02无线通信原理与应用

29
市话局
2.3信道分配策略
1、固定分配 （2）分区分组配置法
– 原则
＊尽量减小占用的总频段，以提高频段的利用率； ＊同一区群内不能使用相同的信道，以避免同频干扰； ＊小区内采用无三阶互调的相容信道组，以避免互调干扰。
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电池作为电源的移动台则更不利） —改进做法：移动台采用单工方式，基地台采用双
工方式，即所谓的半双工通信。
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14
2.1.3 调制方式分类
调制方式、种类的表示符号， 对于调制种类的符号表示要反映调制形式的全貌
和所需带宽。不同的调制种类由四部分构成：
2 7 5 1 6 3 4
3 4 2 7 5
3 4
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25
频率重用与同信道干扰
1 6
2 7 5 1 6
1 6 3 4 2 7 5
2 7 5 1 6 3 4
3 4 2 7 5 1 6
1 6 3 4 2 7 5
2 7 5 1 6 3 4
32
2.3信道分配策略
（1）分区分组配置法
– 无三阶互调信道组校验方法
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在一个信道组内， 若任意两个信道序 号的差值均不相等， 则该信道组是无三 阶互调的信道组。
33
2.3信道分配策略
1、固定分配 （2）等频距配置法
模拟蜂窝电话获得成功
AMPS，TACS，……
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18
2.2.3 小区制移动通信系统构成及其特点
小区制蜂窝移动通信的构成
BS
BS
BS
BS
BS
BS
BS
MSC
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5
2.1.2 工作方式
移动通信按工作方式及频率使用方 式分，可分为：单工（同频、异频单 工）、双工（同频、异频双工）和半 双工通信。
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6
2.1.2 工作方式
一、单工通信 1、单工通信概念：所谓单工通信是指
通信双方的电台交替地进行收信和发 信，某一方收发信不能同时进行。
可见光
3105-3106 GHz
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3
10-1km 1000-200m 100-10m 10-1m 100-10cm 10-1cm 10-1mm 1-0.1mm 100-1m
0.8-0.4m
2.1.1 无线通信的频谱环境
19
市话局
• 小区制移动通信系统特点 利用小区覆盖，频率重用提高系统容量 系统需要进行频率规划，克服同频干扰 系统需要进行过境切换，保证通话连续 系统需要进行用户管理，保证漫游实现
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20
2.2.4 蜂窝通信的基本原理
3
43
2
754
3 4
分裂后小区结构
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四 、 过境切换
BS
BS
BS
BS
BS BS
BS
MSC:扫描接收、判定位置、
准备信道、切换信道
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第二组2、9、16、23、30、… 第三组3、10、17、24、31、… 第四组4、11、18、25、32、… 第五组5、12、19、26、33、… 第六组6、13、20、27、34、… 第七组7、14、21、28、35、…
传播方式
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4
2.1 无线通信基础知识
2.1.1 无线通信的频谱环境 在陆地移动通信中,电波频率越低，
绕射性能越强，电波频率越高，反射 性能越强。
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Institute of Communication Engineering UST
8
2.1.2 工作方式
3、单工通信工作原理：
Institute of Communication Engineering UST
9
2.1.2 工作方式
4、单工通信的特点： 优点：设备简单（收发合用部分电路或部件）、省
最前面的数字表示这种调制种类所占用的带宽（单位为kHz）； 第二部分为一个字母，说明主载波的调制形式； 第三部分为一个数字，说明信息传输种类； 第四部分为一个字母，表明辅助特性。
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15
2.1.3 调制方式分类
调制种类的符号表
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7
2.1.2 工作方式
2、单工通信分类
根据收发频率的异同，又可分为同频单工（收 发采用相同的频率）和异频单工（收发采用两个 不同的频率，两个频率相隔一个较大的间隔： 150MHz 频 段 为 5.7MHz ， 450MHz 频 段 为 10MHz ， 900MHz频段为45MHz）两类。
30
2.3信道分配策略
1、固定分配 （1）分区分组配置法
– 举例 设给定的频段以等间隔划分为信道，按顺序分别标明各信道的号 码为：1，2，3，…。 若每个区群有7个小区，每个小区需6个信道，按上述原则进行分 配，可得到：
• 第一组 1、5、14、20、34、36 • 第二组 2、9、13、18、21、31 • 第三组 3、8、19、25、33、40 • 第四组 4、12、16、22、37、39 • 第五组 6、10、27、30、32、41 • 第六组 7、11、24、26、29、35 • 第七组 15、17、25、28、38、42
3
4
2 7 5
3 4
全向天线中心激励 的同信道干扰
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频率重用与同信道干扰
1 6
2 7 5 1 6
1 6 3 4 2 7 5
2 7 5 1 6 3 4
3 4 2 7 5 1 6
1 6 3 4 2 7 5
2 7 5 1 6 3 4
– 1．方法 按等频率间隔来配置信道的，只要频距选得足够大，
就可以有效地避免邻道干扰。这样的频率配置可能正 好满足产生互调的频率关系，但正因为频距大，干扰 易于被接收机输入滤波器滤除而不易作用到非线性器 件，这也就避免了互调的产生。 。
Institute of Communication Engineering UST
Institute of Communication Engineering UST
2
2.1 无线通信基础知识
2.1.1 无线通信的频谱环境
长波
中波
短波
超短波: 米波
微波： 分米波
厘米波
毫米波
亚毫米波
光波： 红外光
30－300 KHz 0.3-1.5 MHz 1.5-30 MHz 30-300 MHz 0.3－3 GHz 3-30 GHz 30-300 GHz 300-3000 GHz 3103-3105 GHz
17
2.2.2 蜂窝概念的形成
第一个移动电话服务诞生于1946年
用于无线电调度，如急救、警察、出租车等 基本特点是发射功率大、基站覆盖区域大
蜂窝概念
有限的频率资源和不断增加的用户之间的矛盾，七十 年代贝尔实验室提出了蜂窝覆盖的概念，随后得以发展 并商用化
固态技术的成熟
手持机面向公众，如BB机、对讲机等
3
4
2 7 5
3 4
定向天线顶点激励 的同信道干扰
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三、小区分裂
2
1
3
7
6
4
5
分裂前小区结构
1 6
1
6175261752436
2 7 5 1 6 3 4
75261437524375261
2 7 5 1 6 3 4
双方可同时进行信息传输（而不需交替地 进行收信和发信，某一方收发信机能同时 工作）的工作方式，区别于后面的半双工 通信，这种方式也称为全双工通信。
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11
2.1.2 工作方式
2、双工通信分类：双工通信可分为频分双 工（FDD：收发采用两个不同的频率，间隔 同前，也称异频双工）和时分双工（TDD： 收发采用一个的频率，也称为同频双工， 家用无绳电话中多为此种方式）两类。
理工大学通信工程学院
无线通信原理与应用
BSS
MS
Um
OMC-R
操作维护中心
BTS
MS MS
BTS 基站 基B收T站S基发收站信发机信机 收发信机
Abis
BSC 基站 控制器
A接口
MSC 移动交换中心
ຫໍສະໝຸດ Baidu
数字移动通信
2002年10月
1
1
第2章 蜂窝系统设计的基础
2.1 无线通信基础知识 2.2 蜂窝移动通信的基本技术 2.3 蜂窝通信中的干扰与信道配置 2.4 蜂窝通信系统的容量与服务等级
电、成本低。 缺点：由于使用PTT（Push-To-Talk）按讲开关，
使用不方便（不习惯） 5、单工通信应用：特殊训练的场合，如部队、警
察、调度等通话相对少而简练的场合。
Institute of Communication Engineering UST
10
2.1.2 工作方式
二、双工通信（也称全双工通信） 1、双工通信概念：所谓双工通信是指通信
23
无线区群N的数目 N=i2+ij+j2
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24
蜂窝通信的基本原理
二、信道总数与频率重用
1 6
2 7 5 1 6
1 6 3 4 2 7 5
2 7 5 1 6 3 4
3 4 2 7 5 1 6
1 6 3 4 2 7 5
Institute of Communication Engineering UST
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2.1.2 工作方式
3、双工通信工作原理：
Institute of Communication Engineering UST
13
2.1.2 工作方式
4、双工通信的特点： 优点：使用方便（同普通电话一样） 缺点：设备较复杂、耗电大（特别对移动环境下以
一、小区、区群与频率重用 小区形状的确定
小区的实际覆盖
想象的 覆盖
理想的 覆盖
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实际的 覆盖
无线区群构成
☺ 区群内每个小区使用不同的频率 ☺ 区群的形状能够无缝覆盖整个区域 ☺ 区群间同频小区的距离保持相等
无线区群的几种形状
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2.3信道分配策略
1、固定分配 （1）分区分组配置法
– 特点 避免三阶互调；但未考虑同一信道组中的频率间隔，
可能会出现较大的邻道干扰。 每组信道数增加时，频谱利用率降低。
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N=3
N=4
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N=7
无线区群N的数目
N=i2+ij+j2
其中，i与j是正整数，（i>=0,j>=0,i+j>0）
小区半径r
i j
同频复用因子Q＝D／r
同频小区之间距离D
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2.3信道分配策略
1、固定分配 （2）等频距配置法
– 举例
等频距配置时可根据群内的小区数N来确定同一信道组内各信道 之间的频率间隔，例如，第一组用（ l，1＋N，l＋2N，l＋3N，…）， 第二组用（ 2，2＋N，2＋2N，2＋3N，… ）等。例如N=7，则信道 的配置为：
第一组1、8、15、22、29、…
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16
2.2 蜂窝移动通信的基本技术
2.2.1 大区制移动通信系统及其局限性
大区制移动通信的构成
市话
基地台
移动台 移动台
大区制的缺陷： 覆盖范围有限 系统容量受限 系统设备受限
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