【正文】 A：限制使用的鄰信道數(shù)。但它們相對直射波、反射波、繞射波都比較弱。 ? 通信系統(tǒng)中的非線性將進(jìn)一步加重信號(hào)強(qiáng)弱的不平衡性，甚至出現(xiàn)以強(qiáng)壓弱的現(xiàn)象，并使弱者即離基站較遠(yuǎn)的用戶產(chǎn)生掉話（通信中斷）現(xiàn)象，通常稱這一現(xiàn)象為遠(yuǎn)近效應(yīng)。 ? ? ? ? ? ? ? ?)()()()( tdKtdStdtdP ??? ? ?57 無線傳播模型 ? 大尺度衰落與小尺度衰落 58 大尺度的傳播損耗分析 ? 基本概念 ? 移動(dòng)通信信道是一個(gè)完全開放式的信道，其傳播損耗從宏觀的大范圍看，主要決定于傳播的環(huán)境與條件。 ? 對任意收發(fā)距離，平均大尺度路徑損耗可表示為： ? n：路徑損耗指數(shù)，表明路徑損耗隨距離增長的速率。這樣，利用高斯分布可以方便地分析陰影的隨機(jī)效應(yīng)。無線傳播和環(huán)境特征，諸如建筑物高度、街道寬度、地面類型等有關(guān)。 65 大尺度的傳播損耗分析 ? 傳播模式與環(huán)境小區(qū)的適用關(guān)系 ? 三種類型模式和三種小區(qū)類型之間有相互適應(yīng)的關(guān)系； ? 經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ胶桶霃津?yàn)?zāi)Ｊ竭m合于具有均勻特性的宏小區(qū)； ? 半徑驗(yàn)?zāi)Ｊ竭€適合于均勻的微小區(qū)，模式所考慮的參數(shù)能很好地表征整個(gè)環(huán)境； ? 確定性模式適合微小區(qū)和微微小區(qū)，不管它們的形狀如何； ? 確定性模式不適合對宏小區(qū)。除了選擇合適的環(huán)境類型外，還需要根據(jù)特殊地形對奧村方法得到的平均路徑損耗預(yù)測值進(jìn)行修正。 ? 適用頻段為 8002022 MHz ? 基站高度 hb： 450m ? 移動(dòng)臺(tái)高度 hm： 13m ? 基站移動(dòng)臺(tái)距離 d： ? 無線路徑上建筑物間距離 b： 2050m ? 街道寬度 w=b/2 ? 相對于街道的入射角??90? 76 WalfischIkegami(WIM)模式 ? 路徑損耗公式 ( )0b f r t s m s tb f r t s m sL d B L L L LL L L L? ? ? ?? ? ?或 ， 當(dāng) 時(shí)? Lf ：自由空間損耗 ? Lrts ：屋脊到街道的繞射、散射損耗 ? Lms ：多次屏蔽損耗 ? Lt ：樹葉、樹木引入的附加損耗 77 WalfischIkegami(WIM)模式 ? 自由空間損耗 3 2 . 4 2 0 l g 2 0 l gfcL d f? ? ?? w：街道寬度 (m)； ?hm= hr hm(m)； hr：建筑物高度；hm：移動(dòng)臺(tái)高度。 ? 小尺度衰落是由于同一傳輸信號(hào)沿兩個(gè)或多個(gè)路徑傳播，以微小的時(shí)間差到達(dá)接收機(jī)的信號(hào)相互干涉所引起的。 ? 決定多普勒頻移是正頻移或負(fù)頻移取決于移動(dòng)接收機(jī)是朝向還是背向基站運(yùn)動(dòng)。 ? 無線電波從源 S出發(fā)，在 X點(diǎn)與 Y點(diǎn)分別被移動(dòng)臺(tái)接收時(shí)所走的路徑差為 ?l =d cos? = v?t cos ? 。 89 三類主要快衰落 ? 頻率選擇性衰落 ? 頻率選擇性衰落是指不同頻段上衰落特性不一致的現(xiàn)象； ? 頻率選擇性衰落的現(xiàn)象、成因與機(jī)理如圖所示： f 1/L t t0+ ? t t 寬帶移動(dòng)信道 t0 f L/2 90 三類主要快衰落 ? 頻率選擇性衰落 ? 信號(hào)輸入 ? 頻域：白色等幅頻譜 ? 角度域：在 t0 時(shí)刻輸入一個(gè) ? 脈沖 ? 信道輸出 ? 頻域：衰落起伏的有色譜。 94 三類多徑干擾 第一類多徑干擾 第二類多徑干擾 第三類多徑干擾 95 空間角度、頻率、時(shí)間典型擴(kuò)散值 ? 第二代移動(dòng)通信中典型地理環(huán)境下，電波傳播空間角度、時(shí)間與頻率所產(chǎn)生的典型擴(kuò)散值如表所示： 地理環(huán)境 角度擴(kuò)散 時(shí)延擴(kuò)散 多譜勒頻率擴(kuò)散 室內(nèi) 360? ?s 5Hz 農(nóng)村 1 ? ?s 190Hz 都市 20 ? 5 ?s 120Hz 丘陵 30 ? 20 ?s 190Hz 小區(qū) 120 ? ?s 10Hz 96 ? 時(shí)間色散參數(shù) ? 多徑效應(yīng)在時(shí)域上將造成數(shù)字信號(hào)波形的展寬。 98 時(shí)間色散參數(shù) ? 多徑時(shí)延信號(hào)包絡(luò) ? 根據(jù)統(tǒng)計(jì)測試結(jié)果，移動(dòng)通信中接收機(jī)接收到多徑的時(shí)延信號(hào)包絡(luò)大致如圖所示： ? E(t)為歸一化的包絡(luò)特性曲線，它是以不同時(shí)延信號(hào)所構(gòu)成的時(shí)延譜； ? t 是相對時(shí)延值 , t = 0表示 E(t) 的前沿； ? E(t)的一階矩為平均多徑時(shí)延 ； ? E(t)的二階矩的平方根為多徑時(shí)延散布 ，常稱 rms作時(shí)延擴(kuò)展，用 表示。s) ? ????? ????? s?? ][ )0)(()2)(()1)(()5)(1(_????? ????? 22222_ 2][ )0)(()2)(()1)(()5)(1( s??????? s?? ? )( 2? 例子 ? 根據(jù)圖示的時(shí)延測量結(jié)果計(jì)算平均時(shí)延、和時(shí)延擴(kuò)展。即： ? Bw Bc ? 頻率選擇性信道 ? Bw Bc ? 非頻率選擇性信道 ? 采用擴(kuò)頻的碼分多址系統(tǒng)帶寬一般大于相干帶寬，這意味著在這種情況下信道是頻率選擇性的。 ? 如果信號(hào)的發(fā)射帶寬小于相干帶寬的話，則屬于平坦衰落信道。但是它們并未提供描述信道時(shí)變特性的信息。 ? 如果比特時(shí)間 Tb 大于相干時(shí)間 Tc ，或數(shù)據(jù)速率 1／ Tb 小于衰落速率 1／ Tc ，稱信道為快衰落信道。 ? 若時(shí)間相關(guān)函數(shù)定義為大于 ，相干時(shí)間近似為： ? 上式的定義相對比較嚴(yán)格。 因此， GSM必須要采用均衡器才能正常工作。 ? 相干帶寬與遲延擴(kuò)展成反比，遲延擴(kuò)展越小，相干帶寬越大； ? 如果信號(hào)的發(fā)射帶寬大于相干帶寬，信號(hào)將經(jīng)受頻率選擇性衰落，如圖示。在這種情況，不同頻率分量遇到不同的增益和相移。 0220()()t E t d tt E t d t????????????? ??????100 時(shí)間色散參數(shù) ? 室內(nèi)多徑時(shí)延信號(hào)包絡(luò)測試的示例 101 時(shí)間色散參數(shù) ? 時(shí)間色散參數(shù)的確定 ? 時(shí)間色散參數(shù)確定常常是通過在各個(gè)離散的相對時(shí)延點(diǎn)上測量接收的多徑時(shí)延功率的方法得到。 ? 接收的多徑信號(hào)可表示為 N個(gè)路徑的信號(hào)之和： ? ak是第 k條路徑的衰減系數(shù)； ? ?k (t)為第 k條路徑的相對時(shí)延。 93 三類主要快衰落 ? 實(shí)際移動(dòng)通信中三類選擇性衰落產(chǎn)生的條件 ? 在實(shí)際移動(dòng)通信中，三類選擇性衰落都存在，根據(jù)其產(chǎn)生的條件大致可以分為第一、二、三類多徑干擾。 ? 空間選擇性衰落，通常又稱為平坦瑞利衰落。 ? 小尺度信號(hào)的強(qiáng)度和短距傳輸后信號(hào)模糊的可能性與多徑信道的特定幅度、時(shí)延及傳輸信號(hào)的帶寬有關(guān)。 ? 多徑傳播常常延長信號(hào)基帶部分到達(dá)接收機(jī)所用的時(shí)間，由于碼間干擾引起信號(hào)模糊。 ? WIM模型要比 Hata模型更為精確，但也更復(fù)雜。 市區(qū)： 郊區(qū)： 農(nóng)村地區(qū)： o ) o ()( ???? cmcm fhfha? ?? ? M H zfhhaM H zfhhacmmcmm3 0 0 o )(3 0 0 o )(22??????，0?K? ? ?? cfK? ? o o 2 ??? cc ffK74 COST 231Hata模式 ? 概述 ? 歐洲科學(xué)技術(shù)研究會(huì)（ EUROCOST）組成 COST231工作組開發(fā) Hata模型對個(gè)人通信（ PCS）的擴(kuò)展，提出將 Hata模型擴(kuò)展至 2GHz頻段，通過對較高頻段的 Okumura 傳播曲線進(jìn)行分析，得到了所建議的公式 ，形成 COST 231Hata模式，適用頻段為 15002022 MHz 。形成一系列曲線圖表，這些曲線圖表顯示的是幾個(gè)頻率上的場強(qiáng)和距離的關(guān)系； ? 根據(jù)各種環(huán)境的要求得出開闊地和市區(qū)中場強(qiáng)對距離的依賴關(guān)系，市區(qū)中值場強(qiáng)對頻率的依賴關(guān)系，以及市區(qū)和郊區(qū)的差別，給出 郊區(qū)修正因子 的曲線，給出天線高度對信號(hào)強(qiáng)度相互關(guān)系的曲線并給出了各種地形的修正 。因此，可以根據(jù)傳播模式的應(yīng)用環(huán)境對它分類。 ? 在市區(qū)、山區(qū)環(huán)境情況中，確定性的無線傳播預(yù)測是一種極其復(fù)雜的電磁問題。這種現(xiàn)象叫對數(shù)正態(tài)陰影。 ? 通常在工程上大多采用一些經(jīng)驗(yàn)公式與模型，這對于工程技術(shù)人員而言已基本上能滿足工程上的估算要求。根據(jù)前面分析可知，傳播的總損耗分別由大尺度范圍（千米量級(jí)）的路徑損耗、中尺度（數(shù)百波長量級(jí)）陰影效應(yīng)和小尺度范圍（數(shù)十波長以下量級(jí)）的快衰落共同決定的。 ? 光線的波長較短，陰影可見，電磁波波長較長，陰影不可見，但接收機(jī)可以感覺出來。 52 移動(dòng)信道的特點(diǎn) ? 移動(dòng)通信信道中的電磁波傳播 ? 直射波 ? 在視距覆蓋區(qū)內(nèi)無遮擋的傳播，是超短波、微波的主要傳輸方式，經(jīng)直射波傳播的信號(hào)最強(qiáng)； ? 反射波 ? 從不同建筑物或其他反射體反射后到達(dá)接收點(diǎn)的傳播信號(hào)，其信號(hào)強(qiáng)度較直射波弱； ? 繞射波 ? 從較大的建筑物與山丘繞射后到達(dá)接收點(diǎn)的傳播信號(hào)。 ? IS54標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 30KHz信道傳輸 48kbit/s，頻帶效率為 bit/Hz； ? GSM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 200KHz信道傳輸 270 kbit/s，頻帶效率為 bit/Hz。 多址接入方式 42 ? CDMA ? CDMA與 FDMA、 TDMA劃分的形式不同， FDMA與 TDMA屬于一維（頻域或時(shí)域）劃分， CDMA屬于二維（時(shí)、頻域）劃分。 多址接入方式 F1 F2 ?F1 ?F2 Fn … ?Fn f 39 ? TDMA ? 在移動(dòng)通信中，最典型的時(shí)分多址方式有北美 DAMPS與歐洲和我國GSM900， DCS1800及日本的 PDC。通常是在基帶和中頻上實(shí)現(xiàn)的，而多址劃分是區(qū)分不同的用戶地址，通常需要利用射頻頻段輻射的電磁波來尋找動(dòng)態(tài)的用戶地址。 3G的數(shù)據(jù)能力也在不斷提高， 3G增強(qiáng)型如 HSPA，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn) 10Mbit/s的接入速率。 ? WiMAX移動(dòng)應(yīng)用模式和 WLAN、 3G一樣能夠通過 PCMCIA卡和 PDA等向個(gè)人用戶提供無線數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù)，而在覆蓋范圍、速率、移動(dòng)性支持及終端成本方面各不相同，因此運(yùn)營商需要考慮它們之間的協(xié)同工作，以滿足用戶的多樣化需求。 26 WiMAX 應(yīng)用模式 ? 固定接入應(yīng)用模式 ? 固定接入業(yè)務(wù)是 WiMAX基于 。 ；WiMAX論壇是 。 ? 采用 OFDM和 MIMO作為其無線網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的唯一標(biāo)準(zhǔn) 。它完成信令、交換和傳輸功能。 ? 各種個(gè)人移動(dòng)通信系統(tǒng)有其不同的標(biāo)準(zhǔn)。 ? 用戶向通信網(wǎng)輸入被叫個(gè)人通信號(hào)碼，網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行選路把呼叫路由到被叫端入口基站。呼叫只達(dá)到電話機(jī)而不達(dá)到個(gè)人。根據(jù)空中接口的工作范圍大小，構(gòu)成了所謂大區(qū)制、小區(qū)制和微小區(qū)制，在室內(nèi)還構(gòu)成立體的微區(qū)制?？罩薪涌谟蓛刹糠謽?gòu)成，它的固定部分一般稱為基站，構(gòu)成通信網(wǎng)的入口，它的移動(dòng)部分一般稱為手機(jī)，由用戶個(gè)人攜帶使用。 ? 兩個(gè)概念 – 狹義的個(gè)人通信：指數(shù)字無繩電話，如 PHS， DECT； – 廣義的個(gè)人通信：指各種無線接入的通信業(yè)務(wù)。 ? 采用不同的復(fù)用方式。 – 當(dāng)用戶從一個(gè)通信網(wǎng)入口轉(zhuǎn)移到另一個(gè)入口時(shí)，通信網(wǎng)必須自動(dòng)登記這個(gè)變化，并修改其數(shù)據(jù)庫以便呼叫時(shí)能進(jìn)行確認(rèn)或跟蹤呼叫。在接收電話時(shí)也一樣，不管用戶在那里都可以通過個(gè)人通信號(hào)碼呼叫他。 ? 雙方用戶可以通信。 ? 層間的信息溝通依靠數(shù)據(jù)網(wǎng)或信令網(wǎng)。 個(gè)人通信網(wǎng)結(jié)構(gòu) 13 ? 移動(dòng)通信系統(tǒng) ? 第一代移動(dòng)通信系統(tǒng) (AMPS,TACS) ? 第二代移動(dòng)通信系統(tǒng) (GSM,IS95 CDMA) ? 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng) (WCDMA,cdma2022,TDSCDMA) ? LTE, LTEAdvance ? 數(shù)字無繩電話系統(tǒng) ? PHS,DECT,CT1,CT2 ? 寬帶無線接入系統(tǒng) ? 電子電氣工程師協(xié)會(huì)（ IEEE）的 （無線個(gè)域網(wǎng)， WPAN）、 （無線局域網(wǎng)， WLAN）、 （無線固定接入，F(xiàn)WA）和 （寬帶無線接入， WBMA） 。 ? WLAN的推廣和認(rèn)證工作主要由產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織 WiFi（ Wireless Fidelity，無線保真）聯(lián)盟完成，所以 WLAN技術(shù)常稱之為 WiFi。使用的頻段較高，僅能應(yīng)用于視距范圍內(nèi)。終端設(shè)備可以選擇連接到信號(hào)最好的中心站。 ? 3G是完整的移動(dòng)系統(tǒng)，空中接口、核心網(wǎng)和業(yè)務(wù)規(guī)范等都已經(jīng)完成了標(biāo)準(zhǔn)化工作。 ? Flarion科技公司 (由朗訊貝爾實(shí)驗(yàn)室分拆而出 )率先開發(fā)出了基于 FLASH(Fast Lowlatency Access with Seamless Handoff)OFDM技術(shù)的 WBMA系統(tǒng) .。 ? 主要技術(shù)特點(diǎn) ? 每個(gè)信道傳送一路電話，帶寬較窄。因?yàn)?GSM碼元周