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移动通信原理与系统(总结)


5、同频干扰因子:
其中,N 称为频率复用因子,也等于小区簇中包含小区的个数。因此 N 值大
时,频率复用距离 D 就大,但频率利用率就降低,因为它需要 N 个不同的频点组。反之,N 小,则 D 小,频率利用 率高,但可能会造成较大的同频干扰,所以这是一对矛盾。 6、在 FDMA 系统中的主要干扰有:互调干扰、邻道干扰和同频道干扰。 克服互调干扰的方法:选用无互调的频率集 克服邻道干扰的方法:加大频道间的隔离度 克服同频道干扰的方法:适当选择频道干扰因子 Q 7、CDMA 系统存在着两个重要问题: (1)多址干扰 原因:不同用户的扩频序列不完全正交,扩频码集的非零互相关系数会引起用户间的相互干扰 (2) “远-近”效应 原因:移动用户所在的位置的变化以及深衰落的存在,会使基站接收到的各用户信号功率相差很大,强信号对弱信 号有着明显的抑制作用 解决方法:使用功率控制 8、蜂窝系统的无线容量: m——无线容量大小 Bt——分配给系统的总的频谱 Bc——信道带宽 N ——频率重用的小区数 FDMA 的无线容量:
N ( R)
2 f m e
其中 fm:——最大多普勒频率 ρ =R/Rmin 其中 Rmin= 2������为信号有效值,R 为规定电平
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第四章
1、分集接收技术、均衡技术、信道编码技术和扩频技术是最常见的信号处理技术,根据信道的实际情况,他们可 以独立使用或联合使用。 2、分集接收的思想: 把接收到的多个衰落独立的信号加以处理,合理的利用这些信号的能量来改善接收信号的质量。 3、信道编码的目的: 尽量减小信道噪声或干扰的影响,用来改善通信链路性能的技术。 4、信道编码的基本思想: 通过引入可控制的冗余比特,使信息序列的各码元和添加的冗余码元之间存在相关性。在接收端信道译码器根 据这种相关性对接收到的序列进行检查,从中发现错误或进行纠错 5、当传输的信号带宽大于无线信道的相关带宽时,信号产生频率选择性衰落,接收信号就会产生失真,它在时域 表现为接收信号的码间干扰。采用信道均衡以补偿信道引起的失真。 6、扩频技术是克服多径干扰的有效手段,是第三代移动通信无线传输的主流技术 7、微观分集的类型:时间分集、频率分集、空间分集。 8、分集的合并方式及性能: (如何实现,哪种性能最好) 选择合并:在所接收的多路信号中,合并器选择信噪比最高的一路输出 最大比值合并:把各支路信号加权后合并。有最好的性能,但他要求有准确的加权系数,实现的电路比较复杂。 等增益合并:等增益合并的性能虽然比最大比值合并差些,但实现起来要容易得多。等增益合并器的各个加权系数 均为 1. 性能比较: 最大比值合并改善最多, 其次是等增益合并, 最差是选择合并, 这是因为选择合并只利用其中一个信号, 其余没有被利用,而前两者把各支路信号的能量都得到利用。 9、传统的信道编码通常分成两大类即分组码和卷积码。 ①(n, k)线性分组码能纠正 t 个错误的充分必要条件是:
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第五章
1、频率复用和蜂窝小区:频率复用主要是解决频率资源限制的问题,并大大增加系统的容量。 2、频率复用:蜂窝系统的基站工作频率,由于传播损耗提供足够的隔离度,在相隔一定距离的另一个基站可以重 复使用同一组工作频率。 3、频率复用的优缺点: 优点:采用频率复用大大缓解了频率资源紧缺的矛盾,增加了用户数目或系统容量 缺点:带来同频干扰 4、六边形作覆盖模型,用最小的小区数就能覆盖整个区域。
第一、二章
1、900 MHz 频段: 890~915 MHz(移动台发、基站收)—上行 935~960 MHz(基站发、移动台收)—下行 2、移动通信的工作方式:单工通信、双工通信、半双工通信 3、单工通信: (1)定义:通信双方电台交替地进行收信和发信。 (2)方式:根据通信双方是否使用相同的频率,单工制又分为同频单工和双频单工。 4、双工通信定义:通信双方均同时进行收发工作。即任一方讲话时,可以听到对方的话音。有时也叫全双工通信。 5、半双工通信:通信双方中,一方使用双频双工方式,即收发信机同时工作;另一方使用双频单工方式,即收发 信机交替工作。 6、移动通信的分类方法: (1)按多址方式:频分多址(FDMA) 、时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA) (2)按业务类型:电话网、数据网和综合业务网。 (3)按工作方式:同频单工、双频单工、双频双工和半双工。 7、三种基本电波的传播机制:反射、绕射和散射。 8、阴影衰落定义:移动无线通信信道传播环境中的地形起伏、建筑物及其它障碍物对电波传播路径的阻挡而形成 的电磁场阴影效应。阴影衰落的信号电平起伏是相对缓慢的,又称为慢衰落。 9、多普勒频移公式:fd=v*cosα /λ v:移动速度 λ :波长 α :入射波与移动台移动方向之间的夹角。 v/λ =fm:最大多普勒频移 移动台朝向入射波方向运动,则多普勒频移为正(接收信号频率上升) ,反之若移动台背向入射波方向运动,则多 普勒频移为负(接收信号频率下降) 。 10、多径衰落信道的分类: (1)由于时间色散导致发送信号产生的平坦衰落和频率选择失真,可将信道分为快衰落信道和慢 衰落信道。 Ts 11、平坦衰落信道的条件可概括为:Bs<<Bc ;Ts>> 12、产生频率选择性衰落的条件:Bs>Bc;Ts< Ts 13、信号经历快衰落的条件:Ts>Tc ;Bs<BD 14、信号经历慢衰落的条件:Ts<<Tc; Bs>>BD 15、衰落率定义:信号包络在单位时间内以正斜率通过中值电平的次数,即包络衰落的速率与发射频率,移台行进 速度和方向以及多径传播的路径数有关。 16、平均衰落率: 3
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采用不同频率的小区之间只能采用硬切换,所以模拟系统和 TDMA 系统(GSM)采用硬切换方式。 优点:设备相对简单 缺点:失败率高;乒乓效应 软切换:是指既维持旧的连接,又同时建立新的连接,并利用新旧链路的分集合并来改善通信质量,当与新基站建 立可靠连接之后再中断旧链路。 优点:提高切换成功率、增加系统容量、提高通信质量 缺点:硬件设备增加,占用更多的资源;
②(n, k)线性分组码能发现接收码字中 l 个错误的充分必要条件是:
③(n, k)线性分组码能纠正 t 个错误并能发现 l(l> t)个错误的充分必要条件是:
10、卷积码编码器: 分组码的码字是逐组产生的,即编码器每接收一组 k 个信息比特就输出一个长度等于 n 的码字。编码器所添加 的 n-k 个冗余仅和这 k 个信息比特有关,和其他信息分组无关,所以编码器是无记忆的。卷积码编码器对输入的数 据流每 1 比特或 k 比特进行编码,输出 n 个编码符号(称为 n 维分支码字) 。但输出分支码字的每个码元不仅和此 时可输入的 k 个信息有关,也和前 m 个连续时刻输入的信息元有关。因此编码器应包含有 m 级寄存器以记录这些 信息,即卷积编码器是有记忆的。 11、维特比译码是基于最大似然法则的最重要的卷积码译码方法。采用逐步比较的方法逼近发送序列的路径。 12、直扩系统抗窄带干扰的能力: 与一般的窄带传输系统比较,扩频信号的一个重要特点就是抗窄带干扰的能力。 13、扩频信号对窄带干扰的抑制作用在于接收机对信号的解扩的同时,对干扰信号的扩展,这降低了干扰信号的功 率谱密度。
第六章
1、电信业务:电话业务、紧急呼叫业务、短消息业务、传真业务 2、GSM 结构名称:MS(移动台) 、BTS(基站) 、BSC(基站控制器) 、MSC(移动业务交换中心) 、VLR(拜访位置 寄存器) 、HLR(归属位置寄存器) 3、FDMA 在 GSM900 频段的上行(MS 到 BTS)890~915MHz 或下行(BTS 到 MS)935~960MHz 频率范围内分配了 124 个载波频率,各个载波之间的间隔为 200kHz。TDMA 是说在 GSM900 的每个载频上按时间分为 8 个时间段,每 一个时隙段称为一个时隙。 4、物理信道与逻辑信道的映射 在载频 f0 上:TS0:逻辑控制信道,重复周期为 51 个 TS TS1:逻辑控制信道,重复周期为 102 个 TS TS2~TS7:逻辑业务信道,重复周期为 26 个 TS 其它 f1~fN 个载频的 TS0~TS7 时隙全部是业务信道 5、突发脉冲(定义、类型) 突发脉冲是以不同的信息格式携带不同逻辑信道,在一个时隙内传输的,由 100 多个调制比特组成的脉冲序列。 6、突发脉冲有 5 种类型:普通突发脉冲、频率校正突发脉冲、同步突发脉冲、接入突发脉冲、空闲突发脉冲。 7、帧偏离:GSM 系统中规定帧偏差为 3 个时隙。 8、越区切换的种类 (1)同一 BSC 内不同小区间的切换 (2)同一 MSC/VLR 内不同 BSC 控制的小区间的切换 (3)不同 MSC/VLR 控制的小区间的切换 补充教材(20 分,填空和简答)
TDMA 的无线容量:
其中
其中, 为 TDMA 的频道带宽,m 是每个频道包含的时隙数。
CDMA 系统的容量: CDMA 系统容量最大 9、信道切换原理: 当移动用户处于通话状态时,如果出现用户从一个小区移动到另一个小区的情况,为了保证通话的连续,系统 要将对该 MS 的连续控制也从一个小区转移到另一个小区。这种将正在处于通话状态的 MS 转移到新的业务信道上 (新的小区)的过程称为“切换” 。 10、越区切换分为两大类:一类是硬切换,另一类是软切换。 硬切换:是指在新的连接建立以前,先中断旧的连接。
第 15 章
一、一个组呼中最多可以有 5 个调度员,也可以没有。 二、空闲模式定义: 此模式下系统不会给移动台分配任何专用信道,移动台只能收听公共控制信道和广播控制信道上的信息。 专用模式定义:
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此模式下系统会给移动台分配至少两条专用信道,其中的一条是慢速随路控制信道(SACCH) 。 三、无线信道 2 种分配方案 “一对信道”方案: 在 VGCS 组呼区域的每个蜂窝小区分配一对业务信道(TCH)作为组呼信道,该小区移动用户共享组呼下行信 道,业务用户讲话时占用组呼上行信道。 “一对半信道”方案: 在 VGCS 组呼区域的每个蜂窝小区分配一对业务信道(TCH)作为组呼信道,该小区移动用户共享组呼下行信 道,当“非调度身份”移动用户申请讲话时,不占用组呼上行信道,而是使用一对专用业务信道 TCH。每个小区的 组呼上行信道一直处于空闲状态,即使用了“半个”业务信道(下行 TCH) 。 两种方案区别: “一对半信道”方案比“一对信道”方案多使用了一对 TCH 信道。 就“一对信道”而言,从信令流程分析,移动用户申请上行链路时使用的是组呼上行信道,经网络允许后,直 接在组呼上行信道上发送语音。 而对于“一对半信道”方案,当网络批准移动用户的上行链路申请后,移动台根据 VGCS_UPLINK_GRANT 消息 的信道描述信息,需要离开组呼信道,跳转到一对专用业务信道(TCH)上;当讲话完毕释放信道后,再次跳转到 组呼信道上。 “一对半信道”方案优点: 免去了对组呼信道的静音处理,提高了越区切换能力,而且能保障当讲话的业务用户离开组呼后仍然具有通话 的功能。 四、终止语音组呼(重点第一条) 1、只有主叫用户、授权的调度员或非活动计时器超时才可以终止一个语音组呼; 2、只有主叫用户接入到上行链路时才可以终止呼叫; 3、授权终止呼叫的调度员需要使用直接的信令终止一次呼叫; 4、如果 MSC 发现下行链路非活动时间超过某个预置的时间,网络会释放掉该呼叫。
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