第4章-数字移动通信网-人民邮电出版社

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1、4.1 移动通信概述移动通信概述4.1.1 移动通信的发展历程移动通信的发展历程1.移动通信发展简史移动通信发展简史 20世纪20年代，车载无线电系统 1946年，“城市系统” 1978年，AMPS，蜂窝移动通信网 20世纪80年代，TACS 20世纪80年代中期，GSM（我国从1997年开始使用） 1993年，IS-95（N-CDMA） 1991年，B-CDMA进入实验阶段目前，3G（我国的TD-SCDMA） 4G2 .我国移动通信的发展状况我国移动通信的发展状况3 . 移动通信的发展趋势移动通信的发展趋势宽带化、智能化、分组化、综合化、个人化4 . 第四代移动通信系统第四代移动通信系统1、

2、自由空间传播、自由空间传播LdPGGdPtrr2221)4()(Pr为接收天线的接收功率，Pt为发射机的发射功率，Gt为发射天线增益，Gr为接收天线增益，d为发射机与接收机之间的距离，L为综合损耗因子，为波长2、平坦表面的传播、平坦表面的传播ht为发射天线的高度，hr为接收天线的高度，d为发射机与接收机之间的距离（d=d1+d2）22)(dhhGGPPrtrttr平坦表面传播时的直射波与反射波 3、多径效应、多径效应（1）大尺度衰落引起的信号衰落可分为两种)lg(10)(00ddndPLPL 为平均大尺度路径损耗，单位为dB；n为路径损耗指数；d0为近地参考距离；d为发射机和接收机之间的距离。

3、 PL3、多径效应、多径效应（2）小尺度衰落引起的信号衰落可分为两种三个表现是指无线电信号在经过短时间或短距离传播以后其幅度快速衰落。经过短距离或短时间传播后信号强度发生急剧变化；在不同多径信号上存在着时变的多普勒频移引起的随机频率调制；多径传播延时引起的扩展。频分多址、时分多址、码分多址、空分多址、时分/频分多址、码分/频分多址等。1、频分多址（、频分多址（FDMA）：将通信系统的总频段划分为若干个等间隔的频道分配给不同的用户使用，这些频道互不交叠。频分多址以频率来区分信道，因此，频道就是信道。早期的模拟蜂窝移动通信采用这种多址方式。2、时分多址（、时分多址（TDMA）：将时间分割成周期性的

4、帧，每一帧再分割成若干个时隙（帧或时隙都互不交叠）,然后根据一定的时隙分配原则，使各个移动台在每帧内按指定的时隙向基站发送信号，在满足定时和同步的条件下，基站可以分别在各时隙中接收各移动台的信号而互不混扰。时分多址以时隙（时间间隔）来区分信道，因此，时隙就是信道。这种方式只能传送数字信息。3、码分多址（、码分多址（CDMA）：基于码型来分割信道，不同用户传输信息所用的信号用各不相同的编码序列来区分。此时，码型就是信道。实现条件：（1）要有数量足够多、相关性能足够好的地址码；（2）必须用地址码对发射信号进行扩频调制；（3）在接收端，必须具有与发送端完全一致的本地地址码。 实际应用中常采用码分多址

5、与直扩技术结合，实现直扩CDMA移动通信。4.1.3 多址技术多址技术1. 分集技术分集技术2. 交织编码技术交织编码技术3. RAKE接收技术接收技术4. 自适应均衡技术自适应均衡技术移动通信网的服务区体制可分为大区制和小区制两种。1 . 大区制和小区制大区制和小区制大区制就是用一个基站覆盖整个服务区。其特点是基站只有一个天线，架设高，功率大，覆盖半径大（2050km），但容纳的用户数有限（几百户），扩容非常困难。小区制就是将整个服务区划分为若干个小区，在各小区中分别设置基站，负责本小区移动通信的联络和控制。另外设立移动交换中心，负责与各基站之间的联系和对系统的集中控制管理。 在小区制中，可

6、以应用频率复用技术，提高频带利用率。小区数目越多，整个通信系统的容量就越大。小区制比大区制在技术上要复杂得多。但小区制的优点远远超过了它的缺点，而且随着电子技术和计算机技术的发展，复杂的控制和电路设备都已经可以实现，因此，地面公用移动通信网选用小区制是无可争议的。（1）小区形状的选择）小区形状的选择2. 区域覆盖区域覆盖 小区制的服务区有带状服务区和面状服务区两种，面状服务区是地面移动通信服务区的主要形式。 一个全向天线辐射的覆盖区是个圆形，为了不留空隙地覆盖一个面状服务区，一个个圆形辐射区之间一定会有很多的重叠区域。去除重叠之后，每个辐射区的有效覆盖区是一个多边形。 d dd面状服务区的小区

7、形状选择形状时考虑的问题： 邻接小区中心间距d越大越好，间隔大则干扰小；单位小区的有效面积越大越好，面积大则使一个区域小区个数少，使用频率数少；重叠区域面积小为好，重叠的地方少使得同频干扰减小；重叠距离要小，使移动通信便于跟踪交接；所需无线电频率个数越少越好。综合结论：采用正六边形面状服务区 蜂窝式移动通信网（2）无线区群的构成）无线区群的构成两个条件：（1）区群之间可以邻接，且无空隙无重叠地进行覆盖；（2）邻接之后的区群应保证各个相邻同信道小区之间的距离相等。区群内的小区数N应满足下式：abbaN22式中， ， 为不能同时为零的正整数 abdd123231d14323124ddd123456

8、77231654 N=3 N=4 N=7不同小区数N构成的区群形状 同频小区的距离 ADAa个b个120orAAAAAAADarb)(322abbarD同信道小区中心之间的距离为 3. 激励方式激励方式 在每个小区中，基站可设在小区的中央，用全向天线形成圆形覆盖区，称为“中心激励”。 将基站设计在每个小区六边形的三个顶点上，每个基站采用三副120度扇形辐射的定向天线，分别覆盖三个相邻小区的各三分之一区域，每个小区由三副120度扇形天线共同覆盖，称为“顶点激励”。中心激励与顶点激励120o120o120o(a) 中心激励(b) 顶点激励4. 小区的分裂小区的分裂 因各个服务区内的用户密度不均匀，

9、原来的低用户密度区可能变成高用户密度区，这时相应地在该地区设置新的基站，将小区面积划小，可采用小区分裂的方法实现。新基站原基站 5.直放站直放站6. 信道信道(频率频率)配置配置分区分组配置法：总的所占频段窄，以提高频段的利用率；同一区群内不能使用相同的信道，以避免同频干扰；小区内采用无三阶互调的相容信道组，以避免互调干扰。等频距配置法：按等频率间隔来配置信道，只要频距选得足够大，就可有效地避免邻道干扰。7. 多波道共用多波道共用 移动通信可用的信道有限，通常采用按需分配的方式，在用户发出呼叫时才分配空闲信道使用。这种从多个无线信道中捕获某信道用于通信的方法，称为“多信道选取”。 信道选取控制