無線通信的基礎(chǔ)知識(shí)ppt課件

1、根底知識(shí)根底知識(shí)n無線電波傳播特性n挪動(dòng)通訊網(wǎng)的概念和特點(diǎn)n蜂窩小區(qū)和原理及相關(guān)技術(shù)n多址接入和系統(tǒng)容量 自在空間的電波傳播n自在空間的傳播損耗n 在理想的、均勻的、各向同性的介質(zhì)中傳播，只存在電磁波能量分散而引起的傳播損耗 n接納功率 n 式中，Pt為發(fā)射功率，以球面波輻射 , n Ar為接納天線的有效面積， 為任務(wù)波長(zhǎng)，Gt，Gr分別表示發(fā)射天線和接納天線增益，d為發(fā)射天線和接納天線間的間隔。 4GAr2r ttrrGPdAP24n自在空間的傳播損耗自在空間的傳播損耗n 當(dāng)當(dāng)Gt=Gr=1時(shí)，時(shí)， n 分貝式分貝式n接納換算接納換算 dfLlog20log2045.32()10log()r

2、rP dBmP mW()10log()rrP dBWP W24dLrtPPL電波傳播機(jī)制電波傳播機(jī)制n反射Reflectionn當(dāng)電磁波遇到比波長(zhǎng)大得多的物體時(shí)，發(fā)生反射。反射發(fā)生在地球外表、建筑物和墻壁外表電波傳播機(jī)制電波傳播機(jī)制n繞射Diffractionn當(dāng)發(fā)射機(jī)和接納機(jī)之間的傳播路由被鋒利的邊緣阻撓時(shí)，發(fā)生繞射。電波傳播機(jī)制電波傳播機(jī)制n散射Scatteringn當(dāng)電磁波的傳播路由上存在小于波長(zhǎng)的物體、并且單位體積內(nèi)這種妨礙物體的數(shù)目非常宏大時(shí)，發(fā)生散射。散射發(fā)生在粗糙外表、小物體或其它不規(guī)那么物體，如：樹葉、街道標(biāo)志和燈柱等。n陰影衰落慢衰落n 挪動(dòng)無線通訊信道傳播環(huán)境中的地形起伏、

3、建筑物及其它妨礙物對(duì)電波傳播途徑的阻撓而構(gòu)成的電磁場(chǎng)陰影效應(yīng)n特點(diǎn)n 衰落與傳播地形和地物分布、高度有關(guān)n表達(dá)式 n 傳播途徑損耗和陰影衰落n 分貝式 n n 式中, r 挪動(dòng)用戶和基站之間的間隔 n 由于陰影產(chǎn)生的對(duì)數(shù)損耗dB，服從零平均和規(guī)范偏向dB的對(duì)數(shù)正態(tài)分布 ， m 途徑損耗指數(shù)n 實(shí)驗(yàn)數(shù)聽闡明m4，規(guī)范差8dB，是合理的10( ,)10ml rr10log ( ,)10logl rmr多徑衰落的根本特性多徑衰落的根本特性n由于挪動(dòng)信道中直射、反射和折射景象的同時(shí)存在，使得發(fā)射信號(hào)經(jīng)過不同的傳播途徑，構(gòu)成幅度、相位及到達(dá)時(shí)間相互區(qū)別的多個(gè)信號(hào)而到達(dá)接納臺(tái)。并且不同多徑成分的相位、幅度

4、等都是隨機(jī)、獨(dú)立變化的。這樣接納信號(hào)的幅度將急劇變化，產(chǎn)生多徑衰落。n多徑效應(yīng)引起的問題：額外的途徑損耗、突發(fā)性誤碼、嚴(yán)重的碼間干擾時(shí)延擴(kuò)展多徑時(shí)散時(shí)延擴(kuò)展多徑時(shí)散n(delay spread在多徑傳播條件下，當(dāng)發(fā)射端發(fā)送一個(gè)極窄的脈沖信號(hào) 時(shí)，經(jīng)過多條不同的傳播途徑后，接納端信號(hào)那么為一串脈沖組成能夠是離散的，也能夠聯(lián)成一片，即n n這樣，信號(hào)在時(shí)間軸上被“展寬了，因此稱這種景象為時(shí)延擴(kuò)展.)()(0tatsiitjtjiNiietEeats)()()(1典型的時(shí)延譜典型的時(shí)延譜典型的時(shí)延譜闡明典型的時(shí)延譜闡明nTm為最大時(shí)延擴(kuò)展n 為平均延時(shí)n 為均方值時(shí)延擴(kuò)展，表征時(shí)延擴(kuò)展的程度。n由于

5、時(shí)延擴(kuò)展, 接納信號(hào)中一個(gè)碼元的波形會(huì)擴(kuò)展到其他碼元周期中，引起碼間串?dāng)_。n為了防止碼間干擾，應(yīng)使碼元周期大于多徑效應(yīng)引起的時(shí)延擴(kuò)展。aaan緣由:挪動(dòng)體在x軸上以速度v挪動(dòng)時(shí)會(huì)引起多普勒Doppler頻率漂移n表達(dá)式n 多普勒頻移 cos n 式中 v 挪動(dòng)速度n 波長(zhǎng) xn 入射波與挪動(dòng)臺(tái)挪動(dòng)方向之間的夾角n 最大多普勒(Doppler)頻移 vfd vmf入射電波n多普勒頻移與挪動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)的方向、速度以及無線電波入射方向之間的夾角有關(guān)：n假設(shè)挪動(dòng)臺(tái)朝向入射波方向運(yùn)動(dòng)，那么多普勒頻移為正接納信號(hào) 頻率上升；反之假設(shè)挪動(dòng)臺(tái)背向入射波方向運(yùn)動(dòng)，那么多普勒頻移為負(fù)接納信號(hào)頻率下降。n信號(hào)經(jīng)過不同方

6、向傳播，其多徑分量呵斥接納機(jī)信號(hào)的多普勒分散，因此添加了信號(hào)帶寬。挪動(dòng)通訊網(wǎng)的根本概念挪動(dòng)通訊網(wǎng)的根本概念n挪動(dòng)通訊在追求最大容量的同時(shí)，還要所追求最大的覆蓋，也就是無論挪動(dòng)用戶挪動(dòng)到什么地方挪動(dòng)通訊系統(tǒng)都應(yīng)覆蓋到。這個(gè)通訊網(wǎng)就是挪動(dòng)通訊網(wǎng)。n挪動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)由兩部分組成：一部分為空中網(wǎng)絡(luò)，另一部分為地面網(wǎng)絡(luò)部分。 挪動(dòng)通訊網(wǎng)的根本概念挪動(dòng)通訊網(wǎng)的根本概念n空中網(wǎng)絡(luò)是挪動(dòng)通訊網(wǎng)的主要部分，主要包括：n多址接入：在給定的頻率資源下，如何提高系統(tǒng)的容量是蜂窩挪動(dòng)通訊系統(tǒng)的重要問題。由于采用何種多址接入方式直接影響到系統(tǒng)的容量，所以不斷是人們研討的熱點(diǎn)。n頻率復(fù)用和蜂窩小區(qū)：蜂窩小區(qū)和頻率復(fù)用是一種新的

7、概念和想法。它主要是處理頻率資源限制的問題，并大大添加系統(tǒng)的容量。蜂窩小區(qū)和頻率復(fù)用實(shí)踐上是一種蜂窩組網(wǎng)的概念是由美國貝爾實(shí)驗(yàn)室最早提出的。蜂窩式組網(wǎng)實(shí)際的內(nèi)容如下： 挪動(dòng)通訊網(wǎng)的根本概念挪動(dòng)通訊網(wǎng)的根本概念n無線蜂窩式小區(qū)覆蓋和小功率發(fā)射：蜂窩式組網(wǎng)放棄了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸和廣播覆蓋方式，將一個(gè)挪動(dòng)通訊效力區(qū)劃分成許多以正六邊形為根本幾何圖形的覆蓋區(qū)域，稱為蜂窩小區(qū)。一個(gè)較低功率的發(fā)射機(jī)效力一個(gè)蜂窩小區(qū)，在較小的區(qū)域內(nèi)設(shè)置相當(dāng)數(shù)量的用戶。 n頻率復(fù)用：蜂窩系統(tǒng)的基站任務(wù)頻率，由于傳播損耗提供足夠的隔離度，在相隔一定間隔的另一個(gè)基站可以反復(fù)運(yùn)用同一組任務(wù)頻率，稱為頻率復(fù)用。挪動(dòng)通訊網(wǎng)的根本概念挪動(dòng)通訊

8、網(wǎng)的根本概念n多信道共用和越區(qū)切換：由假設(shè)干無線信道組成的挪動(dòng)通訊系統(tǒng)，為大量的用戶共同運(yùn)用并且仍能滿足效力質(zhì)量的信道利用技術(shù)，稱為多信道共用技術(shù)。n現(xiàn)實(shí)上，不是一切的呼叫都能在一個(gè)蜂窩小區(qū)內(nèi)完成全部接續(xù)業(yè)務(wù)的，為了保證通話的延續(xù)性，當(dāng)正在通話的挪動(dòng)臺(tái)進(jìn)入相鄰無線小區(qū)時(shí)，挪動(dòng)通訊系統(tǒng)必需具備業(yè)務(wù)信道自動(dòng)切換到相鄰小區(qū)基站的越區(qū)切換功能，即切換到新的信道上，從而不中斷通訊過程。挪動(dòng)通訊網(wǎng)的根本概念挪動(dòng)通訊網(wǎng)的根本概念n切換和位置更新：采用蜂窩式組網(wǎng)后，切換技術(shù)就是一個(gè)重要的問題。對(duì)于不同的多址方式，切換技術(shù)也有所不同。位置更新是挪動(dòng)通訊所特有的，由于挪動(dòng)用戶要在挪動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中恣意挪動(dòng)，網(wǎng)絡(luò)需求在任何

9、時(shí)辰聯(lián)絡(luò)到用戶，以有效的管理挪動(dòng)用戶。完成這種功能的技術(shù)稱為挪動(dòng)性管理。挪動(dòng)通訊網(wǎng)的根本組成挪動(dòng)通訊網(wǎng)的根本組成基站BTS移動(dòng)交換機(jī)MSC基站控制器BSC數(shù)據(jù)庫VLR/HLR網(wǎng)絡(luò)管理公共電話網(wǎng)PSTN基站控制器BSC基站BTS基站BTS基站BTS手持機(jī)HSMS移動(dòng)臺(tái)MS移動(dòng)臺(tái)挪動(dòng)通訊網(wǎng)的根本組成挪動(dòng)通訊網(wǎng)的根本組成n挪動(dòng)通訊無線效力區(qū)由許多正六邊形小區(qū)覆蓋而成，呈蜂窩狀，經(jīng)過接口與公眾通訊網(wǎng)PSTN、PSDN互聯(lián)。挪動(dòng)通訊系統(tǒng)包括挪動(dòng)交換子系統(tǒng)SS、操作維護(hù)管理子系統(tǒng)OMS和基站子系統(tǒng)BSS通常包括挪動(dòng)臺(tái)，是一個(gè)完好的信息傳輸實(shí)體。 頻率復(fù)用和蜂窩小區(qū)頻率復(fù)用和蜂窩小區(qū)n挪動(dòng)通訊網(wǎng)的區(qū)域覆蓋方

10、式分為兩類：一類是小容量的大區(qū)制；另一類是大容量的小區(qū)制。n大區(qū)制是指一個(gè)基站覆蓋整個(gè)效力區(qū)。為了增大單基站的效力區(qū)域，天線架設(shè)要高，發(fā)射功率要大。但是這只能保證挪動(dòng)臺(tái)可以接納到基站的信號(hào)。反過來，當(dāng)挪動(dòng)臺(tái)發(fā)射時(shí)，由于遭到挪動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率的限制，就無法保證通訊了。n大區(qū)制只能適用于小容量的通訊網(wǎng)，例如用戶數(shù)在1000以下。這種制式的控制方式簡(jiǎn)單，設(shè)備本錢低，適用于中小城市、工礦區(qū)以及專業(yè)部門，是開展公用挪動(dòng)通訊網(wǎng)可選用的制式。頻率復(fù)用和蜂窩小區(qū)頻率復(fù)用和蜂窩小區(qū)n小區(qū)制挪動(dòng)通訊系統(tǒng)的頻率復(fù)用和覆蓋有兩種：帶狀效力覆蓋區(qū)和面狀效力覆蓋區(qū)。n帶狀效力覆蓋區(qū)雙頻組頻率配置 f1f2f1f2f1f2f1

11、面狀效力覆蓋區(qū)面狀效力覆蓋區(qū)nFrequencyReusePattern of N=4Frequency Reuse Pattern of N=7頻率復(fù)用和蜂窩小區(qū)頻率復(fù)用和蜂窩小區(qū)n實(shí)踐上，由于無線系統(tǒng)覆蓋區(qū)的地形地貌不同，無線電波傳播環(huán)境不同，產(chǎn)生的電波的長(zhǎng)期衰落和短期衰落不同，一個(gè)小區(qū)的實(shí)踐無線覆蓋是一個(gè)不規(guī)那么的外形。n當(dāng)用六邊形來模擬覆蓋范圍時(shí)，基站發(fā)射機(jī)或者安頓在小區(qū)的中心(中心鼓勵(lì)小區(qū))或者安頓在六邊形的頂點(diǎn)之中的三個(gè)上(頂點(diǎn)鼓勵(lì)小區(qū))。頻率復(fù)用和蜂窩小區(qū)頻率復(fù)用和蜂窩小區(qū)n思索一個(gè)共有S個(gè)可用的雙向信道的蜂窩系統(tǒng),假設(shè)每個(gè)小區(qū)都分配K個(gè)信道(kS)，并且S個(gè)信道在N個(gè)小區(qū)中分為

12、各不一樣的、各自獨(dú)立的信道組，而且每個(gè)信道組有一樣的信道數(shù)目，那么可用無線信道的總數(shù)為：n共同運(yùn)用全部可用頻率的N個(gè)小區(qū)叫做一簇。假設(shè)簇在系統(tǒng)中共同復(fù)制了M次，那么信道的總數(shù)C，可以作為容量的一個(gè)度量:n其中，N叫做簇的大小，典型值為4、7或12。NKSMSMKNC切換和位置管理切換和位置管理n信道切換原理：當(dāng)挪動(dòng)用戶處于通話形狀時(shí)，假設(shè)出現(xiàn)用戶從一個(gè)小區(qū)挪動(dòng)到另一個(gè)小區(qū)的情況，為了保證通話的延續(xù)，系統(tǒng)要將對(duì)該MS的銜接控制也從一個(gè)小區(qū)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)小區(qū)。這種將正在處于通話形狀的MS轉(zhuǎn)移到新的業(yè)務(wù)信道上新的小區(qū)的過程稱為“切換Handover。切換和位置管理切換和位置管理 信號(hào)的強(qiáng)度或質(zhì)量下降到

13、由系統(tǒng)規(guī)定的一定參數(shù)以下，此時(shí)挪動(dòng)臺(tái)被切換到信號(hào)強(qiáng)度較強(qiáng)的相鄰小區(qū)。 由于某小區(qū)業(yè)務(wù)信道容量全被占用或幾乎全被占用，這時(shí)挪動(dòng)臺(tái)被切換到業(yè)務(wù)信道容量較空閑的相鄰小區(qū)。 由第一種緣由引起的切換普通由挪動(dòng)臺(tái)發(fā)起，由第二種緣由引起的切換普通由上級(jí)實(shí)體發(fā)起。切換和位置管理切換和位置管理n位置管理：在挪動(dòng)通訊系統(tǒng)中，用戶可以在系統(tǒng)覆蓋范圍內(nèi)恣意挪動(dòng)，為了能把一個(gè)呼叫傳送到隨機(jī)挪動(dòng)的用戶，就必需有一個(gè)高效的位置管理系統(tǒng)來跟蹤用戶的位置變化。n位置管理包括兩個(gè)主要義務(wù)：位置登記和呼叫傳送。位置登記的步驟是在挪動(dòng)臺(tái)的實(shí)時(shí)位置信息知的情況下，更新位置數(shù)據(jù)庫和認(rèn)證挪動(dòng)臺(tái)。呼叫傳送的步驟是在有呼叫給挪動(dòng)臺(tái)的情況下，根

14、據(jù)HLRHome Location Register 歸屬存放器和VLRVisitor Location Register 訪問存放器中可用的位置信息來定位挪動(dòng)臺(tái)。切換和位置管理切換和位置管理n與上述兩個(gè)問題嚴(yán)密相關(guān)的兩個(gè)問題是：n 位置更新Location Update和尋呼Paging。n 位置更新處理問題是挪動(dòng)臺(tái)如何發(fā)現(xiàn)位置變化以及何時(shí)報(bào)告它的當(dāng)前位置。n 尋呼處理的問題是如何有效地確定挪動(dòng)臺(tái)當(dāng)前處于哪一個(gè)小區(qū)。多址接入技術(shù)多址接入技術(shù)n根本概念根本概念n 實(shí)現(xiàn)不同地點(diǎn)、不同用戶接入網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)不同地點(diǎn)、不同用戶接入網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)n多址接入與信道多址接入與信道n信道：傳輸信息的通道信道：傳

15、輸信息的通道n無線信道：無線信道：(f(f，t t，C C，S)S)n分類：分類：n頻分多址頻分多址 (FDMA) (FDMA)，頻道劃分，頻帶獨(dú)享，時(shí)間共享，頻道劃分，頻帶獨(dú)享，時(shí)間共享n時(shí)分多址時(shí)分多址 (TDMA) (TDMA)，時(shí)隙劃分，時(shí)隙獨(dú)占，頻率共享，時(shí)隙劃分，時(shí)隙獨(dú)占，頻率共享n碼分多址碼分多址 (CDMA) (CDMA)，碼型劃分，時(shí)隙，頻率共享，碼型劃分，時(shí)隙，頻率共享n空分多址空分多址 (SDMA) (SDMA)，空間角度劃分，頻率，空間角度劃分，頻率/ /時(shí)隙時(shí)隙/ /碼共享碼共享三種多址技術(shù)的比較三種多址技術(shù)的比較各種系統(tǒng)組網(wǎng)情況各種系統(tǒng)組網(wǎng)情況nTACS系統(tǒng) FDM

16、A/FDDnGSM系統(tǒng) FDMA/TDMA/FDDnIS-95系統(tǒng) FDMA/CDMA/FDDnPHS系統(tǒng) FDMA/TDMA/TDDnWCDMA系統(tǒng) FDMA/CDMA/FDDnTD-SCDMA FDMA/TDMA/CDMA/TDD各種系統(tǒng)各種系統(tǒng)n雙工方式和多址方式要一致思索；n主要多址方式：FDMA、TDMA、CDMA；n窄帶系統(tǒng)采用方式：nFDMA/FDD、TDMA/FDD、TDMA/TDD；n寬帶系統(tǒng)采用方式：nTDMA、CDMA/FDD、TDD；n空分多址SDMA是一種輔助方式。FDMA方式方式nFDMA/FDD系統(tǒng)任務(wù)表示圖FDMA方式方式(續(xù)續(xù))FDMA方式方式(續(xù)續(xù))FDMA

17、方式方式(續(xù)續(xù))n根本概念：每個(gè)用戶占用一個(gè)頻道根本概念：每個(gè)用戶占用一個(gè)頻道n用戶地址：頻道號(hào)用戶地址：頻道號(hào)nFDMA的特點(diǎn)的特點(diǎn)n比較簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)，適用于模擬和數(shù)字通訊比較簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)，適用于模擬和數(shù)字通訊系統(tǒng)系統(tǒng)n是以頻率復(fù)用為根底的蜂窩構(gòu)造，以頻帶劃分是以頻率復(fù)用為根底的蜂窩構(gòu)造，以頻帶劃分各種小區(qū)各種小區(qū)n需求縝密的頻率規(guī)劃，是一個(gè)頻道受限和干擾需求縝密的頻率規(guī)劃，是一個(gè)頻道受限和干擾受限系統(tǒng)受限系統(tǒng)n符號(hào)時(shí)間遠(yuǎn)大于延時(shí)擴(kuò)展，不需求平衡符號(hào)時(shí)間遠(yuǎn)大于延時(shí)擴(kuò)展，不需求平衡n基站是多部不同載波頻率發(fā)射機(jī)同時(shí)任務(wù)基站是多部不同載波頻率發(fā)射機(jī)同時(shí)任務(wù)n不宜在大容量的系統(tǒng)中運(yùn)用不宜在大容

18、量的系統(tǒng)中運(yùn)用FDMA中的干擾問題中的干擾問題n互調(diào)干擾互調(diào)干擾n 概念：指系統(tǒng)內(nèi)由于非線性器件概念：指系統(tǒng)內(nèi)由于非線性器件(功率放大器功率放大器)產(chǎn)生各種組合頻產(chǎn)生各種組合頻率成分落入本頻道接納機(jī)通帶內(nèi)呵斥對(duì)有用信號(hào)的干擾。率成分落入本頻道接納機(jī)通帶內(nèi)呵斥對(duì)有用信號(hào)的干擾。n處理方法：減小產(chǎn)生互調(diào)干擾的條件，盡能夠提高系統(tǒng)的線性程處理方法：減小產(chǎn)生互調(diào)干擾的條件，盡能夠提高系統(tǒng)的線性程度，并選用無互調(diào)的頻率集。度，并選用無互調(diào)的頻率集。(頻率規(guī)劃頻率規(guī)劃)n鄰信道干擾鄰信道干擾n概念：指相鄰信道信號(hào)中存在的寄生輻射落入本頻道帶內(nèi)呵斥對(duì)概念：指相鄰信道信號(hào)中存在的寄生輻射落入本頻道帶內(nèi)呵斥對(duì)有

19、用信號(hào)的干擾有用信號(hào)的干擾n緣由：帶外抑制不夠，非線性器件產(chǎn)生寄生輻射緣由：帶外抑制不夠，非線性器件產(chǎn)生寄生輻射n處理方法：規(guī)定收發(fā)信機(jī)的技術(shù)目的，即規(guī)定發(fā)射機(jī)的寄生輻射處理方法：規(guī)定收發(fā)信機(jī)的技術(shù)目的，即規(guī)定發(fā)射機(jī)的寄生輻射和接納機(jī)的中頻選擇性，還可采用加大頻道間的隔離度和接納機(jī)的中頻選擇性，還可采用加大頻道間的隔離度TDMA方式方式n時(shí)分多址TDMA方式：時(shí)分多址是在一個(gè)寬帶的無線載波上，把時(shí)間分成周期性的幀，每一幀再分割成假設(shè)干時(shí)隙無論幀或時(shí)隙都是互不重疊的，每個(gè)時(shí)隙就是一個(gè)通訊信道，分配給一個(gè)用戶。如以下圖所示，系統(tǒng)根據(jù)一定的時(shí)隙分配原那么，使各個(gè)挪動(dòng)臺(tái)在每幀內(nèi)只能按指定的時(shí)隙向基站發(fā)

20、射信號(hào)突發(fā)信號(hào)，在滿足定時(shí)和同步的條件下，基站可以在各時(shí)隙中接納到各挪動(dòng)臺(tái)的信號(hào)而互不干擾。同時(shí)，基站發(fā)向各個(gè)挪動(dòng)臺(tái)的信號(hào)都按順序安排在預(yù)定的時(shí)隙中傳輸，各挪動(dòng)臺(tái)只需在指定的時(shí)隙內(nèi)接納，就能在合路的信號(hào)TDM信號(hào)中把發(fā)給它的信號(hào)區(qū)分出來。TDMA方式方式TDMA方式方式(續(xù)續(xù))TDMA方式方式(續(xù)續(xù))TDMA方式方式(續(xù)續(xù))n根本概念：基于時(shí)間分割信道n用戶地址：時(shí)隙n引入的概念：時(shí)隙，幀，復(fù)幀，Burst等n特點(diǎn)：n以頻率復(fù)用為根底的蜂窩構(gòu)造，小區(qū)內(nèi)以時(shí)隙分別用戶n每個(gè)時(shí)隙傳輸一路數(shù)字信號(hào)，時(shí)隙動(dòng)態(tài)配置依托軟件n系統(tǒng)需求嚴(yán)厲的系統(tǒng)定時(shí)同步n由于速率較高，往往需求采用平衡器n系統(tǒng)是時(shí)隙受限和干

21、擾受限的TDMA的系統(tǒng)定時(shí)的系統(tǒng)定時(shí)nTDMA系統(tǒng)突發(fā)定時(shí)關(guān)系n挪動(dòng)臺(tái)的挪動(dòng)性導(dǎo)致各挪動(dòng)臺(tái)到基站的間隔不同，因此發(fā)送信號(hào)的延時(shí)也不一樣。導(dǎo)致基站接納的信號(hào)相互交疊，干擾n處理方法：用戶提早發(fā)送n重要問題：系統(tǒng)定時(shí)，維護(hù)時(shí)間和定時(shí)提早量n系統(tǒng)定時(shí)：n全網(wǎng)同步，切換n位/時(shí)隙/幀/復(fù)幀同步n定時(shí)維護(hù)時(shí)間n Guard Periodsn根據(jù)基站覆蓋小區(qū)的半徑和電波傳播時(shí)延確定CDMA 方式方式CDMA 方式方式CDMA 方式方式CDMA特點(diǎn)特點(diǎn)n方法：窄帶調(diào)制信號(hào)與偽隨機(jī)序列PN碼直接相乘直擴(kuò)，或由PN序列控制載波發(fā)射頻率跳頻，到達(dá)展寬頻譜的目的。n性能：n1各用戶運(yùn)用同一頻段，頻譜效率較高；n2具

22、有抗多徑、抗干擾特性；n3采用RAKE接納機(jī)提高抗多徑性能；n4PN碼具有類似噪聲的性能；n5發(fā)射譜密度低，信號(hào)隱蔽?？辗侄嘀房辗侄嘀稴DMA方式方式 空分多址方式就是經(jīng)過空間的分割來區(qū)別不同的用戶。在挪動(dòng)通訊中，能實(shí)現(xiàn)空間分割的根本技術(shù)就是采用自順應(yīng)陣列天線，在不同用戶方向上構(gòu)成不同的波束。圖7.11 SDMA系統(tǒng)的工作示意圖蜂窩挪動(dòng)通訊系統(tǒng)的容量分析蜂窩挪動(dòng)通訊系統(tǒng)的容量分析 蜂窩系統(tǒng)的無線容量可定義為： 信道/小區(qū) 其中：m 是無線容量大小， 分配給系統(tǒng)的總的頻譜， 是信道帶寬，N 是頻率重用的小區(qū)數(shù)。NBBmcttBcB蜂窩挪動(dòng)通訊系統(tǒng)的容量分析蜂窩挪動(dòng)通訊系統(tǒng)的容量分析 實(shí)際上講各種

23、多址接入方式都有一樣的容量。下面列舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子。 個(gè)信道載頻間隔1000)(2525KHZMHZTACS個(gè)信道載頻間隔10008)(20025KHZMHZGSM在實(shí)踐情況下用于挪動(dòng)通訊的三種多址系統(tǒng)并不具有一樣的容量FDMA和和TDMA蜂窩系統(tǒng)的容量蜂窩系統(tǒng)的容量 對(duì)于模擬FDMA系統(tǒng)來說，假設(shè)采用頻率重用的小區(qū)數(shù)為N，根據(jù)對(duì)同頻干擾和系統(tǒng)容量的討論可知，對(duì)于小區(qū)制蜂窩網(wǎng) 即頻率重用的小區(qū)數(shù)N由所需的載干比來決議。那么可求得FDMA的無線容量如下： ICBBmct32ICN32信道/小區(qū) FDMA和和TDMA蜂窩系統(tǒng)的容量蜂窩系統(tǒng)的容量 對(duì)于數(shù)字TDMA系統(tǒng)來說，由于數(shù)字信道所要求的載干比

24、可以比模擬制的小45dB因數(shù)字系統(tǒng)有糾錯(cuò)措施，因此頻率復(fù)用間隔可以在近一些。那么可求得TDMA的無線容量如下： m 是每個(gè)頻道包含的時(shí)隙數(shù)。ICBmBmct32信道/小區(qū)CDMA蜂窩系統(tǒng)的容量蜂窩系統(tǒng)的容量 決議CDMA數(shù)字蜂窩系統(tǒng)容量的主要參數(shù)是：處置增益、 、話音負(fù)載周期、頻率再用效率、以及基站天線扇區(qū)數(shù)。假設(shè)不思索蜂窩系統(tǒng)的特點(diǎn)，只思索普通擴(kuò)頻通訊系統(tǒng)，接納信號(hào)的載干比可以寫成： bbbbRWNEWNERIC000/ NEbCDMA蜂窩系統(tǒng)的容量蜂窩系統(tǒng)的容量 n式中， 是信息的比特能量； 是信息的比特速率； 是干擾的功率譜密度； 是總頻段寬度即CDMA信號(hào)所占的頻譜寬度； 類似于通常所

25、謂的歸一化信噪比，其取值決議于系統(tǒng)對(duì)誤比特率或話音質(zhì)量的要求，并與系統(tǒng)的調(diào)制方式和編碼方案有關(guān)； 是系統(tǒng)的處置增益。 bEbR0NW0/ NEbbRW /CDMA蜂窩系統(tǒng)的容量蜂窩系統(tǒng)的容量 n假設(shè)m個(gè)用戶共用一個(gè)無線信道，顯然每一用戶的信號(hào)都遭到其他m 1個(gè)用戶信號(hào)的干擾。假設(shè)到達(dá)一個(gè)接納機(jī)的信號(hào)強(qiáng)度和各干擾強(qiáng)度都相等，那么載干比為：n 或 n即 11mIC01NERWmbb01NERWmbb信道/小區(qū) CDMA蜂窩系統(tǒng)的容量蜂窩系統(tǒng)的容量 n 假設(shè)把背景熱噪聲思索進(jìn)去，那么可以接入此系統(tǒng)的用戶數(shù)可表示為：n結(jié)果闡明，在誤比特率一定的條件下，降低熱噪聲功率，減小歸一化信噪比，增大系統(tǒng)的處置增

26、益都將有利于提高系統(tǒng)的容量。n CNERWmbb01信道/小區(qū) 三種系統(tǒng)容量的比較三種系統(tǒng)容量的比較n在給定的一個(gè)窄帶碼分系統(tǒng)的頻譜帶寬內(nèi)1.25MHz內(nèi)，將CDMA系統(tǒng)容量與FDMA、TDMA系統(tǒng)容量進(jìn)展比較，結(jié)果如下：n模擬TACS系統(tǒng)，采用FDMA方式n設(shè)：分配給系統(tǒng)的總頻寬=1.25MHzn 信道帶寬=25kHzn 頻率重用的小區(qū)數(shù)N =7n 系統(tǒng)容量 信道/小區(qū) 1 . 77507251025. 13m三種系統(tǒng)容量的比較三種系統(tǒng)容量的比較n數(shù)字GSM系統(tǒng)，采用TDMA方式n設(shè)：分配給系統(tǒng)的總頻寬=1.25MHzn載頻間隔=200kHz,每載頻時(shí)隙數(shù)為8,n頻率重用的小區(qū)數(shù)N =4n系統(tǒng)容量 信道/小區(qū)5 .128001010420081025. 133m三種系統(tǒng)容量的比較三種系統(tǒng)容量的比較n數(shù)字CDMA系統(tǒng)n設(shè)：分配給系統(tǒng)的總頻寬=1.25MHzn話音編碼速率=9.6kbit/s話音占空比d=0.35n扇形分區(qū)系數(shù)G=2.55信n道復(fù)用效率F =0.6n歸一化信噪比=7dBn系統(tǒng)容量 n