移动通信课件第章第四.pptVIP

1.4 移动通信系统的频段使用 早期的移动通信主要使用VHF和UHF频段， 其主要原因有以下三点： (1) VHF/UHF频段较适合移动通信。 (2) 天线较短， 便于携带和移动。 (3) 抗干扰能力强。 目前，大容量移动通信系统均使用800 MHz频段(CDMA)， 900 MHz频段(AMPS、TACS、GSM)，并开始使用1800 MHz频段(GSM1800/DCS1800)， 该频段用于微蜂窝(Microcell)系统。 当前第31页\共有87页\编于星期四\6点 我国移动通信工作频段 原邮电部规定 IS-95CDMA 当前第32页\共有87页\编于星期四\6点 第三代移动通信系统主要工作在2000 MHz频段上，世界各国和地区频率分配的方式各不相同。 当前第33页\共有87页\编于星期四\6点 1.5 多 址 方 式 1.5.1 移动通信系统中的多址方式 （1）FDMA。北美的AMPS和英国的TACS。在我国AMPS和TACS这两种制式都有应用，但TACS占绝大多数。 所谓FDMA，就是在频域中一个相对窄带信道里，信号功率被集中起来传输，不同信号被分配到不同频率的信道里，发往和来自邻近信道的干扰用带通滤波器限制，这样在规定的窄带里只能通过有用信号的能量，而任何其他频率的信号被排斥在外。模拟的FM蜂窝系统都采用了FDMA。 当前第34页\共有87页\编于星期四\6点 （2）TDMA。北美的DAMPS和欧洲的GSM，在我国这两种制式也都有应用，但GSM占绝大多数。 所谓TDMA，就是一个信道由一连串周期性的时隙构成。不同信号的能量被分配到不同的时隙里，利用定时选通来限制邻近信道的干扰，从而只让在规定时隙中有用的信号能量通过。实际上，现在使用的TDMA蜂窝系统都是FDMA和TDMA的组合，如美国TIA建议的DAMPS数字蜂窝系统就是先使用了30 kHz的频分信道，再把它分成6个时隙进行TDMA传输。 当前第35页\共有87页\编于星期四\6点 （3）CDMA。北美的IS-95 CDMA系统。 所谓CDMA，就是每一个信号被分配一个伪随机二进制序列进行扩频，不同信号的能量被分配到不同的伪随机序列里。在接收机里，信号用相关器加以分离，这种相关器只接收选定的二进制序列并压缩其频谱，凡不符合该用户二进制序列的信号，其带宽就不被压缩。结果只有有用信号的信息才被识别和提取出来。 当前第36页\共有87页\编于星期四\6点 （4）SDMA。一种较新的多址技术，在由中国提出的第三代移动通信（3G）标准TD-SCDMA中就应用了SDMA技术。 SDMA实现的核心技术是智能天线，理想情况下它要求天线给每个用户分配一个点波束，这样根据用户的空间位置就可以区分每个用户的无线信号。换句话说，处于不同位置的用户可以在同一时间使用同一频率和同一码型，而不会相互干扰。实际上，SDMA通常都不是独立使用的，而是与其他多址方式(如FDMA、TDMA和CDMA等)结合使用。对于处于同一波束内的不同用户再用这些多址方式加以区分。 当前第37页\共有87页\编于星期四\6点 SDMA的优势是明显的：可以提高天线增益，使得功率控制更加合理有效，显著地提升了系统容量；此外，一方面可以削弱来自外界的干扰，另一方面还可以降低对其他电子系统的干扰。 SDMA实现的关键是智能天线技术，这也正是当前应用SDMA的难点。特别是对于移动用户，由于移动无线信道的复杂性，使得智能天线中关于多用户信号的动态捕获、识别与跟踪以及信道的辨识等算法极为复杂，从而对DSP（数字信号处理）提出了极高的要求，对于当前的技术水平是个严峻的挑战。 当前第38页\共有87页\编于星期四\6点 图1-5多址方式示意图 （a）FDMA的频段划分方法；(b)TDMA示意图； (c)FH－CDMA和DS－CDMA示意图； (d)空分多址示意图 当前第39页\共有87页\编于星期四\6点 1.5.2 移动通信系统中不同多址方式的频谱效率 FDMA蜂窝系统，频谱效率取决于每赫兹带宽信息比特率和频率复用系数。 频率复用系数是表示相同频率是如何被复用的数目。 例如，美国模拟蜂窝系统AMPS将分配的频谱分成30 kHz带宽的许多信道，并使用窄带FM调制，调制效率为每30 kHz一条话路。而AMPS载干比（C/I）需要18 dB或更高。根据推算和经验表明，需要频率复用系数为1/7。因此，每个小区中必须占用210 kHz的频谱才有一条话路。 当前第40页\共有87页\编于星期四\6点 TDMA频谱效率的计算基本上和FDMA相同。例如，对于DAMPS， 每个小区必须占用70 kHz的频谱才有一条话路。换句话说，它的容量是模拟AM