【正文】 窩，因此人們將小區(qū)制移動(dòng)通信系統(tǒng)叫做蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。 清 華 大 學(xué) 出 版 第 10章 現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介 A3A1A2B3B1B2C3C1C2A3A1A2A3A1A2B3B1B2C3C1C2C3C1C2A3A1A2B3B1B2C3C1C2A3A1A2A3A1A2B3B1B2C3C1C2C3C1C2A3A1A2B3B1B2C3C1C2A3A1A2A3A1A2B3B1B2C3C1C2C3C1C2K= 31234123412341K= 41111 21 3 4 56 7 11K= 7圖 K= 7時(shí)的小區(qū)復(fù)用模式 清 華 大 學(xué) 出 版 第 10章 現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介 （ 2）頻率復(fù)用技術(shù) 將可用的有限頻率分成 K組，構(gòu)成一個(gè)復(fù)用簇，其它的區(qū)群再重復(fù)使用這一簇頻率。 圖 GSM中 FDMA的信道化原理 清 華 大 學(xué) 出 版 第 10章 現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介 時(shí)分多址 ： 在一個(gè)寬帶的無(wú)線(xiàn)載波上按時(shí)隙 (Time Slot)劃分為若干時(shí)分信道，每一用戶(hù)占用一個(gè)時(shí)隙，只在這一指定的時(shí)隙內(nèi)收 (或發(fā) )信號(hào)。 圖 GSM系統(tǒng)中的 FDMA+TDMA及對(duì)應(yīng)信道 清 華 大 學(xué) 出 版 第 10章 現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介 碼分多址 ： CDMA技術(shù)是建立在正交編碼、相關(guān)接收的理論基礎(chǔ)上的一種擴(kuò)頻通信 (直接序列擴(kuò)頻 )。由于 CDMA是一種利用擴(kuò)頻碼序列實(shí)現(xiàn)的多址方式，它不像 FDMA、 TDMA那樣把用戶(hù)的信息從頻率和時(shí)間上進(jìn)行分離，故可在一個(gè)信道上同時(shí)傳輸多個(gè)用戶(hù)的信息，也就是說(shuō)，允許用戶(hù)之間的相互干擾，只要這種干擾不超過(guò)允許的容限。 其次是 TDMA技術(shù) , 目前技術(shù)比較成熟 , 應(yīng)用比較廣泛 。 清 華 大 學(xué) 出 版 第 10章 現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介 3． TDMA信道與幀 蜂窩通信系統(tǒng)要傳輸不同類(lèi)型的信息，按邏輯功能而言，可分為業(yè)務(wù)信息和控制信息。在 時(shí)分多址的物理信道中，幀的結(jié)構(gòu)或組成是基礎(chǔ)。信息位占 116 bit，分成兩段，各 58 bit。 這兩段信息之間插入 26位訓(xùn)練序列，以消除多徑效應(yīng)產(chǎn)生的碼間干擾。由于選擇了互相關(guān)系數(shù)很小的訓(xùn)練序列，因此接收端很容易辨別各自所需的訓(xùn)練序列，產(chǎn)生信道模型，作為時(shí)延補(bǔ)償?shù)膮⒄铡? 清 華 大 學(xué) 出 版 第 10章 現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介 信道編碼 ： 移動(dòng)通信的傳輸信道屬變參信道，它不僅會(huì)引起隨機(jī)錯(cuò)誤，而更主要的是造成突發(fā)錯(cuò)誤。突發(fā)錯(cuò)誤則不然，一個(gè)碼元的錯(cuò)誤往往影響前后碼元的錯(cuò)誤概率。因此在數(shù)字通信中，要利用信道編碼對(duì)整個(gè)通信系統(tǒng)進(jìn)行差錯(cuò)控制。 清 華 大 學(xué) 出 版 第 10章 現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介 在 GSM系統(tǒng)中，上述兩種編碼方法均在使用。這兩次編碼適用于話(huà)音和數(shù)據(jù)二者，但它們的編碼方案略有差異。 清 華 大 學(xué) 出 版 第 10章 現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介 GSM系統(tǒng)首先是把話(huà)音分成 20ms的音段，這 20ms的音段通過(guò)話(huà)音編碼器被數(shù)字化和話(huà)音編碼，產(chǎn)生260個(gè)比特流，并被分成： 50個(gè)最重要比特 132個(gè)重要比特 78個(gè)不重要比特 對(duì)上述 50個(gè)比特添加上 3個(gè)奇偶檢驗(yàn)比特（分組編碼），這 53個(gè)比特同 132個(gè)重要比特與 4個(gè)尾比特一起卷積編碼，比率 1： 2，因而得 378個(gè)比特，另外 78個(gè)比特不予保護(hù)。這是由于持續(xù)較長(zhǎng)的深衰落谷點(diǎn)會(huì)影響到相繼一串的比特。 為了解決這一問(wèn)題，希望能找到把一條消息中的相繼比特分散開(kāi)的方法，即一條消息中的相繼比特以非相繼方式被發(fā)送。這種方法就是交織技術(shù)。 n值越大，傳輸特性越好，但傳輸時(shí)延也越大，因此必須作折衷考慮，這樣，交織就與信道的用途有關(guān)，所以在GSM系統(tǒng)中規(guī)定了幾種交織方法。第一次交織在 20ms話(huà)音內(nèi)進(jìn)行，稱(chēng)為 內(nèi)部交織 ；第二次交織在相鄰的兩個(gè) 20ms話(huà)音間進(jìn)行，稱(chēng)為 塊間交織 。每個(gè)脈沖串包含 2 幀，按如上所示方法排放。每個(gè)脈沖串包含 幀，按如上所示方法排放。 GMSK是 MSK(最小頻移鍵控 )的改進(jìn)型調(diào)制方法。當(dāng)信號(hào)“ 1”時(shí)載波相位增加，當(dāng)信號(hào)“ 0”時(shí)，載波相位減小，在碼元交替時(shí)刻保持相位連續(xù)沒(méi)有突跳。由于 MSK調(diào)頻帶寬較窄，且具有恒定的包絡(luò)，因而可以在接收端采用相干檢測(cè)法進(jìn)行解調(diào)。 清 華 大 學(xué) 出 版 第 10章 現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介 前置濾 波 器輸入 M S K調(diào) 制 器輸出圖 GMSK調(diào)制原理框圖 2 . 52 . 01 . 51 . 00 . 50－ 1 2 0－ 1 0 0－ 80－ 60－ 40－ 200歸 一 化 頻 率 (f － fc) Ts頻譜密度 f / dB0 . 5 00 . 3 00 . 1 60 . 2 00 . 2 5BbTs＝ ∞ ( M S K ) 歸一化頻率sc Tff )( ? 圖 GMSK信號(hào)的功率譜 清 華 大 學(xué) 出 版 第 10章 現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介 跳頻技術(shù)： 采用跳頻技術(shù)的主要目的：改善衰落，處于多徑環(huán)境中的慢速移動(dòng)的移動(dòng)臺(tái)，通過(guò)采用跳頻技術(shù)，大大改善移動(dòng)臺(tái)的通信質(zhì)量，相當(dāng)于頻率分集。 射頻跳頻是將話(huà)音信號(hào)用固定的發(fā)射機(jī)，由跳頻序列控制，采用不同頻率發(fā)射。 基帶跳頻 原理圖 基帶跳頻 實(shí)施框圖 清 華 大 學(xué) 出 版 第 10章 現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介 時(shí)序調(diào)整： 清 華 大 學(xué) 出 版 第 10章 現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介 空間分集： 在移動(dòng)通信中，空間略有變動(dòng)就可能出現(xiàn)較大的場(chǎng)強(qiáng)變化。 空間分集是利用場(chǎng)強(qiáng)隨空間的隨機(jī)變化實(shí)現(xiàn)的，空間距離越大，多徑傳播的差異就越大，所接收?qǐng)鰪?qiáng)的相關(guān)性就越小。經(jīng)過(guò)測(cè)試和統(tǒng)計(jì)， CCIR建議為了獲得滿(mǎn)意的分集效果，移動(dòng)單元兩天線(xiàn)間距大于 ，即 d＞ ，并且最好選在 λ /4的奇數(shù)倍附近。 清 華 大 學(xué) 出 版 第 10章 現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介 均衡技術(shù)： 均衡有兩種基本途徑：一為頻域均衡，二為時(shí)域均衡。在無(wú)線(xiàn)信道中，可以使用各種格式的均衡器來(lái)消除干擾，并同時(shí)提供分集。 清 華 大 學(xué) 出 版 第 10章 現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介 在 GSM系統(tǒng)中采用自適應(yīng)均衡技術(shù) 解決時(shí)間色散問(wèn)題。當(dāng)它離基站較近時(shí)，需要降低發(fā)射功率，減少對(duì)其它用戶(hù)的干擾，當(dāng)它離基站較遠(yuǎn)時(shí)，就應(yīng)該增加功率，克服增加了的路徑衰耗。DCS1800移動(dòng)臺(tái)的最大輸出功率是 1W，相應(yīng)地，它的小區(qū)也要小一些。 3G主要特點(diǎn)： 清 華 大 學(xué) 出 版 第 10章 現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介 IMT2022無(wú)線(xiàn)傳輸使用 2022MHz頻段，兩個(gè)工作頻段為 1885～ 2025MHz和 2110～ 2200MHz，兩段帶寬總共 230MHz，其中 1980～ 2022MHz和 2170～2200MHz用于衛(wèi)星通信。 清 華 大 學(xué) 出 版 第 10章 現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介 3G標(biāo)準(zhǔn)組織主要由歐洲 GSM MAP的 3GPP和美國(guó) ANSI41的 3GPP2組成，以 CDMA碼分多址技術(shù)為核心。使用功率控制技術(shù)、智能天線(xiàn)、干擾消除等技術(shù)后可進(jìn)一步提高系統(tǒng)容量。 清 華 大 學(xué) 出 版 第 10章 現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介 IMT2022無(wú)線(xiàn)接口和無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)方案 截至 1998年 6月底，提交 ITU的第三代地面候選無(wú)線(xiàn)接口技術(shù)多達(dá)上十種。WCDMA是歐洲和日本支持的方案， CDMA2022是由美國(guó)提出的方案， UWC136是基于 IS136(DAMPS)的 TDMA方案， EPDECT是在歐洲 DECT 基礎(chǔ)上稍加改進(jìn)而來(lái)的，我國(guó)提出的 TDSCDMA采用TDMA和 CDMA混合接入方案。 ③ IMT2022 CDMAMC(簡(jiǎn)稱(chēng) IMTMC)：CDMA2022MC/WCDMAone； ④ IMT2022 TDMA SC(簡(jiǎn)稱(chēng) IMTSC)：UWC(Universal WirelessCommunication)136。其中， DS(Direct Spread)是直接擴(kuò)頻； MC(MultiCarrier)是多載波； SC(Single Carrier)是單載波。因此，三者被融合為 WCDMA(也寫(xiě)成 WCDMA)。 清 華 大 學(xué) 出 版 第 10章 現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介 IMT2022標(biāo)準(zhǔn) WCDMA WCDMA標(biāo)準(zhǔn)是 3GPP融合歐洲 UMTS標(biāo)準(zhǔn)和日本 ARIB提出的 WCDMA標(biāo)準(zhǔn)之后提出的，核心部分為電路域和分組域，分別支持話(huà)音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，并提出了開(kāi)放業(yè)務(wù)接入 (OSA)的概念。WCDMA技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要有： (1) 業(yè)務(wù)靈活。在同一信道上既可進(jìn)行電路交換業(yè)務(wù)也可以進(jìn)行分組交換業(yè)務(wù)，利用在單一終端上進(jìn)行多個(gè)電路和分組交換連接，實(shí)現(xiàn)真正的多媒體業(yè)務(wù)。 清 華 大 學(xué) 出 版 第 10章 現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介 (2) 頻譜效率高。利用分層小區(qū)結(jié)構(gòu)、自適應(yīng)天線(xiàn)陣列和相干解調(diào)等技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)容量可以得到大幅提高。射頻收發(fā)信機(jī)能夠處理的話(huà)音用戶(hù)是窄帶收發(fā)信機(jī)的 8倍。其容量接近窄帶 CDMA的兩倍。符合真正的 UMTS/IMT2022要求，分組和電路交換業(yè)務(wù)可在不同的帶寬內(nèi)自由地混合，并可同時(shí)向同一用戶(hù)提供。 (5) 無(wú)縫 GSM/UMTS接入。 (6) 終端的經(jīng)濟(jì)性和簡(jiǎn)單性。按照使用的帶寬來(lái)區(qū)分， CDMA2022可以分為 1x系統(tǒng)和 3x系統(tǒng)。在 1x系統(tǒng)以后，國(guó)際上公認(rèn)的發(fā)展方向是 1x EVDO和 1x EVDV系統(tǒng)。而 1x EVDV系統(tǒng)在將數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)最大速率提高到，又進(jìn)一步提高了話(huà)音業(yè)務(wù)的容量。前向鏈路支持多載波 (MC)和直擴(kuò) (DS)兩種方式；反向鏈路僅支持直擴(kuò)方式。目前技術(shù)僅支持前兩種，即 (CDMA20221x)和 (CDMA20223x)。 清 華 大 學(xué) 出 版 第 10章 現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介 TDSCDMA TDSCDMA實(shí)際上包括了碼片速率較低的 TDSCDMA(中國(guó) )和碼片速率較高的 UTRA TDD(TDCDMA，歐洲 )兩種技術(shù)。它得到了 CWTS及 3GPP的全面支持，是中國(guó)電信行業(yè)近百年來(lái)第一個(gè)完整的通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是集 CDMA、TDMA、 FDMA技術(shù)優(yōu)勢(shì)于一體、系統(tǒng)容量大、頻譜利用率高、抗干擾能力強(qiáng)的移動(dòng)通信技術(shù)，采用了智能天線(xiàn)、聯(lián)合檢測(cè)、接力切換、動(dòng)態(tài)信道分配、同步 CDMA、軟件無(wú)線(xiàn)電、低碼片速率、多時(shí)隙、可變擴(kuò)頻系數(shù)、自適應(yīng)功率調(diào)整等技術(shù)。 TDSCDMA僅需要。 (2) 高頻譜利用率。 (3) 設(shè)備成本低。 (4) 系統(tǒng)兼容。 清 華 大 學(xué) 出 版 第 10章 現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介 表 WCDMA、 CDMA2022和 TDSCDMA技術(shù)比較 清 華 大 學(xué) 出 版 第 10章 現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介 IMT2022系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 圖 IMT2022的功能模型及接口 IMT2022系統(tǒng)主要由四個(gè)功能子系統(tǒng)構(gòu)成，圖中 UIM(User Identify Module)是用戶(hù)識(shí)別模塊， MT(Mobile Terminal)是移動(dòng)終端， RAN(Radio Access Network)為無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)， CN(Core Network)表示核心網(wǎng)。 清 華 大 學(xué) 出 版 第 10章 現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介 圖 IMT2022系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 從實(shí)體看， IMT2022系統(tǒng)由移動(dòng)臺(tái) MS、一系列基站收發(fā)信臺(tái) (BTSA、 BTSB等 )和基站控制與移動(dòng)交換綜合仿真設(shè)備MCCSIM構(gòu)成。多載波調(diào)制的原理是把要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流分解成若干個(gè)子數(shù)據(jù)流，每個(gè)子數(shù)據(jù)流具有低得多的碼元速率，然后用這些子數(shù)據(jù)流去并行調(diào)制若干子載波。多載波調(diào)制可用以下的不同方法實(shí)現(xiàn)。把待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流分解成多路低速率的子數(shù)據(jù)流，每一路數(shù)據(jù)