无线通信复习资料

*常见英文缩写：DSSS直接序列扩频FHSS跳频扩频EIRP等效各项同性辐射功率HLR：归属位置寄存器SIR：信号干扰比PSD：功率谱密度BPSK：二进制相移键控QPSK：正交（四相）相移键控MSK：最小频移键控OQPSK：偏移正交相移键控GMSK高斯最小频移键控PN码：伪噪声（或伪随机）码TDMA：时分多址FDMA：频分多址CDMA：码分多址SDMA：空分多址FHMA：跳频多址SSMA：扩频多址S-ALOHA：时隙ALOHA CSMA：载波监听多址*蜂窝的概念移动通信：至少有一方处于移动状态的下进行信息交换的通信就叫做移动通信无线通信：以“无线电波”作为媒体进行信息交换的通信称为无线通信区群：共同分配系统全部可用频率的若干个地理上相互邻接的小区构成区群，也称作簇。

区群内各个小区使用各不相同的信道（频道）组，频率复用在整个服务区域上通过区群的复制得到实现。

区群组成满足条件：1、区群应无隙无重叠地对服务区域进行覆盖；2、各相邻同频道小区的距离相同。

大区制：采用一个基站覆盖整个服务范围，它的基站采用高架天线，大功率发射机，移动台的天线低，发射功率小。

其特点是系统简单，容量小但上行信号差。

小区制：多个基站增大覆盖范围，多采用频率再用。

特点是系统复杂，容量大，典型系统，蜂窝网。

蜂窝系统：一种多用户通信，即系统提供通信资源有限。

由许多拥有终端的用户通过共享方式来达到通信的目的，由于网络覆盖的形状类似于蜂窝，故称为蜂窝网。

全双工：同一设备收发同时进行，例如手机。

TDD：时分全双工。

无线收发信号的全双工射频工作方式，支持接收，发送同时（这里的同时是指在整个通信过程中用户主观感觉到的收发是同时进行）进行的双向通信，两个不同的方向使用同一载频，占用不同的时间段交替发射，即用时间来区分方向。

FDD：频分（全）双工，用不同载频来区分两个通信方向，例AMPS，GSM半双工：支持双向通信，但同一设备收发不能同时进行，例如对讲机。

上行链路：即反向信道，用来从移动用户向基站传输信息的无线信道下行链路：即前向信道，用来从基站向用户传送信息的无线通信对通信质量影响主要因素：噪声与干扰。

噪声分为内部噪声，人为噪声，环境噪声；干扰分为同频干扰和临频干扰，CDMA中的多频干扰同频干扰：频率复用意味着在一个给定的服务区域内，存在着许多使用同一频率组的小区。

这些小区叫做同频小区。

这些小区之间的信号干扰叫做同频干扰邻频干扰：使用有用接收信号的相同信道的干扰信号称为邻频干扰邻道干扰：相邻频道之间的互相干扰。

产生原因：已调信号带外衰减吧不够快，接收滤波器不够理想，后果是易产生远近效应。

互调干扰：由于传输信道的非线性电路产生的新的组合频率的信号多址干扰：特指CDMA系统用户之间的相互干扰。

CDMA系统可以在同一载频上同时工作，由于扩频用伪随机码的不完全正交和信道的影响，对特定用户而言，其他所有用户的信号对其有用信号的接收都会形成干扰，正在由扩频多址方式决定的干扰称为多址干扰。

相容频道：如果所选频道组中任意两个频道的差值都不相同则该频道称为相容频道。

远近效应：指的是同一部接收机在接收两部距该接收机距离不同的发射机所发送的信号时，如果这两部发射机采用相同的或相邻的载频以相同的功率同时发射，则距离较近的发射机发射的信号强度会远远强于距离较远的发射机所发射的信号的接收强度，从而造成远端接收端发射机的发送信号无法正常接收的情况。

这种效应在所有用户使用相同的载频的CDMA系统中具有非常大负面影响——如基站无法正常接收远端用户的信号，所有CDMA系统必须进行功率控制。

移动通信的主要特点：1、必须利用无线电波传播信息，传播特性差。

2、工作于复杂的干扰环境。

3、网络结构多样，网络管理复杂。

4、用户量，业务量大，而频率资源有限。

5、设备要求高，但最终成为个人消费品。

信号干扰比（信干比）：指的是在蜂窝系统特定接收机处有用信号功率和同频干扰功率的比值。

常记作S/I或SIR。

信道分配策略：固定信道分配和动态信道分配固定信道分配：系统拥有的信道资源采用某种方式划分以后，各信道组被固定地分配到区群内各个小区上去，一旦分配完毕，一般情况下，各小区只有固定使用分配到本小区的那组信道。

若小区内暂时没有空闲信道，呼叫将被阻塞（到达用户的呼叫无法接通或用户发起的呼叫无法拨出）。

动态信道分配：信道不是固定地分配给每个小区，而是全部信道形成“信道池”，由MSC 同一管理。

呼叫发生时由BS向MSC申请信道。

越区切换：在当前正在通信的移动台的通信链路从当前基站转移到另一基站的过程切换过程：1、监控和链路测量2、目标小区确定和切换启动3、切换执行（有效的链路转换）切换启动准则：相对信号强度准则，具有门限规定的相对信号强度准则，具有滞后余量的相对信号强度准则，具有滞后余量和门限规定的相对信号强度准则（GSM采用）切换类型：硬切换和软切换软切换：相对于硬切换而言，指的是切换执行过程中可以同时维持旧链路并接通（一条或多条）新链路，直到完成切换时才切断旧链路，使用新链路进行通信。

出现于第二代CDMA系统中切换的过程控制类型：移动台控制的切换-MCHO；网络控制的切换-NCHO；移动台控制的切换-MAHO提高蜂窝系统容量的方法：较小小区半径（覆盖面积）而不改变频率复用方案——小区分裂；小区半径不变的情况下，采取适当措施，在保证信干比水平前提下，尽可能缩小小区区群大小（N），以增加单个小区范围内的可用信道数——划分扇区小区分裂：蜂窝系统中，一种进一步提升系统容量的方式，即通过降低基站天线高度和基站发射功率来减小小区覆盖面积，但同时保持频率复用方案不变（指区群大小不变和信道分配方案不变），这样就提高了单位面积上的可用信道数目，从而增加了系统的容量。

小区分裂意味着在相同的系统服务区域上要建更多的基站，也意味着要承受的与切换有关的信令负荷的增加阴影效应：无线通信中，由于建筑物等的阻挡而使得传输信号强度受到较大衰减的传播效应由于阴影效应而引起的衰弱称为阴影衰落，即大尺度衰落1G的特性:蜂窝小区系统采用频率复用思想设计，语音采用模拟传播采用FDMA，具有小区切换功能，支持国内漫游，用户覆盖面积小，信道质量差，各国标准不统一，交换方式为面向连接的电路交换2G的特性：1、更优的空间复用，提高用户容量2、支持多种业务，提高通信系统的通用性3、支持国际漫游4、具有健全的加密功能提高系统的安全性5、频谱利用率高6、采用TD MA，CDMA 7、调制方式：如GMSK，QPSK等8、语音信号数字化3G特性：1、蜂窝结构2、宽带CDMA技术3、采用QPSK自适应调制4、FDMA，TDMA，C DMA 5、电路交换到分组交换6、支持多媒体业务频率复用原理：在提供给整个系统使用的频率资源一定的情况下，用过在整个服务区内划分小区，每个小区由该小区基站在保证无线信号的有效覆盖，某小区使用相同的那部分频率资源，可以由相隔一定距离之外的其他小区重复使用，只要使用相同的频率的小区之间的干扰所造成的影响可以控制在用户可接受的水平之内采用正六边形小区形状的原因：1、蜂窝系统是为了实现对一个大的地理区域（即系统的服务区域）的覆盖而设计的，一般为面状区域，通过为数众多的小区来实现服务区域的覆盖，几何上可以证明，要实现面状区域的既无缝又无重叠的覆盖，可能的正多边形小区只有三种：正方形，正三角形和正六边形2、半径一定的情况下，正六边形面积最大，这样系统服务区域一定时，所需的小区数目最少，即所需基站最少3、早期的蜂窝系统，基站通常位于小区中心，并采用全向天线，这样在无阻挡的平面地形上，基站的有效覆盖区域基本上呈圆形，在半径一定的情况下正六边形最接近于圆形小区激励形式：中心激励和定点激励，中心激励基站设在小区的中心，定点激励的基站设在小区的某几个顶点上，优点：有利于避免小区内障碍物的阴影效应；对感染有一定的隔离度，同频小区距离可适当减小。

缺点是控制复杂*大尺度衰落无线电视距：指收发天线间的电波传播路径完全没有任何阻挡，电波射线可以直达的距离视距（LOS）：传播的基本模型是收发之间的直射波传播电波传播的基本特性：阴影效应，多径效应，多普勒效应电波传播的方式：直射波，反射波，绕射和散射三种基本的传播机制：反射，绕射和散射。

发生的条件分别为：（1）反射：当电波所投射的表面尺寸远大于电波波长，并且该表面比较光滑，将发生电波的反射；（2）绕射：当电波传播过程中遇到与电波波长具有可比性的阻挡物时，电波会绕过阻挡物而传播到它的背面；（3）散射：当波穿行的介质存在小于波长的物体切单位体积内阻挡体的个数非常巨大，将散射阴影衰弱：信号在无线信道传播过程中遇到的障碍物会使信号发生随机变化，从而造成给定距离处接收信号功率的随机变化。

反射面和散射面的变化也会造成接收功率的随机变化。

因此，需要建立一个模型来描绘这些因素造成的信号随机衰减。

我们将主要由障碍的阻挡所造成的这种信号的随机变化称为阴影衰减。

中断概率：在给定距离上，接收功率小于系统最小可用功率的概率，称为中断概率。

小区覆盖范围指的是在小区内所有位置之中，接收功率超过最小可用接收功率的位置所占的百分比。

衰落容限：我们将保证给定边界上的覆盖率达到比较高的程度所需要增加的发射功率分贝值称为衰落容限。

更确切的说，是大尺度衰落容限。

或者，在基站发射功率已设定的前提下，衰落容限表示边界处的最小接收功率（中值）应当比系统最小可用功率大出的分贝值。

链路预算：考虑实际系统和传播环境的各种因素，为保证链路传输的有效性而对发射功率和接收信噪比（或信干比）等系统指标进行估算的过程叫做链路预算。

奥村Okuruma模型：预测对象：路径损耗的中值。

预测条件：1）频率范围，150MHz~192 0MHz（高端可扩展至3000 MHz）；2）距离范围：1~100km；3）基站天线高度30~100cm，移动台天线高度1~10m。

小尺度衰弱信道小尺度衰落（small-scale dailing）：由于不同多径分量的相互干涉而引起的合成信号幅度的变化。

影响小尺度衰落的因素：多径传播，移动台的移动速度，环境物体的运动速度，信号的传输带宽在小尺度移动通信中主要对传输信号的以下几种效应：时间色散和频率色散移动无线通信中同时存在两个效应：多径传播效应（造成信号的时延扩展）和多普勒效应（造成信号的频率扩展）时间的时延对应于频率的相关程度：确切的说，相关带宽与均方根时延扩展之间呈反比关系，这就是说，多径通信所造成的时间延迟程度越明显，该信道的相关带宽就越窄——对不同频率分量的选择性就越强；反之，相关带宽会越宽——不同频率分量将经历相似的衰落，信道对不同的频率分贝的影响是相似的，另一方面，较大的多径时延会引起码间干扰，导致接收信号的时域波形失真。