移动

第1章概论1、常用移动通信系统（有哪些？）①无线电寻呼系统；②蜂窝移动通信系统；③无绳电话系统；④集群移动通信系统（传输方式：以单向传输为主。适用范围：调度系统的专用通信网。）P11⑤移动卫星通信系统；⑥分组无线网。2、移动通信的基本技术①调制技术线性调制技术，主要包括PSK、QPSK、DQPSK、OK-QPSK、π／4-DQPSK和多电平PSK等。恒定包络(连续相位)调制技术，主要包括MSK、GMSK、GFSK和TFM等。②移动信道中电波传播特性的研究③多址方式多址方式的基本类型有频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)。④抗干扰措施邻道干扰、共道干扰和互调干扰常用方法：·利用信道编码进行检错和纠错(包括前向纠错FEC和自动请求重传ARQ)是降低通信传输的差错率，保证通信质量和可靠性的有效手段；·为克服由多径干扰所引起的多径衰落，广泛采用分集技术(包括空间分集、频率分集、时间分集以及RAKE接收技术等)、自适应均衡技术和选用具有抗码间干扰和时延扩展能力的调制技术(如多电平调制、多载波调制等)；·为提高通信系统的综合抗干扰能力而采用扩频和跳频技术；·为减少蜂窝网络中的共道干扰而采用扇区天线、多波束天线和自适应天线阵列等；·在CDMA通信系统中，为了减少多址干扰而使用干扰抵消和多用户信号检测器技术。⑤组网技术第2章调制解调1、数字频率调制①最小移频键控(MSK)调制MSK是一种特殊形式的FSK，其频差是满足两个频率相互正交(即相关函数等于0)的最小频差，并要求FSK信号的相位连续。MSK的主瓣谱能量大，说明MSK信号功率谱更加紧凑。②高斯滤波的最小移频键控(GMSK)调制（与MSK区别）尽管MSK信号已具有较好的频谱和误比特率性能，但仍不能满足功率谱在相邻频道取值(即邻道辐射)低于主瓣峰值60dB以上的要求。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③一比特延迟差分检测一比特延迟差分检测器的框图如下。设中频滤波器的输出信号为SIF(t)=R(t)cos［ωct+θ(t)］R(t)是时变包络；ωc是中频载波角频率；θ(t)是附加相位函数。经LPF后的输出信号为当ωcTb=k(2π)(k为整数)时，R(t)和R(t-Tb)是信号的包络，永远是正值。因而Y(t)的极性取决于相差信息Δθ(Tb)。令判决门限为零，即判决规则为Y(t)＞0判为“+1”Y(t)＜0判为“-1”当输入“+1”时θ(t)增大，当输入“-1”时θ(t)减小。用上述判决规则即可恢复出原来的数据2、QPSK和OQPSK信号的星象图3、π/4－DQPSK的基带差分检测性能。①无多普勒频移和无时延扩散的Rayleigh衰落信道。②无时延扩散和有多普勒频移Rayleigh衰落信道。③有时延扩散无多普勒频移的衰落信道。④有时延扩散和多普勒频移的Rayleigh衰落信道。4、正交振幅调制(QAM)对QAM调制而言，如何设计QAM信号的结构不仅影响到已调信号的功率谱特性，而且影响已调信号的解调及其性能。★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。为了改善方型QAM的接收性能，还可以采用星型的QAM星座。将十六进制方型QAM和十六进制星型QAM进行比较，可以发现，星型QAM的振幅环由方型的3个减少为2个，相位由12种减少为8种，这将有利于接收端的自动增益控制和载波相位跟踪。5、扩展频谱调制①工程上常以分贝(dB)表示，即称作扩频系统的处理增益。②扩频调制目前的扩频通信系统可分为：直接序列(DS)扩频、跳频(FH)、跳时(TH)、线性调频（Chirp）、各种混合方式。③码序列的相关性（计算！）对于二进制序列，其自相关系数也可由下式求得A是相对应码元相同的数目，D是相对应码元不同的数目，P是码序列周期长度。④n级循环序列发生器的模型图中C0，C1，…，Cn均为反馈线，其中C0=Cn=1，表示反馈连接。⑤m序列的特性m序列是一种随机序列，具有随机性，其自相关函数具有二值的尖锐特性，但互相关函数是多值的。m序列的随机性。在m序列码中，码元为“1”的数目和码元为“0”的数目只相差1个。m序列的自相关函数。m序列的自相关函数是周期的二值函数。可以证明，对长度为N的m序列都有结果m序列的互相关函数。互相关函数与自相关函数相比，没有尖锐的二值特性，是多值的。⑥Walsh(沃尔什)函数Walsh函数是一种非正弦的完备正交函数系。它仅有可能的取值：+1和-1(或0和1)，比较适合于用来表达和处理数字信号。6、正交频分复用(OFDM)调制各子载波是互相正交的，且各子载波的频谱有1/2的重叠。该调制方式被称为正交频分复用(OFDM)。OFDM的基本参数有：带宽(Bandwidth)、比特率(BitRate)及保护间隔(GuardInterval)。在美国的IEEE802.11a/g和欧洲ETSI的HiperLAN／2中，均采用了OFDM技术。（无线局域网中的应用）第3章移动信道的传播特性1、电波传播方式从发射天线直接到达接收天线的电波称为直射波，它是VHF和UHF频段的主要传播方式；自由空间传播损耗Lfs可定义为2、视线传播极限距离（计算）天线的高度分别为ht和hr，两个天线顶点的连线AB与地面相切于C点。由于地球等效半径Re远远大于天线高度，不难证明，自发射天线顶点A到切点C的距离d1为同理，由切点C到接收天线顶点B的距离d2为视线传播的极限距离d为在标准大气折射情况下，Re=8500km,ht、hr的单位是m,d的单位是km。3、障碍物的影响与绕射损耗（计算）设障碍物与发射点和接收点的相对位置如图，图中，x表示障碍物顶点P至直射线TR的距离，称为菲涅尔余隙。由障碍物引起的绕射损耗与菲涅尔余隙的关系，纵坐标为绕射引起的附加损耗，即相对于自由空间传播损耗的分贝数。横坐标为x/x1,其中x1是第一菲涅尔区在P点横截面的半径，它由下列关系式可求得：4、反射波理想情况下，反射波场强的幅度等于入射波场强的幅度，而相差为180°。5、移动信道的特征①传播路径与信号衰落快衰弱：由于多径效应引起接受点信号电平的快速变化。慢衰弱：因地形、地物的不断变化，引起局部中值的变化。因为速度较快衰弱慢得多，故称慢衰弱。②多径效应与瑞利衰落多普勒频移值为：多径衰弱的信号包络服从瑞利分布，故把这种多径衰弱称为瑞利衰弱。相位服从均匀分布。③多径时散一般用时延扩展来表示。Δ表示多径时延散布的程度。Δ越大，时延扩展越严重；Δ越小，时延扩展越轻。多径时散参数典型值④相关带宽相关带宽可按下式估算：6、中等起伏地形上传播损耗的中值（重点计算）7、移动信道的传播模型P119-P122(计算)①Hata模型Hata模型是用图表给出的路径损耗数据的经验公式.Lurban(dB)=69.55+26.16lgfc-13.82lghb-a(hb)+(44.9-6.55lghb)lgdfc是在150~1500MHz内的工作频率；hb是基站发射机的有效天线高度（单位为m，适用范围30~200m），其定义为天线相对海平面高度hts减去距离从3km到15km之间的平均地面高度hga;hre是移动台接收机的有效天线高度（单位为m，适用范围1~10m）;d是收发天线之间的距离（单位为km，适用范围1~10km）；a(hre)是移动台接收机的有效天线高度的修正因子。②COST-231／Walfish／Ikegami模型第四章抗衰落技术1、抗衰落技术常用几种：分集接收；RAKE接收；纠错编码技术；均衡技术。①分集方式：一类称为“宏分集”；另一类称为“微分集”。“宏分集”主要用于蜂窝通信系统中，也称为“多基站”分集。这是一种减小慢衰落影响的分集技术。“微分集”是一种减小快衰落影响的分集技术，在各种无线通信系统中都经常使用。微分集又可分为下列六种。(1)空间分集。间隔距离d与工作波长、地物及天线高度有关，在移动信道中，通常取：市区d=0.5λ郊区d=0.8λ(2)频率分集。(3)极化分集。(4)场分量分集。(5)角度分集。(6)时间分集。为了使重复传输的数字信号具有独立的特性，必须保证数字信号的重发时间间隔满足以下关系：②合并方式常用方式：选择式合并；最大比值合并；等增益合并。③选择式合并输出载噪比累积概率分布曲线④三种合并方式的D(M)与M关系曲线从图中可以看出，在相同分集重数（即M相同）情况下，以最大比值合并方式改善信噪比最多，其次是等增益合并，最差是选择合并；在分集重数M较小时，等增益合并的信噪比改善接近最大比值合并。选择合并所得到的信噪比改善量最少。因为合并器输出只利用了最强的一路信号，而其他各支路没有被利用，而前两者把各支路信号的能量都得到利用。2、RAKE接收（基本原理）3、纠错编码技术卷积码不仅可纠正随机差错（主要），而且可纠正突发差错。交织编码主要用来纠正突发差错。4、均衡技术第5章组网技术1、多址方式①常用的多址方式有三种：频分多址(FDMA)；时分多址(TDMA)；码分多址(CDMA)频分多址是指将给定的频谱资源划分为若干个等间隔的频道(或称信道)供不同的用户使用。时分多址：是把时间分割成周期性的帧，每一个帧在分割成若干个时隙。帧和时隙都是不重叠的。码分多址：以扩频信号为基础，利用不同的码型实现不同用户的信息传输。②设通信网中每一用户每天平均呼叫次数为C(次/天)，每次呼叫的平均占用信道时间为T(秒/次)，集中系数为k，则每用户的忙时话务量为③空闲信道的选取空闲信道的选取方式主要可以分为两类：一类是专用呼叫信道方式(或称“共用信令信道”方式)；另一类是标明空闲信道方式。2、区域覆盖和信道配置①带状网若以采用不同信道的两个小区组成一个区群(在一个区群内各小区使用不同的频率，不同的区群可使用相同的频率)，如图(a)所示，称为双频制。若以采用不同信道的三个小区组成一个区群，如图(b)所示，称为三频制。②蜂窝网蜂窝网：小区形状为正六边形的移动通信网。区群内的小区数应满足下式：i,j为正整数N=1、3、4、7、9、12、13、16、19、21②同频(信道)小区的距离自某一小区A出发，先沿边的垂线方向跨j个小区，再向左(或向右)转60°，再跨i个小区，这样就到达同信道小区A。在正六边形的六个方向上，可以找到六个相邻同信道小区，所有A小区之间的距离都相等。设小区的辐射半径(即正六边形外接圆的半径)为r，则从图5-13可以算出同信道小区中心之间的距离为③中心激励与顶点激励在每个小区中，基站可设在小区的中央，用全向天线形成圆形覆盖区，这就是所谓“中心激励”方式，如图(a)所示。也可以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°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°扇形天线共同覆盖，这就是所谓“顶点激励”方式。④小区的分裂根据服务区内用户的密度不同，在用户密度高的区域，将小区面积划小，采用小区分裂的方法。3、信道(频率)配置信道配置的方式：分区分组配置法和等频间距配置法分区分组配置法可以避免三阶互调。4、网络结构rNrjijiiijrD3)(3)2/3()2/(322225、帧格式6、7号信令7号信令。它由三个部分组成：信令点(SP)、信令链路和信令转移点(STP)。7、越区切换和位置管理①越区切换的控制策略（三种方式）移动台控制的越区切换。网络控制的越区切换。移动台辅助的越区切换。②位置管理位置登记过程分为三个步骤：在管理新RA的新VLR中登记MT(T1)，修改HLR中记录服务该MT的新VLR的ID(T2)，在旧VLR和MSC中注销该MT(T3、T4)。MT---移动终端，VLR---访问位置寄存器，MSC---移动交换中心，RA---登记区③位置更新和寻呼当移动台由一个位置区移动到另一个位置区时，必须在新的位置区进行登记，也就是说一旦移动台出于某种需要或发现其存储器中的LAI与接收到当前小区的LAl号发生了变化，就必须通知网络来更改它所存储的移动台的