移动通信-第六章&第四章

（6）相干解调；非相干解调
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随堂作业
一移动信道的带宽为200kHz，SNR为10dB， 计算理论上可以传输的最大数据率。
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二、移动通信系统中所应用的几种典型 的数字调制方法
数字调制技术分类
移动通信系统对数字调制技术的特殊要求

P170
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/4-DQPSK

调制器原理（图6-9）
差分相位编码：信号（相位增量）映射 相位跳变规则决定相位转移图

星座图，相位转移图（图6-8）
相位转移图：（国际象棋） 两个星座图的叠加
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2、GMSK
MSK (Minimum Shift Keying)
HG ( f ) exp( 2 f 2 )
脉冲响应
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GMSK
高斯滤波器的设计：α的选择
功率谱密度
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3、QAM
同时改变相位和幅度 名称与其一般表达式 星座图设计
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第四章 蜂窝移动通信的组网技术
正六边形构成的网络形同蜂窝，因此把小区形 状为六边形的小区制移动通信网称为蜂窝网。
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百度文库31
2、区群的构成
区群需满足的两个条件 N的选择：同频复用距离，频率利用率
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3、激励方式
中心激励：全向天线 顶点激励：120o扇形天线 * 3


信号处理：信号的正交分割 通信网：介质访问控制；无线资源管理（分配） 与多信道共用不同 与系统性能的关系
常规的多址方式：


频分多址（FDMA） 时分多址（TDMA） 码分多址（CDMA）
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3种多址方式
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1G：模拟传输，话音业务



CPFSK的一种特例 峰值频偏f=0.25Rb,调制指数kFSK= 2f/Rb = 0.5 最小载频间隔f=0.5Rs。满足正交检测； 该调制的频率间隔(带宽)是可以进行正交检测的最小带宽. 相位连续 => 相位常数的选择:相位约束条件 适合应用于无线信道，具有较高的频谱效率、功率效率；包络 恒定和自同步功能。
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5.对调制技术的要求
(1)适合于某种特定信道的传输；如移动通信环境：多径和 多普勒频移,非线性信道；
(2).抗干扰能力强；如扩频调制等； (3).在功率效率和频带效率之间有较好的折衷； (4) 实现简单，易于接收解调。
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6、几个重要的概念
(1)功率效率：在一定信号功率（信噪比）下某种调制技术 所具有的可靠性（误码性能）。表示为在接收机输入端 特定误码率Pb下每比特信号能量和噪声功率谱密度的比 值(Eb/N0)。
s(t ) A0 cos[(wc f (m))t 0 ] f m 携带信息 s, (t ) PN(t )s(t )
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(2)频率简单搬移或非线性变换
调制信号的频谱发生搬移现象或利用传输的信息改变载波 信号的某种特征参量。
a.改变载波信号幅度 (AM,ASK) b.改变载波信号的频率 (FM,FSK) c.改变载波信号的相位 (PM，PSK) d.改变载波信号的幅度和相位(QAM)

功率谱密度(图6-18)
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GMSK
MSK调制的改进:

对输入信号进行处理(GMSK) 改变两个正交支路的加权函数(FSOQ)
GMSK调制器原理(图6-19) 对前置滤波器的要求 => 高斯滤波器
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高斯成形滤波器
时域和频域特性
2 2 H G (t ) exp( 2 t )
信令（Signaling）：通信网的约定



一系列控制信号（网内使用的“语言”）， 协调通信网的运行 互通，互换，互控 协议（Protocol），用于计算机网
接入信令 网络信令：SS7
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六、多址方式与系统容量
多址技术：主要解决多个用户如何共享无线资 源的问题。
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将给定的频谱资源划分为若干等间隔的频 道（或称信道）供不同的用户使用。 在单纯的FDMA系统，通常采用频分双工 （FDD）的方式来实现双工通信，接收频 率f和发送频率F是不同的。为了使同一电 台的收发之间不产生干扰，频差必须大于 一定的数值。 下行频段高于上行频段（上图？）
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(2) 根据改变载波的某个参量来分：频率、相位、幅度或幅 相调制。
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3. 从数学和物理意义上理解调制
(1) 数学运算
幅度调制： 相位调制：
s(t ) A(t ) cos(wct 0 ) s(t ) A0 cos(wct 0 m )
m 携带信息
幅度相位调制： s(t ) Am (t ) cos(wct 0 m ) Am m 频率调制： 扩频调制：
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呼损率
呼损率
A A0 0 B A
信道利用率：单个信道的平均完成话务量
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忙时话务量AB
定义

统计均值 每个用户 全天话务量
集中系数

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容量

系统容纳用户数 每个信道容纳用户数 每个信道的平均完成话务量
多址方式：TDMA（Time Division Multiple Access）

GSM（Global System for Mobile Communications, 早 期称Groupe Special Mobile, 欧洲ETSI）
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（Code Division Multiple Access）
信道利用率

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随堂作业
第139页习题3
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二、区域覆盖
大区制与小区制 小区的形状，基站位置 区群（簇，Cluster）的构成
带状网与蜂窝网

带状网：1维 蜂窝网：2维
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1、小区的形状
正多边形？ 正六边形？
（5）恒包络调制（已调波幅度恒定）
可使用C类放大器而不会导致占用的频谱扩展，功率放大器可工作于饱和 状态，提高功率利用效率； 带外抑制可以达到-60dB—-70dB； 可使用限幅器和鉴频器，解调容易，可抵抗由瑞利衰落引起的随机噪声和 信号电平波动现象。 占用较线性调制大的带宽，适合于功率有限信道。
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时分多址是把时间分割成周期性的帧，每 一帧再分成若干时隙。 FDD方式，上行下行的帧分别在不同的频 率上。TDD方式（上图），上下行帧在相 同的频率。 为了保证在不同传播时延情况下，各移动 台到达基站处的信号不会重叠，通常上行 时隙内必须有保护间隔。
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REVIEW：数字调制（1）
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REVIEW：数字调制（2）
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REVIEW：数字调制（3）
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一、概述
1. 调制的概念
调制是将信号变换为适合于某种特定信道传输的过程或 方法。解调是调制的逆过程。
2. 分类
(1) 根据调制信号的类型可分为模拟调制和数字调制。
(2)频带效率：反映不同的调制方式在相同带宽下可传输的 最高信息速率,通常利用(bps/Hz).
(3)频带效率和功率效率之间存在互换特性（如FM）。 信道容量： C = W log2(1+S/N)
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6、几个重要的概念（续）
（4）线性调制（已调波幅度随调制信号呈线性变化）
拥有较好的频带效率； 包络是不恒定的； 利用一定的技术可改善包络的抖动。
多址方式：FDMA（Frequency Division Multiple Access）

AMPS（Advanced Mobile Phone System, 美国） CT-2（Cordless Telephone phase 2, 英国）
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2G：数字传输，话音业务
移动通信系统中的调制技术
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1、QPSK、OQPSK和/4 QPSK
QPSK和OQPSK

调制器原理（图6-7） 星座图，相位转移图（图6-8）
为了避免180度的载波相位跳变，增加相位变化次数， 减小相位变化的幅度。由此提出了OQPSK。OQPSK把 两个支路偏移符号间隔一半时间（Tb），再进行QPSK 调制。
方式 优点
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4、无线小区模型


三叶草形21小区模型 用户密度对小区划分和信道分配的影响 小区分裂
5、直放站

作用（WHY？） WHAT？
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三、网络结构
基站与交换机之间、交换机与固定网络之间可采用

有线链路（光纤、同轴电缆、双绞线等） 无线链路（如微波链路、毫米波链路等）
同道干扰

一层干扰和二层干扰 7小区制
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四、交换技术
通信网及其交换 与公共电话交换技术的差别

用户（移动台）的移动性 呼叫的建立、保持和释放 移动性管理：用户&网络
呼叫过程 越区切换
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五、信令技术
技术特点
FDMA通常在窄带系统实现； 符号时间远大于时延扩展，不需要均衡； 不间断发送，系统额外开销少； 系统简单，但需要双工器，同时需要精确的射 频带通滤波器来消除相邻信道干扰，消除基站 的杂散辐射。 信道非线性是FDMA系统的主要矛盾。
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2、时分多址（TDMA）
IS-95（Interim Standard 95，也称cdmaOne, CDMA800， 美国TIA/EIA）
2G：CDMA
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3G，4G
第三代：宽带CDMA •第四代：CDMA OFDM…？
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1、频分多址（FDMA）
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频率有效利用技术


时间域：多信道共用技术 空间域：区域覆盖与网络结构 频率域：信道窄带化；多址技术
交换技术与信令技术（含移动性管理） 网间互连
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一、多信道共用技术
概念（What？Why？How？）

与有线用户共享中继线相似 在保证服务等级（呼损率）的前提下提高信 道利用率 话务量 呼损率
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移动通信网分区
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MSC
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移动性管理
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VLR
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AUC
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同频复用与同道干扰
频率复用距离


定义 计算
（4-12）式中的频率复用因子N；构成区群的小区个数N
第六章 移动通信的调制解调技术
什么是调制解调？ 调制的基本原理是什么？ 调制方式有哪几类？ 为什么要进行调制解调？ 什么是调制信号、已调制信号和被调制信号？ 什么是线性调制和非线性调制？ 如何学习和掌握各种调制方式?

WHAT？HOW？WHY？
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REVIEW：模拟调制
本科生课程“移动通信” 24
通信网的两个重要术语

话务量
流入话务量：

A s

λ：单位时间内平均呼叫次数（次/小时）； s：平均呼叫时间（小时/次）；
完成话务量

A 0 s
λ0：单位时间内平均呼叫成功次数（次/小时） 话务量的单位：爱尔兰（Erlang）
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• 线性调制通常是信号的频谱的简单搬移，而非线性调制 并非简单搬移，一般占用带宽较宽。
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4.广义地理解调制解调
调制和解调是一种信号处理的方式。
有时把调制、信道和解调统称为广义信道。 格型编码调制技术(TCM)将信道编码、调制和解调当做 一个整体来看待，甚至将从信道编码到信道解码的整个 部分当做广义信道，进行整体联合优化。