移动通信原理重点

1、费涅尔效应(1)图示负余除.卜正余廉=呗+诗)+妙+話)-g斗嚮h*(2)费涅尔余隙与绕射靠数费涅尔余隙：障碍物顶点P到收发天线r射线TR的曲离Cx)规定；时有阻挡工沁时无阻挡nxy%、d2!.x挣x则育射波和线射波的路禅差值为：(利用(1+x)3器1+丄耳)2TP+PR-TR=J沖:十二十J證+F竹十Q相应的相位蓋为17TX2珂+心/7力2(占十右)怦書丄丄2(y|+dj1L绕射参数平片线绕参数F沟2(.d.+d)d.dV=X=/yt-*皿2按电磁场理论中的费涅尔区效应来考察，则第n个费涅尔区半経为:般来说，当阻挡体不阻挡第费涅尔区，则绕射做屁協小，绕射损耗可忽略不计.对于甲个刃形阻捎物芯o

2、有阻J*qg无阻拦n第一费涅尔区半牲.drxX绕射损耗绘小,叮忽略不计。需考虑绕射损耗时，由v值杳表或杳公式求附加的绕射损耗值总损耗-Lfs+附加绕射损耗例某一移动信道，工作频段为450MHz，基站天线高度为200m，天线增益为6dB，移动台天线高度为天线增益为0dB;在市区工作，传播路径为中等起伏地，通信距离为10km。试求：传播路径损耗中值；若基站发射机送至天线的信号功率为10W，求移动台天线得到的信号功率中值。解(1)根据已知条件，Kt=0,La=Lt，首先计算自由空间传播损耗Ls=32.44+20lgf+20lgd=32.44+20lg450+20lg10=105.5dB*由图2-15

3、(P42)查得市区基本损耗中值Am(f,d)=25dB由图2-16可得基站天线高度增益因子Hb(hb,d)=-0dB移动台天线高度增益因子Hm(hm,f)=0dB把上述各项代入式(3-68),可得传播路径损耗中值为La=Lt=105.5+25=130.5dB&=引-酣+&十q曰职d仇间(&Q+q+q=101gl0-130,s+6+0=-114.3m,频率复用因子(frequencyreusefactor):N每簇小区数N满足:N=i2ijj2,此处,i,j为非负整数。120AN=19v每小区只分配给可用信道的1/N,若N大，则分配给每小区的信道数就少。寻找最近的同信道邻近小区：沿六角形的中心连

4、线移i个小区逆时针转60?，再移j个小区每簇小区数(N)计算所以-2（ci）s爭设小区的半径是心爭作两条辅助线，计算辅助线长申相邻同频小区的距离D可由图得出对于721复用方式(即7个基站，21个小区使用21组频率)，则复用保护距离D为D=3kR-7.9R同理，对4/12复用方式,D=6R;对3/9复用方式，D5.2R。可见，区群内小区数k越大，同信道小区的距离就越远，抗同频干扰的性能也就越好。但区群内小区数k也不是越大越好，k大了以后，反而每个小区内分得的频点数少了，结果致使小区的容量下降。所以,k到底取多少,还是要综合考虑各方面的因素。囹J-2横412方式复用的丿卜区示意图+频率利用率低考虑

5、一个共有E个可用的双向信道的蜂窝系统.如果每个小区都分配k个信道(kS),并且S个信道在N个小区中分为各不相同的、各自独立的信道组，而且每个偉道组有相同的信道数目，那么可用无线信道的总数表示为：S=kN共同使用全部可用频率的N个小区叫做一区群.如果区群在系统中共复制了M次，则双向信道的总数：可以作为容童的一个度量：C=MkN=MS系统容量C与M成比例减少而总小区数目不变川增加从而获得更丸的容量.N取值是满足通信质量的前提7取值.因此再保证通信质量的前提下值大小表现了移动台或基站承受干扰的大小取可能最小值是最好的，以提高覆盖范围上的最大客量.颇率利用率髙实际的蜡需果统中，需旻对通倍质量和系统容虽

6、述两$目标进行协训和斯衷。信道复用与多址通信的异同点：1、目的相同：充分利用信道资源，提高传输的有效性。2、数学基础相同：信号正交分割原理，即信道分割理论先赋予各个信号不同的特征，然后根据每个信号特征之间的差别来区分信号，从而实现互不干扰的通信。不同点：1、信道复用是在两点之间的信道中同时传送互不干扰的多个相互独立的用户信号，而多址通信则是在多点之间实现互不干扰的多方通信。2、信号复用的目的在于区分多路，而多址通信的目的在于区分多个动态地址(例如用户号码等);3、复用技术通常在中频或基带上实现，而多址技术通常在射频上实现，它利用射频辐射的电磁波来寻找识别动态地址；4、复用技术是一个点对点传输问

7、题，而多址技术则是一个点对多点的通信问题。OFDM调制原理：设OFDM系统中有N个子信道，第K个子信道采用的子载波为:xkt=Bkcos（27Tfkt-hi,k=1,2,3,线性反馈移位寄存器的特征多项式用多项式f(x)来描述线性反馈移位寄存器的反馈连接状态:nf(x)=C0CjX亠亠cnxn-7cixii_0若一个n次多项式f(x)满足下列条件：f(x)为既约多项式(即不能分解因式的多项式)；f(x)可整除(xp+1),p=2n-1;f(x)除不尽(xq+1),qp。则称f(x)为本原多项式。m序列产生器现以n=4为例来说明m序列产生器的构成。用4级线性反馈移位寄存器产生的m序列，其周期为p

8、=24-1=15，其特征多项式f(x)是4次本原多项式，能整除(x15+1)。先将(x15+1)分解因式，使各因式为既约多项式，再寻找f(x)。X151=(x1)(x2x1)(x4x-1)(x4x31)(x4x3x2x1)1000011000111001111101111101110101m序列的性质1、均衡特性(平衡性)m序列每一周期中1的个数比0的个数多1个。由于p=2n-1为奇数，因而在每一周期中1的个数为(p+1)/2=2n-1为偶数，而0的个数为(p-1)/2=2n-1-1为奇数。上例中p=15,1的个数为8,0的个数为7。当p足够大时，在一个周期中1与0出现的次数基本相等。2、游程

9、特性(游程分布的随机性)我们把一个序列中取值(1或0)相同连在一起的元素合称为一个游程。在一个游程中元素的个数称为游程长度。例如图2中给出的m序列ak=在其一个周期的15个元素中，共有8个游程，其中长度为4的游程一个，即1111;长度为3的游程1个，即000;长度为2的游程2个，即11与00;长度为1的游程4个，即2个1与2个0。m序列的一个周期(p=2n-1)中，游程总数为2n-1。其中长度为1的游程个数占游程总数的1/2;长度为2的游程个数占游程总数的1/22=1/4;长度为3的游程个数占游程总数的1/23=1/8;一般地，长度为k的游程个数占游程总数的1/2k=2-k，其中Kk韦()。而

10、且，在长度为k游程中，连1游程与连0游程各占一半，长为(n-1)的游程是连0游程，长为n的游程是连1游程。3、移位相加特性(线性叠加性)m序列和它的位移序列模二相加后所得序列仍是该m序列的某个位移序列。设mr是周期为p的m序列mpr次延迟移位后的序列,mr可见，ms=mp+mr为mp延迟8位后的序列。m序列中，常常用+1代表0,用-1代表1。此时定义：设长为p的1)1)m序列，记作a1，a2，a3,，ap(P=2经过j次移位后，m序列为a*，aj羊，aj料，aj利用所得的总和其中ai+p=ai(以p为周期)，以上两序列的对应项相乘然后相加,aiaj1a2aj2a33apaj.pp二aiajii

11、来衡量一个m序列与它的j次移位序列之间的相关程度,并把它叫做m序列佃耳念，Hp)的自相关函数。记作RJ当采用二进制数字0和1代表码元的可能取值时、q已j=0的数目aai书=啲数目NJ)由移位相加特性可知，ai3aij仍是m序列中的元素，所以式(10-7)分子就等于m序列中一个周期中0的数目与1的数目之差。另外由m序列的均衡性可知，在一个周期中0比1的个数少一个，故得A-D=-1(j为非零整数时)或P(j为零时)。因此得卩j=0旬)才-1币j二士1,2,，(p-1)m序列的自相关函数只有两种取值(1和-1/p)。R(j)是一个周期函数，巴)=Rj+kp)式中，k=1,2,p=(2n-1)为周期。

12、而且R(j)是偶函数，即Rj)二RT),J=整数5伪噪声特性如果我们对一个正态分布白噪声取样，若取样值为正，记为+1，取样值为负，记为-1，将每次取样所得极性排成序列，可以写成+1-1,+1,+1,+1,-1,-1,+1,-1,这是一个随机序列，它具有如下基本性质：序列中+1和-1出现的概率相等；序列中长度为1的游程约占1/2,长度为2的游程约占1/4，长度为3的游程约占1/8,一般地，长度为k的游程约占1/2k，而且+1,-1游程的数目各占一半；3(。)MS发，BTS收的传输链路称为下行链路;模拟移动网采用的多址技术是TDMA；OFDM是一种载波调制技术；由于白噪声的功率谱为常数，因此其自相

13、关函数为一冲击函数小区制式、频率复用、多信道都能提高频谱利用率；最小区群的N值越大，频率利用率越高；GSM中，BCCH既是上行信道，又是下行信道；PCH为寻呼信道，移动台申请入网时，禾U用它向基站发送入网请求信号强度排列如下：直射波；反射波、绕射波、散射波；MSC至BSC的接口称为A接口，BSC至BTS的接口称为Abis；我国第一个TACS通信系统于1987年建成并投入商用；5W+4Z的通信，其中5W是指whoeverwheneverwhereverwhateverwhomever移动通信终端设备正朝着智能化，宽带化，标准化的方向发展；电波的传播方式有直射波、反射波、地面波和电离层波；NSS包

14、括、AUCEIR以及SC等6个功能单元；CDMA有两种主要形式：GSM系统中频段宽度、载波间隔CCH可分为BCH；扩频通信可行性的理论基础、信息论中关于信息容量的香农(Shannon)公式为：C=Wlog2(1SN)式中：C为信道容量(用传输速率度量),W为信号频带宽度，S为信号功率，N为白噪声功率。香农公式表明，在给定信号功率和白噪声功率的情况下，只要采用某种编码系统，就能以任意小的差错概率，以接近于信道容量C的传输速率来传送信息；在给定的传输速率C不变的条件下，频带宽度W和信噪比S/N是可以互换的。即可通过增加频带宽度的方法，在较低的信噪比S/N情况下，传输可靠的信息。(2)扩频通信可行性的另一理论基础，是柯捷尔尼可夫关于信息传输差错概率的公式:式中：Pe为差错概率，E为信号能量，n。为噪声功率谱密度，f为某一函数。Fe:PeSTf(SW)nb)结论：信噪比和带宽是可以互换的，它同样指示了用增加带宽的方法可以换取信噪比上的降低。BTS:BaseTransceiverStation基站收发信机；TC:Tran