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(完整word)移动通信+教案.doc
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(完整 word)移动通信+教案
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第一章 概述
1.1 移动通信基本概念
移动通信:通信――双方――至少有一方处于移动的概念――信息交换
1。1.1 移动通信的特点
1、电波传播条件恶劣
移动通信――至少有一段采用无线通信(可先采用有线信道-基站-移动台)。
无线通信――电波传播为固定点对点。eg:微波、短波等。
移动通信――电波传
播为点对任意移动的目
标。
(这个频段的特点是:传
播距离在视距范围内,通
常为几十千米;天线短,
抗干扰能力强;以地表面
波、电离层反射波、直
射波和散射波等方式传
波,受地形、地物影响大。)
慢衰落—-由于电波传播遇到建筑物等阻挡,形成电波阴影区,阴影区的电场强度弱——阴影效应。——引起
的衰落服从正态分布(正态衰落或高斯衰落)
主要特征是多径传播。如上图。—-多径衰落—-引起的衰落振幅服从瑞利分布(瑞利衰落)—-多径衰落使
信号电平起伏不定,严重时将影响通话质量.
汽车在行进途中接收到的电波为各个波的合成矢量,各个波的相位和幅度均不同,所以合成强度不同。造成
电平起伏不定。电波传播――衰落(严重 30dB)
2、强干扰情况下工作
噪声(电磁干扰:汽车点火噪声,自然噪声等等),可认为与信号无关的一些破坏性因素。
干扰,可认为与信号有关的一些破坏性因素。
(1)互调干扰――由系统内部的非线性元件造成,例如功放.(以后章节介绍,P139)
(2)邻道干扰――由于信道间隔有限,大量相邻信道之间造成干扰.(以后章节介绍,P138)
(3)同频干扰――相同频率产生的干扰。(以后章节介绍,P138)
同频干扰,特有的干扰。主要与组网方式有关,规划移动通信网时考虑。
反射波
直射波
反射波
MS (mobile station)
BS (base station)
Fig1—2 P2 电波的多径传播
(完整 word)移动通信+教案
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3、具有多普勒效应产生调制噪声
当运动物体达到一定速
度时,固定点收到的载
波频率将随运动速度的
不同产生不同的频移。
使 接 收 点 的 场 强 随 时
间、地点不断变化。
�
�
cos
v
f
d
�
λ:接收信号载波的波长
θ:电波到达时的入射角
解决办法:锁相技术
4、用户经常移动(特殊交换问题),通信系统复杂
位置登记、越区切换、漫游访问等跟踪交换技术
5.通道容量有限
6.对手机要求高
1.3 移动通信的工作频段
1.3.1 我国移动通信的工作频段
无委会规定:(详见 13 页)
150MHz 左右 450MHz 左右 900MHz 左右 (1800MHz 左右 现在双频手机)
Bp 机 集群通信等其他 移动电话
主要工作范围:VHF~UHF 移动通信使用范围
1.此频段适合于移动通信:电波不能传得太远,VHF~UHF 为视距传播、且有一定的绕射能力(市区建筑物遮
挡)。
2。天线尺寸:天线的几何尺寸与工作波长λ要相近。λ/4 天线:900MHz 为 8cm(λ=C/f)
3.抗干扰问题:f 提高――外界干扰下降
1.4 移动通信的分类
多种分类方法(15 页)
1.4.1 移动通信的工作方式
按通话状态和频率的使用方法(工作方式)分类:1、单工 2、双工 3、半双工
1、单工:收、发交替
单频单工:收发用一个频率
双频单工:收发各用一个频率
2、半双工:一方双工,另一方单工 例如:调度车载台 调度(双工) 车载台(单工)
f
1
+f
d
f
1
MS (mobile station)
BS (base station)
多普勒效应
(完整 word)移动通信+教案
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3、双工:收发同时工作,双频.(最复杂)移动通信用
准双工:接收机总工作,发射机只在工作时才工作。
1.4.2 模拟网和数字网
数字网的优点
频谱利用率高
抗干扰、抗多径衰落的能力强
网络管理和控制灵活
便于实现通信的安全保密
减少用户手机的体积和重量,可降低设备成本
提供多种业务
详见第八章
1.5 移动通信的发展趋势
1. 概述
✓ 网络业务数据化、分组化。-—数据业务通信:电路交换型的数据业务,分组交换型的数据业务
✓ 个人多媒体通信-—网络演进的方向
✓ 网络技术的宽带化
✓ 网络技术的智能化
✓ 更高的频段
✓ 更有效利用频率
1. 6 移动通信的应用系统
✓ 蜂窝式公用移动通信系统
✓ 集群调度移动通信系统
专用网
✓ 无绳电话系统
CT-1 普通家用
CT-2 移动式的固定电话 在有基站的地方
✓ 无线寻呼系统
大区制:天线高、功率大
单向
✓ 卫星移动通信系统
人烟稀少地区,“铱星计划”77 颗卫星――失败
✓ 分组无线网
(完整 word)移动通信+教案
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第二章 蜂窝移动通信系统
§2.1 蜂窝小区的概念和特点(移动通信网的体制)
移动通信网按区域覆盖方式分为两类:大区制,小区制
2。1.1 大区制
采用大功率发射机,覆
盖半径大。
优点:简单、见效快
缺点:1 上下行信道不均
衡严重(基站发射功率
大 200W,而移动台发射
功率小 0。6W)。——
设置若干个分集接收站
(单收站)
2 频率利用率低——适
用于用户少地区。适用
于专用移动通信网
2. 1。2 小区制
采用物 理间隔隔开的
办法来提供频 率 利 用
率。只要 3 对频率就
可与 5 个移动
台通话。(大区制要 5
对频率才可。)
缺点:复杂
优点:频率利用率高
以管理和设备的 复 杂
为代价换来高的 频 率
利用率.( 因为频率是
不可再生的)
1.服务区划分的方法
带状服务区:铁路、公路、河流
面状服务区:城市
(1) 带状服务区, P28 图 2。1
从频率利用率来讲,二频组工作方式最好。但是同频干扰的问题需要考虑。
(2) 面状服务区
大多数情况,例如城市中需要设立多个基站来覆盖多个服务区――面状服务区
设无线小区:用半径为 r 的圆形内切多边形来表示。 (假设地形、地物同,全向天线有交叠)采用何种多
Fig2—1 P13 大区制移动通信
Fig2-2 P14 小区制移动通信
BS
MS
MS
R
R
BS
1
BS
2
BS
4
BS
3
BS
5
f
1
组
f
1
组
f
2
组
f
2
组
f
3
组
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3
边形的问题――r 同,覆盖同样多的面积好?
邻接小区的中心间距 ―― 间隔越大,干扰越小 六边形最大
单位小区的有效面积 六边形最大
交叠区域面积 交叠面积越小,同频干扰越小 六边形最小
交叠距离 ―― 实现交换容易 六边形最小
所需最少无线频率的个数 - 防止同频干扰
结论:正六边形组网方式来覆盖面状服务区是最好的,又称为蜂窝式网.
2。 正六边形无线区群的构成(P29 fig2.2)
(1)要求会画(N=3 N=4 N=7 无线区群的构成)
面状服务区――无线区群――正六边形无线小区
✓ 构成的条件(两个基本条件)
若干无线区群彼此邻接组成蜂窝式服务区。
邻接的无线区群中的同频无线小区的中心间距相等.
✓ 构成无线区群的小区个数:N=a
2
+ab+b
2
(a 、b 均为正整数,不可同时为 0)
N=3 N=4 N=7 N=9 N=12
(2)区群结构
为了实现频率复用:
➢ 小区频率使用要隔开,避免同频干扰。相邻小区不能用相同频率,必须间隔一定距离或跳过若干小区后,
同一频率才能再用。
➢ 将若干个相邻小区组成一个区群,并将可供使用的频率分成若干组。区群内的各个小区使用不同的频率
组,而每个区群能使用所提供的全部无线频道.
➢ 用相同频率配置区群来覆盖整个服务区。
同样频率小区距
离相等,区群全部相邻。
3.激励方式:
✓ 中 心 激 励 : 基 地
站 安 装 在 小 区 中
心。采用 360
0
全
向 天 线 实 现 无 线
区的覆盖
✓ 顶点激励:基地站
安 装 在 六 边 形 的
三个顶点上.采用
三个互成 120
0
指
向天线扇面形 (每基站 3 个小区)
✓ 常见的顶点激励方式有两种:三叶草形,120
0
扇面
4.蜂窝系统的容量 C
若一个系统,有 S 个可用的双向信道,S 个可用的双向信道在 N 个小区中分为各不相同、各自独立的信道组,
每组有相同的信道数 K。可用无线信道的总数为:
S=KN
共同使用全部可用频率的 N 个小区叫做一簇。如果簇在小区中共同复制了 M 次,则容量 C
C=MKN=MS, N=4,7,12….
1
2
4
7
6
5
3
1
2
2
6
7
3
4
5
7
6
4
5
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