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移动通信部分

目录

移动通信发展 移动通信网络结构 移动通信系统的工作过程 基本概念 电波传播 抗干扰、抗衰落技术

移动通信发展历程

1G (1980s)
AMPS TACS NMS Others

2G (1992-2000)
CDMA IS95 GSM TDMA PDC

2.5G (2000-2004)
CDMA2000 1x GPRS EGPRS

3G 、3.5G、 、 4G(2004-至今 至今) 至今
TD-SCDMA WCDMA EVDO Rev.0 EVDO Rev.A HSDPA HSUPA Wimax LTE

语音业务

语音业务

数据业务

宽带业务

移动通信网络结构
OSS

OMC BSS

NSS

HLR/AUC BTS MS BTS BSC MSC/VLR EIR

GMSC

PSTN PSPDN ISDN

移动通信系统工作过程

信源编码

信道编码 Interleaving 交织

射频发射 加扰 扩频 调制

语音信号 的数模转 换

对信息进行 编码,达到 纠错和抗干 扰的目的

对信号进行 加扰

加入用于识别 将数字信号调 将模拟信号加 用户的信息, 用户的信息 , 制成模拟信号 到载波上进行 将窄带信号拓 宽 发射

信源解码

去交织 deinterleaving 信道解码 解扰

解扩

解调

射频接收

移动通信基本概念

爱尔兰 阻塞率 GOS 多址技术 双工技术 频率复用

多址技术

FDMA

TDMA

CDMA

Power

Power

Power

不同的用户占用不 同的频段.

同频段的业务信道 以不同的时隙进行 用户区分.

同一时间同一频段上 根据不同的扩频码进 行区分用户.

双工技术
对于移动通信而言,双向通信可以以频率分开( 对于移动通信而言,双向通信可以以频率分开(FDD), ), 也可以以时间分开( 也可以以时间分开(TDD) )

TDD特点

FDD特点

各种制式比较

频率复用

FDMA 频率复用 1 3 4 5 7 6 2

CDMA 频率复用 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

2 2 6

覆盖区定义

服务区 PLMN 区 MSC 区 位置区 小区 扇区 扇区

移动通信的场强特征

移动通信环境下场强变化剧烈 场强变化的平均值随距离增加而衰减 场强特性曲线的中值呈慢速变化-----慢衰落 场强特性曲线的中值呈慢速变化---慢衰落 场强特性曲线的瞬时值呈快速变化-----快衰落 场强特性曲线的瞬时值呈快速变化---快衰落

无线电波传播

自由空间损耗: 自由空间损耗: Ploss=32.4+20lgf+20lgd

阴影效应
移动台在运动中, 移动台在运动中,由于大型建筑物和其他物体对电波的 传输路径的阻挡而在传播接收区域上形成半盲区, 传输路径的阻挡而在传播接收区域上形成半盲区,从而 形成电磁场阴影, 形成电磁场阴影,这种随移动台位置的不断变化而引起 的接收点场强中值的起伏变化叫做阴影效应。 的接收点场强中值的起伏变化叫做阴影效应。阴影效应 是产生慢衰落的主要原因。 是产生慢衰落的主要原因。

多径效应
多径效应是由于山丘、建筑物等的反射、散射或绕射,使 得移动台与基站之间的信号传播途径有多条,此时接收到 的信号是发射信号经过若干次反射、绕射或散射后的叠加, 影响接收端对信号的判别和提取。

发射信号 ③ ④ ① ②

接收信号 强度

① ② ③ ④ 时间

多普勒频移

fd =
信号功率

v

λ

cos(θ )

fc

-

fd

fc

fc

+

fd

f

邻道和同频、互调干扰
邻频干扰:相邻或邻近频道的信号相互干扰 邻频干扰: 邻频干扰 同频干扰:由于频率复用,也引入了同频干扰 同频干扰: 同频干扰 由于频率复用, 互调干扰:当两个或多个干扰信号同时加到接收机时,由于非线性的 互调干扰: 互调干扰 当两个或多个干扰信号同时加到接收机时, 作用, 作用,干扰的组合频率有时会恰好等于或接近有用信号频率而顺利通 过接收机,其中三阶互调最严重。由此形成的干扰, 过接收机,其中三阶互调最严重。由此形成的干扰,称为互调干扰

分集技术概念
分集技术 接收多路不相关的信号并合并。 常用的分集技术 空间分集技术---用2个以上的天线接收同一个信号 频率分集技术---用2个以上的载波频率传输 时间分集技术---在不同时间接收同一个信号 极化分集技术---接收垂直和水平极化信号

时间分集技术
多径的每一径时延不同, 多径的每一径时延不同,进行多径分离合并 重发时间大于信道的相关时间---ARQ技术 重发时间大于信道的相关时间 技术 用信道相关时间, 用信道相关时间,设计交织编码的深度
s(t) s(t)

t

t

RAKE接收机是时间分集的典型应用 RAKE接收机是时间分集的典型应用

空间位置分集
多天线阵元分集 多天线发射分集 多天线接收分集 , 其中,条件d>>dc, dc为空间相关距离 其中,条件 为空间相关距离

智能天线(空间角度分集)

形成方向图,在不同的 形成方向图, 到达方向上给予不同的 天线增益。 天线增益。可以提高接 收信号的信噪比, 收信号的信噪比,从而 提高系统的容量, 提高系统的容量,可以 将频率相近但空间可分 离的信号分离开。 离的信号分离开。

频率分集技术
两个频率成分具有相互独立的衰落特性 条件f2-f1>> Bc 条件

分集合并技术
合并信号的表达式 分类
选择性合并(Selective 选择性合并(Selective Combining) 等增益合并(Equal (Equal等增益合并(Equal-Gain Combining) 最大比合并(maximal 最大比合并(maximal Ratio Combining)

回顾
移动通信网络结构 分集技术有哪些? 分集技术有哪些? 名词解释:爱尔兰、 名词解释:爱尔兰、GOS、阻塞率、两种衰落、 、阻塞率、两种衰落、 三种效应


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