武汉理工移动通信复习

1、1移动通信复习课移移 动动 通通 信信2移动通信第第1 1讲讲 概述概述第第2 2讲讲 移动通信电波传播移动通信电波传播第第3 3讲讲 信源编码与调制技术信源编码与调制技术第第4 4讲讲 抗衰落分集技术抗衰落分集技术第第5 5讲讲 蜂窝组网技术蜂窝组网技术第第6 6讲讲 GSMGSM系统与系统与GSMGSM增强移动通信系统增强移动通信系统第第7 7讲讲 第三代移动通信系统与增强技术第三代移动通信系统与增强技术第第8 8讲讲 无线移动通信未来发展无线移动通信未来发展复习复习内容内容3移动通信基本概念基本概念“动中通动中通”终端的移动性终端的移动性 （手持机、车载台）（手持机、车载台） 个人的移动

2、性个人的移动性 （SIMSIM卡方式支持的业务）卡方式支持的业务） 业务的移动性业务的移动性 （200200业务等）业务等）现在现在“移动通信移动通信”这个概念主要是指这个概念主要是指个人的个人的终端移动通信。终端移动通信。第1讲 概述4移动通信蜂窝移动通信的发展历程蜂窝移动通信的发展历程5移动通信第一代移动通信第一代移动通信移动通信蜂窝结构是由贝尔实验室提出的，移动通信蜂窝结构是由贝尔实验室提出的，其根本原理是采用频率再用。其根本原理是采用频率再用。AMPSAMPS是第一代是第一代移动通信系统，是由美国提出的。移动通信系统，是由美国提出的。6移动通信 以以数字数字通信为特征的移动通信为第二代

3、移通信为特征的移动通信为第二代移动通信动通信 第二代移动通信主要制式有第二代移动通信主要制式有 欧洲的欧洲的GSM，TDMA制式：制式：法国和德国法国和德国 北美的北美的cdmaOne(IS-95CDMA)，CDMA制制式式 北美的北美的DAMPS(IS-54)，TDMA制式制式 日本的日本的PDC，TDMA制式制式 联通的联通的CDMA基本上是使用基本上是使用IS-95的标准。的标准。第二代移动通信第二代移动通信7移动通信 第三代移动通信的总目标第三代移动通信的总目标 IMT-2000的名称为第三代移动通信系统制定了总目标：的名称为第三代移动通信系统制定了总目标： 工作在工作在2000MHz

4、频段频段 在在2000年左右商用年左右商用 1. 1. 全球化，要求多种技术在多种环境下全球化，要求多种技术在多种环境下统一标准统一标准、统一频率统一频率，以实现全球，以实现全球无缝覆盖无缝覆盖。 2. 2. 综合化，要求系统能传输话音、宽带数据、视频综合化，要求系统能传输话音、宽带数据、视频图像等图像等多种业务多种业务，满足信息化社会的需要。，满足信息化社会的需要。 3. 3. 个人化，系统具有足够的容量潜力和多种用户管个人化，系统具有足够的容量潜力和多种用户管理能力，支持理能力，支持个人的移动性个人的移动性，满足巨大的个人通信的需，满足巨大的个人通信的需求。求。第三代移动通信第三代移动通信

5、8移动通信第三代移动通信第三代移动通信(1) 实现全球无缝覆盖；（2）提高通信速率，即：室内至少2Mbps，室外步行至少384kbps，室外车辆至少144kbps；（3）实现多媒体通信。 9第三代移动通信第三代移动通信移动通信 第三代移动通信的标准： IMT-DS - UTRA FDD (WCDMA) (欧洲、日本) IMT-MC - cdma2000 (北美) IMT-TC - TD-SCDMA (中国) IMT-SC - UWC-136 (北美) IMT-FT - DECT (欧洲)10移动通信四代移动通信的比较四代移动通信的比较11移动通信3GPP移动通信的演进移动通信的演进12移动通信

6、3GPP2 移动通信的演进移动通信的演进WiMAX的演进的演进13移动通信话音质量和信噪比要求话音质量和信噪比要求 服务等级（服务等级（GOSGOS） 呼叫中断概率呼叫中断概率 通信概率通信概率 QOSQOS保证保证 移动通信网性能指标移动通信网性能指标14移动通信 国际标准化组织国际标准化组织15移动通信其他标准化组织其他标准化组织( (是是EIAEIA的分支机构的分支机构) )16移动通信主要内容：主要内容：第第2讲讲 移动通信电波传播移动通信电波传播17多径信号包络一般满足瑞利分布和莱斯分布。多径信号包络一般满足瑞利分布和莱斯分布。多径传播的结果会产生时延扩散和频率扩散。多径传播的结果会

7、产生时延扩散和频率扩散。当信号带宽大于信道相干带宽时，会产生频率选择性衰落，当信号带宽大于信道相干带宽时，会产生频率选择性衰落，从而在接收信号中产生码间干扰。从而在接收信号中产生码间干扰。符号间的干扰主要靠采用设计合适的基带成形滤波器和均符号间的干扰主要靠采用设计合适的基带成形滤波器和均衡器来消除。衡器来消除。多普勒频移：当无线通信系统的双方相对运动时，接收信多普勒频移：当无线通信系统的双方相对运动时，接收信号中心频率偏移发射频率的现象。号中心频率偏移发射频率的现象。频谱利用率：单位频带（频谱利用率：单位频带（HzHz）内传输的信息速率。）内传输的信息速率。 移动通信18移动通信移动通信信道建

8、模的三级模型指什么，各满足什么分移动通信信道建模的三级模型指什么，各满足什么分布？布？移动通信中的三级模型是指路径损耗模型，阴影效应移动通信中的三级模型是指路径损耗模型，阴影效应慢衰落模型和多径传播快衰落模型。路径损耗模型一慢衰落模型和多径传播快衰落模型。路径损耗模型一般满足单边指数分布，阴影衰落一般服从对数正态分般满足单边指数分布，阴影衰落一般服从对数正态分布，快衰落一般服从瑞利衰落或莱斯分布。布，快衰落一般服从瑞利衰落或莱斯分布。 19移动通信在移动信道中接收点的信号将产生如下的特点：在移动信道中接收点的信号将产生如下的特点： 1. 1. 具有三类不同层次的损耗具有三类不同层次的损耗 路径

9、传播损耗路径传播损耗 慢衰落损耗。慢衰落损耗。 快衰落。快衰落又可分为：空间选择性快衰落、快衰落。快衰落又可分为：空间选择性快衰落、频率选择性快衰落与时间选择性快衰落。频率选择性快衰落与时间选择性快衰落。 20移动通信2. 2. 四种主要效应四种主要效应阴影效应阴影效应：由大型建筑物和其它物体的阻挡，在电波传播的接收区域中：由大型建筑物和其它物体的阻挡，在电波传播的接收区域中产生传播半盲区。产生传播半盲区。远近效应远近效应：移动用户与基站之间的距离是在随机变化，到达基站时信号：移动用户与基站之间的距离是在随机变化，到达基站时信号的强弱将不同，离基站近者信号强，离基站远者信号弱的强弱将不同，离基

10、站近者信号强，离基站远者信号弱, ,出现了以强压出现了以强压弱的现象，并使弱者，即离基站较远的用户产生掉话弱的现象，并使弱者，即离基站较远的用户产生掉话( (通信中断通信中断) )现象，现象，通常称这一现象为远近效应。通常称这一现象为远近效应。多径效应多径效应：接收到的信号不仅有直射波的主径信号，还有反射过来以及：接收到的信号不仅有直射波的主径信号，还有反射过来以及绕射过来的多条不同路径信号。所接收到的信号是各路径信号的矢量和，绕射过来的多条不同路径信号。所接收到的信号是各路径信号的矢量和，也就是说各径之间可能产生自干扰，称这类自干扰为多径干扰或多径效也就是说各径之间可能产生自干扰，称这类自干

11、扰为多径干扰或多径效应。应。多普勒效应多普勒效应：它是由于接收用户处于高速移动中比如车载通信时传播频：它是由于接收用户处于高速移动中比如车载通信时传播频率的扩散而引起的，其扩散程度与用户运动速度成正比。率的扩散而引起的，其扩散程度与用户运动速度成正比。 21衰落储备 为防止因衰落而引起通信的中断，在信道设计时，为防止因衰落而引起通信的中断，在信道设计时，必须使信号电平保留足够的余量，以使中断率小于必须使信号电平保留足够的余量，以使中断率小于规定值。这个电平余量称为衰落储备规定值。这个电平余量称为衰落储备 衰落储备衰落储备=中值最小必需电平中值最小必需电平移动通信22多径时散和相关带宽多径时散和

12、相关带宽因多径传播造成信号时间扩散的现象，称为因多径传播造成信号时间扩散的现象，称为多径多径时散时散。移动通信23 两相邻场强为最小值的频率间隔两相邻场强为最小值的频率间隔Bc=1(t)是与多径时延是与多径时延(t)成反比的，称成反比的，称Bc为多径时散的相关带为多径时散的相关带宽。若所传输的信号带宽较宽，以至与宽。若所传输的信号带宽较宽，以至与Bc可比拟时，则可比拟时，则所传输的信号将产生明显的畸变。所传输的信号将产生明显的畸变。当信号的带宽小于和大于信道的相干带宽时，会分别产生当信号的带宽小于和大于信道的相干带宽时，会分别产生什么样的信号衰落，可分别采用什么技术克服信道的影响？什么样的信号

13、衰落，可分别采用什么技术克服信道的影响？ 当信号带宽大于和小于信道相干带宽时，分别会产生频率当信号带宽大于和小于信道相干带宽时，分别会产生频率选择性衰落和平坦衰落，可分别采用选择性衰落和平坦衰落，可分别采用RAKERAKE接收机和均衡器来接收机和均衡器来克服信道影响。克服信道影响。 相关带宽相关带宽移动通信24相干带宽、相干时间：相干带宽是指信道特性基本不变的相干带宽、相干时间：相干带宽是指信道特性基本不变的最小信道带宽。当信号带宽大于信道相干带宽后，会产生频最小信道带宽。当信号带宽大于信道相干带宽后，会产生频率选择性衰落。相干时间是指信道特性基本不变的最小时间率选择性衰落。相干时间是指信道特

14、性基本不变的最小时间间隔。当信号周期大于信道相干时间时，会产生快衰落，否间隔。当信号周期大于信道相干时间时，会产生快衰落，否则称为慢衰落。则称为慢衰落。快衰落快衰落: : 当信号的符号间隔大于信道的相干时间时，信道当信号的符号间隔大于信道的相干时间时，信道的衰落称为快衰落，具体表现在一个符号间隔内信道幅度产的衰落称为快衰落，具体表现在一个符号间隔内信道幅度产生多次起伏。生多次起伏。 移动通信25移动信道的场强估算奥村模型奥村模型: : 是以实测数据为基础的经验模型，用以估算移动信道是以实测数据为基础的经验模型，用以估算移动信道的场强中值。它是先以的场强中值。它是先以自由空间传播自由空间传播为基

15、础，再分别考虑各种地为基础，再分别考虑各种地形、地物对电波传播的实际影响，并逐一予以必要的修正。形、地物对电波传播的实际影响，并逐一予以必要的修正。场强中值场强中值具有具有50%50%概率的场强值称为场强中值概率的场强值称为场强中值OkumuraOkumura模型中准平坦地形大城市地区的中值路径损耗（模型中准平坦地形大城市地区的中值路径损耗（dBdB）由下式给出由下式给出自由空间传播自由空间传播: :移动通信fhHdhHdfALLmmbbmbsT,26我们可得到移动通信的系统方程：我们可得到移动通信的系统方程： 发射功率发射功率=接收机最小必需电平接收机最小必需电平+衰落储备衰落储备 + +传

16、播损耗传播损耗+馈线损耗馈线损耗-天线增益天线增益 27信源编码概念、方式；信源编码概念、方式；调制技术调制技术 ：The full spelling of OFDM is Orthogonal The full spelling of OFDM is Orthogonal Frequency Division Multiplexing.The full spelling of Frequency Division Multiplexing.The full spelling of OFDMA is _Orthogonal Frequency Division _Multiple OFDMA

17、is _Orthogonal Frequency Division _Multiple Access.Access.OFDM systems show high spectrum efficiency compared OFDM systems show high spectrum efficiency compared to corresponding single carrier systems.to corresponding single carrier systems.移动通信第3讲 信源编码与调制技术28Please explain the principle that the O

18、FDM Please explain the principle that the OFDM technique can be used to combat against (technique can be used to combat against (抑制抑制) ) frequency selective fading.frequency selective fading.答：由于在答：由于在OFDMOFDM系统中，基带调制映射后的复数数据流系统中，基带调制映射后的复数数据流经过串并转换，经过经过串并转换，经过OFDMOFDM调制，被加载在多个（假设为调制，被加载在多个（假设为N N个）

19、互相正交的子载波上并行传输，对每路子载波，信个）互相正交的子载波上并行传输，对每路子载波，信号的带宽降低到了串并转换前的号的带宽降低到了串并转换前的1/N1/N，从而可以使得每个，从而可以使得每个子载波的带宽小于信道的相干带宽，避免频率选择性衰子载波的带宽小于信道的相干带宽，避免频率选择性衰落。落。OFDM efficiently implemented using IFFTs/FFTsOFDM efficiently implemented using IFFTs/FFTs移动通信第3讲 信源编码与调制技术29Please point out 3 advantages of the OFDM

20、 Please point out 3 advantages of the OFDM technique.technique.（1 1）高的频谱效率；（）高的频谱效率；（2 2）能有效抵抗频率选择性衰落；）能有效抵抗频率选择性衰落；（3 3）适合于自适应资源分配。）适合于自适应资源分配。 移动通信第3讲 信源编码与调制技术30分集接收技术分集接收概念：是指接收端对它收到的多个衰落特性互相独立分集接收概念：是指接收端对它收到的多个衰落特性互相独立（携带同一信息）的信号进行特定的处理，以降低信号电平起（携带同一信息）的信号进行特定的处理，以降低信号电平起伏的办法。它有两重含义：一是分散传输，使接收

21、端能获得多伏的办法。它有两重含义：一是分散传输，使接收端能获得多个统计独立的、携带同一信息的衰落信号；二是集中处理，即个统计独立的、携带同一信息的衰落信号；二是集中处理，即接收机把收到的多个统计独立的衰落信号进行合并（包括选择接收机把收到的多个统计独立的衰落信号进行合并（包括选择与组合）以降低衰落的影响。与组合）以降低衰落的影响。移动通信第4讲 抗衰落分集技术31分集接收方式：宏分集和微分集。分集接收方式：宏分集和微分集。微分集：空间分集、频率分集、极化分集、场分量分集、角度微分集：空间分集、频率分集、极化分集、场分量分集、角度分集和时间分集。分集和时间分集。宏分集：宏分集：“多基站多基站”分

22、集。（蜂窝通信中）分集。（蜂窝通信中）移动通信合并方式：选择式（开关式）合并、最大比值合并（信噪比）合并方式：选择式（开关式）合并、最大比值合并（信噪比）和等增益合并。和等增益合并。32移动通信主要内容：主要内容：第5讲 蜂窝组网技术33移动通信移动通信中的干扰：移动通信中的干扰：邻道干扰、邻道干扰、 同频干扰、同频干扰、 互调干扰、互调干扰、 CDMA CDMA的多址干扰的多址干扰MAIMAI 射频射频 (RF) 防卫度：防卫度： 达到主观上规定的接收质量时，所需的有用达到主观上规定的接收质量时，所需的有用射频信号电平与同频干扰信号电平的比值。射频信号电平与同频干扰信号电平的比值。 接收端的

23、信号接收端的信号/ /同频干扰比必须大于射频防同频干扰比必须大于射频防卫度。一般定为话音卫度。一般定为话音4 4级时为级时为17dB17dB、3 3级时为级时为12dB12dB。Q Q：Q=D/RQ=D/R定义为同频复用比。定义为同频复用比。SINRSINR：信干噪比，是指信号功率与干扰加噪声功率总和的：信干噪比，是指信号功率与干扰加噪声功率总和的比。比。 34移动通信多址技术：多址技术：实现不同地点、不同用户接入网络实现不同地点、不同用户接入网络的技术的技术u 分类分类 频分多址频分多址(FDMA):频率划分，频带独享，时间共享频率划分，频带独享，时间共享 时分多址时分多址(TDMA):时隙

24、划分，时隙独享，频率共享时隙划分，时隙独享，频率共享 码分多址码分多址(CDMA):码型划分，时隙、频带共享码型划分，时隙、频带共享 空分多址空分多址(SDMA):区域划分，时隙区域划分，时隙/频带频带/码型共享码型共享35移动通信码分多址码分多址采用扩频通信技术采用扩频通信技术每个用户具有特定的地址码（每个用户具有特定的地址码（PNPN码），利用码），利用地址码相互之间的正交性（或准正交性）完地址码相互之间的正交性（或准正交性）完成信道分离的任务。成信道分离的任务。CDMACDMA在频率、时间、空间上重叠。在频率、时间、空间上重叠。优点：系统容量大，抗干扰、抗多径能力强。优点：系统容量大，抗

25、干扰、抗多径能力强。扩频通信除能实现码分多址外，其它两个主要的优点为扩频通信除能实现码分多址外，其它两个主要的优点为提高保密性提高保密性和和提高抗干扰能力提高抗干扰能力。 36移动通信码分多址码分多址 扩频通信具有很强的干扰抑制的能力，常用扩频通信具有很强的干扰抑制的能力，常用扩频增益扩频增益表示系统的抗干扰能力：表示系统的抗干扰能力： Bw为扩频信号带宽；为扩频信号带宽； Bs为信息带宽；为信息带宽； 扩频后信号的带宽和未扩频信号带宽扩频后信号的带宽和未扩频信号带宽 (C/N)o和和(C/N)i为扩频解调器输出和输入载波噪为扩频解调器输出和输入载波噪声功率比。声功率比。ioswpNCNCBB

26、G)/()/(37移动通信n 基本小区有：（基本小区有：（r ：小区半径）：小区半径）超小区：超小区： r 20km（农村）（农村）宏小区：宏小区： r 120km（人口稠密地区（人口稠密地区微小区：微小区： r 0.11km（城市繁华区）（城市繁华区）微微小区：微微小区： r 0.1km（办公室、家庭）（办公室、家庭）n 优点：提高频率利用率，组网灵活优点：提高频率利用率，组网灵活n 缺点：网络复杂缺点：网络复杂n按照覆盖区域，可分为带状网和面状网按照覆盖区域，可分为带状网和面状网大区制、大区制、小区制移动网构成方式小区制移动网构成方式38移动通信区群（簇）：区群（簇）：邻接的、使用不同信道

27、的全部邻接的、使用不同信道的全部小区叫做一个区群。系统中小区叫做一个区群。系统中区群区群复制得越多，复制得越多，则系统容量越大，频率的利用率越高。则系统容量越大，频率的利用率越高。 构成区群的基本条件：构成区群的基本条件： 1. 1. 区群能彼此邻接且无空隙地覆盖整个面区群能彼此邻接且无空隙地覆盖整个面积。积。 2. 2. 相邻相邻区群区群中，同频道的小区间距离相等，中，同频道的小区间距离相等，且为最大。且为最大。 面状服务区面状服务区区群区群39移动通信分类：分类： 固定固定频频道分配道分配 1.1.分区分组分配法分区分组分配法 2.2.等频距分配法等频距分配法 动态频道分配动态频道分配小区

28、信道配置方法小区信道配置方法 根据同频干扰的计算，我们可以得到需要根据同频干扰的计算，我们可以得到需要的频率复用因子（即频道分组），但如何分的频率复用因子（即频道分组），但如何分配一个小区内的频道？配一个小区内的频道？40移动通信信道的自动选择方式信道的自动选择方式问题：如何实现多信道共用技术？问题：如何实现多信道共用技术？传统方法（人工选择传统方法（人工选择老式电话机）老式电话机）自动选择方法：四种方式自动选择方法：四种方式 1.1.专用呼叫信道方式专用呼叫信道方式 2.2.循环定位方式循环定位方式 3.3.循环不定位方式循环不定位方式 4.4.循环分散定位方式循环分散定位方式41移动通信越

29、区切换越区切换定义：定义：当前正在通信的移动台与服务基站之间的链路转移到另一个当前正在通信的移动台与服务基站之间的链路转移到另一个新基站的过程。新基站的过程。 分类：分类： 按实现技术分为：按实现技术分为： 1. 硬切换：新的连接建立前，先中断旧的连接。例如硬切换：新的连接建立前，先中断旧的连接。例如GSM系统。系统。 2. 软切换：指既维持旧的连接，又同时建立新的连接。例软切换：指既维持旧的连接，又同时建立新的连接。例如如CDMA系统系统，移动台进入切换区域后，由于相邻基站可以，移动台进入切换区域后，由于相邻基站可以频率相同，移动台可以同时和相邻的多个基站进行数据通信，频率相同，移动台可以同

30、时和相邻的多个基站进行数据通信，直到最后选择一个指定的基站，才放弃与其它基站的通信，直到最后选择一个指定的基站，才放弃与其它基站的通信， 这种切换称为软切换。这种切换称为软切换。 42移动通信切换策略切换策略n 目标、目标、 性能指标性能指标越区切换的三个关键技术越区切换的三个关键技术越区切换的准则，也就是何时需要进行越越区切换的准则，也就是何时需要进行越区切换区切换 越区切换如何控制，也就是系统完成切换越区切换如何控制，也就是系统完成切换的实施过程的实施过程 越区切换时的信道分配。越区切换时的信道分配。43移动通信主要内容：主要内容：第第6讲讲 GSM系统与增强移动通信系统系统与增强移动通信

31、系统444.2 GSM系统组成原理系统组成原理接口组成及功能、接口组成及功能、接口45移动通信基站子系统基站子系统组成框图组成框图BSC46移动通信网络子系统网络子系统移动交换中心（移动交换中心（MSC） MSCMSC移动交换机移动交换机, ,是是网络子系统网络子系统NSSNSS的核心的核心 常规交换机的功能常规交换机的功能 ( (在接口上的信道与通在接口上的信道与通向其它向其它MSCMSC或或PSTNPSTN的信道之间建立交换连接、的信道之间建立交换连接、呼叫控制和计费呼叫控制和计费) ) 移动性管理移动性管理( (移动用户呼叫建立和控制、移动用户呼叫建立和控制、位置更新、切换、漫游位置更新

32、、切换、漫游) )和和无线资源管理无线资源管理( (数数据查询、移动应用、信令连接、用户保护和据查询、移动应用、信令连接、用户保护和话音加密等移动功能）。话音加密等移动功能）。47移动通信越区切换功能越区切换功能越区切换是移动交换特有的功能。它完成越区切换是移动交换特有的功能。它完成移动台的越区切换功能，它包括信号监视、移动台的越区切换功能，它包括信号监视、信号测量、切换控制和切换接续几个子功信号测量、切换控制和切换接续几个子功能。能。前两个子功能由前两个子功能由BTSBTS和和MSMS完成，用来触发完成，用来触发频道切换和选择切换目标小区，后两个子频道切换和选择切换目标小区，后两个子功能则由

33、功能则由MSCMSC或或BSCBSC完成。完成。48移动通信GSM物理层主要性能指标物理层主要性能指标调 制 方 式 ： 高 斯 滤 波 最 小 移 频 键 控调 制 方 式 ： 高 斯 滤 波 最 小 移 频 键 控（GMSK）。）。语音编码：语音编码：13kb/s RPE-LP编码编码时隙和时隙和TDMA帧：时隙周期为帧：时隙周期为576.9s，8个时隙构成一个个时隙构成一个TDMA帧，若干帧构成复帧，若干帧构成复帧。帧。 基站输出功率：最大基站输出功率：最大320W，最小，最小2.5W。 移动台输出功率：最大移动台输出功率：最大20W，最小，最小0.8W同频复用：同频复用：N=7、4，C

34、/I=9dB。49移动通信GSM的信道的信道GSM中的信道有两种定义方式中的信道有两种定义方式物理信物理信道和逻辑信道。道和逻辑信道。 一个物理信道就为一个时隙一个物理信道就为一个时隙(TS)； 而逻辑信道是根据而逻辑信道是根据BTS与与MS之间传递之间传递的信息种类的不同而定义的。的信息种类的不同而定义的。 逻辑信道又分为两大类，业务信道和控制逻辑信道又分为两大类，业务信道和控制信道。信道。 50信道的映射就是把各种逻辑信道装信道的映射就是把各种逻辑信道装载到物理信道上去。载到物理信道上去。信道的映射信道的映射51移动通信跳频跳频52移动通信控制和管理位置管理位置管理一个一个BSCBSC管辖

35、区域就是一个位置区。管辖区域就是一个位置区。位置登记分为两种情况：位置登记分为两种情况：位置更新和周期性位置登记。位置更新和周期性位置登记。位置更新有不同情况：在某一地区的初始登位置更新有不同情况：在某一地区的初始登记；在同一记；在同一MSCMSC区中的过区登记；在不同区中的过区登记；在不同MSCMSC区间的过区登记等。区间的过区登记等。53移动通信主要内容：主要内容：第第7讲讲 3G移动通信系统与增强技术移动通信系统与增强技术54移动通信主要特点主要特点55移动通信系统容量系统容量软容量软容量 CDMACDMA技术多址能力决定于地址码间的多址技术多址能力决定于地址码间的多址干扰的大小。在实际

36、的干扰的大小。在实际的CDMACDMA系统中，各地址系统中，各地址码之间码之间不是完全正交不是完全正交，它们之间存在一定的，它们之间存在一定的互相关性，此互相关性导致的多址干扰是影互相关性，此互相关性导致的多址干扰是影响响CDMACDMA多址能力的决定性因素。多址能力的决定性因素。 CDMACDMA通信中主要的两种干扰分别为通信中主要的两种干扰分别为MAIMAI和和ISIISI。 扩频技术能抑制多径干扰主要靠利用其自相关特性，抑扩频技术能抑制多径干扰主要靠利用其自相关特性，抑制制MAIMAI主要靠利用其互相关。主要靠利用其互相关。56移动通信远近效应远近效应 CDMACDMA采用多种手段使得多

37、址干扰足够小。包括选择有良好的自相采用多种手段使得多址干扰足够小。包括选择有良好的自相关性、互相关性的地址码；采用关性、互相关性的地址码；采用信号处理信号处理的方法消除多址干扰；的方法消除多址干扰；使用使用功率控制功率控制克服远近效应。克服远近效应。在在CDMACDMA移动通信系统中，当多个用户与基站进行同时通信时，移动通信系统中，当多个用户与基站进行同时通信时，较远用户到达基站后功率衰减比近的用户大，这样有可能导致对较远用户到达基站后功率衰减比近的用户大，这样有可能导致对远距离用户进行解扩后，信号的功率远小于由近距离干扰用户造远距离用户进行解扩后，信号的功率远小于由近距离干扰用户造成的干扰功

38、率，从而严重远距离用户与基站的通信质量，这种现成的干扰功率，从而严重远距离用户与基站的通信质量，这种现象称为远近效应。解决的办法是采用功率控制，使距离远的用户象称为远近效应。解决的办法是采用功率控制，使距离远的用户功率相对较大。功率相对较大。开环功率控制、闭环功率控制：开环功率控制是指移动台根据开环功率控制、闭环功率控制：开环功率控制是指移动台根据自己测量的信号强度，调整自己发生功率。闭环功率控制是指移自己测量的信号强度，调整自己发生功率。闭环功率控制是指移动台或基站测量接收信号的强度后，反馈给对方，对方判决后发动台或基站测量接收信号的强度后，反馈给对方，对方判决后发出功率调整指令，自己再根据

39、指令调整功率。出功率调整指令，自己再根据指令调整功率。 57移动通信软切换软切换 在在CDMACDMA系统中，其相邻小区工作频率可以系统中，其相邻小区工作频率可以采用同一频率，只是扩频地址码不一样。这采用同一频率，只是扩频地址码不一样。这样用户越区切换样用户越区切换不需改变频率，而只改变地不需改变频率，而只改变地址码址码，这使切换方便容易，这种切换称为软，这使切换方便容易，这种切换称为软切换。切换。当移动台越区时，能够当移动台越区时，能够同时连接同时连接到两个或到两个或多个小区；先建立新的连接，再切断老的连多个小区；先建立新的连接，再切断老的连接，这就减少了呼叫中断的概率，改善了切接，这就减少

40、了呼叫中断的概率，改善了切换时的话音质量。换时的话音质量。 “ “硬切换硬切换”呼叫常在切换过程中断。呼叫常在切换过程中断。 58移动通信正向信道正向信道 正向链路中的逻辑信道包括：正向正向链路中的逻辑信道包括：正向业务信道业务信道（TCHTCH）和正向）和正向信令信道信令信道（SCHSCH）。）。 59移动通信3G移动通信移动通信系统系统 WCDMA简介简介 cdma2000简介简介 TD-SCDMA简介简介60移动通信WCDMA的业务特点的业务特点 WCDMAWCDMA系统支持系统支持宽带宽带业务，可有效支持业务，可有效支持电路交换电路交换业业务（如务（如PSTNPSTN、ISDNISDN

41、网）、网）、分组交换分组交换业务业务( (如如IPIP网网) )。灵。灵活的无线协议可在活的无线协议可在一个载波一个载波内对同一用户内对同一用户同时支持同时支持话话音、数据和多媒体业务。通过透明或非透明传输块来音、数据和多媒体业务。通过透明或非透明传输块来支持支持实时、非实时实时、非实时业务。业务。WCDMAWCDMA采用采用DS-CDMADS-CDMA多址方式，码片速率是多址方式，码片速率是3.84Mps3.84Mps，载波载波带宽为带宽为5MHz5MHz。系统不采用。系统不采用GPSGPS精确定时，不同基精确定时，不同基站可选择站可选择同步和不同步同步和不同步两种方式，可以不受两种方式，可

42、以不受GPSGPS系统系统的限制。在反向信道上，采用导频符号相干的限制。在反向信道上，采用导频符号相干RAKERAKE接收接收的方式，解决了的方式，解决了CDMACDMA中反向信道容量受限的问题。中反向信道容量受限的问题。 6162636465对一个3径信道的BPSK通信系统，接收信号表示为： )()()()(31tntsttxiii写出采用导频序列信道估计，采用最大比合并实现基带RAKE接收的实现过程（包括实现多径分离），画RAKE接收原理框图。 66)()(31*tyhtziii)(tyi解. 1）第1步：采用扩频码进行滑动相关，实现三路多径信号的同步。 第2步：采用导频序列进行各径信道估

43、计。 第3步：实现最大比合并： 其中 为第i路解扩输出信号。 67移动通信延迟相关延迟相关延迟相关信道估计信道估计信道估计扩频码扩频码扩频码2）RAKE接收框图：68移动通信假设一个有假设一个有3 3条多径的扩频移动通信系统，总的发条多径的扩频移动通信系统，总的发射功率为射功率为P P，每条传播路径发射信号为等功率分配，每条传播路径发射信号为等功率分配，多径时延分别为多径时延分别为每条路径的衰落满足每条路径的衰落满足RayleighRayleigh分布，衰落系数分布，衰落系数分别为分别为1 1、画出该信道的模型方框图。、画出该信道的模型方框图。2 2、假设采用信道估计获得了、假设采用信道估计获

44、得了3 3条路径的单位脉冲条路径的单位脉冲响应分别为响应分别为 ，画出一个采用画出一个采用MRCMRC合并的合并的RAKERAKE接收机接收机3 3、假设发射的扩频信号为、假设发射的扩频信号为X(k), X(k), 写出接收信写出接收信号的表示式。号的表示式。69移动通信1 1：该信道的模型框图下图。：该信道的模型框图下图。70移动通信2 2、RAKERAKE接收机如下图。接收机如下图。 3 3、接收信号的表示：、接收信号的表示： 71同步同步CDMACDMA系统、同步系统、同步CDMACDMA网络：同步网络：同步CDMACDMA系统是指在直系统是指在直序扩频序扩频CDMACDMA系统中，不同

45、用户符号的扩频码起止时间相同系统中，不同用户符号的扩频码起止时间相同，从而可以采用多用户检测技术。同步，从而可以采用多用户检测技术。同步CDMACDMA网络是指在直网络是指在直序扩频序扩频CDMACDMA系统中，不同小区的基站采用系统中，不同小区的基站采用GPSGPS定时或其它定时或其它定时方式实现基站同步。定时方式实现基站同步。 72移动通信WCDMA的技术特点的技术特点 WCDMAWCDMA采用采用精确的功率控制精确的功率控制，包括基于，包括基于SIRSIR的快的快速闭环、开环和外环三种方式。功率控制速率为速闭环、开环和外环三种方式。功率控制速率为15001500次次/ /秒秒，控制步长，控制步长0.250.254dB4dB可变，可有效可变，可有效满足满足抗衰落的要求抗衰落的要求。 WCDMAWCDMA还可采用一些先进的技术，如还可采用一些先进的技术，如自适应天线自适应天线(Adaptive antennas)(Adaptive antennas)、多用户检测多用户检测(Multi-user (Multi-user detection)detection)、分集接收分集接收（正交分集、时间分集）、（正交分集、时间分集）、分层式小区结构等，来提高整个系统的性能。分层式小区