現(xiàn)代通信技術(shù)課件第10章--無線通信技術(shù)(編輯修改稿)
2024-09-11 22:46 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 必須用地址碼對發(fā)射信號進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制 ， 并使發(fā)送的已調(diào)波頻譜極大地展寬 (幾百倍 )， 功率譜密度降低 。 ? (3) 在碼分多址系統(tǒng)的接收端 ， 必須具有與發(fā)送端完全一致的本地地址碼 。 調(diào)制 混頻 混頻 解調(diào) 判決ak地址碼WkPN 碼 fcfofofc 地址碼WmPN 碼am DSCDMA系統(tǒng)原理框圖 圖 310 DSCDMA系統(tǒng)各點(diǎn)波形圖 圖 311 擴(kuò)頻過程中的頻譜變換圖 fcfc＋ Rcfc－ Rc f功 率譜 密度功 率譜 密度f功 率譜 密度f功 率譜 密度f功 率譜 密度ffcfc－ Rcfc＋ Rcfcfcfc干 擾信 號發(fā) 送信 號噪聲有 用信 號干 擾信 號噪聲( a ) 信 息調(diào) 制器 輸出 信號 功率 譜( b ) 發(fā) 送的 擴(kuò)頻 信號 功率 譜( c ) 接 收信 號功 率譜( d ) 解 擴(kuò)后 的信 號功 率譜( e ) 窄 帶中 頻濾 波器 輸出 信號 功率 譜? 直擴(kuò)碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)： ? (1) 具有抗干擾和抗多徑衰落的能力。 ? (2) 系統(tǒng)容量大。 ? (3) 可與窄帶系統(tǒng)共存。 ? (4) 軟切換功能。 ? (5) 軟容量。 ? (6) 保密性好 、 設(shè)備簡單 、 電池使用壽命長等 。 ? (7) 存在多址干擾和遠(yuǎn)近效應(yīng)。 5. SDMA技術(shù) ? 空分多址（ SDMA）技術(shù)的原理是利用用戶的地理位置不同，在與用戶通信過程中采用天線的波束成形技術(shù)，使不同的波束方向?qū)?zhǔn)不同的用戶，達(dá)到多用戶共享頻率資源、時(shí)間資源和碼資源。 6. 隨機(jī)接入多址技術(shù) ? 很多無線數(shù)據(jù)接入 采用隨機(jī)連接多址 方式。 7. 雙工技術(shù) 對無線接入而言，實(shí)現(xiàn)雙向通信的方式主要有兩種：頻分雙工（ FDD）和時(shí)分雙工（ TDD）。 陸地移動(dòng)通信系統(tǒng) ? 概述 所謂陸地移動(dòng)通信系指通信雙方或至少有一方是在運(yùn)動(dòng)中通過陸地通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交換的通信系統(tǒng)。 1. 陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)的分類 ? 陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)分為： ? 蜂窩公用陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)； ? 集群調(diào)度移動(dòng)通信系統(tǒng) ? 無繩電話系統(tǒng)； ? 無線尋呼系統(tǒng)等。 2. 陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成 ? 任何移動(dòng)通信系統(tǒng)都可以由移動(dòng) 終端（也稱為移動(dòng)臺(tái)）、基地站 和網(wǎng)絡(luò)組成。移動(dòng)終端可以在任何移動(dòng)通信系統(tǒng)覆蓋的地方，通 過基地站接入到網(wǎng)絡(luò)。此網(wǎng)絡(luò)可以與其他網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互連。 3. 陸地移動(dòng)通信的特點(diǎn) 1. 由于至少有一方處于移動(dòng)狀態(tài)，因此必須利用無線電波進(jìn)行信息傳輸； 2. 用于陸地移動(dòng)通信的頻譜資源有限； 3. 網(wǎng)絡(luò)要支持用戶的移動(dòng)性，因此會(huì)使用戶和網(wǎng)絡(luò)管理復(fù)雜度提高； 4. 用戶終端已成為個(gè)人消費(fèi)品，因此對價(jià)格、質(zhì)量、維護(hù)和管理等各方面提出了要求。 4. 陸地移動(dòng)通信技術(shù) 1. 無線鏈路級技術(shù) ：包括保證信息在移動(dòng)過程中可靠傳輸?shù)母鞣N技術(shù)和支持多用戶同時(shí)接入的多址技術(shù)； 2. 系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)級技術(shù) ：包括無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋技術(shù)、各種無線資源管理技術(shù)、移動(dòng)性管理、安全管理和支持網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)互連的各種協(xié)議。 5. 陸地移動(dòng)通信業(yè)務(wù) 1. 基本業(yè)務(wù)是話音業(yè)務(wù)； 2. 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)也得到飛速發(fā)展。 ? 蜂窩的概念 ? 大區(qū)制通信：整個(gè)覆蓋區(qū)域用一個(gè)發(fā)射機(jī)。 ? 蜂窩 的概念：使用低功率的發(fā)射機(jī)服務(wù)于小的區(qū)域。一個(gè)城市劃分為幾個(gè)甚至幾十個(gè)小的區(qū)域，稱為小區(qū)“ Cell”。每個(gè)小區(qū)有一個(gè)發(fā)射機(jī)。 ? 通過把覆蓋區(qū)劃分為小區(qū)，使得在不同的小區(qū)內(nèi)可以再使用相同的頻率。 ? 為了降低小區(qū)間的干擾，相臨小區(qū)使用不同頻率。 ? 為了提高頻譜效率，用空間劃分的方法，在不同的空間進(jìn)行頻率再用，即若干個(gè)小區(qū)組成一個(gè)區(qū)群（ Cluster）。 ? 區(qū)群內(nèi)的每個(gè)小區(qū)占用不同的頻率，另一區(qū)群可重復(fù)使用相同的頻帶。 4小區(qū)構(gòu)成的區(qū)群 7小區(qū)構(gòu)成的區(qū)群 ? 將一個(gè)移動(dòng)通信服務(wù)區(qū)劃分成許多小區(qū)(Cell)， 每個(gè)小區(qū)設(shè)立基站 ， 與用戶移動(dòng)臺(tái)之間建立通信 ， 小區(qū)的覆蓋半徑較小 ， 可從幾百米至幾十千米 。 如果基站采用全向天線 ， 覆蓋區(qū)實(shí)際上是一個(gè)圓 ， 但從理論上說 ， 圓形小區(qū)鄰接會(huì)出現(xiàn)多重覆蓋或無覆蓋 ， 有效覆蓋整個(gè)平面區(qū)域的實(shí)際上是圓的內(nèi)接規(guī)則多邊形 ， 這樣的規(guī)則多邊形有正三角形 、 正方形 、 正六邊形三種 . 小區(qū)的形狀 (a) 正三角形； (b) 正方形； (c) 正六邊形 ( a ) ( b ) ( c )? 構(gòu)成單元無線區(qū)群的基本條件是： ① 區(qū)群之間彼此鄰接且無空隙無重疊地覆蓋整個(gè)面積； ② 相鄰單元中 ， 同信道小區(qū)之間距離保持相等 ， 且為最大 。 滿足上述條件的區(qū)群形狀和區(qū)群內(nèi)的小區(qū)數(shù)不是任意的 。 可以證明 ， 區(qū)群內(nèi)的小區(qū)數(shù) N應(yīng)滿足下式： ? N=a2+ab+b2 ? 式中 ， a和 b分別是相鄰?fù)l小區(qū)之間的二維距離 ， 如圖所示 。 a， b為不能同時(shí)取 0的正整數(shù) 。 由上式的計(jì)算可得到 N為不同值時(shí)的正六邊形蜂窩的區(qū)群結(jié)構(gòu)如圖所示 。 蜂窩小區(qū)覆蓋 AAAAAAA 正六邊形區(qū)群的構(gòu)成 N ＝ 3 j ＝ 1i ＝ 1N ＝ 4 j ＝ 2i ＝ 0N ＝ 7 j ＝ 2i ＝ 1N ＝ 9 j ＝ 3i ＝ 0N ＝ 1 2 j ＝ 2i ＝ 2N ＝ 1 3 j ＝ 3i ＝ 1N ＝ 1 6 j ＝ 4i ＝ 0N ＝ 1 9 j ＝ 3i ＝ 2N ＝ 2 1 j ＝ 4i ＝ 1? 確定相鄰區(qū)群同頻小區(qū)的方法是： 自某一小區(qū) A出發(fā) ， 先沿邊的垂線方向跨 a個(gè)小區(qū) ， 再按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn) 60176。 ， 然后再跨 b個(gè)小區(qū) ， 這樣就可找出同頻小區(qū) A。 在正六邊形的六個(gè)方向上 ， 可以找到 6個(gè)相鄰的同頻小區(qū) ， 如圖所示 。 區(qū)群間同頻復(fù)用距離可由下式計(jì)算： 03 NrD ?式中， N為區(qū)群內(nèi)的小區(qū)數(shù)， r0為小區(qū)的輻射半徑。 用戶分布密度不等時(shí)基站覆蓋區(qū)的劃分 101010101010101010101010101010101010101025252525252525151515151515151515151515555555555555 555555555555555555555551( 單位面積 )4( 單位面積 )1 6 ( 單位面積 )105551055510551051. 蜂窩的類型 ? 根據(jù)小區(qū)覆蓋的大小，蜂窩大體可分成巨區(qū)、宏區(qū)、微區(qū)及微微區(qū)。 2. 蜂窩系統(tǒng)中 同頻干擾 ? 頻率再用意味著在一定的覆蓋區(qū)域內(nèi)，存在著許
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