《无线通信原理总结》PPT课件

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，pseudonoise）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+20lgd(km)+20lgf(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LTLT=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+KSP118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1501500MHzHata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ALOHACSMA（CarrierSenseMultipleAccess）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mA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7-47GPRS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824-849MHz869-894MHz5、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W164W764：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PN标识不同的扇区：短码P