第5章 移动通信.ppt

1、第5章 移动通信,1. 移动通信概论,识记：移动通信的主要特点 领会：常用移动通信系统 历史： 1G：AMPS，TACS，模拟，FDMA 2G：数字，GSM（TDMA），N-CDMA（CDMA）IS-95 2.5G：GRPS，CDMA2000 1X 3G：WCDMA，CDMA2000，TD-SCDMA 4G： 特点： 利用无线电波进行数据传输 在复杂的电磁环境下工作 业务量有限 建网技术复杂 移动台必须适用于移动环境,1. 移动通信概论,工作方式 单工方式：（同频单工，异频单工） 半双工方式：基站双工，移动台单工 全双工方式：移动通信系统 常用移动通信系统 无线寻呼系统 无绳电话系统 集群移动

2、通信系统 蜂窝移动通信系统,2. 蜂窝网的基本概念,识记： 频率再用，信道分配策略，切换策略，干扰与系统容量 大区制覆盖-小区制蜂窝覆盖 蜂窝是解决频率不足和用户容量问题的重大突破，小覆盖区范围减少，基站数目增加（发射功率相应减少，避免增加干扰），容量增加，但不额外增加频率，这一基本原理是现代无线通信的基础。 频率再用：每个蜂窝基站分配一组无线信道，相邻小区不能重复，相同信道组可以用于距离足够远的小区，只要干扰在可接受的范围内。选择分配信道组的过程叫频率再用。 小区：六边形模型 N个小区构成区群，使用全部频率，频率再用因子为1/N。 中心激励小区：全向天线；顶点激励小区：扇形天线 N越小，容量

3、越大，4，7，12,2. 蜂窝网的基本概念,信道分配策略：频率再用方案（增加容量，减少干扰） 固定分配策略：（借用策略） 动态分配策略： 切换策略和位置管理 切换：移动用户在通话过程中，从一个小区移动到另一个小区时，MSC将该MS的连接控制也从一个小区转移到另一个小区。将正在通话过程的MS转移到新的业务信道上的过程叫切换。 切换请求优先于呼叫请求 启动切换最恰当的信号强度：略大于可接受的话音质量的最小可用信号 驻留时间,2. 蜂窝网的基本概念,位置管理：位置登记，位置传递 HLR：原籍位置寄存器 VLR：访问位置寄存器 干扰与系统容量 1、同频干扰和系统容量 同频再用比例Q=D/R= ，D：同

4、频小区中心之间的距离，R：小区半径。 2、邻频干扰 来自使用信号频相邻频率的信号干扰，邻频干扰是由于接收滤波器不理想，使得相邻频率的信号泄露到传输带宽内而引起的。 可以通过精确的滤波和信道分配而减到最小。 功率控制减小干扰,3. 移动通信的电波传输,领会：无线电波传播特性，三种基本的无线电波传播机制，移动通信信道的主要特点，移动通信信号传播的损耗及三种效应，三种主要的选择性衰落。 移动通信的信道：基站天线、移动用户天线和两副天线之间的传播路径。随参信道，具有极度随机性。 无线电波在空间中的传播方式： 直射波，信号最强；多径反射波，信号次之；绕射波，与反射波相当；散射波，信号最弱。 3种基本的无

5、线电波传播机制 反射：当电磁波遇到比波长大得多的物体时发生反射。 绕射：当接收机和发射机之间的无线路径被尖锐的边缘阻挡发生绕射。 散射：当波穿行的介质中存在小于波长的物体并且单位体积内阻挡体的个数非常大时，发生散射。,3. 移动通信的电波传输,移动通信信道主要特点： 1. 传输信道开放 2. 接收点地理环境的复杂性和多样性。 3. 移动台的随机移动信 移动通信信号传播的损耗或衰落 1. 自由空间的路径损失（传输损失） 2. 阴影衰落（慢衰落） 3. 多径衰落（快衰落） 时间选择性衰落：多普勒扩展 频率选择性衰落：时延扩展 空间选择性衰落：角度扩展,4. 抗衰落技术,识记：空间分集，频率分集，时

6、间分集的主要特点，选择式合并，最大比值合并和等增益合并的优缺点 领会：RAKE接收、交织和均衡的原理 分集接收：接收端对它收到的多个衰落特性相互独立（携带同一信息）的信号进行特定的处理，以降低信号电平起伏的办法。 两重含义：分散传输；集中处理 分集方式：宏分集，微分集（空间分集，频率分集，时间分集） 合并方式：选择性合并，最大比值合并（最佳），等增益合并,4. 抗衰落技术,RAKE接收：利用多个并行相关器检测多径信号，按照一定的准则合成一路信号提供给解调接收机。（室外） 交织技术：也叫交织编码，可以使突发差错分散成为随机差错而避免成块数据的丢失 均衡技术：各种用来处理码间干扰（ISI）的算法和

7、实现方法。,5. 移动通信系统中的多址技术,领会：频分多址（FDMA），时分多址（TDMA），码分多址（CDMA）和空分多址（SDMA）的多址原理及特点，并能举例说明 多址技术：移动通信换代的一个重要标志。 将有限的通信资源在多个用户之间进行有效的切割与分配，在保证多用户之间通信质量的同时尽可能地降低系统的复杂度并获得较高系统容量的一门技术。 频分多址FDMA：1G 使用不同频率的信道进行信息传输和避免干扰，频谱利用率不高 时分多址TDMA：2G 所有用户使用同一频率信道，用不同的传输时刻来区分不同用户，频谱利用率高，需要严格同步。,5. 移动通信系统中的多址技术,扩频多址SSMA或码分多址C

8、DMA 给每个用户分配一个唯一的扩频码（或称地址码），通过扩频码的不同来识别用户。 扩频码选择要求 1. 理论上完全正交，实际中准正交，自相关强，互相关弱。 2.出于系统容量的考虑，对于特定长度的地址码集，要求能够提供足够多的地址码。 3. 以统计特性上要求地址码类似白噪声，以增强隐蔽性，在军事通信中尤为重要。 4. 为了提高处理增益应选择：周期足够长的地址码；为了便于实现应选择：产生与捕获容易和同步建立时间较短的地址码。（伪随机码）,5. 移动通信系统中的多址技术,码分多址分类 1. 直接序列码分多址（DS-CDMA）3G 2. 跳频码分多址（FH-CDMA） 3. 跳时码分多址（FT-CD

9、MA） 4. 混合码分多址 空分多址SDMA 使用定向波束天线来服务不同的用户。TD-SCDMA，卫星，技术核心：智能天线 OFDM：多载波调制 频谱利用率高 抗衰落能力强 特别适合高速数据的传送 搞码间干扰能力强,6. 时分多址（TDMA）数字蜂窝网GSM和码分多址（CDMA）蜂窝网,领会：GSM蜂窝网和CDMA蜂窝网的系统组成，空中接口，系统容量及其技术 我国两大GSM900及GSM1800（DSC1800） GSM： 移动台（MS）：GSM用户设备 基站子系统（BSS）：固定部分和无线部分提供中继。 基站收发台BTS：通过无线接口与移动台相连 基站控制器BSC：与交换机相连 网络子系统（

10、NSS）：GSM系统交换功能和用于用户数据与移动性管理、安全性管理需要的数据库功能。 操作支持子系统（OSS）,GSM系统接口 Um接口：MS与BTS之间 Abis接口：BTS与BSC之间 A接口：BSS与NSS之间 NSS内部接口 GSM系统与其他公用 电信网接口：SS7，2.048Mbit/s，PCM数字传输系统。 工作频段：载频间隔200KHz， 多址方案：频分多址、时分多址（8个时隙），跳频技术 无线帧结构：突发脉冲,无线接口管理：无线信道数小于潜在用户数 GSM信道： 物理信道，逻辑信道 逻辑信道：业务信道，控制信道 下行链路，上行链路 SIM卡 CDMA的特点： 1. 系统容量大；2. 软容量；3. 软切换；4.话音激活功能；5.扩频为基础，抗干扰、抗多么，保密强；6 绿色 功率控制：远近效应 正向功率控制：基站-移动台 反向功率控制：移动台-基站（重点）,切换3阶段：测量、决策、执行 3类切换： 更软切换：同一基站，不同扇区切换，基站控制