蜂窩系統(tǒng)的基本概念蜂窩系統(tǒng)的組成以及基本概念⑴公共交換電話網(wǎng)絡(luò)⑵移動交換中心⑶基站⑷移動臺⑸用戶⑹收發(fā)信機(jī)切換，漫游的區(qū)別切換：移動臺從一個基站轉(zhuǎn)移到另外一個基站，從一個扇區(qū)轉(zhuǎn)移到另外一個扇區(qū)，或者從一個信道轉(zhuǎn)移到另外一個信道的過程。MSC不發(fā)生變化漫游：一個移動臺從自己的服務(wù)區(qū)域轉(zhuǎn)移到另外的服務(wù)區(qū)域的過程。MSC發(fā)生變化。雙工的概念支持兩個方向同時通信移動電話頻率復(fù)用的概念上行、下行使用不同的頻率蜂窩結(jié)構(gòu)為六邊形的原因六邊形比其他形狀更貼近圓，可以完全覆蓋六邊形蜂窩系統(tǒng)中簇大小N的通用公式提高蜂窩系統(tǒng)容量的方法（小區(qū)分裂、裂向、使用中繼器、分區(qū)微小區(qū)）信道衰落大尺度衰落和小尺度衰落的定義（平均值、短時變化）大尺度衰落：預(yù)測衰落的平均值包括路徑損耗和陰影衰落小尺度衰落：預(yù)測衰落的短時間變化包括多徑衰落和多普勒頻移主要由多徑傳播和多普勒頻移而產(chǎn)生的衰落反映了圍觀小范圍內(nèi)數(shù)個波長量級接收信號電平平均值的變化而產(chǎn)生的損耗衰減特性服從瑞利分布或者萊斯分布影響小尺度衰落的四大因素（多徑傳播、移動臺移動速度、環(huán)境物體移動速度、系統(tǒng)帶寬）自由空間傳播損耗公式對數(shù)正態(tài)陰影衰落的數(shù)學(xué)公式Rayleigh衰落的數(shù)學(xué)公式相干帶寬，相干時間的定義和計算方法相干帶寬：考慮頻率選擇性衰落信道，在無線通信發(fā)射機(jī)發(fā)射信號帶寬內(nèi)的某一段頻帶寬度內(nèi)，接收機(jī)接收信號的復(fù)包絡(luò)在這個頻帶寬度內(nèi)任兩個頻率分量上的信號分量的相關(guān)系數(shù)不小于0.5(或0.9)時，稱這一段頻帶寬度為相干帶寬(coherencebandwidth)。當(dāng)信號的帶寬小于相干帶寬時，發(fā)生非頻率選擇性(平坦)衰落；當(dāng)信號帶寬大于相干帶寬時，發(fā)生頻率選擇性衰落。相干時間:滿足兩個時刻復(fù)包絡(luò)采樣信號基本相等條件的最遠(yuǎn)的兩個時刻，稱為相干時間平坦衰落和頻率選擇性衰落的判斷依據(jù)。當(dāng)信號的帶寬小于相干帶寬時，發(fā)生非頻率選擇性(平坦)衰落；當(dāng)信號帶寬大于相干帶寬時，發(fā)生頻率選擇性衰落。快衰落和慢衰落的判斷依據(jù)。快衰落：符號周期大于相干時間，信號在一個符號周期之內(nèi)經(jīng)歷的衰落不相同。慢衰落：符號周期小于相干時間，信號在一個符號周期之內(nèi)經(jīng)歷的衰落大致相同?？顾ヂ浼夹g(shù)1．對抗信道衰落的方法（均衡、分集、功率控制、信道編碼、交織、ARQ）2．均衡器的原理3．分集技術(shù)的基本原理。對于頻率分集，時間分集，空間分集三種最常見的分集方式，如何獲得不相關(guān)的信號？基本原理：發(fā)射信號經(jīng)過獨立或高度不相關(guān)的兩個或多個傳播路徑到達(dá)接收機(jī);接收機(jī)通過查找獨立或高度不相關(guān)的多徑信號，利用某種合并方式，對接收到的同一發(fā)射信號的多個樣本進(jìn)行合并來實現(xiàn)分集;分集技術(shù)充分利用了無線信道的衰落特性頻率分集：發(fā)射信號副本通常按頻域冗余的形式到達(dá)接收機(jī)，這種頻域冗余是由直接序列擴(kuò)頻、多載波調(diào)制和跳頻等擴(kuò)頻技術(shù)引入的時間分集：以超過信道相干時間的時間間隔重復(fù)發(fā)送信號，使在不同的時間間隔收到的信號具有獨立的衰落環(huán)境，從而產(chǎn)生分集效果空間分集：通過在發(fā)射端/接收端由空間上分開排列的多個天線或天線陣列來實現(xiàn)各天線之間的空間間距使得每個天線接收到的信號相互獨立或互不相關(guān)4．信道編碼技術(shù)的原理。發(fā)送端的編碼器在信息序列上附加一些監(jiān)督碼元，利用這些冗余的碼元，使原來不規(guī)律的或規(guī)律性不強(qiáng)的原始數(shù)字信號變?yōu)橛幸?guī)律的數(shù)字信號在接收端，譯碼器利用這些規(guī)律性來鑒別傳輸過程是否發(fā)生錯誤(檢錯)，或進(jìn)而糾正錯誤(糾錯)5．交織技術(shù)的原理。處理突發(fā)差錯信道的一個有效的辦法是對編碼數(shù)據(jù)實行交織，把突發(fā)差錯信道轉(zhuǎn)變?yōu)榻y(tǒng)計獨立差錯的信道。這樣，為統(tǒng)計獨立差錯信道設(shè)計的碼就可以使用了交織的本質(zhì)時間分集把突發(fā)差錯信道轉(zhuǎn)變?yōu)榻y(tǒng)計獨立差錯信道6．ARQ技術(shù)的三種類型（停等，Go-back-N，選擇性重發(fā)），混合ARQ技術(shù)的基本原理（ARQ+FEC）。停等ARQ：發(fā)送端在某一時刻向接收端發(fā)送一個碼組接收端收到碼組檢測是否有傳輸錯誤若未發(fā)現(xiàn)傳輸錯誤，則發(fā)送一個認(rèn)可信號(ACK)給發(fā)送端，發(fā)送端收到ACK信號后再發(fā)下一個碼組若檢測出錯誤，則發(fā)送一個否認(rèn)信號(NAK)，發(fā)送端收到NAK信號后重發(fā)前一個碼組，并再次等待ACK和NAK信號返回重發(fā)ARQ：發(fā)送端無停頓地發(fā)送碼組，不再等待ACK信號接收端一旦發(fā)現(xiàn)錯誤并發(fā)回NAK信號，發(fā)送端從下一個碼組開始重發(fā)前一段N組碼組，N的大小取決于信號傳遞及處理帶來的延遲選擇重發(fā)ARQ：發(fā)送端連續(xù)不斷地發(fā)送碼組接收端發(fā)現(xiàn)錯誤并發(fā)回NAK信號，發(fā)送端重發(fā)有錯誤的那一碼組混合ARQ結(jié)合FEC和ARQ技術(shù)接收端不但具有糾正錯誤的能力，而且對超出系統(tǒng)糾錯能力的錯誤有檢測能力當(dāng)發(fā)現(xiàn)有無力糾正的錯誤時，系統(tǒng)可以通過反饋信道要求發(fā)送端重發(fā)一遍發(fā)生錯誤的數(shù)據(jù)包四、多址接入1．多址接入的定義。多址接入技術(shù)允許多個移動用戶同時共享有限的無線頻譜資源。2．常見移動通信系統(tǒng)所使用的多址接入和雙工方式頻分多址(FDMA)時分多址(TDMA)擴(kuò)頻多址(SSMA)空分多址(SDMA)混合多址3．TDMA,FDMA,CDMA三種常見多址接入方式的特點和優(yōu)缺點比較。FDMA：頻分多址為每一個用戶分配特定信道特點：每一個信道每次只能傳送一個電話信道空閑時也不能被其他用戶使用基站和移動臺在分配好的信道上連續(xù)不斷發(fā)射FDMA窄帶系統(tǒng)不需要均衡設(shè)備FDMA相比TDMA要簡單得多FDMA是連續(xù)傳輸方式，因此需要較少的系統(tǒng)開銷。FDMA的基站硬件設(shè)備較復(fù)雜FDMA/FDD系統(tǒng)移動單元需要使用雙工器，增加成本FDMA需要精確的射頻濾波器保證鄰頻干擾降到最小。FDMA系統(tǒng)中的非線性效應(yīng)許多信道在一個基站中共享同一天線功率放大器或功率合成器在最大功率處時往往是非線性的造成信號在頻域的擴(kuò)展，稱為交調(diào)頻率交調(diào)頻率造成鄰頻的干擾因此，F(xiàn)DMA頻道之間需要一定的保護(hù)帶寬，浪費了系統(tǒng)的帶寬資源TDMA：TDMA系統(tǒng)將無線頻譜按時隙劃分，并且每一個時隙僅允許一個用戶要么接收要么發(fā)射.TDMA/TDD信道中一部分用戶上行，一部分用于下行一個數(shù)據(jù)分為上行幀和下行幀TDMA/FDD上下行數(shù)據(jù)在不同的信道上發(fā)送一般會把上行時隙和下行時隙錯開，使得用戶不必使用雙工器TDMA的特點每一幀的時隙數(shù)目取決于多個因素，調(diào)制編碼方式，有效帶寬等TDMA不是連續(xù)傳輸系統(tǒng)，而是突發(fā)分組傳輸，因此能有效降低能耗TDMA不需要雙工器TDMA的發(fā)射速率快，帶寬大，需要均衡器TDMA需要保護(hù)時間來保證用戶之間不相互干擾TDMA需要較多的同步開銷TDMA能為不同用戶分配不同數(shù)目的時隙，因此，可以滿足不同用戶的不同速率要求CDMA的特點許多用戶同時使用同一個頻率CDMA系統(tǒng)的軟容量：對用戶的數(shù)目沒有絕對限制，用戶數(shù)目增加，系統(tǒng)性能下降利用頻率分集減少小尺度衰落的影響RAKE接收技術(shù)有利于用戶的切換自干擾和功率控制五、GSM系統(tǒng)1．GSM系統(tǒng)中BTS,BSC,MSC的功能BTS：基站收發(fā)信臺（BTS）編譯碼、調(diào)制解調(diào)、加密解密、復(fù)用時頻同步發(fā)射功率選擇：11個功率等級，(0.01-320)W跳頻隨機(jī)接入信道偵測信道質(zhì)量檢測BSC：基站控制器（BSC）：聯(lián)接BTS和MSC的橋梁無線資源管理切換管理信道分配功率控制MSC：MSC：GSM系統(tǒng)的核心2．空中接口(CAI)的定義、GSM空中接口參數(shù)。定義：為了實現(xiàn)移動用戶與基站間的通信，建立基于通信協(xié)議的無線連接規(guī)定了移動用戶和基站間如何通過無線頻譜進(jìn)行通信，并且定義了控制信道的信令方法AccessMethod-TDMA/FDDAvailableBandwith-25MHz（2）CarrierSeparation-200kHzDuplexDistance-45MHzNo.ofRFCarriers-124ModulationMethod-GMSKTransmissionRate-270.833KbpsSpeechCoding-Fullrate13KbpsHalfrate6.5Kbpsframeduration-4.615ms3．物理信道和邏輯信道的定義以及組成。物理信道時隙號碼和ARFCN相組合構(gòu)成了前向鏈路和反向鏈路的一個物理信道ARFCN:AbsoluteRadioFrequencyChannelNumber邏輯信道一個物理信道在不同的時間可以映射為不同的邏輯信道業(yè)務(wù)信道控制信道4．GSM系統(tǒng)的組成六、MIMO技術(shù)1．使用多天線技術(shù)能取得三種好處（分集、復(fù)用）。擴(kuò)展了信號處理的操作空間，從原有的時域和頻域擴(kuò)展到現(xiàn)有的時域、頻域和空域提供空間復(fù)用增益，提高系統(tǒng)的頻譜利用率，在一定程度上解決頻譜資源的緊張?zhí)峁┛臻g分集增益，利用無線信道多徑衰落，有效地對抗信道衰落2.Alamouti編碼方案以及推導(dǎo)過程（2發(fā)1收）3．MIMO系統(tǒng)的分集增益和復(fù)用增益如何計算？M*N七、CDMA技術(shù)1．3G的主要三個標(biāo)準(zhǔn)CDMA2000,WCDMA,TD-SCDMA2．CDMA系統(tǒng)對擴(kuò)頻序列設(shè)計的要求。有尖銳的自相關(guān)特性：DS擴(kuò)頻碼相關(guān)主峰盡可能高，旁瓣盡量?。槐M可能小的互相關(guān)性：DS擴(kuò)頻碼之間正交或準(zhǔn)正交移位相關(guān)性小序列數(shù)足夠多序列平衡，“0”和“1”的個數(shù)基本相同復(fù)雜度大CDMA擴(kuò)頻碼在選擇時就要求它有很好的自相關(guān)特性3．Rake接收機(jī)的原理。利用信號統(tǒng)計與信號處理技術(shù)將分集的作用隱含在被傳輸?shù)男盘栔?，因此又稱它為隱分集或帶內(nèi)分集移動通信傳播中多徑引起了接收信號時延功率譜的擴(kuò)散將上述被擴(kuò)散的信號能量充分利用起來。主要手段是擴(kuò)頻信號設(shè)計與RAKE接收的信號處理手段。4．CDMA遠(yuǎn)近效應(yīng)，以及消除遠(yuǎn)近效應(yīng)的方法。遠(yuǎn)離基站用戶的信號被靠近基站用戶的信號淹沒。遠(yuǎn)近效應(yīng)：在上行鏈路中，如果小區(qū)中所有用戶均以相同的功率發(fā)射，由于無線信道的衰落及移動臺與基站(BS)間距離不同，BS接收到的離BS近的MS的信號功率要比接收到的離BS遠(yuǎn)的MS的信號功率強(qiáng)，這樣，就會對遠(yuǎn)離基站的MS造成很大的影響，使其性能下降，甚至不能正常工作。解決辦法：功率控制5．開環(huán)、閉環(huán)(內(nèi)環(huán))和外環(huán)功率控制的基本原理。開環(huán)功率控制開環(huán)功率控制是移動臺根據(jù)接收到的基站導(dǎo)頻信號強(qiáng)度，來衡量移動臺與基站之間的傳播損耗，從而確定發(fā)射功率的大小，使移動臺的發(fā)射功率控制在一個范圍內(nèi)。估計誤差會造成開環(huán)功率控制的性能嚴(yán)重下降閉環(huán)功率控制基站每隔一段時間(通常是1.25ms)測量收到的移動臺信號，得到SIR的估計值，將此估計值與設(shè)定的門限值相比較估計值大于門限值，基站發(fā)出降低功率指令；估計值小于門限值，基站發(fā)出提高功率指令基站通過測量接收信號的SIR，不間斷地向每個移動臺提供反饋信號，形成控制環(huán)路，控制移動臺的發(fā)射功率6．硬切換，軟切換的定義。硬切換“先斷后接”往往發(fā)生頻率的變化傳統(tǒng)的FDMA系統(tǒng)大多采用硬切換切換過程中容易產(chǎn)生掉話軟切換CDMA系統(tǒng)特有的關(guān)鍵技術(shù)“先接后斷”用戶在切換過程中至少能保持一個連接在切換過程中同時有兩個連接宏分集選擇性合并往往適用于同頻蜂窩系統(tǒng)，在切換過程中頻率不發(fā)生變化。八、OFDM技術(shù)1．OFDM技術(shù)能夠抵抗信道頻率選擇性衰落的原因。通