北京中移动的手机定位业务(精)

• SNR dB = 24dB = 10lg (SNR)
• SNR = 102.4 = 251
对数换底公式：
• 应用香农公式计算信道容量得， log2N=(lgN)／(lg2)
• C = 106×log2 (1+251) = 106×8 = 8 (Mbps)
• 当然，这是一个理论上的极限。假设这个理论上的 极限可以达到，那么，根据奈奎斯特公式，需要的
码元状态数应该是，
• C = 2Blog2M • 8×106 = 2×106×log2M
• 4 = log2M
• M = 16
第5次课作业
1. 什么是多址技术？ 2. 多址技术的特点是什么？ 3. 影响信道容量的因素有哪些？
北京中移动的手机定位业务
3. 通过短信方式随时查询被定位方的周边环 境。
1）通过短信查询被定位方附近的相关信息 返回信息编号， 1.宾馆 2.餐饮 3.学校 4.政府 5.银行 6.邮电 7.景点 8.车站 9.医院 10.加油站 11. 商场 12.体馆。 用户发送选择菜单序号，比如“3”。 返回信息为，周边有：外交学院；北京实用美 术职业学校；北京蒙妮坦美容美发技能培训学校； 印刷厂展新小学。 2）通过短信查询自己所处位置附近的相关信息
4）保密性差。因为系统中有多个频率信号, 易出现 相互串话干扰, 且加密困难，保密性差。
5）基站设备数量大，成本高。这是因为每对信道需 要一套收发信机，有多少对信道就需要多少套收发信机。
6）语音质量较差。在越区切换时,语音信道还必须抹 掉一部分语音信号来传输信令，降低了语音质量。
2.9.2 时分多址（TDMA） 1. 时分多址系统
时分多址系 统是把传输时 间分割成周期 性的帧, 每一 帧再分割成若 干时隙。每个 时隙就是一个 信道。
2. TDMA技术的特点
1）TDMA系统的用户和基站可以采用相同的工作频率, 可以有效避免不同频率的发射机同时工作产生的互调干扰。
2）TDMA 没有频率分配问题, 对时隙的管理和分配要 比对频率的管理和分配简单而经济。由于对时隙实行动态 分配, 有利于提高系统容量。
3）帧中的空闲时隙, 可用来传送检测信号的强度或 发送控制信息, 有利于加强网络的控制功能和保证移动台 的越区切换。
4）TDMA 的频谱利用率高, 减少了基站上、下行频带 宽度, 基站造价低。
5）TDMA采用数字技术，可方便非话业务的传输。 6）TDMA 需要严格的定时与帧同步, 技术比较复杂。
2.9.3 其他多址技术
北京中移动的手机定位业务
4. 通过互联网方式随时设置查询时段和查询频 率，来跟踪被定位方的位置
1）在“首页”输入被定位方手机号码和密码， 点 击“登录”。
2）点击“设置跟踪时间”进行设置，在设置界 面 输入起始时间、查询间隔、结束时间。
3）在您指定的时间里，随时登录网站，点击 “查看活动轨迹”查看被定位方某一天在该时间段
打个比方,多路复用的高速线路就像城市之间的高速公路， 不论路上有没有车辆，高速公路都要开通。进入高速路的入口， 车辆分道使用高速路;到高速路的出口,再通过低速道路到达目的 地。多址系统就象出租汽车公司，对用户实行个人化的服务。
2.9.1 频分多址（FDMA）
频分多址 系统为每一个 需要通信服务 的移动用户分 配一对载频不 同的上、下行 信道。
时分复用各时隙组成的帧
2.9 多址技术
所谓多址技术，就是把移动通信 系统可用的无线电频率、传输时间、 用户编码或传输空间分为若干信道供 用户使用，分别称为频分多址 (FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多 址(CDMA)和空分多址（SDMA）。
多址技术与多路复用技术之间的主要区别：
1.多路复用技术适用于交换局之间的中继线和微波接力链路，信 号的源端和宿端是交换局，对用户的低速信号实行传输前的合路 和传输后的分路操作；多址技术适用于无线移动通信，信号源端 和宿端都是最终用户，特别适合端到端的高速数据流传输。
活 动情况。
各种传输媒体的带宽和话路容量
传输媒体 微波
带宽 （MHz）
容量（话路）
4.0
960
Biblioteka Baidu
备注
小同轴
4.0
960
中同轴
8.0
1800
光纤
10.0
光缆
60.0
光缆
25.0
1920 14000 6000
Bell实验室
美国国家电报电话 实验室（NTT）
2.8 多路复用技术
多路复用 技术就是将各 用户的信号按 一定的规则汇 集在一起，用 一条高传输速 率的中继线路 来传输，这是 一种有效利用 中继线路频带 的技术。
北京中移动的手机定位业务
1. 定位方通过短信查询被定位方当前的位置 1）通过短信查询被定位方的位置 如果用户只申请对一个被定位方定位的时候，可以不用 写被定位方手机号码。 2）通过短信查询自己的位置 返回位置信息例如，天安门金水桥东200米。系统返回 位置信息误差为100米。 2. 通过短信方式随时查询与被定位方之间的最佳路线 （公交或地铁的乘坐路线） 1）与手机之间 2）与某地之间 返回信息例如，可以乘751从海淀走读大学站上车到沙窝 （海淀）下车；转乘958到剧场下车。
2.10.1 哈特莱定律
信道传输的数据量与信道带宽和时间之间的关系由 哈特莱定律（Hartley’s Law）给出：
I=ktB 这里，I = 信道传输的数据量，单位是bit；
k = 常数，与采用的编码方法和信道的信噪 比有关；
t = 传输时间,单位是秒； B = 信道带宽，单位是Hz。 哈特莱定律说明，信道在一定时间t内传输的信 息量I与信道带宽B和常数k成正比。
单位是波特/秒（bauds per second）。一个码 元就是一个数字脉冲或对余弦载波信号的一次调 制，所以，有时也把码元传输速率叫做调制速率。 • 数据传输速率：信道在单位时间里传输的数据量, 单位是比特/秒（bits per second，bps）。 • 信道容量：信道的最大数据传输速率, 单位也是比 特/秒（bits per second，bps）。
2.多路复用技术对子频带和时隙不实行动态管理，不论子频带或 时隙内有无用户信号，所有子频带或所有时隙都要发送出去；多 址技术对信道实行动态管理,开通的信道数量与通信量多少相关。 通信量减少时，开通的信道也减少，这样可以降低系统运行成本； 还可以将腾出的空闲信道供其他通信量大的地区使用。多址技术 就是一条根据用户摘机或挂机操作可以瞬时开通到用户跟前或瞬 时拆除的信息高速路。
2. FDMA 技术的特点
1）技术相对简单成熟。由于采用频分技术，不需要 象时分技术那样需要复杂的成帧和时间同步信号的传输。
2）适合实时信息的传输。当系统分配给用户一个信 道后, 用户可占有这个信道连续传输信息，直到传输结束, 信道才被系统收回。
3）频率利用率低。由于一个信道占用一个载频，且 只可传送一路话音, 频率利用率不高，系统容量有限。
FDMA/FDM、TDMA/TDM和CDMA的原理
2.8.1 频分复用（FDM）
• 频分复用（FDM）是一种将高速中继线路的频带分割成若 干互不重叠的子频带供传输多路信号使用的技术。
语音信号的频分复用
2.8.2 时分复用（TDM）
• 时分复用是一种将高速中继线路的传输时间划分 为若干个互不重叠的时隙，分配给不同的话路使 用的技术。
1. 码分多址 (CDMA) 码分多址系
统为每个用户分配 相互正交的与用户 号码相对应的二进 制地址码，并且用 这个地址码及其反 码来调制发送的数 字信号。
2.空分多址（SDMA）
空分多址系统 就是为通信双方 分配一个专用的 无线电窄波束。
2.10 信道容量
介绍几个概念： • 码元传输速率：信道在单位时间里传输的码元数,
数字信号及其基波
计算信道容量的 奈奎斯特（Nyquist）公式
C = 2Blog2M
这里，C是信道容量，也就是信道的最大数据 传输速率，单位是bps；
B是信道带宽，单位是Hz； M是码元可以有的状态数量。
2.10.3 香农（Shannon）信道容量公式
噪声对数字信号的影响
香农（Shannon）公式给出了信道 容量C与噪音和带宽之间的关系
C = Blog2 (1+SNR)
这里，C是信道容量，也就是最大信息传输速 率，单位是bps；
B是传输信道带宽，单位是Hz； SNR是接收机测得的信号功率与噪声 功率之比，单位是倍。
例：一信道的频谱范围是3MHz到4MHz，信噪 比SNR是24dB。计算信道容量和码元状态数。
• 解：B = 4MHz - 3MHz = 1MHz
2.10.2 奈奎斯特（Nyquist）信道容量公式
如果信道具有理想矩 形带宽和平均功率受限的 高斯白噪声，当传输二进 制数字信号时，信道的最 大数据传输速率是：
C = 2B
这里，C是最大数据传输 速率，单位为bps；
B是信道带宽，单 位为Hz。
通频带就是信道对信号 衰减较小的频率范围。
信道的理想矩形通频带