現(xiàn)代通信技術(shù)課件第10章--無線通信技術(shù)-在線瀏覽
2024-09-25 22:46本頁面
【正文】 、聲納及軍用通信領(lǐng)域。由于智能天線能顯著提高系統(tǒng)的性能和容量，并增加了天線系統(tǒng)的靈活性，未來幾乎所有先進(jìn)的移動通信系統(tǒng)都將采用該技術(shù)。多波束天線利用多個并行波束覆蓋整個用戶區(qū)，每個波束的指向是固定的，波束寬度也隨天線元數(shù)目而確定。因?yàn)橛脩粜盘柌⒉灰欢ㄔ诓ㄊ行模?dāng)用戶位于波束邊緣及干擾信號位于波束中央時，接收效果最差，所以多波束天線不能實(shí)現(xiàn)信號最佳接收，一般只用作接收天線。自適應(yīng)天線陣列一般采用 4～16天線陣元結(jié)構(gòu)，陣元間距為半個波長。自適應(yīng)天線陣列是智能天線的主要類型，可以完成用戶信號接收和發(fā)送。 ? 簡要地介紹一下智能天線如何克服無線通信中的時延擴(kuò)展和多徑衰落來提高系統(tǒng)的性能和容量。如果定義“天線增益”為在一定輸出信噪比的情況下所需要輸入信號功率的降低，“分集增益”為在有衰落的情況下給定誤碼率所需要輸入信噪比的降低，那么一般來說， M元的天線陣列可以提供 M倍的天線增益加上一個分集增益，具體提高的值決定于天線陣元間的相關(guān)性。 ? 一個信道只容納一個用戶進(jìn)行通話，許多同時通話的用戶，可以共享無線媒體。 ? 在無線通信環(huán)境的電波覆蓋區(qū)內(nèi)，如何建立用戶之間的無線信道的連接，是多址接入方式的問題。 ? 多址接入方式的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是信號的正交分割原理。 2. FDMA技術(shù) (頻分多址 ) ? 頻分多址是以頻率來區(qū)分信道的 。 該方式有如下特點(diǎn)： ? (1) 每路一個載頻 ? (2) 連續(xù)傳輸 。 ? (4) FDMA系統(tǒng)需要周密的頻率計(jì)劃， 頻率分配工作復(fù)雜。 ? (TDMA) ? 時分多址是以時隙 (時間間隔 )來區(qū)分信道的 。 在時分多址方式中 ， 分配給各移動臺的是一個特定的時隙 。 ? 為了實(shí)現(xiàn)雙工通信，正向傳輸和反向傳輸各使用一個頻率，即通常所謂的頻分雙工。 ? 碼分多址系統(tǒng)為每個用戶分配了各自特定的地址碼，利用公共信道來傳輸信息。 ? 碼分多址 (CDMA) ? 碼分多址是基于碼型分割信道 。 ? CDMA的特征是代表各信源信息的發(fā)射信號在結(jié)構(gòu)上各不相同 ， 并且其地址碼相互間具有正交性 ， 以區(qū)別地址 。 ? (2) 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 。 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。 ? (3) 可與窄帶系統(tǒng)共存。 ? (5) 軟容量。 ? (7) 存在多址干擾和遠(yuǎn)近效應(yīng)。 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。 陸地移動通信系統(tǒng) ? 概述 所謂陸地移動通信系指通信雙方或至少有一方是在運(yùn)動中通過陸地通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交換的通信系統(tǒng)。 2. 陸地移動通信系統(tǒng)的組成 ? 任何移動通信系統(tǒng)都可以由移動 終端（也稱為移動臺）、基地站 和網(wǎng)絡(luò)組成。此網(wǎng)絡(luò)可以與其他網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互連。 4. 陸地移動通信技術(shù) 1. 無線鏈路級技術(shù) ：包括保證信息在移動過程中可靠傳輸?shù)母鞣N技術(shù)和支持多用戶同時接入的多址技術(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。 ? 蜂窩的概念 ? 大區(qū)制通信：整個覆蓋區(qū)域用一個發(fā)射機(jī)。一個城市劃分為幾個甚至幾十個小的區(qū)域，稱為小區(qū)“ Cell”。 ? 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，即若干個小區(qū)組成一個區(qū)群（ Cluster）。 4小區(qū)構(gòu)成的區(qū)群 7小區(qū)構(gòu)成的區(qū)群 ? 將一個移動通信服務(wù)區(qū)劃分成許多小區(qū)(Cell)， 每個小區(qū)設(shè)立基站 ， 與用戶移動臺之間建立通信 ， 小區(qū)的覆蓋半徑較小 ， 可從幾百米至幾十千米 。 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 。 a， b為不能同時取 0的正整數(shù) 。 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個小區(qū) ， 再按逆時針方向轉(zhuǎn) 60176。 在正六邊形的六個方向上 ， 可以找到 6個相鄰的同頻小區(qū) ， 如圖所示 。 用戶分布密度不等時基站覆蓋區(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)。 ? 同頻小區(qū)之間的信號干擾叫做同頻干擾。 3. 小區(qū)分裂 ? 小區(qū)分裂就是一種將擁塞的小區(qū)分成更小 的小區(qū)的方法，分裂后的每個小區(qū)都有自 己的基站，并相應(yīng)地降低天線高度和減小 發(fā)射機(jī)功率。 小區(qū)分裂方案 1 2 0 176。原基站 新基站( a ) ( b ) ( c )( d )? 系統(tǒng)模型 移動臺 (MS) 手機(jī) 基站子系統(tǒng) (BSS) 網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng) (NSS) 基站收發(fā)信機(jī) (BTS) 基站控制器 (BSC) 操作維護(hù)中心 (OMC) 歸屬位置寄存
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