移動(dòng)通信現(xiàn)有核心技術(shù)分析及新技術(shù)討論

1、移動(dòng)通信現(xiàn)有核心技術(shù)分析及新技術(shù)討論目錄第1章移動(dòng)通信發(fā)展現(xiàn)狀21.1 概述21.2 第一代（1G）模擬蜂窩移動(dòng)電話系統(tǒng)31.3 第二代（2G）模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)61.3.1 2G移動(dòng)通信系統(tǒng)71.3.2 2.5G移動(dòng)通信系統(tǒng)101.3.3 2.75G移動(dòng)通信系統(tǒng)131.4 第三代（3G）模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)14第2章移動(dòng)通信系統(tǒng)現(xiàn)有核心技術(shù)論述與分析182.1 移動(dòng)通信無線信道模型及信道特性分析182.1.1 大尺度衰落182.1.2 小尺度衰落192.1.3 平坦衰落信道模型matlab仿真分析202.1.4 QPSK信號(hào)在AWGNt道和瑞利信道的BERf生能比較222.2 移動(dòng)通信系統(tǒng)

2、中分集技術(shù)的算法與實(shí)現(xiàn)232.3 移動(dòng)通信系統(tǒng)中均衡技術(shù)的算法與實(shí)現(xiàn)262.3.1 均衡技術(shù)模型262.3.2 自適應(yīng)均衡技術(shù)272.3.3 最小均方誤差算法（LMS）282.3.4 遞歸最小二乘法（RL9292.4 CDMA系統(tǒng)中RAKE接收技術(shù)的算法與實(shí)現(xiàn)302.4.1 RAKE接收機(jī)原理302.4.2 RAKE接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)32第3章移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)展望35總結(jié)：36參考文獻(xiàn)：36第11頁共36頁第1章移動(dòng)通信發(fā)展現(xiàn)狀1.1 概述移動(dòng)通信是指移動(dòng)用戶之間，或移動(dòng)用戶與固定用戶之間的通信。隨著社會(huì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，自20世紀(jì)80年代以來，移動(dòng)通信已成為現(xiàn)代通信手段中一種必不可少并發(fā)展很

3、快的通信手段之一。這種通信能使人們隨時(shí)隨地地、迅速可靠地與通信的另一方進(jìn)行信息交流，其中信息交流已不僅僅是雙方的通話，還包括數(shù)據(jù)、傳真和圖像等通信業(yè)務(wù)。目前由于電子技術(shù)，特別是半導(dǎo)體、集成電路和計(jì)算機(jī)的發(fā)展，移動(dòng)通信得到了迅速的發(fā)展，人們也更有效地利用時(shí)間。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大和對(duì)性能要求的提高，促使移動(dòng)通信在技術(shù)上和理論上向更高水平發(fā)展。與其他通信方式相比，移動(dòng)通信具有以下基本特點(diǎn)：（1）、電波傳播條件惡劣；（2）、具有多普勒效應(yīng)；（3）、干擾嚴(yán)重；（4）、接收設(shè)備動(dòng)態(tài)范圍大；（5）、需要采用位置登記、越區(qū)切換等移動(dòng)性管理技術(shù)；（6）、綜合了各種技術(shù)；（7）、對(duì)設(shè)備要求苛刻等。其工作方式按照用

4、戶的通話狀態(tài)和頻率使用的單工制、半單工制和雙工制三種。隨著電子技術(shù)、集成電路技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和交換技術(shù)的飛速發(fā)展，專用移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與公共移動(dòng)通信系統(tǒng)的越來越相像，其中公共移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要由一個(gè)移動(dòng)交換中心MSC一個(gè)或若干個(gè)歸屬位置寄存器HLR訪問者位置寄存器VLR設(shè)備識(shí)別寄存器EIR、鑒權(quán)中心AuC操作維護(hù)中心OMC基站BS和移動(dòng)臺(tái)MS等功能實(shí)體組成。目前，大容量移動(dòng)通信系統(tǒng)均使用800MHz頻段（CDMA,900MHz頻段（AMPSTACSGSM,并開始使用1800MHz頻段（GSM1800,該頻段用于微蜂窩系統(tǒng)。第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（3G）使用2000Mz頻段。隨著移動(dòng)通

5、信用戶的不斷增加，無線電頻譜將越來越擁擠，未來將進(jìn)一步繼續(xù)往高開拓新頻段。還有，現(xiàn)在用到的移動(dòng)通信系統(tǒng)的多址方式主要有四種：頻分多址（FDMA、時(shí)分多址（TDMA、碼分多址（CDMA和空多址（SDMA為改進(jìn)惡劣無線電傳播環(huán)境中的鏈路性能，常用均衡、分集和信道編碼這三種技術(shù)來改進(jìn)小尺度時(shí)間、空間中接受信號(hào)的質(zhì)量和鏈路性能，且其既可以單獨(dú)使用，又可以組合使用。回顧移動(dòng)通信的發(fā)展歷程，移動(dòng)通信的發(fā)展大致經(jīng)歷了幾個(gè)發(fā)展階段：第一代移動(dòng)通信技術(shù)主要指蜂窩式模擬移動(dòng)通信，技術(shù)特征是蜂窩網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)克服了大區(qū)制容量低、活動(dòng)范圍受限的問題。第二代移動(dòng)通信是蜂窩數(shù)字移動(dòng)通信，使蜂窩系統(tǒng)具有數(shù)字傳輸所能提供的綜合業(yè)務(wù)

6、等種種優(yōu)點(diǎn)。第三代移動(dòng)通信的主要特征是除了能提供第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)所擁有的各種優(yōu)點(diǎn)，克服了其缺點(diǎn)外，還能夠提供寬帶多媒體業(yè)務(wù)，能提供高質(zhì)量的視頻寬帶多媒體綜合業(yè)務(wù)，并能實(shí)現(xiàn)全球漫游。現(xiàn)在用的大多是第二代技術(shù)，第三代技術(shù)還不太成功，但已有了第四代技術(shù)的設(shè)想。而未來第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)（4G）標(biāo)準(zhǔn)將比第三代具有更多的功能。近年來，移動(dòng)通信在全球范圍內(nèi)迅猛發(fā)展，數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化已成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。我國(guó)的移動(dòng)通信業(yè)也改革、重組為動(dòng)力、改善服務(wù)質(zhì)量，加大市場(chǎng)開發(fā)力度，保持了快速健康的發(fā)展勢(shì)頭。1987年以來，我國(guó)移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)業(yè)以年平均增長(zhǎng)80%-100%的速度迅猛發(fā)展。1987年我國(guó)蜂窩移動(dòng)電話僅有320

7、0個(gè)用戶，1999年達(dá)到4324萬戶。這種增長(zhǎng)勢(shì)頭在2010年上半年還得以繼續(xù)保持，2010年上半年新增量相當(dāng)于1599.2萬戶；總規(guī)模達(dá)5928.7萬戶，其中中國(guó)移動(dòng)為4816.7萬戶，中國(guó)聯(lián)愛1112.1萬戶；同時(shí)模擬技術(shù)逐步退出，GSM數(shù)字用戶比重提高到92%;手機(jī)上網(wǎng)業(yè)務(wù)也開局良好。目前，我國(guó)移動(dòng)電話的用戶數(shù)已經(jīng)超過7500萬，成為超過日本僅次于美國(guó)的世界第二大移動(dòng)電話市場(chǎng)。1.2 第一代（1G）模擬蜂窩移動(dòng)電話系統(tǒng)第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)是模擬系統(tǒng)，它的發(fā)展大致分為兩個(gè)階段。第一階段是從20世紀(jì)40年代中期到70年代中期，開始主要提供公用汽車電話業(yè)務(wù)，采用大區(qū)制，可以實(shí)現(xiàn)人工交換與公眾電話

8、網(wǎng)的接續(xù)。60年代中期進(jìn)行自動(dòng)交換與公眾電話網(wǎng)的接續(xù)，并且由于頻率合成器的出現(xiàn)，信道間隔縮小，信道數(shù)目增加。第二階段是從70年代中期到90年代初期，主要是解決用戶增加而頻道有限的情況下，如何提高頻譜利用率的問題，Bell實(shí)驗(yàn)室提出了蜂窩系統(tǒng)概念，進(jìn)而發(fā)展了小區(qū)制大容量系統(tǒng)，典型代表有：美國(guó)的AMPS英國(guó)的TACS北歐的NMT-450/90R德國(guó)的C-450/900、日本的NAMT等。作為最初的模擬、僅限語音的蜂窩電話標(biāo)準(zhǔn)，第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要問題是：各系統(tǒng)間沒有公共接口；頻譜利用率太低；無法與固定網(wǎng)向數(shù)字化推進(jìn)相適應(yīng)；不能漫游等。目前這種模擬蜂窩服務(wù)在許多地方已被淘汰。但其作用在于給人們開

9、辟了移動(dòng)通信的嶄新天地，隨著市場(chǎng)對(duì)移動(dòng)通信容量的巨大需求，新代或更新一代的移動(dòng)通信技術(shù)將不斷地發(fā)展下去。工作原理：第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)，也就是第一代（1G）模擬蜂窩移動(dòng)電話系統(tǒng)，它是采用模擬蜂窩制式通過模擬網(wǎng)進(jìn)行移動(dòng)電話通訊的系統(tǒng)。其中模擬網(wǎng)是采用的是頻分多址（FDMA通信原理對(duì)信號(hào)進(jìn)行模擬方式調(diào)制。目前這種網(wǎng)使用的頻段為移動(dòng)通信規(guī)定的頻段：905915MHZ,其中每25KHz為個(gè)信道，支持一對(duì)用戶通話。其頻分多址（FDMA通信原理圖如下：25kH2890.0125935.0375935+0125904,9875基站發(fā)（移動(dòng)臺(tái)收）890.0375V移動(dòng)臺(tái)發(fā)基站收由于模擬網(wǎng)信號(hào)失真度小，因而音質(zhì)可

10、與有限電話相比，且由于建設(shè)較早，覆蓋完善，在我國(guó)大部分縣級(jí)城市均有覆蓋。但模擬網(wǎng)的缺點(diǎn)是其信道數(shù)量相對(duì)較少，不足以滿足越來越多的人們需要，而且保密性差。關(guān)鍵技術(shù)：第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)采用核心技術(shù)為：頻率再利用技術(shù)（蜂窩技術(shù)）、越區(qū)切換技術(shù)、移動(dòng)臺(tái)載波頻率靈活可控的窄帶模擬調(diào)頻技術(shù)等。（1）頻率再利用技術(shù)（蜂窩技術(shù)）我們都知道，模擬系統(tǒng)每個(gè)用戶都分配一定的頻率，通過不同的頻率來識(shí)別用戶，但是對(duì)于系統(tǒng)來說，可利用的頻率資源不多。為了有效地提高頻譜利用率，第一代移動(dòng)通訊系統(tǒng)中模擬通信網(wǎng)絡(luò)由大區(qū)制到蜂窩體系進(jìn)行演進(jìn)。大區(qū)制也稱為集群通信，是指在一個(gè)服務(wù)區(qū)域（如一個(gè)城市）內(nèi)只有一個(gè)或幾個(gè)基站（basest

11、ation,BS）,直接負(fù)責(zé)所有用戶終端與中心的聯(lián)絡(luò)與控制。大區(qū)制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于:基礎(chǔ)建設(shè)成本低，只需要很少量的基礎(chǔ)設(shè)備；網(wǎng)絡(luò)管理簡(jiǎn)單，僅在幾個(gè)基站間進(jìn)行協(xié)調(diào)通信。但是其缺點(diǎn)是顯而易見的，在大區(qū)制移動(dòng)通信系統(tǒng)中，因基站少，處理速度慢，為了避免不同用戶終端之間的干擾，造成頻譜利用率及通信容量受到極大限制，系統(tǒng)所能容納的總用戶數(shù)量較少。為了解決這些問題，第一代移動(dòng)通訊系統(tǒng)改用了蜂窩系統(tǒng)技術(shù)，如下圖，利用蜂窩結(jié)構(gòu)對(duì)空間的有效利用性，模仿蜂窩的正六邊形結(jié)構(gòu)特征將覆蓋范圍劃分成多個(gè)更小的單元，與大區(qū)制同樣的原理只須保證每個(gè)小區(qū)內(nèi)及相鄰小區(qū)的頻率不重復(fù)使用，所以在更短的距離內(nèi)就可以實(shí)現(xiàn)頻率的復(fù)用，從而大大

12、提高了頻譜利用率，通過適當(dāng)?shù)念l率復(fù)用規(guī)劃、小區(qū)規(guī)劃和頻分復(fù)用技術(shù)提高整個(gè)系統(tǒng)的容量。模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)也由移動(dòng)電話交換局（MTSO）基站（BS）和移動(dòng)臺(tái)（MS）3大部分組成。其中，移動(dòng)電話交換局與基站之間一般通過有線線路連接：基站與移動(dòng)臺(tái)之間由無線鏈路通過空中接口相連。蜂窩技術(shù)又包括宏蜂窩技術(shù)和微蜂窩技術(shù)。在蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中，運(yùn)營(yíng)初期的主要目標(biāo)是建設(shè)大型的宏蜂窩小區(qū)，取得盡可能大的地域覆蓋率，宏蜂窩每小區(qū)的覆蓋半徑大多為1km-25kmi基站天線盡可能做得很高。在實(shí)際的宏蜂窩內(nèi)，通常存在著兩種特殊的微小區(qū)域。一是“盲點(diǎn)”，由于電波在傳播過程中遇到障礙物而造成的陰影區(qū)域，該區(qū)域通信質(zhì)量嚴(yán)重低

13、劣；二是“熱點(diǎn)”，由于空問業(yè)務(wù)負(fù)荷的不均勻分布而形成的業(yè)務(wù)繁忙區(qū)域，它支持宏蜂窩中的大部分業(yè)務(wù)。與宏蜂窩技術(shù)相比，微蜂窩技術(shù)具有覆蓋范圍小、傳輸功率低以及安裝方便靈活等，該小區(qū)的覆蓋半徑為30m-300m,基站天線低于屋頂高度，傳播主要沿著街道的視線進(jìn)行，信號(hào)在樓頂?shù)男孤缎?。因此，微蜂窩可以作為宏蜂窩的補(bǔ)充和延伸。(2)越區(qū)切換技術(shù)當(dāng)移動(dòng)臺(tái)從一個(gè)小區(qū)(指基站或者基站的覆蓋范圍)移動(dòng)到另一個(gè)小區(qū)時(shí)，為了保持移動(dòng)用戶的不中斷通信需要進(jìn)行的信道切換稱為越區(qū)切換。在蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)中，切換是保證移動(dòng)用戶在移動(dòng)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)不間斷通信；切換也是為了在移動(dòng)臺(tái)與網(wǎng)絡(luò)之間保持一個(gè)可以接受的通信質(zhì)量，防止通信中斷，這

14、是適應(yīng)移動(dòng)衰落信道特性的必不可少的措施。如下圖，移動(dòng)臺(tái)(汽車)由蜂窩A到蜂窩B,其中經(jīng)歷時(shí)間1、2和3時(shí)間段，在越區(qū)切換過程中，由移動(dòng)交換中心控制斷開蜂窩A與移動(dòng)臺(tái)的連接并接上蜂窩B與移動(dòng)臺(tái)的連接。當(dāng)移動(dòng)單元從蜂窩B越區(qū)到蜂窩A時(shí)，切換在移動(dòng)交換中心的控制下進(jìn)行蜂窩A時(shí)間1時(shí)間2V時(shí)間3蜂窩B移動(dòng)交換中心工、(3)移動(dòng)臺(tái)載波頻率靈活可控的窄帶模擬調(diào)頻技術(shù)FM調(diào)頻)在實(shí)際通信中的應(yīng)用非常廣泛，高保真音樂廣播、電視伴音信號(hào)傳輸、蜂窩電話以及衛(wèi)星通信等。與幅度調(diào)制相比，F(xiàn)M可以獲得較高的抗噪聲性能。窄帶調(diào)頻(Narrow-BandFM)就是FM中的一種特殊情況。其簡(jiǎn)單基本原理如將輸入的NBFMS號(hào)簡(jiǎn)

15、單表示為一般角度調(diào)制信號(hào)的形式：S(f)=Acom叫上+g(力則通過上述相移網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的另一路信號(hào)為：(8)Sq()=GAsinll+fU)+Qd.，)式中：系數(shù)C1,C2由電路參數(shù)確定。兩路信號(hào)經(jīng)過乘法器后的輸出為：SqutCOnyGAMsinCG筆幻+I（U出口2理工+2平+Ct（9）其中，后一個(gè)頻率分量中的和項(xiàng)可用LP（低通濾波器）濾除，故輸出可化簡(jiǎn)為：s0VrS=A4Of乙uf-*C|t?；A2XpjT（t）（10）M式中：f（t）為調(diào)制信號(hào)。另外，要得到式（10）的近似結(jié)果，還要求系數(shù)C2足夠小。系統(tǒng)性能：1G系統(tǒng)性能參數(shù)：多址方式：FDMA雙工方式：FDD話音傳輸方式：模擬窄帶調(diào)頻，

16、無數(shù)字化（信源編碼）信令傳輸方式：數(shù)字信令，F(xiàn)SK工作頻段：800MHz-900MHz發(fā)射功率：BS:25-100W;MS:3-15W信道帶寬：12.5kHz-30kHz頻率再用程度：每區(qū)群小區(qū)數(shù)：7-12小區(qū)最小半徑：2-20km通信（電話）容量：信道總數(shù)；每小區(qū)可用信道數(shù)；單位面積可用信道數(shù)由其性能參數(shù)可得，第一代（1G）模擬蜂窩移動(dòng)電話系統(tǒng)的能力與不足：可實(shí)現(xiàn)小區(qū)內(nèi)、小區(qū)間、移動(dòng)電話交換局間移動(dòng)電話接續(xù)、雙向通話；可實(shí)現(xiàn)移動(dòng)電話與固定電話間接續(xù)、雙向通話；系統(tǒng)間兼容性差，不便于國(guó)際漫游；系統(tǒng)保密性差，易被監(jiān)聽、非法并機(jī)；不便于推廣其它增值數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；頻率再利用率較低，系統(tǒng)容量偏低；限制系統(tǒng)

17、容量的主要因素：同道干擾，互調(diào)干擾；模擬技術(shù)，不便于大規(guī)模集成，信道化收發(fā)，載波數(shù)量眾多；移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率較大。1.3第二代（2G）模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)與第一代模擬蜂窩移動(dòng)通信相比，第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)采用了數(shù)字化，具有保密性強(qiáng)，頻譜利用率高，能提供豐富的業(yè)務(wù)，標(biāo)準(zhǔn)化程度高等特點(diǎn)，使得移動(dòng)通信得到了空前的發(fā)展，從過去的補(bǔ)充地位躍居通信的主導(dǎo)地位。我國(guó)目前應(yīng)用的第二代蜂窩系統(tǒng)為歐洲的GSM8統(tǒng)以及北美的窄帶CDMA（統(tǒng)。第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)在系統(tǒng)構(gòu)成上與第一代模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)無多大差別。不同的是，它在幾個(gè)方面，如多址方式、調(diào)制技術(shù)、話音編碼、信道編碼、分集技術(shù)等采用了數(shù)字技術(shù)。2G系統(tǒng)主要采用數(shù)字的時(shí)

18、分多址(timedivisionmultipleaccess,TDMA和CDM腋術(shù)，提供數(shù)字化的話音業(yè)務(wù)及低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。它克服了模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)的弱點(diǎn)。話音質(zhì)量、保密性能得到很大的提高，并可進(jìn)行省內(nèi)、省際自動(dòng)漫游。針對(duì)2G系統(tǒng)在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)上的弱點(diǎn)，2.5G系統(tǒng)通過在ZG網(wǎng)絡(luò)中添加分組交換控制功能，可為用戶提供一定速率的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，從而成為介于2G和3G系統(tǒng)的過渡類型，2.5G的GPRS(統(tǒng)在GSMR統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了分組控制單元、服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)GPRSC持節(jié)點(diǎn)等網(wǎng)元設(shè)各。具有代表性的2.5G系統(tǒng)有基于GSM的GPRSK統(tǒng)和基于CDMA9的CDMA20001煉統(tǒng)。為解決GPRS勺實(shí)際速率

19、往往只有10Kb/s左右的問題，EDGEenhanceddatarateforGSMevolution)被提出并用來提升GPRS3絡(luò)的數(shù)據(jù)交換能力，它實(shí)際速率可以達(dá)到80130Kb/s,最高理論速率則可以達(dá)到384Kb/s,因此又被人們稱為2.75G系統(tǒng)。1.3.1 2G移動(dòng)通信系統(tǒng)第二代移動(dòng)通信技術(shù)基本可被切為兩種，一種是基于TDM所發(fā)展出來的以GSMfc代表，另一種則是CDM覦格，復(fù)用(Multiplexing)形式的一種。主要的第二代手機(jī)通訊技術(shù)規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)有：GSM基于TDMAT發(fā)展、源于歐洲、目前已全球化。IDEN:基于TDMAf發(fā)展、美國(guó)獨(dú)有的系統(tǒng)。被美國(guó)電信系統(tǒng)商N(yùn)extell使用。

20、IS-136(也叫做D-AMPS:基于TDMAT發(fā)展，是美國(guó)最簡(jiǎn)單的TDMAK統(tǒng)，用于美洲。IS-95(也叫做cdmaOne:基于CDMAT發(fā)展、是美國(guó)最簡(jiǎn)單的CDMAI統(tǒng)、用于美洲和亞洲一些國(guó)家。PDQPersonalDigitalCellular):基于TDMAf發(fā)展，僅在日本普及。下面我所講的主要是第二代移動(dòng)通信技術(shù)GSM全名為:GlobalSystemforMobileCommunications,中文為全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)，起源于歐洲的移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是第二代移動(dòng)通信技術(shù)，具開發(fā)目的是讓全球各地可以共同使用一個(gè)移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，讓用戶使用一部手機(jī)就能行遍全球。工作原理：GSMS統(tǒng)組成被

21、分成三個(gè)子系統(tǒng)：網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)(NetworkSwitchingSubsystemNSS);基站子系統(tǒng)(BaseStationSubsystemBSS);網(wǎng)絡(luò)管理子系統(tǒng)(NetworkManagementSubsystemNMS),網(wǎng)絡(luò)管理子系統(tǒng)(NMS又叫操作與維護(hù)中心(OMC-Operation&MaintenanceCenter)。網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)NSS是整個(gè)GSM8統(tǒng)的核心、。它對(duì)GSMS動(dòng)用戶之間及移動(dòng)用戶與其它通信網(wǎng)用戶之間通信起著交換連接與管理的功能?；咀酉到y(tǒng)BSS是GSMK統(tǒng)中與無線蜂窩方面關(guān)系最直接的基本組成部分，它通過無線接口直接與移動(dòng)臺(tái)相連負(fù)責(zé)無線信息的發(fā)送接收，無線資源管理

22、及功率控制等，同時(shí)它與NSSffi連實(shí)現(xiàn)移動(dòng)用戶間或移動(dòng)用戶與固定網(wǎng)絡(luò)用戶之間的通信連接，傳送系統(tǒng)信息和用戶信息等。網(wǎng)絡(luò)管理子系統(tǒng)NM顫責(zé)NSS和BSS系統(tǒng)的維護(hù)管理工作關(guān)鍵技術(shù)：（1）工作頻段的分配我國(guó)陸地公用蜂窩數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)GSMS信系統(tǒng)采用900MH顏段：890915（移動(dòng)臺(tái)發(fā)、基站收）935960（基站發(fā)、移動(dòng)臺(tái)收）雙工間隔為45MHz工作帶寬為25MHz載頻間隔為200kHz。隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，可視需要向下擴(kuò)展，或向1.8GHz頻段的GSM1800t渡，即1800MH顏段：17101785（移動(dòng)臺(tái)發(fā)、基站收）18051880（基站發(fā)、移動(dòng)臺(tái)收）雙工間隔為95MHz工作帶寬為75MHz

23、載頻間隔為200kHz。頻道間隔：相鄰兩頻道間隔為200kHzo每個(gè)頻道采用時(shí)分多址接入（TDMA方式，分為8個(gè)時(shí)隙，即8個(gè)信道（全速率）。每信道占用帶寬200kHz/8=25kHz。將來GS麻用半速率話音編碼后，每個(gè)頻道可容納16個(gè)半速率信道。（2）多址方案GSM!信系統(tǒng)采用的多址技術(shù)：頻分多址（FDMA和時(shí)分多址（TDMA結(jié)合，還加上碼多分址（CDMA和跳頻技術(shù)。其中，時(shí)分多址（TDMATimeDivisionMultipleAccess）就是一個(gè)信道由一連串周期性的時(shí)隙構(gòu)成。不同信號(hào)的能量被分配到不同的時(shí)隙里，利用定時(shí)選通來限制鄰近信道的干擾，從而只讓在規(guī)定時(shí)隙中有用的信號(hào)能量通過。獨(dú)時(shí)

24、隙6ddr577|is時(shí)間碼多分址（CDMACodeDivisionMultipleAccess）就是每一個(gè)信號(hào)被分配一個(gè)偽隨機(jī)二進(jìn)制序列進(jìn)行擴(kuò)頻，不同信號(hào)的能量被分配到不同的偽隨機(jī)序列里。在接收機(jī)里，信號(hào)用相關(guān)器加以分離，這種相關(guān)器只接收選定的二進(jìn)制序列并壓縮其頻譜，凡不符合該用戶二進(jìn)制序列的信號(hào)，其帶寬就不被壓縮。結(jié)果只有有用信號(hào)的信息才被識(shí)別和提取出來。還有跳頻技術(shù)。跳頻是指載波頻率在很寬頻率范圍內(nèi)按某種圖案（序列）進(jìn)行跳變。GS陳用每幀改變頻率的方法，即每隔4.615ms改變載波頻率，亦即跳頻速率為1/4.615ms=217跳/秒。由于瑞利衰落的衰落谷點(diǎn)隨頻率不同而發(fā)生在不同地點(diǎn)，因此

25、，使載頻在幾個(gè)頻率點(diǎn)上變化（跳頻），可減少信息損失，然后通過復(fù)雜的信息處理過程重新恢復(fù)全部信息。跳頻是靠躲避干擾來獲得抗干擾能力的。跳頻只對(duì)慢速移動(dòng)用戶有好處，其得益約為1-4dB（當(dāng)無天線分集時(shí)，最多可達(dá)4dB,當(dāng)有二重分集時(shí)，最多可有2.5dB）。但是，當(dāng)一個(gè)基站或小區(qū)只有2個(gè)載波時(shí)，不能獲得跳頻增益。下圖是GSM（統(tǒng)的跳頻示意圖（3）無線接口管理在GSMS信系統(tǒng)中，可用無線信道數(shù)遠(yuǎn)小于潛在用戶數(shù)，雙向通信的信道只能在需要時(shí)才分配。這與標(biāo)準(zhǔn)電話網(wǎng)有很大的區(qū)別，在電話網(wǎng)中無論有無呼叫，每個(gè)終端都與一個(gè)交換機(jī)相連。在移動(dòng)網(wǎng)中，需要根據(jù)用戶的呼叫動(dòng)態(tài)地分配和釋放無線信道。不論是移動(dòng)臺(tái)發(fā)出的呼叫，

26、還是發(fā)往移動(dòng)臺(tái)的呼叫，其建立過程都要求用專門方法使移動(dòng)臺(tái)接入系統(tǒng)，從而獲得一條信道。在GSW,這個(gè)接入過程是在一條專用的移動(dòng)臺(tái)-基站信道上實(shí)現(xiàn)的。這個(gè)信道與用于傳送尋呼信息的基站一一移動(dòng)臺(tái)信道一起稱為GSM勺公用信道，因?yàn)樗瑫r(shí)攜帶發(fā)自/發(fā)往許多移動(dòng)臺(tái)的信息。相反地,在一定時(shí)間內(nèi)分配給一單獨(dú)移動(dòng)臺(tái)的信道稱作專用信道。由于這種區(qū)別，可以定義移動(dòng)臺(tái)的兩種宏?duì)顟B(tài)：（1）空閑模式：移動(dòng)臺(tái)在偵聽廣播信道，此時(shí)它不占用任一信道。（2）專用模式：一條雙向信道分配給需要通信的移動(dòng)臺(tái)，使它可以利用基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行雙向點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。接入過程使移動(dòng)臺(tái)從空閑模式轉(zhuǎn)到專用模式。系統(tǒng)性能：性能參數(shù)：第二代（2G）數(shù)字蜂窩移動(dòng)通

27、信系統(tǒng)-TDMA?多址方式：TDMA/FDMA?雙工方式：FDD?典型制式：GSM;D-AMPS（IS-54/IS-136）;JDC?話音傳輸方式：數(shù)字話音，語音壓縮（信源編碼）：6.5kbit/s-13kbit/s?信令傳輸方式：數(shù)字信令，復(fù)雜的控制信道?發(fā)射功率：BS25-320W;MS:0.25-20W?等效信道帶寬：8.33kHz-25kHz?數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)：每信道最大速率9.6kbit/s?頻率再用程度：每區(qū)群小區(qū)數(shù)：3-7?小區(qū)半徑：0.5km-35km?通信（電話）容量：信道總數(shù)；每小區(qū)可用信道數(shù)；單位面積可用信道數(shù)?抗干擾措施：信道編碼；數(shù)據(jù)交織；天線分集；自適應(yīng)均衡；慢速跳頻；扇區(qū)

28、?安全措施：鑒權(quán)、加密其能力與不足：可實(shí)現(xiàn)扇區(qū)內(nèi)、小區(qū)內(nèi)、小區(qū)間、移動(dòng)電話交換局間移動(dòng)電話接續(xù)、雙向通話；可實(shí)現(xiàn)移動(dòng)電話與固定電話間接續(xù)、雙向通話；可提供最大每信道9.6kbit/s數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（電路交換）相同制式可提供國(guó)際漫游服務(wù)；系統(tǒng)安全性好：不易被監(jiān)聽、非法并機(jī)；系統(tǒng)管理靈活能夠推廣其它增值數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，但采用電路交換方式（信道統(tǒng)計(jì)利用率低），速率低頻率利用率有提高，頻率再用程度有提高，系統(tǒng)容有提高；限制系統(tǒng)容量的主要因素：同道干擾數(shù)字技術(shù)，便于大規(guī)模集成，成本可降低；移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率較大。1.3.22.5G移動(dòng)通信系統(tǒng)2.5G是一種介于2G和3G之間的無線技術(shù)，是移動(dòng)服務(wù)目前所處的階段，2.5G

29、功能通常與GPRSJ術(shù)有關(guān)。較2G服務(wù)，2.5G無線技術(shù)可以提供更高的速率和更多的功能。GShM基于電路交換、提供以話音為主的電路交換業(yè)務(wù)，能提供9.6kbps的數(shù)據(jù)服務(wù)。GSM+WAP承載是電路交換（CSD方式，CSDT式數(shù)據(jù)與話音不能同時(shí)進(jìn)行，在收費(fèi)模式上也是按照時(shí)長(zhǎng)來收費(fèi)。而HSCS%速電路交換數(shù)據(jù)HighSpeedCircuitSwitchingData）是利用當(dāng)前的GSMU術(shù)稍加改進(jìn)而成的，它可以把一個(gè)數(shù)據(jù)流復(fù)用到8個(gè)無線信道上，從而使數(shù)據(jù)速率提高到64kbps0HSCS虱有和GS酸據(jù)業(yè)務(wù)相同的缺點(diǎn)，就是采用電路交換。它唯一的優(yōu)勢(shì)就在于適當(dāng)提高了數(shù)據(jù)傳輸速率。盡管HSCSDt網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

30、上便宜一些，但是HSCSD對(duì)無線資源的利用率不高，并不適應(yīng)移動(dòng)通信的發(fā)展要求，隨著GPRS(GeneralPacketRadioService)的不斷實(shí)用化，HSCSD,經(jīng)不可能走得太遠(yuǎn)。工作原理：GPRS(GeneralPacketRadioService)在GSM的基礎(chǔ)上，引入了無線分組交換技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶共享同一無線信道，提高了無線資源的統(tǒng)計(jì)利用率。實(shí)現(xiàn)了一個(gè)用戶可同時(shí)使用多至8個(gè)無線信道，提高用戶的數(shù)據(jù)傳輸速率，并可隨時(shí)接人和發(fā)送分組數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)“永遠(yuǎn)在線”。由于建立新的連接幾乎無需任何時(shí)間(即無需為每次數(shù)據(jù)的訪問建立呼叫連接)，因而隨時(shí)都可與網(wǎng)絡(luò)保持聯(lián)系。并且，GPRSE一定程度上實(shí)

31、現(xiàn)了移動(dòng)IP業(yè)務(wù)，但此時(shí)的話音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是分開交換的。下圖為2.5G移動(dòng)通信GPRS3絡(luò)：關(guān)鍵技術(shù)：(1)分組技術(shù)無線分組交換技術(shù)，它能實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶共享同一無線信道，提高了無線資源的統(tǒng)計(jì)利用率。分組交換技術(shù)不僅在網(wǎng)絡(luò)資源的利用率上較電路交換有了很大的提高，而且使GPRST以同時(shí)進(jìn)行語音與數(shù)據(jù)的傳遞，并且計(jì)費(fèi)可以完全按照產(chǎn)生的流量來統(tǒng)計(jì)。(2)高速電路交換數(shù)據(jù)服務(wù)這是GSM絡(luò)的升級(jí)版本，HSCSD(HighSpeedCircuitSwitchedData)能夠透過多重時(shí)分同時(shí)進(jìn)行傳輸，而不是只有單一時(shí)分而已，因此能夠?qū)鬏斔俣却蠓嵘狡匠５亩寥?。目前新加坡M1與新加坡電訊的移動(dòng)電話都采

32、用HSCSD(統(tǒng)，其傳輸速度能夠達(dá)到57.6kbps。(3)整合封包無線服務(wù)GPRS(GeneralPacketRadioSystem)是封包交換數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。由于具備立即聯(lián)機(jī)的特性，對(duì)于使用者而言，可說是隨時(shí)都在上線的狀態(tài)。GPR服術(shù)也讓服務(wù)業(yè)者能夠依據(jù)數(shù)據(jù)傳輸量來收費(fèi)，而不是單純的以聯(lián)機(jī)時(shí)間計(jì)費(fèi)。這項(xiàng)技術(shù)系與GS颯絡(luò)配合，傳輸速度可以達(dá)到115kbps。(4)全球增強(qiáng)型數(shù)據(jù)提升率完全以目前的GSM標(biāo)準(zhǔn)為架構(gòu)，EDGE(EnhancedDataratesforGlobalEvolution)不但能夠?qū)PRS勺功能發(fā)揮到極限，還可以透過目前的無線網(wǎng)絡(luò)提供寬頻多媒體的服務(wù)。EDGE勺傳輸速度

33、可以達(dá)到384kbps,可以應(yīng)用在諸如無線多媒體、電子郵件、網(wǎng)絡(luò)信息娛樂以及電視會(huì)議上。(5)無線應(yīng)用通訊協(xié)議WAP(WirelessApplicationProtocol)是移動(dòng)通信與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的第一階段性產(chǎn)物。這項(xiàng)技術(shù)讓使用者可以用手機(jī)之類的無線裝置上網(wǎng)，透過小型屏幕遨游在各個(gè)網(wǎng)站之間。而這些網(wǎng)站也必須以WM4線標(biāo)記語言)編寫，相當(dāng)于國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)上的HTML超文件標(biāo)記語言)。(6)藍(lán)牙藍(lán)牙是一種短距的無線通訊技術(shù)，電子裝置彼此可以透過藍(lán)牙而連接起來，傳統(tǒng)的電線在這里就毫無用武之地了。透過芯片上的無線接收器，配有藍(lán)牙技術(shù)的電子產(chǎn)品能夠在十公尺的距離內(nèi)彼此相通，傳輸速度可以達(dá)到每秒鐘1兆字節(jié)。以

34、往紅外線接口的傳輸技術(shù)需要電子裝置在視線之內(nèi)的距離，而現(xiàn)在有了藍(lán)牙技術(shù)，這樣的麻煩也可以免除了。(7)EPOC由Symbian所開發(fā)的EPOCg一種能夠讓移動(dòng)電話搖身一變成為無線信息裝置(例如智能電話)的操作系統(tǒng)，滿足使用者對(duì)于數(shù)據(jù)的需求。它支持信息傳送、網(wǎng)頁瀏覽、辦公室作業(yè)、公用事業(yè)以及個(gè)人信息管理(PIM)的應(yīng)用，也有軟件可以和個(gè)人計(jì)算機(jī)與服務(wù)器作同步的溝通。性能應(yīng)用：(1)GPR即的WA曲用GPRSfWAFffi合是當(dāng)前令“手機(jī)上網(wǎng)”邁上新臺(tái)階的最佳實(shí)施方案：GPRS是強(qiáng)大的底層傳輸，WAPU作為高層應(yīng)用，如果把WAP：匕作飛馳的車輛，那么GPRS就是寬闊暢通的高速公路，任您在無線的信息

35、世界中隨意馳騁。(2)設(shè)備上的應(yīng)用GPRS可以在除蜂窩電話之外的多種設(shè)備中得以實(shí)現(xiàn)，包括膝上型電腦的PCMCIA調(diào)制解調(diào)器、個(gè)人數(shù)字助理的擴(kuò)展模塊和手提式電腦。當(dāng)前流行的手提式E-mail設(shè)備BlackBerry(黑莓)的制造商ResearchinMotion(RIM)于一個(gè)稱為MicrocellTelecommunications的GS啾應(yīng)商合作，研究如何將GPR即于其他無線系統(tǒng)消息的傳送。(3)GPRSlk務(wù)應(yīng)用在2000年初開啟的通用分組無線業(yè)務(wù)GPRS作為邁向第三代個(gè)人多媒體業(yè)務(wù)的重要里程碑，將使移動(dòng)通信與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)合二為一，使IP業(yè)務(wù)得以引入廣闊的移動(dòng)市場(chǎng)。以GPR效技術(shù)支撐，可實(shí)現(xiàn)諸

36、如：電子郵件、電子商務(wù)、移動(dòng)辦公、網(wǎng)上聊天、基于WAP勺信息瀏覽、互動(dòng)游戲、FLASHB面、多和弦鈴聲、PDA終端接入、綜合定位技術(shù)等。1.3.32.75G移動(dòng)通信系統(tǒng)2.75G移動(dòng)通信系統(tǒng)，也就是EDGE英文EnhancedDataRateforGSMEvolution的縮寫，即增強(qiáng)型數(shù)據(jù)速率GSMW進(jìn)技術(shù)。工作原理：EDGE1一種從GSMliJ3G的過渡技術(shù)，它主要是在GSMK統(tǒng)中采用了一種新的調(diào)制方法，即最先進(jìn)的多時(shí)隙操作和8PSKM制技術(shù)。由于8PSKM將現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)采用的GMS調(diào)制技術(shù)的彳S號(hào)空間從2擴(kuò)展到8,從而使每個(gè)符號(hào)所包含的信息是原來的4倍。EDGE乍為GPRSa第三代移動(dòng)

37、通信的過渡性技術(shù)方案，主要原因是這種技術(shù)能夠充分利用現(xiàn)有的GSMS源。因?yàn)樗瞬捎矛F(xiàn)有的GSM率外，同時(shí)還利用了大部分現(xiàn)有的GS根備，而只需對(duì)網(wǎng)絡(luò)軟件及硬件做一些較小的改動(dòng)，就能夠使運(yùn)營(yíng)商向移動(dòng)用戶提供諸如互聯(lián)網(wǎng)瀏覽、視頻電話會(huì)議和高速電子郵件傳輸?shù)葻o線多媒體服務(wù)，即在第三代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)商業(yè)化之前提前為用戶提供個(gè)人多媒體通信業(yè)務(wù)。EDG刖然是電路交換和分組交換并存，即話音業(yè)務(wù)基于電路交換，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)基于分組交換。現(xiàn)有的BSS基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)能用來提供EDGE但是，因?yàn)椴捎昧诵碌恼{(diào)制技術(shù)，要求有新一代的收發(fā)信機(jī)，因此對(duì)設(shè)備的更新較大。關(guān)鍵技術(shù)：作為介于現(xiàn)有第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)與第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)之間的一種過渡

38、性數(shù)據(jù)通信技術(shù)，EDGE(EnhancedDatarateforGSMEvolution)技術(shù)能夠大大提高現(xiàn)有GSM絡(luò)的數(shù)據(jù)服務(wù)速率。但要想充分發(fā)揮EDGE勺速率優(yōu)勢(shì)，運(yùn)營(yíng)商必須要對(duì)現(xiàn)有的GSM8統(tǒng)結(jié)構(gòu)和所有設(shè)備進(jìn)行修改。EDGE勺技術(shù)不同于GSM勺優(yōu)勢(shì)在于：(1)8PSK空中接口模式(2)增強(qiáng)型的AMR碼方式(3)MCS19九種信道編碼方式鏈路自適應(yīng)(5)遞增冗余傳輸(6)RLC窗口大小自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)性能：EDGE是一種能夠進(jìn)一步提高移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸速率和從GSM向3G過渡中的重要技術(shù)。它在接入業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面所具有以下特性：(1)帶寬得到明顯提高，單點(diǎn)接入速率峰值為2Mbit/s,單時(shí)隙信

39、道的速率可達(dá)到48kbit/s,從而使移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸速率在峰值可以達(dá)到384kbit/s,這為移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)提供了基礎(chǔ)。更為精準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)層提供位置服務(wù)。(3)EDGE不改變GSM或GPRS網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，也不引入新的網(wǎng)絡(luò)單元，只是對(duì)BTS進(jìn)行升級(jí)。核心網(wǎng)絡(luò)采用3層模型：業(yè)務(wù)應(yīng)用層、通信控制層和通信連接層，各層之間的接口應(yīng)是標(biāo)準(zhǔn)化的。（5）引入了媒體網(wǎng)關(guān)（MGW）。（6）EDGE的速率高接口總速率提高等等。1.4第三代（3G）模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)第三代移動(dòng)通信技術(shù)，簡(jiǎn)稱3G全稱為3rdGeneration,中文含義就是指第三代數(shù)字通信。1995年問世的第一代模擬制式手機(jī)（10只能進(jìn)行語音通話；

40、1996到1997年出現(xiàn)的第二代GSMTDM用數(shù)字制式手機(jī)（20便增加了接收數(shù)據(jù)的功能，如接受電子郵件或網(wǎng)頁;第三代與前兩代的主要區(qū)別是在傳輸聲音和數(shù)據(jù)的速度上的提升，它能夠要能在全球范圍內(nèi)更好地實(shí)現(xiàn)無縫漫游，并處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，提供包括網(wǎng)頁瀏覽、電話會(huì)議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)，同時(shí)也要考慮與已有第二代系統(tǒng)的良好兼容性。3G服務(wù)能夠同時(shí)傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，速率一般在幾百kbps以上。目前3G存在四種標(biāo)準(zhǔn)：CDMA2000WCDMATD-SCDMAWiMAX工作原理：第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（IMT-2000）,在第二代移動(dòng)通信技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)一步演進(jìn)的以寬帶CDM腋術(shù)為主，并能同時(shí)

41、提供話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的移動(dòng)通信系統(tǒng)亦即未來移動(dòng)通信系統(tǒng)，是一代有能力徹底解決第一、二代移動(dòng)通信系統(tǒng)主要弊端的最先進(jìn)的移動(dòng)通信系統(tǒng)。根據(jù)IMT-2000系統(tǒng)的基本標(biāo)準(zhǔn)，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)主要由4個(gè)功能子系統(tǒng)構(gòu)成，它們是核心網(wǎng)（CN、無線接入網(wǎng)（RAN、移動(dòng)臺(tái)（MT和用戶識(shí)別模塊（UIM）,且基本對(duì)應(yīng)于GSM（統(tǒng)的交換子系統(tǒng)（SSS、基站子系統(tǒng)（BBS、移動(dòng)臺(tái)（MS和SIM卡四部分。其中核心網(wǎng)和無線接入網(wǎng)是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的重要內(nèi)容，也是第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)制訂中最難辦的技術(shù)內(nèi)容。第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)性、交互性和分布式三大業(yè)務(wù)，是一個(gè)通過微微小區(qū)，到微小區(qū)，到宏小區(qū)，直到“隨時(shí)隨地”連接的

42、全球性衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。關(guān)鍵技術(shù)：(1) W-CDMA術(shù)WCDM文英文WidebandCodeDivisionMultipleAccess（寬帶碼分多址）的英文簡(jiǎn)稱，是一種第三代無線通訊技術(shù)。W-CDMAWidebaCDMA一種由3GPP具體制定的，基于GSMMA的心網(wǎng)，UTRANUMTS擊地?zé)o線接入網(wǎng)）為無線接口的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)。目前中國(guó)聯(lián)通采用的此種3G通訊標(biāo)準(zhǔn)。W-CDMA一個(gè)ITU（國(guó)際電信聯(lián)盟）標(biāo)準(zhǔn)，它是從碼分多址（CDMA演變來的，從官方看被認(rèn)為是IMT-2000的直接擴(kuò)展，與現(xiàn)在市場(chǎng)上通常提供的技術(shù)相比，它能夠?yàn)橐苿?dòng)和手提無線設(shè)備提供更高的數(shù)據(jù)速率。WCDMA用直接序列擴(kuò)頻碼分多址（

43、DS-CDMA頻分雙工（FDD方式，碼片速率為3.84Mcps,載波帶寬為5MHz基于Release99/Release4版本，可在5MHzB帶寬內(nèi)，提供最高384kbps的用戶數(shù)據(jù)傳輸速率。W-CDMA夠支持移動(dòng)/手提設(shè)備之間的語音、圖象、數(shù)據(jù)以及視頻通信，速率可達(dá)2Mb/s（對(duì)于局域網(wǎng)而言）或者384Kb/s（對(duì)于寬帶網(wǎng)第15頁共36頁而言)。輸入信號(hào)先被數(shù)字化，然后在一個(gè)較寬的頻譜范圍內(nèi)以編碼的擴(kuò)頻模式進(jìn)行傳輸。窄帶CDMA!用白是200KHz寬度的載頻，而亞9口乂是用的則是一個(gè)5MH加度的載頻。(2) CDMA200O術(shù)CDMA2000CodeDivisionMultipleAcces

44、s2000)是一個(gè)3G移動(dòng)通訊標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際電信聯(lián)盟ITU的IMT-2000標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可的無線電接口，也是2GcdmaOne標(biāo)準(zhǔn)的延伸。根本的信令標(biāo)準(zhǔn)是IS-2000。CDMA200(fe美國(guó)高通北美公司為主導(dǎo)提出，摩托羅拉、Lucent和彳爰來加入的韓國(guó)三星都有參與，韓國(guó)現(xiàn)在成為該標(biāo)準(zhǔn)的主導(dǎo)者。這套系統(tǒng)是從窄頻CDMAOn數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)衍生出來的，可以從原有的CDMAOne吉構(gòu)直接升級(jí)到3G建設(shè)成本低廉。但目前使用CDMA勺地區(qū)只有日、韓和北美，所以相對(duì)于WCDMA說，CDMA2000勺適用范圍要小些，使用者和支持者也要少些。不過CDMA2000研發(fā)技術(shù)卻是目前3G各標(biāo)準(zhǔn)中進(jìn)度最快的，許多3G手機(jī)已經(jīng)率先

45、面世。CDMA200妙一個(gè)3G移動(dòng)通訊標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際電信聯(lián)盟ITU的IMT-2000標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可的無線電接口，也是2GCDM標(biāo)準(zhǔn)(IS-95,標(biāo)志CDMA1X)的延伸。根本的信令標(biāo)準(zhǔn)是IS-2000。CDMA2000t另兩個(gè)主要的3G標(biāo)準(zhǔn)WCDMA以及TD-SCDM不兼容。(3) TD-SCDMA術(shù)TD-SCDMA中國(guó)唯一提交的關(guān)于第三代移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，它使用了第二代和第三代移動(dòng)通信中的所有接入技術(shù)，包括TDMACDMARSDMA其中最關(guān)鍵的創(chuàng)新部分是SDMASDMAT以在時(shí)域/頻域之外用來增加容量和改善性能，SDMA的關(guān)鍵技術(shù)就是利用多天線對(duì)空間參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，對(duì)下行鏈路的信號(hào)進(jìn)行空間合成。另外，

46、將CDMA!SDMAJ術(shù)結(jié)合起來也起到了相互補(bǔ)充的作用，尤其是當(dāng)幾個(gè)移動(dòng)用戶靠得很近并使得SDMAE法分出時(shí)，CDM觥可以很輕松地起到分離作用了，而SDM陸身又可以使相互干擾的CDMA8戶降至最小。SDMAJ術(shù)的另一重要作用是可以大致估算出每個(gè)用戶的距離和方位，可應(yīng)用于第三代移動(dòng)通信用戶的定位，并能為越區(qū)切換提供參考信息?？偟膩碇v，TD-SCDMAT價(jià)格便宜、容量較高和性能優(yōu)良等諸多優(yōu)點(diǎn)。(4)智能天線技術(shù)智能天線技術(shù)是中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)TD-SDMM的重要技術(shù)之一，是基于自適應(yīng)天線原理的一種適合于第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的新技術(shù)。它結(jié)合了自適應(yīng)天線技術(shù)的優(yōu)用戶1用戶2用戶N用戶點(diǎn)，利用天線陣列的波束匯成和指

47、向，產(chǎn)生多個(gè)獨(dú)立的波束，可以自適應(yīng)地調(diào)整其方向圖以跟蹤信號(hào)的變化，同時(shí)可對(duì)干擾方向調(diào)零以減少甚至抵消干擾信號(hào)，增加系統(tǒng)的容量和頻譜效率。智能天線的特點(diǎn)是能夠以較低的代價(jià)換得天線覆蓋范圍、系統(tǒng)容量、業(yè)務(wù)質(zhì)量、抗阻塞和抗掉話等性能的提高。智能天線在干擾和噪聲環(huán)境下，通過其自身的反饋控制系統(tǒng)改變輻射單元的輻射方向圖、頻率響應(yīng)及其他參數(shù)，使接第15頁共36頁收機(jī)輸出端有最大的信噪比。(5)WA岐術(shù)WAP(WirelessApplicationProtocol,無線應(yīng)用協(xié)議)已經(jīng)成為數(shù)字移動(dòng)電話和其他無線終端上無線信息和電話服務(wù)的實(shí)際世界標(biāo)準(zhǔn)。WA時(shí)提供相關(guān)服務(wù)和信息，提供其他用戶進(jìn)行連接時(shí)的安全、迅速

48、、靈敏和在線的交互方式。WAP駐留在因特網(wǎng)上的TCP/IP環(huán)境和蜂窩傳輸環(huán)境之間，但是獨(dú)立于所使用的傳輸機(jī)制，可用于通過移動(dòng)電話或其他無線終端來訪問和顯示多種形式的無線信息。(6)快速無線IP技術(shù)快速無線IP(WirelessIP,無線互聯(lián)網(wǎng))技術(shù)將是未來移動(dòng)通信發(fā)展的重點(diǎn)，寬頻帶多媒體業(yè)務(wù)是最終用戶的基本要求。根據(jù)ITM-2000的基本要求，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)可以提供較高的傳輸速度(本地區(qū)2Mb/s,移動(dòng)144Kb/s)。、由于無線IP主機(jī)在通信期間需要在網(wǎng)絡(luò)上移動(dòng)，其IP地址就有可能經(jīng)常變化，傳統(tǒng)的有線IP技術(shù)將導(dǎo)致通信中斷，但第三代移動(dòng)通信技術(shù)因?yàn)槔昧朔涓C移動(dòng)電話呼叫原理，完全可以使移

49、動(dòng)節(jié)點(diǎn)采用并保持固定不變的IP地址，一次登錄即可實(shí)現(xiàn)在任意位置上或在移動(dòng)中保持與IP主機(jī)的單一鏈路層連接，完成移動(dòng)中的數(shù)據(jù)通信。(7)軟件無線電技術(shù)軟件無線電技術(shù)可將模擬信號(hào)的數(shù)字化過程盡可能地接近天線，即將AD轉(zhuǎn)換器盡量靠近RF射頻前端，利用DSP的強(qiáng)大處理能力和軟件的靈活性實(shí)現(xiàn)信道分離、調(diào)制解調(diào)、信道編碼譯碼等工作。軟件無線電技術(shù)基于同一硬件平臺(tái)，通過加載不同的軟件，就可以獲得不同的業(yè)務(wù)特性，這對(duì)于系統(tǒng)升級(jí)、網(wǎng)絡(luò)平滑過渡、多頻多模的運(yùn)行情況來講，相對(duì)簡(jiǎn)單容易、成本低廉，因此對(duì)于第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的多模式、多頻段、多速率、多業(yè)務(wù)、多環(huán)境的特殊要求特別重要。(8)多載波技術(shù)多載波MC-CDMA

50、I第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中使用的一種新技術(shù)。多載波CDMA技術(shù)早在1993年的PIMR8議上就被提出來了。目前，多載波CDM滕為一種有著良好應(yīng)用前景的技術(shù)，已吸引了許多公司對(duì)此進(jìn)行深入研究。多載波CDM被術(shù)的研究?jī)?nèi)容大致有兩類：一是用給定擴(kuò)頻碼來擴(kuò)展原始數(shù)據(jù)，再用每個(gè)碼片來調(diào)制不同的載波。另一種是用擴(kuò)頻碼來擴(kuò)展已經(jīng)進(jìn)行了串并變換后的數(shù)據(jù)流，再用每個(gè)數(shù)據(jù)流來調(diào)制不同的載波。(9)多用戶檢測(cè)技術(shù)在CDMA8統(tǒng)中，由于碼問不正交，會(huì)引起多址干擾(MAI),而多址干擾將會(huì)限制系統(tǒng)容量，為了消除多址干擾影響，人們提出了利用其他用戶的已知信息去消除多址干擾的多用戶檢測(cè)技術(shù)。多用戶檢測(cè)技術(shù)分為兩大類：線性多用戶

51、檢測(cè)和相減去干擾檢測(cè)。在線性多用戶檢測(cè)中，對(duì)傳統(tǒng)的解相器軟輸出的信號(hào)進(jìn)行一種線性的映射(變換)以期產(chǎn)生新的一組有希望提供更好性能的輸出。在相減去干擾檢測(cè)中，可產(chǎn)生對(duì)干擾的預(yù)測(cè)并使之減小。目前，CDMAS統(tǒng)中的多用戶檢測(cè)技術(shù)還存在一定的局限，主要表現(xiàn)在：多用戶檢測(cè)只是消除了小區(qū)內(nèi)的干擾，而對(duì)小區(qū)間的干擾還是無法消除；算法相當(dāng)復(fù)雜，不易在實(shí)際系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)性能：與第一、第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)相比，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要特征是可以提供移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)。具體包括高速移動(dòng)環(huán)境（FDD500km/h,TDD:120km/h）中支持速率為144kb/s的業(yè)務(wù)，步行慢速移動(dòng)環(huán)境（30km/h）中支持速率為384

52、kb/s的業(yè)務(wù)，室內(nèi)環(huán)境（3km/h）中支持速率為2Mb/s的業(yè)務(wù)。參數(shù)WCDMACDMA2000TD-SCDMA缶道市竟5/10/20MHz1.25/5/10/15/20MHz1.6MHz碼片速率3.84Mc/sN*1.2288Mc/s1.28Mc/s多址方式單載波DS-CDMA單載波DS-CDMA單載波DS-CDMA+TD-SCDMA雙工方式FDDFDDTDD幀長(zhǎng)10ms20ms10ms多速概念可變擴(kuò)頻因子和多碼RI檢測(cè)：高速率業(yè)務(wù)忙檢測(cè)：低速率業(yè)務(wù)可變擴(kuò)頻因子和多碼忙檢測(cè)可父擴(kuò)頻因子和多時(shí)多碼RI檢測(cè)FEC編碼卷積碼R=1/3,1/3,K=9R劑（數(shù)據(jù)）卷積碼R=1/3,1/3,3/4,

53、K=9Turbo碼卷積碼R=11/3,K=9TurboRS碼（數(shù)據(jù)）交織卷積碼：幀內(nèi)交織RS碼：幀間交織塊交織（20m卷積碼：幀內(nèi)交織TurboRS碼：幀間交織擴(kuò)頻前1可：Walsh（信道化）+Gold序列2A18（區(qū)分小區(qū)）反向：Walsh（信道化）+Gold序列2A41（區(qū)分用戶）前1可：Walsh（信道化）+M序列2A15（區(qū)分小區(qū)）反向：Walsh（信道化）+M序列2A41-1（區(qū)分用戶）前1可：Walsh（信道化）+PN序列（區(qū)分小區(qū)）反向：Walsh（信道化）+PN序列（區(qū)分用戶）調(diào)制數(shù)據(jù)調(diào)制：QPSK/BPSK擴(kuò)頻調(diào)制：QPSK數(shù)據(jù)調(diào)制：QPSK/BPSK擴(kuò)頻調(diào)制：QPSK/OQ

54、PSK接入信道：DQPSK接入信道：DQPSK/16QAM相干解調(diào)前向：專用導(dǎo)頻信道（TDM反向：專用導(dǎo)頻信道（TDM前向：公共導(dǎo)頻信道反向：專用導(dǎo)頻信道（TDM前向：專用導(dǎo)頻信道（TDM反向：專用導(dǎo)頻信道（TDM語百編碼AMRCELPEFR（增強(qiáng)全速率語音編碼）最大數(shù)據(jù)率達(dá)384kb/s室內(nèi)高達(dá)Mb/s1x-EV-DO:2.4Mb/s1x-EV-DV:5Mb/s最高為2.048Mb/s功率控制FDD開環(huán)+快速閉環(huán)（1.6kHz）TDD開環(huán)+慢速閉環(huán)開環(huán)+快速閉環(huán)（800HZ）開環(huán)+快速閉環(huán)（200Hz）基站同步異步（不需GPS可選同步（徐GPS同步（需GPS同步（主從同步，需GPS切換移動(dòng)臺(tái)

55、控制軟切換移動(dòng)臺(tái)控制軟切換移動(dòng)臺(tái)控制硬切換第2章移動(dòng)通信系統(tǒng)現(xiàn)有核心技術(shù)論述與分析自從1968年貝爾實(shí)驗(yàn)室提出蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的概念以來，移動(dòng)通信已經(jīng)經(jīng)歷了兩代系統(tǒng)的演變，正在向第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)也就是人們常說的3G全面實(shí)用化邁進(jìn)。移動(dòng)通信與信息家電、消費(fèi)性電子產(chǎn)品的結(jié)合成為未來的發(fā)展趨勢(shì)，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)寬帶和綜合多種業(yè)務(wù)需求，不僅能提供高質(zhì)量的語音業(yè)務(wù)，而且能提供高速率的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。3G的主要特征是提供移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)，其中高速移動(dòng)環(huán)境支持144kb/s的速率，步行慢速移動(dòng)環(huán)境支持速率達(dá)384kb/s,在室內(nèi)支持2Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸。其主要技術(shù)特點(diǎn)就是寬頻帶、高速率、大容量、高服務(wù)

56、質(zhì)量以及全球無縫漫游等。目前3G初步運(yùn)營(yíng)所表現(xiàn)出來的技術(shù)不成熟、業(yè)務(wù)不完善等諸多問題，顯示出其所面臨的許多技術(shù)難題需要克服，這些難題有的是蜂窩移動(dòng)通彳S所固有的，也有的是3G系統(tǒng)所特有的，主要包括多徑衰落、時(shí)延擴(kuò)展、多址干擾、“遠(yuǎn)近”效應(yīng)以及系統(tǒng)體制的兼容性與可擴(kuò)展性。而接著下面將進(jìn)行移動(dòng)通信系統(tǒng)現(xiàn)有核心技術(shù)論述與分析，包括移動(dòng)通信無線信道模型及信道特性分析(窄帶與寬帶)、移動(dòng)通信系統(tǒng)中分集技術(shù)的算法與實(shí)現(xiàn)、移動(dòng)通信系統(tǒng)中均衡技術(shù)的算法與實(shí)現(xiàn)、CDM解統(tǒng)中RAK登收技術(shù)的算法與實(shí)現(xiàn)等核心技術(shù)。2.1 移動(dòng)通信無線信道模型及信道特性分析移動(dòng)通信系統(tǒng)是依靠無線信道實(shí)現(xiàn)的，它是最復(fù)雜的無線通信信道之一。移動(dòng)通信系統(tǒng)的性能主要受到無線信道的制約，無線信道環(huán)境的好壞直接影響著通信質(zhì)量的好壞。信號(hào)從發(fā)送機(jī)到接收機(jī)的過程中，受到地形或障礙物的影響，會(huì)發(fā)生反射、繞射、衍射等現(xiàn)象，接收機(jī)接收到的信號(hào)是由不同路徑的來波組合而成，這種現(xiàn)象稱為多徑效應(yīng)。由于不同路徑的來波到達(dá)時(shí)間不同，導(dǎo)致相位不同。不同相位的來波在接收端因同相疊加而加強(qiáng)，因反相疊加而減弱，會(huì)造成信號(hào)幅度的變化，稱為衰落，這種由多徑引起的衰落稱為多徑衰落。當(dāng)發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收機(jī)接收的信號(hào)頻