移動(dòng)通信概述本科考試總結(jié)筆記

1、第1章移動(dòng)通信概述1.1 概論移動(dòng)通信是指通信的雙方或至少有一方處在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中進(jìn)行的信息交換。這里所說(shuō)的信息是廣義的，它不僅僅只是語(yǔ)音通信，還包括數(shù)據(jù)、傳真、圖像和多媒體信息等業(yè)務(wù)。隨著社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，人類的活動(dòng)范圍越來(lái)越大，活動(dòng)頻率也越來(lái)越高，人們需要隨時(shí)隨地進(jìn)行信息的交流和溝通，由此促進(jìn)了移動(dòng)通信的發(fā)展。由于通信雙方處在不斷的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，傳統(tǒng)的有線通信已無(wú)法滿足需要，這就使無(wú)線通信有了廣闊的用武之地。移動(dòng)通信使一度沉寂的無(wú)線電通信技術(shù)重新煥發(fā)出了新生，使無(wú)線通信和光纖通信并駕齊驅(qū)，成為現(xiàn)代通信技術(shù)的兩大重要支柱之一。與其他無(wú)線通信形式相比，移動(dòng)通信有其自身的特點(diǎn)和特殊的要求，主要表現(xiàn)在以這

2、幾個(gè)方面。.電波傳播條件惡劣.環(huán)境噪聲、干擾和多普勒頻移影響嚴(yán)重.組網(wǎng)技術(shù)比固定通信復(fù)雜.頻率資源有限和用戶增加的矛盾突出1.2 移動(dòng)通信系統(tǒng)的分類移動(dòng)通信的種類繁多。按使用要求和工作場(chǎng)合不同可以分為：(1)集群移動(dòng)通信，也稱大區(qū)制移動(dòng)通信。它的特點(diǎn)是只有一個(gè)基站，天線高度為幾十米至百余米，覆蓋半徑為30公里，發(fā)射機(jī)功率可高達(dá)200瓦。用戶數(shù)約為幾十至幾百，可以是車載臺(tái)，也可是以手持臺(tái)。它們可以與基站通信，也可通過(guò)基站與其它移動(dòng)臺(tái)及市話用戶通信，基站與市站有線網(wǎng)連接。(2)蜂窩移動(dòng)通信，也稱小區(qū)制移動(dòng)通信。它的特點(diǎn)是把整個(gè)大范圍的服務(wù)區(qū)劃分成許多小區(qū)，每個(gè)小區(qū)設(shè)置一個(gè)基站，負(fù)責(zé)本小區(qū)各個(gè)移動(dòng)臺(tái)

3、的聯(lián)絡(luò)與控制，各個(gè)基站通過(guò)移動(dòng)交換中心相互聯(lián)系，并與市話局連接。利用超短波電波傳播距離有限的特點(diǎn)，離開(kāi)一定距離的小區(qū)可以重復(fù)使用頻率，使頻率資源可以充分利用。每個(gè)小區(qū)的用戶在1000以上，全部覆蓋區(qū)最終的容量可達(dá)100萬(wàn)用戶。(3)衛(wèi)星移動(dòng)通信。利用衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)也可實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信，對(duì)于車載移動(dòng)通信可采用赤道固定衛(wèi)星，而對(duì)手持終端，采用中低軌道的多顆星座衛(wèi)星較為有利。(4)無(wú)繩電話。對(duì)于室內(nèi)外慢速移動(dòng)的手持終端的通信，則采用小功率、通信距離近的、輕便的無(wú)繩電話機(jī)。它們可以經(jīng)過(guò)通信點(diǎn)與市話用戶進(jìn)行單向或雙方向的通信。使用模擬識(shí)別信號(hào)的移動(dòng)通信，稱為模擬移動(dòng)通信。為了解決容量增加，提高通信質(zhì)量和增加服

4、務(wù)功能，目前大都使用數(shù)字識(shí)別信號(hào)，即數(shù)字移動(dòng)通信。在制式上則有時(shí)分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)兩種。前者在全世界有歐洲的GSM系統(tǒng)(全球移動(dòng)通信系統(tǒng))、北美的雙模制式標(biāo)準(zhǔn)IS-54和日本的JDC標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于碼分多址，則有美國(guó)Qualcomnn公司研制的IS-95標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)。總的趨勢(shì)是數(shù)字移動(dòng)通信將取代模擬移動(dòng)通信。而移動(dòng)通信將向個(gè)人通信發(fā)展。進(jìn)入21世紀(jì)則成為全球信息高速公路的重要組成部分。移動(dòng)通信將有更為輝煌的未來(lái)。第2章移動(dòng)通信的基本技術(shù)調(diào)制技術(shù)，IU|IUU.UI八/、產(chǎn)汽QQ、卡;鼬事強(qiáng)刑的：力器*善武調(diào)制的目的是把要傳輸?shù)哪M信號(hào)或數(shù)字信號(hào)變換成適合信道傳輸?shù)母哳l信號(hào)。調(diào)制方

5、式按照調(diào)制信號(hào)的性質(zhì)分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制兩類；按照載波的形式分為連續(xù)波調(diào)制和脈沖調(diào)制兩類。模擬調(diào)制有調(diào)幅(AM)、調(diào)頻(FM)和調(diào)相(PM)。數(shù)字調(diào)制有振幅鍵控(ASK)、移頻鍵控(FSK)、移相鍵控(PSK)和差分移相鍵控(DPSK)等。脈沖調(diào)制有脈幅調(diào)制(PAM)、脈寬調(diào)制(PDM)、脈頻調(diào)制(PFM)、脈位調(diào)制(PPM)、脈碼調(diào)制(PCM)和增量調(diào)制(AM)。對(duì)移動(dòng)通信的數(shù)字調(diào)制技術(shù)的要求如下：(1)在信道衰落條件下，誤碼率要盡可能低；(2)發(fā)射頻譜窄，對(duì)相鄰信道干擾小；(3)高效率的解調(diào)，以降低移動(dòng)臺(tái)功耗，進(jìn)一步縮小體積和成本；(5)能提供較高的傳輸速率；(6)易于集成。數(shù)字調(diào)制技術(shù)

6、分為線性調(diào)制方式和恒定包絡(luò)調(diào)制方式，線性調(diào)制方式又可分為頻譜高效和功率高效兩種，在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，由于存在著嚴(yán)重的衰落現(xiàn)象，故所需要的信噪比”比較高。調(diào)制技術(shù)的最終目的就是使得調(diào)制以后的信號(hào)對(duì)干擾有較強(qiáng)的抵抗作用，同時(shí)對(duì)相鄰的信道信號(hào)干擾較小，解調(diào)方便且易于集成。多址方式在無(wú)線通信中，許多用戶同時(shí)通話，以不同的無(wú)線信道分隔，防止相互干擾的技術(shù)方式稱為多址方式。公共陸基移動(dòng)網(wǎng)(PLMNPublicLandMobileNetwork)主要使用使用的頻分多址(FDMA),時(shí)分多址(TDMA),碼分多址(CDMA),空分多址(SDMA)和包分多址(PDMA)等技術(shù)另有僅僅停留在理論層面的極分多址(PD

7、MA)衛(wèi)星通信中主要使用的按需分配多址接入(DAMA)或脈沖尋址多址接入(PAMA)FDMA(FrequencyDivisionMultipleAccess)FDMA是數(shù)據(jù)通信中的一種技術(shù)，即不同的用戶分配在時(shí)隙相同而頻率不同的信道上。按照這種技術(shù)，把在頻分多路傳輸系統(tǒng)中集中控制的頻段根據(jù)要求分配給用戶。同固定分配系統(tǒng)相比，頻分多址使通道容量可根據(jù)要求動(dòng)態(tài)地進(jìn)行交換。FDMA是指不同的移動(dòng)臺(tái)(或手機(jī))占用不同的頻率，即每個(gè)移動(dòng)臺(tái)占用一個(gè)頻率的信道進(jìn)行通話或通信。因?yàn)楦鱾€(gè)用戶使用不同頻率的信道，所以相互沒(méi)有干擾。這是模擬載波通信、微波通信、衛(wèi)星通信的基本技術(shù)，也是第一代模擬移動(dòng)通信的基本技術(shù)，早

8、期的移動(dòng)通信多使用這種方式。由于每個(gè)移動(dòng)用戶進(jìn)行通信時(shí)占用一個(gè)頻率、一個(gè)信道，頻帶利用率不高。隨著移動(dòng)通信的迅猛發(fā)展，很快就顯示出其容量不足的缺點(diǎn)。TDMA(TimeDivisionMultipleAccess)TDMA是把一個(gè)傳輸通道進(jìn)行時(shí)間分割以傳送若干話路的信息，把N個(gè)話路設(shè)備接到一條公共的通道上，按一定的次序輪流的給各個(gè)設(shè)備分配一段使用通道的時(shí)間。當(dāng)輪到某個(gè)設(shè)備時(shí)，這個(gè)設(shè)備與通道接通，執(zhí)行操作。與此同時(shí)，其它設(shè)備與通道的聯(lián)系均被切斷。待指定的使用時(shí)間間隔一到，則通過(guò)時(shí)分多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)把通道聯(lián)接到下一個(gè)要連接的設(shè)備上去。時(shí)分制通信也稱時(shí)間分割通信，它是數(shù)字電話多路通信的主要方法，因而PCM

9、通信常稱為時(shí)分多路通信。時(shí)分多址是把時(shí)間分割成周期性的幀(Frame)每一個(gè)幀再分割成若干個(gè)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)終端的信號(hào)而不混擾。同時(shí)，基站發(fā)向多個(gè)移動(dòng)終端的信號(hào)都按順序安排在予定的時(shí)隙中傳輸，各移動(dòng)終端只要在指定的時(shí)隙內(nèi)接收，就能在合路的信號(hào)中把發(fā)給它的信號(hào)區(qū)分并接收下來(lái)。TDMA較之FDMA具有通信口號(hào)質(zhì)量高，保密較好，系統(tǒng)容量較大等優(yōu)點(diǎn)，但它必須有精確的定時(shí)和同步以保證移動(dòng)終端和基站間正常通信，技術(shù)上比較復(fù)雜。CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)CDMA(CodeDivisionMultipleAc

10、cess)又稱碼分多址，是在無(wú)線通訊上使用的技術(shù)，CDMA允許所有的使用者同時(shí)使用全部頻帶(1.2288Mhz),并且把其他使用者發(fā)出的訊號(hào)視為雜訊，完全不必考慮到訊號(hào)碰撞(collision)的問(wèn)題。CDMA系統(tǒng)是基于碼分技術(shù)(擴(kuò)頻技術(shù))和多址技術(shù)的通信系統(tǒng)，系統(tǒng)為每個(gè)用戶分配各自特定地址碼。地址碼之間具有相互準(zhǔn)正交性，從而在時(shí)間、空間和頻率上都可以重疊；將需傳送的具有一定信號(hào)帶寬的信息數(shù)據(jù)，用一個(gè)帶寬遠(yuǎn)大于信號(hào)帶寬的偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制，使原有的數(shù)據(jù)信號(hào)的帶寬被擴(kuò)展，接收端進(jìn)行向反的過(guò)程，進(jìn)行接擴(kuò)，增強(qiáng)了抗干擾的能力。CDMA系統(tǒng)屬于自干擾系統(tǒng)。CDMA是擴(kuò)頻通信的一種,他具有擴(kuò)頻通信的以下特

11、點(diǎn)：(1)抗干擾能力強(qiáng)。這是擴(kuò)頻通信的基本特點(diǎn)，是所有通信方式無(wú)法比擬的。(2)寬帶傳輸，抗衰落能力強(qiáng)。(3)由于采用寬帶傳輸，在信道中傳輸?shù)挠杏眯盘?hào)的功率比干擾信號(hào)的功率低得多，因此信號(hào)好像隱蔽在噪聲中；即功率話密度比較低，有利于信號(hào)隱蔽。(4)利用擴(kuò)頻碼的相關(guān)性來(lái)獲取用戶的信息，抗截獲的能力強(qiáng)。(5)多個(gè)用戶同時(shí)接收，同時(shí)發(fā)送.2.3組網(wǎng)技術(shù)第二代數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)由以下功能單元組成：(1)移動(dòng)臺(tái)(MS):移動(dòng)臺(tái)是用戶終端設(shè)備，它包括移動(dòng)設(shè)備(ME)和用戶識(shí)別模塊(SIM)o根據(jù)業(yè)務(wù)的狀況，移動(dòng)設(shè)備可包括移動(dòng)終端(MT),終端適配功能(TAF)和終端設(shè)備(TE)等功能部件。在使

12、用移動(dòng)端到端的雙向話音通信業(yè)務(wù)時(shí)，主叫用戶通過(guò)移動(dòng)臺(tái)撥打被叫電話號(hào)碼來(lái)發(fā)起話音呼叫，被叫用戶通過(guò)移動(dòng)臺(tái)來(lái)接收話音呼叫；在使用移動(dòng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)短消息業(yè)務(wù)時(shí)，短消息發(fā)起方用戶通過(guò)移動(dòng)臺(tái)輸入短消息并發(fā)送出去，短消息接收方用戶通過(guò)移動(dòng)臺(tái)來(lái)接收并處理短消息，包括閱讀短消息、回復(fù)短消息以及刪除短消息等。(2)基站(BTS):基站是指為一個(gè)小區(qū)服務(wù)的無(wú)線收發(fā)信設(shè)備，包括無(wú)線發(fā)射和接收設(shè)備、天線以及所有無(wú)線接口特有的信號(hào)處理部分。數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)第3章抗衰落技術(shù)衰落是影響通信質(zhì)量的主要因素。分集接收所謂分集接收，是指接收端對(duì)它收到的多個(gè)衰落特性互相獨(dú)立（攜帶同一信息）的信號(hào)進(jìn)行特定的處理，以降低信號(hào)電平起伏的辦法。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中可能用到兩類分集方式：一類稱為“宏分集”；另一類稱為“微