通信行业技术篇(基础)

系统篇△1、第一代移动通信系统及其主要特点。

近代的陆地移动通信系统，也称为蜂窝移动通信系统；自80年代起，已历经三代。

第一代的主要特点是利用模拟传输方式实现话音业务，以AMPS （美国、南美洲）、TACS（英国、中国）和NMT（北欧）为代表。

主要商用时间从80年代初开始到90年代前期。

它的主要特点是：①模拟话音直接调频；②多信道共用和频分多址接入方式；③频率复用的蜂窝小区组网方式和越区切换；④无线信道的随机变参特征使无线电波受多径快衰落和阴影慢衰落的影响⑤环境噪声和多类电磁干扰的影响；⑥无法与固定网迅速向数字化推进相适应，数据业务很难开展；⑦安全保密性差，易被“窃听”，易被“仿制烧号”。

△2、第二代移动通信系统及其主要特点第二代蜂窝移动通信系统以数字传输方式实现话音和低速数据业务，以GSM为主, IS-95CDMA为辅。

主要商用时间从90年代中期开始到现在。

它的主要特点是：①低速率话音编码技术和数字调制；②每载波多路、时分多址或码分多址接入；③Rake接收机和自适应均衡技术；④与固定网向数字化推进相适应，具有中低速数据承载业务能力；⑤先进的开放的技术规范（如A接口和U接口），有利于形成既竞争又相互促进的机制；⑥安全保密性强，不易“窃听”，不易“仿制”；⑦有利于大规模集成。

△3、第三代移动通信系统及其主要特点第三代蜂窝移动通信系统以更高速的数据业务和更好的频谱利用率为目标，采用宽带CDMA为主流技术，目前已形成两类三种空中接口标准，即WCDMA FDD（简称WCDMA）、WCDMA TDD（简称TD-SCDMA）和CDMA2000。

今后十年内将逐步替代第二代系统而成为主流。

它的主要特点是：①新型的调制技术，包括多载波调制和可变速率调制技术；②高效的信道编译码技术，除了沿用第二代的卷积码外，还对高速数据采用了Turbo纠错编码技术；③Rake接收多径分集技术以提高接收灵敏度和实现软切换；④软件无线电技术易于多模工作；⑤智能天线技术易于提高载干比；⑥多用户检测技术以消除和降低多址干扰；⑦可与固定网中的电路交换和分组交换网很好地相适应，满足各类用户对话音及高、中、低速率数据业务的需求。

△4、何谓“双工”方式？何谓“多址”方式？“双工”（Duplexer）是相对于“单工”而言的收发信机工作方式。

在无线对讲（集群）电话问世之初，由于技术及成本因素，发信机采用了“按下讲话”的方式，即有一个通话按钮，按下时表示发信，放开时表示接收，也就是说，此种通话方式不能像固定电话那样同时收发，故称之为“单工”。

而技术的进步和制造成本的下降，使双工滤波器能够在各类工作频段都能随意使用，从而使无线对讲电话也能像固定电话那样同时接收和发送，不需要在讲话时按下按钮, 这种通话方式就是“双工”方式。

当收信和发信采用一对频率资源时，称为“频分双工”；而当收信和发信采用相同频率仅以时间分隔时称为“时分双工”。

“多址”（Multi Access）是指在多信道共用系统中，终端用户选择通信对象的传输方式，在陆地蜂窝移动通信系统中，用户可以通过选择“频道”、“时隙”或“PN码”等多种方式进行选址，它们分别对应地被称为“频分（Frequency Division ）多址”、“时分（Time Division ）多址”和“码分（Code Division ）多址”。

简称FDMA, TDMA 和CDMA. 对数是求指数的运算,比如log2x 的意思就是求x 是2的多少次幂.对数函数的单调性由底数a 与1的大小关系分为两类:a>1,递增,a<1,递减log2x ＜1=log2 2(2为底数,2的对数)所以x<2,又真数x>0所以0＜x ＜2那我来说一下关于lg 的计算吧lg 表示以10为底的对数例如lgx=y,相当于10的y 次方=x下面列一些关于lg 的计算公式lgA+lgB=lg(A*B)lgA-lgB=lg(A/B)另外还有ln,表示自然对数,他以e 为底首先， DB 是一个纯计数单位：dB = 10logX 。

dB 的意义其实再简单不过了，就是把一个很大（后面跟一长串0的）或者很小（前面有一长串0的）的数比较简短地表示出来。

如： X = 1000000000000000（多少个了？）= 10logX = 150 dBX = 0.000000000000001 = 10logX = -150 dBdB 是一个表征相对值的值，当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB 时，按下面计 算公式：10lg （甲功率/乙功率）[例1] 甲功率比乙功率大一倍，那么10lg （甲功率/乙功率）=10lg2=3dB 。

也就是说，甲 的功率比乙的功率大3 dB 。

[例2] 7/8 英寸GSM900馈线的100米传输损耗约为3.9dB 。

[例3] 如果甲的功率为46dBm ，乙的功率为40dBm ，则可以说，甲比乙大6 dB 。

[例4] 如果甲天线为12dBd ，乙天线为14dBd ，可以说甲比乙小2 dB 。

△5、发信功率及其单位换算通常发信机功率单位为“瓦特”（W ），它也可以表示为dBw ，即以1W 为基准的功率分贝值，即 Pt （dBW ）=10lg 1WW ）（Pt 为了便于计算，发信功率单位也可用“毫瓦”（mW ）表示，同样，它也可以表示为dBmW （简写为dBm ），即以1mW 为基准的功率分贝值，而1W = 1000 mW1 dBW = 30dBm或Pt （dBm ）=10lg1mWW ）（m Pt △6、接收机的热噪声功率电平（底噪）任何一个无线通信接收机能否正常工作，不仅取决于所能获得的输入信号的大小，而且也与其内部噪声以及外部噪声和干扰的大小有关。

接收机内部噪声也称为热噪声，它是由电子运动所产生的，其定义是指当温度为290°K （17°C ）时，由接收机通带（通常由接收机中频带宽所决定）所截获的热噪声功率电平。

这个热噪声功率电平也称为接收机的底噪，是计算接收机的噪声的基本参数。

接收机带宽绝对温度值 290°K玻尔兹曼常量 1.37×1023-如用dBW 表示，可写为No （dBw ）= －204 dBW + 10lgB或 = －174 dBm + 10lgB对于G 网，B = 200KHz （53dB ），No = －121dBm通常决定无线接收机的灵敏度主要器件是输入射频放大器，因此，放大器的噪声系数也同样可用来衡量接收机灵敏度指标。

放大器噪声系数N F = 实测信噪比最大可能信噪比 最大可能信噪比是把信号源内阻作为系统中唯一噪声源时输出端产生的信噪比，此时相当于负载开路状态；实测信噪比即将放大器的噪声与信号源内阻相加作为噪声源时输出端产生的信噪比。

所以N F = kTB g N Ni a )/(+式中：kTB —带宽为B （Hz ）时的热噪声Ni —输入端噪声功率电平Na —放大器内部噪声功率电平g —放大器放大量以输入电动势表示的灵敏度（e ）与N F 的关系可以表示为：e = R NC KTB ⋅⋅⋅F N 式中：R 为输入阻抗（50Ω）N F 为接收机噪声系数B 为噪声宽带（通常即接收机的中频带宽）C/N ：为门限载噪比（通常与数据速率有关）在工程设计中，通常仅需知道接收机输入端(开路)的信号功率Pi（dBm ） 即Pi （dBm ）= Re 2= NC KTB ⋅⋅F N = -174（dBm ）+10lgB+ N F （dB ）+C/N 对于G 网，当B=200KHz N F =4dB C/N=12dB 时Pi （dBm ）= -174+53+4+12=-105 dBm☆7、接收灵敏度及噪声系数无线接收机的灵敏度是接收弱信号能力的量度，通常由μv 、dB μv 、dBmW 表示；接收机的灵敏度指标标称值通常是在静态（实验室屏蔽房内）条件下，为获得规定的终端通话质量（如C/N=18 dB 或FER=1×103-等），在接收机输入端输入的电压电平（μv 和dB μv ）或功率电平（dBm ）☆8、电场强度、电压及功率电平的换算电场强度（E ）是指长度为1米的天线所感应到的电压，以v/m 、μv/m 、dB μv/m 计，对半波偶极天线而言，其有效长度为πλ，故其感应的电压e 为： e = E * πλ（v ）式中：E 为电场强度（v/m ）λ为波长（m ）由于半波偶极天线的特性阻抗是73.13Ω，而移动通信接收机的输入阻抗通常为50Ω，因此，接收机的输入开路电压A = e 13.7350 = E 13.7350⋅⋅πλ 若以dB μv 计，则：A （dB μv ）= E （dB μv/m ）+20lgπλ－1.65 = E +20lg λ－11.6例如：对于900MHz 频段，λ=0.33m ，当采用半波偶极天线时，输入电压A与接收场强E 之间的关系为：A （dB μv ）= E （dB μv/m ）-21.33若采用其他增益天线，只需加上该天线相对于半波偶极天线的增益G D 即可 对于移动通信系统，按惯例是以电动势（开路电压）作为灵敏度指标值。

因此，其电压与功率的换算应为：P i = R A 2当R=50Ω时 Pi = A －137（dBW ）或 = A －107（dBm ）△9、G 网的全速率和半速率信道GSM 系统的语音编码采用规则脉冲激励——长期线性预测（RPE —LTP ）编译码方式，根据速率不同可以分为全速率和半速率两种信道。

当编码器每20ms取样一次，线性预测声域分析抽头为8时，输出260bit，此时编码速率为260/20=13Kbits/s，即为全速率信道。

☆10、G网设计中选用哪个信道的发射功率作为参考功率？GSM系统是一个时分多址系统，每个时隙的最大功率都是一样的，但控制信道可以根据移动台与基站距离远近对话音信道功率进行检测，所以话音信道的功率是变化的。

在G网作功率规划时，是以相对恒定的BCCH信道功率作为参考功率进行规划的。

☆11、G网的传输时延，时间提前量和最大小区半径的限制？G网上行传输方向，在随机接入信道（RACH）上传送，用于移动用户（通过基站）向网络提出接入申请。

由于移动台距基站的距离是可变的，因而其传播时延也是变动的，为了保证基站接收机能够准确地接收任一移动台的申请，故在接入信道尾部设立较长的防护段，称为扩展保护期，占68.25比特，约251μs，该值对应于35Km 的传输时延，即保证距基站35Km的移动台发出的接入申请也不会丢失。

但是，保护期的增加实际上是增加了传输开销，也即降低了信息传输速率，因此，G网中相应地采用了自适应的帧调整技术。

一旦移动台通过接入信道登记，基站便连续地测试传播时延，并在慢速辅助控制信道上以2次/秒向移动台发出时间提前量指令，其值为0～233μs，移动台按此指令进行自适应帧调整，使得移动台向基站发送的时间与基站接收的时隙相一致。