移動通信復(fù)習(xí)大提補(bǔ)完版

1、移動通信2014復(fù)習(xí)提綱總體要求： 基本概念、基本計算、基本分析、基本特性、*規(guī)范或格式側(cè)重: 方案的簡單設(shè)計（有一題選自電信日PPT）、分析、評價涉及微觀部分（子系統(tǒng)）、系統(tǒng)（14、15、16章）兩個方面概念術(shù)語：中文 英文詞的縮寫解釋 TDD：Time Division DuplexFDD: Frequency Division DuplexSIM: Subscriber Identity Module MSC：Mobile Switching CenterMTSO：Mobile Telephone Switching OfficePSTN：Public Switched Telephon

2、e NetworkMSK：Minimum Shift Keying WCDMA:WideBand CDMA,直接序列擴(kuò)頻的碼分多址(DS-CDMA)技術(shù)RRM無線資源管理(Radio Resource Management)底層技術(shù)：無線信道 多址及設(shè)計 調(diào)制 信源編碼整體系統(tǒng)：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理或流程、規(guī)劃與設(shè)計初步（平衡）第一章緒論術(shù)語1、基站：移動無線系統(tǒng)中的固定站臺，用來和移動臺進(jìn)行無線通信?；窘ㄔ诟采w區(qū)域的中央或邊緣包含有無線信道設(shè)備和架在塔上的發(fā)射、接收天線。2、控制信道：用于呼叫建立，呼叫請求，呼叫初始化和其它標(biāo)志及控制用途。 3、前向信道：用來從基站向用戶傳送信息的無線信道。

3、4、全雙工系統(tǒng)：同時允許雙向通信的通信系統(tǒng)。發(fā)送和接收一般使用兩個不同的頻道(例如FDD)，而新的無繩或個人通信系統(tǒng)使用TDD技術(shù)。5、半雙工系統(tǒng)：使用一條信道來發(fā)送和接收，只允許單向通信的通信系統(tǒng)。在任一個指定的時刻，用戶只能發(fā)送或接收信息 6、切換：將移動站從一個信道或基站切換到另一個信道或基站的過程：7、移動站：在蜂窩移動服務(wù)中計劃在不確定的地點(diǎn)并在移動中使用的終端。移動站可以是便攜的手持部件，或是安裝在移動車輛 8、移動交換中心：在大范圍服務(wù)區(qū)域中協(xié)調(diào)呼叫路由的交換中心。在蜂窩系統(tǒng)中，移動交換中心將蜂窩基站和用戶連到公用交換電話網(wǎng)上。移動交換中心也稱作移動電話交換局 9、尋呼：將簡短的

4、信息廣播到整個服務(wù)區(qū)域中，一般通過許多基站同時廣播的方式進(jìn)行。10、反向信道：用來從移動用戶向基站傳輸信息的無線信道 11、漫游:移動臺可以在不是最初登記的其它區(qū)域內(nèi)通信。 12、用戶：使用移動通信服務(wù)而付費(fèi)的使用者。13、收發(fā)信機(jī)：能同時發(fā)送和接收無線信號的設(shè)備。14、尋呼系統(tǒng)：尋呼系統(tǒng)是給用戶發(fā)送簡短消息的通信系統(tǒng)。無線通信系統(tǒng)分類： 無繩電話系統(tǒng)：使用無線電來連接便攜手持機(jī)和專用基站的全雙工系統(tǒng)，而專用基站通過電話線連到公用電話交換網(wǎng)上去。-第一代無繩電話系統(tǒng)：80年代制造，便攜部分只能和專用基站部分通信，達(dá)到幾十米遠(yuǎn)。-第二代無繩電話：90年代末。允許用戶在諸如市中心的許多室外場所使用

5、，覆蓋遠(yuǎn)達(dá)幾百米的范圍。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概圖及簡要工作過程移動通信的主要特點(diǎn)具有三重動態(tài)特性信道動態(tài)性:發(fā)展原動力。無線通信，開放式傳播。信道時變性、隨機(jī)性，大大降低通信容量、質(zhì)量。用戶動態(tài)性:發(fā)展的原動力業(yè)務(wù)動態(tài)性:對3G1、2、3G移動系統(tǒng)的典型代表及主要特點(diǎn)，標(biāo)準(zhǔn)方面大類分類移動通信的發(fā)展.總體方面及國內(nèi) 總體方面：正式商業(yè)運(yùn)營30多年，大約每十年就更新一代。目前正處于第二代(2G)與第三代(3G)的交接期、4代啟動期1）第一代(1G)：第一代(1G)：特征=模擬式蜂窩網(wǎng)，商用化=20世紀(jì)70年代末80年代初開始，代表性標(biāo)準(zhǔn)=北美的AMPS(Advanced Mobile Phone Syst

6、em)世界第一個可商用系統(tǒng)、歐洲的TACS(Total Access Communication System)兩大系統(tǒng)、北歐NMT及日本HCMTS系統(tǒng)等。 Ø 解決問題及技術(shù)措施：§ 動態(tài)性問題：一重動態(tài)性=用戶、適當(dāng)考慮第二重信道動態(tài)性。 § 用戶的動態(tài)尋址問題：頻分多址FDMA。 § 擴(kuò)大覆蓋服務(wù)范圍和滿足用戶數(shù)量增長的需求問題：蜂窩式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和頻率規(guī)劃實(shí)現(xiàn)載頻再用方式。技術(shù)問題=資源有限，蜂窩由貝爾實(shí)驗室提出。 § 信道動態(tài)特性匹配問題§ 干擾：適當(dāng)采用了性能優(yōu)良的模擬調(diào)頻方式。 § 空間選擇性衰落：利用基站二重空間

7、分集方式抵抗。 2）第二代(2G)：特征=數(shù)字化，即數(shù)字式蜂窩移動通信系統(tǒng)，20世紀(jì)90年代初正式走向商用。標(biāo)準(zhǔn)=歐洲的時分多址(TDMA)GSM=率先，解決漫游->統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)問題、北美的碼分多址(CDMA)的IS-95兩大系統(tǒng)、日本的PDC系統(tǒng)等。Ø 解決問題及技術(shù)措施：§ 動態(tài)性問題：數(shù)字化基礎(chǔ)上的較全面考慮信道與用戶的二重動態(tài)特性及相應(yīng)的匹配措施。 § 用戶的動態(tài)尋址問題：采用TDMA(GSM)、CDMA(IS-95)方式。§ 擴(kuò)大覆蓋服務(wù)范圍和滿足用戶數(shù)量增長的需求問題：數(shù)字式蜂窩網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、頻率(相位)規(guī)劃。§ 在信道動態(tài)特性匹配問

8、題：問題-解決方案或思路§ 干擾：調(diào)制->抗干擾性能優(yōu)良=GMSK(GSM)、QPSK(IS-95)，性能優(yōu)良的抗干擾糾錯編碼->卷積碼(GSM、IS-95)、級聯(lián)碼(GSM)；§ 慢衰落與遠(yuǎn)近效應(yīng)：功率控制技術(shù)抵抗；§ 頻率選擇性衰落與多徑干擾：自適應(yīng)均衡(GSM)、Rake接收；§ 時間選擇性衰落：信道交織編碼=幀間交織方式(GSM)、塊交織方式(IS-95)； § 空間選擇性衰落：基站=空間或極化分集方式； 3）第三代(3G) ：特征=多媒體業(yè)務(wù)，本世紀(jì)初剛剛投入商業(yè)化運(yùn)營，代表性標(biāo)準(zhǔn)=北美的CDMA2000、歐洲與日本的WC

9、DMA、我國提出的TD-SCDMA三大系統(tǒng)。 Ø 解決問題及技術(shù)措施：§ 動態(tài)性問題：用戶選擇業(yè)務(wù)=隨機(jī)的。全面考慮并完善對信道、用戶二重動態(tài)特性匹配特性，并適當(dāng)考慮到業(yè)務(wù)的動態(tài)性能。 § 繼續(xù)采用第二代(2G)中所采用的所有行之有效的措施。 § 與業(yè)務(wù)動態(tài)特性的匹配問題：可實(shí)現(xiàn)對不同速率業(yè)務(wù)(不同擴(kuò)頻比)間仍具有正交性能的OVSF(可變擴(kuò)頻比正交碼)多址碼。§ 用戶的動態(tài)尋址問題：CDMA(IS-95)方式。為了克服CDMA中的多址干擾，在3G系統(tǒng)中，上行鏈路建議采用多用戶檢測與智能天線技術(shù)；下行鏈路采用發(fā)端分集、空時編碼技術(shù)；§

10、滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)要求誤碼率低且實(shí)時性要求不高的特點(diǎn)：3G中對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)采用了性能更優(yōu)良的Turbo碼。 § 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：功能也在逐步完善；§ 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議逐步走向規(guī)范化：初步形成橫向=物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)高層；縱向=用戶業(yè)務(wù)平面與控制平面。 § 逐步完善網(wǎng)絡(luò)層輔助物理層實(shí)現(xiàn)對三重動態(tài)性的匹配，完善對無線資源管理、移動性管理及接入分配、調(diào)度算法的實(shí)現(xiàn)； § 第二代(2G)開始逐步引入智能網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)交換與控制的分離，并通過業(yè)務(wù)生成系統(tǒng)快速生成新業(yè)務(wù)。 Ø 國內(nèi)的發(fā)展 ： 80年代我國引入模擬式(TACS)：已完成其歷史任務(wù)而被淘汰； 第二代移動通信GSM系統(tǒng)是全

11、球第一，規(guī)模最大、用戶最多； CDMA系統(tǒng)即將成為全球第一； 第三代移動通信系統(tǒng)，剛投入運(yùn)營，為建設(shè)階段.業(yè)務(wù)方面1) 第一代是在單一模擬電路交換平臺上，完成單一模擬語音業(yè)務(wù)； 2) 第二代是在單一數(shù)字電路交換平臺上，完成數(shù)字式語音或相同速率電路交換的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)； 3) 第二代半(2.5G)在建立的兩個平行的電路(CS)與分組(PS)交換平臺上，完成數(shù)字化語音和小于64Kbps的電路交換、小于171.2Kbps的分組交換的各類數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)；4) 第三代首先在第二代半基礎(chǔ)上進(jìn)行增強(qiáng)與改善，并在其基礎(chǔ)上逐步改造成單一分組交換的IP平臺，提供小于2Mbps的各類多媒體業(yè)務(wù)服務(wù).實(shí)現(xiàn)的功能（業(yè)務(wù)服務(wù)功能

12、）1) 第一代與第二代的通話功能 ； 2) 第二代半增加了因特網(wǎng)業(yè)務(wù)和定位業(yè)務(wù)； 3) 第三代發(fā)展成具有會話型、數(shù)據(jù)流型、互動型與后臺類型的綜合服務(wù)多媒體業(yè)務(wù)功能； 4) 第三代首先在第二代半基礎(chǔ)上進(jìn)行增強(qiáng)與改善，并在其基礎(chǔ)上逐步改造成單一分組交換的IP平臺，提供小于2Mbps的各類多媒體業(yè)務(wù)服務(wù)。 移動通信的發(fā)展趨勢與展望移動通信在接入方面的靈活性與光纜在骨干線路與核心網(wǎng)容量、質(zhì)量上的優(yōu)越性能完美結(jié)合，構(gòu)筑了未來通信發(fā)展的一個基本框架與藍(lán)圖。未來設(shè)想或目標(biāo)：發(fā)展方向是個人通信。即在全球范圍內(nèi)逐步實(shí)現(xiàn)全球一網(wǎng)(統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu))，每人一號(一個身份號碼)，在任何時間、任何地點(diǎn)(海、陸、空)以任何

13、通信方式與任何對象(人或機(jī)器)進(jìn)行任何業(yè)務(wù)(語音、數(shù)據(jù)、圖像等)的無縫隙、不間斷通信，這是人類為未來通信繪制的理想藍(lán)圖。一個是全球性骨干核心網(wǎng)絡(luò)平臺；一個是無時無處不在的靈活接入手段（其中的無線接入的陸地系統(tǒng)的蜂窩移動網(wǎng)=移動通信）； 4G發(fā)展趨勢（自查資料） 4G移動通信系統(tǒng)的主要特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù) 1、引言 隨著人們對移動通信系統(tǒng)的各種需求與日俱增，目前投入商用的2G、2.5G系統(tǒng)和部分投入商用的3G系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代移動通信系統(tǒng)日益增長的高速多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，許多國家已經(jīng)投入到對4G移動通信系統(tǒng)的研究和開發(fā)中。 2、4G移動通信系統(tǒng)的主要特點(diǎn) 與3G相比，4G移動通信系統(tǒng)的技術(shù)有許多超越之處

14、，其特點(diǎn)主要有： (1)高速率。對于大范圍高速移動用戶(250km/h)，數(shù)據(jù)速率為2Mb/s；對于中速移動用戶(60km/h)，數(shù)據(jù)速率為20Mb/s；對于低速移動用戶(室內(nèi)或步行者)，數(shù)據(jù)速率為100Mb/s。 (2)以數(shù)字寬帶技術(shù)為主。在4G移動通信系統(tǒng)中，信號以毫米波為主要傳輸波段，蜂窩小區(qū)也會相應(yīng)小很多，很大程度上提高用戶容量，但同時也會引起系列技術(shù)上的難題。 (3)良好的兼容性。4G移動通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全球統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，讓所有移動通信運(yùn)營商的用戶享受共同的4G服務(wù)，真正實(shí)現(xiàn)一部手機(jī)在全球的任何地點(diǎn)都能進(jìn)行通信。 (4)較強(qiáng)的靈活性。4G移動通信系統(tǒng)采用智能技術(shù)使其能自適應(yīng)地進(jìn)行資源分配，

15、能對通信過程中不斷變化的業(yè)務(wù)流大小進(jìn)行相應(yīng)處理而滿足通信要求，采用智能信號處理技術(shù)對信道條件不同的各種復(fù)雜環(huán)境進(jìn)行信號的正常發(fā)送與接收，有很強(qiáng)的智能性、適應(yīng)性和靈活性。 (5)多類型用戶共存。4G移動通信系統(tǒng)能根據(jù)動態(tài)的網(wǎng)絡(luò)和變化的信道條件進(jìn)行自適應(yīng)處理，使低速與高速的用戶以及各種各樣的用戶設(shè)備能夠共存與互通，從而滿足系統(tǒng)多類型用戶的需求。 (6)多種業(yè)務(wù)的融合。4G移動通信系統(tǒng)支持更豐富的移動業(yè)務(wù)，包括高清晰度圖像業(yè)務(wù)、會議電視、虛擬現(xiàn)實(shí)業(yè)務(wù)等，使用戶在任何地方都可以獲得任何所需的信息服務(wù)。將個人通信、信息系統(tǒng)、廣播和娛樂等行業(yè)結(jié)合成一個整體，更加安全、方便地向用戶提供更廣泛的服務(wù)與應(yīng)用。

16、(7)先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用。4G移動通信系統(tǒng)以幾項突破性技術(shù)為基礎(chǔ)，如：OFDM多址接入方式、智能天線和空時編碼技術(shù)、無線鏈路增強(qiáng)技術(shù)、軟件無線電技術(shù)、高效的調(diào)制解調(diào)技術(shù)、高性能的收發(fā)信機(jī)和多用戶檢測技術(shù)等。 (8)高度自組織、自適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)。4G移動通信系統(tǒng)是一個完全自治、自適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)，擁有對結(jié)構(gòu)的自我管理能力，以滿足用戶在業(yè)務(wù)和容量方面不斷變化的需求。 3、4G移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) 為了適應(yīng)移動通信用戶日益增長的高速多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求，具體實(shí)現(xiàn)4G系統(tǒng)較3G的優(yōu)越之處，4G移動通信系統(tǒng)將主要采用以下關(guān)鍵技術(shù)： (1)接入方式和多址方案 OFDM(正交頻分復(fù)用)是一種無線環(huán)境下的高速傳輸技術(shù)，其主

17、要思想就是在頻域內(nèi)將給定信道分成許多正交子信道，在每個子信道上使用一個子載波進(jìn)行調(diào)制，各子載波并行傳輸。盡管總的信道是非平坦的，即具有頻率選擇性，但是每個子信道是相對平坦的，在每個子信道上進(jìn)行的是窄帶傳輸，信號帶寬小于信道的相應(yīng)帶寬。OFDM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是可以消除或減小信號波形間的干擾，對多徑衰落和多普勒頻移不敏感，提高了頻譜利用率，可實(shí)現(xiàn)低成本的單波段接收機(jī)。OFDM的主要缺點(diǎn)是功率效率不高。 (2)調(diào)制與編碼技術(shù) 4G移動通信系統(tǒng)采用新的調(diào)制技術(shù)，如多載波正交頻分復(fù)用調(diào)制技術(shù)以及單載波自適應(yīng)均衡技術(shù)等調(diào)制方式，以保證頻譜利用率和延長用戶終端電池的壽命。4G移動通信系統(tǒng)采用更高級的信道編碼方案

18、(如Turbo碼、級連碼和LDPC等)、自動重發(fā)請求(ARQ)技術(shù)和分集接收技術(shù)等，從而在低Eb/N0條件下保證系統(tǒng)足夠的性能。 (3)高性能的接收機(jī) 4G移動通信系統(tǒng)對接收機(jī)提出了很高的要求。Shannon定理給出了在帶寬為BW的信道中實(shí)現(xiàn)容量為C的可靠傳輸所需要的最小SNR。按照Shannon定理，可以計算出，對于3G系統(tǒng)如果信道帶寬為5MHz，數(shù)據(jù)速率為2Mb/s，所需的SNR為l.2dB；而對于4G系統(tǒng)，要在5MHz的帶寬上傳輸20Mb/s的數(shù)據(jù)，則所需要的SNR為12dB?？梢妼τ?G系統(tǒng)，由于速率很高，對接收機(jī)的性能要求也要高得多。 (4)智能天線技術(shù) 智能天線具有抑制信號干擾、自

19、動跟蹤以及數(shù)字波束調(diào)節(jié)等智能功能，被認(rèn)為是未來移動通信的關(guān)鍵技術(shù)。智能天線應(yīng)用數(shù)字信號處理技術(shù)，產(chǎn)生空間定向波束，使天線主波束對準(zhǔn)用戶信號到達(dá)方向，旁瓣或零陷對準(zhǔn)干擾信號到達(dá)方向，達(dá)到充分利用移動用戶信號并消除或抑制干擾信號的目的。這種技術(shù)既能改善信號質(zhì)量又能增加傳輸容量。 (5)MIMO技術(shù) MIMO(多輸入多輸出)技術(shù)是指利用多發(fā)射、多接收天線進(jìn)行空間分集的技術(shù)，它采用的是分立式多天線，能夠有效的將通信鏈路分解成為許多并行的子信道，從而大大提高容量。信息論已經(jīng)證明，當(dāng)不同的接收天線和不同的發(fā)射天線之間互不相關(guān)時，MIMO系統(tǒng)能夠很好地提高系統(tǒng)的抗衰落和噪聲性能，從而獲得巨大的容量。例如：當(dāng)

20、接收天線和發(fā)送天線數(shù)目都為8根，且平均信噪比為20dB時，鏈路容量可以高達(dá)42bps/Hz，這是單天線系統(tǒng)所能達(dá)到容量的40多倍。因此，在功率帶寬受限的無線信道中，MIMO技術(shù)是實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)速率、提高系統(tǒng)容量、提高傳輸質(zhì)量的空間分集技術(shù)。在無線頻譜資源相對匱乏的今天， MIMO系統(tǒng)已經(jīng)體現(xiàn)出其優(yōu)越性，也會在4G移動通信系統(tǒng)中繼續(xù)應(yīng)用。 (6)軟件無線電技術(shù) 軟件無線電是將標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的硬件功能單元經(jīng)過一個通用硬件平臺，利用軟件加載方式來實(shí)現(xiàn)各種類型的無線電通信系統(tǒng)的一種具有開放式結(jié)構(gòu)的新技術(shù)。軟件無線電的核心思想是在盡可能靠近天線的地方使用寬帶A/D和D/A變換器，并盡可能多地用軟件來定義無線

21、功能，各種功能和信號處理都盡可能用軟件實(shí)現(xiàn)。其軟件系統(tǒng)包括各類無線信令規(guī)則與處理軟件、信號流變換軟件、信源編碼軟件、信道糾錯編碼軟件、調(diào)制解調(diào)算法軟件等。軟件無線電使得系統(tǒng)具有靈活性和適應(yīng)性，能夠適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)和空中接口。軟件無線電技術(shù)能支持采用不同空中接口的多模式手機(jī)和基站，能實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用的可變QoS。 (7)基于IP的核心網(wǎng) 4G移動通信系統(tǒng)的核心網(wǎng)是一個基于全I(xiàn)P的網(wǎng)絡(luò)，同已有的移動網(wǎng)絡(luò)相比具有根本性的優(yōu)點(diǎn)，即：可以實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)間的無縫互聯(lián)。核心網(wǎng)獨(dú)立于各種具體的無線接入方案，能提供端到端的IP業(yè)務(wù)，能同已有的核心網(wǎng)和PSTN兼容。核心網(wǎng)具有開放的結(jié)構(gòu)，能允許各種空中接口接入核心網(wǎng)；同時

22、核心網(wǎng)能把業(yè)務(wù)、控制和傳輸?shù)确珠_。采用IP后，所采用的無線接入方式和協(xié)議與核心網(wǎng)絡(luò)(CN)協(xié)議、鏈路層是分離獨(dú)立的。IP與多種無線接入?yún)f(xié)議相兼容，因此在設(shè)計核心網(wǎng)絡(luò)時具有很大的靈活性，不需要考慮無線接入究竟采用何種方式和協(xié)議。 (8)多用戶檢測技術(shù) 多用戶檢測是寬帶CDMA通信系統(tǒng)中抗干擾的關(guān)鍵技術(shù)。在實(shí)際的CDMA通信系統(tǒng)中，各個用戶信號之間存在一定的相關(guān)性，這就是多址干擾存在的根源。由個別用戶產(chǎn)生的多址干擾固然很小，可是隨著用戶數(shù)的增加或信號功率的增大，多址干擾就成為寬帶CDMA通信系統(tǒng)的一個主要干擾。傳統(tǒng)的檢測技術(shù)完全按照經(jīng)典直接序列擴(kuò)頻理論對每個用戶的信號分別進(jìn)行擴(kuò)頻碼匹配處理，因而抗

23、多址干擾能力較差；多用戶檢測技術(shù)在傳統(tǒng)檢測技術(shù)的基礎(chǔ)上，充分利用造成多址干擾的所有用戶信號信息對單個用戶的信號進(jìn)行檢測，從而具有優(yōu)良的抗干擾性能，解決了遠(yuǎn)近效應(yīng)問題，降低了系統(tǒng)對功率控制精度的要求，因此可以更加有效地利用鏈路頻譜資源，顯著提高系統(tǒng)容量。隨著多用戶檢測技術(shù)的不斷發(fā)展，各種高性能又不是特別復(fù)雜的多用戶檢測器算法不斷提出，在4G實(shí)際系統(tǒng)中采用多用戶檢測技術(shù)將是切實(shí)可行的。4、4G移動通信的技術(shù)發(fā)展為了可以使4G技術(shù)的使用范圍更加寬闊，解決體制兼容、時延擴(kuò)展與遠(yuǎn)近效應(yīng)等多方面的難題，世界范圍內(nèi)的通信工程領(lǐng)域的研究者們對現(xiàn)代移動通信技術(shù)做了更為深入的研究，許多關(guān)鍵性的通信技術(shù)被開發(fā)出來，

24、并投入到了通信市場當(dāng)中。下面對移動通信的技術(shù)做出分析： （1）多址技術(shù)：擴(kuò)頻碼的選擇對于4G系統(tǒng)來說十分重要，因為4G系統(tǒng)采用的是CDMA碼分多址技術(shù)。64位的Walsh函數(shù)是CDMA IS一95移動通信系統(tǒng)所選擇的擴(kuò)頻碼，這樣就使得系統(tǒng)的前向信道的有關(guān)性能得到了保障，但是，反向信道的運(yùn)行性能卻很差。通信領(lǐng)域的研究者們對OVSF（正交可變擴(kuò)頻因子）進(jìn)行了深層次的探究，將其在可用數(shù)目、重復(fù)利用與生成方法方面存在的問題進(jìn)行了解決，使多址技術(shù)可以服務(wù)于4G系統(tǒng)，促進(jìn)了4G系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。 （2）IPV6技術(shù)：為了避免3G技術(shù)中出現(xiàn)的編址不合理、空間資源浪費(fèi)的狀況，4G移動通信技術(shù)引進(jìn)了IPV6技術(shù)，

25、它擁有著巨大的編址空間，同時具有自動控制技術(shù)、安全性能好、移動安全性高等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)技術(shù)專家的預(yù)想，在未來能夠使得IPV6為整個4G移動通信系統(tǒng)提供編址空間，節(jié)省大量的空間資源。該技術(shù)也可以自動配置有狀態(tài)和無狀態(tài)這兩個地址。在無狀態(tài)時，在沒有人為干預(yù)的情況下，系統(tǒng)可以根據(jù)這個地址的節(jié)點(diǎn)利用鄰居機(jī)制，為其獲得唯一的地址。在傳輸信息時，為了保證4G信息的安全可靠，IP地址流會交給各個節(jié)點(diǎn)來處理。了解移動設(shè)備的通信節(jié)點(diǎn)也是通過交換IP地址的方式進(jìn)行，這樣每個移動設(shè)備配備唯一的IP地址的方式很好地保證了移動設(shè)備使用的安全性。 （3）OFDM技術(shù)：OFDM即正交頻分復(fù)用技術(shù)，是多載波調(diào)制的一種，是4G移動

26、通信中使用的核心技術(shù)。將信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)制到在每個子信道上進(jìn)行傳輸，提高了抗衰落能力?？梢栽诮邮斩瞬捎孟嚓P(guān)技術(shù)將正交信號分開，減少子信道之間的互相干擾。每個子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分更容易保證信道的均衡。相鄰的子載波之間相互重疊的關(guān)系使得頻譜的運(yùn)行效率較高。當(dāng)信道較好時，子載波會自動調(diào)節(jié)成效率較高的模式，信號較差時，自動調(diào)節(jié)成抗干擾較強(qiáng)的方式，智能技術(shù)的使用使得OFDM更加有利于高速傳輸數(shù)據(jù)。 （4）智能天線技術(shù)：智能天線主要是指自適應(yīng)天線陣列，是利用移動用戶和基站間各個傳輸鏈路空間特征的差異，在基站端運(yùn)用信號處理技術(shù)和軟件技術(shù)，通

27、過多天線陣元結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生特定方向特性天線波束，在同一信道上減少多個移動用戶接收和發(fā)送信號的干擾，提高頻譜利用率的一種分集技術(shù)，其本質(zhì)是利用相位關(guān)系抑制多址干擾和多徑干擾。智能天線技術(shù)的發(fā)展主要是考慮智能天線和移動通信環(huán)境的特性，如電波的傳播特性、干擾和信號帶寬的有效性等，通過鏈路級和系統(tǒng)級的仿真與實(shí)際驗證，綜合利用計算機(jī)處理技術(shù)優(yōu)化天線陣列參數(shù)和設(shè)計數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的最優(yōu)傳輸模式。智能天線除了在提高頻譜利用率 抑制干擾等方面的優(yōu)點(diǎn)外，還可以通過基站對移動用戶發(fā)射信號的空間特征矩陣的分析，實(shí)現(xiàn)對用戶空間位置的較精確定位。第二章無線傳播與移動信道概念、計算、特性，用于系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計通信的3項基本指標(biāo)有效性：

28、是指在占有盡可能少的信道資源=?，如頻段、時隙和功率等的條件下盡可能多地傳送信源的信息，是通信的數(shù)量上的指標(biāo)?？煽啃裕褐饕侵冈趥鬏斶^程中抵抗各類客觀自然干擾的能力，但是在特殊的軍事通信中，它還包含抵抗人為設(shè)置干擾的能力。 安全性：主要是指在傳輸中的安全保密性能，即收端防竊聽、發(fā)端防偽造和篡改等的能力。信道分類->按傳輸媒質(zhì)有線信道:有線信道包括架空明線、電纜及光纖。無線信道:無線信道中有中、長波地表面波傳播，短波電離層反射傳播，超短波和微波直射傳播以及各種散射傳播。->從信道特性參數(shù)隨外界各種因素的影響而變化分類：恒參信道:恒參信道是指其傳輸特性的變化量極其微小。且變化速度極慢，

29、或者說，在足夠長的時間內(nèi)，其參數(shù)基本不變。變參信道:變參信道是指傳輸特性隨時間的變化較快。移動信道為典型的變參信道。移動通信信道的3個主要特點(diǎn)：1）傳播的開放性：一切無線信道都是基于電磁波在空間的傳播來實(shí)現(xiàn)開放式信息傳輸?shù)摹?）接收環(huán)境的復(fù)雜性：接收點(diǎn)地理環(huán)境的復(fù)雜性與多樣性。按接收點(diǎn)地理環(huán)境劃分為3類典型區(qū)域，高樓林立的城市繁華區(qū)，以一般性建筑物為主體的近郊區(qū)，以山丘、湖泊、平原為主的農(nóng)村及遠(yuǎn)郊區(qū)。3）通信用戶的隨機(jī)移動性：準(zhǔn)靜態(tài)的室內(nèi)用戶通信，慢速步行用戶通信，高速車載用戶通信（>=70Km）移動信道的傳播路徑（ 移動臺接收N條路徑信號）及電磁波分類MS接收N條路徑信號電磁波傳播角度

30、觀察：直射波：是指在視距覆蓋區(qū)內(nèi)無遮擋的傳播。它是超短波、微波的主要傳輸方式，經(jīng)直射波傳播的信號最強(qiáng)。反射波：是指從不同建筑物或其它反射體反射后到達(dá)接收點(diǎn)的傳播信號。信號強(qiáng)度較直射波弱,近距離的多普勒效應(yīng)。繞射波：從較大的建筑物與山丘繞射后到達(dá)接收點(diǎn)的傳播信號。但它需要滿足電波產(chǎn)生繞射的條件，其信號強(qiáng)度較直射波弱。其它：穿透建筑物的傳播及空氣中離子受激后,二次發(fā)射的漫反射產(chǎn)生的散射波，但它們相對于直射波、反射波、繞射波都比較弱。頻率f>30MHz的典型傳播通路：直射波：直接到達(dá)接收天線的電波，對VHF和UHF頻段=主要方式；地面反射波：經(jīng)過地面反射到達(dá)接收機(jī)的電波；地表面波：沿地球表面?zhèn)?/p>

31、播的電波，對VHF和UHF頻段的地表面波可以忽略不計。原因：地表面波的損耗隨頻率升高而急劇增大，傳播距離迅速減小。反射和散射：在移動信道中，電波遇到各種障礙物時會發(fā)生反射和散射現(xiàn)象，它對直射波形成干涉，產(chǎn)生多徑衰落現(xiàn)象。自由空間的傳播損耗已知球面的表面積為4d2，因此，在球面單位面積上的功率應(yīng)為PT/4d2；若接收天線所能接收的有效面積取為A=24，則接收功率為： 傳播損耗=發(fā)射功率與接收功率的比值，則自由空間傳播損耗Lbs，為：工程應(yīng)用：以dB表示，有：式中，f為波長換算的相應(yīng)的工作頻率(MHz)，d為收發(fā)間距離(km)。結(jié)論：自由空間傳播損耗只與工作頻率、和傳播距離d有關(guān)。當(dāng)工作頻率提高一

32、倍，或者說工作波長減小一半時，電波在自由空間的傳播損耗就增加6dB。同樣，當(dāng)傳播距離加大一倍時，傳播損耗也增加6dB。當(dāng)一束電波通過折射率隨高度變化的大氣層時，由于不同高度上的電波傳播速度不同，使電波射束發(fā)生彎曲，彎曲的方向和程度取決于大氣折射率的垂直梯度dndh。這種由大氣折射率引起電波傳播方向發(fā)生彎曲的現(xiàn)象，稱為大氣對電波的折射。視線傳播極限距離 、地球等效半徑認(rèn)為電波依然按直線方向行進(jìn)，只是地球的實(shí)際半徑Ro(6370Km)變成了等效半徑ReRe與R之間的關(guān)系為： 式中，k稱作地球等效半徑系數(shù)。大氣折射對傳播的影響：大氣折射有利于超視距的傳播；在視線距離內(nèi)，也會產(chǎn)生多徑衰落因為由折射現(xiàn)象

33、所產(chǎn)生的折射波會同直射波同時存在。視線傳播的極限距離為：典型數(shù)據(jù)：標(biāo)準(zhǔn)大氣折射情況下即當(dāng)dndh-4×10-8(m-1)時，等效地球半徑系數(shù)k=43，地球等效半徑Re=8500 km。(擴(kuò)展應(yīng)用意義：考慮=最小天線高度？ 實(shí)際天線高度？ ) 菲涅爾余隙的計算障礙物的影響與繞射損耗有限空間問題繞射損耗: 實(shí)際情況中，電波在直射傳播中存在各種障礙物，由障礙物引起的附加傳播損耗。菲涅爾余隙: 障礙物頂點(diǎn)P至直射線TR的距離 負(fù)余隙條件 正余隙條件=無阻擋基本思路：無線空間轉(zhuǎn)化為有限空間。X1是第一菲涅爾區(qū)在P點(diǎn)橫截面的半徑，計算公式如下: 障礙物的影響和繞射損耗與菲涅爾余隙的關(guān)系特性示意圖

34、：障礙物、余隙、繞射損耗與菲涅爾余隙的關(guān)系(圖中，縱坐標(biāo)為繞射引起的附加損耗) 41 / 41當(dāng)x/x1>0.5時，附加損耗約為0 dB，即障礙物對直射波傳播基本上沒有影響；當(dāng)x<0，即直射線低于障礙物頂點(diǎn)時，損耗急劇增加；當(dāng)x=0時，即TR直射線從障礙物頂點(diǎn)擦過時，附加損耗約為6dB意義：在選擇天線高度時，根據(jù)地形盡可能使服務(wù)區(qū)內(nèi)各處的菲涅爾余隙X>0.5X1例：設(shè)在上圖(a)所示的傳播路徑中，菲涅爾余隙X1=-82m，d1=5 km，d2=10km，工作頻率為150 MHz。試求電波傳播損耗。解: 先求出自由空間傳播損耗： Lbs=32.45+20lg(5+10)+20l

35、gl50=99.5 dB求第一菲涅爾區(qū)半徑： X1=81.7m由上圖 查得附加損耗（X/X1-1）為17dB，所以電波傳播的損耗為 L=Lbs+17=116.5 dB三種傳播模型的基本特性及計算方法 大尺度傳播模型：發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間(T-R)長距離(幾百米或幾千米)上的場強(qiáng)變化。當(dāng)移動臺遠(yuǎn)離發(fā)射機(jī)時，當(dāng)?shù)仄骄邮請鰪?qiáng)逐漸減弱，該平均接收場強(qiáng)由大尺度傳播模型預(yù)測。 中尺度衰減模型：中范圍(中尺度、數(shù)百波長量級)的陰影效應(yīng) 小尺度衰減模型：短距離(幾個波長)或短時間(秒級)內(nèi)的接收場強(qiáng)的快速波動的傳播模型。當(dāng)接收機(jī)移動距離與波長相當(dāng)時，其接收場強(qiáng)可以發(fā)生3或4個數(shù)量級(30dB或40dB)的變化

36、。3類不同層次的損耗的定義或特點(diǎn)路徑傳播損耗：一般稱為衰耗，指電波在空間傳播所產(chǎn)生的損耗。它反映出傳播在宏觀大范圍(千米量級)的空間距離上的接收信號電平的平均值的變化趨勢。（路徑損耗在固定的有線通信中也存在，一般比這里的空間傳播衰耗值要小一些）慢衰落損耗：指電磁波在傳播路徑上受到建筑物等的阻擋所產(chǎn)生陰影效應(yīng)而產(chǎn)生的損耗，反映了在中等范圍內(nèi)(數(shù)百波長量級)的接收信號電平平均值起伏變化的趨勢。這類損耗一般為無線傳播所特有，一般從統(tǒng)計規(guī)律上看遵從對數(shù)正態(tài)分布，其變化率比傳送信息率慢，故又稱為慢衰落?？焖ヂ鋼p耗：反映微觀小范圍(數(shù)十波長以下量級)接收電平的平均值的起伏變化趨勢。其電平幅度分布一般遵從瑞

37、利(Rayleigh)分布、萊斯(Rice)分布和納卡伽米(Nakagami)分布，其變化速率比慢衰落快，故又稱為快衰落。空間選擇性快衰落頻率選擇性快衰落時間選擇性快衰落四種主要效應(yīng)的定義或特點(diǎn)陰影效應(yīng)：由于大型建筑物和其它物體的阻擋，在電波傳播的接收區(qū)域中產(chǎn)生傳播半盲區(qū)，類似于太陽光受阻擋后產(chǎn)生的陰影。光波的波長較短，陰影可見，電磁波波長較長，陰影不可見，但是接收終端(如手機(jī))與專用儀表可以測試出來。遠(yuǎn)近效應(yīng)：由于接收用戶的隨機(jī)移動性，移動用戶與基站之間的距離也在隨機(jī)變化，若各移動用戶發(fā)射信號的功率一樣，那么到達(dá)基站時信號的強(qiáng)弱將不同，離基站近者信號強(qiáng)，離基站遠(yuǎn)者信號弱。對移動通信的影響=系

38、統(tǒng)角度、局部角度？通信系統(tǒng)中的非線性將進(jìn)一步加重信號強(qiáng)弱的不平衡性，甚至出現(xiàn)以強(qiáng)壓弱的現(xiàn)象，并使弱者即離基站較遠(yuǎn)的用戶產(chǎn)生掉話(通信中斷)現(xiàn)象，通常稱這一現(xiàn)象為遠(yuǎn)近效應(yīng)。多徑效應(yīng)：由于接收者所處地理環(huán)境的復(fù)雜性，接收到的信號有直射波的主徑信號+ 有從不同建筑物反射及繞射過來的多條不同路徑信號，它們到達(dá)時的信號強(qiáng)度、到達(dá)時間及到達(dá)時的載波相位都不一樣。所接收到的信號是上述各路徑信號的矢量之和，即各路徑之間可能產(chǎn)生自干擾，稱這類自干擾為多徑干擾或多徑效應(yīng)。這類多徑干擾是非常復(fù)雜的，有時根本收不到主徑直射波，收到的是一些連續(xù)反射波等。多普勒效應(yīng)：它是由于接收用戶處于高速移動中，比如車載通信時傳播頻率

39、的擴(kuò)散而引起的，其擴(kuò)散程度與用戶運(yùn)動速度成正比。（這一現(xiàn)象只產(chǎn)生在高速(70kmh)車載通信時）大范圍的傳播衰耗的3種分析模型的基本特性及計算方法三類主要快衰落（含產(chǎn)生的條件）空間選擇性衰落信道輸入：射頻：單頻等幅載波。角度域：送入一個脈沖式的點(diǎn)波束。 信道輸出:觀察接收時空域：在不同接收點(diǎn)S1，S2，S3，時域上衰落特性是不一樣的，即同一時間、不同地點(diǎn)(空間)衰落起伏是不一樣的，這樣，從空域上看，其信號包絡(luò)的起伏周期為T1。等效為角度擴(kuò)散角度域：在原來角度上的點(diǎn)波束產(chǎn)生了擴(kuò)散由于開放型的時變信道使天線的點(diǎn)波束產(chǎn)生了擴(kuò)散而引起了空間選擇性衰落。衰落周期如上圖示空間選擇性衰落，通常又稱為平坦瑞利

40、衰落。這里的平坦特性是指在時域、頻域中不存在選擇性衰落頻率選擇性衰落結(jié)論：由于信道在時域的時延擴(kuò)散，引起了在頻域的頻率選擇性衰落。衰落周期如上圖示，即與時域中的時延擴(kuò)散程度成正比。應(yīng)用中的影響信道輸入： 頻域：白色等幅頻譜 時域：在t0時刻輸入一個脈沖信道輸出： 觀察接收頻域：衰落起伏的有色譜。 時域：在t0+t瞬間，脈沖在時域產(chǎn)生了擴(kuò)散，其擴(kuò)散寬度為L/2。其中，t為絕對時延。疊加時間選擇性衰落信道輸入時域：單頻等幅載波。頻域：在單一頻率f0上單根譜線(脈沖)信道輸出: =觀察接收時域：包絡(luò)起伏不平。頻域：以f0+f為中心產(chǎn)生頻率擴(kuò)散，其寬度為B。其中，f為絕對多普勒頻移，B為相對值。擬為疊

41、加結(jié)論：由于用戶的高速移動在頻域引起多普勒頻移，在相應(yīng)的時域其波形產(chǎn)生時間選擇性衰落。衰落周期如上圖所示。快衰落信號包絡(luò)統(tǒng)計特性、衰落儲備、快衰落瞬時幅度特性的表示參數(shù)多徑衰落的信號包絡(luò)服從瑞利分布，這種多徑衰落稱為瑞利衰落。瑞利衰落信號的特征計算：均值為均方值為瑞利分布概率密度函數(shù)p(r)與r的關(guān)系如右圖靠近基站：基本情況：移動臺靠近基站的情況下，快衰落信號包絡(luò)統(tǒng)計特性是指在含有一個強(qiáng)直射波的N個路徑傳播時。 接收信號的包絡(luò)統(tǒng)計特性：若每條路徑的信號幅度為高斯分布，相位在02內(nèi)為均勻分布。則合成信號的包絡(luò)分布為萊斯(Rice)分布(可參可參見圖2-7(b) 注：圖中的0=/；為直射波幅度。概

42、率密度函數(shù)表達(dá)式：r為衰落信號包絡(luò)；為直射波幅度，Io(·)為零階貝塞爾函數(shù)；當(dāng)很大，即直射波很強(qiáng)時，r，則式(2.3.21)近似高斯分布；當(dāng)O，即無直射波時，則式(2.3.21)近似為瑞利Rayleigh分布?？焖ヂ渌矔r幅度特性電平通過率LCR(Level Crossing Rate)：是指在單位時間內(nèi)信號電平以正斜率通過某一給定電平A的次數(shù)。若時間T內(nèi)發(fā)生N次則有圖中所示的A為給定電平，在時間T內(nèi)以正斜率通過A電平的次數(shù)為4次，所以其電平通過率等于4T。因為電平通過率是隨機(jī)量，所以多用平均電平通過率來描述，它與移動體運(yùn)動速度v、工作波長有關(guān)，可表示為 式中其中，A為給定電平，Ar

43、ms為信號電平的均方根值。fm=V/，為最大多普勒頻移。衰落速率：是指在單位時間內(nèi)信號電平以正斜率通過中值電平的次數(shù)。它等于某一給定電平為中值電平時的電平通過率。衰落速率與信號波長、運(yùn)動速度v和多徑數(shù)目有關(guān)。由經(jīng)驗數(shù)據(jù)可得到平均衰落率(Average Fading Rate)為衰落深度：是指信號的有效值(均方根值)與該次衰落信號的最小值之間的差值。因為衰落深度是隨機(jī)量。所以多用平均衰落深度(Average Deep of Fading)來描述。平均衰落深度：是指信號中值與概率為P(rrx)=10的信號值的差值，一般可達(dá)2030 dB。衰落持續(xù)時間：是指信號電平低于某一電平(門限電平)的持續(xù)時間

44、。它是隨機(jī)量。定義平均衰落持續(xù)時間AFD(Average Faded Duration)：信號電平低于某一規(guī)定電平值A(chǔ)的概率與該規(guī)定電平值的電平通過率之比，即有在圖中，時間T內(nèi)的衰落持續(xù)時間等于t1+t2+t3+t4，則可計算出平均衰落持續(xù)時間：衰落持續(xù)時間決定于接收機(jī)的門限電平，用于判斷衰落對通信的影響。對數(shù)字通信，它可用于確定突發(fā)差錯的長度。3種主要噪聲的概念、基本特性在移動通信中，嚴(yán)重影響移動通信性能的主要噪聲與干擾大致可分為3類：加性正態(tài)白噪聲多徑干擾多址干擾加性正態(tài)白噪聲加性:噪聲與信號之間的關(guān)系遵從疊加原理的線性關(guān)系。正態(tài)：噪聲分布遵從正態(tài)(高斯)分布。白：指其頻譜是平坦的。AWG

45、N信道：僅含有加性正態(tài)白噪聲的信道一般文獻(xiàn)上稱為AWGN信道。這類噪聲是最基本的噪聲，并非移動信道所特有，一般簡稱這類噪聲為白噪聲。產(chǎn)生這類噪聲的來源主要有兩個。(1)無源約翰遜噪聲。它主要來自一切無源器件，如電阻、電容、電路板的分子布朗運(yùn)動所引起的噪聲。其特點(diǎn)之一是任何環(huán)境當(dāng)溫度超過熱力學(xué)溫度零度(OK，即-273.16)就存在分子的布朗運(yùn)動；其特點(diǎn)之二是這類布朗運(yùn)動是大量的，統(tǒng)計上遵從中心極限定理的規(guī)律，因此其統(tǒng)計分布是正態(tài)的；其特點(diǎn)之三是這類布朗運(yùn)動在頻域范圍足夠?qū)挄r，其譜特性是平坦的。(2)有源霰彈噪聲。它主要來自通信設(shè)備中的有源器件，如電子管、晶體管及各類大規(guī)模集成電路中的電子發(fā)射所

46、形成的。其特點(diǎn)與無源噪聲的3個特點(diǎn)完全類似，所以也可看成典型的白噪聲。它與無源白噪聲的惟一差異是有源白噪聲是在一定激發(fā)條件下才產(chǎn)生大量電子發(fā)射而形成的。注：AGWN: Additive White Gaussian Noise多徑干擾產(chǎn)生原因：由于電波傳播的開放性與地理環(huán)境的復(fù)雜性而引起的多條傳播路徑之間相互自干擾而引起的噪聲干擾。它實(shí)質(zhì)上是一類自干擾。影響效果：對于數(shù)字與數(shù)據(jù)通信，主要表現(xiàn)為碼間干擾及高速數(shù)據(jù)的符號間干擾。關(guān)于這類干擾需要進(jìn)一步說明的有兩點(diǎn)。 (1)多徑干擾的強(qiáng)度取決于多徑時延寬度與碼元寬度的比值，即取決于受干擾的相對值，而不是受干擾的絕對值。這一結(jié)論對符號干擾也是一樣。 (

47、2)多徑干擾對于CDMA尤為嚴(yán)重。這是由于CDMA采用了直接擴(kuò)頻技術(shù)，大大提高了待傳送的碼元速率，降低了碼元周期長度，卻增大了多徑時延引起的相對比例。多址干擾產(chǎn)生來源：由于在移動通信網(wǎng)中同時進(jìn)行通信的是多個用戶，這多個用戶的信號之間一定要采用一類正交隔離手段，否則就會互相干擾，在通話時串話。第三章多址技術(shù)與擴(kuò)頻通信概念、計算、特性、*方案*、評價。移動通信中幾種典型的多址接入方式：第一代(1G)的FDMA，第二代(2G)GSM的TDMA、IS-95的CDMA，第3代(3G)3個主流制式的CDMA。多址技術(shù)的基本概念動態(tài)尋址:即在服務(wù)范圍內(nèi)利用開放式的射頻電磁波尋找用戶地址，同時為了滿足多個移動

48、用戶同時實(shí)現(xiàn)尋址，多個地址之間還必須滿足相互正交特性，以避免產(chǎn)生地址間相互干擾。四種多址技術(shù)的基本原理及移動通信中的實(shí)際多址接入實(shí)施方案多址劃分基本原理（或設(shè)想）相似性：類似于固定通信中的信號多路復(fù)用，實(shí)質(zhì)上都屬于信號的正交劃分與設(shè)計技術(shù)。區(qū)別點(diǎn)：多路復(fù)用的目的是區(qū)別多個通路，通常是在基帶和中頻上實(shí)現(xiàn)的，而多址劃分是區(qū)分不同的用戶地址，通常需要利用射頻頻段輻射的電磁波來尋找動態(tài)的用戶地址，同時為了實(shí)現(xiàn)多址信號之間互不干擾，信號之間必須滿足正交特性。 前向信道：移動臺的接收頻道即基站向移動臺方向的信道叫作前向信道。反向信道：移動臺的發(fā)射頻道即移動臺向基站方向的信道叫作反向信道。突發(fā)或叫子幀：在時

49、隙內(nèi)傳送的信號叫突發(fā)或叫子幀。CDMA系統(tǒng)的特點(diǎn): CDMA蜂窩通信系統(tǒng)有如下特點(diǎn)： 窄帶CDMA系統(tǒng)是以頻率重用為基礎(chǔ)的蜂窩結(jié)構(gòu)。 每個基站只需一個無線電臺。 小區(qū)內(nèi)以CDMA方式建立信道。 以每一碼型為一個話路的數(shù)字信號傳輸，不需設(shè)置保護(hù)時隙或保護(hù)頻帶。 由于CDMA蜂窩系統(tǒng)是以碼型來區(qū)分用戶地址的，所以它僅是干擾受限的系統(tǒng)。 CDMA系統(tǒng)需要系統(tǒng)的定時同步，但與TDMA系統(tǒng)相比，系統(tǒng)的同步要求不嚴(yán)格。 CDMA系統(tǒng)對移動臺的發(fā)射信號功率控制要求非常嚴(yán)格。 移動用戶可隨時接入信道，并建立通信。系統(tǒng)具有一定的過載能力，即軟系統(tǒng)容量。 移動臺并行處理CDMA信號，除接收來自本小區(qū)基站的信號外，

50、可同時接收來自相鄰基站的信號，有利于選擇最佳信號進(jìn)行可靠的越區(qū)切換，并且，這種越區(qū)切換只改變地址碼，而不改變載波頻率，即所謂軟切換。 便于采用語音激活技術(shù)來減少同道干擾，增加系統(tǒng)容量。TDMA時幀結(jié)構(gòu)（一般結(jié)構(gòu)）TDMA、CDMA系統(tǒng)基本技術(shù)特點(diǎn)FDMA系統(tǒng)的特點(diǎn): FDMA蜂窩通信系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)： 以頻率復(fù)用為基礎(chǔ)的蜂窩結(jié)構(gòu)； 以每一頻道為一個話路的模擬或數(shù)字信號傳輸；對比FDM IN TRADITIONAL SYSTEM。 以頻帶或頻道的劃分來構(gòu)成宏小區(qū)、微小區(qū)、微微小區(qū)； 由于FDMA蜂窩系統(tǒng)是以頻道來分離用戶地址的，所以它是頻道受限和干擾受限的系統(tǒng); FDMA系統(tǒng)需要周密的頻率計劃；

51、 對發(fā)射信號功率控制的要求不嚴(yán)格； 基站的硬件設(shè)備取決于頻率計劃和頻道的配置； 基站是多部不同載波頻率發(fā)射機(jī)同時工作的。擴(kuò)頻通信概念：擴(kuò)頻通信(SS，Spread Spectrum)。確切地說，應(yīng)稱為擴(kuò)譜通信更為恰當(dāng)，因為被擴(kuò)展的是信號頻譜帶寬，不過習(xí)慣上稱其為擴(kuò)頻。擴(kuò)頻通信屬于寬帶通信系統(tǒng)。擴(kuò)頻通信技術(shù)是一種信息傳輸方式，在發(fā)端采用擴(kuò)頻碼調(diào)制，使信號所占的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信息必需的帶寬，在收端采用相同的擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)以恢復(fù)所傳信息數(shù)據(jù)。區(qū)別：它與傳統(tǒng)的窄帶通信系統(tǒng)不同。擴(kuò)頻通信主要特征：擴(kuò)頻前信源提供的消息碼元帶寬(或速率)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于擴(kuò)頻后進(jìn)入信道的擴(kuò)頻序列(chip)信號帶寬(或速率)

52、。擴(kuò)頻通信的特點(diǎn)：帶來了信噪比上的好處，即接收機(jī)輸出的信噪比相對于輸入的信噪比大有改善，從而提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。擴(kuò)頻通信在移動通信中的應(yīng)用情況擴(kuò)頻通信在移動通信中的地位：移動通信中最主要的多址方式實(shí)現(xiàn)技術(shù)。由于碼分多址是通過擴(kuò)頻通信來實(shí)現(xiàn)的，在移動通信中，第二代(2G)的IS-95、第三代(3G)的TD-SCDMA、CDMA2000、WCDMA均采用碼分多址。窄帶通信系統(tǒng)與寬帶通信系統(tǒng)的概念設(shè)R為待傳送的信源碼元速率(或帶寬)，T為碼分的持續(xù)時間，F(xiàn)為傳送至信道的擴(kuò)頻序列(chip)信號速率(或帶寬)。l 窄帶通信系統(tǒng)：若RT=FT1，即當(dāng)R=F或F=2R(帶寬)時，稱該系統(tǒng)為窄帶通信系統(tǒng)

53、。通常數(shù)字通信系統(tǒng)中的移幅、移頻、移相均屬窄帶通信系統(tǒng)。l寬帶通信系統(tǒng)：若FR，即F/R=10106(1060dB)，則稱該系統(tǒng)為寬帶通信系統(tǒng)。寬帶通信系統(tǒng)是窄帶通信系統(tǒng)通過擴(kuò)頻方式來實(shí)現(xiàn)的。碼分多址CDMA就是一類最典型的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)?！景自肼?、PN碼、m序列、Gold序列、Walsh(沃爾什)函數(shù)的概念】白噪聲：白噪聲是一種隨機(jī)過程，它的瞬時值服從正態(tài)分布，功率譜在很寬的頻帶內(nèi)都是均勻的，它有極其優(yōu)良的相關(guān)特性。高斯白噪聲的理想特性為 PNPseudo-Noise，偽噪聲碼：在工程中產(chǎn)生一種具有近似隨機(jī)噪聲的自相關(guān)特性的周期性信號，稱為偽隨機(jī)序列，即PN碼。lm序列：二進(jìn)制的m序列是一種重

54、要的偽隨機(jī)序列，有優(yōu)良的自相關(guān)特性，有時稱為偽噪聲(PN)序列?！皞巍钡囊馑际钦f這種碼是周期性的序列，易于產(chǎn)生和復(fù)制，但其隨機(jī)性接近于噪聲或隨機(jī)序列。m序列在擴(kuò)展頻譜及碼分多址技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用，并且在m序列基礎(chǔ)上還能構(gòu)成其它的碼序列，（因此無論從m序列直接應(yīng)用還是從掌握偽隨機(jī)序列基本理論而言），必須熟悉m序列的產(chǎn)生及其主要特性。m序列的抗干擾能力較強(qiáng)；有優(yōu)良的相關(guān)特性；易產(chǎn)生。但不足的是m序列的數(shù)目少。lGold序列：Gold碼是m序列的復(fù)合碼，是由RGold在1967年提出的，Gold碼是在m序列的基礎(chǔ)上得到的，但它的條數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了m序列。Gold序列在多址技術(shù)中，特別是在碼序列長度較短的情況下，得到了廣泛應(yīng)用。目前多采用Gold碼作為地址碼。lWalsh(沃爾什)函數(shù)：Walsh函數(shù)是一種非正弦的完備正交函數(shù)系。它僅有可能的取值：+1和-1(或O和1)，比較適合于用來表達(dá)和處理數(shù)字信號。20世紀(jì)60年代以來，取值離散的二值函數(shù)，正好與數(shù)字電路相適應(yīng)或相“匹配”。其中有代表性的一種重要數(shù)學(xué)函數(shù)就是沃爾什函數(shù)。在碼分多址通信中，Walsh函數(shù)可以作為地址碼使用。在IS-95碼分多址移動通信系統(tǒng)中，正向傳輸信道使用了64階沃爾什函數(shù)。碼序列相關(guān)特性的定義采用二進(jìn)制的碼序列，長度(周期)為P的碼序列x的自相關(guān)函數(shù)式中Xi是周期長度為P的某一碼序