移動(dòng)通信復(fù)習(xí)資料.doc

第一章 概 論1. 移動(dòng)通信是指通信雙方至少有一方在移動(dòng)種（或者臨時(shí)停留在某一非預(yù)定的位置上）進(jìn)行信息傳輸和交換。它包括移動(dòng)體之間、移動(dòng)體和固定用戶之間以及固定用戶與移動(dòng)體之間的通信。2.移動(dòng)通信的主要特點(diǎn)：a. 移動(dòng)通信必須利用無線電波進(jìn)行信息傳輸b. 移動(dòng)通信是在復(fù)雜的干擾環(huán)境中運(yùn)行的 c. 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d. 移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多種多樣，網(wǎng)絡(luò)管理和控制必須有效 e. 移動(dòng)通信設(shè)備(主要是移動(dòng)臺(tái))必須適于在移動(dòng)環(huán)境中使用 3. 移動(dòng)通信系統(tǒng)的分類：a. 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；b. 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)；c. 按工作方式可分為同頻單工、 異頻單工、 異頻雙工和半雙工；d. 按信號(hào)形式可分為模擬網(wǎng)和數(shù)字網(wǎng)。 4. 常用移動(dòng)通信系統(tǒng)特點(diǎn):a. 無線電尋呼系統(tǒng)：是一種單向通信系統(tǒng)。b. 蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)： 區(qū)群（把若干相鄰的小區(qū)按一定的數(shù)目劃分成區(qū)群）、頻率再用（區(qū)群內(nèi)各小區(qū)均使用不同的頻率組，而任一小區(qū)所使用的頻率組，在其它區(qū)群相應(yīng)的小區(qū)中還可以再用）、小區(qū)分裂（當(dāng)小區(qū)所支持的用戶數(shù)達(dá)到飽和時(shí)，可以將這些小區(qū)進(jìn)一步分裂，以適應(yīng)持續(xù)增長的業(yè)務(wù)需求）、越區(qū)切換（當(dāng)移動(dòng)臺(tái)從一個(gè)小區(qū)進(jìn)入另一相鄰的小區(qū)時(shí)，其工作頻率及基站與移動(dòng)交換中心所用的接續(xù)鏈路必須從它離開的小區(qū)轉(zhuǎn)換到正在進(jìn)入的小區(qū)）c.無繩電話系統(tǒng)：以有線電話網(wǎng)為依托的通信方式，也可以說它是有線電話網(wǎng)的延伸，具有發(fā)射功率小、省電、設(shè)備簡單、價(jià)格低廉、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，功能類似蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，具有固定電話的功能，還可在低移動(dòng)環(huán)境下具有越區(qū)切換的功能。d.集群移動(dòng)通信系統(tǒng)用途和區(qū)別： 集群通信系統(tǒng)屬于專用移動(dòng)通信網(wǎng)，適用于在各個(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)屬于公眾移動(dòng)通信網(wǎng)，適用于各階層和各行業(yè)中個(gè)人之間通信， 一般不分優(yōu)先等級(jí)。 集群通信系統(tǒng)根據(jù)調(diào)度業(yè)務(wù)的特征，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1560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。 集群通信系統(tǒng)的主要服務(wù)業(yè)務(wù)是無線用戶和無線用戶之間的通信。蜂窩通信系統(tǒng)卻有大量的無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%。 集群通信系統(tǒng)一般采用半雙工(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)行通信只需占用一對(duì)頻道。蜂窩通信系統(tǒng)都采用全雙工工作方式，因而，一對(duì)移動(dòng)用戶之間進(jìn)行通信， 必須占用兩對(duì)頻道。 在蜂窩通信系統(tǒng)中，可以采用頻道再用技術(shù)來提高系統(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)來提高系統(tǒng)的頻率利用率。5. 移動(dòng)通信的基本技術(shù) a. 調(diào)制技術(shù)對(duì)數(shù)字調(diào)制技術(shù)的要求：已調(diào)信號(hào)的頻譜窄和帶外衰減快；易于采用相干與非相干解調(diào)；抗噪聲和抗干擾能力強(qiáng)；適宜在衰落信道中傳輸。數(shù)字信號(hào)調(diào)制基本類型有：振幅鍵控、頻移鍵控、相移鍵控。在實(shí)際應(yīng)用中，有兩類用得最多的數(shù)字調(diào)制方式：(1) 線性調(diào)制技術(shù)(2) 恒定包絡(luò)(連續(xù)相位)調(diào)制技術(shù)b.多址方式：頻分多址(FDMA)、 時(shí)分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)、隨機(jī)多址。c.抗干擾措施：(1) 利用信道編碼進(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，保證通信質(zhì)量和可靠性的有效手段；(2) 為克服由多徑干擾所引起的多徑衰落，廣泛采用分集技術(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)制技術(shù)(如多電平調(diào)制、多載波調(diào)制等)； (3) 為提高通信系統(tǒng)的綜合抗干擾能力而采用擴(kuò)頻和跳頻技術(shù)；(4) 為減少蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的共道干擾而采用扇區(qū)天線、 多波束天線和自適應(yīng)天線陣列等；(5) 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)檢測器技術(shù)。6. 組網(wǎng)技術(shù)第 2 章 調(diào)制解調(diào)1. 移頻鍵控調(diào)制(FSK) FSK的輸出信號(hào)形式：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。帶寬為：解調(diào)方法：包絡(luò)檢波法、相干解調(diào)法、非相干解調(diào)法誤碼率：互補(bǔ)誤差函數(shù)：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)等于0)的最小頻差，并要求FSK信號(hào)的相位連續(xù)，其頻差f=f2-f1=1/2Tb, 即調(diào)制指數(shù)為 式中，Tb為輸入數(shù)據(jù)流的比特寬度。MSK的信號(hào)表達(dá)式為：正交展開式：誤碼率為：MSK調(diào)制器框圖：3. 高斯濾波的最小移頻鍵控(GMSK) GMSK信號(hào)的產(chǎn)生原理：4.四相相移鍵控調(diào)制(QPSK)和交錯(cuò)四相相移鍵控調(diào)制(OQPSK) QPSK和OQPSK信號(hào)的產(chǎn)生：(a) QPSK的產(chǎn)生 (b) OQPSK的產(chǎn)生QPSK和OQPSK的星座圖和相位轉(zhuǎn)移圖：QPSK和OQPSK的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)：P435. /4-DQPSK調(diào)制 改進(jìn)之一是將QPSK的最大相位跳變，降為3/4， 從而改善了/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/4-DQPSK既可以用相干解調(diào)也可以采用非相干解調(diào)。/4-DQPSK信號(hào)的產(chǎn)生：解調(diào)方式：相干檢測、差分檢測或鑒頻器檢測。6. 擴(kuò)展頻譜調(diào)制擴(kuò)展頻譜通信技術(shù)是一種信息傳輸方式，在發(fā)端采用擴(kuò)頻碼調(diào)制，使信號(hào)所占的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信息的必需的寬度，在收端采用相同的擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)以恢復(fù)所傳信息數(shù)據(jù)。擴(kuò)頻系統(tǒng)的處理增益：擴(kuò)頻通信可分為：直接序列（DS）擴(kuò)頻、跳頻（FH）、跳時(shí)（TH）、線性調(diào)頻（chirp）以及上述幾種方式的組合。DS擴(kuò)頻，就是指直接用具有高碼率的擴(kuò)頻碼序列在發(fā)端去擴(kuò)展信號(hào)的頻譜。而在收端，用相同的擴(kuò)頻碼序列去進(jìn)行解擴(kuò)，把展寬的擴(kuò)頻信號(hào)還原成原始的信息。跳頻， 是一定碼序列進(jìn)行選擇的多頻率頻移鍵控。即用擴(kuò)頻碼序列去進(jìn)行頻移鍵控調(diào)制，使載波頻率不斷地跳變。跳時(shí)， 是指使發(fā)射信號(hào)在時(shí)間軸上跳變。第4章 抗衰落技術(shù)1. 分集接收所謂分集接收是指接收端對(duì)它收到的多個(gè)衰落特性互相獨(dú)立(攜帶同一信息)的信號(hào)進(jìn)行特定的處理，以降低信號(hào)電平起伏的辦法。分集方式：一類稱為“宏分集”；另一類稱為“微分集”。“宏分集”主要用于蜂窩通信系統(tǒng)中（一種減小慢衰落影響的分集技術(shù)） ；“微分集”是一種減小快衰落影響的分集技術(shù)，分為：空間分集、頻率分集、極化分集、場分量分集、角度分集、時(shí)間分集。合并方式：(1) 選擇式合并：檢測所有分集支路的信號(hào)，以選擇其中信噪比最高的那一個(gè)支路的信號(hào)作為合并器的輸出。(2) 最大比值合并：一種最佳合并方式。(3) 等增益合并：無需對(duì)信號(hào)加權(quán)，各支路的信號(hào)是等增益相加。2. 糾錯(cuò)編碼技術(shù)糾錯(cuò)編碼是以降低信息傳輸速率為代價(jià)來提高傳輸可靠性的。一般情況下，碼的檢、糾錯(cuò)能力與最小碼距d0的關(guān)系可分為以下三種情況：（1）為檢錯(cuò)e個(gè)錯(cuò)碼，要求最小碼距d0e1（2）為糾正t個(gè)錯(cuò)碼，要求最小碼距d02t1（3）為糾正t個(gè)錯(cuò)碼，同時(shí)檢錯(cuò)e個(gè)錯(cuò)碼，要求最小碼距d0et1（et）通常的檢錯(cuò)方法如下：1. 奇偶校驗(yàn)碼2.CRC校驗(yàn)糾錯(cuò)碼：a.卷積碼b.交織編碼：主要用來糾正突發(fā)差錯(cuò)，通常和別的編碼結(jié)合使用，從而使其具有較強(qiáng)的既能糾正隨機(jī)差錯(cuò)又能糾正突發(fā)差錯(cuò)的能力。第5章 組網(wǎng)技術(shù)1. 多址技術(shù)a. 頻分多址(FDMA) 頻分多址是將給定的頻譜資源劃分為若干個(gè)等間隔的頻道(或稱信道)供不同的用戶使用。流入話務(wù)量式中：的單位是(次/小時(shí))；S的單位是(小時(shí)/次)；兩者相乘而得到A應(yīng)是一個(gè)無量綱的量，專門命名它的單位為“愛爾蘭”(Erlang)。完成話務(wù)量 呼損率呼損率的計(jì)算信道利用率忙時(shí)話務(wù)量每個(gè)信道的用戶數(shù)b.時(shí)分多址(TDMA)c.碼分多址(CDMA) d.混合碼分多址e.空分多址(SDMA)f.隨機(jī)多址 ：ALOHA協(xié)議、載波偵聽多址(CSMA) 2. 區(qū)域覆蓋和信道配置 a. 蜂窩網(wǎng)：正六邊形小區(qū)的形狀最接近理想的圓形，用它覆蓋整個(gè)服務(wù)區(qū)所需的基站數(shù)最少，也就最經(jīng)濟(jì)。正六邊形構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)形同蜂窩，因此把小區(qū)形狀為六邊形的小區(qū)制移動(dòng)通信網(wǎng)成為蜂窩網(wǎng)。b. 區(qū)群的組成兩個(gè)條件：一是區(qū)群之間可以鄰接，且無空隙無重疊地進(jìn)行覆蓋；二是鄰接之后的區(qū)群應(yīng)保證各個(gè)相鄰?fù)诺佬^(qū)之間的距離相等。區(qū)群內(nèi)的小區(qū)數(shù)應(yīng)滿足下式：式中，i, j為正整數(shù)。同頻(信道)小區(qū)的距離設(shè)小區(qū)的輻射半徑(即正六邊形外接圓的半徑)為r，則同信道小區(qū)中心之間的距離為 可見群內(nèi)小區(qū)數(shù)N越大，同信道小區(qū)的距離就越遠(yuǎn)，抗同頻干擾的性能也就越好。中心激勵(lì)與頂點(diǎn)激勵(lì)小區(qū)分裂c.信道(頻率)配置分區(qū)分組配置法：原則是：盡量減小占用的總頻段，以提高頻段的利用率；同一區(qū)群內(nèi)不能使用相同的信道，以避免同頻干擾；小區(qū)內(nèi)采用無三階互調(diào)的相容信道組，以避免互調(diào)干擾。 等頻距配置法：根據(jù)群內(nèi)的小區(qū)數(shù)N來確定同一信道組內(nèi)各信道之間的頻率間隔。3. 信令在移動(dòng)通信網(wǎng)中，除了傳輸用戶信息之外，為使全網(wǎng)有秩序的工作，還必須在正常通話的前后和過程中傳輸很多其他的控制信號(hào)，這些和通信有關(guān)的一系列控制信號(hào)統(tǒng)稱為信令。4. 越區(qū)切換越區(qū)切換是指將當(dāng)前正在進(jìn)行的移動(dòng)臺(tái)與基站之間的通信鏈路從當(dāng)前基站轉(zhuǎn)移到另一個(gè)基站的過程。該過程也稱為自動(dòng)鏈路轉(zhuǎn)移。越區(qū)切換的準(zhǔn)則： 相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則 具有門限規(guī)定的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則 具有滯后余量的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則 具有滯后余量和門限規(guī)定的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則越區(qū)切換的控制策略：(1) 移動(dòng)臺(tái)控制的越區(qū)切換：移動(dòng)臺(tái)測量,移動(dòng)臺(tái)選擇決定(2) 網(wǎng)絡(luò)控制的越區(qū)切換：基站測量,結(jié)果報(bào)告給給網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)選擇決定 (3) 移動(dòng)臺(tái)輔助的越區(qū)切換：移動(dòng)臺(tái)測量,結(jié)果報(bào)告給舊基站,網(wǎng)絡(luò)選擇決定。越區(qū)切換時(shí)的信道分配：常用的做法是在每個(gè)小區(qū)預(yù)留部分信道專門用于越區(qū)切換。 這種做法的特點(diǎn)是：因新呼叫使可用信道數(shù)的減少，要增加呼損率，但減少了通話被中斷的概率，從而符合人們的使用習(xí)慣。 第6章 頻分多址(FDMA)模擬蜂窩網(wǎng)1. 監(jiān)測音SAT：用于信道分配和對(duì)移動(dòng)用戶的通話質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測。2. 信令音ST：用途如下：第一， 當(dāng)MS收到BS發(fā)來的振鈴信號(hào)時(shí)，MS在反向話音信道上向BS發(fā)送ST信號(hào)，表示振鈴成功，一旦移動(dòng)用戶摘機(jī)通話，就停發(fā)ST信號(hào)；第二， 移動(dòng)臺(tái)在過境切換頻道前，在MTSO控制下，BS在原來的前向話音信道上發(fā)送一個(gè)新分配的話音信道的指令，MS收到該指令后， 就發(fā)送ST信號(hào)以表示確認(rèn)。 3. 根據(jù)上述SAT和ST信號(hào)的有無，可以用來判斷MS處于摘機(jī)還是機(jī)等狀態(tài)：當(dāng)基站收到移動(dòng)臺(tái)環(huán)回的SAT信號(hào)，同時(shí)又收到ST，則表示移動(dòng)臺(tái)處于掛機(jī)狀態(tài)；若只收到環(huán)回的SAT信號(hào)，而未收到ST，則表明此時(shí)移動(dòng)臺(tái)已摘機(jī)。 第7章 時(shí)分多址(TDMA)數(shù)字蜂窩網(wǎng) 1. GSM網(wǎng)絡(luò)接口：A接口定義為網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)(NSS)與基站子系統(tǒng)(BSS)之間的通信接口。是移動(dòng)交換中心(MSC)與基站控制器(BSC)之間的互連接口， 其物理連接是通過采用標(biāo)準(zhǔn)的 2.048 Mb/s PCM數(shù)字傳輸鏈路來實(shí)現(xiàn)的。Abis接口定義為基站子系統(tǒng)的基站控制器(BSC)與基站收發(fā)信機(jī)兩個(gè)功能實(shí)體之間的通信接口， 用于BTS(不與BSC放在一處與BSC之間的遠(yuǎn)端互連方式，它是通過采用標(biāo)準(zhǔn)的 2.048 Mb/s或 64 kb/s PCM數(shù)字傳輸鏈路來實(shí)現(xiàn)的。Um接口(空中接口)定義為移動(dòng)臺(tái)(MS)與基站收發(fā)信機(jī)(BTS)之間的無線通信接口，它是GSM系統(tǒng)中最重要、 最復(fù)雜的接口。 2. 區(qū)域定義3.GSM系統(tǒng)工作射頻頻段：上行(移動(dòng)臺(tái)發(fā)、 基站收) 890915 MHz下行(基站發(fā)、 移動(dòng)臺(tái)收) 935960 MHz，收、 發(fā)頻率間隔為 45 MHz。4. GSM的調(diào)制方式是高斯型最小移頻鍵控(GMSK)方式。5. 小區(qū)覆蓋半徑最大為 35 km， 最小為 500 m。6. 蜂窩通信系統(tǒng)要傳輸不同類型的信息， 按邏輯功能而言，可分為業(yè)務(wù)信息和控制信息。7. 信道分類8. 時(shí)隙的格式(1) 常規(guī)突發(fā)(NB, Normal Burst)脈沖序列。(2) 頻率校正突發(fā)(FB, Frequency Correction Burst)脈沖序列。(3) 同步突發(fā)(SB， Synchronisation Burst)脈沖序列。(4) 接入突發(fā)(AB, Access Burst)脈沖序列。9. 位置登記所謂位置登記是通信網(wǎng)為了跟蹤移動(dòng)臺(tái)的位置變化，而對(duì)其位置信息進(jìn)行登記、刪除和更新的過程。10. 鑒權(quán)與加密鑒權(quán)是為了確認(rèn)移動(dòng)臺(tái)的合法性，而加密是了為防止第三者竊聽。11. 過區(qū)切換(1) 同一個(gè)BSC控制區(qū)內(nèi)不同小區(qū)之間的切換，也包括不同扇區(qū)之間的切換。 (2) 同一個(gè)MSC/VLR區(qū)，不同BSC間切換。(3) 不同MSC/VLR的區(qū)間切換。第8、 九章 碼分多址(CDMA)移動(dòng)通信系統(tǒng)1.碼分多址的特征：CDMA蜂窩系統(tǒng)與模擬蜂窩系統(tǒng)或TDMA數(shù)字蜂窩系統(tǒng)相比具有更大的通信容量； CDMA蜂窩系統(tǒng)的全部用戶共享一個(gè)無線信道，用戶信號(hào)的區(qū)分只靠所用碼型的不同，因此當(dāng)蜂窩系統(tǒng)的負(fù)荷滿載時(shí)，另外增加少數(shù)用戶，只會(huì)引起話音質(zhì)量的輕微下降，而不會(huì)出現(xiàn)阻塞現(xiàn)象。 CDMA蜂窩系統(tǒng)具有“軟切換”功能。 CDMA蜂窩系統(tǒng)可以充分利用人類對(duì)話的不連續(xù)特性來實(shí)現(xiàn)話音激活技術(shù)，以提高系統(tǒng)的通信容量。 CDMA蜂窩系統(tǒng)以擴(kuò)頻技術(shù)為基站，因而它具有擴(kuò)頻通信系統(tǒng)所固有的優(yōu)點(diǎn)，如抗干擾、抗多徑衰落和具有保密性等。2. 多址干擾（兩種情況）P2803. 功率控制(1) 反向功率控制：也稱上行鏈路功率控制。既可以有效地防止“遠(yuǎn)近效應(yīng)”，又可以最大限度地減小多址干擾。(2) 正向功率控制：也稱下行鏈路功率控制?？梢员苊饣鞠蚓嚯x近的移動(dòng)臺(tái)輻射過大的信號(hào)功率，也可以防止或減少由于移動(dòng)臺(tái)進(jìn)入傳播條件惡劣或背景干擾過強(qiáng)的地區(qū)而發(fā)生誤碼率增大或通信質(zhì)量下降的現(xiàn)象。 4. CDMA蜂窩系統(tǒng)的工作頻率：移動(dòng)臺(tái)向基站的傳輸頻段是 824849 MHz, 基站向移動(dòng)臺(tái)的傳輸頻段是869894 MHz。 5. CDMA蜂窩通信系統(tǒng)的通信容量：載干比：通信容量（用戶）：6. 話音激活期的影響：人類對(duì)話的特征是不連續(xù)的，對(duì)話的激活期(占空比d)通常只有35%左右。7. 扇區(qū)的作用：在CDMA蜂窩系統(tǒng)中采用有向天線進(jìn)行分區(qū)能明顯地提高系統(tǒng)容量。8. 鄰近小區(qū)的干擾 9.信道組成第10章 移動(dòng)通信的展望個(gè)人通信 1. 無線傳輸技術(shù) 以TDMA為基礎(chǔ)的兩種：DECT(Digital Enhance