移动先进技术 复习ppt

Beyond Third Generation
• Digital • Packet switched • All IP based (IPv6) • More advanced multimedia applications • User in control • Flexible platform of complementary access systems • High speed data • Improved QoS • Global coverage • Global roaming 数字信号 分组交换 多媒体业务 灵活频谱应用 提供QoS
蜂窝移动通信系统
31
频分多址（FDMA）技术
技术要点：每个用户占用一个频率 用户识别：频道号
Power Time
主要技术特点：
频分多址接入方式，以频段区分用户 简单，容易实现，适用于模拟和数字信号
FDMA
Frequency
以频率复用为基础，以频带划分各种小区
需要严格的频率规划，是频率受限和干扰受限系统 以频道区分用户地址，一个频道传输一路模拟/数字话路 对功控的要求不严，硬件设备取决于频率规划和频道设置 基站由多部不同载波频率的发射机同时工作 不适宜大容量系统使用
Second Generation
• Digital • Circuit switched • Voice plus basic data applications • Low data speed • Enhancements towards
• packet switching • higher data rates
对功率控制的要求不严格
是时隙受限和干扰受限系统
典型应用：GSM 系统
34
码分多址（CDMA）技术
技术要点：每个用户使用一个码字，时间/频率共享 用户识别：码字 主要技术特点：
每个基站只需一个射频系统
Power Time
每个码字传输一路数字信号
每个用户共享时间和频率 是一个多址干扰受限系统 需要严格的功率控制 需要定时同步 软容量、软切换，系统容量大 抗衰落、抗多径能力强
无线资源瓶颈 移动终端体积受限 个人化
23
三、移动通信系统的分类
按网络功能分类 按多址方式分类频分多址 时分多址
码分多址
空分多址 按双工方式分类频分双工 时分双工 按覆盖方式分类
30
按网络功能分类了解 无线寻呼系统 无绳电话系统 集群通信系统 移动卫星通信系统
22
小结
当电波遇到比波长大得多的物体时发生反射，反射发生于地球表 面、建筑物和墙壁表面。 当电波穿行的介质中存在小于波长的物体并且单位体积内阻挡体 的个数非常多时，发生散射。 散射波产生于粗糙表面、小物体或其他不规则物体。在实际的通 信系统中，树叶、街道标志和灯柱等都会发生散射。
散射体 干扰 散射
天波传播：电波向天空辐射并经电离层反射回到地面的传播方 式称为天波传播，也称电离层传播。
直射波传播：电波从发射天线直射到接收天线的传播方式，称 为直射波传播，有时也称视距传播或视线传播，其信号最强。 散射传播：这种传播主要是由于电磁波投射到大气层（如对流 层）中的不均匀气团时产生散射，其中一部分电磁波到达接收 地点。其信号最弱。
35
3.1.4 小尺度衰落
小尺度衰落简称衰落，是指无线信号在经过 短时间或者短距离传播后其幅度快速衰落， 从作用范围角度称为小尺度衰落。 这种衰落从衰落速度角度成为快衰落。 小尺度衰落主要表现为：多径效应和多普勒 频移。
37
多径效应
起因：
由多条路径来的接收电波到达时间不同。
从时间域上看:
（3-13）
18
3.1.2 三种电波传输机制
一般认为，在移动通信系统中，影响传播的三种 最基本的传播机制为反射、绕射和散射。
反射：反射发生于地球表面、建筑物和墙壁表面，当电磁波遇到 比其波长大的多的物体时就会发生反射。反射是产生多径衰落的 主要因素。 绕射：当接收机和发射机之间的无线路径被尖利的边缘阻挡时会 发生绕射。由阻挡表面产生的二次波分布于整个空间，甚至绕射 于阻挡体的背面。当发射机和接收机之间不存在视距路径 （LOS，Line of sight）（视距路径是指移动台可以看见基站天 线；非视距（NLOS）（非视距是指移动台看不见基站天线），围 绕阻挡体也产生波的弯曲。 散射：散射波产生于粗糙表面、小物体或其它不规则物体。在实 际的移动通信系统中，树叶、街道标志和灯柱等都会引发散射。
CDMA
Freque（SCDMA）技术
技术要点：用户在空间不同的位置 用户识别：空间位置 主要技术特点：
减少多径时延扩展和多径衰落； 减低共道干扰； 提高频谱利用率； 降低中断概率； 提高发送射效率
36
按覆盖方式分类了解 大区制 小区制 Ad hoc
2、天线长度决定波长，这个频段信号发射和接收时，所使 用的无线较短便于移动。
3、抗干扰能力强：VHF/UHF频段，可以使用较小的发射功
率获得及爱好的信噪比。
11
当收、发天线增益为0dB，即当GR = GT =1时，接收天线上获得的
功率为：
（3-12）
由上式可见，自由空间传播损耗Lbs可定义为：
天线
绕射
直 射 障碍物 反射
天线 移动 热噪声 无线收
33
无线发
地面
3.1.3 大尺度衰落
大尺度衰落：用于表征由于移动台经过较大距离的 运动而引起的平均接收信号功率衰减或者路径损耗。 大尺度传播模型描述的是发射机与接收机之间长距 离上的平均场强变化，用于估计无线覆盖范围的传 播模型。 大尺度衰落主要受路径损耗和阴影衰落的影响。
65
3.2.4.1 瑞利衰落分布
当信道中不存在一个较强的直达径时，其接收信号包络 服从瑞利衰落分布。 当发射机和接收机之间有相互移动时，散射信道（多径
信道）的时变性使得接收波形的同相分量和正交分量之
和的幅度也是时变的。
68
3.2.4.2 莱斯衰落分布
当存在视距传播时，则信号在如上所述的“瑞利衰落” 多径上叠加了一个主要的稳态（非衰落）信号分量。 包络检波器的输出端就会在随机多径分量上叠加一个 直流分量，所以包络服 ut从莱斯分布。 正如从热噪声中检测出正弦波一样，主要的信号到达 时附有许多弱多径信号，形成莱斯分布，即包络ut 满足
3.2
移动多径信道参数
时间色散参数（频率选择性）
频率色散参数（时间选择性）
43
43
3.2.4 衰落信道的统计特性




由于无线移动信道里的多径现象，使得接受信号的包 络呈现小尺度衰落，研究表明，包络一般服从瑞利分 布或莱斯分布。 在移动无线信道中，瑞利衰落分布是常见的用于描述 平坦衰落信号或独立多径分量接受中包络的时变统计 特性的一种衰落类型。 莱斯衰落分布是由于在瑞利衰落分布的基础上，存在 一条直射路径的影响而造成的。 瑞利分布和莱斯分布常用来描述从多径信道接收的信 号的统计起伏性，它们都属于小尺度传播模型，描述 的是短距离（几个波长）或短时间（秒级）内的接收 场强的快速波动 。
典型应用：模拟/数字蜂窝移动通信系统
33
时分多址（TDMA）技术
技术要点：每个用户占用一个时隙 用户识别：时隙 主要技术特点：
系统要求严格的定时同步 以频率复用为基础，小区内以时隙区分用户 每个时隙传输一路数字信号 通过软件对时隙动态配置
Power Time
FDMA/TDMA
Frequency
3G Evolution
Paradigm shift from 1st generation towards beyond 3G
First Generation
• Analogue • Circuit switched • Basic voice telephony • Low capacity • Limited local and regional coverage 模拟信号 电路交换 语音业务 低容量 有限的区域覆盖
49
3.1
引言
电波传播的基本特性 三种电波传播机制 大尺度衰落 小尺度衰落
3
3
3.1.1 电波传播的基本特性
一、 电波传播方式及特点
电磁波从发射机发出，传播到接收天线，可以有 不同的传播方式，主要的传播方式四种:
电离层
地球面
4
地波传播：是一种沿着地球表面传播的电磁波，称为地面波或 表面波传播，简称地表波。
34
阴 影 效 应
阴影衰落是移动无线通信信道传播环境中的地形起伏、建筑物及其
它障碍物对电波传播路径的阻挡而形成的电磁场阴影效应。
阴影衰落的信号电平起伏起是相对缓慢的，又称为慢衰落。慢衰落 是以较大的空间尺度来度量的衰落。 慢衰落速率主要决定于无线电传播地形和地物的分布、高度有关，
即移动台周围地形，包括山丘起伏，建筑物的分布与高度，街道走 向，基站天线的位置与高度，移动台行进速度等，而与频率无关。
40
作业 1、蜂窝通信的双工方式分为哪两种？ 频分（FDD）时分(TDD) 2、移动通信发展的历史及每一代的特点？PPT15 3、移动通信的特点？ 移动性 恶劣的无线传播环境 多址接入 干扰受限 无线资源瓶颈 移动终端体积受限 个人化 4、蜂窝通信的分类？ 按网络功能分类 按多址方式分类 按双工方式分类按覆盖方式分类 5、目前的多址方式有哪几种以及各自的特点？ PPT33-36
• Trans-national and global roaming 数字信号 电路交换 语音数据业务 低速率 跨国及全球漫游
Wireless data already be introduced in second generation mobile