2017移动通信复习个人总结

2017移动通信复习总结第一章移动通信概述1、什么叫移动通信、无线通信？移动通信（mobilecommunications）是指通信双方或至少其中一方在运动状态中进行信息传递的通信方式（不受时间和空间的限制，可灵活、迅速、可靠地实现通信）。组成：基站（BS）+移动台（MS）+移动业务交换中心（MSC）MS：车载台、手持台BS：一个或多个无线小区组成MSC：一个或多个位置区组成特点：(1)用户具有移动性移动通信系统应具有位置登记、越区切换和漫游访问等跟踪交换能力。(2)电波传播条件恶劣移动体位置不同，接收信号强度不同，严重影响通信质量，所以移动通信系统必须具有抗衰落能力。(3)在强干扰情况下工作移动体周围一般有较强的人为噪声，还有同频电台之间的干扰，这要求移动通信系统具有强抗干扰和抗噪声能力。(4)具有多普勒效应移动体发出的信号频率随运动速度变化，所以移动通信系统应具有频率跟踪能力。(5)复杂的无线传播环境导致信号衰落信道具有时变和随机性；衰落与距离和频率有关；高频：Prons:频谱宽、可降天线尺寸Cons:绕射差、传输距离段、衰耗大无线通信（WirelessCommunication）是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式关系：无线通信范围大于移动通信2、移动通信发展历程？萌芽阶段、开拓阶段、商业阶段、蜂窝思想第一代移动通信系统1G模拟蜂窝移动系统FDMA原理：将整个频谱划分成多个子频段，每个频段每次只能分配给一个用户Prons:误码率低、信道干扰小Cons:频率规划复杂、频谱利用率低、系统容量小、设备和通信成本高、硬切换瞬时中断明显第二代移动通信系统2G（3GPP）数字蜂窝移动系统电路域TDMA原理：把时间分割成周期性的帧，每帧再分割成若干不重叠的时隙，每个用户占用一个时隙。TDMA双工方式可FDD也可TDD.Prons:频率复用率高、容量大、抗干扰（时隙收时不发、发时不收）、基站（一部TX即可）复杂性下降、越区切换信息不丢失（信息传输间隙进行）、克服远近效应（功控）、保密性能好Cons:需要精准同步（系统、帧和位）、当Rb大于100kbps时，收端干扰显著增大（多径或时延扩展），需要采取自适应均衡技术抑制（设备复杂度增加）数据速率：9.6k话音速率：13k电路域保证了通话质量，但数据业务没有得到保证第三代移动通信系统3G（1985）（3GPP2）2.5GGPRS引入分组域，使得数据业务质量得到提升3G宽带移动蜂窝系统（支持高速率数据传输）静止时传输速率：2M游牧：384k移动：144k3G主要标准：WCDMA（FDD）欧洲、日本CDMA2000（FDD）美TD-SCDMA（TDD）中国CDMA原理：利用不同的码字传输不同的信息（先将信号用带宽很宽的伪随机序列进行调制，再载波调制发射，接收端使用相同的伪随机序列与信号执行相关的处理，即可恢复信号）Prons:更大容量（软容量:用户增加，背景噪声增加，话音质量下降）、软切换（克服硬切换传输断续）、频率规划简单（相比FDMA、TDMA）、频谱利用率高（节省资源）、使用多用户检测技术（使用户Ptx和射频辐射下降，绿色，降低建网成本）Cons:远近效应严重（需采取有效的功控和多用户检测技术）第四代LTE-A通信系统4G3.9GLTE（LongTermEvolution：长期演进）LTE-FDD（WCDMA演进）、TD-LTE（TD-SCDMA演进）4GLTE-AdvancedOFDM（正交频分复用）原理：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰(ISI)。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上可以看成平坦性衰落，从而可以消除码间串扰，而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。Prons:频谱利用率高（带外辐射少）、克服ISI和ICI、子信道平坦衰落，抗多径、减少时延色散Cons:峰均功率比（PAPR）高、对频偏较为敏感静止：100M移动：3、无线通信、移动通信从IT人、电信人角度都有哪些系列标准？IT人：电信人：4、移动通信分类及例子？按工作方式分类：单工，双工，半双工按多址方式分类：FDMA、TDMA、CDMA等按信号形式分类：模拟网和数字网按覆盖范围分类：城域网(4GIEEE802.16)、局域网(wifi、车联网IEEE802.11)广域网(IEEE802.20)、个域网(蓝牙、红外、体域IEEE802.15)按业务类型分类：电话网、数据网、多媒体网按服务特性分类：专用网(GSM-R)、公用网按使用对象分类：民用系统、军用系统按使用环境分类：陆地通信、海上通信、空中通信5、什么是多址方式、无线通信通常采用什么多址方式、各有什么优缺点？多址方式（MultipleAccess）：在无线通信中，许多用户同时通话，以不同的无线信道分隔，防止相互干扰的技术方式FDMA、TDMA、CDMA原理及优缺点见发展历程6、5G通信的典型特点有哪些？主要技术及适用场景：大规模天线阵元（连续广域覆盖场景）超密集组网（热点高容量场景）物联网（低功耗大连接场景）终端直通（低时延高可靠场景）典型特点：通信要求：峰值速率：5G静止速率：1G话音时延：1ms（5G前500ms）补充：7、移动通信基本技术开放系统互连（OSI）模型下三层：物理层、数据链路层（MAC层）、网络层（NET层）物理层（PHY）：为通信提供实现透明传输的物理连接，为数据传输提供可靠的环境调制技术：数字基带调制、多载波调制（OFDM）、扩频调制等抗衰落技术：信道编码技术【判或纠错：LDPC码（0多1少）、RS-CC码、Turbo码（1个交织器+2个RSC成员编码器）】均衡技术（克服码间干扰）RAKE接收技术（分离干扰多径的同时利用多径来增强信号）分集技术（降低BER:同一信息用不相干信道传输，接收端再合并）数据链路层（MAC层）：在PHY提供服务的基础上实现相邻节点的数据传送帧同步、多址方式差错控制（降低BER:分组码、循环码、卷积吗、Turbo码和级联吗）流量控制（发送方发来的数据来不及接收时，就要控制发送方发送数据的速率）链路管理（用于面向连接的服务）等技术网络层（NET层）：提供路由无线资源管理（RRM）--保证业务质量、连接质量、低阻塞率和系统利用率面向网络：接入控制(CAC)、负载控制、分组调度面向连接：切换控制、功控移动性管理（MM）--保证用户移动时，业务不受位置与接入技术变化的影响安全机制、网络节点间的安全连接和位置管理、维护节点位置信息第二章无线电波传播与无线信道技术1、什么叫大、中、小尺度？为什么研究这三种衰落？都会应用到哪些方面？无线信道对信号的影响：衰落（通过分集解决）、失真（引起误码，通过均衡解决）对于随机信道：统计平均对于时变信道：只能靠自适应为什么研究无线信道的电波传播特性？无线通信系统的性能主要受到无线信道的制约无线信道具有极大的随机性和时变性，对传输信号的性能具有很大的影响移动台的移动和传播环境的变化都会对信号的衰落产生影响如何研究无线移动通信信道？理论分析：数学模型（精确，但实用中偏差大，只在理论分析时使用）→自由空间损耗模型、双线模型实测：工程应用确定基站覆盖范围→奥村模型计算机模拟：研究模拟仿真→瑞利、高斯、莱斯、AWGN、Nakagami无线移动通信信道的基本特点受电波传播时的绕射、反射、散射和吸收等现象影响从观察时间的角度，可分为长期慢衰落效应（由信道路径上的固定障碍物的阴影产生）和短期快衰落效应（由移动台的运动和环境变化产生）对接收信号的主要影响是快衰落随机性、衰落性、失真无线电波衰落的分类大尺度衰落：描述收发机长距离或长时间范围内的信号场强变化（大范围）→衰落的平均值（经验模型，与f和d有关）包括路径损耗特性和阴影衰落特性路径损耗：大尺度衰落可看成是信号的小尺度衰落的空间平均；阴影衰落(中尺度衰落)：无线电波在传播路径上遇到障碍物的阻挡形成电波的阴影区，该阴影区信号场强较弱，当移动台处于阴影区时，会造成接收信号的场强中值的缓慢变化，造成阴影衰落（服从对数正态分布）二者关系：阴影衰落（波动）叠加在路径损耗之上大尺度路径损耗传播模型：经验模型（简单但不精确）、确定性模型、半确定性模型损耗：应用：理论做分析用；实测做覆盖用（确定基站覆盖范围）解决：分集、提高发射功率小尺度衰落：描述收发机短距离或短时间范围内的信号场强变化（瞬时变化）→多径引起幅度和相位均随机变化，表现为：时延扩展和时变；到达接收端的信号为多径信号，接收端合成多路不相关信号，导致接收信号产生衰落失真→多径衰落（小尺度衰落）影响因素：多径传播（时域扩展→码间干扰失真）移动台和环境物体的运动（导致多径→多普勒频移）特征参数：时延扩展（功率时延谱）与相干带宽（信号传输速率受到时延扩展的限制）多普勒扩展（多普勒频移多普勒功率谱→经典谱和高斯谱）与相干时间（信号传输速率、用户移动速度受到多普勒扩展的限制）分类：平坦衰落（带宽范围内有恒定增益和线性相位）频率选择性衰落→接收信号失真，引起ISI快衰落（基带信号带宽小于多普勒扩展）慢衰落（基带信号带宽远大于多普勒扩展）包络统计特性：瑞利分布（无直射径）莱斯分布（有直射径）解决（深衰落）：交织、分集；提高发射功率不可以注：中尺度衰落（阴影衰落：地形起伏、建筑物及其他障碍物的阻挡）→缓慢波动对数正态阴影模型（与均值和覆盖等级有关）特点：电平起伏相对缓慢衰落与地形、地物的分布和高度有关对信号造成的影响：大尺度：衰落中尺度：衰落失真小尺度：失真衰落距离跨越比较大的区域，同时受大尺度衰落和小尺度衰落的影响多径衰落在移动通信环境中，发射的电波经历了不同路径导致传播时间和相位均不相同接收信号的幅度在较短时间内急剧变化，产生了衰落多径环境下接收的信号：()32.4520lg()20lg()Ldfd(:)路径损耗指数，通常取2~4nrPdn2()0()()())(R()encjjftnNttnnrteutett快衰落反映了微观小范围内数十波长量级接收电平的均值变化而产生的损耗。其变化率比慢衰落快产生原因：多径效应、多普勒效应两类：频率选择性衰落、时间选择性衰落窄带系统：时延扩展可以忽略不计；宽带不行无线电波传播模型宏小区（半径较大的小区，天线高度一般超过周围建筑物屋顶的最高高度）→牺牲资源形成、扩展小区Okumura模型（G网可用4G不可用）、Hata模型、LEE宏小区模型、Durkin模型微小区（覆盖半径0.1-1km，发射天线的高度基本与周围建筑物高度一致）双折线模型（一条直射路径一条反射路径）、LEE微蜂窝模型、准三维模型（UTD）微微小区（覆盖半径10m-30m）对数距离路径损耗模型室内传播模型（覆盖范围更小，传播环境变化大）2、阴影衰落服从什么分布？在链路预算中，是否应该考虑阴影衰落，为什么？无线电波在传播路径上遇到障碍物的阻挡形成电波的阴影区，该阴影区信号场强较弱，当移动台处于阴影区时，会造成接收信号的场强中值的缓慢变化，造成阴影衰落（服从对数正态分布），阴影衰落会使信号衰落和失真，因此在链路预算中应该考虑。链路预算定义链路预算是指在满足业务质量需求的前提下所计算出的最大允许路径损耗。意义链路预算主要用于分析网络的覆盖，并可以通过调整上下行链路预算中的各种参数来达到上下行链路平衡，扩大网络的覆盖范围和提高网络的覆盖质量。链路预算方法最大允许路径损耗=发射机等向全向发射功率-接收机灵敏度+所有增益-所有损耗-所有余量接收机灵敏度=接收机背景噪声+终端接收所需的Eb/No处理增益+接收机噪声系数增益=终端天线增益+切换换增损耗=人体损耗+终端馈缆损耗+穿透损耗余量=干扰扰余+功控余量+阴影衰落余量3、采用什么技术对抗三种衰落？对信号造成的影响：大尺度：衰落中尺度：衰落失真小尺度：失真