信息科学与电子工程专业英语 Lecture06-移动通信概述g.ppt

蜂窝状移动通信系统 每小区的半径可视用户的分布密度在1～10公里左右 小区半径因网络容量、使用频率、地理环境不同而不同，决定小区覆盖半径的因素： (1)地球曲率 (2)地形影响 (3)多径反射 (4)移动台发射功率小，上行信号传输距离有限（上下行功率差可达6~12dB）,故有时会出现手机在服务区内接收信号很强，却打不出电话的现象。 蜂窝状移动通信系统 （2）频率复用（提高容量） 划分小区的目的： 间隔小区可频率再用（frequency reuse） 利用超短波电波传播距离有限的特点，离开一定距离的小区可以重复使用频率，使频率资源可以充分利用。 每一个小区分配一些频率资源，隔几个小区后，又把相同的频率划给另一个小区，认为这时候他们之间的干扰比较小，可以忍受。 频率复用：服务区分成若干个小区后，相隔一定距离的小区可以同时使用相同的工作频率组，即在一个很大的服务区内，同一组波道频率可以多次重复使用，称为频率复用。 蜂窝状移动通信系统 频率复用是蜂窝系统中的一个核心概念 蜂窝结构的价值是借助于频率复用实现的 频率复用间距越小，网络容量越大 可以大大缓解用户数猛增与频率资源有限的矛盾 蜂窝状移动通信系统 研究同频小区间的距离和同频干扰是频率复用的依据 同频小区间的距离取决于： 能容许的同频干扰 同频干扰又取决于： 话音质量要求 蜂窝状移动通信系统简介 （3）小区分裂 （提高容量） 小区分裂是频率复用外，提高蜂窝网容量及频谱效率的又一重要概念 由于提高了信道复用的次数，所以提高了容量 原因： 移动通信系统在初期设计时总是认为用户分布密度均匀，服务区各小区大小相同，各基站开设频道数也相等 实际上，随着用户数不断增大，服务区内各小区用户密度不再相等 例如，闹市区的用户密度大，话务量也较大。 显然，初期设计方案已不符合用户分布的情况 小区分裂动画示意 蜂窝状移动通信系统 蜂窝状移动通信系统 （4）移动通信中的多址技术（提高容量） 多址方式： 在移动通信中，许多用户同时通话，以不同的移动信道分隔，防止相互干扰的技术方式。 频分多址(FDMA) 时分多址(TDMA) 码分多址(CDMA) 移动通信中的多址技术 FDMA 频分多址以频率来区分信道。 特点：使用简单，信号连续传输，满足模拟话音通信，技术成熟。 缺点：多频道信号互调干扰严重，频率利用率低，容量小。 信 道 1 信 道 2 信 道 3 信 道 N 代码 频率 时间 移动通信中的多址技术 TDMA 在一个无线频道上，按时间分割为若干个时隙，每个信道占用一个时隙，在规定的时隙内收发信号。 时分多址只传数字信息，信息需经压缩和缓冲存储的过程，在实际使用时常 FDMA/TDMA复分使用。 f2 f1 f3 f4 f5 移动通信中的多址技术 CDMA 采用扩频通信技术，每个用户具有特定的地址码（相当于扩频中的PN码），利用地址码相互之间的正交性（或准正交性）完成信道分离的任务 CDMA在频率、时间、空间上重叠 优点： 系统容量大，实际使用中 比TDMA数字系统大4～6倍 比模拟FDMA系统的10倍 抗干扰、抗多径能力高 蜂窝移动通信系统中几个术语 信道： 分为业务信道（TCH）和控制信道（CCH） 业务信道：传送编码话音及用户数据 控制信道：传送基站与移动站之间的信令与同步数据 一般情况下，移动台对它所属系统的控制信道进行自动扫描后，停靠在信号最强的一条控制信道上守候等待。 在移动通信系统中，将整个覆盖区分成许多位置区，各移动交换局服务区有自己的位置识别码，通过区内各基站控制信道发出。 蜂窝移动通信系统中几个术语 越区切换： 越区切换MSC之间过程 当移动台在通话中经过两个基站覆盖区的相邻边界的时候，为了保持继续正常通话，不致中断，需要进行的信道切换。 相邻小区切换信道两种情况： 信道频率不相同 信道频率相同而地址码不同 两种切换方式：硬切换与软切换 蜂窝移动通信系统中几个术语 硬切换： 指移动台在不同频道之间的切换 由MSC命令移动台从一个小区的无线频道转接到另一个小区的无线频道上。 这种切换需要移动台先切断原来的收发频率，再搜索使用新的频道。 硬切换会造成通话短暂中断，当切换时间较长时，将影响用户通话。 蜂窝移动通信系统中几个术语 软切换： 指切换过程中，载波频率不发生变化 移动用户与原基站和新基站都保持着通信联系，可同时与两个（或多个）基站建立通话链路。 当原服务基站的信号强度低于一门限值时，再切断与原服务基站的通信联系，而保持与新基站的通信链路。 因此软切换没有通信中断现象 蜂窝移动通信系统中几个术语 载频不同的两个基站间只能用硬切换 软