移动通信概述.docx

第一章移动通信概述一、移动通信的分类1、按多址方式：频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）码分多址（CDMA）。2、按覆盖范围分：广域网、城域网、局域网、个域网。3、按业务类型分：电话网、数据网、综合业务网。4、按工作方式分：单工、双工、半双工。5、按服务范围分：专用网和公用网。二、移动通信三种工作方式的定义（会区分）1、单工通信是指通信双方电台交替的进行收信和发信。2、双工通信是指通信双方可同时进行消息传输的工作方式。3、半双工通信是指移动台采用单工方式，基站采用双工方式的通话方式。三、数字蜂窝移动通信系统的网络结构中缩写含义MS-移动台；BTS-基站收发信台；BSC-基站控制器；MSC-移动业务交换中心；HLR-归属位置寄存器VLR-访问位置寄存器；PDN-公用数据网；PSTN-公用电话交换网；ISDN-综合业务数字网四、六大移动通信应用系统的概念（会判断）1、集群移动通信系统：是一种专用移动调度系统，由控制中心、基站、调度台、移动台组成。2、无线寻呼系统：是一种不用语音的单向选择呼叫系统。其接收端是多个可由用户携带的高灵敏度收信机，俗称BB机。3、无绳电话通信系统：无绳电话只有一个与有线电话用户线相连接的基站和随身携带的手机，基站与手机之间利用无线电沟通，因而得名“无绳”。4.卫星移动通信系统：是利用卫星中继，在海上、空中和地形复杂而人口稀疏的地区实现的移动通信系统；卫星通信系统覆盖广、通信距离远、不受地理环境限制、话音质量优，但手机笨重，手机价格与通话费用高，传输速率低。5、无线局域网：无线局域网利用无线技术在空中传输数据、话音和视频信号。6.蜂窝移动通信系统：蜂窝系统也叫“小区制”系统。是将所有要覆盖的地区划分为若干个小区，每个小区的半径可视用户的分布密度在IlOkm左右。五、蜂窝移动通信的迅猛发展奠定了移动通信乃至无线通信在当今通信领域的更要地位。第二章移动信道电波传播理论一、等效地球半径等效地球半径示意图等效地球半径：电波在以等效地球半径Re为半径的球面 上空沿直线传播与电波在实际地球上空沿曲线传播等效。P26定义K为等效地球半径系数，即dh则等效地球半径与实际地球半径的关系为RC=KRQ在标准大气折射情况下，等效地球半径系数Q4/3,等效地球半径4=8500km。计算:p20三、例2. 1解：自由空间传播的损耗小为"fJ =32.45+ 201g 150 +201g(5÷10) = 99.5dB例21电波传播路径如图所示，设菲涅尔余隙 .v=-82m, <=5Am, =10Am,工作频率为ISOMHZo 试求出电波传播损耗。第一菲涅尔区半径内为,2x5>10"OxlO3V 15×103=81.77式中，'=M, C为光速，/为频率。解:所以，XlXI=I查绕射损耗与余隙关系表,16.5dB得绕射损耗为因此,四、阴影衰落和多径衰落（掌握概念，知道哪种衰落是快衰落，哪种衰落是慢衰落）1、多径衰落（快衰落）：由于移动通信传播环境的多径传播而引起的衰落称为多径衰落。2、阴影衰落（慢衰落）：由传播环境中的地形起伏、建筑物及其他障碍物对电波遮盖所引起的衰落。二、电波传播的菲涅尔区（掌握概念会计算会画图）五：多普勒频移：当移动台在运动中通信时，接收信号频率会发生变化，称为多普勒效应，由多普勒效应引起的附加频移称为多普勒频移，可用下式表示：d =cosa = TmCosa例2.2若载波A=600MHz,移动台速度V= 30kmh,求最大多普勒频移。解：.C 3×108 n .X. = = = 0.5/wfc 600 × IO6fm4=3与入射角度无关，是Zd的最大值， 称为最大多普勒频移。30x1030.5×3600H.6.1H.因为工作在准平坦地形，由图2.16查得，市区基本中值 损耗为Am(f,d) = Am450J0) =27dB由图2.17查得，基站天线高度增益因子/b(b, ") = Hb(50,10)=2B由图2.18查得，移动台天线高度增益因子w(m,) = Hm( 45。)= OdB所以，传播路径中值损耗为4=4 + 4 (f,d)-H<%,d) - Hm (m J)=105.5+27+12= 144.567B六、时延扩展、相关带宽(概念，分别会造成什么影响，会产生何种衰落)时延扩展：移动信道的多径环境引起的信号多径衰落可从时域角度方面进行描述，各路径长度不同使得信号到达时间不同，基站发送一个脉冲信号，则接收信号中不仅含有该信号，还包含有它的各个时延信号，这种由于多径效应使接收信号脉冲宽度扩展的现象，称为时延扩展。对于移动通信来说，存在一个相关带宽：当信号的带宽小于相关带宽时发生频率性选择衰落(平坦衰落)；当信号带宽大于相关带宽时，发生频率选择性衰落。七、例2.3解：自由空间传播损耗1.fs=32.45+201g÷201grf=32.45÷201g450+201gl0=105.5rfB八、课后习题有关简答与计算第三章编码及调制技术一、信源编码与信道编码(掌握什么是信源编码，什么是信道编码，他们的作用是什么)1、信源编码：是对信源输出的信息进行适当的变换和处理。作用：1）设法减少码元数目和降低码元速率，即通常说的数据压缩。2）将信源的模拟信号转换成数字信号，以实现模拟信号的数字化传输。2、信道编码：信道编码也称为差错控制编码，它是以提高信息传输的可靠性为目的的编码，它通常通过增加信源的冗余度来改善信道链路的性能。作用：移动通信系统使用信道编码技术可以降低信首突发的和随机的差错。二、常见的信源编码：HUffnIan编码、算术编码、L-Z编码。三、语音编码的定义与分类：语音编码作为一种信源编码，是将模拟信号变成数字信号以便在信道中传输。语音编码技术可分为波形编码、参量编码和混合编码等类型。四、分组码（概念及其相关计算）1、概念：要使信道编码具有一定的检错或纠错能力，必须加人一定的多余码元。信息码元先按组进行划分，然后对各信息组按一定规则加入多余码元，这些附加监督码元仅与本组的信息码元有关，而与其他码组的信息无关，这种编码方法称为分组编码。码的检错、纠错能力与最小码距"min的关系分为以下三种情况：（1）为检测C个错码，要求最小码距：（lmnC1（2）为纠正，个错码，要求最小码距："ninN2+l（3）为纠正，个错码，同时检测。个错码,要求最小码距：fmin>e+r+l（>0五、卷积码（n、k、N分别代表什么，卷积编码结构中每种器件的数量）k：每次输入到卷积编码器的比特数；n：每个k元组码字对应的卷积码编码后输出的码字；N:约束长度；表示该编码器由Nk个移位寄存器，n个模2加法器，n个移位寄存器为输出。六、线性调制技术（三种技术的最大相位变化，能够画出相位转移图）QPSKOQPSK和/4-QPSK的最大相位变化各限制在180°、90°、135°。七、MSK和GMSK的概念、高斯滤波器可以由什么完全定义，其在GSM系统中取值1、MSK是一种特殊的、改进的2FSK调制技术，他是调制系数为0.5的连续相位的频移键控。2、在MSK调制器前端加一个高斯滤波器构成GMSK调制3、高斯滤波器可由归一化3dB带宽BbTb完全定义。4、GSM系统中归一化3dB带宽的取值一般为BbTb=O.3八、扩频调制技术的定义：一般是指比信号带宽宽的多的频带宽度来传输信息的技术。第四章组网技术一、移动通信环境下的干扰（各种干扰的概念、射频保护比、同频复用距离、同频复用技术的概念）1、同频干扰：是指所有落在接收机通带内的与有用信号频率相同的无用信号的干扰，恶劣的天气、过度拥挤的频谱或不合理的频率规划等都可能导致同道干扰。2、邻道干扰：是一种来自相邻或相近的频道的干扰，即干扰台信号功率落入相邻或相近接收机接收频带内造成的干扰。3、互调干扰：互调干扰是由传输设备中的非线性电路产生的。它指两个或多个信号作用在通信设备的非线性器件上，产生同有用信号频率相近的组合频率，从而对通信系统构成干扰的现象。在移动通信系统中，产生互调干扰主要有发射机互调、接收机互调及外部效应引起的互调。4、阻塞干扰：当外界存在一个离接收机工作频率较远，但能进入接收机并作用于其前端电路的强干扰信号时，由于接收机前端电路的非线性而造成对有用信号增益降低或噪声增高，使接收机灵敏度下降的现象称为阻塞干扰。5、近端对远端的干扰：当基站同时接收从两个距离不同的移动台发来的信号时，距基站近的移动台B（距离d2）到达基站的功率明显要大于距离基站远的移动台A（距离dl,d2<<dl）的到达功率，若二者频率相近，则距基站近的移动台B就会造成对接收距离远的移动台A的有用信号的干扰或抑制，甚至将移动台A的有用信号淹没。这种现象称为近端对远端干扰，又称为远近效应。6、射频保护比：射频保护比是达到规定接收质量时所需的射频信号对同频无用射频信号的比值，它不仅取决于通信距离，还和调制方式、电波传播特性、通信可靠性、无线小区半径、选用的工作方式等因素有关。7、同频复用距离：为了提高频率利用率，在满足一定通信质量的条件下，允许使用相同频道的无线区域之间的最小距离称为同频道再用的最小安全距离，简称同频道复用距离或共道复用距离。若输入到移动台接收机的有用信号与同频干扰比等于射频保护比，则A、B两基站之间的距离即为同频复用距离。图4.1给出了同频道复用加费的示意图。M4.1”妆逝M川即渚小量用由图可知D=D+Ds=Di+r0(4.1)同频复用技术：在移动通信系统中，为了提高频率利用率，在相隔一定的距离以外，可以使用相同的频率，称为频率复用。频率复用意味着在一个给定的覆盖区域内，存在许多使用同一组频的小区。二、大区制、小区制概念，分别应用于哪几代移动通信系统。1、大区制移动通信系统通过增大基站覆盖范围，实现大区域内的移动通信；在大区制（单个基站覆盖一个服务区）的网络中可容纳的用户数很有限，无法满足大容量的要求；2、当用户数很多时，话务量相应增大，需要提供很多频道才能满足通话要求。为了增大务区域，从频率复用的观点出发，可以将整个服务区划分成若干个半径为220km的区，每个小区中设置基站，负责小区内移动用户的无线通信，这种方式称为小区制。3、大区制主要用在第一代模拟蜂窝移动通信网，从第二代数字蜂窝移动通信网开始，采用小区制来组网。三、小区制区域覆盖方式，小区形状1、带状网：主要用于覆盖公路、铁路和海岸等。小区形状：扁圆形2、蜂窝网：在平面区域划分小区，通常组成蜂窝式的网络。小区形状：六边形四、公式4. 6和4. 7,正反都会用P67、68五、基站激励方式定义：在每个小区中，基站可以设置在小区的中央，用全向天线形成圆形覆盖区，这种方式称为中心激励。基站也可以设置在小区的三个顶点上，每个基站采用三副120°扇形辐射的定向天线，分别覆盖三个相邻小区的各三分之一区域，每个小区由三副120°扇形天线共同覆盖，这种激励方式称为顶点激励。六、掌握等频距指配法（2）等频距分配法等频距分配法是按照等频率间隔来配 置频道的，只要频距选得足够大，就可以 有效避免邻道干扰。第一组1,8,15,22,29,.第二组2,9,16,23,30,.笫三组3.10,17,24,31,.