移动通信第五章蜂窝组网技术

主要内容5.1移动通信网的基本概念5.2频率复用和蜂窝小区5.3多址接入技术5.4

码分多址关键技术5.5蜂窝移动通信系统的容量分析5.6CDMA系统中的功率控制5.7切换、位置更新当前1页，总共132页。主要内容5.1移动通信网的基本概念5.2频率复用和蜂窝小区5.3多址接入技术5.4

码分多址关键技术5.5蜂窝移动通信系统的容量分析5.6CDMA系统中的功率控制5.7切换、位置更新当前2页，总共132页。5.1移动通信网的基本概念移动通信网络组成空中网络多址接入频率复用和蜂窝小区多信道共用

切换和位置更新地面网络各基站相互连接基站与固定网络的连接当前3页，总共132页。主要内容5.1移动通信网的基本概念5.2频率复用和蜂窝小区5.3多址接入技术5.4

码分多址关键技术5.5蜂窝移动通信系统的容量分析5.6CDMA系统中的功率控制5.7切换、位置更新当前4页，总共132页。5.2频率复用和蜂窝小区移动通信网的区域覆盖方式分为两类小容量的大区制大容量的小区制小容量大区制一个基站覆盖整个服务区天线架设高发射功率大频谱效率低，小容量的通信网控制方式简单、设备成本低

大区制移动通信网BSMS1MS3MS2当前5页，总共132页。小容量的大区制提高覆盖半径是大区制需解决的问题决定覆盖半径的因素：地球的曲率限制了传输的极限范围地形环境影响，信号传播可能产生盲区多径反射限制了传输距离移动台发射功率小，上行信号传输距离有限（上下行传输增益差可达6～12dB）当前6页，总共132页。BS

大区制设置分集接收台示意图小容量的大区制MS1解决上行信号问题的办法：设置分集接收台基站发射用全向天线，接收用定向天线提高基站接收灵敏度MS2RdRdRd当前7页，总共132页。5.2频率复用和蜂窝小区大容量小区制将服务区划分成许多小面积覆盖区域，用一个小功率的发射机来服务一个小面积覆盖区。基本小区有：（R：小区半径）超小区：R

＞20km（农村）宏小区：R

＝1～20km（人口稠密地区）微小区：R

＝0.1～1km（城市繁华区）微微小区：R

＜0.1km（办公室、家庭）当前8页，总共132页。大容量的小区制优点：提高频率利用率，组网灵活缺点：网络构成复杂小区制移动通信系统分两种带状服务覆盖区面状服务覆盖区当前9页，总共132页。带状服务覆盖区可采用多个频率组复用ABABABABCABC双频组三频组频率复用(区群)同频小区当前10页，总共132页。大容量的小区制组网时需确定重叠区及载波/同频干扰比重叠区重叠区太大，越区干扰大重叠区小，弱电场区可能多。f1ABf2af1ABf2a当前11页，总共132页。簇（区群）：共同使用全部可用频率的N个小区叫做一簇(区群）频率复用：将可用频道分N组，区群内的每个小区使用不同的频率组，而相邻区群重复使用相同的频率组分配模式同频小区：同频小区:使用同一组频率的小区同频干扰：同频小区之间的信号干扰叫做同频干扰（也叫同道干扰）当前12页，总共132页。采用六边形的原因全向天线的覆盖区是圆形一般来说，小区形状应该是规则结构：圆形（全向天线），三角形，正方形，六边形蜂窝的由来：对于同样大小的服务区域，采用正六边形构成小区所需的小区数最少，无重叠区，故所需的频率组数也最少，最经济。仅有理论分析和设计意义。r实际小区：不规则形当前13页，总共132页。

补充：系统频谱的分配(以FDD系统为例)频率上行链路工作频段下行链路工作频段fifpfjfq按频道间隔进行信道划分1234

S下行链路工作频段信道分组14

频率组A25

频率组B37

频率组CN个频率组分给一个区群，相邻区群重复使用ACBACBN=3当前14页，总共132页。5.2频率复用和蜂窝小区

构成簇的基本条件：基本图案（簇）能彼此邻接且无空隙地覆盖整个面积。相邻单元（簇）中，同频道的小区间距离相等，且为最大。区群的大小：N当前15页，总共132页。

满足上述两个条件的簇的形状和簇内小区数N是有限的，并且N应该满足下式：

i

和j分别为相邻同频小区之间的二维距离（相邻小区数），都为正整数，不能同时为零28272521191613129743N435434323221j230120120101i当前16页，总共132页。5.2频率复用和蜂窝小区

簇间同频小区位置的确定沿着任意一条六边形边的垂线方向移动i个小区，并逆时针方向旋转60°，再移动j个小区。图2.3确定同频小区的方法AiAAAAAADjj当前17页，总共132页。5.2频率复用和蜂窝小区

利用寻找同频小区的方法确定簇例如：N=3,i=1,j=1AAAAAAABCCCCCCBBBBBBCA当前18页，总共132页。5.2频率复用和蜂窝小区常见正六边形区群的图案ACBN=3,i=1,j=1DACBN=4,i=0,j=2N=7,i=1,j=2DCBAEFG当前19页，总共132页。5.2频率复用和蜂窝小区思考：画一个N=4的蜂窝系统结构，要求至少包括3个区群，将簇中小区所用频率组用A,B,C,D标识。1.N=4对应的2维坐标：

i=0,j=2DACBDACBDACB3.确定相邻区群的位置2.N=4的基本区群形状：DACBN=4,i=0,j=2当前20页，总共132页。5.2频率复用和蜂窝小区同频小区之间的距离D当前21页，总共132页。H为小区中心到边的距离

相邻j个小区的中心距离同频小区之间的距离DAA120当前22页，总共132页。5.2频率复用和蜂窝小区由于R是小区的半径，有带入有当前23页，总共132页。5.2频率复用和蜂窝小区

一定要用寻找相邻同频小区的方法确定相邻区群的位置才能保证同频小区间距离最大：

以N=4,i=0,j=2为例，思考DACBDACBDACBDACBD=3R错误正确当前24页，总共132页。5.2频率复用和蜂窝小区全向小区系统C/I的计算如图，同频小区围绕着某一小区可分为多层。来自第一层的同频干扰最强。分析时，可只考虑第一层同频干扰。同频小区分布1第一层111111第二层1111第三层11当前25页，总共132页。全向小区系统C/I的计算两种同频干扰的影响(a)BS接收(b)MS接收MSMSMSMSMSMSBSMSBSBSBSBSBSBSMSRDBS当前26页，总共132页。

设所有BS发射功率相同，同频复用距离为D，小区半径为R，干扰台离MS的距离分别为Dk(k=1,2…m)MSBSBSBSBSBSBSRDBSD1D2D3D4D5D62)有效信号：3)无效信号：4)全向小区系统C/I：当前27页，总共132页。5.2频率复用和蜂窝小区若干扰基站与移动台的距离相等，D=Dk，则移动台的载干比可近似表示为则当前28页，总共132页。5.2频率复用和蜂窝小区同频复用比Q:与区群的大小有关N越小,Q的值越小,C/I越小；N越大,Q的值越大,C/I越大可以提高传播质量，因为同频干扰小当前29页，总共132页。将最短干扰距离

带入计算：以此C/I值为依据进行系统设计，即使是在业务繁忙时也能有好的系统性能最坏情况下的同频干扰RDDD-RD-RD+RD+RMSBSBSBSBSBSBSBS最坏情况下全向天线系统C/I的计算当前30页，总共132页。某中心激励的蜂窝通信系统，假设各基站发射功率相同，发射小区半径R=1km，同时受到相邻2个同频小区的干扰，其干扰距离分别为D1=3km，D2=2km

(路径损耗因子为4)，试求其同频干扰比？当前31页，总共132页。32例：蜂窝小区N=7的模式，设n=4，问其载干比?解如果，N=4时，一般模拟通信系统要求C/I>18dB数字通信系统要求C/I在7~10dB当前32页，总共132页。

例,蜂窝移动通信系统，若使载干比C/I（假设路径传输损耗因子n为4，并且只考虑第一层同频干扰）大于13dB，请问区群大小N应该为多少？解：同时N应满足区群构成条件，即N可为4,7,9……，所以区群大小N至少为4时，才能满足系统的载干比要求当前33页，总共132页。设蜂窝移动系统共有S个不同的双向信道其簇的大小为N簇内每个小区分配有K个信道小区间信道分配各不相同簇在系统中复制M次则可用无线信道的总数S=KN信道的总数C(容量)C=MKN=MSBCAN=3,K=S/NM=3,C=MSAAABCCCBB当前34页，总共132页。例，系统总的可用信道数S=280，相同区域内，用N=7的区群需要复制4次，而用N=4的区群需要复制7次，求二者能提供的信道总数，C/I,Q分别是多少

N=7时每个小区的可用信道数

则总的可用信道数

同频复用比QN=4时每个小区的可用信道数

则总的可用信道数

同频复用比Q当前35页，总共132页。5.2频率复用和蜂窝小区结论：N越大，则意味着同频小区间距离越远，同频干扰越小，容量越小。N越小，则意味着一个系统中可有更多的区群，频谱利用率高，有更多的容量。从提高频谱利用率的角度，在保持满意的通信质量的前提下，N应取最小值为好。当前36页，总共132页。5.2频率复用和蜂窝小区N↑

D↑

频率利用率低同频干扰小N↓

D↓

频率利用率高同频干扰大N,D,C/I及频谱利用率间关系图当前37页，总共132页。中心激励基站发射机位置中心激励：基站位于小区中心，有时会有辐射阴影。顶点激励：在顶点上设置基站，并采用三个互成120°的定向天线，以避免辐射阴影

顶点激励当前38页，总共132页。蜂窝小区的系统容量及改善系统容量主要受限于同频干扰提高系统容量的目的：提高单位面积内可用的信道数。从蜂窝小区设计角度，常见的提高系统容量的方法小区分裂：降低R，重组小区，把拥塞的小区分为几个更小的小区。划分扇区：通过使用定向天线，减少同频干扰。微小区：既保持R，又降低同频干扰当前39页，总共132页。小区分裂例：1:4分裂法。在原顶点激励的基础上展开，在两个原基站连线的中心点上加设新的基站。ADFGCFDCEDFEGBGCBEBADEFGBCGFBGCBDCEDFE增加新基站的分裂方案(N=7)DCBGFE当前40页，总共132页。定向天线利用定向天线可以降低同频干扰

m=2或3120°定向覆盖的同频干扰

DCBAEFGDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD当前41页，总共132页。实例

4/12是GSM系统中最常用和最典型的复用方式

采用4个基站区12个扇形小区为一簇的频道组配置,每个基站分为3个扇区.适用于话务量较高和用户密度较大的地区当前42页，总共132页。5.2频率复用和蜂窝小区蜂窝无线系统的典型干扰噪声——内部噪声，人为噪声，自然噪声同频道干扰定义：相邻区群中同频小区中同频信道之间的干扰典型解决方案：组网时的频率规划当前43页，总共132页。f理想滤波器邻道干扰定义：来自相邻的或相近的频道的干扰主要的产生原因：非理想滤波器典型解决方案：

接收机滤波器设计，最大程度地衰减邻道干扰组网的频率规划：同一小区内的频率组有足够的隔离度实际滤波器带外辐射当前44页，总共132页。4互调干扰定义：非线性器件产生的组合频率成分落入本频道造成的干扰主要的产生原因：非线性器件典型解决方案：器件的非线性优化处理组网的频率规划：同一小区内的频率组尽可能避免所产生的组合频率相互产生互调干扰当前45页，总共132页。小结蜂窝结构小区组网的基本条件：基本图案能彼此邻接且无空隙地覆盖整个面积。相邻单元中，同频道的小区间距离相等且为最大蜂窝结构小区组网步骤1.通信质量C/I载波/同频干扰比N2.确定区群的大小3.考虑邻道干扰和互调干扰的抑制分配可用信道当前46页，总共132页。思考题

某蜂窝系统采用BPSK调制，假设接收信号为瑞利衰落，用户要求的误码率为10-3，若系统的主要干扰和噪声只考虑同频干扰，求能满足此要求的最小复用因子N？假设干扰能近似为高斯分布假设路径损耗因子为4已知误码率Pb与SIR的关系为Pb＝0.03/SIR(信号干扰比)当前47页，总共132页。

某蜂窝系统采用BPSK调制，假设接收信号为瑞利衰落，用户要求的误码率为10-3，若系统的主要干扰和噪声只考虑同频干扰，求能满足此要求的最小复用因子N？假设干扰能近似为高斯分布假设路径损耗因子为4已知误码率Pb与SIR的关系为Pb＝0.03/SIR解:由Pb与SIR的关系,可知SIR=0.03/Pb=30=15(dB)因为假设系统的主要噪声和干扰为同频干扰,且服从高斯分布可知,SIR≈CIR中心极限定理当前48页，总共132页。主要内容5.1移动通信网的基本概念5.2频率复用和蜂窝小区5.3多址接入技术5.4

码分多址关键技术5.5蜂窝移动通信系统的容量分析5.6CDMA系统中的功率控制5.7切换、位置更新当前49页，总共132页。5.3多址接入技术移动通信网下行链路(基站移动台)各移动台能识别发送给本移动台的信号？2.上行链路(移动台基站)基站如何识别来自各个不同移动台的信号？

解决方案：多址接入技术(MultipleAccess）基站下行链路基站上行链路移动台移动台移动台移动台移动台移动台当前50页，总共132页。5.3多址接入技术多址接入技术将正交的信号维度（时域、频域等）划分为不同的信道后分配给用户，以支持多用户通信。尽量保证不同用户发射的信号相互正交当前51页，总共132页。无冲突的多址接入技术利用信号的正交性划分信道，使不同用户发射的信号相互正交，没有冲突频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）、空分多址（SDMA）适用于连续传输及时延受限的业务，如话音或视频。多址技术的分类当前52页，总共132页。随机接入（有冲突的多址接入技术）不同用户的信号传输是非协调的，或者是部分协调的，用户通过竞争使用无线资源。ALOHA、时隙ALOHA等适用于突发传输的用户。在移动通信系统中，随机接入常用于用户初次接入系统时。例如，GSM系统的RACH信道。多址技术的分类当前53页，总共132页。ALOHA的工作过程本课程中主要讨论无冲突的多址技术。当前54页，总共132页。无冲突多址接入的数学基础：信号的正交分割原理c1(t),c2(t),...,cN(t),→CDMAs(f1,t,θ),s(f2,t,θ),...,s(fN,t,θ),→FDMAs(f,t1,θ),s(f,t2,θ),...,s(f,tN,θ),→TDMAs(f,t,θ1),s(f,t,θ2),...,s(f,t,θN),→SDMA码型函数当前55页，总共132页。频分多址(FDMA)：频道划分，频带独享，时间共享时分多址(TDMA)：时隙划分，时隙独享，频率共享码分多址(CDMA)：码型划分，时隙、频率共享空分多址(SDMA)：空间角度划分，频率/时隙/码共享移动通信系统一般联合使用多种多址方式当前56页，总共132页。典型的多址技术频分多址(FDMA)：沿频率轴将信号维度划分为不同的频道，频带独享，时间共享。每个用户占用一个频道，在呼叫的整个过程中，其他用户不能共享这一频段。用户1用户2用户3用户K当前57页，总共132页。58FDMA系统的频谱管理(以FDD为例)分配给每个用户一对频谱，分别用于下行和上行

用户与用户之间，上下行之间必须有足够的保护间隔......反向信道保护频带前向信道保护频隙f1’f2’fN’f1f2fN

保护频段（隙）的作用：补偿滤波特性不理想、邻道干扰和多普勒扩展。当前58页，总共132页。FDMA系统的特点每信道占用一个载频：可以是窄带，但要满足业务传输的要求移动台实现简单如果频带较窄，无需自适应均衡。基站复杂庞大多部收发信机以支持多用户

需要周密的频率规划限制邻道干扰和同频道干扰越区切换复杂硬切换，瞬时信息可能丢失5.3多址接入技术当前59页，总共132页。时分多址(TDMA)：单位：互不重叠并周期重复的时隙（TimeSlot，TS）。时隙独享，频率共享。发射数据采用的是“缓存–突发”法用户1用户2用户3用户1TS1当前60页，总共132页。工作过程当前61页，总共132页。5.3多址接入技术同步和定时是TDMA系统正常工作的前提同步位同步：针对每个比特，是接收机正确接收符号的基础。时隙同步：针对每个时隙，是接收机正确区分数据的基础。帧同步：针对每个帧，进行复用/解复用所需当前62页，总共132页。同步UpPTS(160chips)Subframe5ms(6400chip)1.28Mcps.DwPTS(96chips)GP

(96chips)SwitchingPointSwitchingPoint位同步帧同步时隙同步当前63页，总共132页。5.3多址接入技术定时关系不同MS到BS的距离差异，导致不同的信号延迟。会使得BS接收到的信号相互交叠解决办法：设定保护时间（GuardTime）用户提前发送保护时间>时延差当前64页，总共132页。

TDMA系统的特点同步开销较大突发传输的速率高，远大于语音编码速率通常为宽带高速均衡要求较高

要增加系统支持的时隙数，需要增加发射信号速率基站相对FDMA简单不需要双工器，也不需要多部收发信机越区切换简单，可避免数据丢失切换可在无信息传输时进行当前65页，总共132页。码分多址(CDMA)：码型划分，时隙、频率共享CDMA系统为每个用户分配各自特定的地址码（扩频码）。用户k用户3用户1用户25.3多址接入技术当前66页，总共132页。CDMA系统的特点各用户地址码的准正交性会带来多址干扰多用户可共享频率；容量的软特性，用户的增加相当于噪声增加采用扩频和Rake接收，提高抗干扰能力可以单频组网平滑的软切换；低信号功率谱密度，加密效果当前67页，总共132页。CDMA系统的软切换过程每当移动台处于小区边缘时，同时有两个或两个以上的基站向该移动台发送相同的信号，移动台的分集接收机能同时接收合并这些信号，此时处于宏分集状态当某一基站的信号强于当前基站信号且稳定后，移动台才切换到该基站的控制上去，这种切换可以在通信的过程中平滑完成，称为软切换

Play当前68页，总共132页。CDMA系统存在问题多址干扰原因：不同用户的扩频序列不完全正交，扩频码集的非零互相关系数会引起用户间的相互干扰解决方法：多用户检测技术“远-近”效应原因：强用户信号对弱用户信号的明显抑制作用解决方法：功率控制当前69页，总共132页。空分多址（SDMA）方式

通过空间的分割来区别不同的用户常与FDMA、TDMA、CDMA结合使用工作原理蜂窝系统中反向链路的困难自适应式阵列天线当前70页，总共132页。SDMA的工作原理使用定向波束天线在不同用户方向上形成不同的波束相同的频率（在TDMA或CDMA系统中）或不同的频率（在FDMA系统中）用来服务于被天线波束覆盖的这些不同区域图SDMA系统工作示意图当前71页，总共132页。蜂窝系统中反向链路的困难反向链路的困难原因解决方法用户端的发射功率必须动态控制各用户和基站间无线传播路径的不同采用空分多址方式反向控制用户的空间辐射能量对用户端发射功率的控制程度受限发射受到用户单元电池能量的限制当前72页，总共132页。自适应式阵列天线自适应式天线提供了最理想的SDMA无穷小波束宽度无穷大快速搜索能力提供在本小区内不受其他用户干扰的唯一信道克服多径干扰和同信道干扰当前73页，总共132页。典型无线通信系统的多址接入方式GSM:TDMA/FDDIS-95:CDMA/FDDWCDMA:CDMA/FDDCDMA/TDDCDMA2000:CDMA/FDDCDMA/TDD当前74页，总共132页。5.4CDMA关键技术扩频的定义用来传输信息的信号带宽远远大于信息本身带宽的一种传输方式扩频调制的思想利用信道带宽来换取信噪比改善理论基础香农公式：I=WTLog2(1+S/N)当前75页，总共132页。香农公式解释

C=WTLog2(1+S/N)指出了信号间各物理量参量之间的辨证关系，它为一些不同的通信体制提供了基本原理。用频带换取信噪比，它是现代扩频通信的基本原理用信噪比换频带，它是多进制多电平多维星座调制通信方式的基本原理用时间换取信噪比，它是弱信号累积接收的基本原理用时间换取频带当前76页，总共132页。扩频系统带宽换信噪比单位时间内信道容量

C=1.44×Wln(1+S/N)典型干扰环境下：S/N<<1C=1.44×W×S/NS固定，N=N0WC=1.44×W×S/(N0W)=1.44×S/N0

上式为频带换取信噪比的极限容量当前77页，总共132页。5.3多址接入技术无线通信系统的容量：一定频段内所能提供的最大信道数。衡量无线系统频谱效率的参数取决于载波干扰功率比C/I和带宽Bc。

Bt：系统总频谱；

Bc：信道带宽；

N：频率复用小区数。当前78页，总共132页。5.3多址接入技术

FDMA多址方式的系统容量考虑载干比当前79页，总共132页。5.3多址接入技术考虑载干比，TDMA多址方式的系统容量Mslot

：每个载波有Mslot个时隙当前80页，总共132页。5.3多址接入技术

CDMA多址方式的系统容量：CDMA系统是干扰受限系统CDMA系统的频率复用因子可以为1CDMA的载波干扰比（C/I）：Eb为每比特信号能量。

I0为干扰（包括噪声）的功率谱密度当前81页，总共132页。5.3多址接入技术单小区上行链路的容量理想功率控制，基站接收机的载波干扰比Pr为基站接收到的每个移动台的信号功率m为同时工作的移动台数。带入可得最大的一个小区内用户数为：当前82页，总共132页。83多址方式FDMA计算方法(m)典型系统模拟TACS系统系统总频段带宽(Bw)1.25MHz频道间隔(Bc)25kHz信道总数1.25MHz/25kHz=50簇内小区数N=7每载波时隙数不划分接收灵敏度间接影响系统容量(信道/小区)m=50/7=7.1TDMA数字GSM系统1.25MHz200kHz1.25MHz/200kHz×8=50N=4Mslot=8间接影响m=50/4=12.5CDMA数字IS-95系统1.25MHz(信源8kbps)1.25MHz(Gp=

22dB)软容量N=1不划分(BPSK)Eb/I0:7dBm=1+(1.25e3/8)/(10^0.7)=32.25当前83页，总共132页。补充：小区制频率分配方法小区制频率分配方法：固定信道分配等频距分配法分区分组分配法动态信道分配混合信道分配当前84页，总共132页。小区内各用户的信道分配频率上行链路工作频段下行链路工作频段fifpfjfq按频道间隔进行信道划分1234

M下行链路工作频段信道分组14

频率组A25

频率组B37

频率组CN个频率组分给一个区群，相邻区群重复使用ACBACBN=3小区制频率分配方法当前85页，总共132页。固定信道分配法等频距分配法思路：按频率间隔来分配信道；同频干扰的防护比作为计算依据和质量保证；宽间隔信道分配抑制邻道干扰；当前86页，总共132页。举例例：若某蜂窝系统为FDD方式，下行链路工作总频段为25MHz，信道间隔为30kHz，N=7，即每7个小区构成一个区群。如何分配信道？解：1，共有信道总数：25000/30＝833。每个小区信道数：833/7＝119。当前87页，总共132页。44555将833个信道等频距分为七个信道组:1组：1,8,15,……,8272组：2,9,16,……,8283组：3,10,17,……,8294组：4,11,18,……,8305组：5,12,19,……,8316组：6,13,20,……,8327组：7,14,21,……,833当前88页，总共132页。等频距分配法的特点

可以100%利用频率资源可防护同频干扰能有效避免信道组内的邻道干扰，并能降低小区间邻道干扰提供足够大的信道间隔，可以设计接收机滤波器抑制互调干扰当前89页，总共132页。分区分组分配法

目标：避免三阶互调干扰，在每个小区内分配无三阶互调干扰的频道组,并同时保证需要的总频带最窄当前90页，总共132页。当前91页，总共132页。固定信道分配法特点控制简单信道利用不够充分移动用户相对集中时，呼损率将会增大。目前的蜂窝系统普遍采用固定信道频率分配法。当前92页，总共132页。动态信道分配法按需分配信道，不固定。很多小区可以使用同一信道。每个小区使用的信道数不固定，根据业务量的大小。系统控制极其复杂，成本高。信道利用率高，比固定分配法高20%~50%当前93页，总共132页。混合信道分配法是固定信道分配和动态信道分配相结合的一种方式。即借用信道分配。将一部分信道固定地分配给各个小区，另一部分作为各小区均可使用的动态信道。各小区优先使用固定信道，当固定信道不够用时，再按动态信道分配方式使用空闲的动态信道。当前94页，总共132页。信道共用技术移动通信频率的有效利用频谱的有效利用：语音压缩、数字调制等技术无线信道的有效利用信道的地区复用（小区间利用空间隔离来实现有效利用，即频率复用）信道共用（小区内利用时间隔离实现有效利用)按频道间隔进行信道划分1234

M工作频段当前95页，总共132页。信道共用技术小区信道分配方式独立信道方式信道共用方式当前96页，总共132页。独立信道方式若一个小区有n个信道，把多个用户也分成n组，每组用户分别被指定一个信道，不同信道内的用户不能互换信道。信道利用率不高。

(a)独立信道方式某小区…m1个用户m2个用户…n12…mn个用户……当前97页，总共132页。信道共用方式小区内的所有信道对所有用户共享。移动用户可选取小区内的任一空闲信道通信。信道共用提高了小区内信道利用率。n个信道12……m个用户n图(b)信道共用方式……当前98页，总共132页。扩频技术分类直接序列扩频跳变频率扩频跳变时间扩频当前99页，总共132页。直扩系统对地址码选择的要求能满足扩展带宽要求具有尖锐自/互相关特性近似噪声频谱特性伪随机序列PN码分类m序列Gold码Walsh码当前100页，总共132页。扩频、解扩处理过程当前101页，总共132页。扩频、解扩处理过程当前102页，总共132页。非正交扩频码：m序列m序列：生成最重要、最基本最长线性移位寄存器序列的简称；由多级移位寄存器或其他延迟元件通过线性反馈产生的最长的码序列；在二进制移位寄存器中，若n为级数，则所能产生的最大长度的m序列为2n-1位。当前103页，总共132页。m序列为优选对定义：如有两个m序列，它们的互相关函数的绝对值有界，且满足以下条件，称这一对m序列为优选对。当前104页，总共132页。Gold序列:发生电路当前105页，总共132页。Gold序列的特性相关特性：优＝0时，自相关峰尖锐0时，互相关函数值-t(n)/P数量：多周期P=2n-1构造简单，产生的序列数多，2n+1平衡性：好

n为奇数，有2n-1+1个平衡

n为偶数（非4倍数），有2n-1+2n-2+1平衡获得了广泛的应用当前106页，总共132页。Walsh码Walsh函数及其波形当前107页，总共132页。Walsh函数矩阵递推关系当前108页，总共132页。Walsh码的特点同步时，Walsh码是完全正交码（自相关函数为1，互相关函数为0）；非同步情形下，Walsh码的自相关特性和互相关特性很差；Walsh码序列的功率谱分布彼此不均匀。Walsh码不能单独承担扩频任务，通常采用Walsh码与Gold序列的结合。只能用于下行当前109页，总共132页。5.4.3扩频码的同步扩频码同步目的：基站时基对准CDMA系统时钟导频信道的PN序列、帧、Walsh函数定时要求：导引序列的发送：系统时钟的10us内基站CDMA信道相互定时误差：1us定时校正的改变率：101.725ns或1/8cp/200ms导频PN与Walsh序列时间误差：<50ns导频信道与前向信道的射频相位误差：<0.05rad当前110页，总共132页。粗同步：捕获过程确定PN码的相位接收机确定对方是否发送信号，即在一定的频率和时间范围内搜索和捕获有用信号。使本地PN码与接收PN码相位差小于一个码元宽度。发送信号本地PN序列相关器输出t当前111页，总共132页。细同步：跟踪维持PN码的相位粗同步后，进入跟踪细调过程，即继续保持同步，对于一定的外界影响，同步系统能加以调整，使收发信号的频率和相位仍然保持精确同步。当前112页，总共132页。主要内容5.1移动通信网的基本概念5.2频率复用和蜂窝小区5.3多址接入技术5.4

码分多址关键技术5.5蜂窝移动通信系统的容量分析5.6CDMA系统中的功率控制5.7切换、位置更新当前113页，总共132页。CDMA系统中的功率控制功率控制的原因：CDMA系统的容量主要受限于系统内移动台的相互干扰。如果每个移动台的信号到达基站时都达到最小的信噪比，系统容量将会达到最大值。当前114页，总共132页。CDMA系统中的功率控制功率控制要求：当信道的传播条件突然改善时，功率控制应作出快速反应，以防止信号突然增强而对其它用户产生附加干扰当传播条件突然变坏时，功率调整的速度可以相对慢一些当前115页，总共132页。CDMA系统中的功率控制通信链路：前向功率控制反向功率控制控制方式：开环功率控制闭环功率控制当前116页，总共132页。CDMA系统中的功率控制(1)前向功率控制调整基站向移动台发射的功率，使任一移动台无论处于小区中的任何位置上，收到基站的信号电平都刚刚达到信干比所要求的门限值(2)反向功率控制。调整移动台发射功率，使任一移动台无论处于什么位置上，其信号在到达基站的接收机时，都具有相同的电平，而且刚刚达到信干比要求的门限当前117页，总共132页。CDMA系统中的功率控制功率控制方式：开环功率控制闭环功率控制当前118页，总共132页。CDMA