第1章 移動(dòng)通信基礎(chǔ)知識(shí)

移動(dòng)通信技術(shù)

第1章移動(dòng)通信概論

1.1移動(dòng)通信概述

1.2常用移動(dòng)通信系統(tǒng)

1.3移動(dòng)通信發(fā)展概況和發(fā)展方向

1.4

蜂窩移動(dòng)通信組網(wǎng)技術(shù)

1.5移動(dòng)通信中的多址技術(shù)

2023/2/511.1.1基本概念1移動(dòng)通信，是指通信雙方或至少有一方處于運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行信息傳輸和交換的通信方式。2移動(dòng)通信系統(tǒng)包括無(wú)繩電話、無(wú)線尋呼、陸地蜂窩移動(dòng)通信、衛(wèi)星移動(dòng)通信等。3移動(dòng)體之間通信聯(lián)系的傳輸手段只能依靠無(wú)線電通信，因此，無(wú)線通信是移動(dòng)通信的基礎(chǔ)，而無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展將推動(dòng)移動(dòng)通信的發(fā)展。1.1移動(dòng)通信概述2023/2/521.1.2移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成1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)。2移動(dòng)通信包括無(wú)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(wú)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。1.1移動(dòng)通信概述2023/2/53圖1.1移動(dòng)通信網(wǎng)的組成示意圖1.1移動(dòng)通信概述2023/2/541.1.3移動(dòng)通信的特點(diǎn)1．移動(dòng)通信必須利用無(wú)線電波進(jìn)行信息傳輸2．移動(dòng)通信是在復(fù)雜的干擾環(huán)境中運(yùn)行3．隨著移動(dòng)通信業(yè)務(wù)量的需求與日俱增，移動(dòng)通信可以利用的頻譜資源非常有限4．對(duì)移動(dòng)臺(tái)的要求高5．通道容量有限6．通信系統(tǒng)復(fù)雜1.1移動(dòng)通信概述2023/2/551.1.4移動(dòng)通信的分類1按使用對(duì)象可分為民用設(shè)備和軍用設(shè)備；2按使用環(huán)境可分為陸地通信、海上通信和空中通信；3按多址方式可分為頻分多址（FDMA）、時(shí)分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA）等；4按覆蓋范圍可分為廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)；5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)；6按工作方式可分為同頻單工、異頻單工、異頻雙工和半雙工；7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)。

1.1移動(dòng)通信概述2023/2/561.1.5移動(dòng)通信的工作頻段

1.1移動(dòng)通信概述圖1.2電磁波波譜圖2023/2/571.1移動(dòng)通信概述c＝3×108m/s1MHz（兆赫）＝106Hzλ＝c/f1GHz（吉赫）＝109Hz1μm（微米）＝10?6m1THz（太赫）＝1012Hz1nm（納米）＝10?9m1PHz（拍赫）＝1015Hz1?（埃）＝10?10m各種單位的換算公式2023/2/58早期的移動(dòng)通信主要使用VHF和UHF頻段如150MHz，450MHz。目前，第二代大容量移動(dòng)通信系統(tǒng)均使用800MHz頻段（CDMA），900MHz頻段（AMPS、TACS、GSM），1800MHz頻段（GSM1800/DCS1800），該頻段用于微蜂窩（Microcell）系統(tǒng)。GSM900/1800雙頻段數(shù)字蜂窩移動(dòng)臺(tái)核準(zhǔn)頻率范圍：Tx：885～915MHz/1710～1785MHzRx：930～960MHz/1805～1880MHzGSM900/1800雙頻段數(shù)字蜂窩基站核準(zhǔn)頻率范圍：Tx:：930～960MHz/1805～1880MHzRx:：885～915MHz/1710～1785MHz1.1移動(dòng)通信概述2023/2/59800MHzCDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)臺(tái)準(zhǔn)頻率范圍：Tx：825～835MHzRx：870～880MHz800MHzCDMA數(shù)字蜂窩基站核準(zhǔn)頻率范圍：Tx：870～880MHzRx：825～835MHz第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)(3G)就是IMT-2000，它是國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）在1985年提出未來(lái)公眾陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)（FPLMTS）的名稱的更換，意思是在2000年左右可開(kāi)始商用并工作在2000MHz頻段上的國(guó)際移動(dòng)通信系統(tǒng)（IMT-2000）。1.1移動(dòng)通信概述2023/2/510在3G時(shí)代，中國(guó)電信cdma2000用的是800MHz的頻段，中國(guó)移動(dòng)TD-SCDMA用的是1800MHz和2.1GHz的頻段，而中國(guó)聯(lián)通WCDMA也是用2.1GHz的頻段，為1940MHz-1955MHz(上行)、2130MHz-2145MHz(下行（常稱為第三代移動(dòng)通信使用2.4GHz頻段）。4G的TD-LTE擴(kuò)大規(guī)模試驗(yàn)頻段中國(guó)移動(dòng)共獲得130MHz，分別為1880-1900MHz、2320-2370MHz、2575-2635MHz；中國(guó)聯(lián)通獲得40MHz，分別為2300-2320MHz、2555-2575MHz；中國(guó)電信獲得40MHz，分別為2370-2390MHz、2635-2655MHz。1.1移動(dòng)通信概述2023/2/511從全球來(lái)看700(800)MHz/1.8GHz/2.6GHz三大頻段為海外運(yùn)營(yíng)商選擇的4G頻段的主流。而我國(guó)700MHz頻段為廣電占有，根本無(wú)法收回。正在積極考慮1.4GHz、3.5GHz用于TDD后續(xù)發(fā)展，并研究探討50GHz以上頻段用于滿足未來(lái)寬帶移動(dòng)通信發(fā)展需求。1.1移動(dòng)通信概述2023/2/5121.1.6移動(dòng)通信的工作方式1從傳輸方式的角度來(lái)看，無(wú)線通信分為單向傳輸（廣播式）和雙向傳輸（應(yīng)答式）。2單向傳輸只用于無(wú)線電尋呼系統(tǒng)。雙向傳輸有單工、雙工和半雙工三種工作方式。單工通信是指通信雙方電臺(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。4半雙工通信的組成與圖1-3相似，移動(dòng)臺(tái)采用類似單工的“按講”方式，即按下按講開(kāi)關(guān)，發(fā)射機(jī)才工作，而接收機(jī)總是工作的?；竟ぷ髑闆r與雙工方式完全相同。1.1移動(dòng)通信概述2023/2/513圖1.3

單工通信1.1移動(dòng)通信概述圖1.4雙工通信2023/2/5141.2常用移動(dòng)通信系統(tǒng)

1.2.1蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)1.2.2無(wú)繩電話系統(tǒng)1.2.3集群移動(dòng)通信系統(tǒng)1.2.4移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)1.2.5分組無(wú)線網(wǎng)1.2.6移動(dòng)通信網(wǎng)和固定通信網(wǎng)2023/2/5151.2.1蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)

早期的移動(dòng)通信系統(tǒng)是在其覆蓋區(qū)域中心設(shè)置大功率的發(fā)射機(jī)，采用高架天線把信號(hào)發(fā)送到整個(gè)覆蓋地區(qū)（半徑可達(dá)幾十公里）。這種系統(tǒng)的主要矛盾是同時(shí)能提供給用戶使用的信道數(shù)極為有限，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了移動(dòng)通信業(yè)務(wù)迅速增長(zhǎng)的需要。2023/2/5161.2.1蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)圖1.5大區(qū)覆蓋與小區(qū)覆蓋2023/2/517蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)把整個(gè)服務(wù)區(qū)域劃分成若干個(gè)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(jī)（即基站發(fā)射機(jī)）進(jìn)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)，如圖1.5（b）所示。相鄰小區(qū)不允許使用相同的頻道，否則會(huì)發(fā)生相互干擾，稱同道干擾。蜂窩通信既能滿足大的無(wú)線覆蓋區(qū)和高速移動(dòng)用戶的要求，又能滿足高密度、低速移動(dòng)用戶的要求，同時(shí)還可滿足室內(nèi)用戶的要求，從而使蜂窩通信向個(gè)人通信發(fā)展。1.2.1蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)2023/2/5181.2.1蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)2023/2/5191.2.2無(wú)繩電話系統(tǒng)

無(wú)繩電話是一種以有線電話網(wǎng)為依托的通信方式，是有線電話網(wǎng)的無(wú)線延伸。無(wú)繩電話具有發(fā)射功率小、省電、設(shè)備簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，因而發(fā)展十分迅速，目前已經(jīng)形成了多種數(shù)字式無(wú)繩電話系統(tǒng)。歐洲數(shù)字無(wú)繩電話系統(tǒng)（DECT）個(gè)人手持電話系統(tǒng)（PHS）個(gè)人接入通信系統(tǒng)（PACS）在我國(guó)應(yīng)用比較廣泛的“小靈通”采用了PHS協(xié)議，是屬于無(wú)繩電話衍生的通信手段。2023/2/5201.2.2無(wú)繩電話系統(tǒng)

圖l.6無(wú)繩電話系統(tǒng)示意圖2023/2/521集群移動(dòng)通信系統(tǒng)屬于調(diào)度系統(tǒng)的專用通信網(wǎng)。集群移動(dòng)通信系統(tǒng)采用的基本技術(shù)是頻率公用技術(shù)。集群移動(dòng)通信系統(tǒng)采用半雙工工作方式。集群移動(dòng)通信系統(tǒng)主要以無(wú)線用戶為主，即以調(diào)度臺(tái)與移動(dòng)臺(tái)之間的通話為主。集群移動(dòng)通信系統(tǒng)屬于專用移動(dòng)通信網(wǎng)，適用于在各個(gè)行業(yè)（或幾個(gè)行業(yè)合用）中間進(jìn)行調(diào)度和指揮，對(duì)網(wǎng)中的不同用戶常常賦予不同的優(yōu)先等級(jí)。1.2.3集群移動(dòng)通信系統(tǒng)2023/2/5221.2.4移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信具有全球范圍的覆蓋區(qū)，信道穩(wěn)定、可靠及系統(tǒng)容量大等優(yōu)點(diǎn)，從誕生至今，得到了迅猛發(fā)展。通過(guò)衛(wèi)星為移動(dòng)臺(tái)及手機(jī)提供移動(dòng)通信服務(wù)而構(gòu)成移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)（MSS）。MSS是以VAST和地面蜂窩移動(dòng)通信為基礎(chǔ)，結(jié)合空間衛(wèi)星多波束技術(shù)及星上處理、計(jì)算機(jī)等高新技術(shù)而構(gòu)成的超越時(shí)空的全球個(gè)人通信網(wǎng)。2023/2/5231.2.5分組無(wú)線網(wǎng)

分組無(wú)線網(wǎng)是一種利用無(wú)線信道進(jìn)行分組交換的通信網(wǎng)絡(luò)，即網(wǎng)絡(luò)中傳送的信息要以“分組”或稱“信包”（有時(shí)簡(jiǎn)稱“包”）為基本單元。分組是由若干比特組成的信息段，通常包含“包頭”和“正文”兩部分。包頭中含有該分組的源地址（起始地址）、宿地址（目的地址）和有關(guān)的路由信息，正文是真正需要傳送的信息。分組傳輸方式是存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式的—種，用戶終端必須先把要傳送的信息存儲(chǔ)、分段、加上包頭以構(gòu)成分組，才能送上無(wú)線信道進(jìn)行傳輸。2023/2/5241.2.5分組無(wú)線網(wǎng)

這一過(guò)程必然要產(chǎn)生額外的時(shí)間延遲，因此，分組無(wú)線網(wǎng)特別適用于實(shí)時(shí)性要求不嚴(yán)和短消息比較多的數(shù)據(jù)通信。分組傳輸能適應(yīng)不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有星狀結(jié)構(gòu)和分布式結(jié)構(gòu)。（1）ARDIS系統(tǒng)（先進(jìn)的無(wú)線電數(shù)據(jù)信息設(shè)備）。（2）Mobitex系統(tǒng)（全國(guó)性互聯(lián)的集群無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)）。（3）CDPD系統(tǒng)（蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)）。（4）TETRA系統(tǒng)（全歐集群無(wú)線電）。（5）第二代北美數(shù)字蜂窩IS-54和IS-95系統(tǒng)2023/2/5251.2.5分組無(wú)線網(wǎng)2023/2/5261.2.6移動(dòng)通信網(wǎng)和固定通信網(wǎng)

移動(dòng)通信網(wǎng)與固定通信網(wǎng)的不同在于無(wú)線用戶的移動(dòng)性和固定用戶的固定性。1公用交換電話網(wǎng)公用交換電話網(wǎng)是高度集成的、擁有用戶最多的公共電話網(wǎng)，是世界上最大的電話網(wǎng)。一般來(lái)說(shuō)，電話網(wǎng)分為長(zhǎng)途電話網(wǎng)和本地電話網(wǎng)兩大部分。2023/2/527圖1.7我國(guó)電話網(wǎng)結(jié)構(gòu)1.2.6移動(dòng)通信網(wǎng)和固定通信網(wǎng)

2023/2/5282．公共數(shù)據(jù)網(wǎng)公共數(shù)據(jù)網(wǎng)（PDN）分為兩種：一種是分組交換公共數(shù)據(jù)網(wǎng)（PSPDN）；另一種是電路交換公共數(shù)據(jù)網(wǎng)（CSPDN）。一般來(lái)說(shuō)，PDN主要用來(lái)傳送計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)。3綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)ISDN是這樣一種網(wǎng)絡(luò)，它由電話綜合網(wǎng)（IDN）演變而成，提供端到端的數(shù)字連接，以支持一系列廣泛的業(yè)務(wù)（包括語(yǔ)音和非語(yǔ)音業(yè)務(wù)），它為用戶提供一組有限的標(biāo)準(zhǔn)多用途用戶—網(wǎng)絡(luò)接口。1.2.6移動(dòng)通信網(wǎng)和固定通信網(wǎng)

2023/2/529ISDN所提供的業(yè)務(wù)除了語(yǔ)音業(yè)務(wù)外，所包括的非話業(yè)務(wù)有數(shù)字、文字和圖像，即分組交換數(shù)據(jù)、電路交換數(shù)據(jù)、電子郵件（E-mail）、電子信箱（Mailbox）、智能用戶電報(bào)（Teletex）、可視圖文（Videotex）、傳真（Facsimile）、可視電話（Videophone）、電話會(huì)議（VideoConference）等。ISDN的信令方式采用公共信令方式。圖1.8所示給出了ISDN的基本結(jié)構(gòu)。1.2.6移動(dòng)通信網(wǎng)和固定通信網(wǎng)

2023/2/530圖1.8ISDN的基本結(jié)構(gòu)1.2.6移動(dòng)通信網(wǎng)和固定通信網(wǎng)

2023/2/531ISDN終端設(shè)備通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的用戶—網(wǎng)絡(luò)接口接入ISDN。ISDN網(wǎng)絡(luò)能力包括電路交換、分組交換、無(wú)交換連接和公共信道信令等。ISDN具有三種不同的信令：用戶—網(wǎng)絡(luò)信令、網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部信令和用戶—用戶信令。1.2.6移動(dòng)通信網(wǎng)和固定通信網(wǎng)

2023/2/5321.3.1

1G（模擬系統(tǒng)）代表：美國(guó)的AMPS、英國(guó)的TACS等通常所說(shuō)的第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)是指模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。它是頻分多址接入（FDMA）的移動(dòng)通信系統(tǒng)。概括起來(lái)第一代蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)有以下缺點(diǎn)：(1)制式太多，互不兼容，妨礙漫游，限制了用戶覆蓋面；(2)提供業(yè)務(wù)的種類受限制，不能傳送數(shù)據(jù)信息；(3)容易被竊聽(tīng)；(4)不能與ISDN兼容。1.3移動(dòng)通信發(fā)展概況和發(fā)展方向2023/2/53322G（數(shù)字系統(tǒng)）代表：泛歐的GSM、美國(guó)的DAMPS、IS-95CDMA等第二代移動(dòng)通信（2G）系統(tǒng)為數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)最有代表性的是GSM（GlobalSystemforMobile）和CDMA系統(tǒng)。數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)采用了兩種無(wú)線接入方式：GSM采用的是TDMA，即時(shí)分多址的接入方式；CDMA采用的是碼分多址的接入方式。1.3移動(dòng)通信發(fā)展概況和發(fā)展方向2023/2/53433G（1）標(biāo)準(zhǔn)：基于GSM的WCDMA、基于IS-95CDMA的cdma2000、TD-SCDMA等。為使2G系統(tǒng)能平滑過(guò)渡到3G，采用2.5G技術(shù)代表：GPRS（GSM向WCDMA過(guò)渡）。為了使現(xiàn)有的龐大的第二代數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)能平滑地過(guò)渡到第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，美國(guó)的IS-95和歐洲的GSM系統(tǒng)都采用了漸進(jìn)過(guò)渡的方法。以IS-95為基礎(chǔ)發(fā)展，逐漸從IS-95-A至IS-95-B過(guò)渡到第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的單載波，最終至多載波，支持達(dá)2Mbit/s的數(shù)據(jù)速率。1.3移動(dòng)通信發(fā)展概況和發(fā)展方向2023/2/535GSM系統(tǒng)則通過(guò)應(yīng)用新技術(shù)，提供更高帶寬的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。其分為高速電路交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（HSCSD）、通用無(wú)線分組業(yè)務(wù)（GPRS）、增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率（EDGE）三個(gè)階段，最終至WCDMA，提供高達(dá)2Mbit以上的峰值速率。（2）第三代移動(dòng)通信網(wǎng)的基本概念第三代移動(dòng)通信3G系統(tǒng)，是指能支持語(yǔ)音數(shù)據(jù)綜合和移動(dòng)多媒體的寬帶數(shù)字移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)是一種能提供多種類型、高質(zhì)量的多媒體業(yè)務(wù)，能實(shí)現(xiàn)全球無(wú)縫覆蓋，具有全球漫游功能，與固定網(wǎng)絡(luò)相兼容，并以小型便攜式終端在任何時(shí)候、任何地點(diǎn)進(jìn)行任何種類的通信系統(tǒng)。1.3移動(dòng)通信發(fā)展概況和發(fā)展方向2023/2/536（3）3G的三大標(biāo)準(zhǔn)：IMT-2000CDMA-DS，即WCDMA。IMT-2000CDMA-MC，即CDMA2000。IMT-2000CDMATDD，目前包括中國(guó)提出的TD-SCDMA和UTRATDD（TD-CDMA）。1.3移動(dòng)通信發(fā)展概況和發(fā)展方向2023/2/537表1.3三種主要技術(shù)體制的對(duì)比情況1.3移動(dòng)通信發(fā)展概況和發(fā)展方向2023/2/5384、4G、5G……1999年成立的ITU-R的WP8F工作組的主要任務(wù)是負(fù)責(zé)3G未來(lái)發(fā)展和超3G的研究。WP8F工作組提出的超3G系統(tǒng)的要求主要包括：高速數(shù)據(jù)傳輸；以IP為基礎(chǔ)的無(wú)線接續(xù)，支持QoS；各系統(tǒng)（IMT-2000、WLAN、BWA、衛(wèi)星和廣播）之間無(wú)縫的業(yè)務(wù)支持，并支持全球漫游；支持多重模式、支持對(duì)稱/非對(duì)稱業(yè)務(wù)。

4G通信技術(shù)并沒(méi)有脫離以前的通信技術(shù)，而是以傳統(tǒng)通信技術(shù)為基礎(chǔ)，不斷提高無(wú)線通信的網(wǎng)絡(luò)效率和功能。4G網(wǎng)絡(luò)廣帶化趨勢(shì)、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)綜合和重疊的趨勢(shì)、軟件無(wú)線電的趨勢(shì)以及靈活和自適應(yīng)的發(fā)展趨勢(shì)1.3移動(dòng)通信發(fā)展概況和發(fā)展方向2023/2/539在近日召開(kāi)的IMT-2020峰會(huì)上，各方專家對(duì)5G的需求和愿景進(jìn)行了探討，但是沒(méi)有最終成形的看法，包括對(duì)于5G的定義還在研究當(dāng)中，對(duì)于5G的關(guān)鍵技術(shù)也沒(méi)有明確的說(shuō)法，各方技術(shù)專家只是提出了自己的認(rèn)識(shí)。對(duì)于5G的關(guān)鍵技術(shù)是什么，目前行業(yè)內(nèi)也未形成統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。華為認(rèn)為，與4G相比，可以引入新的調(diào)制、編碼、協(xié)議棧、架構(gòu)等設(shè)計(jì)，滿足用戶對(duì)無(wú)線業(yè)務(wù)的需求。西安交通大學(xué)的一位技術(shù)專家則認(rèn)為，網(wǎng)絡(luò)編碼、認(rèn)知無(wú)線電、大規(guī)模MIMO、動(dòng)態(tài)覆蓋等都可以引入5G，以在提升速度的同時(shí)，進(jìn)一步改善用戶體驗(yàn)。

1.3移動(dòng)通信發(fā)展概況和發(fā)展方向2023/2/540值得一提的是，隨著移動(dòng)通信的發(fā)展，無(wú)線電頻譜資源日漸稀缺，尤其是優(yōu)質(zhì)的低頻譜資源逐漸分配完畢，剩下的都是高頻段資源，比如目前的4G就運(yùn)行在1.9GHz、2.3GHz和2.6GHz頻段上，已經(jīng)屬于高頻段。而未來(lái)隨著資源的進(jìn)一步消耗，AfifOsseiran預(yù)測(cè)分配給5G的有可能會(huì)是2GHz～6GHz中的2000MHz資源，這種高頻段資源更適合在室內(nèi)場(chǎng)景使用，室外覆蓋的效果則欠佳。高頻段資源對(duì)基站覆蓋提出了挑戰(zhàn)，如何滿足室外覆蓋需求、如何在不影響網(wǎng)絡(luò)性能的條件下盡量降低基站密度是必須解決的難題。

1.3移動(dòng)通信發(fā)展概況和發(fā)展方向2023/2/541此前三星的5G測(cè)試中，網(wǎng)絡(luò)就運(yùn)行在2.8GHz頻段上，三星采取了64個(gè)天線單元的自適應(yīng)陣列傳輸技術(shù)破解了難題。

要解決這一問(wèn)題，一個(gè)捷徑是游說(shuō)政府將低頻段資源釋放給5G，據(jù)稱，英國(guó)電信監(jiān)管機(jī)構(gòu)Ofcom已經(jīng)在制定一項(xiàng)計(jì)劃，向移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商釋放700MHz頻段資源，以便他們開(kāi)發(fā)更快速的5G移動(dòng)服務(wù)。Ofcom所釋放的低頻段資源以前歸數(shù)字地面電視（DTT）所使用。

不過(guò)，在我國(guó)頻譜資源劃分是牽扯多個(gè)部委的復(fù)雜難題，要釋放頻譜資源需要與其他部委協(xié)調(diào)，并不是工信部自己能夠解決，這就注定了5G爭(zhēng)取低頻段資源的道路不會(huì)平坦。

1.3移動(dòng)通信發(fā)展概況和發(fā)展方向2023/2/542雖然對(duì)于5G概念和技術(shù)仍在探討，但是對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)融合的大方向，現(xiàn)在業(yè)內(nèi)基本形成了共識(shí)。愛(ài)立信分析稱，在2G時(shí)代和3G時(shí)代，不同的通信標(biāo)準(zhǔn)之間存在較大的差異。不過(guò)到了4G時(shí)代，TD-LTE和LTE-FDD在核心網(wǎng)方面擁有95%的相似性，在無(wú)線側(cè)也有90%的相似性。在5G時(shí)代，這種融合的趨勢(shì)會(huì)愈發(fā)明顯。

華為也認(rèn)為，4G時(shí)代，TD-LTE系統(tǒng)與LTEFDD系統(tǒng)已經(jīng)得到很好的融合，全球廠商都積極推動(dòng)和投入TD-LTE產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)，包括基站系統(tǒng)設(shè)備、終端芯片等環(huán)節(jié)，對(duì)促進(jìn)TD-LTE的產(chǎn)業(yè)化起到了積極作用。5G時(shí)代，在頻譜的使用上將更加高效和靈活，核心技術(shù)和系統(tǒng)架構(gòu)將進(jìn)一步融合，充分保證無(wú)線通信系統(tǒng)的長(zhǎng)期演進(jìn)和競(jìng)爭(zhēng)力。5G無(wú)線通信系統(tǒng)將進(jìn)一步走向融合和全球統(tǒng)一，在全球建立統(tǒng)一的系統(tǒng)制式，加速產(chǎn)業(yè)的成熟。

1.3移動(dòng)通信發(fā)展概況和發(fā)展方向2023/2/543正是由于通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)趨于融合，因此任何一方都很難單獨(dú)開(kāi)發(fā)一套全新的通信標(biāo)準(zhǔn)，全球共用一套通信標(biāo)準(zhǔn)將成大勢(shì)所趨。然而5G研發(fā)的現(xiàn)實(shí)狀況是，5G標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)鍵技術(shù)、頻譜問(wèn)題都未形成共識(shí)。各方還處于探討之中，這使得5G未來(lái)發(fā)展充滿了懸念。1.3移動(dòng)通信發(fā)展概況和發(fā)展方向2023/2/544

1.4.1蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成

1.4.2大區(qū)制小容量

1.4.3蜂窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋1.4.4移動(dòng)通信中的多址通信的概念1.4

蜂窩移動(dòng)通信組網(wǎng)技術(shù)2023/2/545

移動(dòng)通信網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)包括：移動(dòng)臺(tái)（MobileStation，MS）、基站（BaseStation，BS）和構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)交換中心（MobileServiceSwitchingCenter，MSC）及與市話網(wǎng)PSTN相連接的中繼線等。1.4.1蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成圖1.1蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成

2023/2/5461、大區(qū)制的定義大區(qū)制是指一個(gè)基站覆蓋整個(gè)服務(wù)區(qū)。為了增大通信用戶量，大區(qū)制通信網(wǎng)只有增多基站的信道數(shù)，但這總是有限的。因此，大區(qū)制只能適用于小容量的通信網(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)備成本低，適用于中小城市、工礦區(qū)以及專業(yè)部門(mén)，是發(fā)展專用移動(dòng)通信網(wǎng)可選用的制式。1.4.2大區(qū)制小容量2023/2/547圖1.2

大區(qū)制示意圖1.4.2

大區(qū)制小容量IMTS系統(tǒng)：?jiǎn)蝹€(gè)大功率覆蓋整個(gè)市區(qū)2023/2/5481小區(qū)制----大容量概念：將整個(gè)服務(wù)區(qū)劃分為若干個(gè)小無(wú)線區(qū)，每個(gè)小無(wú)線區(qū)分別設(shè)置一個(gè)基站負(fù)責(zé)本區(qū)的移動(dòng)通信的聯(lián)絡(luò)和控制，同時(shí)又可在MSC的統(tǒng)一控制下，實(shí)現(xiàn)小區(qū)間移動(dòng)通信的轉(zhuǎn)接及與公眾電話網(wǎng)的聯(lián)系。1.4.3蜂窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/5491.4.3蜂窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2、區(qū)域的覆蓋有帶狀服務(wù)覆蓋區(qū)域和面狀服務(wù)覆蓋區(qū)域。（1）帶狀服務(wù)覆蓋區(qū)用于覆蓋公路、鐵路、海岸等?；咎炀€若用全向輻射，覆蓋區(qū)形狀是圓形的。帶狀網(wǎng)宜采用有向天線，使每個(gè)小區(qū)呈扁圓形。圖1.3帶狀小區(qū)示意圖2023/2/550（2）面狀區(qū)域服務(wù)覆蓋實(shí)際上，由于無(wú)線系統(tǒng)覆蓋區(qū)的地形地貌不同，無(wú)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，因而一個(gè)小區(qū)的實(shí)際無(wú)線覆蓋是一個(gè)不規(guī)則的形狀。但也需要有一個(gè)規(guī)則的小區(qū)形狀來(lái)用于系統(tǒng)的規(guī)劃，以適應(yīng)不斷增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)需要。1.4.3

蜂窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋(b)理想形狀(c)實(shí)際形狀圖1.4面狀區(qū)域覆蓋示意圖2023/2/5513、蜂窩小區(qū)的概念當(dāng)考慮要覆蓋整個(gè)服務(wù)區(qū)域而沒(méi)有重疊和間隙的幾何形狀時(shí)，只有三種可能的選擇：正方形、等邊三角形和正六邊形。圖1.5三種面狀區(qū)域覆蓋組成1.4.3蜂窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/552蜂窩式組網(wǎng)放棄了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸和廣播覆蓋模式，將一個(gè)移動(dòng)通信服務(wù)區(qū)劃分成許多以正六邊形為基本幾何圖形的覆蓋區(qū)域，稱為蜂窩小區(qū)。

表2.1三種形狀小區(qū)的比較1.4.3蜂窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/553（1）小區(qū)的分類根據(jù)不同制式系統(tǒng)和不同用戶密度挑選不同類型的小區(qū)。超小區(qū)：小區(qū)半徑r>20km，適于人口稀少的農(nóng)村地區(qū)。宏小區(qū)：小區(qū)半徑r=1km～20km，適于高速公路和人口稠密的地區(qū)。微小區(qū)：小區(qū)半徑r=0.1km～1km，適于城市繁華區(qū)段。微微小區(qū)：小區(qū)半徑r<0.1km，適于辦公室、家庭等移動(dòng)應(yīng)用環(huán)境。1.4.3蜂窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/554（2）無(wú)線區(qū)域的劃分和組成的考慮因素應(yīng)根據(jù)地形地物情況、容量密度、通信容量、頻譜利用率等因素綜合考慮。

圖1.6容量密度區(qū)域劃分1.4.3蜂窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/555圖1.7無(wú)線區(qū)劃和組成的實(shí)際例圖

1.4.3蜂窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/5564、信道(頻率)配置（1）信道的定義通信網(wǎng)絡(luò)中一條雙向（單向）的信息傳輸通道稱為信道。（2）信道的分類有線信道、無(wú)線信道。話音信道、控制信道。

（3）什么是移動(dòng)通信的無(wú)線信道、上行信道和下行信道？

1.4.3蜂窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/557無(wú)線信道指移動(dòng)臺(tái)與基站間的一條雙向傳輸通道。上行信道指由移動(dòng)臺(tái)發(fā)射，基站接收;下行信道指由基站發(fā)射，移動(dòng)臺(tái)接收。1.4.3蜂窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/558（4）我國(guó)陸地蜂窩移動(dòng)電話業(yè)務(wù)的頻率分配使用頻段上行頻段（MHz）（MS→BS）下行頻段（MHz）（BS→MS）中國(guó)移動(dòng)GSM900885～915930～960GSM18001710～17851805～1880中國(guó)聯(lián)通CDMA800824～849869～8941.4.3蜂窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/559例如：GSM900系統(tǒng)某頻道的工作頻率計(jì)算頻道號(hào)（n=1-124）與頻道標(biāo)稱中心頻率的關(guān)系（等頻距分配法的公式）上行頻率：=890.2+(n-1)*0.2MHz下行頻率：=935.2+(n-1)*0.2MHz=+45MHz正常情況下，不使用第1和第124頻道，可用最大頻道數(shù)為123。GSM900上下行信道間隔為雙工間隔45MHz。

GSM900載頻間隔或頻帶寬度200KHz。GSM900工作帶寬為30MHz

可得下表21.4.3蜂窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/560組號(hào)123456789101112頻率序號(hào)123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100101102103104105106107108109110111112113114115116117118119120121122123124表21.4.3蜂窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/561再如中國(guó)移動(dòng)GSM1800MHz的頻點(diǎn)上行頻點(diǎn)中心頻率：=1710.2+(n-1)*0.2

下行頻點(diǎn)中心頻率：=+95

GSM1800載頻間隔或頻帶寬度200KHz。

GSM1800工作帶寬為75MHz,共374個(gè)頻點(diǎn)

。GSM系統(tǒng)中因采用TDMA技術(shù)，每載頻可分為8個(gè)時(shí)隙，即8個(gè)信道。給出信道號(hào)m計(jì)算對(duì)應(yīng)工作頻率時(shí)，應(yīng)先計(jì)算出對(duì)應(yīng)的頻道號(hào)n=m/8，n取值時(shí)，計(jì)算得到的小數(shù)部分全部進(jìn)位。CDMA800M頻點(diǎn)說(shuō)明上行頻率=825+n*0.03MHZ下行頻率=870+n*0.03MH1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/562n為頻率編號(hào),1≤n≤799CDMA800MHZ系統(tǒng)頻率分配上下行均20MHZ頻段使用了7個(gè)載波，即283、242、201、160、119、78、37。載波間隔41個(gè)信道即每個(gè)載波寬度為1.23MHZ。一般城市只開(kāi)通2-4個(gè)載波。頻點(diǎn)283用于語(yǔ)音業(yè)務(wù)，頻點(diǎn)201用于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。我國(guó)3G的頻率劃分FDD:1755~1785MHZ;1850~1880MHZ(1800MHz頻段）1920~1980MHZ;

2110~2170MHZ（2.1GHz頻段）TDD：1880~1920MHZ，2010~2025MHZ（2.1GHz頻段）2300~2400MHZ1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/563(5)什么是信道(頻率)配置？信道(頻率)配置是指導(dǎo)將給定的信道(頻率)分配給一個(gè)區(qū)群內(nèi)的各個(gè)小區(qū)。蜂窩網(wǎng)中，無(wú)線區(qū)群是以N個(gè)正六邊形小區(qū)組成，各區(qū)群可按一定的規(guī)律使用相同的頻率組若每個(gè)群有N個(gè)小區(qū)，則需用N組頻率。(6)信道(頻率)配置的方式動(dòng)態(tài)配置法柔性配置法1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/564例如等頻距配置法配置時(shí)根據(jù)區(qū)群內(nèi)的小區(qū)數(shù)N來(lái)確定同一信道組內(nèi)各信道之間的頻率間隔，如第一組用（1，1+N，1+2N，1+3N，…），第二組用（2，2+N，2+2N，2+2N，…）等。第一組1、8、15、22、29、…第二組2、9、16、23、30、…第三組3、10、17、24、31、…第四組4、11、18、25、32、…第五組5、12、19、26、33、…第六組6、13、20、27、34、…第七組7、14、21、28、35、…

1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/565再例如分區(qū)分組配置:若每個(gè)區(qū)群有7個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)需要6個(gè)信道，則有：第一組1、5、14、20、34、36第二組2、9、13、18、21、31第三組3、8、19、25、33、40第四組4、12、16、22、37、39第五組6、10、27、30、32、41第六組7、11、24、26、29、35第七組15、17、23、28、38、42

1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/566

圖1.10頻道配置示意圖

1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/5675、什么是頻率復(fù)用蜂窩系統(tǒng)的基站工作頻率，由于傳播損耗提供足夠的隔離度，在相隔一定距離的另一個(gè)基站可以重復(fù)使用同一組工作頻率，稱為頻率復(fù)用。頻率復(fù)用優(yōu)點(diǎn)：采用頻率復(fù)用大大地緩解了頻率資源緊缺的矛盾，提高頻率利用率，增加了用戶數(shù)目或系統(tǒng)容量。頻率復(fù)用缺點(diǎn)：同頻干擾

1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/568（1）區(qū)群的概念與構(gòu)成

共同使用全部可用頻率的N個(gè)小區(qū)叫做一區(qū)群（cluster）。即每個(gè)小區(qū)里有一組頻率。

1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋圖1.83頻制（N=3）無(wú)線區(qū)群2023/2/569圖1.9不同的N值區(qū)群組成的示意圖

1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/570（2）頻率復(fù)用圖1.11蜂窩系統(tǒng)的頻率復(fù)用

頻率復(fù)用指同一載波的無(wú)線信道用于覆蓋相隔一定距離的不同區(qū)域,即區(qū)群被復(fù)制。1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/571

（3）頻率復(fù)用后蜂窩系統(tǒng)的容量考慮一個(gè)共有S個(gè)可用的雙向信道的蜂窩系統(tǒng)，如果每個(gè)小區(qū)都分配K（K<S）個(gè)信道，并且S個(gè)信道分配在N個(gè)小區(qū)中分為各不相同的、各自獨(dú)立的信道組，而且每個(gè)信道組有相同的信道數(shù)目，那么可用無(wú)線信道的總數(shù)為S?=?KN如果區(qū)群在系統(tǒng)中共同復(fù)制了M次，則信道的總數(shù)C可以作為容量的一個(gè)度量

C?=?MKN?=?MS

1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/572如果區(qū)群數(shù)N減小而小區(qū)數(shù)目保持不變，則需要更多的區(qū)群來(lái)覆蓋給點(diǎn)的范圍，從而獲得更大的容量。例如N=7,k=3,M=3則C=7*3*3=63；若N=4,k=3,,M>6,則C>63N值表現(xiàn)了移動(dòng)臺(tái)或基站可以承受的干擾，同事保持令人滿意的通信質(zhì)量。（4）同頻相鄰小區(qū)存在著許多使用同一組頻率的小區(qū)，這些小區(qū)叫同頻小區(qū)。1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/573圖1.12

蜂窩系統(tǒng)中同頻相鄰小區(qū)的定位同頻小區(qū)選擇原則

自某一小區(qū)Ａ出發(fā)，沿小區(qū)垂直移動(dòng)i個(gè)小區(qū)；再向左（或右）轉(zhuǎn)60度移動(dòng)j

個(gè)小區(qū)，就到達(dá)同信道小區(qū)A。圖1.12所示i=3，j?=2（N=19）。1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/574·每一區(qū)群的小區(qū)數(shù)量N滿足下式，即可表示為：

N?=?i2

+

ij

+

j2則不同的N值得到各不相同的無(wú)線區(qū)群形狀，如前圖1.12所示。

1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/575（5）同頻干擾

·同頻干擾（也叫同道干擾）是指同頻小區(qū)之間的信號(hào)干擾。為了減小同頻干擾，同頻小區(qū)必須在物理上隔開(kāi)一個(gè)最小的距離，為傳播提供充分的隔離。

·如果每個(gè)小區(qū)的大小都差不多，基站也都發(fā)射相同的功率，則同頻干擾比例與發(fā)射功率無(wú)關(guān)，而變?yōu)樾^(qū)半徑（R）和相距最近的同頻小區(qū)中心間距離（D）的函數(shù)。增加D/R的值，相對(duì)于小區(qū)的覆蓋距離同頻小區(qū)間的空間距離就會(huì)增加，從而來(lái)自同頻小區(qū)的射頻能量減小而使干擾減小。1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/576參數(shù)Q叫做同頻復(fù)用比例（也叫同頻干擾抑制因子），與區(qū)群的大小有關(guān)。對(duì)于六邊形系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，Q可表示為：

·

而Q值大可以提高傳播質(zhì)量，因?yàn)橥l干擾小。在實(shí)際的蜂窩系統(tǒng)中，需要對(duì)這兩個(gè)目標(biāo)進(jìn)行協(xié)調(diào)和折衷。1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/577為了減小同頻干擾，同頻小區(qū)必須在物理上隔開(kāi)一個(gè)最小的距離，為傳播提供充分的隔離。同頻小區(qū)中心之間的距離其中N為無(wú)線區(qū)群中的小區(qū)數(shù)，R為小區(qū)半徑。在滿足所需同頻復(fù)用距離前提下，N取最小值，使頻率利用率最高。1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/578（8）相鄰信道的干擾

鄰頻干擾（也叫鄰道干擾）是指來(lái)自所使用信號(hào)頻率的相鄰頻率的信號(hào)干擾。鄰頻干擾是因接收濾波器不理想，使得相鄰頻率的信號(hào)泄漏到傳輸帶寬內(nèi)而引起的。離基站近的移動(dòng)臺(tái)的強(qiáng)信號(hào)干擾離基站遠(yuǎn)的鄰道上的移動(dòng)臺(tái)的弱信號(hào)，要求移動(dòng)臺(tái)采用自動(dòng)功率控制電路。（9）互調(diào)干擾互調(diào)干擾是指系統(tǒng)內(nèi)由于非線性器件引起，它產(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。尤其在FDMA中明顯，因此要求設(shè)備必須具有良好的選擇性。1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/579

（10）蜂窩小區(qū)容量的改善小區(qū)分裂：小區(qū)分裂就是一種將擁塞的小區(qū)分成更小的小區(qū)的方法，分裂后的每個(gè)小區(qū)都有自己的基站并相應(yīng)地降低天線高度和減小發(fā)射機(jī)功率。由于小區(qū)分裂能夠提高信道的復(fù)用次數(shù)，因而能提高系統(tǒng)容量。即通過(guò)設(shè)定比原小區(qū)半徑更小的新小區(qū)和在原有小區(qū)間安置這些小區(qū)（叫做微小區(qū)），使得單位面積內(nèi)的信道數(shù)目增加，從而增加系統(tǒng)容量。

1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/580不是所有的小區(qū)都同時(shí)分裂的。小區(qū)分裂通過(guò)用更小的小區(qū)代替較大小區(qū)來(lái)允許系統(tǒng)容量的增加。同時(shí)又不影響為了維持同頻小區(qū)間的最小同頻復(fù)用因子所需的信道分配策略。圖1.13小區(qū)分裂的圖例1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/581圖1.13所示的小區(qū)分裂例子中，更小小區(qū)是在不改變系統(tǒng)的頻率復(fù)用計(jì)劃前提下增加的。扇區(qū)的概念(裂向技術(shù)）：前述的小區(qū)分裂技術(shù)即通過(guò)減小小區(qū)半徑和不改變同頻復(fù)用比例D/R來(lái)增加單位面積的信道數(shù)。另外方法是保持小區(qū)半徑不變，減小D/R比值來(lái)提高容量。即減小區(qū)群中的小區(qū)數(shù)量N，相應(yīng)提高頻率復(fù)用來(lái)實(shí)現(xiàn)容量的提高。為了做到這點(diǎn)，需要不降低發(fā)射功率前提下減小干擾。1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/582可以通過(guò)使用定向天線代替基站中單獨(dú)的一根全向天線來(lái)減小蜂窩系統(tǒng)中的同頻干擾，其中每個(gè)定向天線輻射某一特定的扇區(qū)。由于使用了定向天線，小區(qū)將只接收同頻小區(qū)中一部分小區(qū)的干擾。這種使用定向天線來(lái)減小同頻干擾，從而提高系統(tǒng)容量的技術(shù)叫做裂向技術(shù)（即扇區(qū)化）。同頻干擾減小的因素決定于使用扇區(qū)的數(shù)目。

1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/583圖2.14扇區(qū)劃分示意圖扇區(qū)化即是將一個(gè)基站分成多個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)都有自己的發(fā)射和接收天線，相當(dāng)于一個(gè)獨(dú)立的小區(qū)。扇區(qū)化的小區(qū)使用特制的定向天線，使該小區(qū)定向天線輻射某一特定的扇區(qū)。1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/5846、區(qū)群基站激勵(lì)方式

（1）中心激勵(lì)

基站設(shè)在小區(qū)的中央，用全向天線形成圓形覆蓋區(qū)。

圖2.15中心激勵(lì)示意圖1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/585（2）頂點(diǎn)激勵(lì)基站設(shè)在每個(gè)小區(qū)六邊形的三個(gè)頂點(diǎn)上，每個(gè)基站采用三副1200扇形輻射的定向天線，分別覆蓋三個(gè)相鄰小區(qū)的各三分之一區(qū)域。圖2.16頂點(diǎn)激勵(lì)示意圖1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/586實(shí)際應(yīng)用中，常采用定向天線進(jìn)行頂點(diǎn)激勵(lì)的小區(qū)制，每個(gè)基站應(yīng)配置三組信道，向三個(gè)方向輻射，例如N=7，即每7個(gè)小區(qū)（7個(gè)基站）形成一個(gè)區(qū)群，每個(gè)區(qū)群就需有7×3=21個(gè)信道組。圖2.17基站信道組的分布1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/5877多信道共用技術(shù)?移動(dòng)通信網(wǎng)中，在基站控制的小區(qū)內(nèi)有n個(gè)無(wú)線信道提供給該小區(qū)的所有移動(dòng)用戶共同使用。當(dāng)k（k﹤n）個(gè)信道被占用時(shí)，其他需要通話的用戶可以選擇其余（n-k）中的任一空閑信道進(jìn)行通話。某一用戶需要通信而發(fā)出呼叫時(shí)，基站需要按一定的選取方式進(jìn)行空閑信道的分配?？臻e信道的選取方式主要可以分為兩類：一類是專用呼叫信道方式(或稱“共用信令信道”方式)；另一類是標(biāo)明空閑信道方式。

專用呼叫信道方式:網(wǎng)中設(shè)置專門(mén)的呼叫信道，專用于處理用戶的呼叫。移動(dòng)用戶只要不在通話時(shí)就停在這呼叫信道上守候。1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/588標(biāo)明空閑信道方式:在網(wǎng)中不設(shè)置專門(mén)的呼叫信道，所有的信道都可供通話，選擇呼叫與通話可在同一信道上進(jìn)行?；驹谀骋豢臻e信道發(fā)出空閑信號(hào)，所有未通話的移動(dòng)臺(tái)都自動(dòng)地對(duì)所有信道進(jìn)行搜索。用戶一般占用信道方式有獨(dú)立信道方式和多信道共用方式。見(jiàn)圖2.18所示。

1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋圖2.18信道應(yīng)用方式2023/2/589多信道共用技術(shù)也是共用呼叫頻道方式.共用呼叫頻道方式是在系統(tǒng)中專門(mén)設(shè)立一個(gè)共用呼叫頻道，它不作通話使用，僅處理呼叫和傳送轉(zhuǎn)頻指令。系統(tǒng)內(nèi)所有不通話的用戶都停留在該頻道上，處于守候狀態(tài)。當(dāng)用戶需要通話而摘機(jī)時(shí)，通過(guò)該頻道向基站發(fā)出呼叫請(qǐng)求，如系統(tǒng)有空閑頻道，基站就通過(guò)該共用頻道發(fā)出轉(zhuǎn)頻指令，使用戶轉(zhuǎn)入指定的空閑頻道。當(dāng)頻道全部被占用時(shí)，則向用戶示忙。當(dāng)移動(dòng)用戶被叫時(shí)，基站也從共用呼叫頻道發(fā)出選呼號(hào)碼,被叫用戶應(yīng)答后，基站發(fā)出轉(zhuǎn)頻指令，使用戶按指令轉(zhuǎn)入指定的通話頻道。

1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/5908移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的常見(jiàn)指標(biāo)(1)工作頻段與頻道間隔(2)通信概率：它是指保證服務(wù)質(zhì)量的通話時(shí)間和地點(diǎn)的概率值。(3)話音質(zhì)量：它是評(píng)估移動(dòng)通信系統(tǒng)話音品質(zhì)（可懂度和自然度）優(yōu)劣的情況。

1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋級(jí)別評(píng)定類別人的印象標(biāo)準(zhǔn)5優(yōu)無(wú)噪聲、清晰4中輕微噪聲3中令人煩惱的噪聲2差噪聲嚴(yán)重1劣語(yǔ)音不可懂表1.1評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

2023/2/591(4)呼叫話務(wù)量與忙時(shí)話務(wù)量

話務(wù)量是通信系統(tǒng)通話業(yè)務(wù)量或繁忙程度的指標(biāo)。其性質(zhì)如同客流量，具有隨機(jī)性，只能用統(tǒng)計(jì)方法獲取。呼叫話務(wù)量是電話負(fù)荷大小的一種度量，又稱話務(wù)負(fù)荷。是指單位時(shí)間（一小時(shí)）內(nèi)的平均電話交換量。

Y=MC’T（Erl）Y也為呼叫總話務(wù)量，M為用戶數(shù)，C’為每小時(shí)每用戶占用信道平均呼叫次數(shù)，其中MC’=C看作每小時(shí)所有用戶平均呼叫次數(shù)(包括成功和失敗的次數(shù)），T為每次呼叫占用信道平均時(shí)間。T以小時(shí)為單位，話務(wù)量單位為Erl。即

Y=CT（Erl）1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/592實(shí)際上，24小時(shí)中，每小時(shí)的話務(wù)量是不可能相同。用戶忙時(shí)話務(wù)量是指一天中最忙的那個(gè)小時(shí)（即“忙時(shí)”），每個(gè)用戶的平均話務(wù)量，用YB來(lái)表示。YB是一個(gè)統(tǒng)計(jì)平均值。同時(shí)，將忙時(shí)話務(wù)量與全日話務(wù)量之比稱為集中系數(shù)，用K表示。因?yàn)镵反映了這個(gè)通信系統(tǒng)“忙時(shí)”的集中程度，即忙時(shí)話務(wù)量在全天話務(wù)量中所占的比例。K為集中率其定義如下:

1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/593每用戶忙時(shí)話務(wù)量是指最繁忙的一小時(shí)每個(gè)用戶的平均話務(wù)量。

（Erl）式中，每個(gè)用戶忙時(shí)的平均話務(wù)量，C”為每個(gè)用戶每天平均呼叫次數(shù)，為每次呼叫占用信道的平均時(shí)間（s)。1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/594(5)容量

在多信道共用時(shí)，容量有兩種表示法。①每個(gè)信道所能容納的用戶數(shù)（m）為

Y為總話務(wù)量，YB每個(gè)用戶忙時(shí)話務(wù)量，n為共用信道數(shù)。②系統(tǒng)所能容納的用戶數(shù)（M）為：

n為共用信道數(shù),m為每個(gè)信道所能容納的用戶數(shù)，它們相乘即得到系統(tǒng)容量。1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/595(6)呼損率

在一個(gè)通信系統(tǒng)中，呼叫失敗的概率稱為呼叫損失概率，簡(jiǎn)稱呼損率，記為Z。它是指系統(tǒng)全部信道被占用的再發(fā)生呼叫就出現(xiàn)呼損，因此呼損率即電話接不通的比率。

Y0為呼叫不成功的話務(wù)量，Y總話務(wù)量；C0為呼叫失敗次數(shù)，C為呼叫總次數(shù)。

1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/596(7)信道利用率

多信道共用時(shí)，信道利用率是指每個(gè)信道平均完成的話務(wù)量。因此Y1為呼叫成功而接通電話的話務(wù)量，n為共用信道數(shù)。例:某移動(dòng)通信系統(tǒng)，每天每個(gè)用戶平均呼叫10次，每次占用信道時(shí)間平均為80s,忙時(shí)集中率K=0.125，問(wèn)系統(tǒng)呼損率要求在10%的條件下，給定8個(gè)信道的系統(tǒng)能容納多少用戶。1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/597解：①求出每用戶忙時(shí)話務(wù)量②根據(jù)信道數(shù)n,呼損率Z，查呼損表得Y=5.597③求每個(gè)信道所能容納的用戶數(shù)m④最后求出系統(tǒng)容量1.4.3

窩小區(qū)制的概念和區(qū)域的頻率覆蓋2023/2/5981.5.1多址通信概述1.5.2多址通信方式

1.5移動(dòng)通信中的多址技術(shù)

2023/2/5991多址接入蜂窩網(wǎng)系統(tǒng)中是以信道來(lái)區(qū)分通信對(duì)象的。一個(gè)信道一次只能容納一個(gè)用戶通話。許多同時(shí)通話的用戶，互相以信道來(lái)區(qū)分，這就是多址。移動(dòng)通信系統(tǒng)是一個(gè)多信道同時(shí)工作的系統(tǒng)，在無(wú)線的電波覆蓋范圍內(nèi)，如何建立用戶之間的無(wú)線信道的連接是多址接入方式問(wèn)題。解決多址接入問(wèn)題的方法叫做多址接入技術(shù)。2多址接入方式基站與許多移動(dòng)臺(tái)同時(shí)通信，因而基站通常是多路的，有多個(gè)信道，而移動(dòng)臺(tái)只供一個(gè)用戶使用，是單路的。1.5.1多址通信概述2023/2/5100許多用戶同時(shí)通話，以不同的信道分隔，防止相互干擾，各用戶信號(hào)通過(guò)在射頻波道上的復(fù)用，從而建立各自的信道，以實(shí)現(xiàn)雙邊通信的連接，稱為多址連接(多址接入)。移動(dòng)臺(tái)之間或移動(dòng)臺(tái)與市話用戶之間是通過(guò)基站（包括交換局和局間聯(lián)網(wǎng)）同時(shí)建立各自信道，從而實(shí)現(xiàn)多址連接。那么基站是以怎樣的信號(hào)傳輸方式接收、處理和轉(zhuǎn)發(fā)移動(dòng)臺(tái)來(lái)的信號(hào)呢？基站又以怎樣的信號(hào)結(jié)構(gòu)發(fā)出給移動(dòng)臺(tái)的尋呼信號(hào)，而且移動(dòng)臺(tái)從這些信號(hào)中識(shí)別出發(fā)給本臺(tái)的信號(hào)呢？這就是多址連接問(wèn)題，即多址接入方式問(wèn)題。1.5.1多址通信概述2023/2/51013有關(guān)涉及技術(shù)：在發(fā)送端用復(fù)用器將多路信號(hào)合在一起，在接收端用分路器將各路信號(hào)分開(kāi)的多用戶共用信道方式。它們有頻分多路復(fù)用（FDM）、時(shí)分多路復(fù)用（TDM）、碼分多路復(fù)用（CDM）和波分多路復(fù)用（WDM）等。頻分雙工（FDD）為每一個(gè)用戶提供兩個(gè)確定的頻率波段。一個(gè)波段（前向波段）提供從基站到移動(dòng)臺(tái)的傳輸，而另一個(gè)波段（后向波段）提供從移動(dòng)臺(tái)到基站的傳輸。

時(shí)分雙工（TDD）是用時(shí)間而不是用頻率來(lái)提供前向鏈路和反向鏈路。如果前向鏈路和反向鏈路之間的時(shí)間間隔很小，那么對(duì)于話音、數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，用戶看起來(lái)是同時(shí)的，這就需要在發(fā)送和接收之間存在一段時(shí)間間隔。1.5.1多址通信概述2023/2/5102圖2.19FDMA、TDMA和CDMA的示意圖1.5.2多址通信方式2023/2/51031

FDMA方式:當(dāng)以傳輸信號(hào)的載波頻率不同來(lái)區(qū)分信道建立多址接入時(shí)，稱為頻分多址（FDMA）方式；(1)頻分多路復(fù)用（FDM）技術(shù)將各路信號(hào)的頻譜搬至互不重疊的頻帶上，同時(shí)在一個(gè)信道中傳輸。接收端通過(guò)不同中心頻率的帶通濾波器把各路信息信號(hào)分離出來(lái)。圖2.20FDM系統(tǒng)的工作示意圖1.5.2多址通信方式2023/2/5104(2)FDMA系統(tǒng)原理在頻分多址系統(tǒng)中，把可以使用的總頻段劃分為若干占用較小帶寬的頻道，這些頻道在頻域上互不重疊，每個(gè)頻道就是一個(gè)通信信道，分配給一個(gè)用戶。一個(gè)典型的FDMA頻道劃分如圖2.21所示。信道每次只能傳遞一個(gè)電話如果一個(gè)FDMA信道沒(méi)有使用，并且處于空閑狀態(tài)，它不能被其他用戶使用以增加共享容量。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。呼叫的整個(gè)過(guò)程中，其他用戶不能共享這一頻段。1.5.2多址通信方式2023/2/5105圖2.21FDMA系統(tǒng)頻道劃分(頻譜分割)示意圖1.5.2多址通信方式2023/2/5106前向(上行）與反向（下行）信道的頻帶分割，是實(shí)現(xiàn)頻分雙工通信的要求。頻道間隔（如為200kHz）是保證頻道之間不重疊的條件。1.5.2多址通信方式2023/2/5107圖2.22FDMA系統(tǒng)的工作示意圖1.5.2多址通信方式2023/2/5108(3)FDMA系統(tǒng)的特點(diǎn)A、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。B、移動(dòng)臺(tái)較簡(jiǎn)單，和模擬的較接近。C、基站復(fù)雜龐大，重復(fù)設(shè)置收發(fā)信設(shè)備。D、需要精確的RF濾波器，需要雙工器（單天線）。E、FDMA比TDMA簡(jiǎn)單，同步和組幀比特少，系統(tǒng)開(kāi)銷小。FDMA通常是窄帶系統(tǒng)。1.5.2多址通信方式2023/2/5109F、FDMA頻分多址采用調(diào)頻的多址技術(shù)，業(yè)務(wù)信道在不同的頻段分配給不同的用戶。G、FDMA適合大量連續(xù)非突發(fā)性數(shù)據(jù)的接入，單純采用FDMA作為多址接入方式已經(jīng)很少見(jiàn)。H、目前中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)移動(dòng)所使用的GSM移動(dòng)電話網(wǎng)就是采用FDMA和TDMA兩種方式的結(jié)合。

1.5.2多址通信方式2023/2/51102TDMA方式(1)時(shí)分多路復(fù)用（TDM）技術(shù)以時(shí)間作為分割信號(hào)的參量，使各路信號(hào)在時(shí)間上互不重疊。利用不同時(shí)隙來(lái)傳送各路不同信號(hào)。圖2.23TDM系統(tǒng)的工作示意圖

1.5.2多址通信方式2023/2/5111(2)TDMA系統(tǒng)原理當(dāng)以傳輸信號(hào)存在的時(shí)間不同來(lái)區(qū)分信道建立多址接入時(shí)，稱為時(shí)分多址（TDMA）方式。TDMA是在一個(gè)寬帶的無(wú)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(wú)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。

圖2.24TDMA系統(tǒng)的工作示意圖1.5.2多址通信方式2023/2/5112使各個(gè)移動(dòng)臺(tái)在每幀只能按指定的時(shí)隙向基站發(fā)射信號(hào)，在滿足定時(shí)和同步條件下，基站可以在各時(shí)隙中接收到個(gè)移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)而互不干擾，同時(shí)基站發(fā)向各個(gè)移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)都按順序安排在預(yù)定的時(shí)隙中傳輸，各移動(dòng)臺(tái)只要在指定的的時(shí)隙內(nèi)接收，就能把合路信號(hào)（TDM信號(hào))中把發(fā)給他的信號(hào)區(qū)分開(kāi)來(lái)。所以TDMA系統(tǒng)發(fā)射數(shù)據(jù)是用緩存—突發(fā)法，因此對(duì)任何一個(gè)用戶而言發(fā)射都是不連續(xù)的。1.5.2多址通信方式2023/2/5113(3)TDMA的幀結(jié)構(gòu)

TDMA幀是TDMA系統(tǒng)的基本單元，它由時(shí)隙組成，在時(shí)隙內(nèi)傳送的信號(hào)叫做突發(fā)（Burst）,各個(gè)用戶的發(fā)射相互連成1個(gè)TDMA幀。TDMA主要傳輸TDM的數(shù)字信號(hào)，每個(gè)MS占有時(shí)隙稱為分幀或子幀。幀周期一般取話音PCM信號(hào)采樣周期125或整數(shù)倍。圖2.26TDMA幀結(jié)構(gòu)1.5.2多址通信方式2023/2/5114(4)TDMA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Kbit/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Kbit/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(lái)發(fā)射和接收，因此不需雙工器；基站復(fù)雜性減??；抗干擾能力強(qiáng)，頻率利用率高，系統(tǒng)容量大；越區(qū)切換簡(jiǎn)單。1.5.2多址通信方式2023/2/5115GSM系統(tǒng)中，有若干個(gè)小區(qū)（3個(gè)、7個(gè)等）構(gòu)成一個(gè)區(qū)群，區(qū)群內(nèi)不能使用相同頻道，每個(gè)小區(qū)使用多個(gè)載頻，每一頻點(diǎn)（或叫頻道、載波）上可分成8個(gè)時(shí)隙，每一時(shí)隙為一個(gè)信道，一個(gè)頻道最多可有8個(gè)移動(dòng)用戶同時(shí)使用。GSM系統(tǒng)采用時(shí)分多址、頻分多址和頻分雙工（TDMA/FDMA/FDD）的接入方式。例如在900MHz的頻段中共分124個(gè)頻道，頻道間隔200kMz；每一載波上可分成8個(gè)時(shí)隙，每一時(shí)隙為一個(gè)信道；每信道占用帶寬200kHz／8=25kHz，8個(gè)時(shí)隙構(gòu)成一個(gè)TDMA幀，幀長(zhǎng)度約為4.615ms。每個(gè)時(shí)隙含156.25個(gè)碼元，時(shí)隙寬為0.577ms；1.5.2多址通信方式2023/2/5116時(shí)分多址（TDMA）的物理信道中，幀的結(jié)構(gòu)或組成是基礎(chǔ)。1.5.2多址通信方式圖2.25GSM的FDMA/TDMA結(jié)構(gòu)2023/2/5117在GSM中時(shí)分多址技術(shù)即每個(gè)載頻分成8個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙為一個(gè)信道。多個(gè)用戶共享一個(gè)載波頻率，分享不同時(shí)隙。按照不同的用戶提供不同的帶寬。需要自適應(yīng)均衡保護(hù)時(shí)隙。TDMA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳遞是不連續(xù)的，是分組發(fā)射，可以關(guān)閉。

1.5.2多址通信方式2023/2/51183

CDMA方式:當(dāng)以傳輸信號(hào)的碼型不同來(lái)區(qū)分信道建立多址接入時(shí)，稱為碼分多址（CDMA）方式。

(1)碼分復(fù)用(CDM，CodeDivisionMultiplexing)是靠不同的編碼來(lái)區(qū)分各路原始信號(hào)的一種復(fù)用方式。(2)擴(kuò)頻技術(shù)的概念通常將已調(diào)信號(hào)帶寬與調(diào)制信號(hào)的帶寬之比100的信息傳輸方式稱為擴(kuò)頻通信，否則只能是寬帶或窄帶通信。擴(kuò)頻技術(shù)概念是一種信息傳輸方式，其系統(tǒng)占用的頻帶寬度遠(yuǎn)大于要傳輸?shù)脑夹盘?hào)的帶寬（或信息比特率），且與原始信號(hào)帶寬無(wú)關(guān)。在發(fā)送端，頻帶的展寬是通過(guò)編碼及調(diào)制（即擴(kuò)頻）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在接收端用與發(fā)送端完全相同的擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)解調(diào)（即解擴(kuò)）來(lái)恢復(fù)信息。

1.5.2多址通信方式2023/2/5119(3)擴(kuò)頻技術(shù)的分類

擴(kuò)頻技術(shù)有直接序列（DS）擴(kuò)頻；跳頻（FH）擴(kuò)頻；線性調(diào)頻（chirp）;跳時(shí)擴(kuò)頻等技術(shù)。擴(kuò)頻技術(shù)廣泛使用在衛(wèi)星通信、微波通信、移動(dòng)通信等通信系統(tǒng)中，其中多使用DS、FH技術(shù)。1.5.2多址通信方式2023/2/5120(4)CDMA系統(tǒng)原理CDMA的技術(shù)原理是基于擴(kuò)頻技術(shù)，即將需傳送的具有一定信號(hào)帶寬的信息數(shù)據(jù)用一個(gè)帶寬遠(yuǎn)大于信號(hào)帶寬的高速偽隨機(jī)碼(PN)進(jìn)行調(diào)制，使原數(shù)據(jù)信號(hào)的帶寬被擴(kuò)展，再經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)送出去；接收端使用完全相同的偽隨機(jī)碼，與接收的帶寬信號(hào)作相關(guān)處理，把寬帶信號(hào)換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號(hào)即解擴(kuò)，以實(shí)現(xiàn)信息通信。如圖2.27所示直接序列（DS）擴(kuò)頻原理框圖。1.5.2多址通信方式

2023/2/5121圖2.27CDMA/DS單工鏈路組成框圖

1.5.2多址通信方式

2023/2/5122A擴(kuò)頻技術(shù)作用擴(kuò)頻技術(shù)作用是提高通信的抗干擾能力，即使系統(tǒng)在強(qiáng)干擾條件下也能安全可靠地通信。圖2.28

擴(kuò)頻技術(shù)作用示意圖

1.5.2多址通信方式

2023/2/5123B偽隨機(jī)序列或偽噪聲序列（PN碼）m序列的生成m序列是最長(zhǎng)移位寄存器序列的簡(jiǎn)稱，它是由帶線性反饋的移位寄存器產(chǎn)生的周期最長(zhǎng)的一種序列。m序列的發(fā)生器是由移位寄存器、反饋抽頭及模2加法器組成的。下圖是三級(jí)移位寄存器構(gòu)成m序列發(fā)生器。圖2.29m序列產(chǎn)生電路1.5.2多址通信方式

2023/2/5124

(1)(2)(3)初始態(tài)：111011001100010101110111輸出周期是7的m序列1110010，也稱為7個(gè)碼片。可作為一個(gè)地址碼。此外還有Walsh碼和Gold序列都可用作地址碼。1.5.2多址通信方式

2023/2/5125C、IS-95CDMA中地址碼的應(yīng)用用戶地址碼：用長(zhǎng)m序列的截段碼，碼長(zhǎng)42位，數(shù)量為242-1，根據(jù)碼的不同相位區(qū)分不同的用戶?；镜刂反a：用中長(zhǎng)m序列的截段碼或Gold碼，碼長(zhǎng)15位，數(shù)量為215-1，根據(jù)碼的相位不同來(lái)區(qū)分。IS-95CDMA中不同碼型由一個(gè)PN碼序列產(chǎn)生的，PN碼序列周期為個(gè)碼片（chip)，并將此周期序列每隔64碼片移位序列作為一個(gè)碼址，共可得到個(gè)碼址，分配給512個(gè)基站。CDMA蜂窩網(wǎng)中，可為每個(gè)基站分配一個(gè)PN序列，以不同的PN序列來(lái)區(qū)分基站地址。1.5.2多址通信方式

2023/2/5126m序列是一個(gè)偽隨機(jī)序列，按一定規(guī)律周期性變化，具有隨機(jī)噪聲類似的特性。m系列的特性：m系列有許多優(yōu)良的特性，主要是它的隨機(jī)性和自相關(guān)性。隨機(jī)性表征為：一個(gè)周期內(nèi)的“1”和“0”大致相等，用m序列做平衡調(diào)制實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展頻譜時(shí)有較高的載波抑制度；連續(xù)的”1“或”0“稱為游程，長(zhǎng)度為1（單”1“或”0“）占總游程1/2，長(zhǎng)度為,2（單”11“或”00“）占總游程1/4，長(zhǎng)度為3（單”111“或”000“）占總游程1/8，等等。相關(guān)性：可用相關(guān)性函數(shù)表示。1.5.2多址通信方式

2023/2/5127由圖可知，當(dāng)τ=0時(shí)，自相關(guān)函數(shù)R(τ)出現(xiàn)峰值1；當(dāng)τ偏離0時(shí)，相關(guān)函數(shù)曲線很快下降；當(dāng)1≤τ≤P-1時(shí)，相關(guān)函數(shù)值為-1/P；當(dāng)τ=P時(shí)，又出現(xiàn)峰值1…。可以用有無(wú)自相關(guān)函數(shù)值來(lái)識(shí)別信號(hào)，并檢測(cè)自相關(guān)函數(shù)值為1的碼序列。正交碼必須是自相關(guān)性良好，互相關(guān)性處處為0。在碼分系統(tǒng)中，若用m序列作地址碼，必須選擇自相關(guān)性好、互相關(guān)性弱的m序列組