移动通信
2019-05-28 14:43:03 0 举报AI智能生成
移动通信基础知识
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大纲/内容
移动通信
第一章 绪论
1、移动通信的概念、主要特点。
概念：移动通信是指通信双方或至少有一方处于运动中可进行信息交换的通信方式
特点
利用无线电波进行信息传输
在强干扰的环境下工作
互调干扰
邻道干扰
同频干扰
通信容量有限
通信系统复杂
对移动台要求高
2、双工、半双工、单工通信的含义。
单工通信：是指通信双方电台交替地进行收信和发信
双工通信：通信双方收发信机均同时进行工作
半双工：通信双方一方使用双工另一方使用单工工作方式
3、大区制、小区制的特点。
大区制：基地台组成单一，设备少而便宜，网络结构简单，成本低，不需无线交换，直接与PSTN相连。
小区制：本小区内能服务的用户数仍由这个基站的信道数来决定
4、常见移动通信系统。
蜂窝式公用移动通信系统
集群调度移动通信系统
无绳电话系统
卫星移动通信系统
无线wfi
5、移动通信的基本技术。
一是基于无线电的双向无线电通讯（专业或公共移动无线电）或广播；
二是基于蜂窝电话的移动语音服务、SMS（短信服务）、WAP（无线应用协议）、GPRS（通用无线分组业务）、UMTS（即3G，第三代移动通信网络）；
三是基于移动设备的，包括笔记本电脑、平板电脑、PDA（个人数字助理）、寻呼机、蓝牙技术、RFID（无线射频识别）和GPS（全球卫星定位系统）；
四是基于网络的WiFi或我国正在开发的WAPI无线局域网。
第二章 移动通信电波传播与传播预测模型
1、无线电波的四种主要传播方式及其形成原因。
反射
阻挡体比传输波长大的多的物体 产生多径衰落的主要因素
绕射
阻挡体为尖利边缘
散射
产生于粗糙表面、小物体或其它不规则物体
直射
2、自由空间传播损耗计算公式， (2-5)。
自由空间传播损耗L=（4πd/λ）^2 ：传播损耗 = 4Π 乘以 发射天线与接受天线之间的距离 再除以 工作波长 再平方
子主题 2
4、dB表征功率的相对值，0dB的含义；dBm表征功率的绝对值，其计算的方法。
0dB的含义: 没有增益或者增益为一
dBm表征功率的绝对值：
dB = 10logX
3、多径衰落基本特征以及对于移动通信系统的影响
电磁波基本特性
移动信道基本特性研究
衰落特性
传播环境
地形、传播环境的分类
地貌
人工建筑
气候特性
电磁干扰情况
多径衰落基本特征
幅度衰落
幅度随移动台移动距离的变动而衰落
时延扩展
脉冲宽度扩展
频率选择性衰落、平坦衰落的含义。
子主题 1
5、瑞利分布、莱斯分布的特点；阴影效应的含义与特点。
1、瑞利分布：通常在离基站较远、反射物较多的地区符合 发射机和接收机之间没有直射波路径 存在大量反射波，到达接收天线的方向角随机且0~2π均匀分布 各反射波的幅度和相位都统计独立
2、莱斯分布的特点：视距信号成为主接收信号分层，同时还有不同角度随机的到达的多晶叠加在这个主信号分点模型
3、阴影效应的含义：地形起伏、建筑物及其它障碍物对电波传播路径的阻挡而形成，特点：与传播地形和地物分布、高度有关
6、多普勒频移、信道的相干时间(2-88)以及信道的相关带宽(2-81)。
多普勒效应：移动台在传播经向方向上的运动，会引起多普勒（Doppler）频率漂移，引发信号的频域扩散，改变电平的变化率，fm为最大多普勒频移
相干
相干带宽：频率间隔靠得很近的两个面，衰落信号存在不同延时，可使两个信号相关，这一变化存在于时延扩展化
相干时间：信道冲激响应应维持不辨的时间间隔的统计平均值 Tc = 0.5/fm
第三章 移动通信中的信源编码与调制解调技术
三种话音编码技术的含义与特点
IS－９５中变速率码激励线性预测编码（CELP）
含义：四个等级变速编码 特点：这种技术从总体上减少了约一般系统中的干扰
GPRS／WCDMA 中的适应多速率编码（AMR）
含义：根据环境和应用需求的变化动态调整编码 特点：利用低速率编码实现大容量，具有更好话音品质
ＣＤＭＡ２０００严禁系统的可选择模式语声编码
含义：于上两种情况基本相同 特点：
移动通信中选择调制方式需要考虑的5种因素（一率带外）
功率效率:指保持信息精确度的情况下所需的最小信号功率（或者说最小信噪比）
已调信号恒包络
易于解调
带外辐射：一般要求达到-60到-70dB
不同调制符号对应的比特数。
FSK：二进制
2FSK 二进制数字数字编码
GFKS高斯：二进制
MSK多进制 m=lg2^n
QPSK相关：2 比特
相位连续FSK的含义；GMSK的特点以及调制信号的两种产生原理。
GMSK的特点、
正交调制法：可以使用相干方法解调，也可以使用非相干方法解调，通常采用非相干的差分解调方法
FM方法
对相位连续的FSK，只要控制调频系数Kf，只要h=1/2，就可以获得GMSK
GMSK就是基带信号经过高斯低通滤波器的MSK
相位连续FSK的含义
所谓相位连续是指不仅在一个码元持续期间相位连续，而且在从码元ak-1到ak转换的时刻kTb，两个码元的相位也相等
QPSK、OQPSK、π/4-DQPSK的I、Q两路正交产生调制信号的原理。
二相调制信号SBPSK(t) ：在二进制相位调制中，二进制的数据bk=±1可以用相位不同取值
基带信号的波形为双极性NRZ码
[object Object]
采用差分编码的π/4-QPSK就称作π/4-DQPSK。
OFDM（正交频分复用）的特点； 多载波调制与OFDM调制的联系与区别。
OFDM的特点：
具有较高的带宽效果
并行的码元长度Ts=Nt远大于信道的平均衰落时间T
当Ts》t（多径信道的相对时延）时，系统间的码间干扰并不严重，系统一般不需要均衡器。
极大地简化了系统的硬件结构
保护间隔与循环前缀的作用
保持接受载波的同步
第四章 抗衰落与链路性能增强技术
宏分集与微分集各自对抗何种类型的衰落？
分集技术宏观：对抗由于阴影区域造成的信号衰落
分集的含义：：把接收到的多个衰落独立信号加以处理，合理的利用这些信号的能量来改善接收信号的质量。
微分集对抗何：多方面独立因素造成的信号衰落
主要分级与合并的方式
主要的分集方式
：频率分集、时间分集、空间分集以及极化分集等等；
主要的合并方式
：最大比合并、等增益合并，选择式合并、开关式合并。
信道编码（分组码、卷积码）与交织各自主要对抗什么类型的错误？先后关系。二者编码器输入、输出码速率之间的关系。
交织技术：对抗比特差错成串出现的错误
分组码：纠正信道中错误的码子
根据分组码理论，码字最多可以纠正个错误的个数t由最小距离dmin确定在卷积码中， dmin用被称为自由最小距离df取代。当且仅当df ≥2t时，卷积码才能纠t个误码。
基本的扩频方式P173
直接序列扩频
直接序列扩频的产生原理:直接用具有高码率的扩展码序列在发送端去扩展信信号的频谱
跳变频率扩频
跳变时间扩频
宽带线性调频
直接序列扩频抗窄带干扰、 抗多址干扰、抗多径干扰的原理
抗窄带干扰
抗多径干扰
扩频通信为何属于频率分集的范畴， 交织为何属于时间分集的范畴？
扩频通信：采用跳频扩频技实现频率的分集
交织为何属于时间分集的范畴？
时间分集是信道中特性随着时间快慢变化而改变
交织是为了对抗成串的错误比特，而成串的错误比特数在信道中受时间快慢的影响
均衡器的作用？时变信道中，自适应 均衡器的抽头系数至少多长时间需要进行更新？
均衡器作用：消除码间干扰
自适应均衡器的抽头系数至少多长时间需要进行更新？
OFDM系统的基本参数选择。
载波间隔△f，
保护间隔Tg
第五章 蜂窝组网技术
主要的多址方式及含义。
时分多址：当以传输信号的载时间不同来区分信道建立多址接入时
频分多址：当以传输信号的载波频率不同来区分信道建立多址接入时
码分多址:当以传输信号的码型频率不同来区分信道建立多址接入时
空分多址：通过空间分隔来区分不同的用户
区群的概念，区群组成应该满足的两个条件，构成区群的可能的小区数目。确定同信道小区的方法。
区群：共同使用全部可用频率的N个小区叫做一簇
条件一：同一个小区簇内，要使用不同的频率
条件二：不同的小区簇间使用对应的相同频率
小区数目N为4，7，
确定数字最高数字就是小区镞数
蜂窝移动通信系统小区形状选择正六边形的原因。
一，可用最小的小区数就能覆盖整个地理区域
二，最接近于全向的基站天线和自由空间转播的全向辐射模式
带状网服务区、面状网服务区的通信区域。
带状
双频组频率配置
三频组频率配置
面状
共同使用全部可用频率的N个小区叫做一簇
同一个小区簇内，要使用不同的频率
不同的小区簇间使用对应的相同频率
扩频码同步的过程
就是保持其时差（相位差）为0状态。
移动通信中（反向链路）远近效应的含义。在CDMA系统中，克服远近效应的措施。
强信号对于弱信号有着明显的抑制作用，会使弱信号的接收性能很差甚至无法通信
CDMA中多使用功率控制的方法解决远近效应
切换(handoff硬切换/handover切换)的含义，硬切换与软切换的主要区别。
将正在处于通话状态的MS转移到新的业务信息道上的过程称为切换，就是从一个区进入到另一个区域。
软硬切换之间的主要区别是：软件先通后断，硬切换：先断后通
位置管理所包含的两方面任务以及与其密切相关的两个问题，位置登记的含义与作用。
位置管理包括两个主要任务：位置登记和呼叫传递。位置登记的步骤是在移动台的实时位置信息已知的情况下，更新位置数据库和认证移动台。
与上述两个问题紧密相关的两个问题是：位置更新（Location Update）和寻呼（Paging）。
小容量的大区制、大容量的小区制；顶点激励、中心激励。
大区制：一个基站覆盖到整个服务区
小区制：频率复用和覆盖
覆盖
带状服务覆盖区
面状服务覆盖区
频率复用
将覆盖区域划分为若干小区 ，每个小区设立一个基站服务于本小区，但各小区可重复使用频率
激励
中心激励小区：安置在小区的中心
顶点激励小区：安置在六边形顶点之中的三个上
第六章 GSM及其增强移动通信系统
以GSM为代表的数字蜂窝通信系统的网络结构，主要模块的功能，各个分系统的构成。
GSM数字蜂窝系统网络结构
主要模块的功能
MS（移动台）\t包括ME (移动设备)和SIM (用户识别模块)
BTS（基站）\t为一个小区服务的无线收发信设备
BSC（基站控制器）\t对一个或多个BTS进行控制以及相应呼叫控制
MSC（移动业务交换中心）\t对于位于它管辖区域中的移动台进行控制、交换
VLR（拜访位置寄存器）\t存储与呼叫处理有关的一些数据
HLR（归属位置寄存器）\t管理部门用于移动用户管理的数据库，存储有关用户的参数和目前所处位置的信息
EIR（设备识别寄存器）\t对移动设备的识别、监视、闭锁，存储有关移动台设备参数的数据库
AUC（鉴权中心）\t认证移动用户的身份和产生相应鉴权参数
OMC（操作维护中心）\t操作维护系统中的各功能实体
GSM的调制方式， TDMA帧的含义与特点，四种可能的突发， 业务信道与控制信道的分类，信道组合的形式。
调制方式
FDMA
TDMA
四种可能的突发
普通突发脉冲
频率矫正突发脉冲
同步突发脉冲
接入突发脉冲
GSM系统中邻小区频率的使用； CDMA系统中邻小区频率的使用。
分支主题
GSM以及CDMA系统的主要切换方式，GSM越区切换的三种类型。
软切换
硬切换
空闲切换
移动用户的国际ISDN以及国际移动用户识别IMSI的号码结构。
GPRS相对于GSM增加的两类重要节点SGSN、GGSN的功能
SGPN用于传输信令和话务信息
接受移动台发送的数据，根据地址选择器GPRS网内传输的传输信道，传输相应DESGSN
第七章 3G/B3G/4G/5G
3G与2G最主要的区别。
基于CDMA技术的3种3G标准，中国的贡献，国内牌照发放的情况；基于OFDMA技术的3G标准WiMAX。
WCDMA、TD-SCDMA以及cdma2000的扩频方式、双工方式以及多址方式。
扩频方式
WCDMA：OVSF和Gold码进行扩频
TD-SCDMA：1.28兆周/秒码速率和扩频因袭决定
cdma2000：复扩频采用walsh码进行扩频
双工方式
WCDMA :FDD/tdd
TD-SCDMA：TDD
cdma2000
多址方式
WCDMA：用户信息与伪随机比特相乘
TD-SCDMA： FDMA/TDMA/CDMA 结合方式
cdma2000 MC-CDMA（多载波CDMA）
3G主流标准到4G的演进路线以及国内4G牌照的发放情况
演进
4G牌照发放情况
LTE的上/下行链路的多址接入方式、接入网的总体架构特点、无线帧特点
LTE-Advanced的关键技术。
5G的关键技术与含义。
额外
几种相移键控的星座图与相位转移图、最大相移以及频谱性能差异。
卷积码
圆形与星型QAM的星座图以及性能差异。
对抗小尺度意义上的多径衰落的主要技术。
GSM系统中的主要接口。
接口\t协议
MSC与公共电话网（PSTN）\tTUP、MTP
MSC与分组交换公共数据网\tISUP、MTP
MSC与VLR、HLR、EIR\tMAP、TCAP、SCCP
MSC与BSC\tBSSAP、SCCP和MTP
MSC与MSC\tDTAP
BSC与BTS\tLAPD
区群中各个小区进行信道（频率）配置的时候，需要同时兼顾的几类干扰，两种固定频道分配的方法。
干扰
零间干扰
频道分配
分区分组分配法
等频等距分配法
越区切换的研究主要包括哪些方面？判定何时需要越区切换的几种准则。
研究方面
信号强度下降到系统某参数一下
某小区业务信道容量几乎被完全占用
判定准则
自由主题
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