移动通信总结

概论：1.移动通信概念：指通信双方至少有一方在移动中进行信息传输和交换，这包括移动体和移动体之间的通信,移动体和固定点之间的通信。2.移动通信主要特点：移动通信必须利用无线电波进行信息传输；移动通信是在复杂的干扰环境中运行的；移动通信可以利用的频谱资源非常有限,而移动通信业务量的需求却与日俱增；移动通信系统的网络结构多种多样,网络管理和控制必须有效；移动通信设备(主要是移动台)必须适于在移动环境中使用。3.移动通信系统的分类：按工作方式的分类：单工通信、双工通信、半双工通信。按信号形式分类：模拟网和数字网。4.数字通信系统的主要优点：频谱利用率高，有利于提高系统容量。能够提供多种业务服务，提高通信系统的通用性。抗噪声、抗干扰和抗多径衰落的能力强。能实现更有效、灵活的网络管理和控制。便于实现通信的安全保密。可降低设备成本以及减小用户手机的体积和重量。5.常用的移动通信系统：无线电寻呼系统；无绳电话系统；典型的蜂窝移动通信系统；集群移动通信系统；移动卫星通信系统；分组无线网。6.集群的概念：a将各部门分散建立的专用通信网集中起来，统一建网和管理。（集中建网，统一管理）；b采用动态分配空闲信道的办法实现多信道共用，从而充分利用频率资源及信道设备。（动态分配信道）。7.集群方式：消息集群、传输集群和准传输集群8.集群系统与常用的语音通信差别：集群移动通信系统属于专用的移动通信网，对用户设不同的优先级，有一定的限时功能；主要业务是无线与无线用户间通信，其余占5--10%，采用半双工方式，一对用户通信占用一对频道，改进频道共用技术提高系统频率利用率。而蜂窝移动通信系统是属于公共移动通信网，不分优先级，不进行限时，无线与无线用户通信，无线与有线用户通信分量相当，全双工方式，一对移动用户通信占用技术提高系统频率利用率。9.移动通信基本技术：调制解调技术；移动通信中电波传播特性的研究；多址方式；抗干扰措施；组网技术第2章调制解调1.最小移频键控(MSK)：是一种特殊的2FSK，其频差是满足两个频率相互正交的最小频差，并要求FSK信号的相位连续。2.高斯滤波最小移频键控(GMSK)：用高斯滤波器作为MSK调制的预置滤波器的调制方法。3.线性调制技术(数字相位调制)：相移为180度/4的差分四相移相键控(/4-DQPSK)特点：线性是指这类调制技术要求通信设备从频率变换到放大和发射的过程中保持充分的线性。故对设备的要求高，成本高。4.正交振幅调制(QAM)：振幅和相位联合调制技术5.移动通信中对调制解调技术的要求：有较高的频率利用率，即已调信号所占的带宽要窄，带外衰减快；较强的抗干扰和抗衰落能力；考虑可实现性问题和设备实现的复杂性。6.数字移动通信系统—数字调制技术：频率利用率高；误码性能好；易于解调。7.移动信道的特征：带宽有限；干扰和噪声影响大；存在着多径衰落。8.在正交振幅调制中，应按照什么样的准则来设计信号结构：常用的设计准则是在信号功率相同的条件下，选择信号空间中信号点之间距离最大的信号结构，当然还要考虑解调的复杂性。9.为什么m序列称为最长线性移位寄存器，其主要特征是什么：m序列是由多级移位寄存器或其延迟元件通过线性反馈产生的最长的码序列，在二进制移位寄存器中，若n为移位寄存器的级数，n级移位寄存器共有2的n次幂个状态，除去全0状态，还剩下2的n-1次幂种状态，因此它能产生最大长度的码序列为2的n-1次幂位，产生m序列的线性反馈移位寄存器称作最大线性移位寄存器。M序列的特点：m序列具有优良的自相关特性,自相关函数具有二值的尖锐特性,易识别解扩;m序列的互相关函数较小,抗干扰能力强;其随机性接近于噪声或随机序列;易于产生与复制;可以在m序列的基础上构成其他的码序列。10.与MSK相比,GMSK的功率谱为什么可以得到改善:GMSK是在MSK基本特性的基础上,对MSK的带外频谱特性进行改进,使其衰减速度加快.GMSK信号就是通过在FM调制器前加入高斯低通滤波器(称为预调制滤波器)而产生的,GMSK通过引入可控的码间干扰(即部分响应波形)来达到平滑相位路径的目的,它消除了MSK相位路径在码元转换时刻的相位转折点.GMSK信号在一码元周期内的相位增量,不像MSK那样固定为±π/2,而是随着输入序列的不同而不同.其功率谱密度反比于归一化频率（f-fc）Tb.随着BbTb的减小,功率谱密度衰减加快。11.试述MSK调制与FSK调制的区别和联系？FSK是移频键控，FSK利用载波的频率变化来传递数字信息、它是利用基带数字信号离散取值特点去键控载波频率以传递信息的一种数字调制技术。MSK是一种特殊形式的FSK，其频差是满足两个频率相互正交的最小频差，并要求FSK信号的相位连续。区别：与FSK相比，由于各支路的实际码元宽度为2Tb，其对应的低通滤波器带宽减少为原带宽的一半，从而使MSK的输出信号信噪比提高一倍。12.扩频调制技术：所谓扩频通信是把信息的频谱扩展到宽带中进行传输的技术，在发端采用扩频码调制，使信号所占的频带宽度远大于所传信息必须的宽度，在接收端采用相同的扩频码进行相关解扩以恢复所传信息数据。13.扩频技术用于通信系统的优点：抗干扰、抗多径能力强。a.窄带干扰只能干扰扩频信号的一小部分，可通过合适的窄带滤波器剔除干扰;b.宽带信号具有频率选择性；c.延时产生的PN序列和原始PN序列相关性小，可以认为另一用户，而被接收机忽略。隐蔽、保密性强。所有用户使用相同的频率，无须进行频率规划。14.对扩频码（PN码、伪随机码）的要求：易于产生；具有随机性；扩频码应具有尽可能长的周期，使干扰和非法破坏者难以从扩频码的一小段去重建整个码序列；具有良好的互相关和自相关特性，以利于接收时的截获和跟踪，以及多用户应用。第三章移动信道的传播特性1.电波传输方式：直射波传播、反射波传播、地表面波传播。2.真空中直射波传播：自由空间传播损耗：3.大气中的电波传播：工程上常用“地球等效半径”表征大气折射对电波传播的影响。视线传播的极限距离：4.绕射损耗：在实际情况下，电波在直射传播的路径上可能存在山丘、建筑物等障碍物，由这些障碍物引起的附加衰耗（除了自由空间传播衰耗外）称为绕射损耗。5.反射波：在固定地址通信中，选择站址时，应力求减弱地面反射，使地面反射区离开光滑界面。6.移动信道的特征：快衰落：服从瑞丽分布。慢衰落：服从对数正态分布。衰落储备：多晶时散，相关带宽。7.陆地移动信道的传输损耗：市区传播损耗的中值：中等起伏地市区传播损耗中值：郊区和开阔地损耗的中值：例题：已知某一移动信道，工作频率为450MHZ，基站高度50m，天线增益为6dB，移动台天线高度3m，天线增益为0dB，开阔地工作，通信距离10km，传输路径为孤立山岳，高度H=250m，与移动台距离为6km。10W，求移动台天线接收到的信号功率中值。8.地表面波传播：随频率升高衰减增大，传播距离有限，可忽略不计。9.任意地形地区接收信号功率中值：10.无线传播模型根据其来源，可以分为三类：经验模型、确定性模型、半经验半确定性模型。第4章抗衰落技术与抗干扰措施抗衰落技术1.分集接收原理：所谓分集接收是指接收端对它收到的多个衰落特性相互独立（携带同一信息）的信号进行特定的处理，以降低信号电平起伏的办法。2.分集方式：宏分集、微分集。微分集分类：空间分集、频率分集、极化分集、场分量分集、角度分集、时间分集。3.合并方式：选择式合并（此方式又称开关式相加，其方法简单易实现，但抗衰落性能不如下面两种。）最大比值合并（性能最好，但加权系数很难达到）等增益合并（此方式并不对信号加权，各支路信号等增益相加。其实现简单，性能接近于最大比值合并。）RAKE接收4.RAKE接收的定义：就是利用多个并行相关器检测多径信号，按照一定的准则合成一路信号供解调用的5.接收机的原理：就是利用多个并行相关器检测多径信号，按照一定的准则合成一路信号供解调用的接收机。)(lg20)(lg2044.32][MHZfkmdLdBfs)(12.4)(22221rtrteretehhhhRhRhRdddacalmmbbmfsTKKfhHdhHdfALL),(),(),(][][mrroacalmmbbmfsKQQKKfhHdhHdfALL),(),(),(][][][][][][][][][][][AmbTTTmbTPCLGGPKLGGPPRAKE接收机对于多径信号的干扰采取变害为利的方法，利用多径现象来增强信号。6.卷积码编码方法及检(纠)错能力：卷积码又称连环码。卷积码编码器把k比特信息段编成n比特的码组，但所编的n长码组不仅同当前的k比特信息段有关，而且还同前面的(N-1)个(N1,整数)信息段有关联。卷积码的纠错能力强，不仅可以纠正随机差错，而且可以纠正突发差错。7.交织码编码方法及检(纠)错能力：交织编码主要用来纠正突发差错，即使突发差错分散成为随机差错而得到纠正。具有较强的即能纠正随机差错又能纠正突发差错的能力。8.均衡技术：均衡技术是指各种用来处理码间干扰的算法和实现方法。9.均衡技术的目的及实现：目的:如果信道是一个频率选择性的信道，则均衡器将放大被衰落的频率分量，衰减被信道增强的分量，从而提供一个具有平坦频率响应的和线性相位响应的g(t)。如果信道是时变信道，则均衡器要跟踪信道的变化，使具体数字化实现时，设x(t)和d(t)的采样值为xk和dk，则均衡器的设计就是按照某种最佳的准则来使xk和dk或者xk和dk之间达到最佳的匹配。抗干扰措施10.噪声与干扰的定义:在通信系统中，任何不需要的信号都是噪声或干扰。11.噪声的分类:从来源不同进行分类：内部噪声（主要是热噪声，瞬时值服从高斯分布，白噪声）、外部噪声（自然噪声、人为噪声）。按特征不同进行分类：脉冲噪声（汽车发动机点火的噪声）、起伏噪声（热噪声、散弹噪声、宇宙噪声）。12.邻道干扰的定义:邻道干扰是相邻或者是邻近频道的信号相互干扰。13.计算落入邻道的边频率次数:14.减小邻道干扰的措施:为了减小邻道干扰，除减小△fTR外，主要是控制发射信号带宽，为此一般在发射机调制器中采用瞬时频偏控制电路，以防止过大信号进入调制器而产生过大的频偏。在网络设计中，应避免相邻频道在同一小区或相邻小区内使用。15.同频干扰的定义:由相同频率的无用信号所造成的干扰即为同频道干扰,也称共道干扰。第6章时分多址(TDMA)数字蜂窝网1.GSM系统网络结构:2.GSM的区域、号码。区域：号码：3.GSM系统主要业务：语音传输、短消息业务、MHS接入、可视图文接入、智能用户电报传送、传真。4.GSM多址方式：GSM系统采用时分多址、频分多址和频分双工(TDMA/FDMA/FDD)接入方式。5.跳频技术：为了确保通信的秘密性和抗干扰性。跳频技术是靠躲避干扰获得抗干扰能力。6.GSM蜂窝系统的无线设备参数：工作频段：上行:890～915MHz（移动台发、基站收）下行:935～960MHz（基站发、移动台收）收发频率间隔为45MHz。频道序号、调制方式、发射功率、小区半径、区群结)()()()(tthtftgeg1)()(fHfFegmTRirlFfBBn5.0构。7.信道分类：业务信道(TCH)、控制信道(CCH)。广播信道(BCH)、公用控制信道(CCCH)、专用控制信道(DCCH)。8.帧结构：9/时隙结构：时隙宽度4.615/8=0.577ms，每时隙156.25bit9.位置登记：位置登记(或注册)是通信网为了跟踪移动台的位置变化，对其位置信息进行登记、删除和更新的过程。呼叫接续：移动用户主呼固定用户过区切换：第五章组网技术1.FDMA：是将给定的频谱资源划分为若干个等间隔的频道（或称信道），分配给不同的用户使用。这些频道互不交叠，其宽度应能传输一路话音信息，且在相邻频道之间无明显串扰。25kHZ为间隔2.A=S·λS单位为[小时/次],λ单位为[次/小时]单位：爱尔兰”简称Erl3、单位时间内的平均呼