移动通信系统原理

1、数字移动通信系统的原理和工程技术，2014年4月10日，1移动通信的概念，1.1移动通信通常指用户可以在移动中进行通信的系统。1.2移动通信的定义：移动通信是指移动体之间或移动体与固定体之间的相互通信(也可以理解为移动体之间或移动体与固体之间通过无线信道的相互通信)。2.1、根据服务对象的不同，可分为专用移动通信网和公用移动通信网。2.1.1专用移动通信网络具有高度的针对性和封闭性(如公安、交通、铁路等系统的移动通信网络)。2.1.2公用移动通信网络也称为公用移动通信网络，即任何申请和办理手续的人都可以使用的移动通信网络。2.2根据通信构成，可分为频分多址(FDMA)移动通信、时分多址(时分多

2、址)移动通信和码分多址(码分多址)移动通信。移动通信分类：FDMA用于模拟移动通信系统，时分多址和码分多址主要用于现代数字移动通信系统。2.1.3根据无线设备的不同工作模式，移动通信可分为三种模式：单工、双工和准(半)双工。2.1.3.1单工模式单工模式也被称为单频单工模式，即接收和发送使用相同的频率。因为使用相同的频率，所以不能同时进行接收和发送。2.1.3.2双工模式也称为异频双工模式，即接收和发送使用不同的频率，任何一方都可以在说话的同时接收对方的语音。2对于移动通信的分类，双工器(接收机和发射机之间的天线共用设备)的要求是高隔离度。通常，隔离要求大于80dB。低自损。2.1.3.3准(

3、半)双工接收和传输可以同时工作。优点是节省了移动台的发射功率，缺点是移动台操作不方便。2、移动通信的分类，3、移动通信系统的组成，1、移动台(MS)组成的系统：无线信号收发器。基站子系统：负责无线传输、接收和无线资源管理。(基站系统包括基站收发信台基站系统和基站控制器基站系统)，网络子系统(NSS): NSS具有系统切换功能和数据库功能。NSS由移动服务中心(MSC)、归属位置寄存器(HLR)、访客位置寄存器(VLR)、认证中心(AUC)、设备识别寄存器(ELR)和操作和维护中心(OMC)组成。运营支撑子系统：运营支撑子系统的主要功能是移动用户管理、移动设备管理和网络运营维护。3移动通信系统的

4、组成，4移动通信的特点和要求，4.1移动通信的特点4.1.1多径效应：移动台的无线电波传播被高层建筑反射和阻挡，被电离层散射，它接收的信号是来自多条路径的无线电波的组合，称为多径效应。(这种效应将导致严重的信号衰落)4.1.2多普勒效应：由移动台移动引起的频率偏移现象称为多普勒效应。工作频率越高，移动速度越快，多普勒效应越大。4.1.3远近效应在移动过程中进行通信时，移动台之间会出现短距离移动台干扰长距离移动台之间通信的现象，称为远近效应。4.1.4由于沿途地形和建筑物的不同会产生阴影效应，接收信号的强度会在很大范围内减弱，即地形下降，也称为阴影效应。4.1.5大干扰噪声(1)同频干扰：重复使

5、用同一频率，简称频率复用。它会造成同一频率覆盖区域内的无线电波之间的相互干扰，而重复使用同一频率所造成的干扰称为同频干扰。相同频率的干扰与相同频率之间的距离成反比系统抗干扰能力强。高频段利用率。它具有多种功能(呼叫、数据和图像传输等)。)。4移动通信的特点和要求，第1节信道分配技术，呼叫丢失率，通信量，信道利用率和通信概率1呼叫丢失率：由信道限制引起的呼叫失败概率称为呼叫丢失率。话务量：电话系统话务量的量度。3.信道利用率：系统信道利用率的度量。当信道数量不变时，完成的电话流量越大，信道利用率越高。呼叫丢失率越小，信道利用率越低。双通道分配：固定通道分配和动态通道分配。(小区内用户的信道是固定

6、的)，第二章，移动通信的关键技术，第二节，信令系统和信令的概念：由各种控制、操作和响应信号组成的一整套系统简称信令系统。信号系统要求：1。可靠性好。2发信号需要时间。3.完整的功能。4.易于实施。5不要干扰电话。6.与电脑的便捷接口。信号系统分类：1。根据通信方式，分为单向信令和双向信令。单向信令仅具有从基站到移动站的一个方向的信令。双向信令：有从基站到移动台和从移动台到基站的信令。第二节信令系统，三种数字信令：要传输的信令由二进制编码形式的编码系统组成。1N0.7信令系统(国际通用标准公共信道信令)7号信令系统由信令点、信令转接点和信令链路组成。七号信令系统的优点：信令传输速度快。信息容量大

7、，功能强，并能提高大量信号。信道利用率高。易于维护和管理，灵活可靠。5.减少信号设备的投资。移动通信的编码技术包括信源编码和信道编码。信源编码是为了提高信息传输的有效性，信道编码(差错控制码)是为了提高信息传输的可靠性。源代码将信源转换成适合在信道中传输的数字信号。参数编码可用于实现低比特率、低语音质量和低自然度的低速率语音编码。移动通信对语音编码的要求：编码速度应低于16 KB/s。混合编码：将波形编码与参数编码相结合，在参数编码的基础上，加入波形编码的某些特性，可以以较低的速率获得高质量的合成语音。第三节编码技术，双通道编码：以增加冗余符号(监督符号)为代价，提高信息符号传输的可靠性，即通

8、道编码的主要功能是控制误差。移动通信中常用的信道码是线性分组码和卷积码。第四部分是扩频技术，称为扩频技术。一个基本概念：1。信号的频谱变宽了。2.扩频码序列调制用于拓宽信号频谱。3.在接收端，相关解调用于解扩。两个主要性能指标：系统的处理增益和抗干扰能力。1处理增益：也称为扩频增益。它被定义为扩频信号的带宽(扩展后的信号带宽)与信息带宽(扩展前的带宽)之比。抗干扰能力：扩频通信系统在多干扰环境下正常工作的能力。第5节多址技术。移动通信系统的多址方式分为频分多址、时分多址、码分多址和空分多址(SDMA)。频分多址技术：可用带宽被分成多个频率不重叠的信道，每个信道有一对频率，当需要通信时，每个用户

9、被分配到一个信道。信道的宽度应该能够传输一个信道的信息数据，而相邻信道之间没有明显的串扰。时分多址技术：移动通信系统中的所有用户使用相同的射频(传输和接收不是连续的)3。码分多址：利用扩频通信的多址，每个移动用户使用不同的扩频伪随机码，这些码相互正交或近似正交，但每个用户相互之间没有影响或影响很小。第六节移动通信交换技术，切换技术：切换是为了在移动过程中保持与网络的连续连接。通常，切换包括三个步骤：无线测量、网络判断和系统执行。1切换和漫游切换切换：移动台从一个小区切换到另一个小区。漫游切换：移动站从一个服务区切换到另一个服务区。2“硬切换”和“软切换”硬切换：当一个移动站从一个基站进入另一个

10、基站的覆盖区域时，它首先从原始基站断开，然后在覆盖区域与新基站联系(先断开，然后连接)。软切换：在切换期间，移动站保持与原始基站断开连接，同时与新基站联系。当移动台确认其与新基站的连接时，它将与原始基站断开连接(先连接，然后断开)。码分多址采用了这种技术。分集技术：使用来自多条路径的信号，在接收端选择最佳信号。这是克服多径衰落的有效技术。分集技术可以分为时间分集、频率分集和空间分集。1时间分集：源比特分散在不同的时间段并被发送。交织是一种时间分集方法。交织器的作用是将源比特分散到不同的时间段，以减少衰落对重要码比特的同时干扰。在源比特被分离后，信道编码也可以用来减少信道干扰对源比特的影响。2.

11、空间多样性：利用场强随空间的随机变化来实现。第七节天线技术天线：天线是用来辐射和接收无线电波的装置。在移动通信中，天线分为基站天线和移动站天线。1基站天线：根据辐射方向，分为全向天线和定向天线。2移动台天线：移动台天线不断移动。优点：1。一个天线用于接收和发射。2.水平方向的天线没有方向。3.尽可能抑制锤面角度方向的辐射。4.体积小，重量轻。第3章数字移动通信系统，第1节GSM数字移动通信系统概述：一般指数字蜂窝移动通信网络。GSM系统特点：1 .漫游功能。2.提供多种服务，除语音服务外，还开通多种承载服务、补充服务和综合业务数字网相关服务。3.GSM具有较好的抗干扰能力和保密能力。4.移交功能。5.GSM具有系统容量大、通话质量好的优点。全球移动通信系统的主要参数：基站发射的频带：935-960兆赫兹，移动台接收的频带：移动台发射的频带：890-915兆赫兹，基站接收的频带宽度：25兆赫兹通信方式：全双工信道分配：每个载波8个时隙，8个全速信道，16个半速信道总速率：270.83千比特/秒语音编码：规则脉冲激励辐射度2。分集接收。3.跳频技术。4.均衡技术。5.DTX的不连续传输。移动用户和网络外用户之间的呼出：1。移动站向基站请求随机接入信道RACH。2.2之间建立信令连接的过程。理科硕士和理科硕士。3.认证。4.分配交通频道。5.建立链接并给被叫