移動(dòng)通信課件

第1章概論1.1移動(dòng)通信的主要特點(diǎn)1.2移動(dòng)通信系統(tǒng)的分類1.3常用移動(dòng)通信系統(tǒng)1.4移動(dòng)通信的基本技術(shù)1.5移動(dòng)通信的發(fā)展歷程和發(fā)展方向1.6移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)化1.1移動(dòng)通信的主要特點(diǎn)1.移動(dòng)通信必須利用無(wú)線電波進(jìn)行資訊傳輸

2.移動(dòng)通信是在複雜的干擾環(huán)境中運(yùn)行的

3.移動(dòng)通信可以利用的頻譜資源非常有限，而移動(dòng)通信業(yè)務(wù)量的需求卻與日俱增

4.移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)路結(jié)構(gòu)多種多樣，網(wǎng)路管理和控制必須有效

5.移動(dòng)通信設(shè)備(主要是移動(dòng)臺(tái))必須適於在移動(dòng)環(huán)境中使用

1.2移動(dòng)通信系統(tǒng)的分類

①按使用對(duì)象可分為民用設(shè)備和軍用設(shè)備；②按使用環(huán)境可分為陸地通信、海上通信和空中通信；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)等；④按覆蓋範(fàn)圍可分為寬域網(wǎng)和局域網(wǎng)；⑤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)；⑥按工作方式可分為同頻單工、異頻單工、異頻雙工和半雙工；⑦按服務(wù)範(fàn)圍可分為專用網(wǎng)和公用網(wǎng)；⑧按信號(hào)形式可分為模擬網(wǎng)和數(shù)字網(wǎng)。1.2.1工作方式1.單工通信

所謂單工通信是指通信雙方電臺(tái)交替地進(jìn)行收信和發(fā)信。根據(jù)收、發(fā)頻率的異同，又可分為同頻單工和異頻單工。單工通信常用於點(diǎn)到點(diǎn)通信，參見(jiàn)圖1-1。圖1-1單工通信2.雙工通信

所謂雙工通信，是指通信雙方可同時(shí)進(jìn)行傳輸消息的工作方式，有時(shí)亦稱全雙工通信，如圖1-2所示。圖1-2雙工通信

3.半雙工通信

半雙工通信的組成與圖1-2相似，移動(dòng)臺(tái)採(cǎi)用單工的“按講”方式，即按下按講開(kāi)關(guān)，發(fā)射機(jī)才工作，而接收機(jī)總是工作的?；竟ぷ髑闆r與雙工方式完全相同。1.2.2模擬網(wǎng)和數(shù)字網(wǎng)

人們把模擬通信系統(tǒng)(包括模擬蜂窩網(wǎng)、模擬無(wú)繩電話與模擬集群調(diào)度系統(tǒng)等)稱作第一代通信產(chǎn)品，而把數(shù)字通信系統(tǒng)(包括數(shù)字蜂窩網(wǎng)、數(shù)字無(wú)繩電話、移動(dòng)數(shù)據(jù)系統(tǒng)以及移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)等)稱作第二代通信產(chǎn)品。數(shù)字通信系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)可歸納如下：頻譜利用率高，有利於提高系統(tǒng)容量。(2)能提供多種業(yè)務(wù)服務(wù)，提高通信系統(tǒng)的通用性。(3)抗雜訊、抗干擾和抗多徑衰落的能力強(qiáng)。(4)能實(shí)現(xiàn)更有效、靈活的網(wǎng)路管理和控制。(5)便於實(shí)現(xiàn)通信的安全保密。(6)可降低設(shè)備成本和減小用戶手機(jī)的體積和重量。1.2.3話音通信和數(shù)據(jù)通信圖1-3移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的分類1.3常用移動(dòng)通信系統(tǒng)1.3.1無(wú)線電尋呼系統(tǒng)圖1-4無(wú)線電尋呼系統(tǒng)示意圖1.3.2蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)圖1-5大區(qū)覆蓋與社區(qū)覆蓋(a)大區(qū)覆蓋；(b)社區(qū)覆蓋圖1-6蜂窩系統(tǒng)的頻率再用圖1-7蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的示意圖圖1-8越區(qū)切換示意圖表1-1幾種模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)1.3.3無(wú)繩電話系統(tǒng)圖1-9無(wú)繩電話系統(tǒng)示意圖表1-2幾種無(wú)繩電話系統(tǒng)的主要參數(shù)1.3.4集群移動(dòng)通信系統(tǒng)1.集群的概念①把一些由各部門分散建立的專用通信網(wǎng)集中起來(lái)，統(tǒng)一建網(wǎng)和管理，並動(dòng)態(tài)地利用分配給它們的有限個(gè)頻道，以容納數(shù)目更多的用戶；②改進(jìn)頻道共用的方式，即移動(dòng)用戶在通信的過(guò)程中，不是固定地佔(zhàn)用某一個(gè)頻道，而是在按下其“按講開(kāi)關(guān)”(PTT)時(shí)，才能佔(zhàn)用一個(gè)頻道；一旦鬆開(kāi)PTT，頻道將被釋放，變成空閒頻道，並允許其他用戶佔(zhàn)用該頻道。

令基站共有5個(gè)頻道，分別用A、B、C、D和E表示。假若各個(gè)頻道的平均忙閑的時(shí)間都是各占50%，因而當(dāng)某一用戶要單獨(dú)佔(zhàn)用其中任一個(gè)頻道時(shí)，發(fā)生阻塞的概率也是50%。倘若這個(gè)用戶能利用這5個(gè)頻道的空閒時(shí)間傳輸其資訊，則只有當(dāng)5個(gè)頻道一起處?kù)度顟B(tài)時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)呼叫阻塞。顯然，這時(shí)的阻塞概率會(huì)顯著減小。設(shè)單獨(dú)佔(zhàn)用各個(gè)頻道的阻塞概率分別為P(A)=P(B)=P(C)=P(D)=P(E)=50%，則採(cǎi)用上述辦法後的阻塞概率為η=P(A)∧P(B)∧P(C)∧P(D)∧P(E)=3.125%。2.集群系統(tǒng)的用途和特點(diǎn)①集群通信系統(tǒng)屬於專用移動(dòng)通信網(wǎng)，適用於在各個(gè)行業(yè)(或幾個(gè)行業(yè)合用)中間進(jìn)行調(diào)度和指揮，對(duì)網(wǎng)中的不同用戶常常賦予不同的優(yōu)先等級(jí)。蜂窩通信系統(tǒng)屬於公眾移動(dòng)通信網(wǎng)，適用於各階層和各行業(yè)中個(gè)人之間通信，一般不分優(yōu)先等級(jí)。②集群通信系統(tǒng)根據(jù)調(diào)度業(yè)務(wù)的特徵，通常具有一定的限時(shí)功能，一次通話的限定時(shí)間大約為15~60秒(可根據(jù)業(yè)務(wù)情況調(diào)整)。蜂窩通信系統(tǒng)對(duì)通信時(shí)間一般不進(jìn)行限制。③集群通信系統(tǒng)的主要服務(wù)業(yè)務(wù)是無(wú)線用戶和無(wú)線用戶之間的通信。蜂窩通信系統(tǒng)卻有大量的無(wú)線用戶與有線用戶之間的通話業(yè)務(wù)。在集群通信系統(tǒng)中也允許有一定的無(wú)線用戶與有線用戶之間的通話業(yè)務(wù)，但一般只允許這種話務(wù)量占總業(yè)務(wù)量的5%~10%。④集群通信系統(tǒng)一般採(cǎi)用半雙工(現(xiàn)在已有全雙工產(chǎn)品)工作方式，因而，一對(duì)移動(dòng)用戶之間進(jìn)行通信只需佔(zhàn)用一對(duì)頻道。蜂窩通信系統(tǒng)都採(cǎi)用全雙工工作方式，因而，一對(duì)移動(dòng)用戶之間進(jìn)行通信，必須佔(zhàn)用兩對(duì)頻道。⑤在蜂窩通信系統(tǒng)中，可以採(cǎi)用頻道再用技術(shù)來(lái)提高系統(tǒng)的頻率利用率；而在集群系統(tǒng)中，主要是以改進(jìn)頻道共用技術(shù)來(lái)提高系統(tǒng)的頻率利用率。

3.集群系統(tǒng)的組成集群系統(tǒng)均以基本系統(tǒng)為模組，並用這些模組擴(kuò)展為區(qū)域網(wǎng)。根據(jù)覆蓋的範(fàn)圍及地形條件，基本系統(tǒng)可由單基站或多基站組成。集群系統(tǒng)的控制方式有兩種：即專用控制通道的集中控制方式和隨路信令的分佈控制方式，分別如圖1-10(a)和(b)所示。圖1-10集群網(wǎng)路的基本結(jié)構(gòu)(a)集中控制方式；(b)分佈控制方式集群系統(tǒng)的基本設(shè)備如下：

轉(zhuǎn)發(fā)器。天線共用設(shè)備。系統(tǒng)控制中心(系統(tǒng)控制器)。調(diào)度臺(tái)。操作臺(tái)、天線和電源等。移動(dòng)臺(tái)。4.集群方式(1)消息集群(MessageTrunking)。圖1-11消息集群的典型呼叫格式(2)傳輸集群(TransmissionTrunking)。圖1-12傳輸集群的典型呼叫格式(3)準(zhǔn)傳輸集群(QuasiTransmissionTrunking)。圖1-13準(zhǔn)傳輸集群的典型呼叫格式表1-3部分集群移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要參數(shù)1.3.5移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)表1-4低軌道移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的部分參數(shù)圖1-14銥系統(tǒng)衛(wèi)星軌道示意圖1.3.6分組無(wú)線網(wǎng)

分組無(wú)線網(wǎng)是一種利用無(wú)線通道進(jìn)行分組交換的通信網(wǎng)絡(luò)，即網(wǎng)路中傳送的資訊要以‘分組’或稱‘信包’(有時(shí)簡(jiǎn)稱“包”)為基本單元。分組是由若干比特組成的資訊段，通常包含‘包頭’和‘正文’兩部分。包頭中含有該分組的源地址(起始地址)、宿地址(目的地址)和有關(guān)的路由資訊等；正文是真正需要傳送的資訊。圖1-15ALOHA系統(tǒng)簡(jiǎn)圖

世界上各國(guó)都在致力於發(fā)展移動(dòng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，其中大都以分組傳輸技術(shù)為基礎(chǔ)。例如：ARDIS系統(tǒng)(先進(jìn)的無(wú)線電數(shù)據(jù)資訊設(shè)備)。(2)Mobitex系統(tǒng)(全國(guó)性互連的集群無(wú)線電網(wǎng)路)。(3)CDPD系統(tǒng)(蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù))。(4)TETRA系統(tǒng)(全歐集群無(wú)線電)。(5)第二代北美數(shù)字蜂窩IS-54和IS-95系統(tǒng)。表1-5幾種移動(dòng)數(shù)據(jù)設(shè)備的特性和參數(shù)1.4移動(dòng)通信的基本技術(shù)1.4.1調(diào)製技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，有兩類用得最多的數(shù)字調(diào)製方式：線性調(diào)製技術(shù)。(2)恒定包絡(luò)(連續(xù)相位)調(diào)製技術(shù)。數(shù)字調(diào)製技術(shù)是振幅和相位聯(lián)合調(diào)製(QAM)技術(shù)。碼分多址(CDMA)是最具有競(jìng)爭(zhēng)力的多址方式，1.4.2移動(dòng)通道中電波傳播特性的研究

研究移動(dòng)通道的傳播特性，首先要弄清移動(dòng)通道的傳播規(guī)律和各種物理現(xiàn)象的機(jī)理以及這些現(xiàn)象對(duì)信號(hào)傳輸所產(chǎn)生的不良影響，進(jìn)而研究消除各種不良影響的對(duì)策。為了給通信系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)提供依據(jù)，人們通常通過(guò)理論分析或根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析(或二者結(jié)合)，來(lái)總結(jié)和建立有普遍性的數(shù)學(xué)模型，利用這些模型，可以估算一些傳播環(huán)境中的傳播損耗和其他有關(guān)的傳播參數(shù)。1.4.3多址方式

多址方式的基本類型有頻分多址(FDMA)、時(shí)分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)。實(shí)際中也常用到三種基本多址方式的混合多址方式，比如，頻分多址/時(shí)分多址(FDMA/TDMA)、頻分多址/碼分多址(FDMA/CDMA)、時(shí)分多址/碼分多址(TDMA/CDMA)等等。此外，隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求日益增長(zhǎng)，另一類稱為隨機(jī)多址方式的如ALOHA和載波檢測(cè)多址(CSMA)等也日益得到廣泛應(yīng)用，其中也包括固定多址和隨機(jī)多址的綜合應(yīng)用。1.4.4抗干擾措施

·

利用通道編碼進(jìn)行檢錯(cuò)和糾錯(cuò)(包括前向糾錯(cuò)FEC和自動(dòng)請(qǐng)求重傳ARQ)是降低通信傳輸?shù)牟铄e(cuò)率，保證通信品質(zhì)和可靠性的有效手段；

·

為克服由多徑干擾所引起的多徑衰落，廣泛採(cǎi)用分集技術(shù)(包括空間分集、頻率分集、時(shí)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(shí)延擴(kuò)展能力的調(diào)製技術(shù)(如多電平調(diào)製、多載波調(diào)製等)；

·

為提高通信系統(tǒng)的綜合抗干擾能力而採(cǎi)用擴(kuò)頻和跳頻技術(shù)；

·

為減少蜂窩網(wǎng)路中的共道干擾而採(cǎi)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(hào)檢測(cè)器技術(shù)。1.4.5組網(wǎng)技術(shù)1.網(wǎng)路結(jié)構(gòu)圖1-16數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)的網(wǎng)路結(jié)構(gòu)2.網(wǎng)路介面圖1-17蜂窩系統(tǒng)所用的介面圖1-18Um介面協(xié)議模型舉例L3連接管理(CM)移動(dòng)管理(MM)無(wú)線資源管理(RRM)L2資料鏈路層L1物理層3.網(wǎng)路的控制與管理

無(wú)論何時(shí)，當(dāng)某一移動(dòng)用戶在接入通道上向另一移動(dòng)用戶或有線用戶發(fā)起呼叫，或者某一有線用戶呼叫移動(dòng)用戶時(shí)，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)就要按照預(yù)定的程式開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，這一過(guò)程會(huì)涉及到網(wǎng)路的各個(gè)功能部件，包括基站、移動(dòng)臺(tái)、移動(dòng)交換中心、各種資料庫(kù)以及網(wǎng)路的各個(gè)介面等；網(wǎng)路要為用戶呼叫配置所需的控制通道和業(yè)務(wù)通道，指定和控制發(fā)射機(jī)的功率，進(jìn)行設(shè)備和用戶的識(shí)別和鑒權(quán)，完成無(wú)線鏈路和地面線路的連接和交換，最終在主呼用戶和被呼用戶之間建立起通信鏈路，提供通信服務(wù)。這一過(guò)程稱為呼叫接續(xù)過(guò)程，是移動(dòng)通信系統(tǒng)的連接控制(或管理)功能。

當(dāng)移動(dòng)用戶從一個(gè)位置區(qū)漫遊到另一個(gè)位置區(qū)時(shí)，網(wǎng)路中的有關(guān)位置寄存器要隨之對(duì)移動(dòng)臺(tái)的位置資訊進(jìn)行登記、修改或刪除。如果移動(dòng)臺(tái)是在通信過(guò)程中越區(qū)，網(wǎng)路要在不影響用戶通信的情況下，控制該移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行越區(qū)切換，其中包括判定新的服務(wù)基臺(tái)、指配新的頻率或通道以及更換原有地面線路等程式。這種功能是移動(dòng)通信系統(tǒng)的移動(dòng)管理功能。

在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，重要的管理功能還有無(wú)線資源管理。無(wú)線資源管理的目標(biāo)是在保證通信品質(zhì)的條件下，盡可能提高通信系統(tǒng)的頻譜利用率和通信容量。為了適應(yīng)傳播環(huán)境、網(wǎng)路結(jié)構(gòu)和通信路由的變化，有效的辦法是採(cǎi)用動(dòng)態(tài)通道分配(DCA)法，即根據(jù)當(dāng)前用戶周圍的業(yè)務(wù)分佈和干擾狀態(tài)，選擇最佳的(無(wú)衝突或干擾最小)通道，分配給通信用戶使用。顯然，這一過(guò)程既要在用戶的常規(guī)呼叫時(shí)完成，也要在用戶過(guò)區(qū)切換的通信過(guò)程中迅速完成。*1.5移動(dòng)通信的發(fā)展歷程和發(fā)展方向

移動(dòng)通信的發(fā)展過(guò)程及趨勢(shì)可概括如下：

·

工作頻段由短波、超短波、微波到毫米波、紅外和超長(zhǎng)波；

·

頻道間隔由100kHz、50kHz、25kHz到12.5kHz和寬頻擴(kuò)頻通道；

·

調(diào)製方式由振幅壓擴(kuò)單邊帶、模擬調(diào)頻到數(shù)字調(diào)製；

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多址方式由頻分多址(FDMA)、時(shí)分多址(TDMA)、碼分多址(CDMA)到混合多址，以及固定多址和隨機(jī)多址的結(jié)合；

·

網(wǎng)路覆蓋由蜂窩到微蜂窩、微微蜂窩和混合蜂窩；

·

網(wǎng)路服務(wù)範(fàn)圍由局部地區(qū)、大中城市到全國(guó)、全世界，並由陸地、水上、空中發(fā)展到陸海空一體化；

·業(yè)務(wù)類型由通話為主，到傳送數(shù)據(jù)、傳真、靜止圖像，直到傳送綜合業(yè)務(wù)。

新一代移動(dòng)通信是個(gè)人通信[HT]，也叫作第三代移動(dòng)通信。實(shí)現(xiàn)個(gè)人通信的網(wǎng)路稱為個(gè)人通信網(wǎng)，或稱為個(gè)人通信系統(tǒng)(在美國(guó)還稱作個(gè)人通信服務(wù))。其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)：無(wú)論任何人(Whoever)在任何時(shí)候(Whenever)和在任何地方(Wherever),都能夠和另一個(gè)人(Whomever)進(jìn)行任何類型(Whatever)的資訊交換。*1.6移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)化1.6.1國(guó)際無(wú)線電標(biāo)準(zhǔn)化組織

國(guó)際無(wú)線電標(biāo)準(zhǔn)化工作主要由國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)負(fù)責(zé)，它是設(shè)於日內(nèi)瓦的聯(lián)合國(guó)組織，下設(shè)四個(gè)永久性機(jī)構(gòu)：綜合秘書(shū)處、國(guó)際頻率登記局(IFRB)、國(guó)際無(wú)線電諮詢委員會(huì)(CCIR)以及國(guó)際電話電報(bào)諮詢委員會(huì)(CCITT)。

國(guó)際頻率登記局(IFRB)的職責(zé)有二：一是管理帶國(guó)際性的頻率分配；二是組織世界管理無(wú)線電會(huì)議(WARCs)。WARCs是為了修正無(wú)線電規(guī)程和審查頻率註冊(cè)工作而舉行的。最近分別於1987年、1992年和1997年舉行，會(huì)上曾作出涉及無(wú)線通信發(fā)展的有關(guān)決定。

國(guó)際電話電報(bào)諮詢委員會(huì)(CCITT)開(kāi)發(fā)設(shè)備建議，如在有線電信網(wǎng)路中工作的數(shù)據(jù)Modem,還通過(guò)其不同的研究小組開(kāi)發(fā)了許多與移動(dòng)通信有關(guān)的建議，如編號(hào)規(guī)劃、位置登記程式和信令協(xié)議等。

國(guó)際無(wú)線電諮詢委員會(huì)(CCIR)

為ITU提供無(wú)線電標(biāo)準(zhǔn)的建議，研究的內(nèi)容著重於無(wú)線電頻譜利用技術(shù)和網(wǎng)間相容的性能標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)特性。調(diào)整後的ITU分為三個(gè)組：①無(wú)線通信組(以前的CCIR和IFRB)；②電信標(biāo)準(zhǔn)化組(以前的CCITT)；③電信開(kāi)發(fā)組(BDT)。1.6.2歐洲共同體(EC)的通信標(biāo)準(zhǔn)化組織

歐洲郵電管理協(xié)會(huì)(CEPT)曾經(jīng)是歐洲通信設(shè)施的主要標(biāo)準(zhǔn)化組織。其任務(wù)是協(xié)調(diào)歐洲的電信管理和支持CCITT和CCIR的標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)。隸屬於歐洲共同體的標(biāo)準(zhǔn)化組織主要是歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ETSI)。它成立於1988年，已經(jīng)取得許多以往由CEPT領(lǐng)導(dǎo)的標(biāo)準(zhǔn)化職責(zé)。1.6.3北美地區(qū)的通信標(biāo)準(zhǔn)化組織在美國(guó)負(fù)責(zé)移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)化的組織是電子工業(yè)協(xié)會(huì)(EIA)和電信工業(yè)協(xié)會(huì)(TIA)(後者是前者的一個(gè)分支)。此外，還有一個(gè)蜂窩電信工業(yè)協(xié)會(huì)(CTIA)。1988年末，TIA應(yīng)CTIA的請(qǐng)求組建了數(shù)字蜂窩標(biāo)準(zhǔn)的委員會(huì)TR45，來(lái)自美國(guó)、加拿大、歐洲和日本的製造商參加了這個(gè)組織。第2章調(diào)製解調(diào)2.1概述2.2數(shù)字頻率調(diào)製2.3數(shù)字相位調(diào)製2.4正交振幅調(diào)製(QAM)2.1概述

調(diào)製的目的是把要傳輸?shù)哪M信號(hào)或數(shù)字信號(hào)變換成適合通道傳輸?shù)男盘?hào)。該信號(hào)稱為已調(diào)信號(hào)。調(diào)製過(guò)程用於通信系統(tǒng)的發(fā)端。在接收端需將已調(diào)信號(hào)還原成要傳輸?shù)脑夹盘?hào)，該過(guò)程稱為解調(diào)。

按照調(diào)製器輸入信號(hào)(該信號(hào)稱為調(diào)製信號(hào))的形式，調(diào)製可分為模擬調(diào)製(或連續(xù)調(diào)製)和數(shù)字調(diào)制。模擬調(diào)製是利用輸入的模擬信號(hào)直接調(diào)製(或改變)載波(正弦波)的振幅、頻率或相位，從而得到調(diào)幅(AM)、調(diào)頻(FM)或調(diào)相(PM)信號(hào)。數(shù)字調(diào)製是利用數(shù)字信號(hào)來(lái)控制載波的振幅、頻率或相位。常用的數(shù)字調(diào)製有：頻移鍵控(FSK)和相移鍵控(PSK)等。

移動(dòng)通信通道的基本特徵是：第一，帶寬有限，它取決於可使用的頻率資源和通道的傳播特性；第二，干擾和雜訊影響大，這主要是移動(dòng)通信工作的電磁環(huán)境所決定的；第三，存在著多徑衰落。針對(duì)移動(dòng)通信通道的特點(diǎn)，已調(diào)信號(hào)應(yīng)具有高的頻譜利用率和較強(qiáng)的抗干擾、抗衰落的能力。設(shè)載波信號(hào)為式中，Uc——載波信號(hào)的振幅，ωc——載波信號(hào)的角頻率，θ0——載波信號(hào)的初始相位。調(diào)頻和調(diào)相信號(hào)可寫(xiě)成下列一般形式式中，φ(t)為載波的暫態(tài)相位。

設(shè)調(diào)製信號(hào)為um(t),則調(diào)頻信號(hào)的暫態(tài)角頻率與輸入信號(hào)的關(guān)係為或式中，kf為調(diào)製靈敏度。因而調(diào)頻信號(hào)的形式為假設(shè)則式中，為調(diào)製指數(shù)。將式(2-7)展開(kāi)成級(jí)數(shù)得式中，Jk(mf)為k階第一類貝塞爾函數(shù)：圖2–1FM信號(hào)的頻譜

若以90%能量所包括的譜線寬度(以載頻為中心)作為調(diào)頻信號(hào)的帶寬，則可以證明調(diào)頻信號(hào)的帶寬為式中，F(xiàn)m=Ω/2π為調(diào)製頻率，Δfm=mf·Fm為調(diào)製頻偏。若以99%能量計(jì)算，則調(diào)頻信號(hào)的帶寬為FM信號(hào)的產(chǎn)生可以用壓控振盪器(VCO)直接調(diào)頻，也可以將調(diào)製信號(hào)積分後送入調(diào)相器進(jìn)行“間接調(diào)頻”。FM信號(hào)解調(diào)可採(cǎi)用鑒頻器或鎖相環(huán)鑒頻。

在接收端，輸入的高斯白雜訊(其雙邊功率譜密度為N0/2)和信號(hào)一起通過(guò)帶寬B=2(mf+1)Fm的前置放大器，經(jīng)限幅後送入到鑒頻器，再經(jīng)低通濾波後得到所需的信號(hào)。在限幅器前，信號(hào)加雜訊可表示為式中，經(jīng)限幅器限幅後將為一常量，(2-14)在大信噪比情況下，即Uc>>V(t),有鑒頻器的輸出為式中，第一項(xiàng)為信號(hào)項(xiàng)，第二項(xiàng)為雜訊項(xiàng)。經(jīng)過(guò)低通濾波後，信號(hào)的功率為雜訊的功率為從而得輸出信噪比為因?yàn)檩斎胄旁氡葹樗越?jīng)過(guò)鑒頻器解調(diào)後，信噪比的增益為但在小信噪比情況下，即Uc<<V(t)，由式(2-14)得圖2–2FM解調(diào)器的性能及門限效應(yīng)2.2數(shù)字頻率調(diào)製2.2.1移頻鍵控調(diào)製(FSK)

設(shè)輸入到調(diào)製器的比特流為｛an｝,an=±1,n=-∞~+∞。FSK的輸出信號(hào)形式(第n個(gè)比特區(qū)間)為即當(dāng)輸入為傳號(hào)“+1”時(shí)，輸出頻率為f1的正弦波；當(dāng)輸入為空號(hào)“-1”時(shí)，輸出頻率為f2的正弦波。令g(t)為寬度Ts的矩形脈衝，則s(t)可表示為

令g(t)的頻譜為G(ω),an取+1和-1的概率相等，則s(t)的功率譜表達(dá)式為圖2-3FSK信號(hào)的功率譜圖2-4FSK的相干解調(diào)框圖

設(shè)圖2-4中兩個(gè)帶通濾波器的輸出分別為y1(t)和y2(t)。它們包括有用信號(hào)分量和雜訊分量。設(shè)雜訊分量為加性窄帶高斯雜訊，可分別表示為

ω1支路：ω2支路：

式中，nc1(t),ns1(t),nc2(t),ns2(t)是均值為0，方差為的高斯隨機(jī)過(guò)程。發(fā)“+1”時(shí)：發(fā)“-1”時(shí)：經(jīng)過(guò)相乘器和低通濾波後的輸出有：發(fā)“+1”時(shí)：發(fā)“-1”時(shí)：

設(shè)在取樣時(shí)刻，x1(t)和x2(t)對(duì)應(yīng)的樣點(diǎn)值為x1和x2，nc1(t)和nc2(t)對(duì)應(yīng)的樣點(diǎn)值為nc1和nc2，則在輸入“+1”和“-1”等概的條件下，誤比特率就等於發(fā)送比特為“+1”(或“-1”)的誤比特率，即由於nc1(t)和nc2(t)是均值為0，方差為的高斯隨機(jī)過(guò)程，則有z=a+nc1-nc2是均值為a、方差為的高斯隨機(jī)變數(shù)，從而有式中，為輸入信噪比,erfc(x)為互補(bǔ)誤差函數(shù)，2.2.2最小移頻鍵控(MSK)MSK是一種特殊形式的FSK，其頻差是滿足兩個(gè)頻率相互正交(即相關(guān)函數(shù)等於0)的最小頻差，並要求FSK信號(hào)的相位連續(xù)，其頻差Δf=f2-f1=1/2Tb,即調(diào)製指數(shù)為式中，Tb為輸入數(shù)據(jù)流的比特寬度。MSK的信號(hào)運(yùn)算式為令式中為了保持相位連續(xù)，在t=kTb時(shí)應(yīng)有下式成立：將式(2-35)代入式(2-36)可得(2-36)(2-35)(2-37)

在給定輸入序列｛ak｝情況下，MSK的相位軌跡如圖2-5所示。各種可能的輸入序列所對(duì)應(yīng)的所有可能的路徑如圖2-6所示。圖2-5MSK的相位軌跡圖2-6MSK的可能相位軌跡MSK信號(hào)運(yùn)算式可正交展開(kāi)為下式：由式(2-37)式得：因?yàn)椋簊inxk-1=0,ak-1-ak=0,±2且k為奇數(shù)且k為偶數(shù)所以上式可以寫(xiě)成：(令k=2l,l=0,1,2,…)圖2-7MSK的輸入數(shù)據(jù)與各支路數(shù)據(jù)及基帶波形的關(guān)係MSK信號(hào)也可以將非歸零的二進(jìn)位序列直接送入FM調(diào)製器中來(lái)產(chǎn)生，這裏要求FM調(diào)製器的調(diào)製指數(shù)為0.5。MSK信號(hào)的單邊功率譜表達(dá)式為圖2-8MSK調(diào)製器框圖圖2-9MSK信號(hào)的功率譜圖2-10MSK相干解調(diào)框圖

參照FSK的誤碼率分析，在輸入為窄帶高斯雜訊(均值為0，方差為)的情況，各支路的誤碼率為式中，

與FSK性能相比，由於各支路的實(shí)際碼元寬度為2Tb，其對(duì)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。經(jīng)過(guò)差分解碼後的誤比特率為2.2.3高斯濾波的最小移頻鍵控(GMSK)圖2-11GMSK信號(hào)的產(chǎn)生原理高斯低通濾波器的衝擊回應(yīng)為該濾波器對(duì)單個(gè)寬度為Tb的矩形脈衝的回應(yīng)為式中當(dāng)BbTb取不同值時(shí)，g(t)的波形如圖2-12所示。圖2-12高斯濾波器的矩形脈衝回應(yīng)GMSK的信號(hào)運(yùn)算式為圖2–13GMSK的相位軌跡(2-47)由式(2-47)可得式中圖2-14波形存儲(chǔ)正交調(diào)製法產(chǎn)生GMSK信號(hào)圖2-15GMSK的功率譜密度表2-1GMSK在給定百分比功率下的佔(zhàn)用帶寬

在BbTb取不同值時(shí)，GMSK信號(hào)在相鄰?fù)ǖ赖膸廨椛涔β逝c本通道內(nèi)的總功率之比如圖2-16所示。圖2-16GMSK信號(hào)對(duì)鄰道的干擾功率

由圖可見(jiàn)，在BbTb一定時(shí)，ΔfTb越大則鄰道干擾越小。在頻道間隔ΔfTb一定時(shí)，BbTb越小則鄰道干擾越小。例如，數(shù)據(jù)速率1/Tb=16kb/s,頻道間隔Δf=25kHz，則歸一化頻道間隔ΔfTb=25/16=1.56。從圖2-16可查得，在BbTb=0.3時(shí)，鄰道干擾為-60dB；BbTb=0.25時(shí)為-70dB；BbTb=0.2時(shí)為-80dB。實(shí)際中還應(yīng)考慮載波漂移的影響，鄰道干擾會(huì)比上述計(jì)算值嚴(yán)重一些。1.一比特延遲差分檢測(cè)圖2-17一比特延遲差分檢測(cè)器的框圖設(shè)中頻濾波器的輸出信號(hào)為

式中，R(t)是時(shí)變包絡(luò)；ωc是中頻載波角頻率；θ(t)是附加相位函數(shù)。在不計(jì)輸入雜訊與干擾的情況下，圖中相乘器的輸出為經(jīng)LPF後的輸出信號(hào)為其中當(dāng)ωcTb=k(2π)(k為整數(shù))時(shí)，

式中，R(t)和R(t-Tb)是信號(hào)的包絡(luò)，永遠(yuǎn)是正值。因而Y(t)的極性取決於相差資訊Δθ(Tb)。令判決門限為零，即判決規(guī)則為Y(t)

＞0判為“+1”

Y(t)

＜0判為“-1”

在輸入“+1”時(shí)θ(t)增大，在輸入“-1”時(shí)θ(t)減小。用上述判決規(guī)則即可恢復(fù)出原來(lái)的數(shù)據(jù)，即。2.二比特延遲差分檢測(cè)圖2-18二比特延遲差分檢測(cè)器的框圖經(jīng)LPF後的輸出式中當(dāng)2ωcTb=k(2π)(k為整數(shù))時(shí)如果在中頻濾波器後，插入一個(gè)限幅器，則可以去掉振幅的影響。上式中，{·}內(nèi)的第一項(xiàng)為偶函數(shù)，在Δθ(Tb)不超過(guò)±π/2的範(fàn)圍時(shí)，它不會(huì)為負(fù)。它實(shí)際上反映的是直流分量的大小，對(duì)判決不起關(guān)鍵作用，但需要把判決門限增加一相應(yīng)的直流分量γ；第二項(xiàng)

才是判決的依據(jù)。為了從式(2-56)中恢復(fù)出傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，令其中的sin［θ(t)-θ(t-Tb)］對(duì)應(yīng)於原始數(shù)據(jù)ak經(jīng)差分編碼後的ck,而sin［θ(t-Tb)-θ(t-2Tb)］則對(duì)應(yīng)於ck-1，兩者相乘等效於兩者的模二相加。若發(fā)端進(jìn)行差分編碼，根據(jù)差分編碼的規(guī)則，可得，即為解調(diào)輸出。(2-56)

由此可見(jiàn)，檢測(cè)器只要設(shè)置一個(gè)判決門限γ，並令判決規(guī)則為Y(t)＞γ判為“+1”

Y(t)＜γ判為“-1”

而相應(yīng)在發(fā)端，需對(duì)原始數(shù)據(jù)ak進(jìn)行差分編碼，如圖2-19所示。圖2-19差分編碼的GMSK調(diào)製器圖2-20GMSK相干檢測(cè)的誤碼率特性圖2-21GMSK二比特延遲差分檢測(cè)的誤碼率特性2.2.4高斯濾波的移頻鍵控(GFSK)圖2-22GFSK調(diào)製的原理框圖2.3數(shù)字相位調(diào)製2.3.1移相鍵控調(diào)製(PSK)設(shè)輸入比特率為｛an｝,an=±1,n=-∞~+∞,則PSK的信號(hào)形式為S(t)還可以表示為

設(shè)g(t)是寬度為Tb的矩形脈衝。其頻譜為G(ω),

則PSK信號(hào)的功率譜為(假定“+1”和“-1”等概出現(xiàn))PSK可採(cǎi)用相干解調(diào)和差分相干解調(diào)，如圖2-23所示。圖2-23PSK的解調(diào)框圖(a)相干解調(diào)；(b)差分相干解調(diào)

在輸入雜訊為窄帶高斯雜訊(其均值為0，方差為),則在輸入序列“+1”和“-1”等概出現(xiàn)的條件下，相干解調(diào)後的誤比特率為式中，,a為接收信號(hào)幅度。式中，在相同的條件下，差分相干解調(diào)的誤比特率為2.3.2四相相移鍵控調(diào)製(QPSK)和交錯(cuò)四相相移鍵控調(diào)製(OQPSK)圖2-24QPSK和OQPSK信號(hào)的產(chǎn)生(a)QPSK的產(chǎn)生；(b)OQPSK的產(chǎn)生

假定輸入二進(jìn)位序列為｛an｝,an=“+1”或“-1”，則在kTs≤t＜(k+1)Ts(Ts=2Tb)的區(qū)間內(nèi)，QPSK的產(chǎn)生器的輸出為(令n=2k+1)圖2-25QPSK和OQPSK的星座圖和相位轉(zhuǎn)移圖(a)QPSK;(b)OQPSK2.3.3π/4-DQPSK調(diào)製π/4-DQPSK是對(duì)QPSK信號(hào)特性的進(jìn)行改進(jìn)的一種調(diào)製方式。改進(jìn)之一是將QPSK的最大相位跳變±π，降為±3π/4，從而改善了π/4-DQPSK的頻譜特性。改進(jìn)之二是解調(diào)方式。QPSK只能用相干解調(diào)，而π/4-DQPSK既可以用相干解調(diào)也可以採(cǎi)用非相干解調(diào)。π/4-DQPSK已應(yīng)用於美國(guó)的IS-136數(shù)字蜂窩系統(tǒng)、日本的(個(gè)人)數(shù)字蜂窩系統(tǒng)(PDC)和美國(guó)的個(gè)人接入通信系統(tǒng)(PACS)中。圖2-26π/4-DQPSK信號(hào)的產(chǎn)生設(shè)已調(diào)信號(hào)式中，θk為kTs≤t＜(k+1)Ts之間的附加相位。上式可展開(kāi)成當(dāng)前碼元的附加相位θk是前一碼元附加相位θk-1與當(dāng)前碼元相位跳變數(shù)Δθk之和，即其中，sinθk-1=Vk-1,cosθk-1=Uk-1，上面兩式可改寫(xiě)為：表2-2π/4-DQPSK的相位跳變規(guī)則圖2-27π/4-DQPSK的相位關(guān)係

為了使已調(diào)信號(hào)功率譜更加平滑，對(duì)圖2-26中的低通濾波器的特性應(yīng)有一定的要求。美國(guó)的IS-136數(shù)字蜂窩網(wǎng)中，規(guī)定這種濾波器應(yīng)具有線性相位特性和平方根升余弦的頻率回應(yīng)，它的傳輸函數(shù)為式中，α為滾降因數(shù)。在IS-136中，取α=0.35。

設(shè)該濾波器的矩形脈衝回應(yīng)函數(shù)為g(t)，那麼最後形成的π/4-DQPSK信號(hào)可以表達(dá)為

低通濾波器輸出信號(hào)的眼圖如圖2-28所示。從圖中可以看到，歸一化的取樣值為.0和±1。圖2-28π/4-DQPSK基帶信號(hào)的眼圖圖2-29具有笛卡爾座標(biāo)負(fù)回饋控制的發(fā)射機(jī)框圖圖2-30發(fā)射信號(hào)的功率譜(數(shù)據(jù)率32kb/s)(a)已調(diào)信號(hào)經(jīng)過(guò)AB類功放後的發(fā)射信號(hào)功率譜;(b)已調(diào)信號(hào)經(jīng)過(guò)負(fù)回饋控制的功放後的發(fā)射信號(hào)功率譜1.基帶差分檢測(cè)圖2-31基帶差分檢測(cè)電路設(shè)接收信號(hào)

在同相支路，經(jīng)與本地載波cos［ωct+φ］相乘，濾波後的低頻信號(hào)為在正交支路，與sin［ωct+φ］相乘，濾波後的低頻信號(hào)為式中，θk是信號(hào)相位。從調(diào)製器電路圖2-26可知:令解碼電路的運(yùn)算規(guī)則為根據(jù)調(diào)製時(shí)的相位跳變規(guī)則(表2-2),可制定判決規(guī)則如下：獲得的結(jié)果，再經(jīng)並/串變換之後，即可恢復(fù)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。2.中頻差分檢測(cè)圖2-32中頻差分檢測(cè)框圖

輸入信號(hào)Sk(t)=cos［ωct+θk］經(jīng)兩個(gè)支路相乘後的信號(hào)分別為經(jīng)低通濾波後所得低頻分量為(取ωTs=2πn)：3.鑒頻器檢測(cè)圖2-33鑒頻器檢測(cè)框圖理想的鑒頻器特性為經(jīng)過(guò)積分和採(cǎi)樣後有

若直接根據(jù)進(jìn)行判決，就可能出現(xiàn)錯(cuò)判。例如，θk=10°,θk-1=340°，則，但實(shí)際的相差僅為30°。因此，在差分相位解碼前要加入一個(gè)模2π的校正電路。其校正規(guī)則如下：(1)π/4-DQPSK在理想高斯通道條件下系統(tǒng)的抗雜訊性能?；鶐Р罘謾z測(cè)的誤比特率為式中，γb=Eb/N0,Ik是第一類第k階修正Bessel函數(shù)。誤比特率曲線如圖2-34中的實(shí)線所示。

對(duì)於基帶差分檢測(cè)來(lái)說(shuō)，最主要的問(wèn)題是收發(fā)兩端的頻差Δf引起的相位漂移Δθ=2πΔfTs。當(dāng)Δθ＞π/4，將會(huì)引起系統(tǒng)的錯(cuò)誤判決。因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須保證Δθ＜π/4。由於Δθ的存在，將使一個(gè)支路的信號(hào)電平增加，

即從或增加至或，而使另一個(gè)支路的信號(hào)電平從或降至或。因此，在有Δθ的情況下，系統(tǒng)的平均誤比特率為式中：圖2-34π/4-DQPSK的誤比特率性能及頻 差Δf引起的相位漂移Δθ=ΔfTs對(duì)誤比特率的影響(2)π/4-DQPSK在多徑衰落通道和有同道干擾及鄰道干擾條件下的系統(tǒng)性能。圖2-35頻率選擇性Rayleigh衰落通道模型

在上述濾波器設(shè)計(jì)策略下，在下列參數(shù)：信號(hào)載頻為850MHz、資訊速率為48kb/s、滾降因數(shù)α=0.2時(shí)，通過(guò)理論分析和數(shù)值計(jì)算，可得出在以下不同通道條件下，π/4-DQPSK的基帶差分檢測(cè)性能。(1)無(wú)多普勒頻移和無(wú)時(shí)延擴(kuò)散的Rayleigh衰落通道。圖2-36π/4-DQPSK在無(wú)多普勒頻移和無(wú)時(shí)延擴(kuò)散的衰落通道下的性能(2)無(wú)時(shí)延擴(kuò)散和有多普勒頻移Rayleigh衰落通道。圖2-37π/4-DQPSK在有多普勒頻移和無(wú)時(shí)延擴(kuò)散的衰落信圖2-38π/4-DQPSK在有同道干擾、有多普勒頻移和無(wú)時(shí) 延擴(kuò)散衰落通道下的性能(3)有時(shí)延擴(kuò)散無(wú)多普勒頻移的衰落通道。在該通道中，在無(wú)雜訊、無(wú)干擾和無(wú)多普勒頻移的條件下，在時(shí)延大小不同時(shí)，誤比特率Pe與功率比C/D(C為主路徑的平均信號(hào)功率，D為時(shí)延路徑的平均信號(hào)功率)的關(guān)係曲線如圖2-39所示。在最惡劣的情況下，即C/D=0dB，當(dāng)時(shí)延τ=0.3Ts時(shí)，系統(tǒng)的剩餘誤比特率達(dá)10-1。因此，在電波傳播引起嚴(yán)重時(shí)延擴(kuò)散的情況下，需要採(cǎi)用自適應(yīng)均衡技術(shù)來(lái)改善系統(tǒng)的性能。圖2-39π/4-DQPSK在有時(shí)延擴(kuò)散無(wú)多普勒頻移的衰落通道 下的性能(4)有時(shí)延擴(kuò)散和多普勒頻移的Rayleigh衰落通道。圖2-40π/4-DQPSK在有時(shí)延擴(kuò)散和多普勒頻移的衰落通道 下的性能2.4正交振幅調(diào)製(QAM)正交振幅調(diào)製的一般運(yùn)算式為上式由兩個(gè)相互正交的載波構(gòu)成，每個(gè)載波被一組離散的振幅｛Am｝、｛Bm｝所調(diào)製，故稱這種調(diào)製方式為正交振幅調(diào)製。式中，Ts為碼元寬度。m=1,2,…,M;M為Am

和Bm的電平數(shù)。QAM中的振幅Am和Bm可以表示成：式中，A是固定的振幅，(dm,em)由輸入數(shù)據(jù)確定。(dm,em)決定了已調(diào)QAM信號(hào)在信號(hào)空間中的座標(biāo)點(diǎn)。QAM的調(diào)製和相干解調(diào)框圖如圖2-41所示。圖2-41QAM調(diào)製解調(diào)原理框圖(a)QAM調(diào)製框圖；(b)QAM解調(diào)框圖圖2-428QAM的信號(hào)空間在所有信號(hào)點(diǎn)等概出現(xiàn)的情況下，平均發(fā)射信號(hào)功率為

在實(shí)際中，常用的一種QAM的信號(hào)空間如圖2-43所示。這種星座稱為方型QAM星座。圖2-43方型QAM星座(a)4QAM；(b)16QAM;(c)64QAM

對(duì)於方型QAM來(lái)說(shuō)，它可以看成是兩個(gè)脈衝振幅調(diào)製信號(hào)之和，因此利用脈衝振幅調(diào)製的分析結(jié)果，可以得到M進(jìn)制QAM的誤碼率為式中,k為每個(gè)碼元內(nèi)的比特?cái)?shù)，k=lbM(lb=log2),γb為每比特的平均信噪比。圖4-44M進(jìn)制方型QAM的誤碼率曲線圖2-45M進(jìn)制星型QAM的星座圖(a)4QAM;(b)16QAM;(c)64QAM第4章雜訊與干擾

4.1雜訊

4.2鄰道干擾與同頻道干擾*4.3互調(diào)幹?jǐn)_4.1噪聲4.1.1雜訊的分類與特性移動(dòng)通道中加性雜訊(簡(jiǎn)稱雜訊)的來(lái)源是多方面的，一般可分為：①內(nèi)部雜訊；②自然雜訊；③人為雜訊。內(nèi)部雜訊是系統(tǒng)設(shè)備本身產(chǎn)生的各種雜訊。不能預(yù)測(cè)的雜訊統(tǒng)稱為隨機(jī)雜訊。自然雜訊及人為雜訊為外部雜訊，它們也屬於隨機(jī)雜訊。依據(jù)雜訊特徵又可分為脈衝雜訊和起伏雜訊。脈衝雜訊是在時(shí)間上無(wú)規(guī)則的突發(fā)雜訊，例如，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的點(diǎn)火雜訊，這種雜訊的主要特點(diǎn)是其突發(fā)的脈衝幅度較大，而持續(xù)時(shí)間較短；從頻譜上看，脈衝雜訊通常有較寬頻帶；熱雜訊、散彈雜訊及宇宙雜訊是典型的起伏雜訊。

在移動(dòng)通道中，外部雜訊(亦稱環(huán)境雜訊)的影響較大，美國(guó)ITT(國(guó)際電話電報(bào)公司)公佈的數(shù)據(jù)示於圖4-1。圖中將雜訊分為六種：①大氣雜訊；②太陽(yáng)雜訊；③銀河雜訊；④郊區(qū)人為雜訊；⑤市區(qū)人為雜訊；⑥典型接收機(jī)的內(nèi)部雜訊。其中，前五種均為外部雜訊。有時(shí)將太陽(yáng)雜訊和銀河雜訊統(tǒng)稱為宇宙雜訊。大氣雜訊和宇宙雜訊屬自然雜訊。圖中，縱坐標(biāo)用等效雜訊係數(shù)Fa或雜訊溫度Ta表示。Fa是以超過(guò)基準(zhǔn)雜訊功率N0(=KT0BN)的分貝數(shù)來(lái)表示，即(4-1)

式中，k為波茲曼常數(shù)(1.38×10-23J/K)，T0為參考絕對(duì)溫度(290K)，BN為接收機(jī)有效雜訊帶寬(它近似等於接收機(jī)的中頻帶寬)。由式(4-1)可知，等效雜訊係數(shù)Fa與雜訊溫度Ta相對(duì)應(yīng)，例如Ta=T0=290K,Fa=0dB;若Fa=10dB，則Ta=10T0=2900K，等等。在30~1000MHz頻率範(fàn)圍內(nèi)，大氣雜訊和太陽(yáng)雜訊(非活動(dòng)期)很小，可忽略不計(jì)；在100MHz以上時(shí)，銀河雜訊低於典型接收機(jī)的內(nèi)部雜訊(主要是熱雜訊)，也可忽略不計(jì)。因而，除海上、航空及農(nóng)村移動(dòng)通信外，在城市移動(dòng)通信中不必考慮宇宙雜訊。圖4–1各種雜訊功率與頻率的關(guān)係

例4-1已知市區(qū)移動(dòng)臺(tái)的工作頻率為450MHz，接收機(jī)的雜訊帶寬為16kHz，試求人為雜訊功率為多少dBW。

解基準(zhǔn)雜訊功率

由圖4-1查得市區(qū)人為雜訊功率比N0高25dB，所以實(shí)際人為雜訊功率N為4.1.2人為雜訊

所謂人為雜訊，是指各種電氣裝置中電流或電壓發(fā)生急劇變化而形成的電磁輻射，諸如電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)、高頻電氣裝置、電氣開(kāi)關(guān)等所產(chǎn)生的火花放電形成的電磁輻射。在移動(dòng)通道中，人為雜訊主要是車輛的點(diǎn)火雜訊。圖4-2為典型點(diǎn)火電流的波形。圖中，一個(gè)超過(guò)200A的點(diǎn)火尖脈衝，其寬度約為1~5ns,相應(yīng)頻譜的高端頻率達(dá)200MHz至1GHz,低於100A的火花脈衝寬度約為20ns,相應(yīng)頻譜的高端頻率為50MHz。假定一臺(tái)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)有8個(gè)氣缸，每個(gè)氣缸的轉(zhuǎn)速是3000r/min，由於在任一時(shí)刻只有半數(shù)氣缸在燃燒，所以可計(jì)算出一臺(tái)汽車每秒鐘產(chǎn)生的火花脈衝數(shù)為圖4–2典型點(diǎn)火電流波形(火花脈衝/秒)

假如有許多車輛在道路上行駛，那麼火花脈衝的數(shù)量將被車輛的數(shù)目所乘。汽車雜訊的強(qiáng)度可用雜訊係數(shù)Fa表示，它與頻率的關(guān)係如圖4-3所示。圖中，基準(zhǔn)雜訊功率為-134dBm，即常溫條件下(290K)，雜訊帶寬為10kHz時(shí)的雜訊功率。圖中給出了兩種交通密度情況，由圖可見(jiàn)，汽車火花所引起的雜訊係數(shù)不僅與頻率有關(guān)，而且與交通密度有關(guān)。交通流量越大，雜訊電平越高。由於人為雜訊源的數(shù)量和集中程度隨地點(diǎn)和時(shí)間而異，因此人為雜訊就地點(diǎn)和時(shí)間而言，都是隨機(jī)變化的。統(tǒng)計(jì)測(cè)試表明，雜訊強(qiáng)度隨地點(diǎn)的分佈近似服從對(duì)數(shù)正態(tài)分佈。圖4–3汽車雜訊與頻率的關(guān)係圖4–4幾種典型環(huán)境的人為雜訊係數(shù)平均值

由圖可見(jiàn)，城市商業(yè)區(qū)的雜訊係數(shù)比城市居民區(qū)高6dB左右，比郊區(qū)則高12dB。人為雜訊(100MHz以上)在農(nóng)村地區(qū)可忽略不計(jì)。圖4-5給出了城市商業(yè)區(qū)、居民區(qū)和郊區(qū)的雜訊係數(shù)Fa的標(biāo)準(zhǔn)偏差σFa隨頻率變化的關(guān)係。由圖可見(jiàn)，城市商業(yè)區(qū)的σFa最大，隨著頻率增高，起伏也增大；在居民區(qū)及郊區(qū)，頻率增高，σFa值減小。圖4–5雜訊係數(shù)Fa的標(biāo)準(zhǔn)偏差4.1.3環(huán)境雜訊和多徑傳播對(duì)話音質(zhì)量的綜合影響圖4–6對(duì)不同信噪比，話音品質(zhì)的主觀評(píng)定結(jié)果圖4–7移動(dòng)臺(tái)接收機(jī)性能的惡化量

當(dāng)考慮移動(dòng)臺(tái)接收機(jī)性能的惡化量時(shí)，要求接收機(jī)輸入信號(hào)的最低保護(hù)電平Amin為

式中，SV是信納比為12dB時(shí)的接收機(jī)靈敏度(以dBμV計(jì));d為環(huán)境雜訊和多徑效應(yīng)的惡化量(以dB計(jì))。4.1.4發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的雜訊及寄生輻射1.發(fā)射機(jī)邊帶雜訊通常，發(fā)射機(jī)即使未加入調(diào)製信號(hào)，也存在以載頻為中心、分佈頻率範(fàn)圍相當(dāng)寬的雜訊，這種雜訊就稱為發(fā)射機(jī)邊帶雜訊，簡(jiǎn)稱發(fā)射機(jī)雜訊。典型移動(dòng)電臺(tái)發(fā)射機(jī)的雜訊頻譜如圖4-8所示。由圖可見(jiàn)，發(fā)射機(jī)的雜訊頻帶約為2~3MHz，它比頻道間隔(如25kHz)大得多，它不僅在相鄰頻道內(nèi)形成干擾，而且會(huì)在幾兆赫的頻帶內(nèi)產(chǎn)生影響。圖4–8發(fā)射機(jī)的雜訊頻譜2.發(fā)射機(jī)的寄生輻射

圖4–9倍頻器產(chǎn)生的寄生信號(hào)

為減小寄生輻射，在發(fā)射機(jī)中需注意以下問(wèn)題：(1)倍頻次數(shù)要盡可能小；

(2)各級(jí)倍頻器應(yīng)具有良好的濾波性能；

(3)各級(jí)倍頻器之間應(yīng)遮罩隔離，防止電磁耦合或洩漏；

(4)發(fā)射機(jī)的輸出回路應(yīng)具有良好的濾波性能，以抑制寄生分量。4.2鄰道干擾與同頻道干擾4.2.1鄰道干擾

所謂鄰道干擾是相鄰的或鄰近頻道的信號(hào)相互干擾。目前，移動(dòng)通信系統(tǒng)廣泛使用的VHF、UHF電臺(tái)，頻道間隔是25kHz。然而，調(diào)頻信號(hào)的頻譜是很寬的，理論上說(shuō)，調(diào)頻信號(hào)含有無(wú)窮多個(gè)邊頻分量，當(dāng)其中某些邊頻分量落入鄰道接收機(jī)的通帶內(nèi)，就會(huì)造成鄰道干擾。

因話音信號(hào)調(diào)頻波的頻譜分析和定量計(jì)算十分繁雜，通常採(cǎi)用單音頻調(diào)頻波進(jìn)行分析。假設(shè)單音頻調(diào)頻波為式中：β——調(diào)頻指數(shù)；

Ω——調(diào)製信號(hào)角頻率；

ω0——載波角頻率。（4-2）

將式(4-2)展開(kāi)並經(jīng)運(yùn)算可得(第一對(duì)邊頻)(第二對(duì)邊頻)(第三對(duì)邊頻)(第n對(duì)邊頻)圖4–10鄰道干擾示意

其中,nL為落入鄰近頻道的最低邊頻次數(shù)，F(xiàn)m為調(diào)製信號(hào)的最高頻率(如3kHz),Br表示頻道間隔，BI為接收機(jī)的中頻帶寬。令收、發(fā)信機(jī)頻率不穩(wěn)定和不準(zhǔn)確造成的頻率偏差為ΔfTR，那麼在最壞情況下，落入鄰道接收機(jī)通帶的最低邊頻次數(shù)為

若已知調(diào)頻電臺(tái)的頻偏為Δf,則調(diào)頻指數(shù)β=Δf/Fm就可確定，由式(4-4)求出nL後，就能求出邊頻分量的幅度JnL(β)，以及JnL+1(β)、JnL+2(β)等等，從而求出落入鄰道的調(diào)製邊帶功率與載波功率之比值。若已知發(fā)射機(jī)功率，則能求得落入鄰道的邊帶功率。

例4-2

已知某移動(dòng)臺(tái)的輻射功率為10W，頻道間隔Br為25kHz，接收機(jī)中頻帶寬BI為16kHz，頻偏為5kHz，收發(fā)信機(jī)頻差ΔfTR=2kHz，最高調(diào)製頻率Fm為3kHz。假設(shè)該移動(dòng)臺(tái)到另一移動(dòng)臺(tái)(鄰道)接收機(jī)的傳輸損耗為100dB，試求落入鄰道接收機(jī)的調(diào)製邊帶功率。解：同理也可求得落入鄰道的第6，7，…等邊頻的相對(duì)幅度，但因它們遠(yuǎn)小於第5邊頻分量，故可忽略不計(jì)。因此，可以求出第5邊頻相對(duì)於載波功率為已知移動(dòng)臺(tái)輻射功率為10W，即10dBW，傳輸損耗100dB，所以落入鄰道的邊帶功率為4.2.2同頻道干擾與射頻防護(hù)比

能構(gòu)成同頻道干擾的頻率範(fàn)圍為f0±BI/2,f0為載波頻率，BI為接收機(jī)的中頻帶寬。表4–1射頻防護(hù)比4.2.3同頻道再用距離

為了提高頻率利用率，在滿足一定通信品質(zhì)的條件下，允許使用相同頻道的無(wú)線區(qū)之間的最小距離為同頻道再用的最小安全距離，簡(jiǎn)稱同頻道再用距離或共道再用距離。所謂“安全”系指接收機(jī)輸入端的有用信號(hào)與同頻道干擾的比值已大於射頻防護(hù)比。假定各基站與各移動(dòng)臺(tái)的設(shè)備參數(shù)相同，地形條件也是理想的。這樣，同頻道再用距離只與以下諸因素有關(guān)：

(1)調(diào)製制度。(2)電波傳播特性。假定傳播路徑是光滑的地平面，路徑損耗L由下式近似確定：式中，d是收、發(fā)天線之間的距離；ht、hr分別是發(fā)射天線和接收天線的高度。如果d以km計(jì)，ht、hr均以m計(jì)，則

(3)基站覆蓋範(fàn)圍或社區(qū)半徑r0。

(4)通信工作方式。。

(5)要求的可靠通信概率。（4-6）圖4–11同頻道再用距離

假設(shè)基站A和B使用相同的頻道，移動(dòng)臺(tái)M正在接收基站A發(fā)射的信號(hào)，由於基站天線高度大於移動(dòng)臺(tái)天線高度，因此當(dāng)移動(dòng)臺(tái)M處?kù)渡鐓^(qū)的邊沿時(shí)，易於受到基站B發(fā)射的同頻道干擾。假若輸入到移動(dòng)臺(tái)接收機(jī)的有用信號(hào)與同頻道干擾之比等於射頻防護(hù)比，則A、B兩基站之間的距離即為同頻道再用距離，記作D。由圖可見(jiàn)：式中，DI為同頻道干擾源至被干擾接收機(jī)的距離，DS為有用信號(hào)的傳播距離，即為社區(qū)半徑r0。（4-7）通常，定義同頻道再用係數(shù)為由式(4-7)可得同頻道再用係數(shù)

設(shè)干擾信號(hào)和有用信號(hào)的傳播損耗中值分別用LI和LS表示，由式(4-6)可列出：所以傳播損耗之差為設(shè)A基站和B基站的發(fā)射功率均為PT，則移動(dòng)臺(tái)M接收機(jī)的輸入信號(hào)功率和共頻道干擾功率分別為：若取射頻防護(hù)比為8dB，可求得若考慮到快衰落及慢衰落，式中［S/I］將大於8dB。理論分析和實(shí)驗(yàn)表明，按無(wú)線區(qū)內(nèi)可靠通信概率為90%考慮，［S/I］約需25dB，這樣可得*4.3互調(diào)幹?jǐn)_4.3.1互調(diào)幹?jǐn)_的基本概念及分類一般非線性器件的輸出電流ic與輸入電壓u的關(guān)係式可寫(xiě)為式中，ak為非線性器件的特性係數(shù)，通常有a1＞a2＞a3…。假設(shè)有兩個(gè)信號(hào)同時(shí)作用於非線性器件，即(1)在各個(gè)失真項(xiàng)中都包含ωA和ωB的高次諧波分量(nωA和nωB),這些諧波分量的頻率通常遠(yuǎn)離接收機(jī)的調(diào)諧頻率ω0，而且不屬於互調(diào)頻率，這裏不予考慮。

(2)在二階(n=2)失真項(xiàng)中，會(huì)出現(xiàn)ωA+ωB和ωA-ωB兩種組合頻率。由於接收機(jī)的輸入電路及高頻放大器具有調(diào)諧回路，即具有選擇性，這兩種頻率的干擾信號(hào)必將受到很大抑制，不易形成互調(diào)幹?jǐn)_。這是因?yàn)棣谹和ωB往往都接近ω0，從而使ωA+ωB和ωA-ωB遠(yuǎn)離接收機(jī)的調(diào)諧頻率ω0，不可能形成互調(diào)幹?jǐn)_。(3)在三階(n=3)失真項(xiàng)中，會(huì)出現(xiàn)2ωA-ωB、2ωB-ωA、2ωA+ωB與2ωB+ωA等組合頻率，這裏，後兩項(xiàng)的性質(zhì)類似於二階組合頻率中的ωA+ωB可以忽略。但對(duì)於2ωA-ωB和2ωB-ωA兩項(xiàng)而言，當(dāng)ωA和ωB都接近於有用信號(hào)的頻率ω0時(shí)，很容易滿足以下條件：這條件說(shuō)明，2ωA-ωB和2ωB-ωA兩項(xiàng)頻率不僅可以落入接收機(jī)的通頻帶之內(nèi)，而且可以在ωA和ωB都靠近於ω0的情況下發(fā)生，因?yàn)榻邮諜C(jī)的輸入電路對(duì)頻率靠近其工作頻率的干擾信號(hào)不會(huì)有很大的抑制作用，因而這兩種組合頻率的干擾對(duì)接收機(jī)的危害比較大。通常把這兩種組合頻率的干擾稱為三階互調(diào)幹?jǐn)_。(4)同理，可以看出，在五階(n=5)失真項(xiàng)中，具有危害性的組合頻率是3ωA-2ωB或3ωB-2ωA，通常把這兩種組合頻率的干擾稱之為五階互調(diào)幹?jǐn)_。因?yàn)樵诜蔷€性器件中，係數(shù)a5＜a3，因而高階互調(diào)的強(qiáng)度一般都小於低階互調(diào)分量的強(qiáng)度。這就是說(shuō)，五階互調(diào)幹?jǐn)_的影響小於三階互調(diào)幹?jǐn)_的影響，因而在一些實(shí)際系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，常常只考慮三階互調(diào)幹?jǐn)_，至於七階以上的互調(diào)幹?jǐn)_，因?yàn)槠溆绊懜?，故一般都不予考慮。

倘若在非線性電路的輸入端同時(shí)出現(xiàn)三個(gè)不同頻率的干擾信號(hào)，即按同樣方法分析可以看出，其中危害最大的互調(diào)頻率是三階互調(diào)中的ωA+ωB-ωC,ωA+ωC-ωB和ωB+ωC-ωA

等項(xiàng)，以及五階互調(diào)中的2ωA-2ωB+ωC等項(xiàng)。有的地方把兩個(gè)干擾信號(hào)產(chǎn)生的三階互調(diào)稱之為三階-Ⅰ型互調(diào)，把三個(gè)干擾信號(hào)產(chǎn)生的三階互調(diào)稱之為三階-Ⅱ型互調(diào)。4.3.2發(fā)射機(jī)的互調(diào)幹?jǐn)_圖4–12基站發(fā)射機(jī)互調(diào)幹?jǐn)_示意圖

假設(shè)發(fā)射機(jī)A、B的輸出功率均為P(dBW)，這時(shí)發(fā)射機(jī)A輸出的三階互調(diào)幹?jǐn)_功率為式中，LC為耦合損耗，LI是互調(diào)轉(zhuǎn)換損耗。

(1)耦合損耗LC。耦合損耗LC是發(fā)射機(jī)B的輸出功率與它進(jìn)入發(fā)射機(jī)A末級(jí)功放的功率之比。這裏有兩種情況：一種是兩部發(fā)射機(jī)共用一副天線，LC取決於天線共用器的隔離度(典型值為25dB)；另一種是各發(fā)射機(jī)分用天線，這時(shí)耦合損耗取決於天線之間和饋線之間的耦合強(qiáng)弱；此外，還與發(fā)射機(jī)和天線之間是否插入隔離器、濾波器等有關(guān)。圖4–13分用天線間的耦合損耗(a)垂直分離；(b)水準(zhǔn)分離(2)互調(diào)轉(zhuǎn)換損耗LI。圖4–14三階互調(diào)轉(zhuǎn)換損耗曲線圖4–15系統(tǒng)間發(fā)射機(jī)互調(diào)幹?jǐn)_

移動(dòng)臺(tái)以頻率f0與基站B通信，基站A產(chǎn)生的三階互調(diào)頻率(2f1-f2)正好等於頻率f0，假定：移動(dòng)臺(tái)距基站A和基站B的距離分別為d1=1km與d2=30km;兩個(gè)基站的發(fā)射機(jī)功率均為10W；基站天線高度均為30m，天線增益均為4dB；移動(dòng)臺(tái)天線高度為3m,天線增益為0dB；工作頻段為150MHz;工作環(huán)境為郊區(qū)；基站A發(fā)射機(jī)輸出的三階互調(diào)功率為-58dBW。此外，假定發(fā)射機(jī)的互調(diào)幹?jǐn)_可按同頻道干擾處理，即要求中等話音品質(zhì)(3級(jí))時(shí)，有用信號(hào)功率與互調(diào)幹?jǐn)_功率之比必須大於8dB。到達(dá)移動(dòng)臺(tái)接收機(jī)的互調(diào)幹?jǐn)_功率［PIM］為式中：［PTIM］是基站A輸出的三階互調(diào)功率；

G是基站A的天線增益；

LA是傳播損耗中值。

同樣可求出有用信號(hào)由基站B到達(dá)移動(dòng)臺(tái)的傳輸損耗中值為147dB，因而到達(dá)移動(dòng)臺(tái)接收機(jī)的信號(hào)功率為

因此，在移動(dòng)臺(tái)接收機(jī)的輸入端，有用信號(hào)與互調(diào)幹?jǐn)_功率之比為

在給定條件下工作，移動(dòng)臺(tái)距產(chǎn)生互調(diào)幹?jǐn)_的基站A的距離不能小於1km;如果要進(jìn)一步縮小距離(d1)，則必須設(shè)法降低基站A所產(chǎn)生的互調(diào)電平。減小發(fā)射機(jī)互調(diào)電平的措施包括：

(1)儘量增大基站發(fā)射機(jī)之間的耦合損耗LC。各發(fā)射機(jī)分用天線時(shí)，要增大天線間的空間隔離度；在發(fā)射機(jī)的輸出端接入高Q帶通濾波器，增大頻率隔離度；避免饋線相互靠近和平行敷設(shè)。

(2)改善發(fā)射機(jī)末級(jí)功放的性能，提高其線性動(dòng)態(tài)範(fàn)圍。

(3)在共用天線系統(tǒng)中，各發(fā)射機(jī)與天線之間插入單向隔離器或高Q諧振腔。圖4–16採(cǎi)用單向隔離器的發(fā)射機(jī)系統(tǒng)

例4–3

圖4-16所示的電路中，發(fā)射機(jī)T1、T2的輸出功率均為10W(即10dBW)，f1=f2+0.1MHz，單向環(huán)行器Y1、Y2和橋式混合電路H的特性均採(cǎi)用上述的典型值。試分析計(jì)算發(fā)射天線輸入端的信號(hào)功率和(2f1-f2)互調(diào)幹?jǐn)_功率。解計(jì)算信號(hào)功率比較簡(jiǎn)單，發(fā)射機(jī)T1、T2輸出的功率分別經(jīng)Y1、Y2和H電路的衰減後，為

互調(diào)幹?jǐn)_功率的計(jì)算包括耦合損耗和互調(diào)轉(zhuǎn)換損耗的計(jì)算。其中，耦合損耗LC包括Y2的插入損耗、H的隔離度和Y1的反向損耗，即因此，進(jìn)入發(fā)射機(jī)T1的f2功率P(f2)為這樣發(fā)射機(jī)T1輸出端的三階互調(diào)(2f1-f2)功率為加上Y1的插入損耗和H的插入損耗，送入天線的互調(diào)幹?jǐn)_功率為4.3.3接收機(jī)的互調(diào)幹?jǐn)_

為減輕接收機(jī)的互調(diào)幹?jǐn)_，可以採(cǎi)取下列措施：①高放和混頻器宜採(cǎi)用具有平方律特性的器件(如結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管和雙柵場(chǎng)效應(yīng)管)；②接收機(jī)輸入回路應(yīng)有良好的選擇性，如採(cǎi)用多級(jí)調(diào)諧回路，以減小進(jìn)入高放的強(qiáng)干擾；③在接收機(jī)的前端加入衰減器，以減小互調(diào)幹?jǐn)_。因?yàn)榻?jīng)過(guò)非線性電路後，有用信號(hào)的幅度與a1u成比例，而三階互調(diào)分量的幅度與a3u3成比例，當(dāng)把輸入的信號(hào)與干擾均衰減10dB時(shí)，互調(diào)幹?jǐn)_將衰減30dB。

接收機(jī)抗互調(diào)幹?jǐn)_能力用互調(diào)抗拒比SI(以dB計(jì))表示，它表徵了接收機(jī)對(duì)於滿足互調(diào)頻率關(guān)係的兩個(gè)或多個(gè)無(wú)用信號(hào)的抑制能力，並用干擾信號(hào)與接收機(jī)靈敏度的相對(duì)電平(dB數(shù))來(lái)表示。測(cè)試中，當(dāng)輸入有用信號(hào)的電平比靈敏度高3dB時(shí)，引入適當(dāng)?shù)幕フ{(diào)幹?jǐn)_使接收機(jī)輸出的信納比保持為12dB。這時(shí)，輸入的互調(diào)幹?jǐn)_電平與有用信號(hào)電平的比值(以dB計(jì))，即為接收機(jī)的互調(diào)抗拒比。在我國(guó)的公用移動(dòng)通信系統(tǒng)中要求接收機(jī)對(duì)兩信號(hào)三階互調(diào)的互調(diào)抗拒比指標(biāo)為70dB。

所謂等效干擾電平是將接收機(jī)中由互調(diào)產(chǎn)物引起的干擾，等效為接收機(jī)輸入端調(diào)諧頻率上的干擾電平。根據(jù)分析和大量測(cè)試結(jié)果，典型接收機(jī)對(duì)兩信號(hào)三階互調(diào)的等效互調(diào)幹?jǐn)_電平近似滿足下列關(guān)係式：式中，［PIM］為接收機(jī)輸入端的等效互調(diào)幹?jǐn)_功率；A、B分別為在接收機(jī)輸入端收到的來(lái)自各干擾發(fā)射機(jī)的功率;Δf是各干擾頻率偏離接收機(jī)標(biāo)稱頻率的平均值(以MHz計(jì))，C2,3為兩信號(hào)三階互調(diào)的互調(diào)常數(shù)，約為-10dB。

對(duì)於一般移動(dòng)通信系統(tǒng)而言，三階互調(diào)的影響是主要的，其中又以兩信號(hào)三階互調(diào)的影響最大。接收機(jī)的互調(diào)幹?jǐn)_，可折算為同頻道干擾來(lái)估算它對(duì)通信的影響，即為了保證一定的接收信號(hào)品質(zhì)，應(yīng)當(dāng)滿足(3級(jí)話音品質(zhì))(4級(jí)話音品質(zhì))式中，［PSV］為接收機(jī)的靈敏度(以dBW計(jì))；［PIM］為接收機(jī)的等效互調(diào)功率(dBW);Γ為射頻防護(hù)比(dB)。

例4–4

在圖4-15所示的電路中，設(shè)通信環(huán)境是中等起伏地和市區(qū)，基站A的發(fā)射頻率fA=451MHz，基站B的發(fā)射頻率fB=452MHz，移動(dòng)臺(tái)接收頻率f0=450MHz，d1=100m,d2=200m,基站發(fā)射機(jī)的輸出功率均為100W，基站天線增益Gb均為6dB，天線高度hb=200m，移動(dòng)臺(tái)的天線增益Gm=3dB，天線高度為3m，已知移動(dòng)臺(tái)接收機(jī)的靈敏度為-146dBW。試求在移動(dòng)臺(tái)接收機(jī)輸入端三階互調(diào)幹?jǐn)_的功率，並說(shuō)明接收信號(hào)能否滿足3級(jí)話音品質(zhì)要求。解根據(jù)給定的條件，計(jì)算接收機(jī)互調(diào)幹?jǐn)_功率的步驟與結(jié)果如表4-2所示。由於干擾臺(tái)與接收臺(tái)距離比較近，因此傳播損耗中值近似按直射波計(jì)算。表4–2例4-4計(jì)算步驟與結(jié)果表4–2例4-4計(jì)算步驟與結(jié)果4.3.4無(wú)三階互調(diào)的頻道組產(chǎn)生三階互調(diào)幹?jǐn)_的頻率是：或其中，fi、fj、fk是頻率集合｛f1,f2,…,fn｝中的任意三個(gè)頻率，fx也是該頻率集合中的一個(gè)頻率。圖4–17頻道編號(hào)假設(shè)初始頻率為f0(=f1-B)，則任一頻道的頻率可以寫(xiě)成(4-29)例如，i=1,x=4,則有式(4-29)的三階互調(diào)關(guān)係式用頻道序號(hào)的差值表示為

例4–5

在圖4-17所示的12個(gè)頻道中，若等間隔地選其中五個(gè)頻道，如1,3,5,7,9號(hào)作為一個(gè)無(wú)線區(qū)使用的頻道，試判別無(wú)線區(qū)內(nèi)是否存在三階互調(diào)幹?jǐn)_。

解由式(4-33)可知，如果在所有的頻道序號(hào)差值中，出現(xiàn)di,x=dk,j就說(shuō)明有互調(diào)幹?jǐn)_；反之，在所有的頻道序號(hào)差值中，未出現(xiàn)相同的差值，則表明無(wú)三階互調(diào)。根據(jù)給定的五個(gè)頻道，排出所有的序號(hào)差值，如表4-3，就形成了差值陣列。表4–3例4-5頻道序號(hào)差值陣列表4–4無(wú)三階互調(diào)頻道組表4–5無(wú)三階互調(diào)、無(wú)鄰道干擾頻道差值序列無(wú)線電語(yǔ)音廣播所指配的工作頻段是:

中頻(MF)：535~1605kHz

甚高頻(VHF):88~108MHz電視廣播的頻段是：甚高頻(VHF)：低段54~88MHz

高段174~216MHz

超高頻(UHF):470~890MHz

此外，雷達(dá)發(fā)射機(jī)也是一個(gè)危害較大的干擾源，因?yàn)樗泻艽蟮姆逯倒β?如幾兆瓦)和較多的諧波，因此對(duì)移動(dòng)通信的影響也較大。第5章組網(wǎng)技術(shù)5.1概述5.2多址技術(shù)5.3區(qū)域覆蓋和通道配置5.4網(wǎng)路結(jié)構(gòu)5.5信令5.6越區(qū)切換和位置管理5.1概述

物理層(PHL)確定無(wú)線電參數(shù)，如：頻率、定時(shí)、功率、碼片、比特或時(shí)隙同步、調(diào)製解調(diào)、收發(fā)信機(jī)性能等。物理層將無(wú)線電頻譜分成若干個(gè)物理通道，劃分的方法可以按頻率、時(shí)隙或碼字或它們的組合進(jìn)行，如頻分多址(FDMA)、時(shí)分多址(TDMA)、碼分多址(CDMA)等。物理層在介質(zhì)接入控制層(MAC)的控制下，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)分組的收發(fā)。

介質(zhì)接入控制層(MAC)的主要功能有介質(zhì)訪問(wèn)管理和數(shù)據(jù)封裝等。具體地講，第一功能是選擇物理通道，然後在這些通道上建立和釋放連接；第二個(gè)功能是