移動(dòng)通信基本概念-移動(dòng)通信基本概念

1中國(guó)電信維護(hù)崗位認(rèn)證培訓(xùn)教材移動(dòng)通信基本概念系列教材之移動(dòng)通信基本概念2通信技術(shù)的發(fā)展日新月異，移動(dòng)業(yè)務(wù)滲入了人們生活的方方面面，給人們生活帶來了極大便利。

LTE技術(shù)已經(jīng)逐漸成為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信的主流，它提供的各類業(yè)務(wù)在信號(hào)質(zhì)量、安全性、功耗和可靠性等方面都表現(xiàn)出很強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。隨著全球第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的開通運(yùn)營(yíng)，移動(dòng)通信新時(shí)代正在來臨并蓬勃發(fā)展，本課程介紹移動(dòng)通信基本原理。前言3學(xué)習(xí)完此課程，您將會(huì)：掌握移動(dòng)通信的組成、特點(diǎn)、分類及工作方式了解移動(dòng)通信信道的電波傳輸了解LTE及CDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展了解第三、四代移動(dòng)通信的技術(shù)、業(yè)務(wù)及其特征目標(biāo)4目錄第一章移動(dòng)通信概述第二章無線電波傳輸、編碼技術(shù)及協(xié)議棧第三章蜂窩移動(dòng)通信的發(fā)展史第四章CDMA/LTE移動(dòng)通信的特征及業(yè)務(wù)第五章CDMA基本原理第六章LTE關(guān)鍵技術(shù)第七章CDMA/LTE頻段的劃分5目錄第1章移動(dòng)通信概述第1節(jié)移動(dòng)通信的組成第2節(jié)移動(dòng)通信的特點(diǎn)第3節(jié)移動(dòng)通信的分類第4節(jié)移動(dòng)通信的工作方式61.1無線通信系統(tǒng)組成

發(fā)基帶單元發(fā)中頻單元發(fā)射頻單元發(fā)天線單元收基帶單元收中頻單元收射頻單元收天線單元無線傳播信道7

發(fā)端接口處理發(fā)端信道處理發(fā)端調(diào)制映射發(fā)端基帶濾波收端接口處理收端信道處理收端解調(diào)映射收端基帶濾波比特流及時(shí)鐘輸入比特流及時(shí)鐘輸出復(fù)接、分接擾碼、去擾糾錯(cuò)、交織均衡、去干擾擴(kuò)頻映射二進(jìn)/多進(jìn)映射基帶成形匹配濾波基帶復(fù)矢量信號(hào)輸出基帶復(fù)矢量信號(hào)輸入1.1無線通信系統(tǒng)組成：基帶單元框圖81.1無線通信系統(tǒng)組成：中頻單元框圖

復(fù)數(shù)調(diào)制器中頻放大濾波復(fù)數(shù)解調(diào)器中頻信道處理AGC中頻放大收端中頻濾波發(fā)送中頻信號(hào)輸出接收中頻信號(hào)輸入基帶復(fù)矢量信號(hào)輸入基帶復(fù)矢量信號(hào)輸出發(fā)端中頻本振載波時(shí)鐘同步91.1無線通信系統(tǒng)組成：射頻單元框圖

上變頻器射頻功率放大下變頻器射頻信道處理射頻前置放大收端射頻濾波發(fā)送射頻信號(hào)輸出接收射頻信號(hào)輸入接收中頻信號(hào)輸出發(fā)端射頻本振收端射頻本振發(fā)送中頻信號(hào)輸入發(fā)端射頻濾波頻率控制101.1無線通信系統(tǒng)組成-移動(dòng)通信基本架構(gòu)11移動(dòng)通信系統(tǒng)是移動(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，能夠建立許多信息傳輸通道的通信系統(tǒng)。移動(dòng)通信包括無線傳輸、有線傳輸，信息的收集、處理和存儲(chǔ)等，使用的主要設(shè)備有無線收發(fā)信機(jī)、移動(dòng)交換控制設(shè)備和移動(dòng)終端設(shè)備。移動(dòng)通信無線服務(wù)區(qū)由許多正六邊形小區(qū)覆蓋而成，呈蜂窩狀，通過接口與公眾通信網(wǎng)（PSTN、ISDN、PDN）互聯(lián)。移動(dòng)通信系統(tǒng)包括移動(dòng)交換子系統(tǒng)（SS）、操作維護(hù)管理子系統(tǒng)（OMS）、基站子系統(tǒng)（BSS）和移動(dòng)臺(tái)（MS），是一個(gè)完整的信息傳輸實(shí)體。1.1無線通信系統(tǒng)組成-移動(dòng)通信的組成12移動(dòng)通信中建立一個(gè)呼叫是由BSS和SS共同完成的；BSS提供并管理MS和SS之間的無線傳輸通道，SS負(fù)責(zé)呼叫控制功能，所有的呼叫都是經(jīng)由SS建立連接的；OMS負(fù)責(zé)管理控制整個(gè)移動(dòng)網(wǎng)。MS也是一個(gè)子系統(tǒng)。它實(shí)際上是由移動(dòng)終端設(shè)備和用戶數(shù)據(jù)兩部分組成的，移動(dòng)終端設(shè)備稱為移動(dòng)設(shè)備；用戶數(shù)據(jù)存放在一個(gè)與移動(dòng)設(shè)備可分離的數(shù)據(jù)模塊中，此數(shù)據(jù)模塊稱為用戶識(shí)別卡（SIM）。1.1無線通信系統(tǒng)組成-移動(dòng)通信的組成131.1無線通信系統(tǒng)組成-CDMA網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)1.1無線通信系統(tǒng)組成-CDMA網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)

14MS：MobileStation，移動(dòng)終端BTS：BaseTransceiverStation,基站收發(fā)器BSC：BaseStationController基站控制器PCF：PacketControlFunction分組控制功能：PCF是無線域中和分組域接口的設(shè)備，PCF和PDSN之間的連接稱為RP接口，也稱為A10/A11接口，A10為數(shù)據(jù)接口，A11為信令接口，信令接口負(fù)責(zé)RP通道的建立、維持和拆除，數(shù)據(jù)接口負(fù)責(zé)用戶數(shù)據(jù)的傳輸。MSC：MobileSwitchingCenter移動(dòng)交換中心：移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)完成呼叫連接、過區(qū)切換控制、無線信道管理等功能的設(shè)備，同時(shí)也是移動(dòng)網(wǎng)與公用電話交換網(wǎng)(PSTN)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)等固定網(wǎng)的接口設(shè)備。HLR：（homelocationregister）保存的是用戶的基本信息，如你的SIM的卡號(hào)、手機(jī)號(hào)碼、簽約信息等，和動(dòng)態(tài)信息，如當(dāng)前的位置、是否已經(jīng)關(guān)機(jī)等；VLR：(visitinglocationregister)保存的是用戶的動(dòng)態(tài)信息和狀態(tài)信息，以及從HLR下載的用戶的簽約信息。AAA:Authentication,Authorization,andAccounting驗(yàn)證、授權(quán)、記賬。15系統(tǒng)架構(gòu)演進(jìn)SAE（SystemArchitectureEvolution），是為了實(shí)現(xiàn)LTE提出的目標(biāo)而從整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)上考慮的演進(jìn)，主要包括：接入網(wǎng)：扁平化，IP化，去掉RNC的物理實(shí)體，功能實(shí)體分解到基站和核心網(wǎng)元，大部分功能放在了E-NodeB，以減少時(shí)延和增強(qiáng)調(diào)度能力，少部分功能放在了核心網(wǎng)，加強(qiáng)移動(dòng)性管理核心網(wǎng)：用戶面和控制面分離，原有SGSN實(shí)體分解為MME(控制面實(shí)體)和Gateway（用戶面實(shí)體）1.1無線通信系統(tǒng)組成-LTE網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)LTE的主要網(wǎng)元LTE的接入網(wǎng)E-UTRAN由e-NodeB組成，提供用戶面和控制面。LTE的核心網(wǎng)EPC由MME，S-GW和P-GW組成。LTE的網(wǎng)絡(luò)接口e-NodeB間通過X2接口相互連接，支持?jǐn)?shù)據(jù)和信令的直接傳輸。S1接口連接e-NodeB與核心網(wǎng)EPC。其中，S1-MME是e-NodeB連接MME的控制面接口，S1-U是e-NodeB連接S-GW的用戶面接口。RRC:RadioResourceControlPDCP:PacketDataConvergenceProtocolRLC:RadioLinkControl

MAC:MediumAccessControlPHY:PhysicallayerEPC:EvolvedPacketCoreMME:MobilityManagementEntityS-GW:ServingGatewayP-GW:PDNGateway與傳統(tǒng)3G網(wǎng)絡(luò)比較，LTE的網(wǎng)絡(luò)結(jié)更加簡(jiǎn)單扁平，降低組網(wǎng)成本，增加組網(wǎng)靈活性，并能大大減少用戶數(shù)據(jù)和控制信令的時(shí)延。1.1無線通信系統(tǒng)組成-LTE的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)元與接口17NAS信令處理，NAS信令安全切換到MME/SGSN的選擇及切換CN節(jié)點(diǎn)間信令交互；支持漫游，鑒權(quán)Idle模式用戶可達(dá)跟蹤區(qū)（TA*）管理P-GW和S-GW的選擇，承載管理功能信令業(yè)務(wù)的合法監(jiān)聽MME:MobilityManagementEntityeNodeB間/3GPP系統(tǒng)間切換的移動(dòng)錨點(diǎn)功能；eNodeB間切換時(shí)，協(xié)助eNodeB進(jìn)行重排序功能；基于用戶的QCI粒度的跨運(yùn)營(yíng)商系統(tǒng)計(jì)費(fèi)；Idle模式下行數(shù)據(jù)包的緩存E-UTRAN尋呼觸發(fā)支持GTP上下行鏈路分組路由轉(zhuǎn)發(fā)合法監(jiān)聽SGW:ServingGateWayUEIP地址分配基于業(yè)務(wù)流的上下行計(jì)費(fèi)、門控、速率執(zhí)行基于APN-AMBR的上下行速率執(zhí)行基于GBR的下行速率執(zhí)行；基于用戶的包過濾上下行鏈路上的傳輸級(jí)別的數(shù)據(jù)包標(biāo)記合法監(jiān)聽P-GW:PacketdatanetworkGateWay1.1無線通信系統(tǒng)組成-LTE主要網(wǎng)元功能18SAE用戶注冊(cè)、鑒權(quán)以及下載用戶數(shù)據(jù)到MME非3GPP用戶注冊(cè)、鑒權(quán)以及下載用戶數(shù)據(jù)到AAA用戶漫游限制、用戶閉鎖業(yè)務(wù)、用戶接入網(wǎng)絡(luò)類型限制HSS:HomeSubscriberServer服務(wù)策略和計(jì)費(fèi)控制的規(guī)則制定終結(jié)Rx接口和Gx接口PCRF:PolicyControlandchargingRuleFunction無線資源管理功能，即實(shí)現(xiàn)無線承載控制、無線許可控制和連接移動(dòng)性控制，在上下行鏈路上完成UE上的動(dòng)態(tài)資源分配（調(diào)度）；用戶數(shù)據(jù)流的IP報(bào)頭壓縮和加密；UE附著狀態(tài)時(shí)MME的選擇；實(shí)現(xiàn)S-GW用戶面數(shù)據(jù)的路由選擇；執(zhí)行由MME發(fā)起的尋呼信息和廣播信息的調(diào)度和傳輸；完成有關(guān)連接態(tài)用戶移動(dòng)性配置和調(diào)度的測(cè)量和測(cè)量報(bào)告。eNodeB1.1無線通信系統(tǒng)組成-LTE主要網(wǎng)元功能191.1無線通信系統(tǒng)組成-eHRPD網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)20內(nèi)容介紹第1章移動(dòng)通信概述第1節(jié)移動(dòng)通信的組成第2節(jié)移動(dòng)通信的特點(diǎn)第3節(jié)移動(dòng)通信的分類第4節(jié)移動(dòng)通信的工作方式211.2移動(dòng)通信的特點(diǎn)(1/3)移動(dòng)通信必須利用無線電波進(jìn)行信息傳輸由于在通信中至少有一方處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，只能通過無線電波進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，因此移動(dòng)通信也稱為移動(dòng)無線電通信方式。具有復(fù)雜的電波傳播環(huán)境由于電波受到城市高大建筑物的阻擋等原因，移動(dòng)臺(tái)接收到的是多徑信號(hào)，即同一信號(hào)通過各種途徑到達(dá)接收天線。這種信號(hào)的幅度會(huì)發(fā)生快速和劇烈的變化，稱為快衰落。因此，當(dāng)出現(xiàn)嚴(yán)重的衰落現(xiàn)象，而移動(dòng)臺(tái)又處于高速運(yùn)動(dòng)中的時(shí)候，就會(huì)加快衰落現(xiàn)象，其衰落深度可達(dá)30dB左右。此時(shí)，就要求移動(dòng)臺(tái)具有良好的抗衰落的技術(shù)指標(biāo)。另外，移動(dòng)通信是在運(yùn)動(dòng)過程中進(jìn)行的，移動(dòng)臺(tái)之間會(huì)出現(xiàn)近處移動(dòng)臺(tái)干擾遠(yuǎn)處移動(dòng)臺(tái)的現(xiàn)象，稱為遠(yuǎn)近效應(yīng)。因此，一般要求移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率具有自動(dòng)調(diào)整的能力，同時(shí)移動(dòng)臺(tái)的接收機(jī)需要具有自動(dòng)增益控制的能力，當(dāng)通信距離迅速改變時(shí)能自動(dòng)進(jìn)行信號(hào)調(diào)整。221.2移動(dòng)通信的特點(diǎn)(2/3)干擾大，需采用抗干擾措施移動(dòng)臺(tái)通信環(huán)境變化是很大的，經(jīng)常處于強(qiáng)干擾區(qū)。例如，移動(dòng)臺(tái)附近的發(fā)射機(jī)可能對(duì)正在通信的移動(dòng)臺(tái)形成強(qiáng)干擾。又如，汽車在公路上行駛，本車和其它車輛的噪聲所形成的干擾也相當(dāng)嚴(yán)重。因此，要求移動(dòng)通信具備很強(qiáng)的抗干擾能力。對(duì)移動(dòng)臺(tái)的要求高移動(dòng)臺(tái)長(zhǎng)期處于運(yùn)動(dòng)中，塵土、振動(dòng)、日曬雨淋的情況時(shí)常遇到，這就要求它必須有防振、防塵、防潮、抗沖擊等能力，還要求性能穩(wěn)定可靠、攜帶方便、低功耗等。同時(shí)，為了方便用戶使用，要求操作方便、堅(jiān)固耐用，這就給移動(dòng)臺(tái)的設(shè)計(jì)和制造帶來很多困難。231.2移動(dòng)通信的特點(diǎn)(3/3)通道容量有限有限的頻率資源決定了有限的信道數(shù)目，這和日益增長(zhǎng)的用戶量形成了一對(duì)矛盾。為了解決這個(gè)矛盾，除了開辟新的頻段，縮小頻道間隔之外，研究各種有效利用頻率的技術(shù)和新的體制是移動(dòng)通信面臨的重要課題。多普勒效應(yīng)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)速度而變化，產(chǎn)生不同的頻移（稱為“多普勒效應(yīng)”），從而造成接收點(diǎn)的信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)不斷變化，其變化范圍可達(dá)20～30dB。24內(nèi)容介紹第1章移動(dòng)通信概述第1節(jié)移動(dòng)通信的組成第2節(jié)移動(dòng)通信的特點(diǎn)第3節(jié)移動(dòng)通信的分類第4節(jié)移動(dòng)通信的工作方式25按使用對(duì)象可分為民用設(shè)備和軍用設(shè)備；按使用環(huán)境可分為陸地通信、海上通信和空中通信；按多址方式可分為頻分多址（FDMA）、時(shí)分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）和正交頻分多址（OFDMA）等；按覆蓋范圍可分為廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)；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)；按工作方式可分為同頻單工、異頻單工、異頻雙工和半雙工；按服務(wù)范圍可分為專用網(wǎng)和公用網(wǎng)；按信號(hào)形式可分為模擬網(wǎng)和數(shù)字網(wǎng)。

1.3移動(dòng)通信的分類261.3多址接入方式FDMA要點(diǎn)：每個(gè)用戶占用一個(gè)頻率，通過頻道號(hào)來識(shí)別各個(gè)用戶TDMA要點(diǎn)：每個(gè)用戶占用一個(gè)時(shí)隙，通過時(shí)隙來識(shí)別各個(gè)用戶PowerFrequencyTimeFDMAFrequencyPowerTimeTDMA271.3多址接入方式CDMA要點(diǎn)：每個(gè)用戶占用一個(gè)碼字，時(shí)間/頻率共享。通過碼字來識(shí)別各個(gè)用戶FrequencyCDMAPowerTimeFrequencyPowerTimeOFDMAOFDMA要點(diǎn)：每個(gè)用戶占用一個(gè)時(shí)隙和一個(gè)頻率，通過子載波來識(shí)別各個(gè)用戶281.3FDMA系統(tǒng)原理FDMA為每一個(gè)用戶指定了特定信道，這些信道按要求分配給請(qǐng)求服務(wù)的用戶。在呼叫的整個(gè)過程中，其他用戶不能共享這一頻段。

291.3FDMA系統(tǒng)中的干擾問題

互調(diào)干擾互調(diào)干擾是指系統(tǒng)內(nèi)由于非線性器件產(chǎn)生的各種組合頻率成分落入本頻道接收機(jī)通帶內(nèi)造成的對(duì)有用信號(hào)的干擾。鄰道干擾鄰道干擾是指相鄰頻道信號(hào)中存在的寄生輻射落入本頻道接收機(jī)帶內(nèi)造成的對(duì)有用信號(hào)的干擾。同頻道干擾同頻道干擾一般是指相同頻率電臺(tái)之間的干擾。在蜂窩系統(tǒng)中，同頻道干擾是指相鄰區(qū)群中同信道信號(hào)之間造成的干擾。它與蜂窩結(jié)構(gòu)和頻率規(guī)劃密切相關(guān)。301.3FDMA系統(tǒng)的特點(diǎn)

FDMA信道每次只能傳送一路電話。每信道占用一個(gè)載頻，相鄰載頻之間的間隔應(yīng)滿足傳輸信號(hào)帶寬的要求。符號(hào)時(shí)間與平均延遲擴(kuò)展相比較是很大的。移動(dòng)臺(tái)較簡(jiǎn)單，和模擬的較接近。基站復(fù)雜龐大，重復(fù)設(shè)置收發(fā)信設(shè)備。FDMA系統(tǒng)每載波單個(gè)信道的設(shè)計(jì)，使得在接收設(shè)備中必須使用帶通濾波器允許指定信道里的信號(hào)通過，濾除其他頻率的信號(hào)，從而限制鄰近信道間的相互干擾。越區(qū)切換較為復(fù)雜和困難。311.3TDMA系統(tǒng)原理

TDMA是在一個(gè)寬帶的無線載波上，把時(shí)間分成周期性的幀，每一幀再分割成若干時(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)通信信道，分配給一個(gè)用戶。

321.3TDMA系統(tǒng)的特點(diǎn)

突發(fā)傳輸?shù)乃俾矢?，遠(yuǎn)大于語(yǔ)音編碼速率，每路編碼速率設(shè)為Rbit/s，共N個(gè)時(shí)隙，則在這個(gè)載波上傳輸?shù)乃俾蕦⒋笥贜Rbit/s。發(fā)射信號(hào)速率隨N的增大而提高。TDMA用不同的時(shí)隙來發(fā)射和接收，因此不需雙工器?；緩?fù)雜性減小?？垢蓴_能力強(qiáng)，頻率利用率高，系統(tǒng)容量大。越區(qū)切換簡(jiǎn)單。331.3CDMA系統(tǒng)原理CDMA系統(tǒng)為每個(gè)用戶分配了各自特定的地址碼，利用公共信道來傳輸信息。CDMA系統(tǒng)的地址碼相互具有準(zhǔn)正交性，以區(qū)別地址，而在頻率、時(shí)間和空間上都可能重疊。341.3CDMA技術(shù)特點(diǎn)CDMA系統(tǒng)的許多用戶共享同一頻率，不管使用的是TDD還是FDD技術(shù)。容量的軟特性。由于信號(hào)被擴(kuò)展在一較寬頻譜上從而可以減小多徑衰落。在CDMA系統(tǒng)中，信道數(shù)據(jù)速率很高。351.3CDMA系統(tǒng)存在的問題CDMA系統(tǒng)存在著兩個(gè)重要的問題：一個(gè)問題是來自非同步CDMA網(wǎng)中不同用戶的擴(kuò)頻序列不完全是正交的，這種擴(kuò)頻碼集的非零互相關(guān)系數(shù)會(huì)引起各用戶間的相互干擾，即多址干擾（MAI），在異步傳輸信道以及多徑傳播環(huán)境中多址干擾將更為嚴(yán)重。另一個(gè)問題是“遠(yuǎn)—近”效應(yīng)。

361.3LTE系統(tǒng)原理

LTE系統(tǒng)將寬頻信道分成若干個(gè)正交子信道，將高速數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)化為并行低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)整到每個(gè)子載波傳輸?？臻g上利用MIMO技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速、可靠傳輸。371.3LTE技術(shù)特點(diǎn)通信速率有了提高，下行峰值速率為100Mbps、上行為50Mbps。提高了頻譜效率，下行鏈路5(bit/s)/Hz，(3--4倍于R6版本的HSDPA);上行鏈路2.5(bit/s)/Hz，是R6版本HSU-PA的2--3倍。以分組域業(yè)務(wù)為主要目標(biāo)，系統(tǒng)在整體架構(gòu)上將基于分組交換。QoS保證，通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)和嚴(yán)格的QoS機(jī)制，保證實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。系統(tǒng)部署靈活，能夠支持1.25MHz-20MHz間的多種系統(tǒng)帶寬，并支持“paired”和“unpaired”的頻譜分配。降低無線網(wǎng)絡(luò)時(shí)延：子幀長(zhǎng)度0.5ms和0.675ms，解決了向下兼容的問題并降低了網(wǎng)絡(luò)時(shí)延，時(shí)延可達(dá)U-plan<5ms，C-plan<100ms。增加了小區(qū)邊界比特速率，在保持目前基站位置不變的情況下增加小區(qū)邊界比特速率。如MBMS在小區(qū)邊界可提供1bit/s/Hz的數(shù)據(jù)速率。強(qiáng)調(diào)向下兼容，支持已有的3G系統(tǒng)和非3GPP規(guī)范系統(tǒng)的協(xié)同運(yùn)作。38內(nèi)容介紹第1章移動(dòng)通信概述第1節(jié)移動(dòng)通信的組成第2節(jié)移動(dòng)通信的特點(diǎn)第3節(jié)移動(dòng)通信的分類第4節(jié)移動(dòng)通信的工作方式391.4移動(dòng)通信的工作方式單工通信：?jiǎn)喂ねㄐ攀侵竿ㄐ烹p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單工。雙工通信：是指通信雙方可用同時(shí)進(jìn)行傳輸消息的工作方式，有時(shí)也稱全雙工通信。半雙工通信與雙工通信相似，移動(dòng)臺(tái)采用單工的“按——講”方式，即按下按講開關(guān)，發(fā)射機(jī)才工作，而接收機(jī)總是工作的。401.4雙工技術(shù)上行數(shù)據(jù)下行數(shù)據(jù)時(shí)分/TDD頻分/

FDD對(duì)于數(shù)字移動(dòng)通信而言，雙向通信可以用頻率或時(shí)間分開，前者稱為FDD（頻分雙工），后者稱為TDD（時(shí)分雙工）。

411.4TDD：時(shí)分雙工時(shí)分雙工的優(yōu)勢(shì)無須成對(duì)頻率資源適合非對(duì)稱業(yè)務(wù)上下行特性相同無須射頻雙工器421.4FDD：頻分雙工1網(wǎng)絡(luò)不需要嚴(yán)格同步，不依賴GPS2系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)沒有上下行干擾3網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、優(yōu)化相對(duì)簡(jiǎn)單頻分雙工FDD的優(yōu)勢(shì)EVDO的頻率分配43目錄第一章移動(dòng)通信概述第二章無線電波傳輸、編碼技術(shù)及協(xié)議棧第三章蜂窩移動(dòng)通信的發(fā)展史第四章CDMA/LTE移動(dòng)通信的特征及業(yè)務(wù)第五章CDMA基本原理第六章LTE關(guān)鍵技術(shù)第七章CDMA/LTE頻段的劃分44內(nèi)容介紹第2章無線電波傳輸、編碼技術(shù)及協(xié)議棧第1節(jié)無線電波基本概念第2節(jié)移動(dòng)通信信道的傳輸特性第3節(jié)編碼技術(shù)第4節(jié)協(xié)議棧簡(jiǎn)介45傳播特性直接關(guān)系到通信設(shè)備的能力、天線高度的確定、通信距離的計(jì)算、以及為實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)可靠的通信所必須采用的技術(shù)措施等一系列系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題。移動(dòng)通信系統(tǒng)的無線信道環(huán)境比固定無線通信的信道環(huán)境更復(fù)雜，必須根據(jù)移動(dòng)通信的特點(diǎn)按照不同的傳播環(huán)境和地理特征進(jìn)行分析和仿真。2.1無線傳播概述462.1無線電波概念１．１無線電波什么叫無線電波？無線電波是一種能量傳輸形式，在傳播過程中，電場(chǎng)和磁場(chǎng)在空間是相互垂直的，同時(shí)這兩者又都垂直于傳播方向。無線電波什么叫無線電波？無線電波是一種能量傳輸形式,在傳播過程中，電場(chǎng)和磁場(chǎng)在空間是相互垂直的，同時(shí)這兩者又都垂直于傳播方向。472.1無線電波頻率劃分不同頻段內(nèi)的頻率具有不同的傳輸特性482.1無線電波的傳播特點(diǎn)492.1無線電波的傳播示意圖502.1無線電波的波長(zhǎng)公式51無線電波的傳播速率、頻率無線電波是電磁波，在真空中的傳播速度是每秒30萬千米。無線電波的波長(zhǎng)波長(zhǎng)＝無線電波的速率/無線電波的頻率。

800M電波的波長(zhǎng)：約37.5CM1900M電波的波長(zhǎng)：約15.8CM2600M電波的波長(zhǎng)：約11.5CM522.1無線電波傳播途徑53表面波傳播

電波是緊靠著地面?zhèn)鞑サ?，地面的性質(zhì)，地貌，地物等的情況都會(huì)影響電波的傳播。一方面使電波發(fā)生變化和引起電波的吸收。另一方面由于地球表面是球型，使沿它傳播的電波發(fā)生繞射。外層空間傳播

電磁波由地面發(fā)出，經(jīng)低空大氣層和電離層而到達(dá)外層空間的傳播，如衛(wèi)星傳播、宇宙探測(cè)等均屬于這種遠(yuǎn)距離傳播。宇宙空間近似于真空狀態(tài)，傳輸特性比較穩(wěn)定。2.1電波的各種傳播方式54天波傳播

籍此電離層的反射作用，電波在地面與電離層之間來回反射傳播至較遠(yuǎn)的地方。我們把經(jīng)過電離層反射到地面的電波叫作天波。散射傳播

當(dāng)天線輻射出去的電波，投射到那些不均勻體的時(shí)候，類似于光的散射和反射現(xiàn)象，電波發(fā)生散射或反射，一部分能量傳播到接收點(diǎn)，這種傳播稱為散射傳播。2.1電波的各種傳播方式55空間波傳播—移動(dòng)通信

電磁波直接從發(fā)射天線傳播到接收天線，另外還可以經(jīng)地面反射而到達(dá)接收天線。所以接收天線處的場(chǎng)強(qiáng)是直接波和反射波的合成場(chǎng)強(qiáng)，直接波不受地面影響，地面反射波要經(jīng)過地面的反射，因此要受到反射點(diǎn)地質(zhì)地形的影響。

空間波在大氣的底層傳播，傳播的距離受到地球曲率和低空大氣層的影響。收，發(fā)天線之間的最大距離被限制在視線范圍內(nèi)，要擴(kuò)大通信距離，就必須增加天線高度。一般地說，視線距離可以達(dá)到50km左右。2.1電波的各種傳播方式56移動(dòng)通信電波的三種基本傳播方式在移動(dòng)通信中，影響傳播的三種最基本的機(jī)制為反射、繞射和散射。（接收功率或它的反面，路徑損耗）是基于反射、散射和繞射的大尺度傳播模型預(yù)測(cè)的最重要的參數(shù)。這三種傳播機(jī)制也描述了小尺度衰弱和多徑傳播。57移動(dòng)通信電波的三種基本傳播方式－反射當(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)生于地球表面、建筑物和墻壁表面。反射波和傳輸波的電場(chǎng)強(qiáng)度取決于費(fèi)涅爾Fresnel）反射系數(shù)G。反射系數(shù)為材料的函數(shù)，并與極性、入射角和頻率有關(guān)。58移動(dòng)通信電波的三種基本傳播方式－繞射當(dāng)接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間的無線路徑被尖利的邊緣阻擋時(shí)發(fā)生繞射。由阻擋表面產(chǎn)生的二次波散布于空間，甚至于阻擋體的背面。當(dāng)接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間不存在視距路徑，圍繞阻擋體也產(chǎn)生波彎曲。在高頻波段，繞射與反射一樣，依賴于物體的形狀，以及繞射點(diǎn)入射波振幅、相位和極化的情況。59移動(dòng)通信電波的三種基本傳播方式－散射當(dāng)電磁波穿行的介質(zhì)中存在小于或等于波長(zhǎng)的物體并且單位體積內(nèi)阻擋體的個(gè)數(shù)非常巨大時(shí)，發(fā)生散射。散射波產(chǎn)生于粗糙表面、小物體或其它不規(guī)則物體。在實(shí)際通信系統(tǒng)中，樹葉、街道標(biāo)志和燈柱都會(huì)引發(fā)散射。60電磁波直接從發(fā)射天線傳播到接收天線，另外還可以經(jīng)地面反射及其他物體的散射而到達(dá)接收天線。所以接收天線處的場(chǎng)強(qiáng)是直接波和反射波、散射波的合成場(chǎng)強(qiáng)，直接波不受地面影響，地面反射波要經(jīng)過地面的反射，因此要受到反射點(diǎn)地質(zhì)地形的影響。

空間波在大氣的底層傳播，傳播的距離受到地球曲率和低空大氣層的影響。收，發(fā)天線之間的最大距離被限制在視線范圍內(nèi)，要擴(kuò)大通信距離，就必須增加天線高度。一般地說，視線距離可以達(dá)到50km左右。移動(dòng)通信電波的三種基本傳播方式61覆蓋區(qū)大小與天線的高度和增益成比例。在蜂窩系統(tǒng)中，基站天線高度從20m～100m不等，其具體取值由環(huán)境確定，例如城市中天線高度約為30m，郊區(qū)高度取50m，鄉(xiāng)村取80m。天線增益的取值同樣依賴于環(huán)境2.1空間波傳播環(huán)境62長(zhǎng)波傳播（波長(zhǎng)1000米以上） 以表面波或天波的形式傳播。 對(duì)其他接受臺(tái)干擾很強(qiáng)烈；天電干擾對(duì)長(zhǎng)波的接收的影響嚴(yán)重，特別是雷雨較多的夏季中波傳播（波長(zhǎng)100-1000米） 以表面波或天波的形式傳播 波長(zhǎng)在2000－200米的中短波主要用于廣播短波傳播（波長(zhǎng)10-100米） 靠表面波和天波傳播。2.1各個(gè)波段的傳播特點(diǎn)63超短波和微波（波長(zhǎng)為10米以下）的頻率很高，表面波衰減很大；電波穿入電離層很深，甚至不能反射回來，所以超短波、微波一般不用表面波、天波的傳播方式，而只能用空間波、散射波和穿透外層空間的傳播方式。超短波和微波的頻帶很寬。超短波廣泛應(yīng)用于電視，調(diào)頻廣播，雷達(dá)等方面。利用微波可同時(shí)傳送幾千路電話或幾套電視節(jié)目。超短波和微波的傳播特點(diǎn)基本上相同，主要是在低空大氣層做視距傳播。因此，為了增大通信距離，一般把天線架高。2.1各個(gè)波段的傳播特點(diǎn)64傳送的功率指的是發(fā)射機(jī)所發(fā)射的能量。擁有較高的傳輸功率將有助于壓制它的頻帶內(nèi)其他的干擾信號(hào)，但是擁有較高傳輸功率的設(shè)備也將可能耗電較多，同時(shí)對(duì)別的信號(hào)的干擾也加強(qiáng)。靈敏性指的是在信道中可以被接收機(jī)接受的最弱信號(hào)的測(cè)量。數(shù)值愈低的那臺(tái)接收機(jī)的設(shè)備就愈好。但是這要求所有的制造商和標(biāo)準(zhǔn)都用相同的參考值（如包丟失率）來定義靈敏度。信道是對(duì)無線通信中發(fā)送端和接收端之間的通路的一種形象比喻，信道有一定的帶寬。2.1傳播性能的指標(biāo)65內(nèi)容介紹第2章無線電波傳輸、編碼技術(shù)及協(xié)議棧第1節(jié)無線電波基本概念第2節(jié)移動(dòng)通信信道的傳輸特性第3節(jié)編碼技術(shù)第4節(jié)協(xié)議棧簡(jiǎn)介66模擬有線信道中典型的信噪比約為46dB。通過選擇合適的材料與精心加工，可以確保有一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的電氣環(huán)境。信噪比的波動(dòng)通常不超過l一2dB。陸地移動(dòng)系統(tǒng)中，移動(dòng)臺(tái)處于城市建筑群之中或處于地形復(fù)雜的區(qū)域，其天線將接收從多條路徑傳來的信號(hào)，再加移動(dòng)臺(tái)本身的運(yùn)動(dòng)，使得移動(dòng)臺(tái)和基站之間的無線信道多變且難以控制。衰落是經(jīng)常發(fā)生的，衰落深度可達(dá)30dB。無線信道包括了電波的多徑傳播，時(shí)延擴(kuò)展，衰落特性以及多普勒效應(yīng)2.2移動(dòng)信道的復(fù)雜性672.2移動(dòng)通信中的多徑傳播特性移動(dòng)信道環(huán)境682.2移動(dòng)通信中的多徑傳播特性陸地移動(dòng)信道的主要特征是多徑傳播。傳播過程中會(huì)遇到各種建筑物、樹木、植被以及起伏的地形，會(huì)引起電波的反射，如上圖所示。這樣，到達(dá)移動(dòng)臺(tái)天線的信號(hào)不是單一路徑來的，而是許多路徑來的眾多反射波的合成。由于電波通過各個(gè)路徑的距離不同，因而各條反射波到達(dá)時(shí)間不同，相位也就不同。不同相位的多個(gè)信號(hào)在接收端疊加，有時(shí)同相疊加而增強(qiáng)，有時(shí)反相疊加而減弱。這樣，接收信號(hào)的幅度將急劇變化，即產(chǎn)生了衰落。這種衰落是由于多徑現(xiàn)象所引起的，稱為多徑衰落。692.2移動(dòng)通信中的多徑傳播特性通常在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，基站用固定的高天線，移動(dòng)臺(tái)用接近地面的低天線。例如，基站天線通常高30m，最高可達(dá)90m；移動(dòng)臺(tái)天線通常高2m～3m。移動(dòng)臺(tái)周圍的區(qū)域稱為近端區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)的物體造成的反射是造成多徑效應(yīng)的主要原因。離移動(dòng)臺(tái)較遠(yuǎn)的區(qū)域稱為遠(yuǎn)端區(qū)域，在遠(yuǎn)端區(qū)域，只有高層建筑、較高的山峰等的反射才能對(duì)該移動(dòng)臺(tái)構(gòu)成多徑，而且這些路徑要比近端區(qū)域中建筑物所引起的多徑的長(zhǎng)度要長(zhǎng)。70由于電波通過各個(gè)路徑的距離不同，因而各個(gè)路徑來的反射波到達(dá)時(shí)間不同，相位也就不同。不同相位的多個(gè)信號(hào)在接收端迭加，有時(shí)迭加而加強(qiáng)（方向相同），有時(shí)迭加而減弱（方向相反）。這樣，接收信號(hào)的幅度將急劇變化，即產(chǎn)生了快衰落。在城市環(huán)境中，一輛快速行駛車輛上的移動(dòng)臺(tái)的接收信號(hào)在一秒鐘之內(nèi)的顯著衰落可達(dá)數(shù)十次。多徑傳播使接收端的信號(hào)近似于一種叫做Rayleigh分布的數(shù)學(xué)分布，故多徑快衰落又稱為Rayleigh衰落。多徑衰弱，可以從時(shí)間和空間兩個(gè)方面來描述和測(cè)試。多徑衰弱是產(chǎn)生小尺寸衰弱的重要原因。2.2多徑衰落712.2移動(dòng)通信中的陰影效應(yīng)當(dāng)電波在傳播路徑上遇到起伏地形、建筑物、植被（高大的樹林）等障礙物的阻擋時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電磁場(chǎng)的陰影。移動(dòng)臺(tái)在運(yùn)動(dòng)中通過不同障礙物的陰影時(shí)，就構(gòu)成接收天線處場(chǎng)強(qiáng)中值的變化，從而引起衰落，稱為陰影衰落。由于這種衰落的變化速率較慢，又稱為慢衰落。慢衰落是以較大的空間尺度來度量的衰落。722.2移動(dòng)通信中的陰影效應(yīng)慢衰落速率主要決定于傳播環(huán)境，即移動(dòng)臺(tái)周圍地形，包括山丘起伏，建筑物的分布與高度，街道走向，基站天線的位置與高度，移動(dòng)臺(tái)行進(jìn)速度等，而與頻率無關(guān)。慢衰落的深度，即接收信號(hào)局部中值電平變化的幅度取決于信號(hào)頻率與障礙物狀況。頻率較高的信號(hào)比頻率較低的信號(hào)容易穿透建筑物，而頻率較低的信號(hào)比頻率較高的信號(hào)更具有較強(qiáng)的繞射能力。慢衰落的特性是與環(huán)境特征密切相關(guān)的，可用電場(chǎng)實(shí)測(cè)的方法找出其統(tǒng)計(jì)規(guī)律。73接收信號(hào)除瞬時(shí)值出現(xiàn)快衰落之外，場(chǎng)強(qiáng)平均值也會(huì)出現(xiàn)緩慢變化。這種由陰影效應(yīng)和氣象原因引起的信號(hào)變化稱為慢衰落。慢衰落接收信號(hào)近似服從一種叫做對(duì)數(shù)正態(tài)分布的數(shù)學(xué)分布，變化幅度取決于障礙物狀況、工作頻率、障礙物和移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)速度等。快衰落和慢衰落是由相互獨(dú)立的原因產(chǎn)生，隨著移動(dòng)臺(tái)的移動(dòng)，這二者構(gòu)成移動(dòng)通信接收信號(hào)不穩(wěn)定的因素。2.2慢衰落74 由于電波通過各個(gè)路徑的距離不同，因而各個(gè)路徑來的反射波到達(dá)時(shí)間不同，也就是各信號(hào)的時(shí)延不同。當(dāng)發(fā)送端發(fā)送一個(gè)極窄的脈沖信號(hào)時(shí)，移動(dòng)臺(tái)接收的信號(hào)由許多不同時(shí)延的脈沖組成，我們稱為時(shí)延擴(kuò)展。2.2時(shí)延擴(kuò)展75

在移動(dòng)通信中，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)移向基站時(shí)，頻率變高，遠(yuǎn)離基站時(shí)，頻率變低，所以我們?cè)谝苿?dòng)通信中要充分考慮“多普勒效應(yīng)”,這也加大了移動(dòng)通信的復(fù)雜性。

最大多普勒頻移fm與載波頻率fc及接收機(jī)最大移動(dòng)速度vm相關(guān)：

fm=fcvm/C

其中c為無線電波傳播速度。 發(fā)射機(jī)的載波頻率為910MHz，以步行速度1.33m/s移動(dòng)由此引起的最大多普勒頻移為±4Hz；以60英里/小時(shí)的速度移動(dòng)，則多普勒頻移將增加到±120Hz。2.2多普勒頻移76菲涅耳區(qū)菲涅耳區(qū)一個(gè)直接環(huán)繞在可見視距傳播路徑周圍的橢球區(qū)域，其半徑會(huì)因信號(hào)傳播路徑長(zhǎng)度和信號(hào)頻率的不同而有所變化。當(dāng)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)處于視距時(shí)，可以建立直達(dá)的傳播路徑。如果路徑中有凸出障礙物進(jìn)入了菲涅耳區(qū)，盡管其高度不足以阻擋信號(hào)的傳播，但無線電波的衍射仍會(huì)使部分信號(hào)偏轉(zhuǎn)，致使其到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間略晚于直達(dá)信號(hào)。由于這些繞射的信號(hào)與直達(dá)信號(hào)有相位差，疊加的時(shí)候就會(huì)削弱直達(dá)信號(hào)，干擾了直達(dá)信號(hào)。總而言之，盡管發(fā)射機(jī)能夠看到接收機(jī)，但這并不意味著發(fā)射機(jī)就能夠建立到接收機(jī)良好的信號(hào)傳輸路徑。77（1）理論分析，即用電磁場(chǎng)理論或統(tǒng)計(jì)理論分析電波在移動(dòng)環(huán)境個(gè)中的傳播特性，并用各種數(shù)學(xué)模型來描述移動(dòng)信道。往往要提出一些假設(shè)條件使信道數(shù)學(xué)模型簡(jiǎn)化，所以數(shù)學(xué)模型對(duì)信道的描述都是近似的。（2）現(xiàn)場(chǎng)電波傳播實(shí)測(cè)，即在不同的傳播環(huán)境中，做電波傳播實(shí)測(cè)試驗(yàn)。測(cè)試參數(shù)包括接收信號(hào)幅度、延時(shí)以及其它反映信道特征的參數(shù)。對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可以得出一些有用的結(jié)果。（3）移動(dòng)信道的計(jì)算機(jī)模擬，計(jì)算機(jī)具有很強(qiáng)的計(jì)算能力，能靈活快速地模擬各種移動(dòng)環(huán)境。相輔相成，可用于研究進(jìn)程的不同階段移動(dòng)信道研究的基本方法78內(nèi)容介紹第2章無線電波傳輸、編碼技術(shù)及協(xié)議棧第1節(jié)無線電波基本概念第2節(jié)移動(dòng)通信信道的傳輸特性第3節(jié)編碼技術(shù)第4節(jié)協(xié)議棧簡(jiǎn)介79數(shù)字通信編碼技術(shù)80數(shù)字通信編碼技術(shù)信源編碼和信道編碼是通信數(shù)字化的兩個(gè)重要技術(shù)領(lǐng)域。在移動(dòng)通信數(shù)字化中，首先是模擬語(yǔ)音信號(hào)的數(shù)字化。對(duì)于語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理，采用低碼率數(shù)字語(yǔ)音編碼，可以提高頻帶的利用率和信道容量；同時(shí)采用較強(qiáng)糾錯(cuò)能力的信道編碼技術(shù)，可使移動(dòng)通信系統(tǒng)在較低載干比（C/I）的條件下運(yùn)行，從而保證良好的通話質(zhì)量。在通信系統(tǒng)中，一般采用“信源編碼”技術(shù)來提高數(shù)字系統(tǒng)的傳輸效率。通常采用“信道編碼”技術(shù)，即“差錯(cuò)控制編碼”來提高數(shù)字系統(tǒng)的可靠傳輸。81語(yǔ)音壓縮編碼技術(shù)信源編碼技術(shù)的主要任務(wù)是通過降低數(shù)字信號(hào)的碼元速率，壓縮頻帶，達(dá)到提高信號(hào)傳輸有效性的目的。2G數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)以語(yǔ)音業(yè)務(wù)為主，故信源編碼主要指的是語(yǔ)音壓縮編碼。3G、4G不僅提供語(yǔ)言業(yè)務(wù)，還提供高速數(shù)據(jù)、圖像、視頻等多媒體業(yè)務(wù)，故信源編碼除了語(yǔ)音編碼外還有圖像壓縮編碼、多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼等。語(yǔ)音壓縮編碼技術(shù)信源輸出的信號(hào)都是模擬語(yǔ)音信號(hào)，信源編碼主要完成兩大任務(wù)：第一是將模擬語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)（也就是實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)數(shù)字化），第二是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮。模擬信號(hào)數(shù)字化的方法有多種，目前采用最多的是信號(hào)波形的A/D變換方法（波形編碼）。它直接把時(shí)域波形變換為數(shù)字序列，接收恢復(fù)的信號(hào)質(zhì)量好。實(shí)用的波形編碼方法主要有兩種基本形式，一是脈沖編碼調(diào)制（PCM），另一種是增量調(diào)制（ΔM）。821．信源信號(hào)的數(shù)字化“數(shù)字化”的最基本的技術(shù)，叫作脈沖編碼調(diào)制（PCM，PulseCodeModulation），簡(jiǎn)稱脈碼調(diào)制。模擬信號(hào)正是通過PCM而變換成數(shù)字信號(hào)的，其具體過程是：通過抽樣、量化和編碼三個(gè)步驟，用若干代碼表示模擬形式的信息信號(hào)（如圖像、聲音信號(hào)），再用脈沖信號(hào)表示這些代碼來進(jìn)行傳輸／存儲(chǔ)。83脈沖編碼調(diào)制模擬信號(hào)數(shù)字傳輸方框圖這里的“代碼”是指表示數(shù)值的一組二進(jìn)制或多進(jìn)制的數(shù)字符號(hào)，如表示數(shù)值“五”的十進(jìn)制代碼是“5”，二進(jìn)制代碼是“101”。PCM技術(shù)中，通常用二進(jìn)制代碼。PCM信號(hào)PCM信號(hào)話音信號(hào)話音信號(hào)抽樣量化編碼數(shù)字通信系統(tǒng)譯碼低通A/D（模數(shù)轉(zhuǎn)換）D/A（數(shù)模轉(zhuǎn)換）842．語(yǔ)音編碼技術(shù)在數(shù)字移動(dòng)通信中，采用的語(yǔ)音編碼技術(shù)有波形編碼、參數(shù)編碼和混合編碼三種。波形編碼技術(shù)是通過對(duì)語(yǔ)音波形進(jìn)行采樣、量化，然后用二進(jìn)制碼表現(xiàn)出來，并在解碼端盡可能準(zhǔn)確地恢復(fù)語(yǔ)音信號(hào)的原始波形。85語(yǔ)音編碼技術(shù)參數(shù)編碼技術(shù)是以語(yǔ)音信號(hào)產(chǎn)生的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，根據(jù)輸入語(yǔ)音信號(hào)分析出表征聲門振動(dòng)的激勵(lì)參數(shù)和表征聲道特性的聲道參數(shù)，然后在解碼端根據(jù)這些模型參數(shù)來恢復(fù)語(yǔ)音。這種編碼算法并不忠實(shí)地反映輸入語(yǔ)音的原始波形，而是著眼于人耳的聽覺特性，確保解碼語(yǔ)音的可懂度和清晰度?；谶@種編碼技術(shù)的編碼系統(tǒng)一般稱之為聲碼器，主要用在窄帶信道上提供4.8kbit/s以下的低速率語(yǔ)音通信和一些對(duì)時(shí)延要求較寬的場(chǎng)合。當(dāng)前參數(shù)編碼技術(shù)主要的研究方向是線性預(yù)測(cè)LPC（LinearPredictiveCoder）聲碼器和余弦聲碼器。86語(yǔ)音編碼技術(shù)混合編碼是基于參量編碼和波形編碼發(fā)展的一類編碼技術(shù)。一般都把以LPAS為基礎(chǔ)的用VQ技術(shù)對(duì)激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行量化的編碼算法統(tǒng)稱為CELP。CELP具有波形編碼和參數(shù)編碼兩種特點(diǎn)，它保持了波形編碼的高質(zhì)量和參量編碼的低速率，因此也稱為混合編碼，在4～16kbit/s速率上能夠得到高質(zhì)量的合成語(yǔ)音。多脈沖線性預(yù)測(cè)編碼（MP-LPC）、規(guī)則脈沖線性預(yù)測(cè)編碼（RPE-LPC）和碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼（CELP）等都屬于混合編碼技術(shù)。87語(yǔ)音編碼技術(shù)移動(dòng)通信中采用的語(yǔ)音編碼方法主要取決于無線移動(dòng)信道的條件：由于頻率資源十分有限,因此要求編碼信號(hào)的速率較低;由于移動(dòng)信道的傳播條件惡劣,因而編碼算法應(yīng)有較好的抗誤碼特性。另外,從用戶的角度出發(fā),還應(yīng)有較好的話音質(zhì)量和較短的時(shí)延。移動(dòng)通信對(duì)數(shù)字語(yǔ)音編碼的要求如下：速率較低,純編碼速率應(yīng)低于16kb/s;在一定編碼速率下的音質(zhì)應(yīng)盡可能高;編碼時(shí)延要短,要控制在幾十毫秒之內(nèi);編碼算法應(yīng)具有較好的抗誤碼性能,計(jì)算量小,性能穩(wěn)定;編碼器應(yīng)便于大規(guī)模集成。88語(yǔ)音編碼技術(shù)混合編碼廣泛用在數(shù)字蜂窩移動(dòng)系統(tǒng)中。由于采用的激勵(lì)源不同，就構(gòu)成了不同的編碼方案。泛歐數(shù)字蜂窩網(wǎng)（GSM）中的RPE-LTP編碼方案采用規(guī)則脈沖作激勵(lì)源，而北美數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)中的VSELP編碼方案采用碼本激勵(lì)的方法。GSM系統(tǒng)采用的是規(guī)則脈沖線性預(yù)測(cè)編碼（RPE-LPC）方案，IS-95（CDMA）系統(tǒng)采用的是9.6kbit/s碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼（CELP）方案。89CDMA系統(tǒng)中的語(yǔ)音編碼技術(shù)在數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)中，語(yǔ)音編碼速率與傳輸信號(hào)帶寬成比例關(guān)系，即語(yǔ)音編碼速率減半，傳輸信號(hào)所占用帶寬也減半，而系統(tǒng)容量增加一倍。為此，必須積極開發(fā)低速率高質(zhì)量的語(yǔ)音編碼技術(shù)，即高效語(yǔ)音編碼技術(shù)。其中碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼CELP是高質(zhì)量語(yǔ)音編碼的方案。在移動(dòng)無線傳輸線路中，突發(fā)脈沖序列中常因衰落產(chǎn)生誤碼。為抑制誤碼對(duì)語(yǔ)音質(zhì)量的影響，要研究抗誤碼能力的編碼方式，即采取高效糾錯(cuò)/檢測(cè)編碼的措施。對(duì)于高效語(yǔ)音編碼方式，為了抑制由于低速率引起語(yǔ)音質(zhì)量的惡化，需要進(jìn)行龐大的運(yùn)算處理，這種運(yùn)算處理甚至超過目前數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）的能力，為此，就需要高性能數(shù)字信號(hào)處理器。90信道編碼由于通信信道,尤其是無線通信信道,容易受到外界干擾和噪聲的影響,因此導(dǎo)致信息在傳輸過程中發(fā)生改變,從而在接收端接收不到完全正確的信息。為了保證通信的可靠性,必須采用信道編碼。信道編碼能夠檢查和糾正接收信息流中的差錯(cuò)。傳輸信號(hào)在接收端出現(xiàn)誤判是由兩方面原因造成的由于信道傳輸特性不理想（一般稱為“乘性干擾”）產(chǎn)生的誤差，其通常可采用“均衡”的方法加以糾正由于信號(hào)在傳輸時(shí)疊加上噪聲（稱為“加性干擾”）產(chǎn)生的誤差，其影響一般需采用“差錯(cuò)控制編碼”的方法來加以糾正91信道編碼“差錯(cuò)控制編碼”的基本思想是在發(fā)送端被傳送的信息中附加一些冗余比特（稱為監(jiān)督碼元），這些多余的碼元與信息碼元之間以某種確定的規(guī)則相互關(guān)聯(lián)（約束）；接收端通過檢驗(yàn)這種既定的規(guī)則來獲知是否有錯(cuò)碼產(chǎn)生，進(jìn)而糾正這些錯(cuò)碼。由于監(jiān)督碼元的加入，增加了信號(hào)的冗余度，即可靠性的提高是以帶寬為代價(jià)的，所以信道編碼技術(shù)的目的是如何以最小的監(jiān)督碼元，獲得最大的糾錯(cuò)和檢錯(cuò)能力。92差錯(cuò)控制方式常用的差錯(cuò)控制方法有三種：檢錯(cuò)重發(fā)法(簡(jiǎn)稱ARQ)、前向糾錯(cuò)法(簡(jiǎn)稱FEC)和混合糾錯(cuò)法(簡(jiǎn)稱HEC)，系統(tǒng)構(gòu)成如圖所示。93差錯(cuò)控制方式1、檢錯(cuò)重發(fā)法這種差錯(cuò)控制方式也稱為“自動(dòng)請(qǐng)求重傳（ARQ）”。在發(fā)送端對(duì)數(shù)據(jù)序列進(jìn)行分組編碼，加入一定多余碼元使之具有一定的檢錯(cuò)能力，成為能夠發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的碼組；接收端收到碼組后，按一定規(guī)則對(duì)其進(jìn)行有無錯(cuò)誤判別，并把判決結(jié)果（應(yīng)答信號(hào)）通過反向信道送回發(fā)送端。如有錯(cuò)誤，發(fā)送端把前面發(fā)出的信息重新傳送一次，直到接收端認(rèn)為已正確收到信息為止。94差錯(cuò)控制方式圖列舉了三種最流行的ARQ過程，圖中時(shí)間從左到右遞進(jìn)。95差錯(cuò)控制方式2、前向糾錯(cuò)法前向糾錯(cuò)（FEC）系統(tǒng)中，發(fā)送端的信道編碼器將輸入數(shù)據(jù)序列變換成能夠糾正錯(cuò)誤的碼，接收端的譯碼器根據(jù)編碼規(guī)律檢驗(yàn)出錯(cuò)誤的位置并自動(dòng)糾正。這種糾錯(cuò)方式不需要反向信道（傳遞重發(fā)指令），特別適合于只能提供單向信道的場(chǎng)合。由于能自動(dòng)糾錯(cuò)，不要求檢錯(cuò)重發(fā)，因而時(shí)延小，實(shí)時(shí)性好。3、混合糾錯(cuò)法混合糾錯(cuò)法（HEC）是前向糾錯(cuò)（FEC）和檢錯(cuò)重發(fā)（ARQ）方式的結(jié)合。在這種系統(tǒng)中，接收端不但有糾正錯(cuò)誤的能力，而且對(duì)超出糾錯(cuò)能力的錯(cuò)誤有檢測(cè)能力。當(dāng)遇到后一種情況時(shí)，通過反向信道要求發(fā)送端重發(fā)一遍?；旌霞m錯(cuò)方式在實(shí)時(shí)性和譯碼復(fù)雜度方面是前向糾錯(cuò)和檢錯(cuò)重發(fā)方式的折衷。96差錯(cuò)控制編碼的分類糾錯(cuò)編碼是應(yīng)用最廣泛的編碼,又可分為如下幾類:(1)按照糾正差錯(cuò)的類型可分為糾正隨機(jī)錯(cuò)誤的編碼和糾正突發(fā)錯(cuò)誤的編碼兩種。隨機(jī)錯(cuò)誤是指碼元間的錯(cuò)誤互相獨(dú)立,即每個(gè)碼元的錯(cuò)誤概率與它前后碼元的錯(cuò)誤與否無關(guān);突發(fā)錯(cuò)誤是指一個(gè)碼元的錯(cuò)誤往往影響其前后碼元的錯(cuò)誤概率,換句話說,一個(gè)碼元產(chǎn)生錯(cuò)誤,則后面幾個(gè)碼元都可能發(fā)生錯(cuò)誤。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中,既要糾正隨機(jī)錯(cuò)誤,又要糾正突發(fā)錯(cuò)誤。

97差錯(cuò)控制編碼的分類(2)按照信息碼元和監(jiān)督碼元之間的約束方式不同可分為分組碼和卷積碼兩種。分組碼是指編碼的規(guī)則僅局限于本碼組之內(nèi),本碼組的監(jiān)督碼元僅和本碼組的信息碼元相關(guān);

卷積碼是指本碼組的監(jiān)督碼元不僅和本碼組的信息碼元相關(guān),還與本碼組相鄰的前n-1個(gè)碼組的信息碼元相關(guān)。(3)按照信息碼元和附加的監(jiān)督碼元之間的檢驗(yàn)關(guān)系可分為線性碼和非線性碼兩種。線性碼是指信息碼元與監(jiān)督碼元之間的關(guān)系為線性關(guān)系,即監(jiān)督碼元是線性碼元的線性組合,編碼規(guī)則可用線性方程來表示;非線性碼的信息碼元與監(jiān)督碼元之間不存在線性關(guān)系。

98差錯(cuò)控制編碼的分類(4)按照碼字的結(jié)構(gòu)不同,可分為系統(tǒng)碼和非系統(tǒng)碼兩種。系統(tǒng)碼是指前k個(gè)碼元與信息碼組一致的編碼;非系統(tǒng)碼不具有系統(tǒng)碼的特性。(5)按照碼字中每個(gè)碼元的取值可分為二進(jìn)制碼和多進(jìn)制碼。二進(jìn)制碼的碼元有0和1兩個(gè)取值,M進(jìn)制碼的碼元有M個(gè)取值。二進(jìn)制碼是應(yīng)用最廣泛的編碼制式。

99幾種實(shí)用的簡(jiǎn)單檢錯(cuò)碼1、奇偶監(jiān)督碼奇偶監(jiān)督碼又稱為奇偶校驗(yàn)碼，是一種最簡(jiǎn)單的檢錯(cuò)碼，被廣泛用于以隨機(jī)錯(cuò)誤為主的計(jì)算機(jī)通信系統(tǒng)中。其編碼規(guī)則是：將所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)碼元分成組，然后在每組數(shù)據(jù)后附加一位監(jiān)督位，使得該組碼元連同監(jiān)督位在內(nèi)的碼組中的“1”的個(gè)數(shù)為偶數(shù)（稱為偶校驗(yàn)）或者為奇數(shù)（稱為奇檢驗(yàn)）；在接收端按同樣的規(guī)律檢查，如發(fā)現(xiàn)不符就說明產(chǎn)生了差錯(cuò)，但它不能確定差錯(cuò)的具體位置，即不能糾錯(cuò)?？梢钥闯?，這種奇偶校驗(yàn)只能發(fā)現(xiàn)單個(gè)或奇數(shù)個(gè)錯(cuò)誤，而不能檢測(cè)出偶數(shù)個(gè)錯(cuò)誤，因此它的檢錯(cuò)能力不高。100幾種實(shí)用的簡(jiǎn)單檢錯(cuò)碼2、水平奇偶監(jiān)督碼針對(duì)奇偶監(jiān)督碼檢錯(cuò)能力不高，尤其是不能檢測(cè)突發(fā)錯(cuò)誤的缺點(diǎn)，提出水平奇偶監(jiān)督碼。即將經(jīng)過奇偶監(jiān)督編碼的碼元序列按行排成方陣，每行為一組奇偶監(jiān)督編碼（如表所示），但發(fā)送時(shí)則按列的順序傳輸：111011110011…，接收端仍將碼元排成發(fā)送時(shí)的方陣形式，然后按行進(jìn)行奇偶校驗(yàn)。信息碼元監(jiān)督碼元111001100011010011011000011101000100001011001110111110110000101011101幾種實(shí)用的簡(jiǎn)單檢錯(cuò)碼3、水平垂直奇偶監(jiān)督碼

水平垂直奇偶監(jiān)督碼，是將水平奇偶監(jiān)督碼推廣到二維，又稱行列監(jiān)督碼和方陣碼。它的方法是在水平奇偶監(jiān)督碼的基礎(chǔ)上，對(duì)上表方陣中每一列再進(jìn)行奇偶校驗(yàn)，就可得表所示的方陣。監(jiān)督碼元信息碼元監(jiān)督碼元111001100011010011011000011101000100001011001110111110110000101011

10000000010102幾種實(shí)用的簡(jiǎn)單檢錯(cuò)碼

水平垂直奇偶監(jiān)督碼比水平奇偶監(jiān)督碼有更強(qiáng)的檢錯(cuò)能力，它能發(fā)現(xiàn)某一行或某一列上的奇數(shù)個(gè)錯(cuò)誤和長(zhǎng)度不大于行數(shù)(或列數(shù))的突發(fā)錯(cuò)誤。這種碼還有可能檢測(cè)出偶數(shù)個(gè)錯(cuò)碼，因?yàn)槿绻啃械谋O(jiān)督位不能在本行檢出偶數(shù)個(gè)錯(cuò)誤時(shí)，則在列的方向上有可能檢出。當(dāng)然，當(dāng)偶數(shù)個(gè)錯(cuò)誤恰好分布在矩陣的四個(gè)頂點(diǎn)上時(shí)，這樣的偶數(shù)錯(cuò)誤是檢測(cè)不出來的。103線性分組碼信道編碼主要有兩種，即分組碼和卷積碼。分組碼是前向糾錯(cuò)（FEC）碼，它可以在無需重新發(fā)射的情況下檢測(cè)出有限個(gè)錯(cuò)碼，并加以糾正，藉此來改善通信系統(tǒng)的性能。在分組編碼器中，k個(gè)信息比特被編成n個(gè)比特，從而增加了n-k個(gè)冗余比特(監(jiān)督比特)，用(n，k)符號(hào)來表示，用來檢測(cè)和糾正錯(cuò)誤。我們將這種信息碼分組，為每組信碼附加若干監(jiān)督碼的編碼集合，稱為分組碼。具體結(jié)構(gòu)如下104線性分組碼有關(guān)定義編碼效率R（簡(jiǎn)稱為“碼率”）：R=k/n碼重：在信道編碼中，碼組中非零碼元的個(gè)數(shù)。碼距：兩個(gè)碼字Ci和Cj中對(duì)應(yīng)碼位上具有不同碼元的位數(shù)最小距離dmin：在一分組碼中，任意兩個(gè)許用碼組距離的最小值，即碼組集合中任意兩元素間的最小距離105分組碼就是在一個(gè)碼字中，監(jiān)督碼元只由本組的信息碼元來決定。如它們的關(guān)系可由一組線性方程組得到，因而稱為線性分組碼。例如在(7，3)碼中：線性分組碼1061、漢明碼漢明碼是第一個(gè)設(shè)計(jì)用來糾正單個(gè)錯(cuò)誤且編碼效率較高的線性分組碼，由Hamming于1950年提出。與其他的錯(cuò)誤校驗(yàn)碼類似，漢明碼也利用了奇偶校驗(yàn)位的概念，通過在數(shù)據(jù)位后面增加一些比特，可以驗(yàn)證數(shù)據(jù)的有效性。利用一個(gè)以上的校驗(yàn)位，漢明碼不僅可以驗(yàn)證數(shù)據(jù)是否有效，還能在數(shù)據(jù)出錯(cuò)的情況下指明錯(cuò)誤位置。107循環(huán)碼是線性分組碼的一個(gè)重要子類，它是在嚴(yán)密的代數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)上建立起來的。它為系統(tǒng)碼，即前位為信息碼，后位為監(jiān)督碼元。它除了具有線性碼的一般性質(zhì)外，還具有循環(huán)性。所謂循環(huán)性是指：循環(huán)碼中任一許用碼組經(jīng)過循環(huán)移位后得到的碼組仍為一許用碼組。若為一許用的循環(huán)碼組，則它的循環(huán)移位、等也是許用碼組。

2、循環(huán)碼108循環(huán)碼這種循環(huán)碼可用多項(xiàng)式來表示，為方便起見，把最低位作為x0，由右向左順次為x1x2…xn－1，其系數(shù)即為相應(yīng)位的二進(jìn)制碼元。最小的也就是最基本的多項(xiàng)式(即最高冪最小的多項(xiàng)式)為x4＋x3＋x2＋1，用g(x)表示。在循環(huán)碼的條件下，g(x)必是xn－1的一個(gè)因式，也就是用g(x)一定能除盡xn－1(模xn－1)。因此7位碼的生成多項(xiàng)式g(x)必然是x7－1的一個(gè)因式。因式分解可得：x7－1≡（x－1）（x3+x2+1）（x3+x+1）109循環(huán)碼監(jiān)督碼元的位數(shù)就是g(x)的最高冪數(shù)，所以不同的g(x)，其信息碼元數(shù)k也是不同的。110卷積編碼卷積碼也是分組的，但它的監(jiān)督碼元不僅與本組的信息碼元有關(guān)，而且還與前若干組的信息碼元有關(guān)。這種碼的糾錯(cuò)能力強(qiáng)，不僅可糾正隨機(jī)差錯(cuò)，而且可糾正突發(fā)差錯(cuò)。111圖由三個(gè)移位寄存器組成。每輸人一個(gè)信息碼元mj，就編兩個(gè)監(jiān)督碼元pj1、pj2順次輸出，成為碼長(zhǎng)為3，信息碼元為1的(3，1)卷積碼的一個(gè)分組(碼字)。卷積編碼（3，1）卷積碼編碼器112卷積編碼從圖中可以看出，監(jiān)督碼元pj1、pj2不僅與本輸入的信息碼元有關(guān)，還和前幾組的信息碼元有關(guān)，其關(guān)系為式中，加法為模2加，上式就稱為該卷積碼的監(jiān)督方程。113交織編碼交織碼主要用于有記憶的信道，特別是無線移動(dòng)信道；交織碼的基本思路與前面介紹的糾錯(cuò)碼思路不同，糾錯(cuò)碼是為了適應(yīng)信道，而交織碼則是為了改造信道。即將一個(gè)有記憶的突發(fā)信道經(jīng)過交織、去交織變換將信道改造成獨(dú)立無記憶信道。然后再采用糾正獨(dú)立隨機(jī)差錯(cuò)的糾錯(cuò)碼充分發(fā)揮其糾錯(cuò)功能。交織編碼的目的是把一個(gè)較長(zhǎng)的突發(fā)差錯(cuò)離散成隨機(jī)差錯(cuò)，再用糾正隨機(jī)差錯(cuò)的編碼(FEC)技術(shù)消除隨機(jī)差錯(cuò)。114分組交織系統(tǒng)框圖交織編碼115(1)若待發(fā)送的一組信息為(2)交織存貯器為一個(gè)行列交織矩陣，它按列寫入，按行讀出：(3)交織器輸出并送入突發(fā)信道的信息為：交織編碼116(4)假設(shè)突發(fā)信道產(chǎn)生了兩個(gè)突發(fā)差錯(cuò)，第一個(gè)產(chǎn)生于x1至x21連錯(cuò)5位，第二個(gè)突發(fā)產(chǎn)生于x17至x8連錯(cuò)4位(5)突發(fā)信道輸出端信息為X’’，它可表示為：(6)在接收端，進(jìn)入去交織器后，送入另一存貯器，它也是一個(gè)行列交織矩陣，但是它是按行寫入按列讀出：交織編碼117(7)去交織存貯器的輸出為

：(8)由上面分析可見，經(jīng)過交織矩陣與較之矩陣的變換之后，原來信道中的突發(fā)差錯(cuò)，即兩個(gè)突發(fā)：連錯(cuò)5位與連錯(cuò)4位，卻變成了中

隨機(jī)性的獨(dú)立差錯(cuò)。(9)交織編碼的過程是將FEC碼字序列按行寫入而按列讀出。交織編碼118交織（Interleaving）舉例：MRCU原始信息：MOTOROLACELLULAR…OOELTLLAOALRMOTOROLACELLULARMOTOROLACELLULAR空中信息：MRCUOOELTLLAOALR…交織編碼交織解碼解碼信息：MOTOROLACELLULAR…MRCUOOELTLLAOALR119交織（Interleaving）舉例：MRCU原始信息：MOTOROLACELLULAR…OOELTLLAOALRMOTOROLACELLULARMOTOROLACELLULAR空中信息：MRCUOOELTLLAOALR…交織編碼交織解碼解碼信息：MOTOROLACELLULAR…MRCUOOELTLLAOALR120矩陣中行的數(shù)目M為交織深度。交織深度M越大，離散度越大，抗突發(fā)差錯(cuò)能力也越強(qiáng)，交織編碼處理時(shí)間越長(zhǎng)。若FEC糾錯(cuò)能力為t時(shí)，交織編碼可糾正一次突發(fā)差錯(cuò)的長(zhǎng)度為。一般情況下，移動(dòng)通信系統(tǒng)的交織編碼處理時(shí)間控制在40ms內(nèi)，以保證通信質(zhì)量。交織編碼屬于時(shí)間隱分集。交織編碼121122內(nèi)容介紹第2章無線電波傳輸、編碼技術(shù)及協(xié)議棧第1節(jié)無線電波基本概念第2節(jié)移動(dòng)通信信道的傳輸特性第3節(jié)編碼技術(shù)第4節(jié)協(xié)議棧簡(jiǎn)介協(xié)議棧簡(jiǎn)介123124MAC:MAC子層處于物理層和RLC子層之間，向上為RLC子層提供服務(wù)，RLC子層通過邏輯信道將RLC子層的數(shù)據(jù)PDU提交給MAC子層發(fā)送，MAC子層向下利用物理信道使用物理層提供的服務(wù)。MAC子層實(shí)現(xiàn)的主要功能包括：以數(shù)據(jù)PDU為單位的前、反向無線數(shù)據(jù)帶寬的動(dòng)態(tài)申請(qǐng)和動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)復(fù)用、支持不同優(yōu)先等級(jí)的多個(gè)用戶的多種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的QoS控制，邏輯信道和物理信道的映射、MAC子層SDU和物理層數(shù)據(jù)傳輸塊的動(dòng)態(tài)適配以及對(duì)物理層傳輸參數(shù)的進(jìn)行動(dòng)態(tài)配置。協(xié)議棧簡(jiǎn)介125物理層（PHY）層功能描述:CRC檢測(cè)、物理信道編解碼、物理信道的增益控制、物理信道的調(diào)制/解調(diào)和擴(kuò)頻/解擴(kuò)、物理信道的OFDM復(fù)用/解復(fù)用、頻率和定時(shí)同步、信道估計(jì)與均衡、無線特性的測(cè)量，包括RSSI、SNR、BLER等RLC:無線鏈路控制（RLC）子層主要實(shí)現(xiàn)對(duì)RLC子層服務(wù)數(shù)據(jù)單元的分割和重組、加密和解密、傳輸差錯(cuò)控制和各種數(shù)據(jù)邏輯鏈路的建立、釋放、配置等功能。RLC子層由多個(gè)RLC實(shí)體和控制實(shí)體組成。RLC實(shí)體可根據(jù)傳輸業(yè)務(wù)類型的不同，配置成非確認(rèn)模式、可靠傳輸模式和盡力可靠傳輸模式。RLC控制實(shí)體的主要功能是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)邏輯鏈路的建立、釋放、參數(shù)配置，以及數(shù)據(jù)鏈路層的軟切換控制過程。協(xié)議棧簡(jiǎn)介126目錄第一章移動(dòng)通信概述第二章電波傳輸、編碼技術(shù)及協(xié)議棧第三章蜂窩移動(dòng)通信的發(fā)展史第四章CDMA/LTE移動(dòng)通信的特征及業(yè)務(wù)第五章CDMA基本原理第六章LTE關(guān)鍵技術(shù)第七章CDMA/LTE頻段的劃分127內(nèi)容介紹第3章蜂窩移動(dòng)通信的發(fā)展史第1節(jié)移動(dòng)通信發(fā)展簡(jiǎn)史第2節(jié)移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展第3節(jié)LTE的發(fā)展趨勢(shì)1281283.1移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展歷程3G1G2G2.5G話音通信主要系統(tǒng)：AMPS、TACS、NMT、J-TACS等1G－模擬蜂窩（FDMA）話音通信、低速數(shù)據(jù)通信：9.6Kbps主要系統(tǒng)：GSM、CDMAIS-95、TDMAIS-136、PDC2G－數(shù)字蜂窩（TDMA、CDMA）話音通信、數(shù)據(jù)通信：115Kbps/144Kbps主要系統(tǒng)：GPRS、cdma20001X2.5G－數(shù)據(jù)通信（TDMA、CDMA）話音通信、數(shù)據(jù)通信、移動(dòng)多媒體：2Mbps主要系統(tǒng)：W-CDMA、cdma2000EV、TD-SCDMA3G－多媒體數(shù)據(jù)通信（CDMA-DS/MC/TDD、TDMA）4G話音通信、數(shù)據(jù)通信、移動(dòng)多媒體：100Mbps主要系統(tǒng)：LTE-FDD、LTE-TDD4G－高速移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信（LTE）129HSPA+DL>40MBps;UL>10MbpsTD-HSDPA2.8MbpsTD-HSUPA2.2MbpsWCDMA384KbpsHSDPA1.8/3.6MbpsHSDPA7.2MbpsHSUPA1.4~5.8Mbps1GbpsLTE+LTETDD1LTETDD2LTETDDDL:100MbpsUL:50MbpsTD-HSPA+DL:>25.2MbpsUL:>19.2MbpsEV-DORel.0DL:2.4MbpsUL:153.6kbpscdma20001x153.6kbpsD0Rel.ADL:3.1MbpsUL:1.8MbpsDoRevB(MultiCarrierDO)DL：46.5MbpsUL:27MbpsLTEFDDDL:100MbpsUL:50MbpsGSMEDGE120KbpsGSMGERAN240K-2MbpsTD-SCDMA384Kbps無線技術(shù)向LTE演進(jìn)3.1移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展歷程1303.1移動(dòng)通信發(fā)展簡(jiǎn)史第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)采用頻分多址（FDMA），模擬系統(tǒng)代表系統(tǒng)：美國(guó)的AMPS、歐洲的TACS主要缺點(diǎn)頻譜利用率低 采用FDMA所致業(yè)務(wù)種類有限 采用模擬方式所致無數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 采用模擬方式所致保密性差 采用模擬方式所致設(shè)備成本高、體積、重量大 采用模擬方式所致1313.1移動(dòng)通信的發(fā)展簡(jiǎn)史第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)（2G）采用時(shí)分多址（TDMA）或窄帶碼分多址（CDMA），數(shù)字系統(tǒng)代表系統(tǒng)：美國(guó)的IS－95A（CDMA）、歐洲的GSM（TDMA）、日本的JDC對(duì)第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)缺點(diǎn)的改善頻譜利用率提高 －提高了2倍（GSM）或10倍（CDMA）業(yè)務(wù)種類增加 －提供了較豐富的電信業(yè)務(wù)窄帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) －提供了低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（最大64Kbit/s）保密性較好 －具有良好的保密性能減小了設(shè)備成本 －設(shè)備（尤其是終端設(shè)備）成本大大降低

體積、重量也大大減少1323.1移動(dòng)通信的發(fā)展簡(jiǎn)史第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（3G）：IMT2000采用寬帶碼分多址（CDMA），實(shí)現(xiàn)移動(dòng)寬帶多媒體通信IMT2000：2000年，在2000M頻段實(shí)現(xiàn)2000K的數(shù)據(jù)通信3G對(duì)數(shù)據(jù)通信速率的要求室內(nèi)環(huán)境至少2Mbps室內(nèi)外步行環(huán)境至少384kbps室外車輛運(yùn)動(dòng)中至少144kbps衛(wèi)星移動(dòng)環(huán)境至少9.6kbpsIMT2000推薦的3種制式：WCDMA（歐洲）、CDMA2000（美國(guó)）、TD－SCDMA（中國(guó)）TD－SCDMA：中國(guó)的第一個(gè)國(guó)際通信標(biāo)準(zhǔn)133制式WCDMACDMA2000TD-SCDMA雙工方式FDD/TDDFDDTDD帶寬（M）5/10/201.25/5/10/201.2擴(kuò)頻方式前向：WALSH（區(qū)分信道）+GOLD序列218（區(qū)分小區(qū)）反向：WASLH（區(qū)分信道）+GOLD序列241（區(qū)分用戶）前向：WALSH（區(qū)分信道）+M序列215（區(qū)分小區(qū)）反向：WASLH（碼片轉(zhuǎn)換）+M序列241-1（區(qū)分用戶）前向：WALSH（區(qū)分信道）+PN序列（區(qū)分小區(qū)）反向：WASLH（區(qū)分信道）+PN序列（區(qū)分用戶）基站間同步異步/同步同步同步3.13G三種制式比較（1）1343.13G三種制式比較（2）WCDMACDMA2000TD-SCDMA接收機(jī)結(jié)構(gòu)RAKERAKERAKE閉環(huán)功率控制支持支持支持越區(qū)切換軟、硬切換軟、硬切換軟、硬切換解調(diào)方式相干解調(diào)相干解調(diào)相干解調(diào)碼片速率（Mcps）3.84N*1.22881.28發(fā)射分集方式TSTDSTTDFBTDOTDSTS無同步方式異步同步異步核心網(wǎng)GSMMAPANSI-41GSMMAP制式1353.1移動(dòng)通信的發(fā)展簡(jiǎn)史第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)（4G）：TDD-LTE和FDD-LTE采用正交頻分多址（OFDMA），實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)高速傳輸Peakdatarate（峰值數(shù)據(jù)速率）下行20M頻譜帶寬內(nèi)要達(dá)到峰值速率100Mbps，頻譜效率達(dá)到5bps/Hz。上行20M頻譜帶寬內(nèi)要達(dá)到峰值速率50Mbps，頻譜效率達(dá)到2.5bps/Hz。Mobility（移動(dòng)性）要求E-UTRAN在0~15km/h達(dá)到最優(yōu)。15和120km/h的更高速度應(yīng)該達(dá)到高性能。在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)該要保證120km/h~350km/h的性能（甚至在某些頻段達(dá)到500km/h）。pectrumflexibility（頻譜靈活性）E-UTRA可以使用不同的頻帶寬度包括，上下行的1.4MHz，2.5MHz，5MHz，10MHz，15MHzand20MHz。需要支持工作在成對(duì)和不成對(duì)的頻段。需要支持資源的靈活使用，包括功率、調(diào)制方式、相同頻段、不同頻段、上下行，相鄰或不相鄰的頻點(diǎn)分配等。RadioAccessTechnology（RAT）不同系統(tǒng)間的共存。1363.1LTE兩種制式比較LTE-FDDTD-LTE較TDD差，LTE-A支持上下非對(duì)稱頻譜配置必須使用成對(duì)的收發(fā)頻段可根據(jù)業(yè)務(wù)流量靈活配置上下行時(shí)隙配比不需要成對(duì)的頻段，可有效利用零碎的頻段較TDD制式寬松上下行異頻，抗干擾性能強(qiáng)由不同時(shí)隙來區(qū)分上下行，同步要求嚴(yán)格上下行同頻，小區(qū)間干擾需加強(qiáng)干擾控制支持100公里范圍小區(qū)350km/h保持連接受限于下行至上行時(shí)隙轉(zhuǎn)換保護(hù)間隔相比FDD制式存在劣勢(shì)異同僅層一（物理層）主要幀結(jié)構(gòu)有區(qū)別共享相同的層二（數(shù)據(jù)鏈路層）和層三（網(wǎng)絡(luò)層）結(jié)構(gòu)，在系統(tǒng)側(cè)和終端側(cè)都能較容易且低成本實(shí)現(xiàn)對(duì)FDD與TDD雙模的支持。核心網(wǎng)側(cè)可同時(shí)接入LTE-FDD和TD-LTE，保證系統(tǒng)的平滑升級(jí)頻譜利用非對(duì)稱業(yè)務(wù)抗干擾性能同步要求終端速度覆蓋半徑區(qū)別一致融合LTE-A支持FDD非對(duì)稱帶寬分配，LTE及其后續(xù)版本將主要承載高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，并具備承載話音業(yè)務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)頻譜資源最有效的使用。制式不同對(duì)頻譜利用率影響較小，速率制勝的關(guān)鍵是劃分到的頻帶資源總寬度性能對(duì)比

137內(nèi)容介紹第3章蜂窩移動(dòng)通信的發(fā)展第1節(jié)移動(dòng)通信發(fā)展簡(jiǎn)史第2節(jié)移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展第3節(jié)LTE的發(fā)展趨勢(shì)1383.2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展歷程及趨勢(shì)經(jīng)歷了多標(biāo)準(zhǔn)共存階段，開始趨向于匯聚集中；進(jìn)一步向?qū)拵Щ?、IP化方向演進(jìn)；一段時(shí)期內(nèi)，多模、多頻段共存的情況將進(jìn)一步凸顯。2G：語(yǔ)音業(yè)務(wù)3G：車速移動(dòng)時(shí)數(shù)據(jù)速率為144kbps，室外靜止或步行時(shí)速率為384kbps，室內(nèi)為2Mbps。4G：在高速移動(dòng)中最高傳輸速率能達(dá)到100Mbps，在低速移動(dòng)或靜止時(shí)最高傳輸速率能達(dá)到1Gbps2G2.5G2.75G3G3.5G3.75G3.9G4GGPRSEDGEHSDPAR5HSUPAR64GCDMA20001XEV-DO802.16e802.16mHSDPAHSPA+R7

FDDTDDGSMTD-SCDMAWCDMAR99802.16dCDMAIS95CDMA20001xLTEEV-DORev.AEV-DORev.BHSUPAHSPA+1393.2CDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展CDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展經(jīng)歷了兩個(gè)階段。第一階段：融合IS-95CDMA標(biāo)準(zhǔn)的cdmaOne系統(tǒng)。IS-95窄帶CDMA是cdmaOne系列標(biāo)準(zhǔn)中最先發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)，真正在全球得到廣泛應(yīng)用的第一個(gè)CDMA標(biāo)準(zhǔn)是IS-95A，這一標(biāo)準(zhǔn)支持8k編碼話音服務(wù)。其后又分別出版了13k話音編碼器的TSB74標(biāo)準(zhǔn)，支持1.9GHz的CDMAPCS系統(tǒng)的STD-008標(biāo)準(zhǔn)，其中13k編碼話音服務(wù)質(zhì)量已經(jīng)非常接近有線電話的話音質(zhì)量。1403.2CDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展隨著移動(dòng)通信對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的增長(zhǎng)，1998年2月，美國(guó)高通公司宣布將IS-95B標(biāo)準(zhǔn)用于CDMA基礎(chǔ)平臺(tái)上。IS-95B在兼容IS-95A配置的基礎(chǔ)上，提高了CDMA系統(tǒng)性能，并增加用戶移動(dòng)通信設(shè)備的數(shù)據(jù)流量，提供對(duì)64kbps數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持。1413.2CDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展第二階段：從窄帶cdmaOne向第三代cdma2000過渡。cdma2000成為窄帶CDMA系統(tǒng)向第三代系統(tǒng)過渡的標(biāo)準(zhǔn)。目前cdma2000有由3GPP2制定的Release0、A、B、C和D五個(gè)支持cdma2000-1x及其增強(qiáng)型技術(shù)的版本，由EIA/TIA發(fā)布的支持cdma20001xEV-DO的IS-856和IS-856A標(biāo)準(zhǔn)，以及cdma20001xEV-DV。142cdma2000-1x是cdma2000的第一個(gè)階段，是1999年6月由ITU確立的標(biāo)準(zhǔn)，稱之為2.75G移動(dòng)通信系統(tǒng)。Cdma2000-1x采用直接序列擴(kuò)頻碼分多址DS-CDMA、頻分雙工FDD方式，