移動(dòng)通信總復(fù)習(xí)

數(shù)字移動(dòng)通信DigitalMobileCommunicationBTS總體方案設(shè)計(jì)報(bào)告DigitalMobileCommunication數(shù)字移動(dòng)通信數(shù)字移動(dòng)通信總復(fù)習(xí)第一章移動(dòng)通信概述什么是移動(dòng)通信？移動(dòng)通信有哪些特點(diǎn)？移動(dòng)通信的工作方式有哪些？?jī)?yōu)缺點(diǎn)?有哪些常用的移動(dòng)通信系統(tǒng)？重點(diǎn)：移動(dòng)通信基本概念難點(diǎn)：移動(dòng)通信的特點(diǎn)什么是移動(dòng)通信所謂移動(dòng)通信，是指通信雙方至少有一方處于移動(dòng)狀態(tài)下（包括一方或雙方，或者臨時(shí)停留在某一非預(yù)定的位置上）的通信，包括移動(dòng)用戶與固定用戶之間的通信，移動(dòng)用戶之間的通信等。移動(dòng)通信的主要特點(diǎn)1-5無(wú)線電波傳播復(fù)雜移動(dòng)臺(tái)受到的干擾嚴(yán)重?zé)o線電頻譜資源有限對(duì)移動(dòng)設(shè)備要求高系統(tǒng)復(fù)雜1-6移動(dòng)通信的工作方式及各自特點(diǎn)

單工方式雙工方式半雙工方式1-71.2常用移動(dòng)通信系統(tǒng)無(wú)線局域網(wǎng)移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)無(wú)線電尋呼系統(tǒng)無(wú)繩電話系統(tǒng)蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)集群移動(dòng)通信系統(tǒng)課后練習(xí)P141~7第2章移動(dòng)通信信道要求與重點(diǎn)掌握移動(dòng)通信中電波傳播的主要方式.掌握多徑傳播的基本特性，理解多徑衰落對(duì)數(shù)字移動(dòng)通信的影響。理解描述多徑信道的參數(shù)，了解小范圍衰落模型。掌握電波傳播損耗的預(yù)測(cè)。2-112.1.1電波傳播方式VHF與UHF頻段，典型傳播方式1、直射2、反射3、散射4、繞射2-12自由空間傳播損耗自由空間傳播損耗可以定義為：(不考慮天線增益)以dB計(jì)，得到：或可見，自由空間電波傳播損耗只與工作頻率f和傳播距離d有關(guān)。2-13大氣折射標(biāo)準(zhǔn)大氣情況下，等效地球半徑系數(shù)k=4/3。地球?qū)嶋H半徑是6370km,地球等效半徑為8500km。大氣折射的結(jié)果是傳播距離比極限視距更遠(yuǎn)了，即所謂的超視距傳播。2-14視線傳播極限距離存在阻擋物（多條路徑）：反射：當(dāng)電波在不同性質(zhì)的介質(zhì)交界處，會(huì)有一部分發(fā)生反射。繞射：惠更斯原理。能夠傳播到阻擋物后面。散射：粗糙的表面會(huì)向所有方向散射電磁波。平滑表面—>反射模型。粗糙表面—>散射模型。3-162.2移動(dòng)通信信道的多徑傳播特性一、移動(dòng)通信信道中的電波傳播特性移動(dòng)信道是一種時(shí)變信道

信號(hào)傳播過(guò)程中受到來(lái)自不同類型的損耗

接受信號(hào)功率可表示為傳播損耗陰影衰落多徑衰落：移動(dòng)臺(tái)與基站的距離多普勒頻移多普勒頻移與移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度及移動(dòng)臺(tái)方向與無(wú)線電波入射方向之間的夾角有關(guān)。頻率變化值朝向入射波方向移動(dòng)－>多普勒頻移為正值；被向入射波方向移動(dòng)－>多普勒頻移為負(fù)值。*重點(diǎn)例題：P24頁(yè)，例2-2當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在運(yùn)動(dòng)中通信時(shí)，接受信號(hào)頻率會(huì)發(fā)生變化，稱為多普勒效應(yīng)。由此引發(fā)的附加頻移稱為多普勒頻移。2-18電波傳播損耗預(yù)測(cè)模型模型：目標(biāo)：中值損耗=自由空間損耗+地形損耗+修正條件：由大量測(cè)試數(shù)據(jù)獲得的圖表、公式課后習(xí)題P50

1、2、5、6、10、11、15、16、173-20數(shù)字移動(dòng)通信第3章組網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)3-21第3章組網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)講述內(nèi)容3.1移動(dòng)通信網(wǎng)的基本概念3.2

移動(dòng)通信環(huán)境下的干擾3.3

區(qū)域覆蓋和信道配置3.4提高蜂窩系統(tǒng)容量的方法3.5多信道共用技術(shù)3.6網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3.7信令3.8系統(tǒng)的移動(dòng)性管理第一次課第二次課第三次課3.1移動(dòng)通信網(wǎng)的基本概念蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)的基本構(gòu)成示意圖3-22移動(dòng)交換子系統(tǒng)基站子系統(tǒng)操作維護(hù)管理子系統(tǒng)3-233.2移動(dòng)通信環(huán)境下的干擾干擾是限制移動(dòng)通信系統(tǒng)性能的主要因素。在移動(dòng)通信網(wǎng)中，無(wú)線電干擾一般分為：同頻干擾、鄰道干擾、互調(diào)干擾、阻塞干擾近端對(duì)遠(yuǎn)端的干擾=》若對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)可削弱這些干擾！3-241同頻干擾同頻復(fù)用：在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，為了提高頻率利用率，在相隔一定距離以外，可以使用相同的頻率，這就稱為頻率復(fù)用或同頻復(fù)用。同頻復(fù)用帶來(lái)了什么問(wèn)題？同頻干擾同頻復(fù)用的要求或者限制條件是什么？同頻干擾不能過(guò)大3-251同頻干擾同頻小區(qū):在一個(gè)給定的覆蓋區(qū)域內(nèi)，存在許多使用同一組頻率的小區(qū)。區(qū)群=7的小區(qū)示意。ADCBGFEADCBGFEADCBGFE同頻復(fù)用3-261同頻干擾同頻干擾與距離的關(guān)系？同頻小區(qū)距離越近，同頻干擾就越大；反之，同頻干擾就越小，但頻率利用率就會(huì)降低。3-271同頻干擾同頻復(fù)用系數(shù)：同頻復(fù)用距離：若輸入到移動(dòng)臺(tái)的有用信號(hào)與同頻干擾比等于射頻防護(hù)比,則A、B之間的距離即為同頻復(fù)用距離。3-284近端對(duì)遠(yuǎn)端的干擾近端對(duì)遠(yuǎn)端的干擾：當(dāng)基站同時(shí)接收從兩個(gè)距離不同的移動(dòng)臺(tái)發(fā)來(lái)的信號(hào)時(shí)，距基站近的移動(dòng)臺(tái)B到達(dá)基站的功率明顯要大于距離基站遠(yuǎn)的移動(dòng)臺(tái)A的到達(dá)功率，若二者頻率相近，則距基站近的移動(dòng)臺(tái)B就會(huì)造成對(duì)接收距離距基站遠(yuǎn)的移動(dòng)臺(tái)A的有用信號(hào)的干擾或抑制，甚至將移動(dòng)臺(tái)A的有用信號(hào)淹沒(méi)。這種現(xiàn)象稱為近端對(duì)遠(yuǎn)端干擾，又稱為遠(yuǎn)近效應(yīng)。4近端對(duì)遠(yuǎn)端的干擾3-29d2d1P1P2MS2MS13-304近端對(duì)遠(yuǎn)端的干擾克服的方法有哪些呢？1、頻道間隔：兩個(gè)移動(dòng)臺(tái)所用頻道拉開必要間隔；2、移動(dòng)臺(tái)的自動(dòng)功率控制：移動(dòng)臺(tái)端加自動(dòng)（發(fā)射）功率控制（APC），使所有工作的移動(dòng)臺(tái)到達(dá)基站功率基本一致。3-31大區(qū)制概念：使用安裝在高塔上的單個(gè)大功率發(fā)射機(jī)而獲得一個(gè)大面積覆蓋。大區(qū)制特點(diǎn)：天線架設(shè)高基站大功率公用電話交換網(wǎng)RR:30~50kmP:50~200WP大區(qū)制系統(tǒng)示意圖3.3區(qū)域覆蓋-大區(qū)制和小區(qū)制3-32大區(qū)覆蓋與小區(qū)覆蓋大區(qū)覆蓋與小區(qū)覆蓋（a）大區(qū)覆蓋（b）小區(qū)覆蓋大區(qū)制基站發(fā)射功率大覆蓋區(qū)域廣頻率不能復(fù)用小區(qū)制（蜂窩）基站發(fā)射功率小覆蓋區(qū)域?。ㄐ^(qū)）頻率復(fù)用越區(qū)切換和中央控制(MSC)3-33蜂窩概念基本思想包含了三層含義1）用多個(gè)小功率發(fā)射機(jī)代替單個(gè)大功率發(fā)射機(jī)，用多個(gè)小覆蓋區(qū)代替一個(gè)大覆蓋區(qū)；2）將整個(gè)系統(tǒng)的信道分成若干個(gè)信道組，每個(gè)基站分配整個(gè)系統(tǒng)可用信道中的一部分，并且給相鄰的基站分配不同的信道組。3）通過(guò)系統(tǒng)地分隔整個(gè)系統(tǒng)的基站及它們的信道組，可用信道便可以在整個(gè)系統(tǒng)的覆蓋區(qū)域內(nèi)復(fù)用。大區(qū)制基站發(fā)射功率大，天線架設(shè)很高覆蓋一個(gè)大區(qū)域優(yōu)缺點(diǎn)？小區(qū)制基站發(fā)射功率小，頻率復(fù)用覆蓋一個(gè)小區(qū)域優(yōu)缺點(diǎn)？3-343.3區(qū)域覆蓋-大區(qū)制和小區(qū)制蜂窩系統(tǒng)的一些問(wèn)題小區(qū)形狀區(qū)群的概念同頻小區(qū)的距離3-353-36小區(qū)形狀的選取在服務(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)服務(wù)區(qū)所需的基站數(shù)最小，也就是最經(jīng)濟(jì)。小區(qū)形狀為六邊形的小區(qū)制移動(dòng)通信網(wǎng)稱為蜂窩網(wǎng)。3-37（2）區(qū)群的概念區(qū)群（簇）指共同使用全部可用頻率的N個(gè)小區(qū)。

區(qū)群的特點(diǎn)在一個(gè)區(qū)群內(nèi)各小區(qū)使用不同的頻率，不同的區(qū)群可以使用相同的頻率。n頻制一個(gè)區(qū)群使用的頻率數(shù)為n。3-38（2）區(qū)群的概念A(yù)DCBGFEADCBGFEADCBGFE同頻復(fù)用3-39區(qū)群組成滿足兩個(gè)條件1）區(qū)群之間可以鄰接，且無(wú)縫隙無(wú)重疊地覆蓋。2）鄰接后的區(qū)群應(yīng)保證各個(gè)相鄰?fù)诺佬^(qū)的距離相等?？梢宰C明，區(qū)群內(nèi)的小區(qū)數(shù)應(yīng)滿足下式舉例N的典型值為4，7，12。GSM系統(tǒng)：N=3或43-40（3）蜂窩網(wǎng)同頻小區(qū)的距離逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)60度再移動(dòng)i個(gè)小區(qū)垂直沿六邊形任意邊移動(dòng)j個(gè)小區(qū)j×2R’i×2R’DR’RR,為正六邊形內(nèi)切圓的半徑。R為正六邊形外接圓的半徑。3-41蜂窩網(wǎng)同頻小區(qū)距離的計(jì)算同頻小區(qū)距離計(jì)算公式與區(qū)群的關(guān)系N越大，同信道小區(qū)的距離越遠(yuǎn)，抗同道干擾的性能越強(qiáng)。那么，是不是N越大越好呢？3-42系統(tǒng)容量的定義6754321675432167543216754321675432167543216754321N的取值討論CT：系統(tǒng)中信道總數(shù)L：無(wú)線信道總數(shù)

：簇復(fù)制次數(shù)N：簇的大小NS：系統(tǒng)中小區(qū)總數(shù)3-43系統(tǒng)容量與區(qū)群大小N的關(guān)系同樣小區(qū)半徑，同樣覆蓋區(qū)域下N減??？同頻小區(qū)間的間隔更近，區(qū)群復(fù)制次數(shù)增加，從而使容量CT增大。因此，N越小越好？N太小，間隔更近，但同頻干擾增強(qiáng)，故有折衷的N值。提高系統(tǒng)容量的方法同頻干擾與系統(tǒng)容量的關(guān)系分析各參數(shù)對(duì)系統(tǒng)容量的影響給出提高系統(tǒng)容量的方法3-45三、同頻干擾和系統(tǒng)容量的關(guān)系

系統(tǒng)中信道總數(shù)區(qū)群復(fù)制次數(shù)無(wú)線信道總數(shù)系統(tǒng)中小區(qū)總數(shù)簇的大小同頻復(fù)用比例信干比第一層干擾小區(qū)的數(shù)目路徑衰減指數(shù)3-46三、同頻干擾和系統(tǒng)容量的關(guān)系L：無(wú)線信道總數(shù)n：路徑衰減指數(shù)S/I：系統(tǒng)要求的最低信干比k：第一層干擾小區(qū)的數(shù)目NS：系統(tǒng)中小區(qū)的總數(shù)第一層同頻小區(qū)數(shù)i0小區(qū)總數(shù)Ns信干比S/I四、參數(shù)對(duì)系統(tǒng)容量的影響提高系統(tǒng)容量的方法小區(qū)分裂小區(qū)扇區(qū)化覆蓋區(qū)域逼近方法3.5多信道共用技術(shù)3.5.1話務(wù)量與呼損一、話務(wù)量的定義度量話音通信中業(yè)務(wù)量的大小

單位時(shí)間內(nèi)的電話交換量

單位小時(shí)的呼叫小時(shí)或單位分鐘的呼叫分鐘請(qǐng)求速率（C）：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的平均呼叫次數(shù)保持時(shí)間（t0）：每次呼叫平均占用信道的時(shí)間3-503.5.1話務(wù)量與呼損一、話務(wù)量的定義度量話音通信中業(yè)務(wù)量的大小

單位時(shí)間內(nèi)的電話交換量

單位小時(shí)的呼叫小時(shí)或單位分鐘的呼叫分鐘請(qǐng)求速率（C）：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的平均呼叫次數(shù)保持時(shí)間（t0）：每次呼叫平均占用信道的時(shí)間3-51一、話務(wù)量的定義舉例：設(shè)在100個(gè)信道上，平均每小時(shí)有2100次呼叫，平均每次呼叫時(shí)間為2分鐘，則這些信道上的呼叫話務(wù)量為思考：一個(gè)信道所能完成的最大話務(wù)量是多少？3-52呼損率（B）：由于無(wú)信道可用而造成呼叫失敗的概率

為呼叫成功的話務(wù)量，為一個(gè)小時(shí)內(nèi)呼叫成功的通話次數(shù)二、呼損率呼損率反映了什么？3-53忙時(shí)話務(wù)量

C：每一用戶每天平均呼叫次數(shù)T：每次呼叫平均占用信道時(shí)間（單位為s）K：忙時(shí)集中系數(shù)三、每個(gè)用戶忙時(shí)話務(wù)量（Aa）3-543.5.2多信道共用的容量和信道利用率由呼損率B和信道數(shù)n，確定系統(tǒng)可支持的總呼叫話務(wù)量A系統(tǒng)所能容納的用戶數(shù)M每個(gè)信道所能容納的用戶數(shù)m3-553.5.2多信道共用的容量和信道利用率

信道利用率：每個(gè)信道平均完成的話務(wù)量重點(diǎn)例題：P72例3-1,3-2注意：已知呼損要求及信道數(shù)，求總話務(wù)量A，怎么做？查表3-53-56數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3-57數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)注意2G網(wǎng)絡(luò)和3G網(wǎng)絡(luò)中實(shí)體的對(duì)應(yīng)3-58移動(dòng)通信網(wǎng)―若干服務(wù)區(qū)―若干MSC區(qū)―若干位置區(qū)―若干基站小區(qū)位置更新3-59位置更新兩個(gè)位置寄存器------原籍位置寄存器（HLR）訪問(wèn)位置寄存器（VLR）原籍位置寄存器（HLR）：負(fù)責(zé)移動(dòng)臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)管理用戶參數(shù)信息：向用戶提供的服務(wù)，用戶的各種號(hào)碼，識(shí)別碼，用戶的保密參數(shù)；用戶位置信息：移動(dòng)漫游號(hào)碼，VLR地址，呼叫路由。訪問(wèn)位置寄存器（VLR）：存儲(chǔ)用戶位置信息的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，往往和MSC合并在一個(gè)設(shè)備實(shí)體中漫游用戶必須向與漫游地點(diǎn)MSC相關(guān)的VLR登記。向漫游用戶分配移動(dòng)用戶漫游號(hào)碼，并通知該用戶的HLR。3-61信令是與通信有關(guān)的一系列控制信號(hào)

作用：保證用戶信息有效且可靠地傳輸

意義：決定了一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)為用戶提供服務(wù)的能力和質(zhì)量信令分兩種接入信令：用戶到網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)間的信令網(wǎng)絡(luò)信令：網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)之間的信令

3.7信令3-627號(hào)信令是常用的網(wǎng)絡(luò)信令協(xié)議結(jié)構(gòu)類似于OSI七層模型三、7號(hào)信令MTP：消息傳輸部分3-63三、7號(hào)信令信令點(diǎn)（SP）：發(fā)出和接收信令的設(shè)備業(yè)務(wù)交換點(diǎn)（SSP）：移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中為MSC業(yè)務(wù)控制點(diǎn)（SCP）：移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中包括一個(gè)HLR或一個(gè)VLR信令鏈路和信令轉(zhuǎn)移點(diǎn)（STP）3-64越區(qū)切換越區(qū)切換

切換，是指將一個(gè)正處于呼叫建立狀態(tài)或者通話狀態(tài)的MS轉(zhuǎn)換到新的業(yè)務(wù)信道上的過(guò)程。3-65越區(qū)切換越區(qū)切換控制策略：1.移動(dòng)臺(tái)：選擇具有可用業(yè)務(wù)信道的最佳候選基站，并發(fā)送越區(qū)切換請(qǐng)求。2．網(wǎng)絡(luò)控制：網(wǎng)絡(luò)要求所有基站都監(jiān)測(cè)移動(dòng)臺(tái)信號(hào)，并將結(jié)果報(bào)告網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)確定后通知基站與移動(dòng)臺(tái)3．移動(dòng)臺(tái)輔助控制：網(wǎng)絡(luò)要求移動(dòng)臺(tái)監(jiān)測(cè)所有基站的信號(hào)，并將結(jié)果報(bào)告舊基站，網(wǎng)絡(luò)根據(jù)測(cè)試結(jié)果決定何時(shí)切換及切換至哪一個(gè)基站。3-66二、越區(qū)切換越區(qū)切換的準(zhǔn)則（1）相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則（準(zhǔn)則1）在任何時(shí)候都選擇具有最強(qiáng)接收信號(hào)的基站。缺點(diǎn)：在原基站的信號(hào)強(qiáng)度仍滿足要求的情況下，會(huì)引發(fā)不必要的越區(qū)切換。3-67二、越區(qū)切換越區(qū)切換的準(zhǔn)則（2）具有門限規(guī)定的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則（準(zhǔn)則2）僅允許移動(dòng)用戶在當(dāng)前基站的信號(hào)低于門限，且新的基站強(qiáng)于本基站的信號(hào)情況下，才進(jìn)行越區(qū)切換。

門限選擇很重要？太高會(huì)怎么樣？太低呢？如果太高，則與準(zhǔn)則1相同，若太低，則可能會(huì)因鏈路質(zhì)量較差而導(dǎo)致通信中斷。3-68二、越區(qū)切換越區(qū)切換的準(zhǔn)則（3）具有滯后余量的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則（準(zhǔn)則3）

僅允許移動(dòng)用戶在新的基站的信號(hào)強(qiáng)度比原基站信號(hào)強(qiáng)度強(qiáng)很多（即大于滯后余量）的情況下才進(jìn)行越區(qū)切換。防止“乒乓效應(yīng)”。3-69二、越區(qū)切換越區(qū)切換的準(zhǔn)則（4）具有門限規(guī)定和滯后余量的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則（準(zhǔn)則4）僅允許移動(dòng)用戶在當(dāng)前基站的信號(hào)強(qiáng)度低于規(guī)定門限并且新基站的信號(hào)強(qiáng)度高于當(dāng)前基站一個(gè)給定滯后余量時(shí)進(jìn)行越區(qū)切換。課后練習(xí)P871~5、7~15通過(guò)本章學(xué)習(xí)，著重解決以下問(wèn)題：多址接入原理在無(wú)線通信環(huán)境中的電波覆蓋區(qū)內(nèi)，如何建立用戶之間的無(wú)線信道的連接多址接入方式及特點(diǎn)FDMATDMACDMASDMA等第6章多址接入技術(shù)對(duì)多址接入技術(shù)有一個(gè)全面深入的理解

要求與重點(diǎn)：掌握多址接入的基本原理理解FDMA方式原理及其特點(diǎn)理解TDMA方式原理及其特點(diǎn)理解CDMA方式原理及其特點(diǎn)第6章多址接入技術(shù)下面分別給出了n個(gè)信道的FDMA、TDMA和CDMA的示意圖FDMA系統(tǒng)的工作示意圖6.2FDMA方式TDMA系統(tǒng)的工作示意圖6.3TDMA方式TDMA幀結(jié)構(gòu)6.3TDMA方式重點(diǎn)例題P136