移動(dòng)通信-最新

1、2011年年7月月移動(dòng)通信移動(dòng)通信2【教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)】講授現(xiàn)代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的核心網(wǎng)組成，工作原講授現(xiàn)代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的核心網(wǎng)組成，工作原理。理?！窘虒W(xué)重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)】現(xiàn)代移動(dòng)通信的基本概念、移動(dòng)通信系統(tǒng)的組現(xiàn)代移動(dòng)通信的基本概念、移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成、現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)組網(wǎng)技術(shù)；成、現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)組網(wǎng)技術(shù)；GSM系統(tǒng)、窄帶系統(tǒng)、窄帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)、移動(dòng)通信系統(tǒng)、WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA移動(dòng)通移動(dòng)通信系統(tǒng)信系統(tǒng) ?！窘虒W(xué)要求教學(xué)要求】掌握現(xiàn)代移動(dòng)通信的基本概念、了解其發(fā)展歷掌握現(xiàn)代移動(dòng)通信的基本概念、了解其發(fā)展歷史和發(fā)展現(xiàn)狀、掌握移動(dòng)的一些定量分析方法、了解第三代史和發(fā)展

2、現(xiàn)狀、掌握移動(dòng)的一些定量分析方法、了解第三代移動(dòng)通信新技術(shù)，如：智能天線、軟件無(wú)線電、多用戶檢測(cè)移動(dòng)通信新技術(shù)，如：智能天線、軟件無(wú)線電、多用戶檢測(cè)、MIMO技術(shù)、技術(shù)、OFDM技術(shù)、功率控制和分集技術(shù)等。技術(shù)、功率控制和分集技術(shù)等。3第第1章章 移動(dòng)通信概論移動(dòng)通信概論第第2章章 第二代移動(dòng)通信第二代移動(dòng)通信第第3章章 第三代移動(dòng)通信概論第三代移動(dòng)通信概論第第4章章 WCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)移動(dòng)通信系統(tǒng) 第第5章章 cdma2000移動(dòng)通信系統(tǒng)移動(dòng)通信系統(tǒng)第第6章章 TD-SCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)移動(dòng)通信系統(tǒng)第第7章章 第四代移動(dòng)通信展望第四代移動(dòng)通信展望4n現(xiàn)代通信原理現(xiàn)代通信原理n各種調(diào)制與

3、編碼技術(shù)各種調(diào)制與編碼技術(shù)n信號(hào)與系統(tǒng)信號(hào)與系統(tǒng)n傅里葉變換和傅里葉變換和Z變換變換n信號(hào)的時(shí)域和頻域表示信號(hào)的時(shí)域和頻域表示n數(shù)字信號(hào)處理數(shù)字信號(hào)處理nDSP技術(shù)技術(shù)n快速傅里葉變換（快速傅里葉變換（FFT) )n數(shù)字濾波數(shù)字濾波n隨機(jī)過(guò)程隨機(jī)過(guò)程n隨機(jī)信號(hào)通過(guò)線性系統(tǒng)隨機(jī)信號(hào)通過(guò)線性系統(tǒng)5n王華奎、李艷萍等編著，王華奎、李艷萍等編著，移動(dòng)通信原理與技術(shù)移動(dòng)通信原理與技術(shù)，清華大，清華大學(xué)出版社，學(xué)出版社，2009年年1月第一版月第一版n啜鋼、王文博等編著，啜鋼、王文博等編著，移動(dòng)通信原理與系統(tǒng)移動(dòng)通信原理與系統(tǒng)，北京郵電，北京郵電大學(xué)出版社，大學(xué)出版社，2005年年9月第一版月第一版n郭梯

4、云，鄔國(guó)揚(yáng)等編著，郭梯云，鄔國(guó)揚(yáng)等編著，移動(dòng)通信移動(dòng)通信，西安電子科技大學(xué)，西安電子科技大學(xué)出版社，出版社，2007年年3月第三版月第三版n韋惠民編著，韋惠民編著，蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)蜂窩移動(dòng)通信技術(shù) ，西安電子科技大學(xué)，西安電子科技大學(xué)出版社，出版社，2006年年3月第一版月第一版n吳偉陵，牛凱編著，吳偉陵，牛凱編著，移動(dòng)通信原理移動(dòng)通信原理，電子工業(yè)出版社，電子工業(yè)出版社, ,2005年年1月第一版月第一版67n第第0章章 緒論緒論n第第1章章 移動(dòng)通信的電波傳播移動(dòng)通信的電波傳播n第第2章章 語(yǔ)音編碼語(yǔ)音編碼 n第第3章章 信道編碼信道編碼 n第第4章章 調(diào)制技術(shù)調(diào)制技術(shù)n第第5章章 擴(kuò)頻通

5、信擴(kuò)頻通信 n第第6章章 分集與均衡技術(shù)分集與均衡技術(shù)n第第7章章 移動(dòng)通信組網(wǎng)技術(shù)移動(dòng)通信組網(wǎng)技術(shù) 8n第第8章章 GSM/GPRS數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)n第第9章章 IS-95 CDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng) n第第10章章 衛(wèi)星移動(dòng)通信衛(wèi)星移動(dòng)通信n第第11章章 第三代移動(dòng)通信綜述第三代移動(dòng)通信綜述 n第第12章章 WCDMA系統(tǒng)系統(tǒng)n第第13章章 cdma2000系統(tǒng)系統(tǒng) n第第14章章 TD-SCDMA系統(tǒng)系統(tǒng) n第第15章章 第三代移動(dòng)通信中的關(guān)鍵技術(shù)第三代移動(dòng)通信中的關(guān)鍵技術(shù)n第第16章章 第四代移動(dòng)通信技術(shù)第四代移動(dòng)通信技術(shù)910n移動(dòng)通信的

6、基本概念移動(dòng)通信的基本概念u移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成u移動(dòng)通信的發(fā)展歷程移動(dòng)通信的發(fā)展歷程u移動(dòng)通信系統(tǒng)的分類移動(dòng)通信系統(tǒng)的分類u蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成u移動(dòng)通信的電磁環(huán)境移動(dòng)通信的電磁環(huán)境u移動(dòng)通信的主要特點(diǎn)移動(dòng)通信的主要特點(diǎn)n典型移動(dòng)通信系統(tǒng)典型移動(dòng)通信系統(tǒng)u集群通信集群通信u無(wú)線尋呼無(wú)線尋呼u無(wú)繩電話無(wú)繩電話u衛(wèi)星移動(dòng)通信衛(wèi)星移動(dòng)通信u無(wú)線網(wǎng)無(wú)線網(wǎng)n小區(qū)制區(qū)域覆蓋小區(qū)制區(qū)域覆蓋u蜂窩概念蜂窩概念 u蜂窩小區(qū)的形狀蜂窩小區(qū)的形狀u頻率復(fù)用頻率復(fù)用u區(qū)群的組成區(qū)群的組成u中心激勵(lì)與頂點(diǎn)激勵(lì)中心激勵(lì)與頂點(diǎn)激勵(lì)u小區(qū)分裂小區(qū)分裂n多址技術(shù)多址技術(shù)u頻分多址頻分多

7、址u時(shí)分多址時(shí)分多址u碼分多址碼分多址u空分多址空分多址u頻分雙工頻分雙工u時(shí)分雙工時(shí)分雙工11微波微波網(wǎng)管網(wǎng)管移動(dòng)移動(dòng) 微波微波衛(wèi)星衛(wèi)星 微波微波 W-LAN機(jī)場(chǎng)機(jī)場(chǎng)通信中心通信中心微波微波網(wǎng)管網(wǎng)管住宅區(qū)住宅區(qū)互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)Enterprises長(zhǎng)途臺(tái)長(zhǎng)途臺(tái)旅店旅店局域網(wǎng)局域網(wǎng)市民市民大廈大廈通信中心通信中心ICT大廈大廈商業(yè)商業(yè)視頻會(huì)議視頻會(huì)議國(guó)際站國(guó)際站城域網(wǎng)城域網(wǎng)通信中心通信中心城域城域網(wǎng)網(wǎng)國(guó)家網(wǎng)國(guó)家網(wǎng)12通信的雙通信的雙方或一方方或一方處于移動(dòng)處于移動(dòng)中的通信中的通信就叫做移就叫做移動(dòng)通信。動(dòng)通信。移動(dòng)通信移動(dòng)通信解決了因解決了因?yàn)槿说囊茷槿说囊苿?dòng)而產(chǎn)生動(dòng)而產(chǎn)生的動(dòng)中通的動(dòng)

8、中通問(wèn)題。問(wèn)題。13MSC: Mobile Service and Switching Centre, BS: Base Station, MS: Mobile Station , BSC: Base Station ControllerIPPSTNBSBSBSBSBSBSCBSCMSMSCVLR/HLRNMMC1415 Mobile phone today = multipurpose terminal for .Information ClientInternet BrowserE-mail ClientAuthentication DeviceE-purseShare dealing,

9、etc.16Car, Steamship,AircraftOfficeNetworked Home Public building TourismMeetingsSportsSatellite17AMPSTACSNMT其它其它第一代（第一代（1G) )上世紀(jì)上世紀(jì) 80年代年代模擬模擬模擬技術(shù)模擬技術(shù)(l) GSMCDMA IS95TDMAIS-136PDC第二代（第二代（2G) )上世紀(jì)上世紀(jì) 90年代年代數(shù)字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)字技術(shù)數(shù)字技術(shù)話音業(yè)務(wù)話音業(yè)務(wù) 第三代（第三代（3G) )本世紀(jì)初期本世紀(jì)初期IMT-2000UMTSWCDMAcdma2000TD-SCDMA寬帶業(yè)務(wù)寬帶業(yè)務(wù) 183G1G2G

10、2.5Gl話音通信話音通信l主要系統(tǒng)：主要系統(tǒng)：AMPS、TACS、NMT、J-TACS、其它、其它n 1G模擬蜂窩（模擬蜂窩（FDMA）l話音通信、低速數(shù)據(jù)通信：話音通信、低速數(shù)據(jù)通信：9.6 kbpsl主要系統(tǒng)：主要系統(tǒng)：GSM、IS-95 CDMA、TDMA IS-136、PDCn 2G數(shù)字蜂窩（數(shù)字蜂窩（TDMA、CDMA）l話音通信、數(shù)據(jù)通信：話音通信、數(shù)據(jù)通信：115kbps / 144kbps / 153 kbpsl主要系統(tǒng)：主要系統(tǒng)：GPRS、cdma2000 1Xn 2.5G數(shù)據(jù)通信（數(shù)據(jù)通信（TDMA、CDMA）l話音通信、數(shù)據(jù)通信、移動(dòng)多媒體話音通信、數(shù)據(jù)通信、移動(dòng)多媒體

11、 ：2Mbpsl主要系統(tǒng)：主要系統(tǒng)：WCDMA、cdma 2000 EV、TD-SCDMAn 3G多媒體數(shù)據(jù)通信（多媒體數(shù)據(jù)通信（CDMA-DS/MC/TDD、TDMA）19n根據(jù)根據(jù)ITU的規(guī)定，我國(guó)國(guó)家無(wú)線電管理委員會(huì)制定出陸的規(guī)定，我國(guó)國(guó)家無(wú)線電管理委員會(huì)制定出陸 地移動(dòng)通信使用的頻段如下。地移動(dòng)通信使用的頻段如下。n集群移動(dòng)通信集群移動(dòng)通信: 806821 MHz(上行上行); 851866 MHz(下行下行)。n中國(guó)人民解放軍中國(guó)人民解放軍: 825845 MHz(上行上行); 870890 MHz(下行下行)。n大容量公用陸地移動(dòng)通信大容量公用陸地移動(dòng)通信: 890915MHz(上

12、行上行); 935960MHz(下行下行)。n第三代移動(dòng)衛(wèi)星通信第三代移動(dòng)衛(wèi)星通信: 19802025 MHz(上行上行); 21602200 MHz(下行下行)。 20n移動(dòng)衛(wèi)星通信頻段移動(dòng)衛(wèi)星通信頻段n小低軌道移動(dòng)衛(wèi)星通信：小低軌道移動(dòng)衛(wèi)星通信： 148149.9MHz (上行上行)； 137138MHz、400.15401MHz (下行下行)。n大低軌道移動(dòng)衛(wèi)星通信：大低軌道移動(dòng)衛(wèi)星通信： 16101626.25MHz(上行上行)；2483.52500MHz(下行下行)。n第三代移動(dòng)衛(wèi)星通信：第三代移動(dòng)衛(wèi)星通信： 19802025MHz (上行上行)； 21602200MHz (下行下行

13、)。21n所謂單工通信是指通信雙方電臺(tái)交替地進(jìn)行收信和發(fā)所謂單工通信是指通信雙方電臺(tái)交替地進(jìn)行收信和發(fā)信。根據(jù)收、發(fā)頻率的異同，又可分為同頻單工和異頻信。根據(jù)收、發(fā)頻率的異同，又可分為同頻單工和異頻單工。單工。 單工通信常用于點(diǎn)到點(diǎn)通信。單工通信常用于點(diǎn)到點(diǎn)通信。PTT switch (Push To Talk)22中繼方式中繼方式轉(zhuǎn)發(fā)方式轉(zhuǎn)發(fā)方式直接方式直接方式23n所謂雙工通信，是指通信雙方可同時(shí)進(jìn)行傳輸消息的所謂雙工通信，是指通信雙方可同時(shí)進(jìn)行傳輸消息的工作方式，有時(shí)亦稱全雙工通信。工作方式，有時(shí)亦稱全雙工通信。n所謂半雙工通信，是指移動(dòng)臺(tái)采用單工的所謂半雙工通信，是指移動(dòng)臺(tái)采用單工的“

14、按講按講”方方式，基站工作情況與雙工方式完全相同。式，基站工作情況與雙工方式完全相同。 24n噪聲噪聲n多徑多徑n衰落衰落n多址干擾多址干擾25n在移動(dòng)通信中，由于移動(dòng)體來(lái)往于地面的建筑群和各種障礙物之在移動(dòng)通信中，由于移動(dòng)體來(lái)往于地面的建筑群和各種障礙物之中中, 電波傳播會(huì)發(fā)生直射、折射、繞射等各種情況，從而使電波傳電波傳播會(huì)發(fā)生直射、折射、繞射等各種情況，從而使電波傳播的路徑不同。使接收端收到的信號(hào)是這些信號(hào)的合成波。播的路徑不同。使接收端收到的信號(hào)是這些信號(hào)的合成波。n移動(dòng)體移動(dòng)體(汽車汽車)在不同位置在不同位置, 不同的方向接收到的合成波信號(hào)強(qiáng)度會(huì)不同的方向接收到的合成波信號(hào)強(qiáng)度會(huì)有起

15、伏有起伏, 而且相差很大而且相差很大, 可達(dá)可達(dá)30 dB以上。這種現(xiàn)象稱為衰落以上。這種現(xiàn)象稱為衰落, 它嚴(yán)它嚴(yán)重地影響著通話質(zhì)量。重地影響著通話質(zhì)量。 dB With Respect to RMS Value00.50.5l l1.5-30-20-101001t, in seconds0103020 x, in wavelength接收信號(hào)出現(xiàn)接收信號(hào)出現(xiàn)嚴(yán)重的衰落現(xiàn)嚴(yán)重的衰落現(xiàn)象，是移動(dòng)通象，是移動(dòng)通信電波傳播的信電波傳播的一個(gè)基本特點(diǎn)一個(gè)基本特點(diǎn)26n接收機(jī)運(yùn)動(dòng)接收機(jī)運(yùn)動(dòng)多普勒頻移多普勒頻移n信號(hào)多條路徑傳播信號(hào)多條路徑傳播多徑效應(yīng)多徑效應(yīng)u多徑信號(hào)相位相反多徑信號(hào)相位相反合成信號(hào)的幅

16、度快速變化合成信號(hào)的幅度快速變化u多徑信號(hào)傳播路徑不同多徑信號(hào)傳播路徑不同時(shí)延散布時(shí)延散布n無(wú)線電波散射無(wú)線電波散射路徑損耗路徑損耗n建筑物阻擋建筑物阻擋陰影效應(yīng)陰影效應(yīng)n強(qiáng)信號(hào)抑制弱信號(hào)強(qiáng)信號(hào)抑制弱信號(hào)遠(yuǎn)近效應(yīng)遠(yuǎn)近效應(yīng)27多徑傳輸多徑傳輸28多普勒效應(yīng)：多普勒效應(yīng)：運(yùn)動(dòng)中的移動(dòng)運(yùn)動(dòng)中的移動(dòng)臺(tái)所接收的信號(hào)頻率將隨運(yùn)動(dòng)臺(tái)所接收的信號(hào)頻率將隨運(yùn)動(dòng)速度而變化，產(chǎn)生不同的頻移，速度而變化，產(chǎn)生不同的頻移，稱為稱為“多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)”。29移動(dòng)通信是在運(yùn)動(dòng)過(guò)程移動(dòng)通信是在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行的，移動(dòng)臺(tái)之間中進(jìn)行的，移動(dòng)臺(tái)之間會(huì)出現(xiàn)近處移動(dòng)臺(tái)干擾會(huì)出現(xiàn)近處移動(dòng)臺(tái)干擾遠(yuǎn)處移動(dòng)臺(tái)的現(xiàn)象，稱遠(yuǎn)處移動(dòng)臺(tái)的現(xiàn)象，稱為

17、遠(yuǎn)近效應(yīng)。因此，一為遠(yuǎn)近效應(yīng)。因此，一般要求移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功般要求移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率具有自動(dòng)調(diào)整的能率具有自動(dòng)調(diào)整的能力，同時(shí)移動(dòng)臺(tái)的接收力，同時(shí)移動(dòng)臺(tái)的接收機(jī)需要具有自動(dòng)增益控機(jī)需要具有自動(dòng)增益控制的能力，當(dāng)通信距離制的能力，當(dāng)通信距離迅速改變時(shí)能自動(dòng)進(jìn)行迅速改變時(shí)能自動(dòng)進(jìn)行信號(hào)調(diào)整。信號(hào)調(diào)整。MS1MS2BSDistanceDistance0d2d1Received signal strengthMS1MS2BS30RPTPRTReffective24PPAR 2effective4Al l From EM Theory:We have:Therefore,22RTT44cPPPRRfl lH

18、igher frequencies loose more powerT31n自由空間自由空間路徑損耗計(jì)算公式：路徑損耗計(jì)算公式： 1010dB32.4520log(MHz)20log(km)fcLfd 1500 MHz1500 MHz150 MHz150 MHz32n移動(dòng)通信環(huán)境下場(chǎng)強(qiáng)變化劇烈移動(dòng)通信環(huán)境下場(chǎng)強(qiáng)變化劇烈n場(chǎng)強(qiáng)變化的平均值隨距離增加而衰減場(chǎng)強(qiáng)變化的平均值隨距離增加而衰減路徑損耗路徑損耗n由地形引起，場(chǎng)強(qiáng)特性曲線呈慢速變化由地形引起，場(chǎng)強(qiáng)特性曲線呈慢速變化慢衰落（陰影效應(yīng)）慢衰落（陰影效應(yīng)）n由移動(dòng)體周圍的局部散射體引起的多徑傳播，引起由移動(dòng)體周圍的局部散射體引起的多徑傳播，引起場(chǎng)

19、強(qiáng)特性曲線場(chǎng)強(qiáng)特性曲線的瞬時(shí)值呈快速變化的瞬時(shí)值呈快速變化快衰落（多徑效應(yīng)）快衰落（多徑效應(yīng)）shadow fadingRayleigh fadingpath losslog (distance)Received Signal Power (dB)33n移動(dòng)信道中噪聲移動(dòng)信道中噪聲(簡(jiǎn)稱噪聲簡(jiǎn)稱噪聲)的來(lái)源是多方面的，的來(lái)源是多方面的， 一般可一般可分為：分為： 內(nèi)部噪聲；自然噪聲；內(nèi)部噪聲；自然噪聲； 人為噪聲。人為噪聲。 內(nèi)部?jī)?nèi)部噪聲是系統(tǒng)設(shè)備本身產(chǎn)生的各種噪聲。不能預(yù)測(cè)的噪聲噪聲是系統(tǒng)設(shè)備本身產(chǎn)生的各種噪聲。不能預(yù)測(cè)的噪聲統(tǒng)稱為隨機(jī)噪聲。自然噪聲及人為噪聲為外部噪聲，它統(tǒng)稱為隨機(jī)噪聲。自

20、然噪聲及人為噪聲為外部噪聲，它們也屬于隨機(jī)噪聲。依據(jù)噪聲特征又可分為脈沖噪聲和們也屬于隨機(jī)噪聲。依據(jù)噪聲特征又可分為脈沖噪聲和起伏噪聲。脈沖噪聲是在時(shí)間上無(wú)規(guī)則的突發(fā)噪聲，例起伏噪聲。脈沖噪聲是在時(shí)間上無(wú)規(guī)則的突發(fā)噪聲，例如，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的點(diǎn)火噪聲，這種噪聲的主要特如，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的點(diǎn)火噪聲，這種噪聲的主要特點(diǎn)是其突發(fā)的脈沖幅度較大，而持續(xù)時(shí)間較短；從頻譜點(diǎn)是其突發(fā)的脈沖幅度較大，而持續(xù)時(shí)間較短；從頻譜上看，脈沖噪聲通常有較寬頻帶；熱噪聲、散彈噪聲及上看，脈沖噪聲通常有較寬頻帶；熱噪聲、散彈噪聲及宇宙噪聲是典型的起伏噪聲。宇宙噪聲是典型的起伏噪聲。3435n鄰道干擾鄰道干擾 ，是相鄰的

21、或鄰近頻道的信號(hào)相互干擾。目前，移動(dòng)，是相鄰的或鄰近頻道的信號(hào)相互干擾。目前，移動(dòng)通信系統(tǒng)廣泛使用的通信系統(tǒng)廣泛使用的VHF、UHF電臺(tái)，頻道間隔是電臺(tái)，頻道間隔是25kHz。然。然而，調(diào)頻信號(hào)的頻譜是很寬的，理論上說(shuō)，調(diào)頻信號(hào)含有無(wú)窮而，調(diào)頻信號(hào)的頻譜是很寬的，理論上說(shuō)，調(diào)頻信號(hào)含有無(wú)窮多個(gè)邊頻分量，當(dāng)其中某些邊頻分量落入鄰道接收機(jī)的通帶內(nèi)，多個(gè)邊頻分量，當(dāng)其中某些邊頻分量落入鄰道接收機(jī)的通帶內(nèi)，就會(huì)造成鄰道干擾。就會(huì)造成鄰道干擾。n同道干擾，也稱同頻干擾，是指相同載頻電臺(tái)之間的干擾，是同道干擾，也稱同頻干擾，是指相同載頻電臺(tái)之間的干擾，是移動(dòng)通信在組網(wǎng)中出現(xiàn)的一種干擾。在移動(dòng)臺(tái)密集之處，若

22、頻移動(dòng)通信在組網(wǎng)中出現(xiàn)的一種干擾。在移動(dòng)臺(tái)密集之處，若頻率管理或系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng)，就會(huì)造成同頻干擾。在移動(dòng)通信中，率管理或系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng)，就會(huì)造成同頻干擾。在移動(dòng)通信中，為了提高頻率利用率，在相隔一定距離以外，可以使用相同的為了提高頻率利用率，在相隔一定距離以外，可以使用相同的頻率，稱為同信道復(fù)用。顯然，同信道小區(qū)相距愈遠(yuǎn)，同頻道頻率，稱為同信道復(fù)用。顯然，同信道小區(qū)相距愈遠(yuǎn)，同頻道干擾就愈小，但頻率利用率降低。因此，兩者要兼顧考慮。干擾就愈小，但頻率利用率降低。因此，兩者要兼顧考慮。n互調(diào)干擾，是指兩個(gè)或多個(gè)信號(hào)作用在通信設(shè)備的非線性器件互調(diào)干擾，是指兩個(gè)或多個(gè)信號(hào)作用在通信設(shè)備的非線性器件上，產(chǎn)

23、生有用信號(hào)頻率相近的組合頻率，從而對(duì)通信系統(tǒng)構(gòu)成上，產(chǎn)生有用信號(hào)頻率相近的組合頻率，從而對(duì)通信系統(tǒng)構(gòu)成干擾的現(xiàn)象。干擾的現(xiàn)象。36f1f2Channel1Channel2FrequencyPower同同道道干干擾擾鄰鄰道道干干擾擾37nSNR . Signal to Interference Ratio in dB SNR =received power of reference user in dBm/received power of all interferers in dBmnC/I . Carrier over Interference in dB Carrier Power (dB

24、m) / received power of all interferers in dBm381 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 nEye Diagram: Analysis tool to measure ISI oscilloscope generates persistent trace if there is no ISI edge transitions are aligned “eye” is open as ISI increases edge transitions become misaligned “eye starts to close”39n必須利用無(wú)線電波傳輸

25、信息，傳播特性差；必須利用無(wú)線電波傳輸信息，傳播特性差；u傳播環(huán)境復(fù)雜：多徑效應(yīng)和陰影效應(yīng)造成幅度衰落和時(shí)延擴(kuò)展；傳播環(huán)境復(fù)雜：多徑效應(yīng)和陰影效應(yīng)造成幅度衰落和時(shí)延擴(kuò)展；u用戶高速移動(dòng)：多普勒頻移造成電波傳播特性的快速隨機(jī)變化。用戶高速移動(dòng)：多普勒頻移造成電波傳播特性的快速隨機(jī)變化。n工作于復(fù)雜的干擾環(huán)境；工作于復(fù)雜的干擾環(huán)境；u外部干擾：天電、機(jī)電和信道熱噪聲外部干擾：天電、機(jī)電和信道熱噪聲 ；u系統(tǒng)內(nèi)部和不同系統(tǒng)之間的干擾：鄰道、同道、互調(diào)和多址干擾。系統(tǒng)內(nèi)部和不同系統(tǒng)之間的干擾：鄰道、同道、互調(diào)和多址干擾。n網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多種多樣，網(wǎng)絡(luò)管理等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多種多樣，網(wǎng)絡(luò)管理等都比較復(fù)雜，技術(shù)難度大；

26、都比較復(fù)雜，技術(shù)難度大；u用戶注冊(cè)和登記，鑒權(quán)和計(jì)費(fèi)，安全和保密用戶注冊(cè)和登記，鑒權(quán)和計(jì)費(fèi)，安全和保密 。n可利用的頻譜資源有限，而通信業(yè)務(wù)量的需求與日俱增可利用的頻譜資源有限，而通信業(yè)務(wù)量的需求與日俱增 ；u用戶容量問(wèn)題，業(yè)務(wù)容量問(wèn)題用戶容量問(wèn)題，業(yè)務(wù)容量問(wèn)題 。n移動(dòng)通信設(shè)備移動(dòng)通信設(shè)備(主要是移動(dòng)臺(tái)主要是移動(dòng)臺(tái))必須適于在移動(dòng)環(huán)境中使用，必須適于在移動(dòng)環(huán)境中使用，對(duì)設(shè)備的可靠性和工作條件要求高。對(duì)設(shè)備的可靠性和工作條件要求高。40n移動(dòng)通信的基本概念移動(dòng)通信的基本概念u移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成u移動(dòng)通信的發(fā)展歷程移動(dòng)通信的發(fā)展歷程u移動(dòng)通信系統(tǒng)的分類移動(dòng)通信系統(tǒng)的分類u蜂窩移

27、動(dòng)通信系統(tǒng)的組成蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成u移動(dòng)通信的電磁環(huán)境移動(dòng)通信的電磁環(huán)境u移動(dòng)通信的主要特點(diǎn)移動(dòng)通信的主要特點(diǎn)n典型移動(dòng)通信系統(tǒng)典型移動(dòng)通信系統(tǒng)u集群通信集群通信u無(wú)線尋呼無(wú)線尋呼u無(wú)繩電話無(wú)繩電話u衛(wèi)星移動(dòng)通信衛(wèi)星移動(dòng)通信u無(wú)線網(wǎng)無(wú)線網(wǎng)n小區(qū)制區(qū)域覆蓋小區(qū)制區(qū)域覆蓋u蜂窩概念蜂窩概念 u蜂窩小區(qū)的形狀蜂窩小區(qū)的形狀u頻率復(fù)用頻率復(fù)用u區(qū)群的組成區(qū)群的組成u中心激勵(lì)與頂點(diǎn)激勵(lì)中心激勵(lì)與頂點(diǎn)激勵(lì)u小區(qū)分裂小區(qū)分裂n多址技術(shù)多址技術(shù)u頻分多址頻分多址u時(shí)分多址時(shí)分多址u碼分多址碼分多址u空分多址空分多址u頻分雙工頻分雙工u時(shí)分雙工時(shí)分雙工41n集群通信集群通信-警察、出租車調(diào)度警察、出租車調(diào)度

28、 n蜂窩移動(dòng)電話蜂窩移動(dòng)電話-車載、手持機(jī)車載、手持機(jī)n無(wú)線尋呼無(wú)線尋呼-數(shù)顯、漢顯、雙向數(shù)顯、漢顯、雙向n無(wú)繩電話無(wú)繩電話-家用、公共無(wú)線接入點(diǎn)家用、公共無(wú)線接入點(diǎn)n衛(wèi)星移動(dòng)通信衛(wèi)星移動(dòng)通信-銥、全球星等銥、全球星等n無(wú)線局域網(wǎng)無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)-802.11、UWBn個(gè)人無(wú)線接入系統(tǒng)個(gè)人無(wú)線接入系統(tǒng)(WPAN/WVAN)n固定無(wú)線接入系統(tǒng)固定無(wú)線接入系統(tǒng)(WMAN)-LMDSn無(wú)線廣播系統(tǒng)無(wú)線廣播系統(tǒng)-DAB、DVB42n集群系統(tǒng)（集群系統(tǒng)（Trunking System）是一種新型的無(wú)線電調(diào)度系統(tǒng)。）是一種新型的無(wú)線電調(diào)度系統(tǒng)。所謂集群（所謂集群（Trunking）是指無(wú)線電信道不是

29、僅供某一用戶群專用，）是指無(wú)線電信道不是僅供某一用戶群專用，而是由若干個(gè)用戶群共同使用。所以，集群通信系統(tǒng)其實(shí)就是一而是由若干個(gè)用戶群共同使用。所以，集群通信系統(tǒng)其實(shí)就是一種共用信道的無(wú)線電調(diào)度系統(tǒng)。種共用信道的無(wú)線電調(diào)度系統(tǒng)。n由于它的功能多、頻譜利用率高、成本較低（約為同等規(guī)模的移由于它的功能多、頻譜利用率高、成本較低（約為同等規(guī)模的移動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)系統(tǒng)的4/5），因此受到許多用戶的青睞，專門(mén)用于移動(dòng)通信調(diào)），因此受到許多用戶的青睞，專門(mén)用于移動(dòng)通信調(diào)度與指揮。度與指揮。n集群系統(tǒng)可在集群系統(tǒng)可在VHF和和UHF波段上工作。由于不能與蜂窩網(wǎng)的頻率波段上工作。由于不能與蜂窩網(wǎng)的頻率相干擾，因此國(guó)

30、際上規(guī)定相干擾，因此國(guó)際上規(guī)定800MHz的集群系統(tǒng)應(yīng)在的集群系統(tǒng)應(yīng)在806821MHz（移動(dòng)臺(tái)發(fā)），（移動(dòng)臺(tái)發(fā)），851866MHz（基臺(tái)發(fā)）工作，收發(fā)頻率間隔為（基臺(tái)發(fā)）工作，收發(fā)頻率間隔為45MHz，信道間隔為，信道間隔為25kHz，因此總共有，因此總共有600個(gè)信道。個(gè)信道。43集群是針對(duì)調(diào)度集群是針對(duì)調(diào)度通話簡(jiǎn)潔的情況通話簡(jiǎn)潔的情況設(shè)計(jì)的，如果用設(shè)計(jì)的，如果用作較長(zhǎng)時(shí)間的通作較長(zhǎng)時(shí)間的通話，就會(huì)減弱甚話，就會(huì)減弱甚至失去它的優(yōu)點(diǎn)至失去它的優(yōu)點(diǎn)集群系統(tǒng)屬于專用集群系統(tǒng)屬于專用調(diào)度移動(dòng)通信，它調(diào)度移動(dòng)通信，它的工作方式為半雙的工作方式為半雙工（異頻單工）、工（異頻單工）、大區(qū)制，可以覆蓋

31、大區(qū)制，可以覆蓋較大范圍。較大范圍。44n信道利用率高。系統(tǒng)的空閑信道自動(dòng)分配、利用了講話信道利用率高。系統(tǒng)的空閑信道自動(dòng)分配、利用了講話間歇。這可以增加系統(tǒng)容量、提高服務(wù)等級(jí)。間歇。這可以增加系統(tǒng)容量、提高服務(wù)等級(jí)。n通話保密性好。用戶一次通話不是在一個(gè)信道上完成，通話保密性好。用戶一次通話不是在一個(gè)信道上完成，而是隨機(jī)地切換到好幾個(gè)信道上完成的。而是隨機(jī)地切換到好幾個(gè)信道上完成的。n接續(xù)速度較快。在一個(gè)系統(tǒng)中所有信道同時(shí)都占用的概接續(xù)速度較快。在一個(gè)系統(tǒng)中所有信道同時(shí)都占用的概率很小，尤其在信道數(shù)目多的大系統(tǒng)中，信道全忙的概率很小，尤其在信道數(shù)目多的大系統(tǒng)中，信道全忙的概率更小，因此集群系

32、統(tǒng)的服務(wù)等級(jí)要比常規(guī)系統(tǒng)的好。率更小，因此集群系統(tǒng)的服務(wù)等級(jí)要比常規(guī)系統(tǒng)的好。n成本較低。按每用戶計(jì)，由于容量增大，因此成本明顯成本較低。按每用戶計(jì)，由于容量增大，因此成本明顯地低于常規(guī)調(diào)度系統(tǒng)。地低于常規(guī)調(diào)度系統(tǒng)。45n無(wú)線尋呼系統(tǒng)（無(wú)線尋呼系統(tǒng)（Radio Paging System）是一種單向傳輸）是一種單向傳輸指令的選擇呼叫系統(tǒng)，屬于一種費(fèi)用低廉，使用方便，指令的選擇呼叫系統(tǒng)，屬于一種費(fèi)用低廉，使用方便，易于普及的個(gè)人移動(dòng)通信業(yè)務(wù)系統(tǒng)。易于普及的個(gè)人移動(dòng)通信業(yè)務(wù)系統(tǒng)。“尋呼尋呼”的英文原的英文原文是文是“Paging”，它有多種譯法，國(guó)際無(wú)線電咨詢委員，它有多種譯法，國(guó)際無(wú)線電咨詢委員

33、會(huì)定義為會(huì)定義為“傳送呼叫信號(hào)的單向個(gè)人選呼系統(tǒng)傳送呼叫信號(hào)的單向個(gè)人選呼系統(tǒng)”；香港；香港特區(qū)稱為特區(qū)稱為“BB機(jī)機(jī)”，因?yàn)樗恼疋徛暯咏驗(yàn)樗恼疋徛暯咏癇iBi”的的聲音；我國(guó)則稱為聲音；我國(guó)則稱為“尋呼尋呼”。n由于這種尋呼系統(tǒng)作為在移動(dòng)中尋人、通知簡(jiǎn)短信息、由于這種尋呼系統(tǒng)作為在移動(dòng)中尋人、通知簡(jiǎn)短信息、而且價(jià)格低廉，因此，雖然它僅能單向傳送簡(jiǎn)短信息，而且價(jià)格低廉，因此，雖然它僅能單向傳送簡(jiǎn)短信息，但作為電話的一種補(bǔ)充，特別是當(dāng)被尋呼人外出、有線但作為電話的一種補(bǔ)充，特別是當(dāng)被尋呼人外出、有線電話無(wú)法找到、蜂窩電話尚未普及的時(shí)候，這種服務(wù)還電話無(wú)法找到、蜂窩電話尚未普及的時(shí)候，這

34、種服務(wù)還是非常實(shí)用和有效的。是非常實(shí)用和有效的。4647多區(qū)制本地?zé)o線尋呼網(wǎng)結(jié)構(gòu)多區(qū)制本地?zé)o線尋呼網(wǎng)結(jié)構(gòu)48全自動(dòng)接續(xù)尋呼系統(tǒng)全自動(dòng)接續(xù)尋呼系統(tǒng)無(wú)線尋呼系統(tǒng)為我國(guó)的通信事業(yè)做出過(guò)不可磨滅的貢獻(xiàn)，但無(wú)線尋呼系統(tǒng)為我國(guó)的通信事業(yè)做出過(guò)不可磨滅的貢獻(xiàn)，但是隨著移動(dòng)通信系統(tǒng)的飛速發(fā)展，移動(dòng)通信的使用成本不斷是隨著移動(dòng)通信系統(tǒng)的飛速發(fā)展，移動(dòng)通信的使用成本不斷下降，尋呼通信漸漸喪失了原有的優(yōu)勢(shì)，從鼎盛時(shí)期開(kāi)始走下降，尋呼通信漸漸喪失了原有的優(yōu)勢(shì)，從鼎盛時(shí)期開(kāi)始走向沒(méi)落。目前，無(wú)線尋呼系統(tǒng)已基本退出歷史舞臺(tái)。向沒(méi)落。目前，無(wú)線尋呼系統(tǒng)已基本退出歷史舞臺(tái)。49n幾種無(wú)繩電話系統(tǒng)的主要參數(shù)幾種無(wú)繩電話系統(tǒng)的主

35、要參數(shù) 50nPACS（ Personal Access Communication Systems)51n小靈通又叫無(wú)線市話，小靈通又叫無(wú)線市話， 英文簡(jiǎn)稱為英文簡(jiǎn)稱為PHS(Personal Handphone System)， 是一種個(gè)人無(wú)線接入系統(tǒng)。是一種個(gè)人無(wú)線接入系統(tǒng)。 在不在不少城市，少城市， “小靈通小靈通”已成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚囊殉蔀槿藗內(nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚耐ㄐ殴ぞ?。通信工具?“小靈通小靈通”采用的是微蜂窩技術(shù)，采用的是微蜂窩技術(shù)， 將用戶將用戶終端以無(wú)線的方式接入固定電話網(wǎng)，終端以無(wú)線的方式接入固定電話網(wǎng)， 使傳統(tǒng)意義上的電使傳統(tǒng)意義上的電話不再固定在某個(gè)位置，話

36、不再固定在某個(gè)位置， 用戶可在小靈通網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍用戶可在小靈通網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)自由移動(dòng)實(shí)現(xiàn)通信。內(nèi)自由移動(dòng)實(shí)現(xiàn)通信。 正是由于無(wú)線市話小巧、正是由于無(wú)線市話小巧、 價(jià)廉、價(jià)廉、 環(huán)保的特點(diǎn)，環(huán)保的特點(diǎn)， 人們親切地稱之為人們親切地稱之為“小靈通小靈通”。 52nDECT（Digital Enhanced Cordless Telecommunications ）PSTNData storagePrinterAnsweringmachineVoice/textmail machineCordlessphoneCordless phonewith mail servicePersonalcomput

37、erFax machineFax machinePersonalcomputerRegulartelephoneDECT Home-Based SystemDECTBase StationDECT Home-Based System5354衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)是指利用人造地球是指利用人造地球通信衛(wèi)星上的轉(zhuǎn)發(fā)通信衛(wèi)星上的轉(zhuǎn)發(fā)器作為空間鏈路的器作為空間鏈路的一部分進(jìn)行移動(dòng)業(yè)一部分進(jìn)行移動(dòng)業(yè)務(wù)的通信系統(tǒng)。根務(wù)的通信系統(tǒng)。根據(jù)通信衛(wèi)星軌道的據(jù)通信衛(wèi)星軌道的位置可分為覆蓋大位置可分為覆蓋大面積地域的同步衛(wèi)面積地域的同步衛(wèi)星通信系統(tǒng)和由多星通信系統(tǒng)和由多個(gè)衛(wèi)星組成的中低個(gè)衛(wèi)星組成的中低軌道衛(wèi)星

38、通信系統(tǒng)軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)DOWNLINKUPLINK5556nWAN:Wide Area NetworknMAN:Metrolitan Area NetworknLAN:Local Area NetworknPAN:Personal Area NetworksnWAP ：Wireless Application ProtocolMANLANPAN57standardTransmit distancePANBluetooth (IEEE 802.15.1)Ultra Wideband(IEEE 802.15.3) 110 m；(UWB data rate較較快快)LANWi-Fi (802.11

39、 a/b/g)100mMANWiMAX (802.16)50kmWANMobile Fi (802.20) WiMAX58IEEE 802.15 BluetoothWANMANLANPANETSI HiperPANIEEE 802.11 WirelessLANETSI HiperLANIEEE 802.16 Fixed/PortableMANWiMaxETSI HiperMAN & HIPERACCESSIEEE 802.20MobileWANFlash-OFDM 3GPP(2), (GSM, CDMA)59WWAN15 km802.20 (proposed)Wireless Wide

40、Area NetworkWMAN5 km70 Mbit/s802.16a/eWireless MetropolitanArea NetworkWLAN100 m11-54 Mbit/s802.11a/b, e, gWireless LocalArea NetworkWPAN30m) ;u通信距離有限通信距離有限;u網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；u直接與直接與PSTN相連相連 。n大區(qū)系統(tǒng)的局限性大區(qū)系統(tǒng)的局限性 u覆蓋范圍有限，覆蓋范圍有限，u用戶容量有限用戶容量有限 ；u服務(wù)性能較差服務(wù)性能較差 ；u頻譜利用率低。頻譜利用率低。95n 大區(qū)制頻譜利用率低，容量小。所以，可以通過(guò)頻率的大區(qū)制頻譜

41、利用率低，容量小。所以，可以通過(guò)頻率的復(fù)用來(lái)解決。服務(wù)區(qū)劃成半徑復(fù)用來(lái)解決。服務(wù)區(qū)劃成半徑2-20km的小區(qū)。每個(gè)小區(qū)的小區(qū)。每個(gè)小區(qū)一個(gè)基站，負(fù)責(zé)與本小區(qū)的移動(dòng)用戶的通信。一個(gè)基站，負(fù)責(zé)與本小區(qū)的移動(dòng)用戶的通信。96u帶狀網(wǎng)主要用于覆蓋公路、鐵路、海岸等。帶狀網(wǎng)主要用于覆蓋公路、鐵路、海岸等。u基站天線若用全向輻射，覆蓋區(qū)形狀是圓形的基站天線若用全向輻射，覆蓋區(qū)形狀是圓形的(圖圖b)。u帶狀網(wǎng)宜采用有向天線，使每個(gè)小區(qū)呈扁圓形帶狀網(wǎng)宜采用有向天線，使每個(gè)小區(qū)呈扁圓形(圖圖a)。圖圖3.34 帶狀網(wǎng)帶狀網(wǎng)97n1974年，年，Bell實(shí)驗(yàn)室提出蜂窩概念實(shí)驗(yàn)室提出蜂窩概念 n蜂窩系統(tǒng)蜂窩系統(tǒng)-“

42、小區(qū)制小區(qū)制”系統(tǒng)系統(tǒng) u將所要覆蓋的地區(qū)劃分為若干個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)的半徑可視將所要覆蓋的地區(qū)劃分為若干個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)的半徑可視 用戶的分布密度在用戶的分布密度在110km左右。在每個(gè)小區(qū)設(shè)立一個(gè)基站左右。在每個(gè)小區(qū)設(shè)立一個(gè)基站 為本小區(qū)范圍內(nèi)的用戶服務(wù)。并可通過(guò)小區(qū)分裂進(jìn)一步提高為本小區(qū)范圍內(nèi)的用戶服務(wù)。并可通過(guò)小區(qū)分裂進(jìn)一步提高 系統(tǒng)容量。系統(tǒng)容量。 u“頻率復(fù)用頻率復(fù)用”的概念：同頻干擾的強(qiáng)弱與同頻復(fù)用小區(qū)間距的概念：同頻干擾的強(qiáng)弱與同頻復(fù)用小區(qū)間距和和 小區(qū)半徑的比值有關(guān)，信干比可控。小區(qū)半徑的比值有關(guān)，信干比可控。 u特點(diǎn)：用戶容量大，服務(wù)性能較好，頻譜利用率較高，用戶特點(diǎn)：用戶容

43、量大，服務(wù)性能較好，頻譜利用率較高，用戶 終端小巧且電池使用時(shí)間長(zhǎng)，輻射小等。終端小巧且電池使用時(shí)間長(zhǎng)，輻射小等。 u新的問(wèn)題：系統(tǒng)復(fù)雜、越區(qū)切換、漫游、位置登記、更新和新的問(wèn)題：系統(tǒng)復(fù)雜、越區(qū)切換、漫游、位置登記、更新和 管理、以及系統(tǒng)鑒權(quán)等。管理、以及系統(tǒng)鑒權(quán)等。98n 全向天線輻射的覆蓋區(qū)是個(gè)圓形。為了不留空隙地覆蓋全向天線輻射的覆蓋區(qū)是個(gè)圓形。為了不留空隙地覆蓋整個(gè)平面的服務(wù)區(qū)，一個(gè)個(gè)圓形輻射區(qū)之間一定含有很整個(gè)平面的服務(wù)區(qū)，一個(gè)個(gè)圓形輻射區(qū)之間一定含有很多的交疊。在考慮了交疊之后，實(shí)際上每個(gè)輻射區(qū)的有多的交疊。在考慮了交疊之后，實(shí)際上每個(gè)輻射區(qū)的有效覆蓋區(qū)是一個(gè)多邊形。根據(jù)交疊情況不

44、同，若在每個(gè)效覆蓋區(qū)是一個(gè)多邊形。根據(jù)交疊情況不同，若在每個(gè)小區(qū)相間小區(qū)相間120設(shè)置三個(gè)鄰區(qū)，則有效覆蓋區(qū)為正三角設(shè)置三個(gè)鄰區(qū)，則有效覆蓋區(qū)為正三角形；若每個(gè)小區(qū)相間形；若每個(gè)小區(qū)相間90設(shè)置四個(gè)鄰區(qū)，則有效覆蓋區(qū)設(shè)置四個(gè)鄰區(qū)，則有效覆蓋區(qū)為正方形；若每個(gè)小區(qū)相間為正方形；若每個(gè)小區(qū)相間60設(shè)置六個(gè)鄰區(qū)，則有效設(shè)置六個(gè)鄰區(qū)，則有效覆蓋區(qū)為正六邊形；小區(qū)形狀如下圖所示?？梢宰C明，覆蓋區(qū)為正六邊形；小區(qū)形狀如下圖所示?？梢宰C明，要用正多邊形無(wú)空隙、無(wú)重疊地覆蓋一個(gè)平面的區(qū)域，要用正多邊形無(wú)空隙、無(wú)重疊地覆蓋一個(gè)平面的區(qū)域，可取的形狀只有這三種。可取的形狀只有這三種。99n那么這三種形狀中哪一種最

45、好呢那么這三種形狀中哪一種最好呢? 在輻射半徑在輻射半徑 r 相同的條件下，計(jì)算出三種形狀小區(qū)的鄰區(qū)距離、相同的條件下，計(jì)算出三種形狀小區(qū)的鄰區(qū)距離、小區(qū)面積、交疊區(qū)寬度和交疊區(qū)面積如下表小區(qū)面積、交疊區(qū)寬度和交疊區(qū)面積如下表 所所示。示。n由表可見(jiàn)，在服務(wù)區(qū)面積一定的情況下，正六邊由表可見(jiàn)，在服務(wù)區(qū)面積一定的情況下，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)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)稱

46、為蜂窩網(wǎng)。形的小區(qū)制移動(dòng)通信網(wǎng)稱為蜂窩網(wǎng)。100小區(qū)形狀小區(qū)形狀正三角形正三角形正方形正方形正六邊形正六邊形鄰區(qū)距離鄰區(qū)距離rrr小區(qū)面積小區(qū)面積1.3r22r22.6r2交疊區(qū)寬度交疊區(qū)寬度r20.59r20.27r2交疊區(qū)面積交疊區(qū)面積1.2r20.73r20.35r2101n蜂窩的分類蜂窩的分類u宏蜂窩宏蜂窩(Macro-cell)： 220kmu微蜂窩微蜂窩(Micro-cell)： 0.42km u皮蜂窩皮蜂窩(Pico-cell)： 400m u分層蜂窩分層蜂窩(由多種蜂窩由多種蜂窩 組成組成) u多維小區(qū)多維小區(qū)102n 各種蜂窩網(wǎng)移動(dòng)通信系統(tǒng)均具有下列主要功能：各種蜂窩網(wǎng)移動(dòng)通

47、信系統(tǒng)均具有下列主要功能： (1) 具有與公用電話網(wǎng)進(jìn)行自動(dòng)交換的能力。具有與公用電話網(wǎng)進(jìn)行自動(dòng)交換的能力。 (2) 雙工通信，話音質(zhì)量接近市話網(wǎng)。雙工通信，話音質(zhì)量接近市話網(wǎng)。 (3) 雙向自動(dòng)撥號(hào)，包括移動(dòng)用戶與市話用戶間的直接雙向自動(dòng)撥號(hào)，包括移動(dòng)用戶與市話用戶間的直接撥號(hào)以及移動(dòng)臺(tái)之間的直接撥號(hào)。撥號(hào)以及移動(dòng)臺(tái)之間的直接撥號(hào)。 移動(dòng)臺(tái)可采用預(yù)撥移動(dòng)臺(tái)可采用預(yù)撥號(hào)方式，在按號(hào)方式，在按“發(fā)送鍵發(fā)送鍵”前不占用無(wú)線鏈路，可把被呼前不占用無(wú)線鏈路，可把被呼號(hào)碼存入寄存器中并在顯示屏上顯示，有修改功能。號(hào)碼存入寄存器中并在顯示屏上顯示，有修改功能。 (4) 采用小區(qū)制信道再用技術(shù)，采用小區(qū)制信

48、道再用技術(shù)， 提高頻率使用效率。提高頻率使用效率。 103n (5) 能適應(yīng)不同業(yè)務(wù)密度需要。例如初建時(shí)，小區(qū)半徑能適應(yīng)不同業(yè)務(wù)密度需要。例如初建時(shí)，小區(qū)半徑較大，較大， 適合業(yè)務(wù)密度較低狀況。當(dāng)用戶密度增大時(shí)，適合業(yè)務(wù)密度較低狀況。當(dāng)用戶密度增大時(shí)，通過(guò)可增加信道機(jī)構(gòu)以滿足較多用戶的需要。通過(guò)可增加信道機(jī)構(gòu)以滿足較多用戶的需要。 當(dāng)用戶當(dāng)用戶密度很大時(shí)（例如市中心），通過(guò)小區(qū)分裂（減小小區(qū)密度很大時(shí)（例如市中心），通過(guò)小區(qū)分裂（減小小區(qū)半徑）可以滿足高業(yè)務(wù)密度地區(qū)的用戶需要。半徑）可以滿足高業(yè)務(wù)密度地區(qū)的用戶需要。 (6) 具有自動(dòng)功率控制、自動(dòng)過(guò)境切換信道具有自動(dòng)功率控制、自動(dòng)過(guò)境切換信道

49、 （在（在FDMA方式時(shí)即為頻道）技術(shù)。方式時(shí)即為頻道）技術(shù)。 (7) 設(shè)備通用性較強(qiáng)，接口標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范統(tǒng)一。設(shè)備通用性較強(qiáng)，接口標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范統(tǒng)一。 (8) 各地之間可以聯(lián)網(wǎng)，具有自動(dòng)漫游功能。各地之間可以聯(lián)網(wǎng)，具有自動(dòng)漫游功能。104n頻率再用與同信道干擾頻率再用與同信道干擾u將若干相鄰小區(qū)組成若一個(gè)區(qū)群，區(qū)群各小區(qū)內(nèi)使將若干相鄰小區(qū)組成若一個(gè)區(qū)群，區(qū)群各小區(qū)內(nèi)使 用不同的頻率，用相同頻率配置的區(qū)群來(lái)覆蓋整個(gè)用不同的頻率，用相同頻率配置的區(qū)群來(lái)覆蓋整個(gè) 服務(wù)區(qū)，就實(shí)現(xiàn)了頻率再用。服務(wù)區(qū)，就實(shí)現(xiàn)了頻率再用。u因?yàn)樵谝粋€(gè)小區(qū)附近使用與此小區(qū)相同的載波頻率因?yàn)樵谝粋€(gè)小區(qū)附近使用與此小區(qū)相同的載波頻率, ,

50、 相互間會(huì)產(chǎn)生干擾，這種干擾稱為同信道干擾。相互間會(huì)產(chǎn)生干擾，這種干擾稱為同信道干擾。n越區(qū)切換越區(qū)切換u當(dāng)移動(dòng)臺(tái)從一個(gè)小區(qū)進(jìn)入相鄰小區(qū)時(shí)，其工作頻率當(dāng)移動(dòng)臺(tái)從一個(gè)小區(qū)進(jìn)入相鄰小區(qū)時(shí)，其工作頻率 和接續(xù)服務(wù)均不相同的，就需要在一次通話過(guò)程中和接續(xù)服務(wù)均不相同的，就需要在一次通話過(guò)程中 將移動(dòng)臺(tái)的工作頻率和接續(xù)控制從其離開(kāi)的小區(qū)交將移動(dòng)臺(tái)的工作頻率和接續(xù)控制從其離開(kāi)的小區(qū)交 換給正在進(jìn)入的小區(qū)，這一過(guò)程就稱為越區(qū)切換。換給正在進(jìn)入的小區(qū)，這一過(guò)程就稱為越區(qū)切換。105106n 在蜂窩系統(tǒng)中，為了便于頻率復(fù)用，并能保持同頻頻道在蜂窩系統(tǒng)中，為了便于頻率復(fù)用，并能保持同頻頻道之間的距離相等并且最大，

51、發(fā)展了許多復(fù)用圖樣，其中之間的距離相等并且最大，發(fā)展了許多復(fù)用圖樣，其中由一組頻率不同的小區(qū)組成一定圖樣，稱為單元無(wú)線小由一組頻率不同的小區(qū)組成一定圖樣，稱為單元無(wú)線小區(qū)簇。區(qū)簇。n 構(gòu)成簇的基本條件：構(gòu)成簇的基本條件：u這一圖樣能彼此鄰接且無(wú)空隙地覆蓋整個(gè)面積。這一圖樣能彼此鄰接且無(wú)空隙地覆蓋整個(gè)面積。u相鄰單元中，同頻道的小區(qū)間距離相等，且最大。相鄰單元中，同頻道的小區(qū)間距離相等，且最大。u滿足這些條件的簇的形狀和簇內(nèi)小區(qū)數(shù)（即頻率組數(shù)）的取滿足這些條件的簇的形狀和簇內(nèi)小區(qū)數(shù)（即頻率組數(shù)）的取 值不是任意的。值不是任意的。107n如圖所示，從某如圖所示，從某個(gè)小區(qū)個(gè)小區(qū)A 出發(fā)，先出發(fā)，先

52、沿垂直于六角形的沿垂直于六角形的邊的方向前進(jìn)，越邊的方向前進(jìn)，越過(guò)過(guò)i 個(gè)小區(qū)，到達(dá)個(gè)小區(qū)，到達(dá)某個(gè)小區(qū)，然后，某個(gè)小區(qū)，然后，逆時(shí)針?lè)较颍ɑ蝽樐鏁r(shí)針?lè)较颍ɑ蝽槙r(shí)針?lè)较颍┰竭^(guò)時(shí)針?lè)较颍┰竭^(guò)j 個(gè)小區(qū)，到達(dá)與個(gè)小區(qū)，到達(dá)與A 同頻的小區(qū)。同頻的小區(qū)。n本例中本例中K7。ji108n由上圖可知，同頻小區(qū)之間的距離由上圖可知，同頻小區(qū)之間的距離D應(yīng)滿足：應(yīng)滿足：n而組成小區(qū)簇的小區(qū)數(shù)為：而組成小區(qū)簇的小區(qū)數(shù)為：n從而有：從而有：n所以，簇內(nèi)小區(qū)數(shù)越多，同頻小區(qū)之間的距離就越遠(yuǎn)，所以，簇內(nèi)小區(qū)數(shù)越多，同頻小區(qū)之間的距離就越遠(yuǎn)，從而抗同頻干擾的能力就越強(qiáng)；但是，簇內(nèi)小區(qū)數(shù)越多，從而抗同頻干擾的能力就越強(qiáng)

53、；但是，簇內(nèi)小區(qū)數(shù)越多，頻率利用率也就越低。所以，在滿足同頻干擾要求的情頻率利用率也就越低。所以，在滿足同頻干擾要求的情況下，應(yīng)盡可能取小的況下，應(yīng)盡可能取小的K值。值。22222 222(3 )(3 )2 ( 3 ) cos() 3()3DiRjRijRR iijj 22Kiijj 3DKR 109K = i2 + ij + j2 K = 22 + 2*0 + 02K = 4 + 0 + 0 K = 4D=3K * RD = 3 . 4 6 RiDR1101234111111222223333344444432111nFrequency re-use distance is based on

54、 the cluster size KnThe cluster size is specified in terms of the offset of the center of a cluster from the center of the adjacent clusterD = 3K * RD = 4.58R ij1234567K = i2 + ij + j2 K = 22 + 2*1 + 12K = 4 + 2 + 1 K = 7123567DR11212345671234567211234567123456711311112222333344445555666677778888999

55、9101010101111111112121212?114n 在整個(gè)服務(wù)區(qū)中每個(gè)區(qū)的大小可以是相同的，這只能適在整個(gè)服務(wù)區(qū)中每個(gè)區(qū)的大小可以是相同的，這只能適應(yīng)用戶密度均勻的情況。事實(shí)上服務(wù)區(qū)內(nèi)的用戶密度是應(yīng)用戶密度均勻的情況。事實(shí)上服務(wù)區(qū)內(nèi)的用戶密度是不均勻的，例如城市中心商業(yè)區(qū)的用戶密度高，居民區(qū)不均勻的，例如城市中心商業(yè)區(qū)的用戶密度高，居民區(qū)和市郊區(qū)的用戶密度低。為了適應(yīng)這種情況，在用戶密和市郊區(qū)的用戶密度低。為了適應(yīng)這種情況，在用戶密度高的市中心區(qū)可使小區(qū)的面積小一些，在用戶密度低度高的市中心區(qū)可使小區(qū)的面積小一些，在用戶密度低的市郊區(qū)可使小區(qū)的面積大一些。如下圖所示。另外，的市郊區(qū)可

56、使小區(qū)的面積大一些。如下圖所示。另外，對(duì)于已設(shè)置好的蜂窩通信網(wǎng)，隨著城市建設(shè)的發(fā)展，原對(duì)于已設(shè)置好的蜂窩通信網(wǎng)，隨著城市建設(shè)的發(fā)展，原來(lái)的低用戶密度區(qū)可能變成了高用戶密度區(qū)，這時(shí)相應(yīng)來(lái)的低用戶密度區(qū)可能變成了高用戶密度區(qū)，這時(shí)相應(yīng)地在該地區(qū)設(shè)置新的基站，將小區(qū)面積劃小。解決以上地在該地區(qū)設(shè)置新的基站，將小區(qū)面積劃小。解決以上問(wèn)題可用小區(qū)分裂的方法。問(wèn)題可用小區(qū)分裂的方法。115116117n用縮小小區(qū)半徑，用縮小小區(qū)半徑，增加新的蜂窩小區(qū)，增加新的蜂窩小區(qū)，并在適當(dāng)?shù)牡胤皆霾⒃谶m當(dāng)?shù)牡胤皆黾有碌幕镜姆绞郊有碌幕镜姆绞絹?lái)增加系統(tǒng)容量的。來(lái)增加系統(tǒng)容量的。n為了降低對(duì)鄰區(qū)的為了降低對(duì)鄰區(qū)的干擾

57、，應(yīng)降低基站干擾，應(yīng)降低基站發(fā)射功率，降低基發(fā)射功率，降低基站天線高度。站天線高度。118n基站放在小區(qū)中央，采用全方向天線形成圓形覆蓋區(qū)，稱為中心激勵(lì)方式?；痉旁谛^(qū)中央，采用全方向天線形成圓形覆蓋區(qū)，稱為中心激勵(lì)方式。n缺點(diǎn)：若小區(qū)內(nèi)有大的障礙物，會(huì)造成陰影區(qū)。缺點(diǎn)：若小區(qū)內(nèi)有大的障礙物，會(huì)造成陰影區(qū)。n基站放在正六邊形的基站放在正六邊形的3個(gè)成個(gè)成120度角的頂點(diǎn)上，用度角的頂點(diǎn)上，用120度的扇形覆蓋的定向天度的扇形覆蓋的定向天線，稱為頂點(diǎn)激勵(lì)方式。線，稱為頂點(diǎn)激勵(lì)方式。 n優(yōu)點(diǎn)：獲得較大的前后比，減少向外的干擾，從而可減小同頻復(fù)用距離。優(yōu)點(diǎn)：獲得較大的前后比，減少向外的干擾，從而可

58、減小同頻復(fù)用距離。119v具有與公用電話網(wǎng)進(jìn)行自動(dòng)交換的能力。具有與公用電話網(wǎng)進(jìn)行自動(dòng)交換的能力。v雙工通信，話音質(zhì)量接近市話網(wǎng)。雙工通信，話音質(zhì)量接近市話網(wǎng)。v雙向自動(dòng)撥號(hào)，包括移動(dòng)用戶與市話用戶間的直接撥號(hào)雙向自動(dòng)撥號(hào)，包括移動(dòng)用戶與市話用戶間的直接撥號(hào)以及移動(dòng)臺(tái)之間的直接撥號(hào)。以及移動(dòng)臺(tái)之間的直接撥號(hào)。v能適應(yīng)不同業(yè)務(wù)密度需要。能適應(yīng)不同業(yè)務(wù)密度需要。v采用小區(qū)制信道再用技術(shù)，提高頻率使用效率。采用小區(qū)制信道再用技術(shù)，提高頻率使用效率。v具有自動(dòng)功率控制、自動(dòng)過(guò)境切換信道（在具有自動(dòng)功率控制、自動(dòng)過(guò)境切換信道（在FDMA方式方式時(shí)即為頻道）技術(shù)。時(shí)即為頻道）技術(shù)。v設(shè)備通用性較強(qiáng)，接口標(biāo)

59、準(zhǔn)規(guī)范統(tǒng)一。設(shè)備通用性較強(qiáng)，接口標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范統(tǒng)一。v各地之間可以聯(lián)網(wǎng)，具有自動(dòng)漫游功能。各地之間可以聯(lián)網(wǎng)，具有自動(dòng)漫游功能。120n移動(dòng)通信的基本概念移動(dòng)通信的基本概念u移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成u移動(dòng)通信的發(fā)展歷程移動(dòng)通信的發(fā)展歷程u移動(dòng)通信系統(tǒng)的分類移動(dòng)通信系統(tǒng)的分類u蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成u移動(dòng)通信的電磁環(huán)境移動(dòng)通信的電磁環(huán)境u移動(dòng)通信的主要特點(diǎn)移動(dòng)通信的主要特點(diǎn)n典型移動(dòng)通信系統(tǒng)典型移動(dòng)通信系統(tǒng)u集群通信集群通信u無(wú)線尋呼無(wú)線尋呼u無(wú)繩電話無(wú)繩電話u衛(wèi)星移動(dòng)通信衛(wèi)星移動(dòng)通信u無(wú)線網(wǎng)無(wú)線網(wǎng)n小區(qū)制區(qū)域覆蓋小區(qū)制區(qū)域覆蓋u蜂窩概念蜂窩概念 u蜂窩小區(qū)的形狀蜂窩小

60、區(qū)的形狀u頻率復(fù)用頻率復(fù)用u區(qū)群的組成區(qū)群的組成u中心激勵(lì)與頂點(diǎn)激勵(lì)中心激勵(lì)與頂點(diǎn)激勵(lì)u小區(qū)分裂小區(qū)分裂n多址技術(shù)多址技術(shù)u頻分多址頻分多址u時(shí)分多址時(shí)分多址u碼分多址碼分多址u空分多址空分多址u頻分雙工頻分雙工u時(shí)分雙工時(shí)分雙工121n在通信中，常常需要解決建立連接的關(guān)鍵問(wèn)題：在通信中，常常需要解決建立連接的關(guān)鍵問(wèn)題：網(wǎng)內(nèi)用戶如何從播發(fā)的信號(hào)中，辨別出發(fā)送給本用網(wǎng)內(nèi)用戶如何從播發(fā)的信號(hào)中，辨別出發(fā)送給本用戶的信號(hào)。解決這一問(wèn)題的方法，就稱為多址技術(shù)戶的信號(hào)。解決這一問(wèn)題的方法，就稱為多址技術(shù)v當(dāng)以傳輸信號(hào)的載波頻率不同劃分來(lái)建立多址接入時(shí)，當(dāng)以傳輸信號(hào)的載波頻率不同劃分來(lái)建立多址接入時(shí)，稱為頻分多址方式（稱