《数字通信》课件第10章

10.1移动通信的基本概念10.2CDMA数字移动通信系统

1.GSM数字移动通信的组成

数字移动通信系统主要是由交换网络子系统(NSS)、无线基站子系统(BSS)和移动台(MS)三大部分组成，如图10.1所示。10.1移动通信的基本概念图10.1GSM数字移动通信的组成图10.1中GSM系统连接的几个数据网简介如下：

(1)PLMN：公众陆地移动通信网(PublicLandMobilecommunicationNetwork)。由政府或它所批准的经营者，以为公众提供陆地移动通信业务为目的而建立和经营的网路。

(2)PSTN：公共交换电话网络(PublicSwitchedTelephoneNetwork)。

(3)ISDN：

综合业务数字网(IntegratedServicesDigitalNetwork)。它是一个数字电话网络国际标准，是一种典型的电路交换网络系统。

(4)PSPDN：

分组交换公用数据网(PacketSwitchedPublicDataNetwork)。

2.GSM的频率配置

1)工作频段分配

900MHzTDMA数字公用陆地蜂窝移动通信网采用900MHz作为其工作频段。

2)频道间隔

相邻频道间隔为200kHz，每个频道采用时分多址接入方式，共分为8个时隙，即8个频道(全速率)，那么每个信道占用带宽为(200kHz/8)=25kHz。

3)双工收发间隔

双工收发间隔为45MHz。

4)频道配置

在900MHz频段的数字蜂窝移动通信系统中，采用了等间隔频道配置方式。

3.GSM系统主要性能简介

GSM系统主要性能如下：

(1)发射频率：上行890~915MHz,下行935~960MHz。

(2)多址方式：TDMA。

(3)双工方式：FDD。

(4)双工间隔：45MHz。

(5)载波频道间隔：200kHz，共124载频。

(6)语音编码：规则脉冲激励长期预测编码(RPELPC)，语音编码速率为13kb/s。

(7)信道编码：采用循环冗余码、1/2卷积码及交织编码

(8)跳频速率：217跳/秒。

(9)调制方式：高斯滤波最小移频键控(GMSK)，调制速率为270.833kb/s。

(10)时隙和TDMA帧：物理信道/时隙，时隙周期577μs，8时隙/帧。

(11)小区结构：在农村地区可采用宏小区，小区半径可达35km；城市地区小区半径一般为10~20km；市中心等业务密集地区可采用微小区，半径为0.5km。

4.数字移动通信中的主要技术

在此主要对数字移动通信中的多址联接技术、编码技术以及调制与解调技术等进行讨论。

1)多址联接技术

多址联接方式有频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)等。

2)语音与信道的编码技术

数字移动通信系统中传输的信号为数字信号，因而发送端必须首先将模拟语音信号转换成为数字信号，即进行语音编码。而在接收端再将此数字信号还原成模拟信号。

3)调制与解调技术

数字移动通信对数字调制解调技术的要求是：采用尽量窄的功率谱信号；频谱效率高；传输质量高；采用差分检测方案。

5.抗干扰技术

在数字移动通信系统中，其传输通道由于包括有线和无线通道，因而通信环境中存在噪声和干扰。

1)邻道干扰

邻道干扰是指相邻或相近的频道信号所造成的干扰。

2)远近效应

当两个移动台距基站的距离不同，而以相同的频率和相同的功率发送信号时，则基站接收来自远端移动台的有用信号将淹没在近端移动台所发送的信号之中，这种由于接收点位置不同，使得发信机与基站之间的路径损耗不同而引起的接收功率下降，被称为远近效应。

3)同频干扰

同频干扰是指所有落到接收机通带内的与有用信号频率相同的无用信号的干扰，也称为同信道干扰。

4)互调干扰

当两个以上的不同频率作用于一个非线性电路时，这两个频率将会互相调制，并产生一个新的频率，如果该新频率正好落在某一信道中，则工作于此信道的接收系统将会接收到该新频率信号，由此构成对该接收机的干扰，这种干扰称为互调干扰。

1.扩频通信

扩频通信是一种新的信息传输方式，即在系统中所传输的已调信号带宽远大于调制信息带宽。通常我们以扩频信号带宽BW与调制信号带宽BS的比作为参考。只有当BW/BS＞100时，信息传输方式才被称为扩频通信，否则只能是宽带或窄带通信。10.2CDMA数字移动通信系统扩频通信主要有以下几方面的特点：

(1)扩频信号具有隐蔽性。

(2)扩频信号具有保密性。

(3)扩频信号具有很强的抗干扰能力。

(4)能够提高系统容量。

(5)系统复杂。

2.CDMA中的关键技术

1)地址码的选择

理想的地址码和扩频码主要应具有以下性能：

(1)有足够多的地址码组码。

(2)有尖锐的自相关特性。

(3)码组彼此之间的互相关性为零。

(4)不同的码元数平衡相等。

(5)尽可能大的复杂度。

2)直接扩频系统的同步

一般扩频系统的同步包括三方面的内容，即载波同步、位同步和序列同步。

3)功率控制

功率控制分为前向功率控制和后向功率控制，而后向功率控制又分为仅由移动台参与的开环功率控制和移动台、基站同时参与的闭环功率控制。

4)