性的，采用不同的時間 來提供前反向鏈路，時間間隔小，用戶察覺不到。FDMA是指將給定的總頻段劃分成若干個小頻道（或稱信道），不重疊，不共享， 供不同的用戶使用。TDMA以傳輸信號存在的時間不同來區(qū)分信道建立多址接入的方式。CDMA以傳輸信號的碼型不同來區(qū)分信道（用戶），建立多址接入的方式。SDMA通過空

18、間的分割來區(qū)別不同用戶第5章大尺度路徑損耗在移動通信系統(tǒng)中，影響電磁波傳播的三種最基本的機制是反射、散射和繞 射大尺度傳播模型：對于預(yù)測平均場強并用于估計無線覆蓋的傳播模型，由于它們描述的是發(fā)射機與接收機之間長距離的場強變化，所以被稱為大尺度傳播模 型。反射：當(dāng)電磁波遇到比波長大得多的物體時會發(fā)生反射。反射可能發(fā)生于 地球表面、建筑物表面和墻壁表面。散射：當(dāng)電磁波穿行的介質(zhì)中存在小于波長的物體并且單位體積內(nèi)阻擋體的 個數(shù)非常巨大時，會發(fā)生散射。散射波產(chǎn)生于粗糙表面、小物體或其它不規(guī)則物 體。在實際的通信系統(tǒng)中，樹葉、街道標(biāo)志和燈柱等都會引起散射。繞射：當(dāng)接收機和發(fā)射機之間的無線路徑被尖利的邊緣

19、阻擋時會發(fā)生繞射， 由阻擋表面產(chǎn)生的二次波散布于空間，甚至于阻擋體的背面。當(dāng)發(fā)射機和接收機 之間不存在視距路徑時，圍繞阻擋體會產(chǎn)生波的彎曲。在高頻波段，繞射與反射 一樣，依賴于物體的形狀以及繞射點入射波的振幅、相位和極化等情況。室外傳播模型：Durkin （杜爾金）模型Longley-Rice （朗利-賴斯）模型型Okumura （奧村）模型Hata （哈塔）模型第6章小尺度多徑衰落1 .無線信道的多徑傳播特性導(dǎo)致了小尺度多徑衰落，多徑衰落的特點如下：1、無線信號經(jīng)過短時間或短距離傳播后，信號強度發(fā)生急速變化。2、在不同的多徑信號上，存在著時交的多普勒頻移引起的隨機頻率調(diào)制。3、多徑傳播時延引

20、起的擴展（表現(xiàn)為回音）。2 .在無線信道中，造成小尺度多徑衰落的主要原因：多徑傳播：發(fā)射機發(fā)射的電磁波到達接收機時形成了在時間、空間上相互不 同的多個無線電波。不同多徑成分具有的隨機的幅度和相位特性引起合成信號強度的劇烈波動，導(dǎo)致了小尺度衰落。移動臺的運動速度：基站與移動臺之間的相對運動會引起隨機頻率調(diào)制，這是由于多徑分量存在的多普勒頻移現(xiàn)象。多普勒頻移的大小取決于基站與移動臺 之間的相對速度和無線信號的頻率（波長）。環(huán)境物體的運動速度：如果無線信道中的環(huán)境物體處于運動狀態(tài)， 也會引起 時交的多普勒頻移。信號的傳輸帶寬：小尺度信號的強度和短距傳輸后信號失真的可能性與多徑 信道的特定幅度、時延及

21、傳輸信號的帶寬有關(guān)。第7章噪聲與干擾無線信道中加性噪聲（簡稱噪聲）的來源是多方面的，一般可分為：內(nèi)部噪聲、外部噪聲。無線信道中，外部噪聲的影響較大。內(nèi)部噪聲是系統(tǒng)設(shè)備本身產(chǎn)生的各種噪聲。外部噪聲包括自然噪聲和人為噪聲，也稱環(huán)境噪聲，它們也屬于 隨機噪聲。噪聲對通信質(zhì)量的影響主要表現(xiàn)在惡化接收信號的信噪比（S/N）,在移動通 信系統(tǒng)中，一般根據(jù)主觀評定的方法開衡量它對通話質(zhì)量的影響。話音質(zhì)量通常采用主觀評定方法（MOSt級），它分為5級。一般城鎮(zhèn)要求語音質(zhì)量測試過 程中MOSfi在3.0以上。無線通信中的干擾主要包括同頻干擾、鄰頻干擾、交調(diào)干擾和遠-近效應(yīng)干 擾等。同頻干擾：是指使用相同工作頻率

22、的發(fā)射臺之間的干擾，是無線通信系統(tǒng)在 組網(wǎng)中經(jīng)常出現(xiàn)的一種干擾，也稱為同信道干擾或同載頻干擾。凡是能進入接收 機通帶內(nèi)的其它發(fā)射機的載頻信號都能形成接收機的同頻干擾， 形成同頻干擾的 頻率范圍為：fo Bi /2, fo為接收機工作信道的載頻中心頻率，Bi為接收機 中頻濾波器的帶寬。同頻復(fù)用距離只與以下因素有關(guān)：1、無線信號的傳播特性。2、調(diào)制方式。為保證規(guī)定的接收質(zhì)量，使用的調(diào)制方式不同，所需的射頻防衛(wèi) 比也不同。對于窄帶調(diào)相或調(diào)頻來說，射頻防衛(wèi)比大約為83dB,調(diào)幅為17dB。 3、要求的通信可靠性。4、無線小區(qū)的半徑。5、工作方式：同頻單工、同頻雙工等。鄰頻干擾：指干擾發(fā)射機的鄰信道功率

23、落入接收鄰信道接收機的通帶內(nèi)造成的干擾。在蜂窩移動通信系統(tǒng)中，由于頻率規(guī)劃造成鄰近小區(qū)中存在與本小區(qū)工 作信道相鄰的信道或由于某種原因使基站小區(qū)的覆蓋范圍比設(shè)計的范圍增大，均會引起鄰頻干擾。當(dāng)鄰頻的載波干擾比C/I小于某個特定值時，就會直接影響到 移動臺的通話質(zhì)量，嚴重時就會產(chǎn)生掉話或使手機用戶無法正常建立呼叫。鄰頻干擾主要有兩個方面：一是由于工作頻帶相鄰的若干信道的寄生邊帶功率、 寬帶噪聲、雜散輻射等產(chǎn)生的干擾；二是移動通信網(wǎng)內(nèi)一組空間離散的鄰近工作 信道引入的干擾。遠近效應(yīng)：近端對遠端比干擾是指傳輸距離之差而造成對移動通信的傷害。當(dāng)基站同時接收兩個不同距離的移動臺的信號時，如果兩個移動臺發(fā)

24、信機以相同 的頻率工作，具有相等的發(fā)射功率，則基站接收遠端來的移動臺的有用信號有可 能會被近端移動臺的發(fā)射信號淹沒。噪聲和干擾的程度直接影響到無線通信的質(zhì)量和容量。第8章抗衰落技術(shù)在移動通信系統(tǒng)中，普遍采用均衡、分集和信道編碼這三種技術(shù)，用來改善 無線信道中接收信號的質(zhì)量，它們既可單獨使用，也可組合使用。均衡技術(shù)：是指對信道特性的均衡，接收端的均衡器產(chǎn)生與信道特性相反的 特性，以此來減小或消除因信道的時變多徑傳播特性引起的碼問干擾。由于無線信道具有未知性和多變性，均衡器是自適應(yīng)的。分集技術(shù)：是用來補償衰落信道損耗的，它通常利用無線傳播環(huán)境中同一信 號的獨立樣本之間不相關(guān)的特點，使用一定的信號合

25、并技術(shù)改善接收信號，來抵 抗衰落引起的不良影響。它通常要通過兩個或更多的接收天線來實現(xiàn)。信道編碼技術(shù)：是通過在發(fā)送信息時加入冗余的數(shù)據(jù)位來改善通信鏈路的性能，信道編碼就是在信源編碼的基礎(chǔ)上， 按一定規(guī)律加入一些新的監(jiān)督碼元， 以 實現(xiàn)糾錯的編碼。交織編碼技術(shù)：是一種時間隱分集技術(shù)。交織技術(shù)可以在不附加任何比特開 銷的情況下，使數(shù)字通信系統(tǒng)獲得時間分集。在以往的模擬通信系統(tǒng)中，模擬信號必須連續(xù)傳送，但數(shù)字通信系統(tǒng)則完全不同，數(shù)字信息本來就是離散發(fā)送的信道編碼技術(shù)：是通過在被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中加入冗余數(shù)據(jù)來避免數(shù)據(jù)信息在傳送過程中出現(xiàn)誤碼。只用于檢測錯誤的信道編碼稱作檢錯編碼， 通信系統(tǒng)中一般采用既可以

26、檢錯又可以糾錯的信道編碼，稱作糾錯編碼。香農(nóng)的信道容量公式如下：C 二 Blog2(1PMBAW0g2(1號(PM0（a） FM調(diào)制波形（am和頻率調(diào)制（FM相位調(diào)制（b） PM調(diào)制波形C為信道容量（bit/s ）, B為傳輸帶寬（Hz）, P為接收信號的功率（W, N0 為單邊帶噪聲功率譜密度（W/HN。由香農(nóng)公式可以得出以下結(jié)論：提高信口比（S/N）可以增加信道容量。當(dāng)噪聲功率N0-0時，信道容量C趨于8,這意味著理論上一個無干擾信道 的容量為無窮大。增加信道帶寬B并不能無限制地增加信道容量。當(dāng)噪聲為白色高斯噪聲時， 隨著B的增大，噪聲功率也會增大，即使信道帶寬無限增大，信道容量仍然是有

27、限的。信道容量一定時，帶寬效率與功率效率之間可以彼此互換。第9章調(diào)制解調(diào)技術(shù)調(diào)制：就是對信源的編碼信息進行處理，使其變成適合于信道傳輸?shù)男问?的過程。主要的模擬調(diào)制方式包括：幅度調(diào)制數(shù)字調(diào)制技術(shù)可以大致分為線性調(diào)制技術(shù)和非線性調(diào)制技術(shù)線性調(diào)制技術(shù)中，傳輸信號的幅度S(t)隨著數(shù)字調(diào)制信號m(t)的變化而線 性變化。線性調(diào)制技術(shù)帶寬效率高。非線性調(diào)制技術(shù)：這時不管調(diào)制信號如何改變，載波的幅度是恒定的，因此 也稱為“恒包絡(luò)調(diào)制”。擴頻調(diào)制：擴頻技術(shù)使用的傳輸帶寬比要求的最小信號帶寬要大幾個數(shù)量 級。擴頻波形由偽隨機序列(PN)或所謂偽噪聲碼控制。PN序列是二進制序列， 表現(xiàn)出某種隨機特性，但可以在

28、指定的接收機以確定的方式重新產(chǎn)生。正確的 PN序列經(jīng)互相關(guān)運算后擴頻信號壓縮，恢復(fù)為窄帶的原始調(diào)制信號，而其它用 戶的信號只在接收機產(chǎn)生很小的寬帶噪聲。第10章話音編碼技術(shù)波形編碼：是直接將時域的模擬話音的電壓波形信號經(jīng)過取樣、量化、編碼而變成數(shù)字話音信號。參量編碼：是根據(jù)人類語言的發(fā)聲機理，找出表征話音特征的參量，只對特 征參量進行編碼的一種方法?；旌暇幋a：是近年來發(fā)展的一類新的高性能話音編碼技術(shù)，具有參量編碼的低速率又能提供波形編碼的高質(zhì)量。移動通信系統(tǒng)在選擇各種不同的數(shù)字話音編碼方案時，需要考慮以下基本 要求：編碼速率低，話音質(zhì)量高。有較強的擾噪聲干擾和抗誤碼性能。編譯碼時延小，應(yīng)在幾十

29、毫秒以內(nèi)。編譯碼器的復(fù)雜度要低，便于大規(guī)模集成化生產(chǎn)。體積小、重量輕、功耗低，適應(yīng)手持型的移動臺。話音信號最基本的特性是語音波形是帶限的，有限的帶寬意味著它可以以一 定的速率抽樣，當(dāng)抽樣頻率大于2倍的低通信號頻率時，就可以從抽樣值中完全 恢復(fù)話音波形。語音信號的帶限特性使抽樣成為可能，同時利用前面提及的各種 特性也使量化操作能以很高的效率實現(xiàn)。脈沖編碼調(diào)制（PulseCodeModulation ）:簡稱PCM PChM字信號是通過對連續(xù)變化的模擬話音信號進行抽樣、量化和編碼產(chǎn)生。PCM勺優(yōu)點就是話音質(zhì)量好，缺點是編碼速率高、體積大。PCMP以提供用戶話音業(yè)務(wù)，也可以提供從 2M 到155M速

30、率的數(shù)字數(shù)據(jù)專線業(yè)務(wù)、圖像傳送業(yè)務(wù)和遠程教學(xué)等其他業(yè)務(wù)。參量編碼：對反映話音信號特征的參量而不是對話音信號的時域波形本身進 行編碼和傳輸，可以得到更好的效果。參量編碼領(lǐng)域中的一項突破性技術(shù)是矢量 編碼技術(shù)。矢量編碼所傳送的不是話音參數(shù)本身，而是話音參數(shù)的碼本號。MO跋量評估質(zhì)量指標(biāo)分數(shù)聽力指標(biāo)很好5不需要努力好4不需要很大努力一般3需要中等程度努力差2需要相當(dāng)大的努力很差1需要以很大的努力，但不能理解意思第11章移動通信無線網(wǎng)絡(luò)移動通信的信令信令：是通信網(wǎng)中各種設(shè)備之間交流的一種規(guī)定語言。隨路信令：信令信號隨話音信號一起傳送。傳送速度較慢，信息容量有限。公共信道信令：信令信號與話音信號分開傳送

31、，通過專用的公共通道傳送，來適 應(yīng)數(shù)字程控交換機的發(fā)展。7號信令：是局間公共信道信令，應(yīng)用于數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)。由信令點（SP）、信令轉(zhuǎn)接點（STB、信令鏈路組成。信令點（SP）:處理控制信息的節(jié)點。起源點、目的地節(jié)點。信令轉(zhuǎn)接點（STP）:將信令消息從一條信令鏈路轉(zhuǎn)送到另一條信令鏈路的信令節(jié) 點。信令鏈路：信令網(wǎng)各信令間傳遞信令消息的物理信道。第12章無線通信系統(tǒng)和標(biāo)準GSM的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)移動臺子系統(tǒng)、基站子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)、操作子系統(tǒng)1 .GSM的主要接口2 .各接口承載的相關(guān)協(xié)議MS LAPDmBTS/ZLAPDmMSLAPDAUC3 .GSM系統(tǒng)的主要號碼ISDN:移動用戶號碼（移動臺號碼）,是

32、指主叫用戶為呼叫數(shù)字公用陸地蜂窩移 動通信網(wǎng)中的用戶所需撥的號碼，是移動用戶對外公開的電話號碼IMSI:國際移動用戶識別碼是數(shù)字 PLMN3中唯一地識別一個移動用戶的號碼， 為一個15位數(shù)字的號碼。IMSI永久地屬于一個注冊用戶，在包括漫游區(qū)域在 內(nèi)的所有位置都是有效的。MSRN移動用戶漫游號碼，用于選路由的臨時號碼。TMSI:臨時移動用戶識別號碼。為了對IMSI保密，當(dāng)移動用戶每次位置登記（包 括位置更新）后或者呼叫（主叫或被叫）時，VLR將為其分配一個唯一的 TMSI號碼，為一個由MSC行分配的4字節(jié)的BCD碼。僅在本MSO務(wù)區(qū)內(nèi)才有效。 IMEI:國際移動臺識別號碼LAI:位置區(qū)識別碼C

33、GI:小區(qū)識別碼（全球小區(qū)識別碼）BSIC:基站識別碼MSC/VLRR別號碼：MSC/VLR&碼在NO.7信令信息中使用，是用來識別和尋址 MSC/VLR勺。HLR/AUC識別號碼：HLR號碼在NO.7信令信息中使用，是用來識別和尋址 HLR 的。HOnumber：切換號碼，HO- N是當(dāng)進行移動交換局間越局切換時，為選擇路由， 由目標(biāo)MSC（即切換要轉(zhuǎn)移到的MSC臨時分配給移動用戶的一個號碼。4 .GSM的信道在GSW,無線信道分為物理信道和邏輯信道， 邏輯信道又可以分為業(yè)務(wù)信 道（TCH和控制信道（CCH兩種。物理信道：一個載頻上的TDM顏的一個時隙邏輯信道：根據(jù)傳遞于BTS與MS句信息的

34、種類定義，是一種人為的定義，要被 映射到某個物理信道上才能實現(xiàn)信息的傳輸。TCH業(yè)務(wù)信道，用于傳送編碼后的話音或數(shù)據(jù)信息CCH控制信道，用于傳遞信令或同步數(shù)據(jù)，分為三類：BCH CCCH DCCHBCH廣播信道，全為下行信道，F(xiàn)CCH SCH BCCHCCCH公共控制信道，基站與移動臺間的點到多點的雙向信道，PCH RACH AGCHDCCH專用控制信道，上、下行雙向，點對點信道，SDCCHSACCH FACCHFCCH頻率校正信道，用于傳送校正 MS率的信息SCH同步信道，用于傳送給 MS的幀同步（TDM即號）和BTS的識別J碼（BSIC） 的信息BCCH廣播控制信道，廣播每個BTS小區(qū)特定

35、的通用信息（各種控制信號，基站 的BCCK波，位置區(qū)代碼等）。PCH尋呼信道，用于尋呼（搜索）MS是下行信道RACH隨機接入信道，用于MS&尋呼響應(yīng)或主叫接入時向系統(tǒng)申請分配 SDCCH 是上行信道AGCH允許接入信道，用于為 M的配一個SDCCH是下行信道SDCCH獨立專用控制信道，用于在分配 TCHB的呼叫建立過程中傳送系統(tǒng)信令 如：位置更新、登記和鑒權(quán)、呼叫建立等。SACCH慢速隨路控制信道，在TCHK有關(guān)的控制信道（SDCCH中傳送連接信息， 如傳送移動臺接收到的關(guān)于服務(wù)及鄰近小區(qū)的信號強度測試報告、 MS的功率管 理和時間的調(diào)整等。FACCH快速隨路才$制信道（傳送比SACC所能處理

36、的高得多的速率的信令信息與 一個TCH相關(guān)，通常在切換時使用。5 .突發(fā)脈沖序列突發(fā)脈沖序列：一個時隙中的信息格式，以不同的信息格式攜帶不同的邏輯信道， 共10種邏輯信道，被賦予相應(yīng)的突發(fā)脈沖序列。NB:普通突發(fā)脈沖序歹在 TCH,BCCH,PCH,AGCH,SDCCH,SACCH,FACCHFB:頻率校正突發(fā)月沖序列，在FCCHh傳輸SB:同步突發(fā)脈沖序列，在SCH傳輸，攜帶TDM頤號和BSIC信息AB:接入突發(fā)脈沖序列，RACH用于隨機接入空閑突發(fā)脈沖序列：保持信號強度，以便功率測試，不攜帶任何信息6 .TDMA幀結(jié)構(gòu)時隙：隙縫的持續(xù)時間，突發(fā)脈沖序列周期。幀：一個TDMA：分8個時隙，分

37、別編號T廠T7,每時隙0.577m s , 一幀的時 長為 4.615ms。復(fù)幀：26幀或51幀組成一個復(fù)幀，有兩種復(fù)幀結(jié)構(gòu)，26復(fù)幀和51復(fù)幀（1） 26幀，120ms 24個突發(fā)序列用于業(yè)務(wù)，2個突發(fā)序列用于信令（慢速 和快速隨路控制信道），51個復(fù)幀組成一個超幀，1326幀，6.12s（2） 51幀，235.85 ms,專門用于控制信道，26個復(fù)幀組成一個超幀，1326 幀，6.12s超幀：51個26復(fù)幀或26個51復(fù)幀組成一個超幀，時長為6.12s。超高幀：2048超幀組成一個超高幀，一個超高幀包含26X51X2048=2715648幀， 3小時28分53秒760毫秒。7 .空中控制技

38、術(shù)時間提前：通過時序調(diào)整，來保證手機發(fā)出的信號在正確的時間到達基站跳頻技術(shù)：是指載波在一定寬度的頻帶范圍內(nèi)按某種特定的序列進行跳變。GSM中的跳頻可分為基帶跳頻和射頻跳頻兩種方式。功率控制：在一定范圍內(nèi)，調(diào)整手機或基站的傳輸功率，從而降低通信干擾，減 少耗電。不連續(xù)發(fā)射（DTX：在整個通話過程中，話音激活期間以 13kbit/s的編碼速率 傳播，在話音非激活期間以約 500bit/s （每480ms一個話音幀）的低速編碼傳 播，僅傳送舒適噪聲的特性參數(shù)。8 .GSM系統(tǒng)編碼信源編碼：先將話音進行A/D轉(zhuǎn)換，將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)數(shù)字化，然后用較小的速率編 碼以優(yōu)化頻譜，提高話音質(zhì)量。信道編碼：用于信道檢

39、錯和糾錯，提高數(shù)據(jù)在無線信道傳輸?shù)目煽啃浴＝豢椌幋a：是把一個較長的突發(fā)誤碼離散成隨機誤碼， 把碼流的若干比特分散到 幾個幀中，以改變比特間的鄰近關(guān)系，再采用糾正隨機誤碼的方法。9 .呼叫流程(1) GMS簇受來自固定網(wǎng)的呼叫(2) GMS析被叫號碼，得出被叫所在的 HLR向HLR請求MSRN(3) HLRB知MS9T在的地址信息，向 MSC青求MSRN(4) MSC/VLRg回 MSR齡 HLR(5) HLR回 MSR齡 GMSC(6) GMS析 MSRNg至 MSC/VLR(7) MSC/VLRS過MSR戢到對應(yīng)的IMSI后，釋放MSRN(8) MSC艮據(jù)IMSI得出MS!ff在的LA,并在

40、LA內(nèi)尋呼MS(9) M巡回響應(yīng)并請求TCH(10)系統(tǒng)給MS分配TCH建立話務(wù)連接，通話接通。10 .GSM的安全性管理鑒權(quán)原理：基于鑒權(quán)鍵Ki,與用戶的IMSI對應(yīng)，分別存放在網(wǎng)絡(luò)的 AUCffi SIM 卡中。MSC給用戶發(fā)送RAND, MSt RANtJ口 Ki進行鑒權(quán)運算(A3算法),發(fā)送 SRES合MSC由VLR驗證網(wǎng)絡(luò)端和用戶端的 Ki是否相同。加密原理：加密密鑰Kc, MS3啟動加密模式時將密鑰告知 BSS經(jīng)BSS發(fā)送M 給MS MS對M TDM即號和Kc進行加密運算(A5算法)若解密成功，則通信 繼續(xù)。11 .GPRSGPRS通用分組無線業(yè)務(wù)的簡稱，是在GSMR統(tǒng)上發(fā)展起來的

41、分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)。 采用與GSMf同的頻段、頻率寬帶、突發(fā)結(jié)構(gòu)、無線調(diào)制標(biāo)準、同頻規(guī)則以及相 同的TDM顏結(jié)構(gòu)。CDMA移動通信系統(tǒng)1 .擴頻技術(shù)擴頻技術(shù)：用來傳輸信息的信號帶寬遠遠大于信息本身帶寬的一種傳輸方式，頻帶的擴展由獨立于信息的擴頻碼來實現(xiàn)， 與所傳信息無關(guān)，在接收端用同步接收 實現(xiàn)解擴和數(shù)據(jù)恢復(fù)。擴頻技術(shù)可以分為直接序列擴頻、跳頻擴頻與跳時擴頻。香農(nóng)定理：C=W 2（1+S/N）,將信道帶寬擴展許多倍以換取信噪比上的改善，是 擴頻技術(shù)的理論基礎(chǔ)。2 . CDMA的工作特點CDM夠址方式：各發(fā)送端用各不相同的、相互正交或準正交的地址碼調(diào)制其所 發(fā)送的信號，在接收端利用碼型的正交性，通

42、過地址識別（相關(guān)檢測）從混合信 號中選出相應(yīng)信號的多址技術(shù)。軟容量：CDM碌統(tǒng)的容量為軟容量，即當(dāng)用戶數(shù)目增加時，對所有用戶而言， 系統(tǒng)性能下降，但不會出現(xiàn)信道阻塞；相應(yīng)地，當(dāng)用戶數(shù)目減少時，系統(tǒng)性能提 高。呼吸效應(yīng)：由于CDMA（統(tǒng)為自干擾系統(tǒng)，用戶增加導(dǎo)致干擾增加，基站的實際 有效覆蓋面積縮小，即小區(qū)面積變小了；用戶減少則導(dǎo)致干擾降低，基站的實際 有效覆蓋面積就會增大，這種小區(qū)面積隨小區(qū)內(nèi)話務(wù)量的變化而發(fā)生動態(tài)變化的 現(xiàn)象稱為呼吸效應(yīng)。相關(guān)檢測：接收端用本地碼對收到的全部信號利用相關(guān)性進行相關(guān)檢測，從中選出所需的信號。多址干擾：接收端用與發(fā)端完全一致的本地地址碼對接收的信號進行相關(guān)檢測。其

43、它碼型的信號不能被解調(diào)，相當(dāng)于干擾。3 .CDMA的碼序列及其應(yīng)用PN碼：具有類似白噪聲的特性被用作擴頻碼， PNH分長碼與短碼，在CDM川的 擔(dān)當(dāng)不同的角色。短碼（short PN code）:用來區(qū)分不同的小區(qū)；長碼（long PN code）:用來區(qū)分不同的移動臺；擴頻碼：移動用戶地址碼，用 m序列的長碼，位長42位，碼周期為242-1,根 據(jù)掩碼（LCM的不同相位區(qū)分不同的用戶。信道碼：在IS-95系統(tǒng)中，使用Walsh碼用來區(qū)分不同的前向信道，使用長碼區(qū) 分不同的反向信道；在 CDMA2000使用Walsh碼用來區(qū)分不同的前向信道和反 向信道。4 .CDMA的信道IS-95CDM的為

44、前向信道和反向信道。前向信道：基站發(fā)、移動臺收，采用正交擴頻碼形成碼分信道，用的是64階walsh 函數(shù)，共64個（沃氏0號63號）：1個導(dǎo)頻信道 W （全“0”）、7個尋呼信 道WW、1個同步信道W2、55個業(yè)務(wù)信道。反向信道：基站發(fā)、移動臺收，包括反向接入信道和反向業(yè)務(wù)信道，共 64條。5 .CDMA的關(guān)鍵技術(shù)功率控制技術(shù)：基站對每一個手機進行嚴格的功率控制， 使所有手機達到基站的 信號強度都相同，克服遠近效應(yīng)，有效地限制多址干擾。反向開環(huán)功率控制：是移動臺根據(jù)在小區(qū)中所接收功率的變化， 迅速調(diào)節(jié)移動臺 發(fā)射功率。其目的是試圖使所有移動臺發(fā)出的信號在到達基站時都有相同的標(biāo)稱 功率。反向閉環(huán)

45、功率控制：目的是使基站對移動臺的開環(huán)功率估計迅速作出糾正， 以使 移動臺保持最理想的發(fā)射功率。反向閉環(huán)功率控制包括兩部分：內(nèi)環(huán)功率控制和 外環(huán)功率控制。內(nèi)環(huán)功率控制：基站根據(jù)信噪比與目標(biāo)值比較結(jié)果通知手機調(diào)整發(fā)射功率。外環(huán)功率控制：BSC比較誤碼率通知BTS調(diào)整信噪比目標(biāo)值，通知手機調(diào)整發(fā)射 功率。軟切換技術(shù)：手機在建立與新基站的聯(lián)系后才中斷與原基站的聯(lián)系，即“先通后 斷”，使系統(tǒng)的掉話率大大降低。更軟切換：發(fā)生在同一基站的不同扇區(qū)之間的軟切換技術(shù)， 不占用新的信道單元, 只需要為新的扇區(qū)分配擴頻碼。第13章第三代移動通信系統(tǒng)第三代移動通信系統(tǒng)的目標(biāo)可以概括為：能實現(xiàn)全球漫游能提供多種業(yè)務(wù)，特

46、別是多媒體業(yè)務(wù)能適應(yīng)多種環(huán)境能提供足夠的系統(tǒng)容量，強大的多種用戶管理能力，高保密性能和服務(wù) 質(zhì)量。項目TD-SCDMAWCDMA1碼片速率1.28Mc/s3.84Mc/s2占用帶寬1.6MHz5MHz3雙工方式TDDFDD4幀長及結(jié)構(gòu)5ms/710ms/151.WCDMA（1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)WCDMA系統(tǒng)由三個部分組成，即 CN （核心網(wǎng)）、UTRAN （無線接入網(wǎng)） 和UE （用戶設(shè)備）。系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖及相關(guān)接口如下：Uulu(2) WCDMA的信道類型：在WCDMA系統(tǒng)的無線接口中，從不同協(xié)議層次 上講，承載用戶各種業(yè)務(wù)的信道被分為以下三類：邏輯信道：直接承載用戶業(yè)務(wù)；根據(jù)承載的是控制平面業(yè)務(wù)還是用戶平面業(yè) 務(wù)分為兩大類，即控制信道和業(yè)務(wù)信道。傳輸信道：是根據(jù)傳輸格式區(qū)分的，定義數(shù)據(jù)是怎樣在空中接口中傳輸?shù)模?根據(jù)傳輸?shù)氖轻槍σ粋€用戶的專用信息還是針對所有用戶的公共信息而分為專 用信道和公共信道兩大類。物理信道：各種信息在無線接口傳輸時的最終體現(xiàn)形式，每一種使用特定的載波頻率、碼(擴頻碼和擾碼)以及相位的信道都可以理解為一類特定的信道。(3) WCDMA的擴頻技術(shù)：包括信道化操作和擾碼操作。信道化(channelization )操作：它使數(shù)據(jù)符號(Syfbol)變?yōu)榇a片(chip), 并增加了信號帶寬，每符號的碼片數(shù)稱為擴頻因子(SF),可以通過與O