第讲 蜂窝移动通信技术

• 无争用协议
TDMA（时分多址）
• Time Division Multiple Access • 不同用户使用整个频段的不同时间段发送信号 • 每个时间周期分为多个时间段，称为时隙。每
对相邻的时隙都被一小段时间段（作为保护时 间）分隔开，以减少来自相邻信道的干扰
• 基于奈奎斯特抽样定理 • 无争用协议
限于来自其他用户的全部干扰功率
SDMA（空分多址）
• Spatial Division Multiple Access • 利用空间分割构成不同的信道 • 是一种信道增容方式，与其他多址方式
完全兼容，从而可实现组合的多址方式， 例如空分--码分多址（SD-CDMA）
• 实现的关键是智能天线技术
通信工作方式
基础知识和基本概念
• 标准化组织 • 多址方式 • 通信工作方式 • 蜂窝通信概念
标准化组织
• 国际标准化组织 • 地区性标准化组织
国际标准化组织
• ISO（International Organization
for Standardization）国际标准化 组织
• ITU（International Telecommunications Union）国际
• 根据信道情况，CDMA可被认为是无争用协议或
争用协议
• 如果信道中同时传输的用户数或者多址干扰值低于
某一给定的阈值，系统可成功处理所有的传输，那 么CDMA就是无争用协议 • 如果干扰值大于该阈值，将会在传输中丢失所有同 时传输的分组，那么CDMA就是争用协议
• 因此，我们将CDMA视为一个功率受限系统，受
一个蜂ຫໍສະໝຸດ Baidu组
B G
A F E D C
一个字母代表 一组频率，不 同的字母代表 不同组的频率。
“蜂窝式”名称的来源
在无线电通信时，一对通话要占用一条 信道，即一段特殊的频率。为了频率复 用，按地理范围分成状如蜂窝的若干小 区，每个小区使用一组频率，相同的频 率组之间至少间隔了两个小区的地理距 离，所以不会相互干扰。
宏蜂窝小区(macrocell)
• 每小区的覆盖半径较大，大多为1km～
25km。
• 宏蜂窝小区基站的发射功率较强，一般
在10W以上，天线也做得较高。
宏蜂窝小区
• 每个小区中有一个基站，与处于其服务
区内的移动台建立无线通信链路。
• 各个小区的基站可通过电缆、光缆或微
波链路与移动交换中心(MSC)相连。
Standards Institute）欧洲电信标准化协会/欧洲 电信标准化组织
• FCC（Federal Communications Commission）
美国联邦通信委员会。
• TTA（Telecommunications Technology
Association）韩国电信技术协会
多址方式
微蜂窝小区是在宏蜂窝小区的基础上发展 起来的一门技术。 • 覆盖半径大约为30m～300m； • 发射功率较小，一般在1W以下； • 基站天线置于相对低的地方，如屋顶下 方，高于地面5m～10m； • 传播主要沿着街道的视线进行，信号在 楼顶的泄露小。
蜂窝式无线电话网
G F B A C D B A G B A E G F C
E
G F
F
C D
D
B
G F C D
B A
E
C
D
E
A
E
蜂窝移动通信
• 蜂窝概念可用于FDMA系统，使同样的
子频段可在距离足够远的蜂窝群中多次 使用 • 也可用于CDMA系统，降低干扰，提高 系统容量 • 同样可用于TDMA系统，通过TDMA与 FDMA技术的结合提供较高的系统容量， 容纳更多用户
电信资源是有限的！
• • • •
FDMA（频分多址）
TDMA（时分多址）
CDMA（码分多址）
SDMA（空分多址）
FDMA（频分多址）
• Frequency Division Multiple Access • 不同用户使用不同的频段发送信号 • FDMA系统为每位用户在可用频段内分
配一小部分频率或频道，且在相邻的一 对频道之间留出一小部分频谱作为保护 带，以减少来自相邻频道的干扰
Association）中国通信标准化协会
• CWTS（China Wireless Telecommunications
Standards group）中国无线电讯标准组
地区性标准化组织
• EIA（Electronic Industries Alliance）美国电子
工业协会
• ETSI（ European Telecommunications
CDMA（码分多址）
• Code Division Multiple Access • 不同用户使用整个频段的不同特定码字
发送信号 • 在CDMA系统中，每个用户信号在整个传 输过程中都使用一个宽带信道，使用相 同的载频，占用相同的带宽 • 根据分配给每个用户的特定码字来区分 不同用户的信号
CDMA（码分多址）
蜂窝通信概念
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蜂窝移动通信 宏蜂窝小区 微蜂窝小区 分级蜂窝结构 微微蜂窝小区 三层分级蜂窝结构 智能蜂窝
蜂窝移动通信
FCC的定义: 一个高容量的陆上移动通信系统， 分配给系统中的频谱被划分为独立的信 道，这些信道按组分配给各个地理小区， 这些小区覆盖了一个蜂窝地理服务区。 独立的信道能够被服务区内的不同小区 复用。
• 移动交换中心通过PCM电路与市话交换
局相连接。
宏蜂窝小区存在的问题
• “盲点”：由于网络漏覆盖或电波在传
播过程中遇到障碍物而造成阴影区域等 原因，使得该区域的信号强度极弱，通 信质量低劣
• “热点”：由于客观存在商业中心或交
通要道等业务繁忙区域，造成空间业务 负荷的不均匀分布
微蜂窝小区 (microcell)
• 单工通信——只能有一个方向的通信而没有反
方向的交互
• 半双工通信——通信的双方都可以发送信息，
但不能双方同时发送(当然也就不能同时接收)
• 全双工通信——通信的双方可以同时发送和接
收信息。
• TDD：Time Division Duplex 时分双工 • FDD：Frequency Division Duplex频分双工
电信联盟
地区性标准化组织
• ANSI （American National Standards Institute）
美国国家标准学会
• ARIB（Association of Radio Industries and
Businesses）日本无线工业及商贸联合会
• CCSA（ China Communications Standards