《无线通信原理总结》PPT课件.ppt

无线通信原理总结,一 概论 二 调制解调 三 移动信道的传播特性 四 抗衰落技术 五 组网技术 六 GSM系统 七 IS-95系统 CDMA,内容概要,1、移动通信的主要特点 无线电波：第三章 干扰环境：第四章 频谱资源有限：解决办法有二 （第二章） 网络结构 通信设备,一 概论,第五章 组网、第七章 GSM、第八章 IS-95,2、工作方式： 双工 全双工 半双工 3、常用移动通信系统 理解各通信系统的特点和基本原理,一 概论,一 概论 二 调制解调 三 移动信道的传播特性 四 抗衰落技术 五 组网技术 六 GSM系统 七 IS-95系统 CDMA,内容概要,1、MSK （1）特殊的FSK 两个频率相互正交，且频差最小 相位连续 （2）给出输入序列可以画出相位轨迹 +1 相位斜率为正（相对） -1 相位斜率为负（相对） （3）MSK的功率谱密度特性 与QPSK相比，主瓣旁瓣特性 P34 图2-9,二 调制解调,2、相位调制 PSK调制 QPSK：四相（串/并倒）（IS-95正向信道调制，有差别（四相扩展：两个不同PN序列） OQPSK：交错四相 （ ，无倒现象，IS-95反向信道，差别同上） /4-DQPSK（改进： 相位跳变 可以非相干解调）,二 调制解调,3、QAM调制 相位与振幅的联合 MQAM调制的星座图及分类 QAM信号的设计 调制考虑的因素：功率谱密度特性、解调方法、系统性能,二 调制解调,4、扩展频谱调制* （1）扩频类型： 直扩（IS-95）、跳扩、跳时、混合 （2）伪随机（PN，pseudo noise）序列* 周期 自相关函数（系数） 互相关函数（系数）,二 调制解调,4、扩展频谱调制* （3）m序列 产生：含义、原理（模型） * 特性： “1”和“0”永远差1个； 游程：总数为2n-1，K游程出现的比例为2-K； M序列与其移位后的序列模2加，仍为m序列 m序列自相关系数： 互相关系数：,二 调制解调,4、扩展频谱调制* （4）Gold序列 两个m序列的互相关函数需满足的条件（n移位寄存器的个数）： 优选对具有三值特性： n为奇数：-1 ， ， n为偶数(但不是4的倍数)：-1， ，,二 调制解调,n为奇数,n为偶数(但不是4的倍数),4、扩展频谱调制* （4）Gold序列 构成Gold序列,二 调制解调,4、扩展频谱调制* （5）Walsh函数 完备正交集 Hadamard矩阵 完全正交特性 IS-95：64阶Walsh码,二 调制解调,5、多载波调制 三种方法： 子载波间隔足够大 子载波间隔选取，已调信号部分重叠，复合谱平坦 子载波相互正交，频谱有1/2重叠OFDM,二 调制解调,一 概论 二 调制解调 三 移动信道的传播特性 四 抗衰落技术 五 组网技术 六 GSM系统 七 IS-95系统 CDMA,内容概要,1、电波传播方式 直射波 反射波 地表面波 2、自由空间传波损耗,三 移动信道的传播特性,Lfs(dB) = 32.44+20lg d(km)+20lg f(MHz),3、大气的影响 （1）地球等效半径系数k 在标准大气折射情况下，等效地球半径系数k=4/3，等效地球半径Re=8500km （2）视距传播极限,三 移动信道的传播特性,4、障碍物的影响 （1）菲涅尔余隙的概念 （2）障碍物影响下的路径传波损耗的计算 P97 例3-1,三 移动信道的传播特性,5、移动信道特征 （1）慢衰落衰落储备 （2）快衰落： 多径效应瑞利衰落（包络）、平均分布（相位） 多径时散相关带宽 多普勒扩散相干时间 多普勒频移： 定义及讨论,三 移动信道的传播特性,6、陆地移动信道的传波损耗 （1）地形、地物的划分 （2）传波损耗的中值 中等起伏地市区传播损耗中值LT LT = Lfs+Am(f, d )-Hb(hb, d )-Hm(hm, f ) 任意地形地区的传播损耗中值 LA = LT-KT 其中，KT = Kmr+Qo+Qr+Kh+Khf+Kjs+Ksp+KS P118 例3-2,三 移动信道的传播特性,7、传波损耗模型 适应的场景 Hata模型： Okumura用图表给出的路径损耗经验公式，适用于1501500MHz Hata将市区的传波损耗表示为一个标准的公式和一个应用于其他不同环境的附加校正公式。 COST-231/Walfish/Ikegami模型 在Walfish和Ikegami分别提出的模型的基础上，对实测数据加以完善而提出了该模型 考虑了自由空间损耗、沿传播路径的绕射损耗以及移动台与周围建筑物屋顶之间的损耗,三 移动信道的传播特性,一 概论 二 调制解调 三 移动信道的传播特性 四 抗衰落技术 五 组网技术 六 GSM系统 七 IS-95系统 CDMA,内容概要,1、分集接收 定义： 方式： 合并方式： 选择式合并 等增益合并 最大比值合并 三种合并方式的性能比较结果 2、Rake接收的定义,四 抗衰落技术,3、纠错编码 采用纠错编码的原因 码的检错、纠错能力与最小码距的关系 常用的检错码类型 卷积码 （n,k,m）卷积码的含义 编码器编码方案的设计（了解） 交织编码 目的 方法 4、均衡技术目的,四 抗衰落技术,一 概论 二 调制解调 三 移动信道的传播方式 四 抗衰落技术 五 组网技术 六 GSM系统 七 IS-95系统 CDMA,内容概要,1、多址技术 FDMA（？） TDMA（？） CDMA（？） SDMA（？） 随机多址 ALOHA、时隙ALOHA CSMA（ Carrier Sense Multiple Access） 预约随机多址,五 组网技术,2、话务量与信道共用 （1）话务量A（A0）、呼损B、信道数n、每信道用户数m A的定义 B的计算 忙时话务量a的计算 每信道容纳用户数m的计算 （2）空闲信道的选取 （3）给定信道总数和信道共用方式，计算总的用户数 P218，课后6,五 组网技术,3、区域覆盖 带状网 蜂窝网 小区形状原因 区群的组成计算公式 同频再用距离：射频防卫比 激励方式 小区分裂的原因和方法 4、信道的配置 分区分组 等频距配置 提高频率利用率、配置随业务的地理位置分布而变化 动态配置法 柔性配置法,五 组网技术,5、网络结构 蜂窝移动通信网的网络结构 6、信令 定义 7、越区切换 定义 谁决定切（控制策略） 何时切（准则） 如何切（分类） 切到哪里（信道分配）,五 组网技术,8、位置管理 位置登记&呼叫传递 位置登记的步骤：三步 位置更新&寻呼 位置动态更新策略,五 组网技术,一 概论 二 调制解调 三 移动信道的传播特性 四 抗衰落技术 五 组网技术 六 GSM系统 七 IS-95系统 CDMA,内容概要,1、网络结构： 三个子系统 各子系统包含的功能实体 2、网络接口 三个重要的网络结构及功能 3、区域的划分 区域的定义 号码 IMSI、TMSI、IMEI、MSISDN、MSRN、LAI、BSIC（中英文全称、作用，构成方法（了解）,六 GSM系统,4、无线接口 （1）接入方式：TDMA/FDMA （2）频率与频道编号 （3）调制方式：GSM 信道类型及组合： 帧结构、时隙格式（物理信道） 逻辑信道（信道分类） 主载频C0的TS0，TS1,六 GSM系统,映射关系（信道组合）,4、无线接口 （4）语音编码：RPE-LTP（中英文） （5）信道编码：前向纠错编码（敏感与否）、交织 （6）其他抗干扰机提高频谱利用率的方法 跳频：速率、处理增益 间断传输：原因、方法,六 GSM系统,5、位置登记：涉及的功能实体及过程 6、鉴权与加密 三参数组 鉴权过程 加密置密模式 IMSI保密（TMSI的作用） 7、呼叫接续过程（了解） 8、越区切换（了解） 三种不同的情况、切换流程,六 GSM系统,9、GPRS（？） 增加的功能实体：SGSN（？）、GGSN（？） GPRS的隧道协议 GRPS空中接口中，52帧的PDTCH结构 P274 图7-47 GPRS的空中接口中的数据流P276 图7-50 增强型GPRS（EDGE）：两方面改进,六 GSM系统,一 概论 二 调制解调 三 移动信道的传播方式 四 抗衰落技术 五 组网技术 六 GSM系统 七 IS-95系统 CDMA,内容概要,1、码分多址蜂窝通信系统特征 容量大 软容量 软切换 话音激活 具有扩频的优点 2、码分多址与扩频的结合,七 IS-95系统 CDMA,3、多址干扰和功率控制 多址干扰 远近效应 功率控制 目的 方法： 正向 开环 反向 闭环 原则,七 IS-95系统 CDMA,4、工作频率 824-849MHz 869-894MHz 5、时间基准 移动台 基站 6、话音编码 CELP（中英文全称）,七 IS-95系统 CDMA,7、CDMA蜂窝通信系统的通信容量 影响因子：、F、d含义,七 IS-95系统 CDMA,8、无线传输 信道组成： 正向： 方向： 各种码字的作用： Walsh码在CDMA前向信道中的应用 W064：用于导频信道的扩频 W3264 ： 用于同步信道的扩频 W164 W764 ： 用于寻呼信道的扩频，不做寻呼信道的可作为业务信道使用 其它：用于业务信道,七 IS-95系统 CDMA,PN在CDMA系统中的应用 短码：长度为215的m序列。 215=32768，2s中重复75次 长码：长度为242的m序列。 前向信道应用： 1）利用短码