F+移動通信原理復(fù)習(xí)提綱

1、-PAGE . z移動通信原理復(fù)習(xí)提綱 概論e*p 以自然常數(shù)e為底的指數(shù)函數(shù)移動通信的定義和特點 作業(yè)第一題定義：移動通信是指通信雙方至少有一方在移動中進展信息傳輸和交換。特點：必須用無線電波進展信息傳輸在復(fù)雜的干擾環(huán)境中運行可以利用的頻譜資源有限，但是業(yè)務(wù)量卻增加很快網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造多種多樣，網(wǎng)絡(luò)管理和控制必須有效移動通信設(shè)備必須適于在移動環(huán)境中使用。工作方式單工通信：交替接收和發(fā)送半雙工通信：必須按下講話按鈕才能發(fā)送按下按講開關(guān)，發(fā)射機才工作，而接收機總是工作全雙工通信：可以同時進展消息傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)的優(yōu)點頻譜利用率高，有利于提高系統(tǒng)容量能提供多種業(yè)務(wù)效勞通信和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，提高通信系統(tǒng)的通用性抗

2、噪聲，抗干擾，抗多徑衰落能力強能實現(xiàn)很好的網(wǎng)絡(luò)管理容易加密，可降低設(shè)備本錢以及減小用戶手機的體積和質(zhì)量蜂窩移動通信系統(tǒng)相鄰小區(qū)不允許使用一樣的頻道， 否則會發(fā)生相互干擾(稱同道干擾)。 為此， 把假設(shè)干相鄰的小區(qū)按一定的數(shù)目劃分成區(qū)群 (Cluster), 并把可供使用的無線頻道分成假設(shè)干個(等于區(qū)群中的小區(qū)數(shù))頻率組， 區(qū)群各小區(qū)均使用不同的頻率組， 而任一小區(qū)所使用的頻率組， 在其它區(qū)群相應(yīng)的小區(qū)中還可以再用， 這就是頻率再用。5移動通信網(wǎng)的分類6.集群移動通信系統(tǒng)在日益緊的頻率資源背景下開展起來采用的根本技術(shù)是頻率共用技術(shù)。主要做法：1、把一些分散建立的專用通信網(wǎng)集中起來，統(tǒng)網(wǎng)和管理，并

3、動態(tài)地利用分配給它們的有限個頻道，以容納更多的用戶。改良頻道共用的方式。按下按講開關(guān)才能占用一個頻道，松開就釋放。集群通信系統(tǒng)屬于專用移動通信網(wǎng)，集群系統(tǒng)主要以無線用戶為主。集群系統(tǒng)都具有通話限時功能。 集群系統(tǒng)目的：盡可能地提高系統(tǒng)的頻率利用率，以便在有限的頻段為更多的用戶效勞。 集群通信系統(tǒng)一般采用半雙工(現(xiàn)在已有全雙工產(chǎn)品)工作方式，一對移動用戶之間進展通信只需占用一對頻道。 蜂窩通信系統(tǒng)都采用全雙工工作方式， 因而，一對移動用戶之間進展通信，必須占用兩對頻道。 在蜂窩通信系統(tǒng)中，可以采用頻道再用技術(shù)來提高系統(tǒng)的頻率利用率； 而在集群系統(tǒng)中， 主要是以改良頻道共用技術(shù)來提高系統(tǒng)的頻率利用

4、率的。集群系統(tǒng)的控制方式有兩種， 即專用控制信道的集中控制方式和隨路信令的分布控制方式。集群方式：消息集群每一次呼叫通話期間， 一次性地分配一對無線頻道，脫離時間約為6 s；傳輸集群在通話中， 每按一次PTT開關(guān)就重新占用頻道一次；準(zhǔn)傳輸集群是傳輸集群和消息集群的折中方案： 一方面(和消息集群相比)把脫離的時間縮短為0.52 s; 另一方面(和傳輸集群相比)在每次PTT松開之后增加0.5 s的保持時間， 然后釋放頻道。；p13在移動信道中， 發(fā)送到接收機的信號會受到傳播環(huán)境中地形、 地物的影響而產(chǎn)生繞射、 反射或散射， 因而形成多徑傳播。 多徑傳播將使接收端的合成信號在幅度、 相位和到達時間上

5、發(fā)生隨機變化， 嚴(yán)重地降低接收信號的傳輸質(zhì)量， 這就是所謂的多徑衰落。ALOHA隨機多址方式，載波檢測多址(CSMA)系統(tǒng)容量CDMATDMAFDMA9.移動通信抗干擾措施是,主要有： 利用信道編碼進展檢錯和糾錯(包括前向糾錯FEC和自動請求重傳ARQ)是降低通信傳輸?shù)倪^失率， 保證通信質(zhì)量和可靠性的有效手段； 為克制由多徑干擾所引起的多徑衰落，廣泛采用分集技術(shù)(包括空間分集、 頻率分集、 時間分集以及RAKE接收技術(shù)等)、 自適應(yīng)均衡技術(shù)和選用具有抗碼間干擾和時延擴展能力的調(diào)制技術(shù)(如多電平調(diào)制、 多載波調(diào)制等)； 為提高通信系統(tǒng)的綜合抗干擾能力而采用擴頻和跳頻技術(shù)； 為減少蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的共道

6、干擾而采用扇區(qū)天線、 多波束天線和自適應(yīng)天線陣列等； 在CDMA通信系統(tǒng)中， 為了減少多址干擾而使用干擾抵消和多用戶信號檢測器技術(shù)。 數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造11.Um接口協(xié)議模型舉例(習(xí)題里說畫出空間接口協(xié)議模型！)12. 數(shù)字移動通信的無線接口， 也采用開放系統(tǒng)互連(OSI)參考模型的概念來規(guī)定其協(xié)議模型。 這種模型分作三層：第一層(最低層)L1是物理層。 它為高層信息傳輸提供無線信道， 能支持在物理媒介上傳輸信息所需要的全部功能， 如頻率配置、 信道劃分、 傳輸定時、 比特或時隙同步、 功率設(shè)定、 調(diào)制和解調(diào)等等。第二層L2是數(shù)據(jù)鏈路層。 它向第三層提供效勞， 并承受第一層的效勞。 其

7、主要功能是為網(wǎng)絡(luò)層提供必需的數(shù)據(jù)傳輸構(gòu)造， 并對數(shù)據(jù)傳輸進展控制。第三層L3是網(wǎng)絡(luò)層。 它的主要功能是管理鏈路連接， 控制呼叫過程， 支持附加業(yè)務(wù)和短消息業(yè)務(wù)， 以及進展移動管理和無線資源管理等。常用移動通信系統(tǒng)包括哪幾種類型 作業(yè)題 答：無線電尋呼系統(tǒng)；蜂窩移動通信系統(tǒng)；無繩系統(tǒng)；集群移動通信系統(tǒng)；移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)；分組無線網(wǎng)；14.集群的根本概念和方式是什么.它與常用的話音通信有何差異. 作業(yè)題 答：集群移動通信系統(tǒng)采用的根本技術(shù)是頻率共用技術(shù)。其主要做法是：(1)把一些由各部門分散建立的專用通信網(wǎng)集中起來，統(tǒng)網(wǎng)和管理，并動態(tài)地利用分配給他們的有限個頻道，以容納數(shù)目更多的用戶；(2)改良頻

8、道共用的方式，即移動用戶在通信的過程中，不是固定地占用*一個頻道，而是按下其按講開關(guān)PTT時，才能占用一個頻道；一旦松開PTT，頻道將被釋放，變成空閑頻道，并允許其它用戶占用該頻道。它與常用話音通信的差異為：(1)集群通信系統(tǒng)屬于專用移動通信網(wǎng)，對網(wǎng)中的不同用戶常常賦予不同的優(yōu)先等級。蜂窩通信系統(tǒng)屬于公眾移動通信網(wǎng)，適用于各階層和各行業(yè)中個人之間的通信，一般不分優(yōu)先等級。(2)集群通信系統(tǒng)通常具有一定的限時功能；蜂窩通信系統(tǒng)對通信時間一般不進展限制。(3)集群通信系統(tǒng)的主要效勞業(yè)務(wù)是無線用戶和無線用戶之間的通信,蜂窩通信系統(tǒng)卻有大量的無線用戶與有線用戶之間的通話業(yè)務(wù)。(4)集群通信系統(tǒng)一般采用

9、半雙工工作方式；蜂窩通信系統(tǒng)都采用全雙工工作方式。(5)在蜂窩通信系統(tǒng)中，可以采用頻道再用技術(shù)來提高系統(tǒng)的頻率利用率；而在集群系統(tǒng)中，主要是以改良頻道共用技術(shù)來提高系統(tǒng)的頻率利用率的。15.移動通信包括哪些主要技術(shù)各項技術(shù)的主要作用是什么 作業(yè)題 答：1.調(diào)制技術(shù)，提高頻譜利用率，抗噪聲抗干擾能力強，適宜在衰落信道中傳輸；多址方式，提高系統(tǒng)容量。點播傳輸特性的研究，消除對傳輸產(chǎn)生各種不良影響的對策。抗干擾措施，保證干擾電平和有用信號相比不超過預(yù)定門限值，或者保證傳輸過失率不超過預(yù)定的數(shù)量級。調(diào)制解調(diào)調(diào)制技術(shù)能1、提高傳輸速率；2、能提高頻譜利用率鍵控法產(chǎn)生FSK信號產(chǎn)生框圖：MSK最小移頻鍵控

10、調(diào)制定義：是一種特殊形式的FSK，其頻差是滿足兩個頻率相互正交的最小頻差，并要求FSK信號的相位連續(xù)。頻差f=f2-f1=1/2Tb，其h=f/(1/Tb)恒等于0.5Tb為輸入數(shù)據(jù)的比特寬度。公式： *k是為了保證t=kTb時相位連續(xù)而參加的相位常量。MSK信號可以采用鑒頻器解調(diào)， 也可以采用相干解調(diào)。與FSK性能相比， 由于各支路的實際碼元寬度為2Tb， 其對應(yīng)的低通濾波器帶寬減少為原帶寬的1/2， 從而使MSK的輸出信噪比提高了一倍。GMSK經(jīng)過高斯濾波的MSK了解GMSK的產(chǎn)生原理框圖清楚為什么不采用MSK而采用GMSK：MSK的主瓣寬，旁瓣高這是跳變，也就是高頻分量造成的，采用高斯低

11、通后，相位軌跡平滑了，于是方便無線通信使用。MSK頻譜利用率低，只能應(yīng)用于低速傳輸系統(tǒng)中。而GMSK壓縮了調(diào)制信號的頻譜，提高了頻譜利用率。會畫相位軌跡圖可在MSK的相位軌跡根底上畫例題：波形。 作業(yè)題 作業(yè)題：試說明GMSK一比特延遲差分檢測和二比特延遲差分檢測的工作原理。2. 一比特延遲差分檢測 一比特延遲差分檢測器的框圖如圖 2 - 17 所示。 設(shè)中頻濾波器的輸出信號為 SIF(t) = R(t) cosct+(t)3/4DQPSK了解PSK不能采用的原因與MSK不能采用的理由類似而DQPSK如何改良。信號載波恢復(fù)過程中，存在著180的相位模糊即恢復(fù)的本地載波與與所需的想干載波可能同相

12、也可能反相，這種相位關(guān)系的不確定性將會造成解調(diào)出來的數(shù)字基帶信號與發(fā)送的數(shù)字基帶信號正好相反，倒現(xiàn)象或反相工作。改良：改良之一是將 QPSK 的最大相位跳變 ,降為3 /4,從而改善了 /4-DQPSK 的頻譜特性,改良之二是解調(diào)方式,QPSK 只能用于相干解調(diào),而 /4-DQPSK 既可以采用相干也可以非相干解調(diào)。DQPSK的已調(diào)信號表達式Sk(t)=cos(Wc*t+)需要知道其信號完全包含在載波的相位跳變中，便于差分檢測。DQPSK與QPSK相比，頻譜的主瓣變窄，旁瓣變小。能量集中，分辨率提高功率譜的旁瓣就是碼間干擾。擴展頻譜調(diào)制定義：一種信息傳輸方式，在發(fā)端采用擴頻碼調(diào)制，使信號所占的

13、頻帶寬度遠大于所傳信息所必需的帶寬，在收端采用一樣的擴頻碼進展相關(guān)解擴以恢復(fù)所傳信息數(shù)據(jù)。種類：直接序列擴頻：直接用具有高碼率的擴頻碼序列在發(fā)端去擴展信號的頻譜。 跳頻 ：用一定碼序列進展選擇的多頻率頻移鍵控。 跳時 ：把時間軸分成許多時片，在一幀哪個時片發(fā)射信號由擴頻碼序列去進展控制。要會算擴頻處理增益?zhèn)坞S機序列相關(guān)性概念：可以通過書本P62公式299自相關(guān)、P65公式2-102互相關(guān)來理解，對較好的自相關(guān)特性可參見P64圖256.。還需要用較好的互相關(guān)特性。m序列(最長線性移位存放器序列的簡稱)：產(chǎn)生：移位存放器與模2加電路 特點：隨機性，自相關(guān)性，互相關(guān)性。Gold序列：m序列無法在移動

14、通信使用，而Gold序列可以。Wash函數(shù)是一種非正弦的完備正交函數(shù)系。QAM通過相位和振幅的聯(lián)合控制， 可以得到更高頻譜效率的調(diào)制方式。為了改善方型QAM的接收性能， 還可以采用星型的QAM星座，多載波調(diào)制正交頻分復(fù)用OFDM多載波系統(tǒng)具有較高的傳輸能力以及抗衰落和干擾能力。作業(yè)題：比方n=6，反應(yīng)系數(shù)Ci=1038=6710=10000112 在第一個和最后兩個有箭頭上去。第三章 移動信道的傳播特性信道的分類恒參信道，變參信道。移動通信屬于變參，無線。電波傳播方式的種類直射波可以按自由空間處理清楚P95幾個公式，并能運用自由空間的傳播損耗公式計算傳播損耗。自由空間傳播損耗 Lfs=20lg

15、(4d/)以dB算，C=f可見，Lfs只與工作頻率f和傳播距離d有關(guān)，當(dāng)f或者d增加一倍時，Lfs將分別增大6dB。大氣中的電波傳播障礙物的影響與繞射損耗，詳見作業(yè)。反射波移動信道的兩種衰落快衰落，主要是多徑效應(yīng)造成的，也稱為多徑衰落，由于符合瑞利分布，所以也稱瑞利分布。慢衰落，主要是由電波的正常傳播造成的，也稱為陰影衰落。多徑時散與相關(guān)帶寬因多徑傳播造成信號時間擴散的現(xiàn)象多徑時散現(xiàn)象將導(dǎo)致頻率選擇性衰落，即信道對不同頻率成分有不同的響應(yīng)注意：信號的傳播速率不能超過相關(guān)帶寬，否則將嚴(yán)重失真地形、地物分類中等起伏地形大學(xué)城，是指在傳播路徑的地形剖面圖上，地面起伏不超過20米，且起伏緩慢，峰點與谷

16、點之間的水平距離大于起伏高度。還需要配合基站高度和移動臺的天線高度。計算中等起伏地形的損耗，見作業(yè)。P118、119的兩個例題必考。第四章 抗衰落技術(shù)分集接收的概念分集接收，是指接收端對它收到的多個衰落特性互相獨立的信號進展特定的處理，以降低信號電平起伏的方法。 分集有兩重含義：a.分散傳輸 b.集中處理分集方式：宏分集：多基站分集，主要用于減小慢衰落影響。微分集：減小快衰落影響的分集技術(shù)。 微分集主要有：空間分集與頻率分集。還有極化分集，角度分集，時間分集合并方式：選擇式合并：選擇信號最強信噪比最高的作為此時的信號最大比值合并：按加權(quán)系數(shù)來決定每路占的比例性能最好等增益合并：各路信號按同樣的

17、比例合并RAKE接收RAKE接收機，就是利用多個并行相關(guān)器檢測多徑信號，按照一定的準(zhǔn)則合成一路信號供解調(diào)用的接收機。4.4均衡技術(shù)均衡技術(shù)是指各種用來處理碼間干擾(ISI)的算法和實現(xiàn)方法。作用：在移動環(huán)境中，由于信道的時變多徑傳播特性，引起了嚴(yán)重的碼間干擾，這就需要采用均衡技術(shù)來克制碼間干擾。自適應(yīng)均衡技術(shù)，線性均衡，非線性均衡。第五章 組網(wǎng)技術(shù)空中接口的分層空中接口分為三層：物理層，介質(zhì)接入控制，數(shù)據(jù)鏈路控制。2多址方式FDMA：將給定的頻譜資源劃分為假設(shè)干個等間隙的頻道，供不同用戶使用TDMA：是指把時間分割成周期性的幀，每一幀再分割成假設(shè)干個時隙CDMA：以擴頻信號為根底，利用不同碼型

18、實現(xiàn)不同用戶的信息傳輸3話務(wù)量的相關(guān)計算 A、B、Aa、K、信道利用率，計算詳見作業(yè)呼損率B，Ao完成話務(wù)量，B=A-Ao信道利用率：n是信道數(shù)最忙1小時的話務(wù)量與全天話務(wù)量之比稱為集中系數(shù)k每用戶的忙時話務(wù)量： C為每一用戶每天平均呼叫次數(shù)在用戶的忙時話務(wù)量a確定之后，每個信道所能容納的用戶數(shù)m就可以計算：一小時之不斷的進展通信，則他所能完成的最大話務(wù)量也就是1Erl。4. 空閑信道的選取 詳見作業(yè)專用呼叫信道方式適用于大容量的移動通信。5。區(qū)域覆蓋大區(qū)制小區(qū)制：在小區(qū)制中經(jīng)常是蜂窩系統(tǒng)，為什么要采用六邊形作為小區(qū)正六邊形最接近理想的圓形，用它覆蓋整個效勞區(qū)所需的基站數(shù)最少，也就最經(jīng)濟。且中

19、心間的間距大，重疊區(qū)小線狀區(qū)面狀區(qū)6.區(qū)群的組成。 相鄰小區(qū)顯然不能用一樣的信道。 為了保證同信道小區(qū)之間有足夠的距離， 附近的假設(shè)干小區(qū)都不能用一樣的信道。 這些不同信道的小區(qū)組成一個區(qū)群， 只有不同區(qū)群的小區(qū)才能進展信道再用。區(qū)群的組成應(yīng)滿足兩個條件： 一是區(qū)群之間可以鄰接， 且無空隙無重疊地進展覆蓋； 二是鄰接之后的區(qū)群應(yīng)保證各個相鄰?fù)诺佬^(qū)之間的距離相等。 6。同頻小區(qū)的距離 計算公式見書本P196 5-147。中心鼓勵和頂點鼓勵了解概念即可中心鼓勵：基站設(shè)在小區(qū)中心頂點鼓勵：基站設(shè)在六邊形的三個頂點8。信道配置方式分區(qū)分組配置法可能出現(xiàn)較大鄰間干擾等頻距配置法9。信令的概念以及數(shù)字

20、信令的格式在移動通信網(wǎng)中，除了傳輸用戶信息之外，為使全網(wǎng)有秩序地工作，還必須在正常通話的前后和過程中傳輸很多其他的控制信號，諸如一般網(wǎng)中必不可少的。這些和通信有關(guān)的一系列控制信號通稱為信令。數(shù)字信令的格式通常為：P、SW、A或D、SPP為前置碼，用于提供同步信息；SW為字同步碼，用于確定信息的開場位，類似幀同步；A為地址碼，D為數(shù)據(jù)碼，主要為控制選號等信令；SP為糾錯碼，主要用來提高傳輸?shù)目煽啃阅?0。越區(qū)切換越區(qū)切換是指將當(dāng)前正在進展的移動臺與基站之間的通信鏈路，從當(dāng)前基站轉(zhuǎn)移到另一個基站的過程。越區(qū)切換包括三個方面的問題：越區(qū)切換的準(zhǔn)則，也就是何時需要切換。 越區(qū)切換如何控制 越區(qū)切換時的

21、信道分配。越區(qū)切換的種類：軟切換和硬切換越區(qū)切換的準(zhǔn)則： 1.相對信號強度準(zhǔn)則 2.具有門限規(guī)定的相對信號強度準(zhǔn)則 3.具有滯后余量的相對信號強度準(zhǔn)則 4.具有滯后余量和門限規(guī)定的相對信號強度準(zhǔn)則越區(qū)切換的控制策略：移動臺控制的越區(qū)切換PACS、DECT 網(wǎng)絡(luò)控制的越區(qū)切換 移動臺輔助的越區(qū)切換GSM系統(tǒng)越區(qū)切換的信道分配：因為需要使失敗概率盡量少，常用做法是在每個小區(qū)預(yù)留局部信道專門用于越區(qū)切換。11。位置管理位置管理包括兩個主要的任務(wù)：位置登記：位置登記的步驟是在移動臺的實時位置信息的情況下，更新位置數(shù)據(jù)庫HLR,VLR和認證移動臺。過程分為三個步驟：在管理新RA的新VLR中登記MTT1，

22、修改HLR中記錄效勞該MT的新VLR的IDT2，在舊VLR和MSC中注銷該MTT3,T4。呼叫傳遞：在有呼叫給移動臺的情況下，根據(jù)HLR和VLR中可用的位置信息來定位移動臺。過程主要分兩步：確定為被呼MT效勞的VLR；確定被呼移動臺正在訪問哪個小區(qū)。什么叫做空中接口 空中接口與多址方式有何差異答：空中接口就是移動臺到基站的接口。多址方式有頻分多址、時分多址、碼分多址、空分多址。多址方式是空中接口為不同用戶分配相應(yīng)的物理資源的方法和策略，空中接口和多址方式不是一類東西。29.什么叫位置區(qū)移動臺位置登記過程包括哪幾步答:將整個業(yè)務(wù)區(qū)劃分為假設(shè)干位置登記區(qū),每個用戶在*一位置登記稱為位置區(qū).登記過程

23、包括:1)向基站發(fā)出包含有本機識別和歸屬區(qū)識別的位置登記號;基站將信號轉(zhuǎn)送控制交換中心,讓其改寫移動臺位置信號;3)通知移動臺改寫其存儲的地區(qū)識別號。第七章 時分多址TDMA數(shù)字蜂窩網(wǎng)GSM蜂窩系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造具體作用見 書P-229、230GSM的網(wǎng)絡(luò)接口A接口，定義為網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)與基站子系統(tǒng)之間的通信接口。Abis接口：定義為基站子系統(tǒng)的基站控制器與基站收發(fā)信機兩個功能實體間的通信接口Um接口：即空中接口，定義為移動臺與基站收發(fā)信機之間的通信接口。其它接口：包括，B、C、D、E、F、G接口。與識別3調(diào)制方式GSM采用的調(diào)制方式是 高斯型最小移頻鍵控GMSK方式。頻率間間隔是200kHz。TDMA幀格式每一個TDMA幀分07共8個時隙，幀長度為120/26= 4.615 ms。每個時隙含156.25個碼元，占0.577 ms。TDMA的時隙構(gòu)造常規(guī)突發(fā)脈沖序列：一次發(fā)送114個信息比特，在中間插入26位訓(xùn)練序列。