重庆大学移动通信系统复习整理

1、移动通信特点（5）噪声和干扰严重噪声来源是人为噪声；干扰有器件非线性引起互调干扰，远近效应引起邻道干扰，同频复用引起同频干扰频带利用率要求高用户量多，开发新频段，多波导共用移动台的移动性强无线通信与有线通信的结合，位置登记技术，波道切换技术移动通信设备的性能要好移动台体积小重量轻功耗低，稳定可靠系统和网络结构复杂用户间不干扰，与公用电话网和综合业务数字网互连单工收发共频不共时；简单省电，要求邻间频率间隔大双工收发异频共时，收发频率有间隔；移动台间不能直接通话，耗能大，易干扰半双工基站双工，移动台单工服务等级QoS：呼损率B：在一个正常运行的系统中，忙时呼叫被阻塞的概率。QoS取决因素（4）：业

2、务支撑，使用便利性，传输的完整性，适用性指网络在需要时建立呼叫和维持通信的能力。呼叫中断概率：在一个小时内建立的Q次呼叫中，若N次丢失，则中断概率为N/Q。通信概率：移动用户在改定服务区域进行成功通话的概率，包括位置概率和时间概率。移动网络现代通信网组成终端机，信道，交换设施，信令与协议无线网络中的业务路由选择面向连接的选择机制：虚电路路由选择机制；虚连接选择机制：分组交换方式系统资源保证通信系统实现正常通信所需的物理条件频率资源物理资源类型码资源、功率资源、地理资源、空间资源、存储资源时间资源目的提高系统有效性，扩大通信系统容量提高系统可靠性，保证通信业务QoS性能保障通信系统的保密、安全措

3、施；逐步实现通信系统的性能优化无线资源管理分类电路型业务分组型业务组成资源控制资源分配资源调度传播与干扰电磁波传播路径直射波、反射波、散射波、绕射波 路径损耗预测模型（2种）【计算】地形波动高度h沿通信方向，距接收地点10km范围内，10%高度线和90%高度线之高度差天线有效高度沿电波传播方向，距基站天线3-15km范围内平均地面高度以上的天线高度地形分类（按h分）准平坦地形、不规则地形移动信道位置收发天线之间接收信号功率表达式三类衰减效应空间传播损耗与弥散影响无线区的覆盖阴影衰落多径衰落影响信号传输质量，且不可避免影响因素传播环境开阔地区郊区中小城市地区大城市地区系统工作频率：频率越高，接收

4、信号衰落越大移动台运动状况：运动速度越高，移动信道特性越复杂自由空间传播接收点信号功率自由空间传播损耗【计算】多径传播定义：无线电波传输过程收到地形等影响使电波沿着不同的路径传播模型产生多径原因自由空间传播，反射，折射，散射多径衰落（多径效应）微观变化定义电波由于传播过程多径使接收信号幅度短时间内急剧变化产生了衰落度量空间度量：沿移动台运动方向接收信号的幅度随距离变动而衰减时间度量：时延扩展：多径效应引起的接收信号中脉冲的宽度扩展现象基本特性时域：多径效应使信号时延扩展引起频率选择性衰落与频率平坦性衰落频域：多普勒效应使频域扩展，产生多普勒频展，引起时间选择性衰落和时间平坦性衰落多普勒效应移动

5、台运动中通信时接收信号的频率会发生变化多普勒频移由多普勒效应引起的附加频移瑞利分布 快衰落影响多径信号相位相反合成信号的幅度快速变化多径信号传播路径不同时延扩展接收机或环境运动多普勒频移相关带宽信号包络相关系数=0.5时对应的频率间隔。最大时延扩展的倒数；信号带宽相关带宽：频率选择性衰落；：非频率选择性衰落（平衰落）相干时间多普勒频展的宽度的倒数；信号持续时间相干时间：时间选择性衰落（快衰落）；：慢衰落信道类型平慢衰落信道：信号带宽相关带宽，信号持续时间相干时间平快衰落信道： ， 频率选择性慢衰落信道：， 频率选择性快衰落信道：， 信道衰落因子阴影衰落宏观变化慢衰落接收天线处的场强中值随移动台

6、运动时周围地形的变化而波动，变化速率较慢。对数正态分布噪声与干扰噪声外部环境噪声干扰（7）邻道干扰：不可避免只能减小；解决方法同频干扰：所有落到接收机通带内与有用信号同频的无用信号远近效应：接收点位置和两个分开的发信机之间路径损耗不同引起接受功率差互调干扰：由发射机中非线性电路产生。定义、克服方法码间干扰多址干扰多径干扰抗衰落技术：分集，均衡，信道编码分集定义利用移动通信的多径传播特性，在接收端通过将受干扰最小的信号合并输出降低多径衰落的影响原理各独立信号传播路径同时经历深度衰落的概率很低分类常用时间分集，频率分集，空间分集传输信号方式分类显分集发射至少有两路独立路径传送同一信号隐分集隐含在传

7、输信号中交织：把一条消息中的比特以非连续方式传送，使突发差错信道变为离散信道，便于用纠错码消除随机错误跳频技术 目的：抗多径，抗衰落，抗同信道干扰直接序列扩频技术目的：抗多径，抗衰落，抗干扰目标对抗多径衰落和延时串扰技术获得独立多路信号、合并独立多路信号本质对同一信号在不同时间/空间/频率的过采样分集合并技术利用多个分集信号来减少衰落影响并获得增益的技术分类（4）：选择式合并、最大比合并、等增益合并、开关式合并信道编码在信息码元中增加一些冗余码元，用来在接收端检测或纠正在有噪信道中引入的误码均衡定义接收端产生与信道相反的特性来抵消信道的时变多径传播特性引起的码间干扰分类宽带单载波系统：频域均衡

8、技术OFMA与SC-FDE，对比异同窄带数字通信系统：时域均衡目的：克服码间干扰线性均衡器的反馈信号是Sk的估值，非线性均衡器反馈信号是k以前的符号流目标抗码间串扰本质在基带信号接受滤波器后插入一个横向滤波器抗时变性自适应参数调制，自适应均衡准则依据符号间干扰为最小来调节加权系数的原则最小峰值失真准则最小均方误差准则算法在给定均衡准则条件下，用来调节加权系数以实现均衡准则的方法性能指标算法复杂度，算法收敛速度，稳定性工作方式预置式均衡器自适应均衡器在工作前发一定长度的测试脉冲序列，以调整均衡器的抽头系数，使其基本收敛，再自动改变为自适应工作方式训练模式，跟踪模式多址技术移动通信核心问题克服信道

9、与用户带来的两重动态特性解决动态寻址对多个地址的动态划分与识别多址技术使多个用户接入并共享同一个无线通信信道，以提高频谱利用率的技术FDMATDMACDMA，形式：直扩码分DS-CDMASDMA空分多址信源编码：语音和图像的数据压缩技术语音编码移动通信的要求编码速率低，语音质量好较强的抗噪声干扰和抗误码的性能编译码延时小，总时延在65ms内编译码器复杂度低，便于大规模集成化功耗小，便与应用于手持机分类波形编码：将时域模拟话音的波形采样，量化，编码参量编码：基于人类语音的产生机制建模，根据输入语音得出模型参数传输混合编码决定因素：数据比特率，话音质量，算法复杂度，处理时延图像编码国际电联的电信标

10、准部：H.26X H.264特点国际标准化组织和国际电工委员会：JPEG,MPEGX移动通信系统物理模型C1理想加性白色高斯信道AWGN正态分布C2阴影衰落信道（慢衰落信道）对数正态分布慢衰落-中尺度C3平坦瑞利衰落信道（空间选择性衰落）瑞利分布或莱斯分布快衰落-小尺度C4频率选择性衰落选择性衰落信道C5时间选择性衰落C6时变信道克服方法大尺度增大设备能力中尺度链路自适应：电路型：功率自适应，分组型：速率自适应小尺度空间选择性衰落空间分集频率选择性衰落自适应均衡，正交频分复用，RAKE接收时间选择性衰落信道交织编码调制解调功能（4）载荷信息，频谱搬移；抗干扰特性；频谱有效性；调制信号的峰平比选

11、择（3）可靠性，有效性，易于实现性能评估（2）功率效率和带宽效率 频带利用率单位：bit/s/Hz分类按调制信号分模拟调制和数字调制按相位连续性分相位不连续和相位连续调制按信号恒定性分恒包络调制和非恒包络调制(小功率信号用恒包络调制)恒包络调制：频移键控FSK，最小频移键控MSK按调制方式分调频，调幅，调相扩频调制思想香农公式，增加带宽换取传输性能分类直接序列扩频直接用具有高速率的扩频码序列在发端扩展信号频谱频率跳变调制载波中心频率在一个频带内跳变，形成一定带宽的离散频率谱特点（5）具有选择地址的能力在公用信道中能实现CDMA复用信号的功率谱密度低，电磁污染小易于加密抗干扰，抗衰落能力强伪随机

12、序列特点（3）比特率能满足扩展带宽的需求自相关大，互相关小有近似噪声的频谱性质扩频增益频谱扩展前的信号带宽与频带扩展后的信号带宽之比蜂窝移动通信系统&移动通信组网频率复用不同小区使用相同频率中心激励方式解决用户增多而频谱有限定点激励方式越区切换进行中的通信链路在基站间转移时切换由移动交换中心控制小区分裂分割原小区并使用相同的频率再用模式，将全向覆盖改为定向覆盖。增加每个小区的信道数实施方案：划分扇区解决网中用户密度不同组成（4）基站分系统基站收发信机、基站控制器移动分系统手持台、车载台交换分系统移动交换机、位置寄存器、鉴权中心等操作与支持系统操作维护中心、网络管理中心大区制一个基站覆盖

13、较大的无线服务区基站天线架设较高发射功率很大覆盖半径30-50km小区制将无线服务区划分为覆盖半径2-10km的小区域区群：位置相邻频率不同的小区，不同区群中频率复用区群越小，复用次数越多，系统容量越多；但同频小区间距离越小，同频干扰越大实现方式带状服务区，面状服务区（蜂窝网）构成区群或簇条件定向小区将一个中心激励的基站利用定向天线分为3/6个扇形覆盖小第二代移动通信系统GSM复用(多址)方式TDMA/FDMA双工方式FDD频率双向双工调制方式GMSK 高斯最小频移键控信道数据速率270.8kbps信道编码方式卷积码干扰保护比C/I9dB网络结构（第9章三部分，第13章4部分）移动台手持台、车

14、载台基站子系统基站收发信台、基站控制台网络子系统移动交换中心、归属位置寄存器、访问位置寄存器、认证中心、设备标志寄存器、操作维护中心操作支持子系统操作维护中心、网络管理中心网络接口Um移动台与基站收发信台间A基站与移动交换中心间B移动交换中心与访问位置寄存器间C移动交换中心与归属位置寄存器间关键技术频段分配：上行：890-915MHz下行：935-960MHz上下行频段间隔45MHz相邻频道间隔0.2MHz 即每个话音信道占200kbps每信道占用带宽200kHz/8=25kHz提供25M/200k=125频点数，1000个时分信道数每个频道时分多址接入，分为8个时隙，时隙宽度0.577ms，

15、包含156.25bitTDMA技术空间分集技术分集技术均衡技术编码技术语音编码混合编码：线性预测编码-长期预测编码-规则脉冲激励编码器(LPC-LTP-RPE编码器)；速率13bps信道编码456bit 信道编码速率22.8kbps；过程交织技术保密技术：鉴权、加密、设备识别、用户识别码保密、PIN码接入网络方面采用对用户鉴权无线路径上采用对通信信息加密对移动设备采用设备识别对用户识别码用临时识别码保护SIM卡用PIN码保护控制信道广播信道公共控制信道专用控制信道时隙结构NB、FB、SB、ABTDMA技术信道物理信道时隙逻辑信道业务信道传输数字话音或数据：话音业务信道、数字业务信道控制信道：传

16、送信令或同步数据广播信道一点对多点频率校正信道传输移动台校正工作频率的信息【下】同步信道移动台同步和对基站进行识别的信息【下】广播控制信道传输系统公用控制信息【下】公用控制信道寻呼信道基站寻呼移动台的信息，一对多【下】随机接入信道移动台随机入网申请，一对一【上】准许接入信道基站应答移动台入网申请，一对一【下】专用控制信道点对点独立专用控制分配业务信道前传送有关信令【上下】慢速辅助控制在移动台和基站间周期性传输信令【上下】快速辅助控制没有分配到独立专用控制信道时，传与上相同的信息【上下】帧结构8个时隙TDMA帧复帧超帧超高帧上行帧和下行帧的TDMA帧号相同。但上行比下行推后3个时隙时隙的信息格式

17、突发脉冲序列普通突发脉冲序列(NB)、频率校正突发脉冲序列(FB)、同步突发脉冲序列(SB)、接入突发脉冲序列(AB)、空闲突发脉冲序列(DB)硬切换、硬容量第二代移动通信系统IS-95（标准：IS-95A,IS-95B,IS-95C）复用(多址)方式CDMA双工方式FDD调制方式反向OQPSK，前向QPSK信道数据速率（扩频码速率）1228.8kbps 码片速率1.2288Mc/s信道编码方式卷积码语音编码方式码激励线性预测的可变速率混合编码QCELP声码器；速率1.2-9.6bps频段分配：前向：824-849MHz 反向：869-894MHz上下行频段间隔45MHz信道占用1.25MHz

18、技术特点所有用户共享同一时隙，同一频隙扩频通信；宽带信号采用Rake接收机抗频率选择性衰落抗干扰性强、低功率谱密度CDMA码分多址系统码分扩频 优点：扩频/解扩实现频率分集扩频增益和抗干扰容限抗干扰强保密性好隐秘性好实现要点发端扩频调制地址码多且两两正交收端同步码分功能（地址码）用户地址码区分不同用户和多速率业务识别用周期够长的PN序列信道地址码区分每个小区内不同信道用正交的Walsh函数基站地址码区分不同的基站小区用不同移相的PN序列特点每个基站只需一个射频系统，各用户共享频率和时间系统容量大，多址能力强通信容量载干比多址干扰小的措施地址码良好的自相关性与互相关性信号处理：多用户检测功率控制

19、克服远近效应语音激活技术、高校纠错码、扇形分区扩大系统容量抗干扰抗衰落多种分集技术CDMA抗空间衰落：智能天线时间分集：Rake接收机频率分集：1.25MHz宽带信号空间分集：多径Rake接收机功率控制目的：克服远近效应软切换：不同基站的小区间或扇区间越区切换不需改变频率，只需改变地址码更软切换：同一基站的不同扇区间，切换中不需移动交换机参与软容量有容量限值，但超过容量只会使性能下降，不会阻塞，系统灵活性好CDMA时间基准GPS全球定位系统关键技术功率控制技术、RAKE分集接收技术、话音激活与可变速率声码器技术、软切换技术、地址码选择CDMA无线链路：FDMA/CDMA混合多址技术；频道间隔1

20、.25MHz；频道中码速率1.2288Mc/s第三代移动通信系统IMT-2000（演进过程）双工方式FDD(主)，TDD目标车载环境：144kbps步行环境：384kbps室内环境：2Mbps系统构成移动台、基站、无线网络控制器、核心网络、归属位置寄存器技术特点5最新技术了解导频辅助相干解调和RAKE接收，变速率传输，高效turbo-code，具有应用智能天线的潜力，具有应用多用户检测的能力cdma2000以IS-95为基础，改进这两点反向信道相干解调多载波方式提高传输速率连续反向空中接口波形快速前向功控，前向发送分集辅助导频信道信道编码Turbo编码多种信道带宽，灵活的帧长，灵活的信令结构优

21、化物理层：采用专用控制信道，可变帧长分组数据控制信道，增强的寻呼信道和接入信道，支持快速分组数据业务接入控制语音编码方式增强型可变速率语音编码器EVRC声码器最小带宽1.25MHz的1、3、6、9、11倍码片速率1.2288Mcps的1、3、6、9、11倍WCDMA无线空中接口：用户设备和网络之间的接口控制平面物理层媒体接入控制层无线链路控制层无线资源控制用户平面分组数据汇聚协议广播/组播控制网络结构用户设备无线接入网移动核心网系统结构核心网-Iu接口-无线接入网-Uu接口-用户装置网络接口Iu，Iub，Uu 在3G中增加了一个RNC（无线网络控制器）间的Iur接口用于软切换Iu的类型：面向电

22、路交换的Iucs面向分组交换的Iups面向广播的Iubs呼吸效应覆盖范围随用户的增多二缩小扩频与调制方式前向QPSK反向BPSK信道编码卷积码与Turbo码Rake接收技术有效减少了网络建设成本减少了信道综合成本功率控制技术软切换/更软切换压缩模式技术发射分集技术异地方式工作宏分集合并技术先进的无线资源管理方案基于网络性能的语音AMR可变速率控制技术语音编码方式自适应多速率编码AWR声码器(AWR：智能解决信源编码和信道编码的速率匹配问题)最小带宽5MHz码片速率3.84McpsTD-SCDMATD：时分多址，时分双工；SCDMA：智能天线、同步CDMA技术、软件无线电同步CDMA上行链路各终

23、端信号在基站解调器完全同步优点系统容量大，频谱利用率高，抗干扰强CDMA码道正交降低码道间干扰提高CDMA容量简化硬件，降低成本网络层特色接力切换动态信道分配DCA技术TD-SCDMA的组网关键技术智能天线，多用户检测多时隙的TDMA和DS-CDMA帧结构同步CDMA用软件无线电技术实现信道编码和交织接力切换同步方法GPS码片速率1.28Mcps3GPP:公共地面移动网络-系统构成MSBSSRNSCNIMS核心网TDD与FDDTDD 优点TDD缺点峰值/平均发射功率之比随时隙数增加而增加，发射功率不会很大；通信距离受时延限制；不连续发射，抗快衰落和多普勒效应低；高速移动环境性能差TDDFDD频谱灵活性：不需要成对的频谱；上下行频率相同，链路特性相同；支持不对称数据业务，根据业务量自适应调整时隙宽度高密度用户地区大区制全国系统对称及不对称的数据业务对称业务通信距离较短通信距离较长抗快衰落和多普勒效应能力低抗快衰落和多普勒效应能力较高第四代移动通信系统HSUPA和HSDPA合称HSPA，在HSUPA中引入了新的传输信道：E-DCHLTE系统双工方式FDD,TDD多址技术上行SC-FDMA 下行OFDMA信道带宽1.4MH