移动通信复习

移动信道分析与固定信道的区分：衰落特性移动信道是开放的，而有线信道是封闭的路径传播损耗：电波在空间传播所产生的损耗，路径损耗在固定的有线通信中也存在有.,时间选择性衰落〔千米量级〕的空间距离上的接收信号电平平均值的变化趋势；中尺度：主要是指电磁波在传播路径上受到建筑物等的阻挡所产生阴影效应而产生的〔数百波长量级〕的接收信号电平平均值起伏变化的趋势；为无线传播所特有，一般从统计规律上看遵从对数正态分布，其变化率比传送信息率慢；小尺度：反映微观小范围〔数十波长以下量级〕接收电平平均值的起伏变化趋势，其〔Rayleigh〕分布、莱斯〔Rice〕分布和纳卡伽米〔Nakagami〕分布。+阴影衰落：电波在空间传播所产生的损耗：由于大型建筑物和其他物体的阻挡，在电波传播的接收区域中产生传播半盲区，类似于太阳光受阻来。小尺度：多径效应+多普勒频移：由于接收者所处地理环境的简单性，似的接收到的信号不仅有直射波的主径信号，还有从不同建筑接收到的信号是上述各路径信号的矢量和，也就是说，各路径之间可能产生自干扰。多普勒频移：由于承受用户处于高速移动中，比方车载通信时传播频率的集中而引起的，其集中程度与用户速度成正比。这种现象只产生在高速车载通信时>=70km/h小尺度衰落：短距离或短时内接收场强的快速变化在时间、频率、空间上的表现：空间选择性衰落：在不同地点和空间位置衰落特性不一样。它是由于开放型的时变信道使天线的点波束产生了集中而引起了空间选择性衰落。衰落周期T= 频率选择性衰落：在不同频段上衰落特性不一样。它是信道在时域的时延集中而引起了在频域的选择性衰落。1T=L时间选择性衰落：在不同时间衰落特性不一样。由于用户的高速移动在频域引起了多普勒频移，在相应的时域T=BBc〔相关带宽〕内，响应是平坦的，如超出了这个带宽，信道响应急剧变化〔下降。可以看到要求频带窄。TcBc相关空间〔脉冲持续时间Bc相关空间TcTct移动通信系统性能指标有效性、牢靠性、安全性组网技术蜂窝制式它的特点是：基站只有一个天线，架设高、功率大，掩盖半径也大，一般用于集群通信中。小区制：整个业务区划分为假设干小区，在小区中分别设置基站〔各自的频率可能一样，距离足够远区移动通信的联络掌握。解决频率缺乏和用户容量的突破。小区划分的越细，容量越大。问题：系统简单，越区切换，漫游，位置登记；更和治理以及系统鉴权蜂窝技术：效劳区面积肯定的状况下，蜂窝式的正六边形重叠面积最小，是最正确形式的小区外形，经证明，区群内Na2

b2

ab其中：a≽0，b≻0的整数。在第一代模拟移动通信网中经7/21区群构造，即每个区群中包含7个基站，而每个基站掩盖3个小区，每个频率只用一次。在其次代GSM4/12模式；FDMA：肯定要频率复用，并且有距离的限制1/N。同频干扰：同频小区，需要同频小区距离远〔与功率有关〕〔使相邻小区的频率间隔大，不连续〕减到最小。小区越小，容量越大。增加容量的方法：小区分裂：增加基站，在小区内重划分小区，可以降低天线高度和放射功率双工方式三种工作方式：单工制：只能单向通信双工制：AB能同时收、发FDD:TDD:收发承受不同的时隙，频率可以一样多址方式移动信道是开放的信道，如何保证相互通信不干扰。每个用户配一个地址〔门牌号。FDM〔FrequencyDivisionMultipleAcces：每个用户占用一段频率。频带独享，时间共享用户识别：/数字话路；对功控的要求不严，硬件设备取决于频率规划和频道设置；基站由多部不同载波频率的放射机同时工作；不适宜大容量系统使用应用：模拟/数字蜂窝移动通信系统。TDM〔TimeDivisionMultipleAcces：时隙独享，频率共享。用户识别：时隙号特点：以频率复用为根底，小区内以时隙区分用户；每个时隙传输一路数字信号，软件对时隙动态配置；系统以共享应用：GSMCDM〔CodeDivisionMultipleAcces/需一个射频系统；每个码传输一路数字信号；每个用户共享时间和频率；是一个多址干扰受限系统；需要严格IS-95CDMAcdma2022WCDMASDM〔SpaceDivisionMultipleAccess：空间独享，频率/时隙/码型共享用户识别：空间位置 依靠能天线实现移动通信系统进展历史1G2G2.5G2.75G3G〔四种主流标准〕3.5G3.75G3.9G4G每种系统的主要参数速率主要技术特征各种简称1G:第一代蜂窝移动通信特点：FDMA；频带少，频谱效率低，容量低；单一语音业务；保密性差，抗干扰力量差；模拟制式速率:1.2kb/s~10kb/s2GGSM CDMA特点：数字式，保密性强；容量更大；主要是语音，兼有数据业务速率：56~114Kbps2.5G:GPRS(通用分组无线效劳技术) 特点：增加SGSN和GGSN设备，单独传送数据速率：提升至56~114Kbps2.75GEDGE特点：8PSK384kbit/s3G:三个标准：步行〔低速〕：2Mbit/s中速：384Kbit/s高速：144Kbit/s最高业务速率可达2022kb/s 4种主流标准：CDMA2022、WCDMA、TD-SCDMA、WiMax 特点：以多媒体业务为主要特征3.5G：3.5GHz一般基站最大吞吐量在100MbpsIP或基于电路的无线传输技术,主要都是用来解决从骨干网到用户驻地网的接入问题。特点：基于IP的技术信令协议简洁，实现简洁，开销低，频谱利用率高，业务种类多，接口简洁统一，升级简洁，特别适合于非连接的数据传输业务；基于电路的技术时延小，适合于进展传统的语音传送，但是难以实现动态带宽安排，并且频谱利用率低，特别适合于基于连接的传输业务。3.75:实际就是高速上行分组接入HighSpeedUplinkPacketAccess的缩写HSUP〔只有384Kb/s〕5MHz10-15Mbit/s〔如承受MIMO28Mbit/、上传速度达5.76Mb/s〔使用3GPPRel711.5Mbit/。3.9GLTE(LongTermEvolution)OFDM/FDMA20MHz频谱带宽能够供给下行100Mbps50Mbps350Km/h高速移动用户供给>100kbps的接入效劳。4G:LTEAdvanced特点：以宽带高速数据传输为主要特征，它在3G系统支持信道和用户动态性的根底上，全面增加了对业务动态性的支持，并引入了网络动态性，网络扁平化与全IP化、多个无线接入网的互操作和网络1Gbps、运100Mbps(峰值速率)的各类无线互联网业务。关键技术：载波聚合，协作多点传输〔CoMP〕,中继信道处理主要技术手段 分集技术对抗信道适应信道是抗衰落的最有效措施之一。它是利用接收信号在构造上和统计特性的不同特点加以区分与按肯定规律和原则进展集合与合并处理来实现抗衰落的。ISI干扰--------均衡均衡是改造限带信道传递特性的一种有效手段，它起源于对固定式有线传输网络中的频域均衡滤波器。在衰落信道中引入均衡的目的是减轻或消退由于频率选择性衰落造成的符号间ISI。算法主要工作原理分类，它主要从频域角度来满足无失真传输条件，它是通过分别校正系统的幅频特性和群时延特性来实现的。时域均衡件。区分比照

简单度时域均衡简单度太高，收敛性很差，频域均衡的简单度较低性能 时域实现比频域便利，性能一般也比频域好，频域均衡由于模 电路的非抱负特性，限制了频域均衡的特性适应范围均衡算法比较：MLSD是最优的，但是其实现的计算简单度是随着多径L呈指数增长。最大似然序列判决〔MLSD〕在最小序列误差概率准则下是最优的，但其实现的计算简单度是随着多径干扰符L呈指数增长的。即假设消息的符号数为M，ISI干扰的符号长度为L，则其实现简单度正比于Ml+1,因此ISIL很小的状况。MSE准则：ISI也存在加性噪声，并以最小均方误差准则来计算横向滤波器的抽头系数。LMS算法MSE值。目前常承受一种引入随机梯度LMS算法.RLS算法：由于LMS算法仅能调整、掌握一个参数所以收敛速度比较慢，假设承受递归最小RLSRLS算法的设计准则是指数加权平方误差累积的最小化。〔ZF〕算法到达峰值失真准则，迫零算法虽然能够抑ISI，但往往放大了噪声功率。MLSD的计算已太简单，而DFE具有次优而计算效率高的特点，是最为适合的时域自适应均衡方式。DFEDFEGSMMLSD方案简洁，而性能下降也并不很明显。理论上，DFE具有更好的抑制ISI性能，但由于存在过失传播现象，限制了DFE的应用。从而提出承受发端预编码THPDFETHPTHP的应用也具有肯定约束，要求发送端完全信道信息，一般需要通过反响信THP性能下降。MSE算法综合考虑了均衡器输出端既存在ISI的抽头系数。最小均方误差(MMSE)检测器是考虑背景噪声和接收信号功率的线性检测器。这种检测器的目标是最小化均方误差代价函数，即最小化发送比特向量和匹配滤波器组输出向量之间的MMSE的缺点在于它需要估量接收信号的幅度，对估量误差比较敏感。另外，他的性能依靠于干扰MMSE检测的抗远近效应力量有所损失。对抗信道的ISI干扰---RakeCDMA系统特有ISICDMA的原理---频谱表现现多址通信原理：多径现象如何区分多径PN的自相关特性1234地址码应满足正交性能，自相关函数为一个而知函数，抱负为冲击函数，PN的自相关特性较抱负〕RAKE1，2，3，44RAKE1234–1 2 34P(–1 2 34

P() –如何合并多径

MRCEGC。。MRC(Maximal-RatioCombining) 即最大比值合并。在接收端由正，并按适当的可变增益加权再相加后送入检测器进展相干检测。平均输出信噪比SNRM

NSNR 合并增益KMNEGC(EqualGainCombining) 即等增益合并。在最大比值合并中，当可变加权系数等于 1时，即为EGC.SNR

平均输出信噪比

E

4SNR 合并增益KE1

N14 SC〔Selection Combining〕即选择式合并。承受选择式合并技术时， N个接收机的输出信号先送入选择规律，选择规律再从N个接收信号中选择具有最高基带信噪比的基带信号作为输出。

SNRS

Ni1

1SNRi

max

K N1S ii1MRC>EGC>SC对抗信道的MAI干扰 MUD原理 不管是多径干扰还是多址干扰其本质上并不是纯粹无用的白噪声而是有猛烈构造机序列信号而且各用户间与各条路径间的相关函数都是的因此从理论上看，完全有可能利用这些伪随机序列的构造信息和统计信息，比方相关性，来进一步消退这些干扰所带来的负面影响，以到达提高系统性能的目的PN的相互关特性m序列的相互关性是指一样周期两个不同的m序列、全都的程度。其相互关值越接近于0，说明这两个m序列差异越大，即相互关性越弱；反之，说明这两个m序列差异较小，即相互关性较强。当m序列用做码分多mMAI。各种算法的原理联合检测算法原理联合检测技术的核心就是利用均衡技术,将来自其他用户的ISI也当作MAI而一并消退多径干扰消退算法(MPIC)原理MPIC算法是在RAKE,用前一级解调出的信号对多径干,并在后一级解调每一径时从接收信号中减去其他径干扰的估量,以消退由于多径衰落造成的符号间干扰优缺点简单度由于最优多用户检测算法其简单度随用户数指数增加，因此人们提出了很屡次最优多用户检测算法，以合理的可实现简单度来接近最优检测器。性能单用户状况下，联合检测技术与RakeRake接收技Rake接收技术的系统误码性能要好，说明联合检Rake接收技术的多址干扰的力量强。适应信道---自适应速率掌握与功率掌握的区分适应于分组交换型业务，特别是数据业务的速率自适应技术。调整放射信号电平。对称，以及对时延和时延抖动不敏感而对过失率要求较高的非定时业务。无论是功率掌握还是速率掌握，均是链路自适应，且他们都是实现链路自适应的一种主要手段，目的都是吞吐量最大化。灌水定理：对于迭加性、高斯白噪声限频信道，令高斯噪声的功率谱为N〔f〕，则噪声总功率为FN(f)df2，其中F 是信道带宽。又令输入信号功率谱为G(f)，信号总功率受限，即为0FG(f)dfS0

，那么G(

1 K(常数)，即信号功率谱与噪声功率谱之和为常数条件时，才能123多用户分集OFDM技术原理OFDM的根本原理是将高速的数据流分解为多路并行的低速数据流，在多个载波上同时进展传输。OFDM频谱表现多址方式OFDMAbit装载 依据子载波信道状态自适应安排每个载波的比特数目OFDMA系统设计过程码长、子载波宽度、速率等发送链路：信道编码交织QAM调制插入导频串并变换IFFTP/S加循环前缀和加窗DACR