移動通信第四版

1、性 -弟一章考試的補充1.2 （3）按多址方式可分為頻分多址（FDMA）、時分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA）等；（填空題）單工通信，是指通信雙方電臺交替地進行收信和發(fā)信時分雙工（TDD）定義頻分雙工（FDD）定義1.2.2模擬網(wǎng)和數(shù)字網(wǎng)絡(luò)數(shù)字通信系統(tǒng)的主要優(yōu)點可歸納如下：蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)把整個服務(wù)區(qū)域劃分成若干個較小的區(qū)域（Cell,在蜂窩系統(tǒng)中稱為小區(qū)），各小區(qū)均用小功率的發(fā)射機（即基站發(fā)射機）進行覆蓋，許多小區(qū)像蜂窩一樣能布滿（即覆蓋）任意形狀的服務(wù)地區(qū)同道干擾、區(qū)群、頻率再用、越區(qū)切換（考概念）第一代：AMPS、TACS、NMT、C-450、NTT 等第二代：GSM、IS-54 （時

2、分多址）、IS-95 （碼分多址）、JDC（后改名為PDC性能參數(shù)可參見表7-3第三代：WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA集群移動通信系統(tǒng)采用的基本技術(shù)是頻率共用技術(shù) 第二章調(diào)制解調(diào)考點：移動通信信道的基本特征是帶寬有限，它取決于使用的頻率資源和信道的傳播特性；第二，干擾和噪聲影響大，這主要是移動通信工作 的電磁環(huán)境所決定的；第三，存在著多徑衰落。針對移動通信信道的特點，已調(diào)信號應(yīng)具有高的頻譜利用 率和較強的抗干擾、抗衰落的能力若以90%能量所包括的譜線寬度（以載頻為中心）作為調(diào)頻信號的帶寬，則可以證明調(diào)頻信號的帶寬為B=2（m+i）Fm=23g若以99%能量計算，則調(diào)頻信號的帶寬

3、為B = 2（1 + mf+阿） F這兩個公式很重要一定要記住MSK是一種特殊形式的FSK,其頻差是滿足兩個頻率相互正交（即相關(guān)函數(shù)等于0）的最小頻差h = - = 0.51/Tb并要求FSK信號的h = - = 0.51/Tb（掌握MSK的產(chǎn)生方式）MSK信號也可以將非歸零的二進制序列直接送入FM調(diào)制器中來產(chǎn)生，這里要求FM 調(diào)制器的調(diào)制指數(shù)為0.5高斯濾波的最小移頻鍵控（GMSK）調(diào)制為什么提出GMSK：滿足功率譜在相鄰頻道取值（即鄰道輻射）低于主瓣峰值60 dB以上的要求GMSK信號就是通過在FM調(diào)制器前加入高斯低通濾波器（稱為預(yù)調(diào)制濾波器）而產(chǎn)生的調(diào)制指數(shù)仍然是0.5GFSK吸取了 G

4、MSK的優(yōu)點，但放松了對調(diào)制指數(shù)的要求，通常調(diào)制指數(shù)在0.40.7之間即可滿足要求QPSK的相位是正負3/4piQPSK的相位是正負3/4pi和正負1/4pi相互間可以直接跳變圖2 - 25 QPSK和OQPSK的星座圖和相位轉(zhuǎn)移圖圖圖2 - 25 QPSK和OQPSK的星座圖和相位轉(zhuǎn)移圖圖2 -27 n/4-DQPSK的相位關(guān)系(a) QPSK; (b) OQPSK (非常重要的兩個圖要掌握)正交振幅調(diào)制(QAM)的一般表達式為=。血(a) QPSK; (b) OQPSK (非常重要的兩個圖要掌握)正交振幅調(diào)制(QAM)的一般表達式為=。血為什么星型的比方型的好？ 星型QAM的振幅環(huán)由方型的

5、3個減少為2個，相位由12種減少為8種，這將有利于接收端的自動增益控制和載 波相位跟蹤。1.擴頻通信系統(tǒng)類型直接序列(DS)、擴頻跳頻(FH)、跳時(TH)、 各種混合方式偽隨機碼也叫PN碼(定義要知道)二進制的m序列是一種重要的偽隨機序列，有優(yōu)良的自相關(guān)特性，有時稱為偽噪聲(PN)序列?！皞巍钡囊馑际钦f 這種碼是周期性的序列，易于產(chǎn)生和復制，但其隨機性接近于噪聲或隨機序列。m序列在擴展頻譜及碼分多址 技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用，并且在m序列基礎(chǔ)上還能構(gòu)成其它的碼序列，因此無論從m序列直接應(yīng)用還是從掌握 偽隨機序列基本理論而言，必須熟悉m序列的產(chǎn)生及其主要特性。m序列是最長線性移位寄存器序列的簡稱。

6、，m序列的周期P也不能取任意值，而必須滿足P=2n-1q=ic=oYCj q=ic=oYCj 1c4=0G=innJ Dn%”5輸出圖2 - 59 n=5, C.=(45)8的m序列發(fā)生器原理圖初始技態(tài)輸出序列000011000010010110011U1000110111010mu1111100011011101010000100101100100000000100101 tool11110001101110101表2 - 6 C.=45不同初始狀態(tài)下的輸出序列多載波傳輸(填空)首先把一個高速的數(shù)據(jù)流分解為若干個低速的子數(shù)據(jù)流(這樣每個子數(shù)據(jù)流將具有低得多的比 特速率)，然后，每個子數(shù)據(jù)流經(jīng)

7、過調(diào)制(符號匹配)和濾波(波形形成g(t)，去調(diào)制相應(yīng)的子載波，從而構(gòu)成多 個并行的已調(diào)信號，經(jīng)過合成后進行傳輸正交頻分復用(OFDM)調(diào)制(是一種多載波調(diào)制方式)作業(yè)：1、已調(diào)信號的帶寬是如何定義的？ FM信號的帶寬是如何計算的?以90%和99%能量所定義的3、試述MSK調(diào)制和FSK調(diào)制的區(qū)別和聯(lián)系？（96）MSK是一種特殊形式的FSK，其頻差是滿足兩個頻率相互正交（即相關(guān)函數(shù)等于0）的最小頻差，并要求FSK信 號的相位連續(xù)。其頻差f=f2-f1=1/2Tb,即調(diào)制指數(shù)為8、與MSK相比，GMSK的功率譜為什么可以得到改善？盡管MSK信號已具有較好的頻譜和誤比特率性能，但仍不能滿足功率譜在相

8、鄰頻道取值（即鄰道輻射）低于主瓣峰 值60 dB以上的要求。這就要求在保持MSK基本特性的基礎(chǔ)上，對MSK的帶外頻譜特性進行改進，使其衰減速 度加快。12、QPSK、OQPSK和的星座圖和相位轉(zhuǎn)移圖有何異同圖2 - 25 圖2 - 25 QPSK和OQPSK的星座圖和相位轉(zhuǎn)移圖(a) QPSK; (b) OQPSK18、方型QAM星座與星座QAM星座有何異同？（答案整理完好）為了改善方型QAM的接收性能，還可以采用星型的QAM星座，如圖2-45所示。將十六進制方型QAM和 十六進制星型QAM進行比較，可以發(fā)現(xiàn)，星型QAM的振幅環(huán)由方型的3個減少為2個，相位由12種減少為 8種，這將有利于接收端

9、的自動增益控制和載波相位跟蹤。21、為什么M序列稱為最長線性移位寄存器序列，最主要特征是什么？二進制的m序列是一種重要的偽隨機序列，有優(yōu)良的自相關(guān)特性，有時稱為偽噪聲（PN）序列?！皞巍钡囊馑际钦f 這種碼是周期性的序列，易于產(chǎn)生和復制，但其隨機性接近于噪聲或隨機序列。m序列在擴展頻譜及碼分多址 技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用，并且在m序列基礎(chǔ)上還能構(gòu)成其它的碼序列，因此無論從m序列直接應(yīng)用還是從掌握 偽隨機序列基本理論而言，必須熟悉m序列的產(chǎn)生及其主要特性。22、試畫出n=15的M序列發(fā)生器的原理，其碼序列周期p是多少？碼序列速率由什么決定？23、試述多載波調(diào)制與OFDM調(diào)制的區(qū)別和聯(lián)系。各子載波是互相

10、正交的，且各子載波的頻譜有1/2的重疊。如圖2-67（c）所示。該調(diào)制方式被稱為正交頻分復 用（OFDM）。此時的系統(tǒng)帶寬比FDMA系統(tǒng)的帶寬可以節(jié)省一半。24、OFDM（P88頁）信號有哪些主要參數(shù)？假定系統(tǒng)帶寬為450KHZ，最大多徑時延為32us，傳輸速率在280-840kb/s 間可變（不要求連續(xù)可變）試給出采用OFDM調(diào)制的參數(shù)？25、接收端恢復的載波頻率有偏差的情況下，對OFDM的解調(diào)有何影響？克服該影響的基本方法是什么？（不做沒 有講）第三章電波傳播方式（填空題）直射波、地面反射波、地表面波皋（dB） = 32.44+20lgd（km）+20lgf（MHz） ，d 的單位為 km

11、，頻率單位以 MHz 計。（計算題）大氣折射對電波傳播的影響，在工程上通常用“地球等效半徑”來表征只是地球的實際半徑R0（6.37x106 m）變成了等效半駕七 等效地球半徑Re=8 500km視線傳播的極限距離d為d = 4.12h+yght、hr的單位是m, d的單位是km。2010級移動通信 劉波考試整理 地形分為兩大類，即中等起伏地形和不規(guī)則地形并以中等起伏地形作傳播基準。所謂中等起伏地形，是指在傳播 路徑的地形剖面圖上，地面起伏高度不超過20m,且起伏緩慢，峰點與谷點之間的水平距離大于起伏高度 .地物(或地區(qū))分類開闊地、郊區(qū)、市區(qū)例 3-2 看一下(PPT107)作業(yè)第四章抗衰落技

12、術(shù)考占. P 八、：分集接收(定義)，是指接收端對它收到的多個衰落特性互相獨立(攜帶同一信息)的信號進行特定的處理，以降低 信號電平起伏的辦法一是分散傳輸，使接收端能獲得多個統(tǒng)計獨立的、攜帶同一信息的衰落信號；二是集中處理，即接收機把收 到的多個統(tǒng)計獨立的衰落信號進行合并(包括選擇與組合)以降低衰落的影響。在移動通信系統(tǒng)中可能用到兩類分集方式：一類稱為“宏分集”；另一類稱為“微分集” 微分集又可分為下列六種空間分集頻率分集極化分集場分量分集角度分集)時間分集。合并方式選擇式合并、最大比值合并(最好)、等增益合并(用的最多)。AAKE接收機，就是利用多個并行相關(guān)器檢測多徑信號，按照一定的準則合成

13、一路信號供解調(diào)用的接收機。需要 特別指出的是，一般的分集技術(shù)把多徑信號作為干擾來處理，而RAKE接收機采取變害為利的方法，即利用多徑 現(xiàn)象來增強信號。圖4 - 9示出了簡化的RAKE接收機的組成。(記住) 糾錯編碼技術(shù))為檢測e個錯碼，要求最小碼d0Ne+1為糾正t個錯碼，要求最小碼距d02t+1)為糾正t個錯碼，同時檢測e個錯碼，要求最小碼距d0e+t+1 (et)如果L取1，C=S1S2S3SK，則該方法即為最簡單的單比特奇偶校驗碼，它使得生成的碼字(信息比特+校驗 比特)所含“1的個數(shù)為偶數(shù)該碼可以發(fā)現(xiàn)所有奇數(shù)個比特錯誤，但是不能發(fā)現(xiàn)任何偶數(shù)個錯誤CRC-16(L=16)(注意看例題 P

14、PT86)g(D)=D16+D12+D5+1CRC-32(L=32):g(D)= D32+D26+D23+D22+D16+D12+D11+D10+D8+D7+D5+D4+D2+D+1(4-61)交織編碼主要用來糾正突發(fā)差錯，即使突發(fā)差錯分散成為隨機差錯而得到糾正均衡技術(shù)(概念要考)是指各種用來處理碼間干擾(ISI)的算法和實現(xiàn)方法由于信道的時變多徑傳播特性，引起了嚴重 的碼間干擾nz? -3弟五章考占n八、多址技術(shù)是用來給頻率資源共享多址技術(shù)，使得有限的資源能傳輸更大容量的信息？一個典型的數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)由下列主要功能實體組成(如圖1 - 16所示):移動臺(MS)、基站分系統(tǒng) (BSS)

15、(包括基站收發(fā)信機(BTS)和基站控制器(BSC)、移動交換中心(MSC)、原籍(歸屬)位置寄存器(HLR)、訪問位置寄 存器(VLR)、設(shè)備標識寄存器(EIR)、認證中心(AUC)和操作維護中心(OMC)。頻分多址是指將給定的頻譜資源劃分為若干個等間隔的頻道(或稱信道)供不同的用戶使用通常采用頻分雙工(FDD)的方式來實現(xiàn)雙工通信，即接收頻率f和發(fā)送頻率F是不同的，收發(fā)頻率間隔|f-F|必須 大于一定的數(shù)值收發(fā)頻率間隔通常為45 MHz時分多址是指把時間分割成周期性的幀，每一幀再分割成若干個時隙(無論幀或時隙都是互不重疊的)。在頻分雙工(FDD)方式中，上行鏈路和下行鏈路的幀分別在不同的頻率

16、上。在時分雙工(TDD)方式中，上下行幀都在相 同的頻率上。GSM系統(tǒng)的幀長為4.6 ms(每幀8個時隙)5.2.3碼分多址(CDMA).分為如下幾類(FH-CDMA DS-CDMA.混合碼分多址)根據(jù)交疊情況不同，有效覆蓋區(qū)可為正三角形、正方形或正六邊形為什么要選擇正六邊形的？(表5-5PPT55頁) :一是區(qū)群之間可以鄰接，且無空隙無重疊地進行覆蓋；二是鄰接之后的區(qū)群應(yīng)保證各個相鄰同信道小區(qū)之 間的距離相等N = i2+ij+j2中心激勵、頂點激勵、小區(qū)的分裂(三個的概念)越區(qū)(過區(qū))切換(Handover或Handoff)是指將當前正在進行的移動臺與基站之間的通信鏈路從當前基站轉(zhuǎn)移到另

17、一個基站的過程作業(yè)思考題7、在TDMA多址方式中，上行鏈路的幀結(jié)構(gòu)和下行鏈路的幀結(jié)構(gòu)有何區(qū)別？(185頁)9、DS-CDMA與TDMA、FDMA相比有哪些主要差別？弟六早考點n八、第一代模擬蜂窩系統(tǒng)包括哪些表6-1 (ppt3頁)每個移動用戶在其常駐地的MTSO經(jīng)過登記注冊即可入網(wǎng)，此移動電話交換局稱作歸屬(或原籍)移動電話交換局 (如MTSOA),經(jīng)它所登記的移動用戶稱為本地用戶。當移動臺進入另一個移動電話交換局所管轄區(qū)時，該移動 電話交換局(如MTSOB)稱為被訪問移動電話交換局，來訪的移動用戶稱為漫游用戶。蜂窩網(wǎng)移動電話系統(tǒng)本身由三大部分組成，即移動電話交換局(MTSO)、 基站(BS)

18、和移動臺(MS)蜂窩系統(tǒng)都用了頻率再用技術(shù)，具有自動過境切換頻道技術(shù)從基站(BS)至移動臺(MS)的傳輸信道稱為前向(或下行)信道從MS至BS傳輸?shù)男诺婪Q為反向(或上行)信道監(jiān)測音用于信道分配和對移動用戶的通話質(zhì)量進行監(jiān)測。當某一話音信道要分配給某一移動用戶時，BS就在前向話音信道上發(fā)送SAT信號。移動臺檢測到SAT信號后，就在反向話音信道上環(huán)回該SAT信號。BS 收到返回的SAT信號后，就確認此雙向話音信道已經(jīng)接通，即可通話。信令音在移動臺至基站的反向話音信道中傳輸，它是10 kHz的音頻信號作業(yè)1.表6-1所列的各種模擬蜂窩系統(tǒng)的主要區(qū)別有哪些？各種系統(tǒng)之間能否實現(xiàn)漫游？不能實現(xiàn)漫游6、(

19、255可以直接把圖畫上去)過境切換的含義是什么？試簡述過境切換的工作過程？7、SAT信號有何作用？為何選擇5970、6000和6030HZ三種類型的監(jiān)測音？第七章第10題是最重要考點GSM標準共有12項內(nèi)容GSM蜂窩系統(tǒng)的主要組成部分可分為移動臺、基站子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)基站子系統(tǒng)(簡稱基站BS)由基站收發(fā)臺(BTS)和基站控制器(BSC)組成；網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)(三大寄存器三大中心)由移 動交換中心(MSC)、操作維護中心(OMC)、原籍位置寄存器(HLR)、訪問位置寄存器(VLR)、鑒權(quán)中心(AUC)和移設(shè) 備識別寄存器(EIR)等組成網(wǎng)絡(luò)由MSC與外界交換三大寄存器和三大中心的作用是干嘛的？(掌握

20、，需要了解)原籍位置寄存器。原籍位置寄存器簡稱HLR。它可以看作是GSM系統(tǒng)的中央數(shù)據(jù)庫，存儲該HLR管轄區(qū)的所 有移動用戶的有關(guān)數(shù)據(jù)。其中，靜態(tài)數(shù)據(jù)有移動用戶號碼、訪問能力、用戶類別和補充業(yè)務(wù)等。此外，HLR 還暫存移動用戶漫游時的有關(guān)動態(tài)信息數(shù)據(jù)。幾個區(qū)的大小比較：GSM服務(wù)區(qū)其次是公用陸地移動通信網(wǎng)(PLMN)最后是MSC區(qū)國際移動設(shè)備識別碼。國際移動設(shè)備識別碼(IMEI)是區(qū)別移動臺設(shè)備的標志，可用于監(jiān)控被竊或無效的移動設(shè)備位置區(qū)識別碼(LAI)。在檢測位置更新和信道切換時，要使用位置區(qū)識別碼(LAI)基站識別色碼(BSIC)。基站識別色碼(BSIC)用于移動臺識別相同載頻的不同基站，

21、特別用于區(qū)別在不同國家的邊 界地區(qū)采用相同載頻且相鄰的基站7.2.1 GSM系統(tǒng)無線傳輸特征GSM，D-AMPS、JDC三者都是TDMA和FDMA復用的形式GSM系統(tǒng)中，由若干個小區(qū)(3個、4個或7個)構(gòu)成一個區(qū)群，區(qū)群內(nèi)不能使用相同的頻道，同頻道距離保 持相等，每個小區(qū)含有多個載頻，每個載頻上含有8個時隙，即每個載頻有8個物理信道上行(移動臺發(fā)、基站收)890915 MHz下行(基站發(fā)、移動臺收)935960 MHz收、發(fā)頻率間隔為45 MHz。GSM的調(diào)制方式是高斯型最小移頻鍵控(GMSK)方式每一個TDMA幀分07共8個時隙， 幀長度為120/26=4.615 ms。每個時隙含156.2

22、5個碼元，占15/26=0.577 msPPT51頁圖7-10 (超高幀，超幀，復幀)幀的編號(FN)以超高幀為周期，從0到2 715 647話音編碼主要由規(guī)則脈沖激勵長期預(yù)測編碼(RPE-LTP編譯碼器)組成RPE-LTP編碼器是將波形編碼和聲碼器兩種技術(shù)綜合運用的編碼器，從而以較低速率獲得較高的話音質(zhì)量。為了提高頻譜利用率，GSM系統(tǒng)還采用了話音激活技術(shù)。此技術(shù)也被稱為間斷傳輸(DTx)技術(shù)，其基本原則是只 在有話音時才打開發(fā)射機，這樣可以減小干擾，提高系統(tǒng)容量。采用DTx技術(shù)，對移動臺來說更有意義，因為在 無信息傳輸時立即關(guān)閉發(fā)射機，可以減少電源消耗位置登記(或稱注冊)，是通信網(wǎng)為了跟蹤

23、移動臺的位置變化，而對其位置信息進行登記、刪除和更新的過程以不同的位置區(qū)標志進行區(qū)別鑒權(quán)是為了確認移動臺的合法性，而加密是為了防止第三者竊聽他們是通過鑒權(quán)中心來實現(xiàn)的設(shè)備識別的目的是確保系統(tǒng)中使用的設(shè)備不是盜用的或非法的設(shè)備圖7 - 31移動用戶主呼時的接續(xù)過程圖7- 32移動用戶被呼時的連接過程(掌握重要)美國的TDMA蜂窩移動系統(tǒng)(D-AMPS)采用美國電子工業(yè)協(xié)會(EIA)制定的IS- 54標準D-AMPS系統(tǒng)使用的調(diào)制方式為n/4偏置的差分四相相移鍵控(n/4-DQPSK),PDC采用VSELP話音編碼技術(shù)、調(diào)制方式為n/4 - DQPSK (可以看表7-4)第八章CDMA標準是IS-

24、95名稱“雙模寬帶擴頻蜂窩系統(tǒng)的移動臺-基站兼容標準”來看CDMA用的頻道為1.25MHZ的頻道導頻信道傳輸由基站連續(xù)發(fā)送的導頻信號。導頻信號是一種無調(diào)制的直接序列擴頻信號，令移動臺可迅速而精 確地捕獲信道的定時信息，并提取相干載波進行信號的解調(diào)。移動臺通過對周圍不同基站的導頻信號進行檢測 和比較，可以決定什么時候需要進行過區(qū)切換。碼分多址蜂窩通信系統(tǒng)的特征如下：(1)根據(jù)理論分析，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。這個問題將在下面介紹。CDMA蜂窩系統(tǒng)的全部用戶共享一個無線信道，用戶信號的區(qū)分只靠所用碼型的不同，因此當蜂窩系統(tǒng)的 負荷滿載時，另外增加少數(shù)用戶只會引起話音質(zhì)量的輕微下降(或者說信干比稍微降低)，而不會出現(xiàn)阻塞現(xiàn)象。作業(yè)CDMA蜂窩系統(tǒng)具有“軟切換功能蜂窩通信系統(tǒng)無論采用何種多址方式，都會存在各種各樣的外部干擾和系統(tǒng)本身產(chǎn)生的特定干擾。FDMA與 TDMA蜂窩系統(tǒng)的共道干擾和CDMA蜂窩系統(tǒng)的多