移动通信第2章
移动通信 第2章 移动通信基本技术及原理
移动通信第2章移动通信基本技术及原理在我们如今的生活中，移动通信已经成为了不可或缺的一部分。
从随时随地与亲朋好友保持联系，到便捷地获取各种信息，移动通信的发展给我们带来了极大的便利。
那么，支撑这一便捷通信方式的基本技术及原理到底是什么呢？移动通信的基本技术中，首先要说的是调制技术。
简单来讲，调制就像是给信息穿上一件合适的“外衣”，以便它们能够在无线信道中顺利传输。
比如说，我们要传输的声音、图像等信息，如果直接发送出去，可能会在传输过程中丢失或者变得混乱。
所以，通过调制，把这些信息转换成适合在空气中传播的信号形式，比如将数字信号变成模拟信号，或者改变信号的频率、相位等特征。
常见的调制方式有幅度调制、频率调制和相位调制等。
另一个重要的技术是编码技术。
想象一下，我们在发送信息的时候，就像是在打包行李。
为了确保行李在运输过程中不丢失或者损坏，我们要把东西整理好，用合适的包装保护起来。
编码技术也是这样，它对要传输的信息进行处理，增加一些额外的信息，用来检测和纠正传输过程中可能出现的错误。
这样，即使在信号受到干扰或者衰减的情况下，接收端也能尽可能准确地还原出原始的信息。
多址技术在移动通信中也起着关键作用。
这就好比在一个大的会议室里，有多个人想要同时发言。
为了让大家都能有序地表达自己的意见，我们需要一种规则，让不同的人在不同的时间或者用不同的方式说话。
在移动通信中，多址技术就是这样的规则，它让多个用户能够在同一个频段上同时进行通信，而不会互相干扰。
常见的多址技术有频分多址、时分多址和码分多址等。
接下来，我们来谈谈移动通信的原理。
移动通信的实现依赖于无线电磁波的传播。
当我们使用手机打电话或者上网时，手机会把我们要发送的信息转换成电磁波信号，然后通过天线发射出去。
这些电磁波信号会在空气中传播，直到被基站的天线接收。
基站在移动通信中扮演着重要的角色。
它就像是一个交通枢纽，接收来自各个手机的信号，然后进行处理和转发。
精品课件-移动通信技术(余晓玫-第2章 移动信道电波传播理论
2.2 移动无线信道的多径传播衰落特性 2.1.1 移动信道的时变特性
· 移动信道是一种时变信道。 · 无线电信号通过移动信道时会遭受来自不同途径的 衰减损害。
· 按收信号功率可表示为
(2.21)
式中， d 表示移动台与基站的距离。 · 式（2.21）是信道对传输信号作用的一般表示式。
· 发送功率Pt与接收功率Pr之比定义为传输损耗，或称 系统损耗。
· 经推导可得出传输损耗Ls的表达式为
（2.3a）
Gt和Gr为发射和接收天线增益（dB）
· 损耗常用分贝表示。 · 式（ 2.3a ）也可表示成
（ 2.3b）
d的单位是Km，频率f 的单位是MHz
自由空间路径损耗或自由空间基本传输损耗可以表示为 （2.4）
图2.3 反射波与直射波
通常，在考虑地面对电波的反射时，按平面波处理，即 电波在反射点的反射角等于入射角。不同界面的反射特性用 反射系数R表示。它可以用以下公式表示：
(2.5)
R R e j
反射波与直射波的路径差为
(2.6) d d
1
ht
hr
2
1
ht
hr
2
d
d
式中， d=d1+d2。
解：自由空间传播的损耗Lfs为
［Lfs］ = 32.45+ 20lg150 +20lg(5+10) = 99.5dB
第一菲涅尔区半径x1为
x1
d1d2
d1 d2
2 5 103 10 103 15 103
81.7m
式中，λ=c/f, c为光速，f为频率。
2024版移动通信(第五版)(章坚武)第2章课件
移动通信经历了从模拟到数字、从语音到数据、从低速到高速的发展历程。目 前，移动通信已经进入到第五代移动通信技术（5G）时代，实现了更高的数据 传输速率、更低的时延和更广泛的覆盖范围。
移动通信的特点与优势
特点
移动通信具有移动性、电波传播条 件复杂、噪声和干扰严重、系统和 网络结构复杂等特点。
根据覆盖范围和容量需求，基站子系 统可分为宏基站、微基站、皮基站等 多种类型。
基站子系统功能
基站子系统包括基站收发信机、基站 控制器等设备，主要实现无线信号的 接收、发送、调制、解调等功能。
网络子系统网络子系统定义来自网络子系统是移动通信系统中的 核心部分，负责实现移动通信网 络的交换、传输、控制等功能。
移动台功能
移动台主要负责与基站子 系统进行无线通信，实现 用户通话、数据传输等功 能。
移动台分类
根据使用场景和功能需求， 移动台可分为手持式、车 载式、固定式等多种类型。
基站子系统
基站子系统定义
基站子系统是移动通信系统中的重要 组成部分，负责与移动台进行无线通 信，并将信号传输到网络子系统。
基站子系统分类
05
移动通信的标准化与演 进
移动通信的标准化组织
3GPP
第三代合作伙伴计划，负责制定 全球通用的第三代移动通信技术
标准。
3GPP2
第三代合作伙伴计划2，主要负 责CDMA2000和EV-DO等技术 的标准化工作。
ITU
国际电信联盟，负责全球电信标 准化工作，包括移动通信的标准 化。
IEEE
电气和电子工程师协会，也参与 了一些移动通信标准的制定，如
采用信道借用、信道预约、分组交换等技术。
软件无线电技术
软件无线电技术的概念
移动通信技术第二章习题答案
一、单项选择题1.PN PN短码用于前向信道的调制，标识不同的短码用于前向信道的调制，标识不同的短码用于前向信道的调制，标识不同的________________________。
BA.A.基站基站基站B. B. B.小区小区小区C. C. C.业务信道业务信道业务信道D. D. D.控制信道控制信道2.IS95 CDMA 系统中使用的PN 短码偏置共有个。
个。
A A A. 512 B. 1024 C. 32768 D.327673.RAKE 接收技术是一种接收技术是一种_____________________分集技术。
分集技术。
分集技术。
C CA. A. 空间空间空间B. B. B. 频率频率频率C. C. C. 时间时间时间D. D. D.极化极化4.IS-95 CDMA 移动台最多可以解调移动台最多可以解调__________________多径信号。
多径信号。
多径信号。
C CA. 1个B. 2个C. 3个D.4个5.5.对于对于对于IS95 CDMA IS95 CDMA IS95 CDMA系统，寻呼信道数一般为系统，寻呼信道数一般为。
A A. 1A. 1个个 B. 7 B. 7个个 C. 8 C. 8个个 D. 12 D. 12个个6.6.反向闭环功率控制比特的发射速率是反向闭环功率控制比特的发射速率是反向闭环功率控制比特的发射速率是__________________。
DA. 1bpsB. 20bpsC.100bpsD. 800bps7.IS95 CDMA 7.IS95 CDMA同步信道的比特率是同步信道的比特率是。
AA. 1200bpsB. 2400bpsC. 4800bpsD.9600bps8.8.从从WASLH 码的角度分析，码的角度分析，IS95 CDMA IS95 CDMA 系统的前向业务信道最多有个。
个。
B B A. 55 B. 61 C. 64 D.4810. IS95 CDMA 小区的PN 短码偏置在短码偏置在__________________信道发布。
第2章移动信道的传播特性
超视距传播
假设A点架设一部发信机，天线的架高是H1，AB是 和地球相切的一条射线。若要接收到来波，接收天线
的架高必须超出这条切线。
A
d1 C d2 B
H1
H2
➢OO
视线传播极限距离
PT GT GR2 (4 )2 d 2
PT
➢ PT = 发射功率 (W) ➢ GT = 发射天线增益 ➢ GR = 接收天线增益 ➢ = c/f 波长(m)，c = 光速 (3×108 m/s)
➢ d = 发射机和接收机之间的距离(m)
自由空间传播损耗
自由空间传播损耗可以定义为：(不考虑天线增益)
前言
无线电波传播特性的研究结果可以用某种统计描述，也 可以建立电波传播模型，如图表、近似计算公式或计算 机仿真模型等。
本章在阐述陆地无线电波传输特性的基础上，重点讨论 陆地移动通信信道的特征、场强（或损耗）的计算方法 ，并对移动通信信道仿真作简要介绍。
内容安排
2.1 陆地无线电波传播特性 2.2 移动通信信道的多径传播特性 2.3 描述多径衰落信道的主要参数 2.4 阴影衰落的基本特性 2.5 电波传播损耗预测模型
Lfs
PT PR
4d
2
以dB计，得到：
或
L fs
(dB)
10
lg
4d
2
Lfs(dB) 32.44 20 lg d (km) 20 lg f (MHz )
可见，自由空间电波传播损耗只与工作频率 f 和传 播距离 d 有关。
2.1.3 大气中的电波传播
在实际移动通信信道中，电波在低层大气中传播。 整个大气层随高度不同表现出不同的特点，分为对流层、平
LTE移动通信系统 第2章 OFDM技术
单载波传输系统
单载波调制与多载波调制
多载波传输通过把数据流分解为若干个子比特流，构成 多个低速率符号并行发送的传输系统。
g (t )
g (t )
g (t )
e jw0t e jwkt
e jwN t
信道
e jw0t
g (t)
e jwkt
g (t)
e jwN t
g (t)
多载波通信系统基本结构
单载波调制与多载波调制
编码
串/并 变换
IFFT
并/串 变换
增加循环
前缀
D/A
信道
解码
并/串 变换
均衡
FFT
串/并 变换
去循环前 缀
A/D
OFDM系统框图
第2章 OFDM技术
➢单载波调制与多载波调制 ➢OFDM的优缺点 ➢OFDM基本原理 ➢OFDM的IFFT实现 ➢OFDM系统的抗多径原理 ➢OFDM系统中的信道估计方法 ➢OFDM中的同步技术 ➢MC-CMDA(OFDM-CDMA)技术
是 xg n 和 hn 的线性卷积，即 r(n) xg (n)h(n),这里*表示线性卷积，
hn =[h(nM，0) h(nM，1) … h(nM，L-1)]。
在接收端，首先从接收到的信号向量中去掉保护间隔，形成向量
T
yn=[r(n，G) r(n，G+1) … r(n，M+G+1)]。很明显，xg n是由
OFDM的IFFT实现
OFDM调制信号的数学表达形式为：
M 1
D(t) d (n) exp( j2 fnt),t [0,T ] n0
各子载波的频率为
fn f0 n / Ts
当不考虑保护间隔时，则由(2.1)、(2.2)可得：
移动通信概述
放一张图片
4.1没有移动网就没有移动电子 商务
4.1.1智能手机带来新世界
·智能手机对移动电子商务的促进作用 ·新兴技术为移动电子商务助力 ①NFC 、 SIMPass 、 RFID-SIM 等移动支付技术 ②LBS 技术、全球卫星定位系统 ( GPS )、地理信息系统 ( GIS )等技术 ③二维码、社交平台
第2章 移动通信概述
02
目录
ONTENTS
录
目
2.1 移动通信的基本概念
04
移动通信是指通信双方或至少有一方在移动中进行信息交换的通信方式。例如移动体（车辆、船 舶、飞机或行人）与固定点之间的通信、人与人及人与移动体之间的通信等。采用移动通信技术和 设备组成的通信系统即为移动通信系统。 移动通信不受时间和空间的限制，交流信息灵活、高效。它已经成为现代通信网中一种不可或缺的 手段，是用户随时随地快速可靠地进行多种形式信息（语音、数据、视频等）交换的理想方式。
多种业务，并能与ISDN等其他的网络进行互连。但系统带宽有限，限制了数据业务的发展，也无法 实现移动的多媒体业务。第二代数字蜂窝移动通信系统的主要制式有美国的DAMPS，欧洲的GSM全 球移动通信系统，日本的PDC，窄带CDMA等。我国的移动业务主要由“中国移动通信公司GSM系统” 和“中国联合网络通信有限公司（GSM和窄带CDMA系统）”开展，主要提供移动电话业务、移动数 据短信业务，以及各类基本组合业务的“移动套餐”业务等。
4.2.2流量降价带来电子商务网购红
·流量降价的原因 ①政策: 2014 年,工信部宣布全面放开电信业务资费,电信运营商可根据 市场情况及用户需求制定资费方案,包括具体资费结构、资费标准及计 费方式。 ②舆论压力: 4G 网络具有带宽大、下载速度快的显著特点,由此带来了 数据流量业务需求的大量增长。
2-3第二章移动通信基础(多径效应)
E0d0 d1
E0d0 d1
1 1
1
22
1
22
, ,
2n
,
(2n 1)
n 0,1,2...
1、时不变多径效应
• 当接收机处于不同空间位置时，两路信号具有不同 的相位差 。
• 某些位置相位差φ△为π的偶数倍，两路信号同相相加 ，接收信号比较强。
• 某些位置φ△为π的奇数倍，两路信号反相相减，这 时接收信号可能会非常弱。出现衰落深陷。
均方根（rms）时延扩展 • 功率时延谱的二阶矩的平方根
4、无线多径信道特性参数
无线信道的相干带宽：指一定的频率范围，在该频率范 围内，两个频率分量有很强的幅度相关性。 当两信号的频率间隔超出相干带宽时，幅度相关性 很小。
• 定义为多径时延扩展的倒数
• 工程定义
4、无线多径信道特性参数
无线信号的多普勒扩展 • 指一定的频率范围，在该频率范围内接收
• 平坦衰落：发送信号的所有频率分量经历相同 的衰落（同时放大或衰减）。
• 频率选择性衰落：不同频率分量经历不同的衰 落。
• 快衰落：衰落变化快于基带信号传输。 • 慢衰落：衰落变化慢于基带信号变化。 • 阴影衰落和衰落储备：由于阴影造成的衰落
平坦衰落信道特性
频率选择性信道衰落特性
• 这一部分就介绍到这里
d
vt cos
c
)
0
]
E0 cos[(t)]
f 1 d 2 dt
多普勒频移
fd
vcBiblioteka osfc (1v cos
c
)
v c
fc
c os
fc fd
fd max cos
两个不同多普勒频移信号的干涉效应
移动通信(第二章)
空间选择性衰落用相干距离描述。相干距离定义为两根天 线上的信道响应保持强相关时的最大空间距离。相干距离越短， 角度扩展越大，反之，相干距离越长，角度扩展越小。 典型的角度扩展值为：室内环境 360，城市环境为 20 ，平坦 的农村为 1。
传播损耗模型
❖ Okumura模型（奥村模型） ❖ Okumura-Hata模型 ❖ Hata模型扩展 ❖ COST-231模型 ❖ COST-231-Walfish-Ikegami模型
四种主要的效应
❖ 远近效应 由于接收用户的移动性，移动用户与基站之 间的距离也在随机变化，若各移动用户发射 信号的功率一样，那么到达基站时信号的强 弱将不同，离基站近者信号强，离基站远者 信号弱。通信系统中的非线性将进一步加重 信号强弱的不平衡性，甚至出现以强压弱的 现象，即为远近效应。
四种主要的效应
✓若频率管理或系统设计不当,就会造成同
频干扰；
✓在移动通信系统中，为了提高频率利用
✓农村：K 4 .7 8 lg f2 1 8 .3 3 lg f 4 0 .9 4
传播损耗模型
❖ Hata模型扩展（适合于个人通信系统）
适用条件： 频率：1500MHz-2000MHz 距离：1km-20km 基站天线高度：30m-200m 移动台天线高度：1m-10m
传播损耗公式 ：
L 5 0 ( u r b a n ) 4 6 . 3 3 3 . 9 l g ( f c ) 1 3 . 8 2 l g ( h b ) ( h m ) ( 4 4 . 9 6 . 5 5 l g ( h b ) ) l g ( d ) C M
信号损耗
❖ 多径传播引起的损耗（快衰落）： 在数十波长的范围内，接收信号场强的瞬时 值呈现快速变化的特征，这是由多径传播引 起的，称作快衰落，又称作小尺度衰落。其 电平分布一般服从瑞利（Rayleigh）分布或 莱斯（Rice）分布。
移动通信原理-整理(第二章)
第二章 蜂窝组网技术● 说明大区制和小区制的概念，指出小区制的主要优点。
小容量的大区制一个基站覆盖整个服务区，发射功率要大利用分集接收等技术来保证上行链路的通信质量只能适用于小容量的通信网大容量的小区制将覆盖区域划分为若干小区 ，每个小区设立一个基站服务于本小区，但各小区可重复使用频率 带来同频干扰的问题● 简述越区切换的基本概念。
什么是MAHO ？当正在通话的移动台进入相邻无线小区时，业务信道自动切换到相邻小区基站，从而不中断通信过程。
移动台辅助切换(MAHO)：每个移动台检测从周围基站中接收信号能量，并且将这些检测数据连续地回送给当前为它服务的基站。
● 什么是同频干扰？它是如何产生的？如何减少？所谓同频干扰，即指无用信号的载频与有用信号的载频相同，并对接收同频有用信号的接收机造成的干扰一般采用频率复用的技术以增加频谱效率。
当小区不断分裂使基站服务区不断缩小，同频复用系数增加时，大量的同频干扰将取代人为噪声和其它干扰，成为对小区制的主要约束。
这时移动无线电环境将由噪声受限环境变为干扰受限环境。
了减小同频干扰，同频小区必须在物理上隔开一个最小的距离，为传播提供充分的隔离。
● 另外，可以采用定向天线减小同频干扰采用六边形的原因用最小的小区数就能覆盖整个地理区域最接近于全向的基站天线和自由空间传播的全向辐射模式● 中心激励(center-excited)：基站设在小区的中央，用全向天线形成圆形覆盖区。
顶点激励 (edge-excited) ：基站设在每个小区六边形的三个顶点上，每个基站采用三副120度扇形辐射的定向天线，分别覆盖三个相邻小区的各三分之一区域。
● 绘出单位无线小区簇的小区个数N=4时，三个簇彼此邻接时的结构图形。
小区半径为R 时，相邻簇同频小区的中心距离如何确定？D=根号（3*N ）*R● 用六边形表示一个小区，使相邻小区无空隙，则每一簇的小区数量N 满足什么关系式？ j ij i N 22++=N=4,7,12.J=2,I=0.1.2● 说明改善蜂窝系统容量的三种方法以及各自的原理。
《大话移动通信》第2章
《大话移动通信》第2章大话移动通信第2章2.1 移动通信基础知识在移动通信领域，了解一些基础知识是非常重要的。
本章将介绍一些关于移动通信的基础知识，包括移动通信的定义、发展历程以及基本原理等。
2.1.1 移动通信的定义移动通信是指通过无线通信技术传输信息和实现通信的技术系统。
它通过将语音、数据等信息转换为无线信号，通过无线传输的方式实现通信。
2.1.2 移动通信的发展历程移动通信的发展历程可以追溯到20世纪初。
从最初的模拟通信系统到现在的数字通信系统，移动通信经历了多个技术的演进和变革。
2.1.2.1 第一代移动通信：模拟通信系统第一代移动通信是指使用模拟信号传输的通信系统，它首次提供了移动通信的基本功能。
最有代表性的模拟通信系统是第一代移动通信标准AMPS（Advanced Mobile Phone System）。
2.1.2.2 第二代移动通信：数字通信系统第二代移动通信是指使用数字信号传输的通信系统，它在语音和数据传输方面提供了更好的性能和服务质量。
最有代表性的数字通信系统是GSM（Global System for Mobile Communications）。
2.1.2.3 第三代移动通信：宽带无线通信系统第三代移动通信是指支持多媒体业务的宽带无线通信系统，它提供了更高的数据传输速率和更强的网络容量。
最有代表性的第三代移动通信标准是WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access）。
2.1.2.4 第四代移动通信：LTE（Long-Term Evolution）第四代移动通信是指采用LTE技术的通信系统，它进一步提升了数据传输速率和网络容量，适应了更多的应用需求。
LTE是目前最先进的移动通信技术之一。
2.1.3 移动通信的基本原理移动通信的基本原理是将信息转换为无线信号，并通过无线信号的传输实现通信。
具体而言，移动通信基于无线电波的传输，利用调制解调技术将信息信号转换为无线信号，通过无线通信网络进行传输，并在接收端将无线信号转换回信息信号。
现代移动通信第四版第二章课后答案
第二章 思考题与习题1 无线电波传播共有哪几种主要方式？各有什么特点？答：典型的电波传播方式有直射、反射、折射、绕射、散射等。
当电波的直射路径上无障碍物时，电波直接到达接收天线；当电波的直射路径上存在障碍物时，电波会绕过障碍物遮挡向前传播形成绕射波；当电波在平坦地面上传播时，因大地和大气是不同的介质而使入射波在界面上产生反射波；当电波入射到粗糙表面时，反射能量由于散射而散布于所有方向，形成散射波。
2 自由空间传播的特点是什么？答：自由空间传播是指空间周围为无限大真空时的电波传播，它是理想传播条件。
电波在自由空间传播时，其能量既不会被障碍物所吸收，也不会产生反射或散射。
电波在自由空间传播时，媒质的相对介电常数和相对导磁率都等于1，传播路径上没有障碍物阻挡，到达接收天线的地面反射信号场强忽略不计。
自由空间中电波传播损耗为32.4420lg (km)20lg (MHz)fs L d f =++，其中，d 为T-R 间距离，f 为电波频率。
其规律是:与2d 成反比→距离越远，衰减越大；与2f 成反→频率越高，衰减越大。
3 设发射机天线高度为40m ，接收机天线高度为3 m ，工作频率为1800MHz ，收发天线增益均为1，工作在市区。
试画出两径模型在1km 至20km 范围的接收天线处的场强。
（可用总场强对0E 的分贝数表示）解：40,3,1800t r h m h m f MHzd d d ===∴∆==反射波与直射波的路径差为 因为）（ϕ∆-+=j Re1E E 0又因为18001501;f MHz MHz R =>=-所以有 ])37(1)43(1[12])37(1)43(1[222222dd d d d d c f d +-+=+-+=∆=∆ππλπϕ 此时接收到的场强为)1(Re1E E ])37(1)43(1[20022d d d j j e E +-+-∆--=+=πϕ）（ 用分贝表示为km d km e E E d d d j 201)1lg(10])37(1)43(1[2022<<-=+-+-π用Matlab 画出变化曲线。
移动通信第2章调制与解调
调制信号的功率谱
f
7
2.1.5 数字调制分类的方法
数字式调制
不恒定包络
ASK（移幅键控） QAM（正交幅度调制） MQAM（星座调制）
FSK BFSK（二进制移频键控） (移频键控) MFSK（多进制移频键控）
BPSK（二进制移相键控）
恒定包络
PSK (移相键控)
DPSK（差分二进制移相键控）
QPSK (正交四相 移相键控)
• 当采用较高传输速率时，要求更为紧凑的功率谱才能满足 对邻道辐射功率低于-60dB~-80dB的要求
23
2.2.12 GMSK
• GMSK是GSM的优选方案
– 实现简单，在原MSK调制器增加前置滤波器，得到平滑后的某 种新的波形后再进行调频，就可以得到良好的频谱特性
– 对前置滤波器的要求 • 带宽窄且为锐截止型，以滤除基带信号中的高频成分 • 有较低的过脉冲响应，防止已调波瞬时频偏过大 • 保持输出脉冲响应的面积不变，使调制指数为1/2
11
第2章 调制与解调
2.1 概述 2.2 数字频率调制
– 二进制频移键控BFSK – 最小频移键控MSK） – 高斯最小频移键控GMSK
2.3 数字相位调制
– 二进制移相键控调制2PSK – 四相移键控调制QPSK
• 交错四相移键控调制OQPSK • /4- DQPSK调制
2.4 正交振幅调制QAM 2.5 扩频调制技术 2.6 多载波调制
S(t)
1
-1 -1
1
1
1
0
f2
f1
f1
f2
f2
f2
k
2π +1 -1
-1 +1 +1 +1
移动通信技术讲义-第7讲 第二章 移动通信的组网
移动通信技术讲义-第7讲第二章移动通信的组网移动通信技术讲义-第7讲第二章移动通信的组网移动通信的组网是指移动通信系统中各个基站之间的连接和协作方式，确定了整个移动通信系统的结构和架构。
本章将详细介绍移动通信的组网相关概念、技术和方法。
2.1 单基站组网单基站组网是指一个基站单独提供无线接入网络和终端连接服务，不需要和其他基站进行协作。
该组网方式常用于较小的无线覆盖区域，如无线家庭网络、无线局域网等。
在单基站组网中，基站负责终端的接入和数据的传输，同时也负责管理和调度空中资源。
这种组网方式简单灵活，适用于规模较小的场景。
2.2 多基站组网多基站组网是指多个基站共同协作形成一个覆盖范围更大的无线网络。
在多基站组网中，各个基站之间通过无线链路或有线链路进行连接，共同提供无线接入和终端连接服务。
多基站组网通过基站之间的协作，可以实现无缝切换、增强系统容量和提高覆盖范围。
多基站组网通常采用分布式架构或集中式架构。
2.2.1 分布式架构分布式架构是指将网络功能分布在多个基站中，每个基站都具备分时复用和频率复用等基本功能。
各个基站之间通过专用接口或公共传输网进行连接。
分布式架构具有灵活性高、可扩展性好等优势，适用于网络容量需求较高的场景。
2.2.2 集中式架构集中式架构是指将网络功能集中在一个控制中心，各个基站通过有线链路与控制中心相连。
集中式架构具有网络控制集中、协调能力强等优势，适用于网络覆盖范围广、终端密度大的场景。
2.3 移动通信组网技术与方法移动通信组网涉及到多种技术和方法，包括频率复用、时分复用、码分复用、空分复用、调度算法等。
下面将介绍其中几种常见的技术和方法。
2.3.1 频率复用频率复用是指将一定频段的信道分为多个子信道，不同基站在不同子信道上进行通信。
频率复用可以有效提高系统容量和频谱利用率。
2.3.2 时分复用时分复用是指将时间分割成多个时隙，不同基站在不同时隙上进行通信。
时分复用可以保证不同基站之间的通信互不干扰。
移动通信课程第二章(2)
D5 D4
BS
D3
BS
MS
D
r0
BS
D6
D2
D1
BS
BS
27
1). 全向小区系统C/I的计算(5/10)
2) 有效信号： 3) 无效信号：
n C P r T 0
I
k 1
m
n P D T k
4) 全向小区系统C/I ：
C PT r0 n I
r0
n
P
k 1
m
2.2.1.2 条状服务区的C/I 2.2.1.3 面状服务区的C/I
1). 全向小区系统的C/I 2). 定向小区系统的C/I
11
2.2.1.1 信号/同频干扰比
信号/同频干扰比 (只考虑两个单独的小
区)
同频 小区A r0 MS 同频 小区B
D
Q=D/r0
同频干扰示意图 D 为同频复用距离 r0 为小区半径 Q=D/r0 为同频复用比
1 C/I 6
3N
4
73.5 18.7dB 17dB
满足17dB信干比的要求。
31
1). 全向小区系统C/I的计算(9/10)
b). 最坏情况下全向天线系统C/I 的计算：
BS BS
D+r0
n
将最短干扰距离( DK D r0 ) 带入计算：
C 1 I DK k 1 r0
C / I 40lg Q 1
14
2.2.1 同频干扰
2.2.1.1 信号/同频干扰比 2.2.1.2 条状服务区的C/I 2.2.1.3 面状服务区的C/I
1). 全向小区系统的C/I 2). 定向小区系统的C/I
第2章 移动通信的基本技术
2.6 组网技术
• 2.6.1 移动通信网的制式
• 大区制
• 在一个比较大的区域中，只用一个基站覆盖全地区的;
•
单工或双工工作，单信道或多信道.
• 大区制的特点
•
只有一个基站，服务（覆盖）面积大，因此所需
的发射功率也较大;
•
大区制多用于专用网或小城市的公共网;
•
由于只有一个基站，其信道数有限（因为可用频
第2章 移动通信的基本 技术
2021年8月5日星期四
第2章 移动通信的基本技术
2.1 语音压缩编码技术
•
2.2 信道编码技术
2.3 数字调制技术
2.4 多址技术 2.5 分集接收技术
2.6 组网技术 2.7 用户占用信道的方式
2.1 语音压缩编码技术
• 随着通信、计算机网络等技术的飞速发展，语音压缩 编码技术得到了快速发展和广泛应用，尤其是最近20 年，语音压缩编码技术在移动通信、卫星通信、多媒 体技术以及IP电话通信中得到普遍应用，起着举足轻 重的作用。
Байду номын сангаас
•
ASK指的是振幅键控方式。这种调制方式是根据
信号的不同，调节正弦波的幅度。
• 幅度键控可以通过乘法器和开关电路来实现。载波在 数字信号1或0的控制下通或断，在信号为1的状态载波 接通，此时传输信道上有载波出现；在信号为0的状态 下，载波被关断，此时传输信道上无载波传送。那么
在接收端我们就可以根据载波的有无还原出数字信号 的1和0。对于二进制幅度键控信号的频带宽度为二进 制基带信号宽度的两倍。
• FDMA，频分多址 （frequencydivisionmultipleaccess），是把分配 给无线蜂窝电话通讯的频段分为30个信道，每一个信 道都能够传输语音通话、数字服务和数字数据。频分 多址是模拟高级移动电话服务(AMPS)中的一种基本 的技术，是北美地区应用最广泛的蜂窝电话系统。采 用频分多址，每一个信道每一次只能分配给一个用户。 频 分 多 址 还 用 于 全 接 入 通 信 系 统 ( TA C S ) 。
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与传播地形和地物分布、高度有关
表达式
传播路径损耗和阴影衰落
l
(r
,
)
r
m
1010
分贝式 10log l(r, ) 10mlog r
式中 r 移动用户和基站的距离 ζ 由阴影产生的对数损耗（dB），服从零平均和标 准偏差σdB的对数正态分布 m 路径损耗指数
实验数据表明m＝4，标准差σ＝8dB是合理的
2.3.1 多径信号
两径传播模型 接收信号功率
A d
Pr
Pt
4d
2
Gr Gt
1 Re ( 1 R ) Ae
2
....
hb
简化后
Pr
Pt
4d
2
G
r
Gt
1
Re
2
相位差 2l
多径传播模型
l (AC CB) AB
C
B hm
Pr
Pt
4d
2
Gr
G
t
N 1
1 Ri
第二章 移动通信电波传播环境与 传播预测模型
2.1 概述 2.2 自由空间的电波传播 2.3 3种基本电波传播机制 2.4 阴影衰落的基本特性
2.5 移动无线信道及特性参数 2.6 电波传播损耗预测模型
2.1.1 电波传播的基本特性
基站天线、移 动用户天线和 两付天线之间
的传播路径
移动通信 信道
衰落的 复杂的无线电 原因 波传播环境
小尺度衰落
大尺度衰落
2.1.2 电波传播特性的研究
电波传播特 性的研究
考虑问题 •衰落的物理机制 •功率的路径损耗 •接收信号的变化和分布特性
应用成果 •传播预测模型的建立 •为实现信道仿真提供基础
基本方法 •理论分析方法（如射线跟踪法） •现场测试方法（如冲激响应法）
2.2 自由空间的电波传播
菲涅尔区同心半径
rn
n d1d2
d1 d2
P”
d n / 2 Pm
d 3 / 2
d 2 / 2
d /2
90
T
P" r1 P '
R
d1
d2
r3
r2
第一菲涅尔区半径（n=1）特点
在接收点处第一菲涅尔区的场强是全部场强的一半
发射机和接收机的距离略大于第一菲涅尔区，则大部分能量可以达到接收机。
基尔霍夫公式
R sin z sin z
z
0 c os2 0
(垂直极化）
z 0 cos2 （水平极化）
极化特性
极化 电磁波在传播过程中，其电场矢量的方向和幅度随时间变化 的状态
电磁波的极化形式 线极化、圆极化和椭圆极化
线极化的两种特殊情况
水平极化（电场方向平行于地面）
垂直极化（电场方向垂直于地面）
从波前点到空间任何一点的场强 ER
1 4
s
Es
e jkr
n
r
e jkr r
Es n
ds
式中，E是波面场强，Es 是与波面正交的场强导数。 n
2.3.3 散射
粗糙表面，反射能量于所有方向 表面光滑度的判定 粗糙表面下的反射场强
2.4 阴影衰落的基本特性
阴影衰落（慢衰落）
地形起伏、建筑物及其它障碍物对电波传播路径的阻挡而形成
2.3 3种基本电波传播机制
反射
阻挡体比传输波 长大的多的物体
产生多径衰落的 主要因素
绕射 阻挡体为尖利边缘
散射 产生于粗糙表面、小物体或其
它不规则物体
2.3.1 反射
理想介质表面反射 极化特性 多径信号
理想介质表面反射
如果电磁波传输到理想介质表面，则能量都将反射回来 反射系数（R） 入射波与反射波的比值
在理想的、均 匀的、各向同 性的介质中传 播，只存在电 磁波能量扩散 而引起的传播
损耗
传播 损耗
自由空间 电波传播
接收 功率
Pr
Ar
4d 2
Pt Gt
分贝表示
传播
损耗
L 32.45 20 log f 20 log d
接收 Pr (dBm) 10log Pr (mW )
换算
Pr (dBW ) 10log Pr (W )
大尺度衰落
描述 长距离上信号强度的缓慢变化
原因 信道路径上固定障碍物的阴影
影响
业务覆盖区域
小尺度衰落（主要特征是多径） 短距离上信号强度的快速波动 移动台运动和地点的变化 信号传输质量
衰落特性的算式描述
衰落特性的算式描述
r ( t ) m ( t ) r0 ( t )
式中，r(t)表示信道的衰落因子；m(t)表示尺度衰落； r0(t)表示小尺度衰落。
移动信道的 基本特性 衰落特性
直射、反射、绕 射和散射以及它
们的合成
无线电 波传播
方式
衰落的 表现
传播损耗和弥 散 阴影衰落 多径衰落 多普勒频移
信道的分类
信道的分类
根据不同距离内信号强度变化的快慢分为{
根据信号与信道变化快慢程度的比较分为{
大尺度衰落
小尺度衰落 长期慢衰落
短期快衰落
大尺度衰落与小尺度衰落
i1
exp(
j i
2
)
其中，N为路径数。当N很大时，无法用公式准确计算 出接收信号的功率，必须用统计的方法计算接收信号的功率
2.3.2 绕射
惠更斯－菲涅尔 原理
菲涅尔区
基尔霍夫公式
原理
惠更斯－菲涅尔原理
波前（面）上每点产生的次级波组合形成传播方向上新的波前（面） 绕射由次级波的传播进入阴影区而形成 场强为围绕阻挡物所有次级波的矢量和
2.5.1 多径衰落的基本特性
时延扩展 脉冲宽度扩展
时间角度 数字系统主要考虑 原因
信号传播路径不同，到达接收端的时间也就不同，导致接收信号包含 发送脉冲及其各个延时信号
2.5.2 多普勒频移
原因
移动时会引起多普勒（Doppler）频率漂移 表达式
多普勒频移
fd
v
cos
最大多普勒(Doppler)频移
说明
P”
任一P’点，只有夹角为θ （即 TP' R）的次级波前
d 2 / 2
次级波前 P’
能到达接收点R
d /2
θ在0º到180º之间变化
T
90
R
到达接收点辐射能量与
P
d
θ成正比
扩展波前
菲涅尔区 基尔霍夫公式
菲涅尔区
从发射点到接收点次级波路径长度直接路径长度大的连续 区域
接收点信号的合成
n为奇数时，两信号抵消 n为偶数时，两信号叠加
v
fm
2.5.2 多普勒频移
说明
多普勒频移与移动台运动的方向、速度以及无线电波入射方向之间的夹 角有关：
若移动台朝向入射波方向运动，则多普勒频移为正（接收信号频率 上升）
2.5 移动无线信道及特性参数
多径衰落的基本特性 多普勒频移
多径信道的信道模型 描述多径信道的主要参数
多径信道的统计分析 多径衰落信道的分类 衰落特性的特征量
衰落信道的建模与仿真
2.5.1 多径衰落的基本特性
幅度衰落 幅度随移动台移动距离的变动而衰落
空间角度 模拟系统主要考虑 原因
本地反射物所引起的多径效应表现为快衰落 地形变化引起的衰落以及空间扩散损耗表现为慢衰落