F《+移动通信原理》复习提纲

1《移动通信原理》复习提纲第一章概论exp以自然常数e为底的指数函数1．移动通信的定义和特点（作业第一题）定义：移动通信是指通信双方至少有一方在移动中进行信息传输和交换。特点：必须用无线电波进行信息传输在复杂的干扰环境中运行可以利用的频谱资源有限，但是业务量却增加很快网络结构多种多样，网络管理和控制必须有效移动通信设备必须适于在移动环境中使用。2．工作方式单工通信：交替接收和发送半双工通信：必须按下讲话按钮才能发送（按下按讲开关，发射机才工作，而接收机总是工作）全双工通信：可以同时进行消息传输3．数字通信系统的优点频谱利用率高，有利于提高系统容量能提供多种业务服务（电话通信和数据业务），提高通信系统的通用性抗噪声，抗干扰，抗多径衰落能力强能实现很好的网络管理容易加密，保密可降低设备成本以及减小用户手机的体积和质量4.蜂窝移动通信系统相邻小区不允许使用相同的频道，否则会发生相互干扰(称同道干扰)。为此，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。5．移动通信网的分类6.集群移动通信系统（在日益紧张的频率资源背景下发展起来）采用的基本技术是频率共用技术。主要做法：1、把一些分散建立的专用通信网集中起来，统一建网和管理，并动态地利用分配给它们的有限个频道，以容纳更多的用户。2、改进频道共用的方式。按下按讲开关才能占用一个频道，松开就释放。集群通信系统属于专用移动通信网，集群系统主要以无线用户为主。集群系统都具有通话限时功能。集群系统目的：尽可能地提高系统的频率利用率，以便在有限的频段内为更多的用户服务。2集群通信系统一般采用半双工(现在已有全双工产品)工作方式，一对移动用户之间进行通信只需占用一对频道。蜂窝通信系统都采用全双工工作方式，因而，一对移动用户之间进行通信，必须占用两对频道。在蜂窝通信系统中，可以采用频道再用技术来提高系统的频率利用率；而在集群系统中，主要是以改进频道共用技术来提高系统的频率利用率的。集群系统的控制方式有两种，即专用控制信道的集中控制方式和随路信令的分布控制方式。※集群方式：消息集群（每一次呼叫通话期间，一次性地分配一对无线频道，脱离时间约为6s）；传输集群（在通话中，每按一次PTT开关就重新占用频道一次）；准传输集群（是传输集群和消息集群的折中方案：一方面(和消息集群相比)把脱离的时间缩短为0.5~2s;另一方面(和传输集群相比)在每次PTT松开之后增加0.5s的保持时间，然后释放频道。）；p137.在移动信道中，发送到接收机的信号会受到传播环境中地形、地物的影响而产生绕射、反射或散射，因而形成多径传播。多径传播将使接收端的合成信号在幅度、相位和到达时间上发生随机变化，严重地降低接收信号的传输质量，这就是所谓的多径衰落。8.ALOHA随机多址方式，载波检测多址(CSMA)系统容量CDMATDMAFDMA9.移动通信抗干扰措施是,主要有：·利用信道编码进行检错和纠错(包括前向纠错FEC和自动请求重传ARQ)是降低通信传输的差错率，保证通信质量和可靠性的有效手段；·为克服由多径干扰所引起的多径衰落，广泛采用分集技术(包括空间分集、频率分集、时间分集以及RAKE接收技术等)、自适应均衡技术和选用具有抗码间干扰和时延扩展能力的调制技术(如多电平调制、多载波调制等)；·为提高通信系统的综合抗干扰能力而采用扩频和跳频技术；·为减少蜂窝网络中的共道干扰而采用扇区天线、多波束天线和自适应天线阵列等；·在CDMA通信系统中，为了减少多址干扰而使用干扰抵消和多用户信号检测器技术。10.数字蜂窝通信系统的网络结构EIRBSSMSCAUCHLRVLROMCMSCBTSBSCPSTNPDNISDN固定网MSMS311.Um接口协议模型举例(习题里说画出空间接口协议模型！！！)L1L2L3无线资源管理(RRM)移动管理(MM)连接管理(CM)数据链路层物理层12.数字移动通信的无线接口，也采用开放系统互连(OSI)参考模型的概念来规定其协议模型。这种模型分作三层：第一层(最低层)L1是物理层。它为高层信息传输提供无线信道，能支持在物理媒介上传输信息所需要的全部功能，如频率配置、信道划分、传输定时、比特或时隙同步、功率设定、调制和解调等等。第二层L2是数据链路层。它向第三层提供服务，并接受第一层的服务。其主要功能是为网络层提供必需的数据传输结构，并对数据传输进行控制。第三层L3是网络层。它的主要功能是管理链路连接，控制呼叫过程，支持附加业务和短消息业务，以及进行移动管理和无线资源管理等。13.常用移动通信系统包括哪几种类型?（作业题）答：无线电寻呼系统；蜂窝移动通信系统；无绳电话系统；集群移动通信系统；移动卫星通信系统；分组无线网；14.集群的基本概念和方式是什么？它与常用的话音通信有何差别？（作业题）答：集群移动通信系统采用的基本技术是频率共用技术。其主要做法是：(1)把一些由各部门分散建立的专用通信网集中起来，统一建网和管理，并动态地利用分配给他们的有限个频道，以容纳数目更多的用户；(2)改进频道共用的方式，即移动用户在通信的过程中，不是固定地占用某一个频道，而是按下其“按讲开关”（PTT）时，才能占用一个频道；一旦松开PTT，频道将被释放，变成空闲频道，并允许其它用户占用该频道。它与常用话音通信的差别为：(1)集群通信系统属于专用移动通信网，对网中的不同用户常常赋予不同的优先等级。蜂窝通信系统属于公众移动通信网，适用于各阶层和各行业中个人之间的通信，一般不分优先等级。(2)集群通信系统通常具有一定的限时功能；蜂窝通信系统对通信时间一般不进行限制。(3)集群通信系统的主要服务业务是无线用户和无线用户之间的通信,蜂窝通信系统却有大量的无线用户与有线用户之间的通话业务。(4)集群通信系统一般采用半双工工作方式；蜂窝通信系统都采用全双工工作方式。(5)在蜂窝通信系统中，可以采用频道再用技术来提高系统的频率利用率；而在集群系统中，主要是以改进频道共用技术来提高系统的频率利用率的。15.移动通信包括哪些主要技术?各项技术的主要作用是什么?（作业题）答：1.调制技术，提高频谱利用率，抗噪声抗干扰能力强，适宜在衰落信道中传输；2.多址方式，提高系统容量。3.点播传输特性的研究，消除对传输产生各种不良影响的对策。4.抗干扰措施，保证干扰电平和有用信号相比不超过预定门限值，或者保证传输差错率不超过预定的数量级。4第二章调制解调调制技术能1、提高传输速率；2、能提高频谱利用率键控法产生FSK信号产生框图：51．MSK（最小移频键控调制）定义：是一种特殊形式的FSK，其频差是满足两个频率相互正交的最小频差，并要求FSK信号的相位连续。频差△f=f2-f1=1/2Tb，其h=△f/(1/Tb)恒等于0.5Tb为输入数据的比特宽度。公式：xk是为了保证t=kTb时相位连续而加入的相位常量。MSK信号可以采用鉴频器解调，也可以采用相干解调。与FSK性能相比，由于各支路的实际码元宽度为2Tb，其对应的低通滤波器带宽减少为原带宽的1/2，从而使MSK的输出信噪比提高了一倍。kkbcxtaTttS2cos)(62．GMSK（经过高斯滤波的MSK）了解GMSK的产生原理（框图）清楚为什么不采用MSK而采用GMSK：MSK的主瓣宽，旁瓣高（这是跳变，也就是高频分量造成的），采用高斯低通后，相位轨迹平滑了，于是方便无线通信使用。MSK频谱利用率低，只能应用于低速传输系统中。而GMSK压缩了调制信号的频谱，提高了频谱利用率。会画相位轨迹图（可在MSK的相位轨迹基础上画）7例题：设输入数据速率为16kb/s,载频为32kHz,若输入序列为{0010100011100110},采用MSK方式传输,(1)试求空号和传号对应的频率;(2)画出MSK信号的波形。（作业题）作业题：试说明GMSK一比特延迟差分检测和二比特延迟差分检测的工作原理。2..一比特延迟差分检测一比特延迟差分检测器的框图如图2-17所示。设中频滤波器的输出信号为SIF(t)=R(t)cos［ωct+θ(t)］中频滤波器GMSK迟延TbLPF取样判决相移2kaˆ89中频滤波器GMSK迟延2TbLPF取样判决kaˆ103.3．/4－DQPSK了解PSK不能采用的原因（与MSK不能采用的理由类似）而DQPSK如何改进。信号载波恢复过程中，存在着180°的相位模糊即恢复的本地载波与与所需的想干载波可能同相也可能反相，这种相位关系的不确定性将会造成解调出来的数字基带信号与发送的数字基带信号正好相反，“倒π”现象或“反相工作”。改进：改进之一是将QPSK的最大相位跳变±π,降为±3π/4,从而改善了π/4-DQPSK的频谱特性,改进之二是解调方式,QPSK只能用于相干解调,而π/4-DQPSK既可以采用相干也可以非相干解调。DQPSK的已调信号表达式Sk(t)=cos(Wc*t+θ)需要知道其信号完全包含在载波的相位跳变中，便于差分检测。DQPSK与QPSK相比，频谱的主瓣变窄，旁瓣变小。（能量集中，分辨率提高）功率谱的旁瓣就是码间干扰。4．扩展频谱调制定义：一种信息传输方式，在发端采用扩频码调制，使信号所占的频带宽度远大于所传信息所必需的带宽，在收端采用相同的扩频码进行相关解扩以恢复所传信息数据。种类：直接序列扩频：直接用具有高码率的扩频码序列在发端去扩展信号的频谱。跳频：用一定码序列进行选择的多频率频移键控。跳时：把时间轴分成许多时片，在一帧内哪个时片发射信号由扩频码序列去进行控制。要会算扩频处理增益5．伪随机序列相关性概念：可以通过书本P62公式2－99（自相关）、P65公式2-102（互相关）来理解，对较好的自相关特性可参见P64图2－56.。还需要用较好的互相关特性。11m序列(最长线性移位寄存器序列的简称)：产生：移位寄存器与模2加电路特点：随机性，自相关性，互相关性。Gold序列：m序列无法在移动通信使用，而Gold序列可以。Wash函数是一种非正弦的完备正交函数系。6.QAM通过相位和振幅的联合控制，可以得到更高频谱效率的调制方式。为了改善方型QAM的接收性能，还可以采用星型的QAM星座，128、多载波调制正交频分复用OFDM多载波系统具有较高的传输能力以及抗衰落和干扰能力。作业题：13比如n=6，反馈系数Ci=（103）8=（67）10=（1000011）2在第一个和最后两个有箭头上去。14第三章移动信道的传播特性1．信道的分类恒参信道，变参信道。移动通信属于变参，无线。2．电波传播方式的种类直射波（可以按自由空间处理）清楚P95几个公式，并能运用自由空间的传播损耗公式计算传播损耗。自由空间传播损耗Lfs=20lg(4πd/λ)以dB算，C=λf可见，Lfs只与工作频率f和传播距离d有关，当f或者d增加一倍时，[Lfs]将分别增大6dB。大气中的电波传播障碍物的影响与绕射损耗，详见作业。反射波3．移动信道的两种衰落快衰落，主要是多径效应造成的，也称为多径衰落，由于符合瑞利分布，所以也称瑞利分布。慢衰落，主要是由电波的正常传播造成的，也称为阴影衰落。4．多径时散与相关带宽因多径传播造成信号时间扩散的现象多径时散现象将导致频率选择性衰落，即信道对不同频率成分有不同的响应注意：信号的传播速率不能超过相关带宽，否则将严重失真155．地形、地物分类中等起伏地形（大学城），是指在传播路径的地形剖面图上，地面起伏不超过20米，且起伏缓慢，峰点与谷点之间的水平距离大于起伏高度。还需要配合基站高度和移动台的天线高度。计算中等起伏地形的损耗，见作业。P118、119的两个例题必考。161718第四章抗衰落技术1．分集接收的概念分集接收，是指接收端对它收到的多个衰落特性互相独立的信号进行特定的处理，以降低信号电平起伏的办法。分