移动通信重点知识总结

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1、第一章概论1、移动通信的特点。1、移动诵信必须利用无线由波进行信息传输 2、移动诵信是在复杂的干扰环培中运行的 3、移动诵信可以利用 的频谱资源非常有限4、移动通信系统的网络结构多种多样，网络管理和控制必须有效5、移动台必须适合干在移 动环境中使用2、移动通信按多址方式分为频分多址（FDMA），时分多址（TDMA），码分多址（CDMA）。按信号形式分为模拟网和 数字网。3、 移动通信的传输方式分：单向传输（广播式）、双向方式（应答式）。双向传输工作方式有单工、双工、半双 工。4、单工通信：通信双方电台交替地进行收信和发信。根据收、发频率的异同，又可分为同频单工和异频单工。例： 寻呼系统。5、双

2、工通信：指通信双方可同时进行传输消息的工作方式。双工通信一般使用一对频道，以实施频分双工 （FDD） 工作方式，接受和发射可同时进行，故耗电量较大。为了缓解这个问题和减少对系统频带的要求，可在通信设备中 采用同步的半双工通信方式，即时分双工 （TDD）。故频分双工（FDD）和时分双工（TDD）相结合。例：手机。（FDD： 用不同载频来区分两个诵信方向.TDD.收、发采用同一载频.诵过时间上的交替使用同一载频来区分两个诵信方向。6、半双工通信，移动台采用类似单工的“按讲”方式，即按下按讲开关，发射机才工作，而接收机总是工作的。基 站工作情况与双工方式完全相同。例：对讲机。7、数字移动通信系统有哪

3、些优点？答：数字通信系统的主要优点可归纳如下：（1）频谱利用率高，有利干提高系统容量。（2）能提供多种业务服务，提 高诵信系统的诵用性。（3）抗噪声、抗干扰和抗多径衰落的能力强（4）能实现更有效、灵活的网络管理和控制。（5）便 干实现通信的安仝保密。（6）可降低设备成本和减小用户手机的体积和重量。8、若干年来，移动通信基本上围绕着两种主干网络在发展，这就是基于话音业务的通信网络和基于分组数据传输的 通信网络。9、蜂窝式组网的目的是解决常规移动通信系统的频谱匮乏，容量小，服务质量差，频谱利用率低等问题。10、蜂窝式组网放弃了点对点传输和广播覆盖模式，将一个移动通信服务区划分成许多以正六边形为基本

4、几何图形 的覆盖区域，称为蜂窝小区。11、频率复用:把若干相邻的小区按一定的数目划分成区群（Cluster）,并把可供使用的无线频道分成若干个（等于 区群中的小区数）频率组，区群内各小区均使用不同的频率组，而任一小区所使用的频率组，在其它区群相应的小 区中还可以再用，这就是频率再用。12、频率再用距离是和区群所含小区数有关的，区群所含的小区数越少，频率再用距离越短，相邻区群中使用相同 频率的小区之间的同道干扰越强。13、当移动台从一个小区进入另一相邻的小区时，其工作频率及基站与移动交换中心所用的接续链路必须从它离开 的小区转换到正在进入的小区，这一过程称为越区切换。14、无绳电话是一种以有线电

5、话网为依托的通信方式，是有线电话网的无线延伸。15、分组无线网（GPRS）是利用无线信道进行分组交换的通信网。分组：是由若干个比特组成的信息段，包括“包 头”和“正文”两部分。分组传输方式是存储转发方式的一种，要产生额外的时间延迟，因此，分组无线网特别适 用于实时性要求不严和短消息比较多的数据通信。如果要用分组无线网传输分组话音，则必须保证时间延迟不大于 规定值。16、GSM： Global System for Mobile communications 全球移动通信系统17、在调制方式上，泛欧GSM蜂窝网络采用GMSK。美国的IS-95蜂窝网络采用QPSK和OQPSK。18、通常认为：TD

6、MA系统的通信容量大于FDMA系统，而CDMA系统的通信容量又大于FDMA和TDMA系统。（CDMATDMAFDMA）19、在GSM系统中，分组模式成为通用分组无线业务（GPRS）。20、蜂窝系统所用的各种接口： Sm是用户和网络之间的接口，也称人机接口； Um是移动台与基站收发信台之间的接 口，也称无线接口或空中接口； A是基站和移动交换中心之间的接口rH_I 11rt-II| 1 MS f 严 *BS * i 一 jl L aMSC4 IIwII“无线接口 Um”（也称MS-BS接口）是人们最为关注的接口之一，因为移动通信网是靠此接口来完成移动台和基站之间的无线传输的，它对移动环境中的通信

7、质量和可靠性具有重要的影响。第二章调制解调1、调制的目的是把要传输的模拟信号或数字信号变换成适合信道传输的高频信号。2、FSK信号的带宽：B = f f | + 2f21s3、最小移频键控（MSK）MSK是一种特殊形式的FSK，其频差是满足两个频率相互正交（即相关函数等于0）的最小频差，并要求FSK信号的相 位连续，其频差A f=f2-f1=1/2Tb,即调制指数为：h = 纣 =0.5，式中，Tb为输入数据流的比特宽度。1/TMSK的信号表达式为：S（t） = COS冗 t+ at + x c 2Tkkb兀U = a t + xk2Tk kbb式中Xk是保证t=kTb时相位连续而加入的相位常

8、量。在给定输入序列ak情况下，MSK的相位轨迹如图所示。画图时：序列中“+1”时相位增加n /2，“T”时相位减 小n /2.4、MSK特点：频率调制，振幅不变。两个频率相互正交。传号频率fm=fc+fd；空号频率fs=fc-fd在每一个码 元周期内，相位线性变化n/2。码元变化时刻，相位是连续的。5、MSK的功率谱具有较宽的主瓣。旁瓣衰减速度比QPSK快得多。6、最简单的产生高斯最小频移键控（GMSK）信号的方法是通过在FM调制器前加入高斯低通滤波器（称为预制滤波 器）。7、GMSK通过引入可控的码间干扰（即部分响应波形）来达到平滑相位路径的目的，它消除了MSK相位路径在码元转 换时刻的相位

9、转折点。（GMSK信号在码元转换时刻其信号和相位不仅是连续的而且是平滑的）。GMSK信号在一个码元 周期内的相位增量，不象MSK那样固定为+-n /2,而是随输入序列的不同而不同。8、对于方型QAM来说，它可以看成是两个脉冲振幅调制信号之和。9、扩频通信技术是一种信息传输方式，在发端采用扩频码调制，使信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最 小带宽，在接收端用同样的扩频码进行相关解扩及恢复所传信息数据。这一处理使接收机输出的信噪比相对于输入 信噪比大有改善，从而提高系统的抗干扰能力。10、目前扩频通信系统可分为：直接序列扩频（DS）跳频（FH）跳时（TH）线性调频（Chirp）以及卜述几种方

10、 式组合。11、直接序列（DS）扩频，就是直接用具有高码率的扩频码（PN）序列在发端去扩展信号的频谱。而在接收端，用相 同的扩频码序列去进行解扩，把展宽的扩频信号还原成原始的信息。12、二进制的m序列是一种重要的伪随机序列，有优良的自相关特性，有时称为伪噪声（PN）序列。13、m序列是最长线性移位寄存器序列的简称。顾名思义,m序列是由多级移位寄存器或其延迟元件通过线性反馈产 生的最长的码序列。在二进制移位寄存器中，若n为移位寄存器的级数，n级移位寄存器共有色个状态，除去全0状 态外还剩下2n -1种状态，因此它能产生的最大长度的码序列为2n-1位。产生m序列的线性反馈移位寄存器称作 最长线性移

11、位寄存器。（给出n值，求出各种状态，并判断码元“ 1”“0”的个数。）14、m序列的周期P不能取任意值，必须满足P= 2n -1，式中，n是移位寄存器的级数。在CDMA蜂窝系统中，使用了两种m序列，一种是n=15，称作短码m序列；另一种是n=42，称作长码m序列。15、 反馈系数Ci是以八进制表示的。使用该表时，首先将每位八进制数写成二进制形式。最左边的1就是C0（C0 恒为1），从此向右，依次用二进制数表示C1， C2，Cn。有了 C1， C2，值后，就可构成m序列发生 器。表中n=5，反馈系数Ci=（45）8，将它化成二进制数为100101，即相应的反馈系数依次为C0=1，C1=0，C2=

12、0, C3=1，C4=0，C5=1o表2 - 4部分函序列反馈系数表同期P捷銀系数匚C八进制3713斗152353145i 671 7516、m序列是一种随机序列,具有随机性,其自相关函数具有一值的尖锐特性,但互相关函数是多值的。17、用m序列的特性来证明：1T = 0P卩）=10,T = 1,2, ,P-1 I P证明：自相关系数为:式中，A为对应位码元相同的数目；D为对应位码元不同的数目。当T =0时，因为a 与3 的码序列完全相同，经模2加后，全部为“0”，即D=0,而A=Po因而有nn-0P 0 JP （） = = 1，当T =0 时当T #0时，对于m序列，其码长为P= 2n -1,

13、在这里P也等于码序列中的码元数，即“0”和“1”个数的总 和。其中“0”的个数因为去掉移位寄存器的全“0”状态，所以A值为A= 2n-1-1“1”的个数（即不同位）D为D= 2n -1,根据移位相加特性，m序列an与位移后的序列an-T 进行模2加后，仍然是一个m序列，所以“0”和“1” 的码元个数仍差1o可得m序列的自相关系数为p（T）=（2n-1 -1）-2n=丄，t #0时PP因此，m序列的自相关系数为flP (T ) = S 1 th 0,t = 1,2, ,P-1 I P18多载波传输首先把一个高速的数据流分成若干个低速的子数据流，然后，每个子数据流经过调制和滤波，去调制相应的子载波

14、，从而构成多个并行的已调信号，经过合成后进行传输。第三章移动信道的传播特性1、电波传播方式沿路径从发射天线直接到达接收天线的电波称为直射波，它是VHF和UHF频段的主要传播方式; 沿路径的电波经过地面反射到达接收机，称为地面反射波;路径的电波沿地球表面传播，称为地表面波2、直射波传播可按自由空间传播来考虑。所谓自由空间传播系指天线周围为无限大真空时的电波传播，它是理想传 播条件。3、自由空间传播损耗Lfs可定义为:L = pfs PR4ndY或Lfs (dB) = 32.44+20lgd(km)+20lgf(MHz)式中，d 的单位为km，频率单位以MHz计。4、视线传播极限距离天线的高度分别

15、为ht和hr,两个天线顶点的连线AB与地面相切于C点。由于地球等效半径Re远远大于天线高度，不难证明，自发射天线顶点A到切点C的距离d1为di S2Reht同理，由切点C到接收天线顶点B的距离d2为d2 eJRh，可见,2er视线传播的极限距离d为d = di + d在标准大气折射情况下，Re=8500km,式中，ht、hr的单位是m,d的单位是km。5、多径效应使接收信号包络变化接近瑞丽分布。6、信号电平发生快衰落的同时，其局部中值电平还随地点、时间以及移动台速度作比较平缓的变化，其衰落周期以 秒级计，称作慢衰落或长期衰落。7、为了计算移动信道中信号电场强度中值(或传播损耗中值)，可将地形分

16、为两大类，即中等起伏地形和不规则地 形，并以中等起伏地形作传播基准。8、所谓中等起伏地形，是指在传播路径的地形剖面图上，地面起伏高度不超过20m，且起伏缓慢，峰点与谷点之间 的水平距离大于起伏高度。其他地形如丘陵、孤立山岳、斜坡和水陆混合地形等统称为不规则地形。9、在计算各种地形、地物上的传播损耗时，均以中等起伏地上市区的损耗中值或场强中值作为基准，因而把它称作 基准中值或基本中值。10、随着频率升高和距离增大，市区传播基本损耗中值都将增加。郊区场强中值大于市区场强中值。或者说，郊区 的传播损耗中值比市区传播损耗中值要小。11、基准天线高度指基站天线高度为200m，移动台天线高度为3m。12、

17、 当移动台天线高度大于5m以上时，其高度增益因子Hm(hm,f)不仅与天线高度、频率有关，而且还与环境条件 有关。13、中等起伏地市区接收信号的功率中值P (不考虑街道走向)可由下式确定：P = PO-Am(f,d)+Hb(hb,d)+Hm(hm,PP九f)，式中，P0为自由空间传播条件下的接收信号的功率，即P0 = PT (右)所谓分集接收，是指接收端对它收到的多个衰落特性互相独立(携带同一信息)的信号进行特定的处理，以降低信 号电平起伏的办法。 分集有两重含义：一是分散传输,使接收端能获得多个统计独立的、携带同一信息的衰落信号；二是集中处 理,即接收机把收到的多个统计独立的衰落信号进行合并

18、(包括选择与组合)以降低衰落的影响。 在移动通信系统中可能用到两类分集方式：一类称为“宏分集”;另一类称为“微分集” 就可构成不同的合并方式。常用的有以下三种方式：选择式合并、最大比值合并、等增益合并。合并性能：最大比值等增益选择式合并 所谓RAKE接收机，就是利用多个并行相关器检测多径信号，按照一定的准则合成一路信号供解调用的接收机。 一般的分集技术把多径信号作为干扰来处理，而RAKE接收机采取变害为利的方法，即利用多径现象来增强信号。 GbG0 T 4兀db m式中：PT发射机送至天线的发射功率；久工作波长；d收发天线间的距离；Gb基站天线增益；Gm移动台天线增益。任意地形地区的传播损耗中

19、值L = L -KAT T式中，LT为中等起伏地市区传播损耗中值，即LT = Lfs+Am(f, d)-Hb(hb, d)-Hm(hm, f)14、在标准大气折射下，发射天线高度为200m，接收天线高度为2m,试求视线传播极限距离。解：标准大气折射情况下d = 4.12h + /T丿tr故由题得ht = 200m，hr = 2m带入得:d=4.12 ( ：200 +、.：2)=64.1km。13.某移动通信系统，基站天线高度为100 m,天线增益Gb=6 dB，移动台天线高度3m, Gm=0dB，市区为中等起伏地, 通信距离为10km，工作频率为150 MHz,试求：(1)传播路径上的损耗中值

20、；(2)基站发射机送至天线的功率为10 W，试计算移动台天线上的信号功率中值。解 (1)根据已知条件，KT=0, LA=LT，由式LT=Lfs+Am(f,d)-Hb(hb,d)-Hm(hm,f)可分别计算如下：由Lfs (dB)=32.44+20lgd(km)+20lgf(MHz)，得自由空间传播损耗Lfs =32.44+20lgf+20lgd=32.44+20lg150+20lg10=96dB查得市区基本损耗中值Am(f,d) = 25dB得基站天线高度增益因子Hb(hb, d) = -8dB移动台天线高度增益因子Hm(hm, f) = 0dB把上述各项代入可得传播路径损耗中值为LA = L

21、T = Lfs+Am(f, d)-Hb(hb, d)-Hm(hm, f) =96+25+8 = 129dB(2)可求得中等起伏地市区中接收信号的功率中值p Lp2GG A (f,d) + H (h ,d) + H (h ,f)Pl Wi 120ms)一才乂Y亠/十5 J”巧10 J i 2 i 3|4|22 23|24|250 | ! 2 | 3 I|47|48|八hi10 3 2|3 4 5 6 7 0 I 2 3 4 5 j 7 0 1 2 3 4 5|6 71 2 3 4 5 6 7 0 J2 3|4 5 6 7 0 J4 5 6 7由若干个TDMA帧构成复帧，其结构有两种：一种是由26

22、帧组成的复帧，这种复帧长120 ms，主要用于业务信息的 传输，也称作业务复帧；另一种是由51帧组成的复帧，这种复帧长235.385 ms，专用于传输控制信息，也称作控制 复J帧。由51个业务复帧或26个控制复帧均可组成一个超帧，超帧的周期为1326个TDMA帧，超帧长51X26X4.615 X 10-定6.12s。由2048个超帧组成超高帧，超高帧的周期为2048*1326=2715648个TDMA帧。14、载有编码话音的业务信道分为全速率话音业务信道(TCH/FS)和半速率话音业务信道(TCH/HS)，两者的总速率分 另别为 22.8 kb/s 和 114 kb/s。15、GSM系统中，控

23、制信道英语传送信令和同步信号，主要分为三种：广播信道、公共控制信道和专用控制信道16、 信道的组合方式：(1)业务信道的组合方式，业务信道的复帧含26个TDMA帧。上行帧在时间上比下行帧推后3个时隙。（2）控制信道的组合方式，控制信道的复帧含51帧，其组合方式类型较多，而且上行传输和下行传输的组合方式也 不相同。17、数字化语音信号在无线传输时主要面临三个问题：一是选择低速率的编码方式，以适应有限带宽的要求；二是 选择有效的方法减少误码率，即信道编码问题；三是选用有效的调制方法，减小杂波辐射，降低干扰。18、为了提高频谱利用率，GSM系统采用了话音激活技术。此技术也被称为间断传输（DTx）技术

24、,其基本原则是只在 有话音时才打开发射机，这样可以减小干扰，提高系统容量。采用DTx技术，对移动台来说更有意义，因为在无信 息传输时立即关闭发射机，可以减少电源消耗。19、所谓位置登记（或称注册），是通信网为了跟踪移动台的位置变化，而对其位置信息进行登记、删除和更新的过 程。位置信息存储在原籍位置寄存器（HLR）和访问位置寄存器（VLR）中。20、鉴权是为了确认移动台的合法性，而加密是为了防止第三者窃听。21、所谓过区切换，是指在通话期间，当移动台从一个小区进入另一个小区时，网络能进行实时控制，把移动台从 原小区所用的信道切换到新小区的某一信道，并保证通话不间断（用户无感觉）。22、GSM系统

25、采用的过区切换办法称之为移动台辅助切换（MAHO）法。23、过区切换主要有三种不同的情况：同一个BSC控制区内不同小区之间的切换；同一个MSC/VLR业务区内，不同 BSC控制区的小区之间的切换这种切换由MSC负责控制切换过程；不同MSC/VLR控制区的小区之间的切换，这是一种 最复杂的切换。24、GPRS通用分组无线业务。GPRS目标是提供高达115.2kb/s速率的通用分组无线业务。优点：仅在实际传 送和接收时才使用无线资源。资费的合理性，用户只需按数据通信量付费即可。25、GPRS业务的网络需要增加两个主要单元：SGSN（GPRS服务支持节点）和GGSN（GPRS网关支持节点）。SGSN

26、的工 作是对移动终端进行定位和跟踪. 并发送和接收移动终端的分组。GGSN将SGSN发送和接收的GSM分组按照其他分 组协议（如IP）发送到其他网络。第八、九章码分多址移动通信系统1、CDMA蜂窝系统的多址干扰分两种情况：一是基站在接受某一移动台的信号时，会受到本小区和邻近小区其他移动 台所发信号的干扰；二是移动台在接收所属基站发来的信号时，会受到所属基站和邻近基站向其他移动台所发信号 的干扰。2、CDMA蜂窝系统功率控制的原则是：当信道的传播条件突然改善时，功率控制应作出快速反应，以防止信号突然增 强而对其他用户产生附加干扰；相反，当传播条件突然变坏时，功率调整的速度可以相对慢些。3、三种多址复用方式的通信容量:n 二 20n二 4n(cdma)(fdma)(tdma)4、CDMA系统在基站到移动台的传输方向上设置了导频信道（1个）、同步信道（1个）、寻呼信道（7个）和正向业 务信道（55个）；在移动台到基站的传输方向上设置了接入信道和反向业务信道。5、CDMA系统中基站和移动台支持三种切换方式：软切换、CDMA到CDMA的硬切换和CDMA到模拟系统的切换第十章移动通信的展望1、什么是个人通信？2、实现个人通信的途径有哪些?