【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 1,1。1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1。1,1, 1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1 。1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1, 1,1,1,1。1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1 顯然 :?n=1128 x1(n)*x2(n) = 0 [X1與 X2正交 ] (在一個(gè)信息碼或數(shù)據(jù)碼寬度內(nèi)的積分為零 ) 41 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 用維數(shù)為 16*8=128的 8個(gè)數(shù)組 [x1至 x8]分別表示 8個(gè)用戶的擴(kuò)頻碼數(shù)字基帶信號(hào) 。 用計(jì)算機(jī)語言中的畫線語句畫出擴(kuò)頻碼數(shù)字基帶信號(hào)的波形圖 。采用數(shù)字積分 (相乘后求和 )的方法驗(yàn)證 8個(gè)用戶擴(kuò)頻碼之間的正交性 . b) 用戶信息碼 假設(shè) 8個(gè)用戶要傳輸?shù)男畔⒋a分別為 : 00000000,01010101,10101010,11111111, 00001111,11110000,00110011,11001100 每個(gè)碼元比特的時(shí)間寬度 [8/(*106)]秒 計(jì)算機(jī)仿真處理的采樣間隔 :[1/(16**106)]秒 用維數(shù)為 16*8*8=1024的 8個(gè)數(shù)組分別表示 8個(gè)用戶的信息碼數(shù)字基帶信號(hào) 。 [在數(shù)字基帶信號(hào)中 ,1:正電平 ,0:負(fù)電平 ] 42 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 用計(jì)算機(jī)語言中的畫線語句畫出信息碼數(shù)字基帶信號(hào)的波形圖 。 c) 正態(tài)分布隨機(jī)數(shù) (信道噪聲 )的產(chǎn)生 運(yùn)用計(jì)算機(jī)語言的 [0,1]區(qū)間均勻分布隨機(jī)數(shù)函數(shù)[VB為 RND]產(chǎn)生 2048個(gè)隨機(jī)數(shù) ,并存儲(chǔ)到一個(gè)數(shù)組中 {A(n)|n=1,2,… ,2048} 運(yùn)用下面的運(yùn)算產(chǎn)生 1024個(gè) 正態(tài)分布的隨機(jī)數(shù) ,并用數(shù)組 B存儲(chǔ) B(n)=*{2ln[A(n)]}1/2*cos[2?A(n+1024)] n=1,2,… ,1024 VB程序舉例： For n=1 to 2048 A(n)=RND(n) next 43 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 其中 , (噪聲幅度 ) d) 帶有信道噪聲的接收端合成數(shù)字基帶信號(hào)仿真 運(yùn)用 b)中的每個(gè)用戶的信息碼數(shù)字基帶信號(hào) (1024個(gè)數(shù)據(jù) )與 a)中的相應(yīng)用戶的擴(kuò)頻碼數(shù)字基帶信號(hào) (128個(gè)數(shù)據(jù)周期重復(fù) 8次 ,得到 1024個(gè)數(shù)據(jù) )直接相乘 ,得到每個(gè)用戶的擴(kuò)頻信號(hào) 將 8個(gè)用戶的擴(kuò)頻后的數(shù)字基帶信號(hào)相加 ,再與 c)中得到的信道噪聲相加 ,得到含噪的 \合成的擴(kuò)頻數(shù)字基帶信號(hào) ,用 1024維的數(shù)組 s‘(n)表示 用計(jì)算機(jī)語言中的連線語句畫出含噪合成擴(kuò)頻數(shù)字基帶信號(hào)的波形圖 對(duì)每個(gè)信息碼采用相同的擴(kuò)頻碼進(jìn)行擴(kuò)頻 44 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 e) 解擴(kuò)過程的仿真 分別運(yùn)用 a)中得到的每個(gè)用戶的地址碼數(shù)字基帶信號(hào) (重復(fù) 8次，得到 1024點(diǎn)數(shù)據(jù) )與 d)中得到的合成的 \含噪的擴(kuò)頻碼數(shù)字基帶信號(hào) s?(n)相乘 ,得到 8組 1024點(diǎn)數(shù)據(jù) (每個(gè)用戶 1組 ) 將每組數(shù)據(jù)按時(shí)間長(zhǎng)度 ?進(jìn)行積分 ,即按順序 128點(diǎn)為 1個(gè)小組進(jìn)行累加 ,每個(gè)用戶 1024點(diǎn)得到 8個(gè)累加結(jié)果 記錄各累加值； 解碼 :如果累加結(jié)果為大于某個(gè)門限的正值 ,則判斷信息碼為1,為小于某個(gè)門限的負(fù)值 ,則判斷信息碼為 0。尋找合適的門限 。并觀察門限高低與誤碼率的關(guān)系 . 觀察能否正確恢復(fù)每個(gè)用戶的信息碼 。 逐步增大噪聲的方差 ,重復(fù)步驟 d)、 e),觀察噪聲的方差大到什么值時(shí) ,開始出現(xiàn)誤碼 . 45 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 按調(diào)制方式的不同， CDMA可分為： a)直接序列擴(kuò)頻 (DSCDMA) 高速偽隨機(jī)碼序列 (擴(kuò)頻碼 )與低速信息碼序列先相乘得到擴(kuò)頻信號(hào) (參見前頁的圖 )，利用擴(kuò)頻信號(hào)對(duì)頻率不變的載波信號(hào)(本振信號(hào) )進(jìn)行相位調(diào)制。 (每個(gè)碼片對(duì)應(yīng)的正弦脈沖頻率相同，但相位不同 ) b)跳頻擴(kuò)頻 (FHCDMA) 用高速偽隨機(jī)碼按照一定的算法控制本征信號(hào)的頻率變化順序，頻率變化的速度與偽隨機(jī)碼的碼速一致，頻率在多個(gè)可用的頻率范圍內(nèi)隨機(jī)變化，產(chǎn)生一個(gè)頻率高速變化的本振信號(hào)；再用低速信息碼序列調(diào)制本振信號(hào)的相位。接收端在同步的情況下按相同的頻率次序?qū)π盘?hào)進(jìn)行接收、解調(diào)、積分、判決，得到信息碼序列。 (每個(gè)碼片對(duì)應(yīng)的正弦脈沖頻率、相位都不一定相同 ) 接收處理過程 ? 46 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 (1)在任何一個(gè)擴(kuò)頻碼字長(zhǎng)度內(nèi)，不同用戶使用不同的頻率變化順序； (2)即使偶爾在某個(gè)碼片中使用了相同的頻率，產(chǎn)生的干擾對(duì)擴(kuò)頻碼字長(zhǎng)度內(nèi)的積分值的影響也不會(huì)太大。 47 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 跳頻系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn) (1)能保證頻譜利用效率 舉例 : 8個(gè)頻點(diǎn) 直接序列擴(kuò)頻 : 正交或準(zhǔn)正交碼組數(shù) M, 8*M個(gè)用戶 跳頻擴(kuò)頻 : K=8*8*8*8*8*8*8 種跳頻順序 其中半數(shù)位置以上的頻點(diǎn)不同的順序 L (半數(shù)以上子碼頻率不同 ,對(duì)積分值的極性不會(huì)產(chǎn)生顯著影響 ,用戶之間不會(huì)有嚴(yán)重的干擾 ) 一般來說， L 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過 8*M 48 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 跳頻系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn) (2)抗多徑衰落 什么是多徑效應(yīng) ? 什么是衰落 ? 多徑效應(yīng)的位置選擇性與頻率選擇性 ? 某個(gè)位置在一個(gè)信息碼內(nèi)只有一個(gè)頻點(diǎn) (子碼寬度 )受衰落影響時(shí) ,對(duì)整個(gè)信息碼寬度 (遠(yuǎn)大于子碼寬度 )的積分 (分集 )值的極性沒有影響 ,不會(huì)導(dǎo)致誤碼 . (3)抗干擾能力 頻率固定時(shí) ,容易被偵測(cè) 。 受到其他同頻信號(hào)的干擾 49 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 舉例 : 設(shè)信息碼寬度為 ?,用戶擴(kuò)頻碼長(zhǎng)度為 N,碼片寬度 ?/N。某個(gè)用戶跳頻圖案 {fn|n=1,2,… ,N},則經(jīng)過調(diào)制的擴(kuò)頻信號(hào)為 s(t) = Acos[2?f0t+?] 0?t ?/N Acos[2?f1t+?] ?/N ?t 2?/N Acos[2?f2t+?] 2?/N ?t 3?/N … Acos[2?fNt+?] (N1)?/N ?t ? 用該用戶的跳頻序列進(jìn)行相干解調(diào) ,解調(diào)后的信號(hào)為 Bcos(?) (0 ?t ? )。在一個(gè)信息碼寬度內(nèi)積分 ,若積分值大于某個(gè)正的門限 ,判斷信息碼為 0,小于某個(gè)負(fù)的門限 ,判斷為 號(hào)對(duì)解調(diào)信號(hào)所產(chǎn)生的干擾只在少數(shù)子碼 (頻率相同的子碼 )寬度內(nèi)為非零 ,對(duì)積分值有些微影響 ,不會(huì)導(dǎo)致積分值超出門限 . 若信息碼為 0,則 ?=0,否則?= ? 50 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 (8)按組網(wǎng)方式可以分為： a)大區(qū)制移動(dòng)通信 b)蜂窩移動(dòng)通信 (小區(qū)制移動(dòng)通信 ) c)衛(wèi)星移動(dòng)通信 d)無繩電話 (微蜂窩移動(dòng)通信 ) e)分組無線網(wǎng) 大區(qū)制移動(dòng)通信 ：在移動(dòng)通信服務(wù)區(qū)內(nèi) ,只有一個(gè)基站 ,基站的天線高度比較高 (幾十至百余米 ),發(fā)射功率較高 (可達(dá) 200W),基站的覆蓋范圍比較寬 (半徑為幾十公里)。用戶數(shù)為幾十至幾百 [頻率復(fù)用難 ]。 大區(qū)制移動(dòng)通信主要用于行業(yè)或集團(tuán) (用戶少但分散)的專用調(diào)度通信，一般又稱為 集群移動(dòng)通信 51 2020/10/5 最早的集團(tuán) (單位 )移動(dòng)通信 * 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 (1)由若干使用同一頻率的移動(dòng)臺(tái)組成，其中一個(gè)為調(diào)度臺(tái)，采用單工工作方式。 (2)無基站，服務(wù)范圍較窄。 (3)調(diào)度臺(tái)以廣播方式向所有移動(dòng)臺(tái)發(fā)話；在調(diào)度臺(tái)允許情況下，某個(gè)移動(dòng)臺(tái)可以用廣播方式發(fā)話；同時(shí)只能一個(gè)移動(dòng)臺(tái)發(fā)話。 (4)調(diào)度臺(tái)可以選擇通呼、組呼與單呼 (通過地址碼控制移動(dòng)臺(tái)的接收電路的開啟 ) (5)不允許移動(dòng)臺(tái)任意呼叫調(diào)度臺(tái)與其他移動(dòng)臺(tái)。 (6)所有移動(dòng)臺(tái)始終在頻段上守侯和占用頻道 52 2020/10/5 集群的由來及概念 * 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 (1)日益緊張的頻率資源無法支撐每個(gè)單位建立自己的專用移動(dòng)通信網(wǎng) (每個(gè)單位要分配一個(gè)頻段 ) (2)將一個(gè)頻段固定分配給一個(gè)單位 ,利用率不一定高 (3)集群 :將多個(gè)頻道集中起來 ,統(tǒng)一建網(wǎng)與管理 ,改進(jìn)頻道共用方式 (只有按下 PTT才占用頻道 ),動(dòng)態(tài)地分配給不同用戶使用 ,以容納更多的用戶 , 53 2020/10/5 大區(qū)制集群移動(dòng)通信 * 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 (1)由基站以及若干移動(dòng)臺(tái)組成，具有多個(gè)頻道，采用半雙工工作方式。 (2)通過基站動(dòng)態(tài)管理與分配通信信道；按優(yōu)先等級(jí)動(dòng)態(tài)管理網(wǎng)內(nèi)的各種通話行為；支持個(gè)別呼叫、組呼與廣播呼叫；支持移動(dòng)臺(tái)與移動(dòng)臺(tái)的呼叫。 (3)支持多路通話同時(shí)進(jìn)行 (同時(shí)多人發(fā)話 )。 區(qū)別于采用蜂窩制的小區(qū)制移動(dòng)通信 54 2020/10/5 集群移動(dòng)通信的控制方式 * 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 (適用于大中容量的單、多基站通信網(wǎng) ) 在系統(tǒng)控制中心完成控制管理功能 (適用于中小容量通信網(wǎng) ) 無系統(tǒng)控制中心，控制功能分布到每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器上的邏輯控制單元實(shí)現(xiàn)。 55 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 系統(tǒng)管理 終端 電話互聯(lián)器 系統(tǒng)控制中心 有線調(diào)度臺(tái) PSTN PABX 轉(zhuǎn)發(fā)器 1 轉(zhuǎn)發(fā)器 2 。 轉(zhuǎn)發(fā)器 M 天線共用設(shè)備 基站 移動(dòng)臺(tái) 1 移動(dòng)臺(tái) N 。 無線調(diào)度臺(tái) 公共交換 電話網(wǎng) 用戶小交換機(jī) 集群移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 1:集中控制方式 ,有專門的控制信令頻道 56 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 舉例 *：移動(dòng)臺(tái) 1與移動(dòng)臺(tái) 2通話 (異頻單工、頻率互補(bǔ) ) (1)控制中心在呼叫控制頻道中獲知移動(dòng)臺(tái) 1通話需求 (按下 PTT，在控制頻道上發(fā)出呼叫請(qǐng)求 )，搜索空閑的業(yè)務(wù)頻道 (2)將通話分配到某個(gè)空閑的信道 m(轉(zhuǎn)發(fā)器 m)，該轉(zhuǎn)發(fā)器收、發(fā)信機(jī)工作頻率分別為 f1,f2。安排移動(dòng)臺(tái) 1用頻率 f1發(fā)送，移動(dòng)臺(tái) 2用頻率 f2接收；將通過天線接收到的移動(dòng)臺(tái) 1的信號(hào)轉(zhuǎn)換為 f2,通過天線發(fā)送到移動(dòng)臺(tái) 2。 (3)移動(dòng)臺(tái) 1發(fā)話完畢，松開 PTT，移動(dòng)臺(tái) 2按下 PTT，用頻率 f1發(fā)送信息，移動(dòng)臺(tái) 2用頻率 f2接收信息。 (4)轉(zhuǎn)發(fā)過程直至通話結(jié)束。 57 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 集群移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 2:分布控制方式 ,采用隨路信令 58 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 集群移動(dòng)通信系統(tǒng)的基本設(shè)備如下 * ： 轉(zhuǎn)發(fā)器 : 它由收、 發(fā)信機(jī)和電源組成。 每個(gè)頻道均配一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器。 對(duì)于分布式控制的集群系統(tǒng)， 每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器均有一個(gè)邏 輯控制單元。 天線共用設(shè)備 : 它包括天線、 饋線和共用器 (如收發(fā)天線共用 器、 基站的發(fā)射合路器和接收耦合器 )。 系統(tǒng)控制中心 (系統(tǒng)控制器 ): 分布式控制系統(tǒng)雖無集中控制中 心， 但在聯(lián)網(wǎng)時(shí)， 可通過無線網(wǎng)絡(luò)控制終端。 調(diào)度臺(tái) : 分為無線調(diào)度臺(tái)和有線調(diào)度臺(tái)。無線調(diào)度臺(tái)由收發(fā)信 機(jī)、 控制單元、 操作臺(tái)、 天線和電源等組成。有線 調(diào)度臺(tái)可以是簡(jiǎn)單的電話機(jī)或帶顯示的操作臺(tái)。 移動(dòng)臺(tái) : 移動(dòng)臺(tái)有車載臺(tái)和手機(jī)。 它們均由收發(fā)信機(jī)、 控制 單元、 天線和電源