移動(dòng)通信基礎(chǔ)知識(shí)(初級(jí))

1、移動(dòng)通信基礎(chǔ)知識(shí)（初級(jí)）移動(dòng)通信基礎(chǔ)知識(shí)（初級(jí)）廣東省電信工程有限公司廣東省電信工程有限公司GUANGDONG TELECOM ENGINEERING CO,LTD 2010.052010.051 1.1 .1 移動(dòng)通信的發(fā)展移動(dòng)通信的發(fā)展1 1. .2 2 移動(dòng)通信的分類(lèi)移動(dòng)通信的分類(lèi)v 按按工作方式工作方式分類(lèi)：?jiǎn)喂?，雙工（分類(lèi)：?jiǎn)喂ぃp工（FDD,TDD)，半雙工，半雙工v 按按多址方式多址方式分類(lèi)：分類(lèi)：FDMA、TDMA、CDMA、SDMAv 按按信號(hào)形式信號(hào)形式分類(lèi)：模擬網(wǎng)和數(shù)字網(wǎng)分類(lèi)：模擬網(wǎng)和數(shù)字網(wǎng)v 按按覆蓋范圍覆蓋范圍分類(lèi)：城域網(wǎng)、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)分類(lèi)：城域網(wǎng)、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)v

2、 按按業(yè)務(wù)類(lèi)型業(yè)務(wù)類(lèi)型分類(lèi)：電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)、多媒體網(wǎng)分類(lèi)：電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)、多媒體網(wǎng)v 按按服務(wù)特性服務(wù)特性分類(lèi)：專(zhuān)用網(wǎng)、公用網(wǎng)分類(lèi)：專(zhuān)用網(wǎng)、公用網(wǎng)v 按按使用環(huán)境使用環(huán)境分類(lèi)：陸地通信、海上通信、空中通信分類(lèi)：陸地通信、海上通信、空中通信v 按按使用對(duì)象使用對(duì)象分類(lèi)：民用系統(tǒng)、軍用系統(tǒng)分類(lèi)：民用系統(tǒng)、軍用系統(tǒng)通信網(wǎng)通信網(wǎng)核心網(wǎng)核心網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)有線接入有線接入無(wú)線接入無(wú)線接入光纖接入：光纖接入： PON、APON FTTB/C/H/R混合光纖同軸網(wǎng)混合光纖同軸網(wǎng)Cable ModemDSL(ADSL、HDSL)衛(wèi)星接入衛(wèi)星接入高空平臺(tái)高空平臺(tái)蜂窩接入蜂窩接入微波接入微波

3、接入FWA、WLLWLANPAN 移動(dòng)通信的多址方式移動(dòng)通信的多址方式模擬模擬FDMAFDMA數(shù)字?jǐn)?shù)字TDMATDMACDMACDMA信道帶寬信道帶寬窄窄寬寬更寬更寬系統(tǒng)容量系統(tǒng)容量較小較小大大更大更大話音質(zhì)量話音質(zhì)量一般一般較好較好更好、更穩(wěn)定可靠更好、更穩(wěn)定可靠安全保密性安全保密性易截獲易截獲加密和鑒權(quán)安全加密和鑒權(quán)安全加密和鑒權(quán)更安全加密和鑒權(quán)更安全基站覆蓋范圍基站覆蓋范圍小小較大較大更大更大系統(tǒng)規(guī)劃系統(tǒng)規(guī)劃較復(fù)雜較復(fù)雜較復(fù)雜較復(fù)雜簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單 高級(jí)功能高級(jí)功能較較 少少較多較多更多更多手機(jī)通話時(shí)間手機(jī)通話時(shí)間較短較短較短較短較長(zhǎng)較長(zhǎng)下面我們將生活化地描述下面我們將生活化地描述CDMA與其他

4、通信技術(shù)的區(qū)別：與其他通信技術(shù)的區(qū)別： 模擬系統(tǒng)模擬系統(tǒng)：采用：采用FDMA（頻分多址）技術(shù)。我們可以想象一個(gè)很大的房間被（頻分多址）技術(shù)。我們可以想象一個(gè)很大的房間被做成很多的隔斷，每一個(gè)隔斷里有一對(duì)人正在交談。由于隔斷的分隔，談話者做成很多的隔斷，每一個(gè)隔斷里有一對(duì)人正在交談。由于隔斷的分隔，談話者不會(huì)聽(tīng)到其他人的交談，這就是不會(huì)聽(tīng)到其他人的交談，這就是FDMA頻分多址系統(tǒng)。這是我國(guó)最早采用的移頻分多址系統(tǒng)。這是我國(guó)最早采用的移動(dòng)通信技術(shù)。它的缺點(diǎn)是系統(tǒng)受房間面積（也就是頻率）的限制很大，無(wú)線頻動(dòng)通信技術(shù)。它的缺點(diǎn)是系統(tǒng)受房間面積（也就是頻率）的限制很大，無(wú)線頻率的利用率很低。率的利用率很

5、低。 GSM蜂窩數(shù)字系統(tǒng)蜂窩數(shù)字系統(tǒng)：采用：采用TDMA（時(shí)分多址）技術(shù)。我們可以想象把隔斷作（時(shí)分多址）技術(shù)。我們可以想象把隔斷作得大些，這樣一個(gè)隔斷可容納幾對(duì)交談?wù)摺５蠹医徽動(dòng)幸粋€(gè)原則：只能同時(shí)得大些，這樣一個(gè)隔斷可容納幾對(duì)交談?wù)?。但大家交談?dòng)幸粋€(gè)原則：只能同時(shí)有一對(duì)人講話。如果再把交談的時(shí)間按交談?wù)叩臄?shù)目分成若干等分，就成為一有一對(duì)人講話。如果再把交談的時(shí)間按交談?wù)叩臄?shù)目分成若干等分，就成為一個(gè)個(gè)TDMA（時(shí)分多址）系統(tǒng)。這種系統(tǒng)受容量的限制很大，即一個(gè)隔斷中有幾（時(shí)分多址）系統(tǒng)。這種系統(tǒng)受容量的限制很大，即一個(gè)隔斷中有幾個(gè)人是確定的，如果人數(shù)已滿(mǎn)，則無(wú)法進(jìn)入。個(gè)人是確定的，如果人數(shù)已

6、滿(mǎn)，則無(wú)法進(jìn)入。 CDMA數(shù)字通信系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng)：采用：采用CDMA（碼分多址）技術(shù)。可以想象一個(gè)寬敞的（碼分多址）技術(shù)?？梢韵胂笠粋€(gè)寬敞的房間內(nèi)正在進(jìn)行一個(gè)聚會(huì)，賓客在兩兩一對(duì)進(jìn)行交談。假設(shè)每一對(duì)人使用一種房間內(nèi)正在進(jìn)行一個(gè)聚會(huì)，賓客在兩兩一對(duì)進(jìn)行交談。假設(shè)每一對(duì)人使用一種語(yǔ)言，有說(shuō)中文的，有說(shuō)英語(yǔ)的，也有日語(yǔ)的等等，所有交談的人都只懂一種語(yǔ)言，有說(shuō)中文的，有說(shuō)英語(yǔ)的，也有日語(yǔ)的等等，所有交談的人都只懂一種語(yǔ)言。于是對(duì)于正在交談的每一對(duì)人來(lái)說(shuō)，別人的交談聲就成了一個(gè)背景噪聲。語(yǔ)言。于是對(duì)于正在交談的每一對(duì)人來(lái)說(shuō)，別人的交談聲就成了一個(gè)背景噪聲。在這里在這里“寬敞的房間寬敞的房間”就是就是C

7、DMA擴(kuò)頻通信所采用的寬帶載波，交談?wù)咚械恼Z(yǔ)擴(kuò)頻通信所采用的寬帶載波，交談?wù)咚械恼Z(yǔ)言就是區(qū)分不同的用戶(hù)的碼，交談?wù)呔褪茄跃褪菂^(qū)分不同的用戶(hù)的碼，交談?wù)呔褪荂DMA的用戶(hù)，這就是一個(gè)的用戶(hù)，這就是一個(gè)CDMA（碼分多址）通信系統(tǒng)。如果能夠很好的控制住背景噪聲，那么這個(gè)系統(tǒng)中就（碼分多址）通信系統(tǒng)。如果能夠很好的控制住背景噪聲，那么這個(gè)系統(tǒng)中就可以容納很多的用戶(hù)，而不受容量的限制?？梢匀菁{很多的用戶(hù)，而不受容量的限制。3G systemCDMA20003GPP2FDD mode WCDMA 3GPPFDD modeTD-SCDMA CWTSTDD mode1 1. .3 3 CDMA 1XCD

8、MA 1X網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)iManager M2000移動(dòng)綜合網(wǎng)管平臺(tái)移動(dòng)綜合網(wǎng)管平臺(tái)BSC/PCFBTSBTS SoftSiteSoftSiteiSiteC光纖光纖計(jì)費(fèi)系統(tǒng)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)核心網(wǎng)分組域核心網(wǎng)分組域 HA 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)平臺(tái)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)平臺(tái)PDSN/FAIPIP骨干網(wǎng)骨干網(wǎng)AAAPLMN/PSTN/ ISDN核心網(wǎng)電路域核心網(wǎng)電路域HLR/AC GMSC/SSP SCP MSC/SSP/VLR/IPSTPMC華為CDMA 1X BSS組網(wǎng)結(jié)構(gòu)光纖光纖E1iSiteCTM： 一體化小基站一體化小基站 SoftSiteTM： 單載波軟基單載波軟基站站BTS3612：12載波基站載波基

9、站BTS3606： 6載波基站載波基站BSCBSC/PCFPDSN/FAMSC/SSP/VLRGMSC/SSPAAAHA INTERNETPLMNPSTNISDNAbisAbisA3/A7A1/A2A10/A11BTS3606BTS3612SoftSite無(wú)線接入電路域iSiteCAbisHLR/ACAbisA1/A2MSC/SSP/VLR分組域AbisSoftSiteiSiteCBTS3612BTS3612各模塊功能電路域：MS (Mobile Station)：移動(dòng)臺(tái)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端功能。BTS (Base Transceiver Station)：基站收發(fā)信臺(tái)，通過(guò)無(wú)線接口，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信系

10、統(tǒng)與MS之間的無(wú)線通信。BSC (Base Station Controller)：基站控制器，實(shí)現(xiàn)無(wú)線系統(tǒng)到交換系統(tǒng)的集線功能、無(wú)線資源管理功能以及其它與無(wú)線相關(guān)的控制功能。分組域：AT：接入終端，與IS2000系統(tǒng)中的MS是同一個(gè)概念；AN：接入網(wǎng)絡(luò)，包含BSC和BTS；AN AAA：接入網(wǎng)絡(luò)側(cè)的AAA服務(wù)器；MSC主要功能：主要功能：控制呼叫建立、連接、釋放，呼叫選路；計(jì)費(fèi)，提供補(bǔ)充業(yè)務(wù)，處理SMS業(yè)務(wù)；與HLR進(jìn)行通信，如在呼叫到MS時(shí)HLR要求MSC提供路由信息；與VLR進(jìn)行通信，如在呼叫建立期間要求VLR提供用戶(hù)信息；與其他MSC進(jìn)行通信，如在兩個(gè)MSC間進(jìn)行小區(qū)切換；控制與其連接

11、的BSC；直接接入Internet；GMSC主要功能：主要功能：在呼叫建立期間GMSC要求HLR提供呼叫路由信息；根據(jù)路由信息進(jìn)行呼叫選路；HLR (Home Location Register)：歸屬位置登記處。實(shí)際上是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，主要儲(chǔ)存兩類(lèi)數(shù)據(jù)： 用戶(hù)數(shù)據(jù)，主要包括： 用戶(hù)的身份IMSI 用戶(hù)ISDN號(hào)碼 補(bǔ)充業(yè)務(wù) 鑒權(quán)信息 用戶(hù)的位置信息 如MSC/VLR地址VLR (Visitor Location Register)：拜訪位置登記處。實(shí)際上是一個(gè)分布式HLR數(shù)據(jù)庫(kù)，臨時(shí)儲(chǔ)存用戶(hù)信息，主要包括： MSRN (Mobile Station Roaming Number) 移動(dòng)臺(tái)漫游號(hào)碼

12、 TMSI、IMSI 移動(dòng)臺(tái)登記的位置區(qū)（LAC） 與補(bǔ)充業(yè)務(wù)有關(guān)的數(shù)據(jù) MS的狀態(tài)1 1. .4 4 CDMACDMA系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹CDMA發(fā)展歷程CDMA技術(shù)的特點(diǎn) 頻譜利用率高頻譜利用率高 頻譜復(fù)用系數(shù)為1 系統(tǒng)容量大系統(tǒng)容量大 多種分集方式解決多徑衰落多種分集方式解決多徑衰落 時(shí)間分集：符號(hào)交織、卷積編碼等 頻率分集：正交擴(kuò)頻、1.25MHz寬帶傳輸 空間分集：RAKE接收 話音質(zhì)量好話音質(zhì)量好 QCELP可變速率聲碼器 8K、EVRC、13K三種算法 功率控制功率控制 反向開(kāi)環(huán)功率控制、反向閉環(huán)功率控制 前向功率控制 移動(dòng)臺(tái)輔助切換移動(dòng)臺(tái)輔助切換 更軟切換、軟切換、硬切換 小區(qū)呼吸

13、功能小區(qū)呼吸功能 移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率小移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率小 可實(shí)現(xiàn)向可實(shí)現(xiàn)向3G的平滑過(guò)渡的平滑過(guò)渡CDMA頻段我國(guó)為中國(guó)電信cdma2000分配的頻率是19201935MHz(上行)/21102125MHz(下行)，共15MHz2。目前實(shí)際在使用的是上行825MHz 835MHz、下行870MHz 880MHz的800M A段頻帶，每載波寬度為1.25MHz，共有283、242、201、160、119、78、37七個(gè)頻點(diǎn)。其中283為1X網(wǎng)絡(luò)主用頻點(diǎn)，37一般是給3G的EV-DO使用的。CDMA通信模型Interleaving信源解碼deinterleaving信源編碼信道編碼交織去交織信道解碼加擾

14、解擾擴(kuò)頻解擴(kuò)調(diào)制解調(diào)射頻發(fā)射射頻接收幾個(gè)常用術(shù)語(yǔ) 愛(ài)爾蘭愛(ài)爾蘭愛(ài)爾蘭是衡量話務(wù)量大小的一個(gè)指標(biāo)，是話務(wù)量的單位愛(ài)爾蘭是衡量話務(wù)量大小的一個(gè)指標(biāo)，是話務(wù)量的單位（Erl）。）。1Erl表示一條信道在表示一條信道在1小時(shí)內(nèi)被完全占用。小時(shí)內(nèi)被完全占用。 阻塞率阻塞率阻塞率是衡量系統(tǒng)服務(wù)等級(jí)阻塞率是衡量系統(tǒng)服務(wù)等級(jí)GOS（Grade Of Service）的一個(gè)概念，就是表示系統(tǒng)的信道數(shù)少于用戶(hù)數(shù)目的情的一個(gè)概念，就是表示系統(tǒng)的信道數(shù)少于用戶(hù)數(shù)目的情況，通常用百分比表示。況，通常用百分比表示。GOS=2就表示你撥打就表示你撥打100次次電話，有兩次可能會(huì)遇到系統(tǒng)擁塞的情況。電話，有兩次可能會(huì)遇到系統(tǒng)

15、擁塞的情況。 漫游漫游漫游是指移動(dòng)臺(tái)（用戶(hù)）離開(kāi)開(kāi)戶(hù)區(qū)域而繼續(xù)使用移動(dòng)漫游是指移動(dòng)臺(tái)（用戶(hù)）離開(kāi)開(kāi)戶(hù)區(qū)域而繼續(xù)使用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的能力。通信網(wǎng)絡(luò)的能力。 切換切換切換是指將移動(dòng)臺(tái)從一個(gè)信道或基站轉(zhuǎn)移到另一個(gè)信道切換是指將移動(dòng)臺(tái)從一個(gè)信道或基站轉(zhuǎn)移到另一個(gè)信道或基站的過(guò)程，在切換過(guò)程中并不會(huì)中斷通話或數(shù)據(jù)業(yè)或基站的過(guò)程，在切換過(guò)程中并不會(huì)中斷通話或數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的連接。務(wù)的連接。2 2. .1 1 無(wú)線傳播的特點(diǎn)無(wú)線傳播的特點(diǎn)建筑物反射波建筑物反射波繞射波繞射波直射波直射波地面反射波地面反射波陸地移動(dòng)通信的電波傳播機(jī)制陸地移動(dòng)通信的電波傳播機(jī)制實(shí)際環(huán)境的無(wú)線實(shí)際環(huán)境的無(wú)線傳播傳播LOS和和NLOS移動(dòng)信

16、道是最復(fù)雜的通信信道，因?yàn)闊o(wú)線信號(hào)在傳播時(shí)會(huì)受到各種各樣的干擾。除了有線信道中的干擾外，在無(wú)線信號(hào)的傳播途中會(huì)有各種各樣的障礙物使信號(hào)產(chǎn)生多徑效應(yīng)、陰影效應(yīng)、散射和衍射產(chǎn)生衰落，導(dǎo)致信號(hào)受到地形的影響。此外天氣的變化也會(huì)使無(wú)線信號(hào)產(chǎn)生慢衰落。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)處于高速移動(dòng)的狀態(tài)下情況會(huì)更糟，信號(hào)還會(huì)產(chǎn)生多普勒頻移效應(yīng)。所有的這些因素又會(huì)因?yàn)橐苿?dòng)臺(tái)的移動(dòng)而變化，因此移動(dòng)通信信道具有以下特點(diǎn)：多徑傳播由多徑傳播傳播引起的多徑干擾，是指無(wú)線電波因傳輸路徑的不同引起到達(dá)時(shí)間的不同而導(dǎo)致接收端碼元的相互干擾。它可使所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)幅度衰落，可能引起波形展寬，因而數(shù)據(jù)傳輸速率會(huì)受到限制。移動(dòng)信道中多徑的產(chǎn)生主要是因

17、為龐大建筑物對(duì)信號(hào)的反射造成的。從移動(dòng)臺(tái)的角度看，就是相同的信號(hào)以不同的時(shí)間和方向到達(dá)移動(dòng)臺(tái)。多徑信號(hào)不但顯著地分散了信號(hào)的能量，使移動(dòng)臺(tái)接收到的信號(hào)能量?jī)H是發(fā)射信號(hào)能量的一部分，并且因?yàn)槎鄰叫盘?hào)到達(dá)移動(dòng)臺(tái)所傳輸?shù)穆窂讲煌偷竭_(dá)時(shí)間的不同，而造成相位的不同。這樣多徑信號(hào)之間就會(huì)產(chǎn)生相互抵消的效應(yīng)，造成極其嚴(yán)重的衰落現(xiàn)象，使信號(hào)的信噪比嚴(yán)重下降，影響接收效果。另外，如果是寬帶通信，信號(hào)的頻譜較寬，還會(huì)發(fā)生頻率選擇性衰落。這主要是因?yàn)獒槍?duì)不同的多徑情況，不同頻率產(chǎn)生的衰落深度也不同，造成有的頻率分量完全被多徑抵消掉。所謂的瑞利衰落是指信號(hào)的電場(chǎng)強(qiáng)度的概率密度函數(shù)服從瑞利概率分布的多徑衰落。另一個(gè)對(duì)

18、瑞利衰落的主要貢獻(xiàn)者則是多普勒頻率效應(yīng)。在移動(dòng)通信中，多徑是不可避免的，盡管它嚴(yán)重干擾通信，但人們也可以對(duì)其加以利用。比如當(dāng)移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)到大型建筑物后面，進(jìn)入信號(hào)陰影區(qū)的時(shí)候，無(wú)線信號(hào)只能通過(guò)反射信號(hào)到達(dá)移動(dòng)臺(tái)，人們可借以這種反射波和/或繞射波來(lái)保證語(yǔ)音的連續(xù)性。在GSM和CDMA移動(dòng)通信中針對(duì)多徑傳輸?shù)募夹g(shù)措施分別是時(shí)域均衡和分集接收。 多普勒頻移在生活中我們常會(huì)遇到這樣的情形，當(dāng)一輛警車(chē)迎面急駛而來(lái)時(shí)我們會(huì)覺(jué)得警笛的聲音越來(lái)越刺耳尖利，而當(dāng)其遠(yuǎn)離駛?cè)r(shí)又變得緩和起來(lái)。這就是多普勒頻移造成的頻率變化。多普勒頻移是指多徑效應(yīng)不僅可使發(fā)射信號(hào)的振幅發(fā)生變化，而且可使發(fā)射信號(hào)的頻率結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，造成

19、相位起伏不定，它導(dǎo)致數(shù)據(jù)信號(hào)的錯(cuò)誤接收。信號(hào)陰影與傳輸損耗衰落指在接收端信號(hào)的振幅總是呈現(xiàn)出忽大忽小的隨機(jī)變化的現(xiàn)象。依據(jù)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短，衰落一般有快慢之分。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)入建筑物陰影時(shí)，因?yàn)榇蟛糠中盘?hào)能量被建筑物阻擋，所以也會(huì)發(fā)生衰落，移動(dòng)臺(tái)僅能接收到從其它物體反射來(lái)的信號(hào)或繞射來(lái)的信號(hào)。但這種衰落相對(duì)多徑引起的衰落來(lái)說(shuō)變化速度要慢的多，所以稱(chēng)之為慢衰落，它不像快衰落那樣難以對(duì)付?？焖ヂ浯蟛糠质怯捎诙鄰絺鞑ヒ穑沟眯盘?hào)嚴(yán)重失真。慢衰落是由不同類(lèi)型的大氣折射或行進(jìn)過(guò)程中地形等其它障礙物的影響而產(chǎn)生的。隨著頻率的增加信號(hào)電平隨時(shí)間變化的分布曲線逐漸接近瑞利分布，因此可用瑞利分布作為快衰落的最壞情況

20、估計(jì)。 2 2. .2 2 三種基本傳播機(jī)制三種基本傳播機(jī)制 在移動(dòng)通信中，影響傳播的三種最基本的機(jī)制為反射、繞射和散射。接收功率（或它的反面，路徑損耗）是基于反射、散射和繞射的大尺度傳播模型預(yù)測(cè)的最重要的參數(shù)。這三種傳播機(jī)制也描述了小尺度衰弱和多徑傳播。當(dāng)電磁波遇到比波長(zhǎng)大得多的物體時(shí)發(fā)生反射，反射發(fā)生于地球表面、建筑物和墻壁表面。當(dāng)接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間的無(wú)線路徑被尖利的邊緣阻擋時(shí)發(fā)生繞射。由阻擋表面產(chǎn)生的二次波散布于空間，甚至于阻擋體的背面。當(dāng)接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間不存在視距路徑，圍繞阻擋體也產(chǎn)生波彎曲。在高頻波段，繞射與反射一樣，依賴(lài)于物體的形狀，以及繞射點(diǎn)入射波振幅、相位和極化的情況。當(dāng)電磁

21、波穿行的介質(zhì)中存在小于或等于波長(zhǎng)的物體并且單位體積內(nèi)阻擋體的個(gè)數(shù)非常巨大時(shí)，發(fā)生散射。散射波產(chǎn)生于粗糙表面、小物體或其它不規(guī)則物體。在實(shí)際通信系統(tǒng)中，樹(shù)葉、街道標(biāo)志和燈柱都會(huì)引發(fā)散射。 1反射電波在不同性質(zhì)的介質(zhì)交界處，會(huì)有一部分發(fā)生反射，一部分通過(guò)。如果平面波入射到理想電介質(zhì)的表面，則一部分能量進(jìn)入第二個(gè)介質(zhì)中，一部分能量反射回到第一介質(zhì)，沒(méi)有能量損耗。如果第二介質(zhì)為理想發(fā)射體，則所有能量被反射回第一介質(zhì)，無(wú)能量損耗。反射波和傳輸波的電場(chǎng)強(qiáng)度取決于反射系數(shù)。反射系數(shù)為材料的函數(shù)，并與極性、入射角和頻率有關(guān)。 2繞射繞射使得無(wú)線電信號(hào)繞地球曲線表面?zhèn)鞑?，能夠傳播到阻擋物后面。盡管接收機(jī)移動(dòng)到阻

22、擋體的陰影區(qū)時(shí)，接收?qǐng)鰪?qiáng)衰減非常迅速，但繞射場(chǎng)依然存在并常常具有足夠的強(qiáng)度。3散射在實(shí)際移動(dòng)無(wú)線環(huán)境中，接收信號(hào)比單獨(dú)繞射和反射模型預(yù)測(cè)的要強(qiáng)。這是因?yàn)楫?dāng)電波遇到粗糙表面時(shí)，反射能量由于散射而散布于所有方向。像樹(shù)、街道標(biāo)志和燈柱這樣的物體在所有的方向上散射能量，這就給接收機(jī)提供了額外的能量。 3 3. .1 1 分集技術(shù)分集技術(shù)分集技術(shù)是指系統(tǒng)能同時(shí)接收并有效利用兩個(gè)或更多個(gè)輸入信號(hào)，這些輸入信號(hào)的衰落互不相關(guān)。系統(tǒng)分別解調(diào)這些信號(hào)然后將它們相加，這樣可以接收到更多的有用信號(hào)，克服衰落。 移動(dòng)通信信道是一種多徑衰落信道，發(fā)射的信號(hào)要經(jīng)過(guò)直射、反射、散射等多條傳播路徑才能到達(dá)接收端，而且隨著移動(dòng)

23、臺(tái)的移動(dòng)，各條傳播路徑上的信號(hào)負(fù)擔(dān)、時(shí)延及相位隨時(shí)隨地發(fā)生變化，所以接收到的信號(hào)的電平是起伏的、不穩(wěn)定的，這些不同相位的多徑信號(hào)相互迭加就形成衰落。迭加后的信號(hào)幅度變化符合瑞利分布，因而又稱(chēng)瑞利衰落。瑞利衰落隨時(shí)間急劇變化時(shí)，稱(chēng)為“快衰落”。而陰影衰落是由于地形的影響（例如建筑物的阻擋等）而造成的信號(hào)中值的緩慢變化。 分集接收是克服多徑衰落的一個(gè)有效方法，采用這種方法，接收機(jī)可對(duì)多個(gè)攜有相同信息且衰落特性相互獨(dú)立的接收信號(hào)在合并處理之后進(jìn)行判決。由于衰落具有頻率、時(shí)間和空間的選擇性，因此分集技術(shù)包括頻率分集、時(shí)間分集和空間分集。 減弱慢衰落的影響可采用空間分集，即用幾個(gè)獨(dú)立天線或在不同的場(chǎng)地分

24、別發(fā)送和接收信號(hào)，以保證各信號(hào)之間的衰落獨(dú)立。由于這些信號(hào)在傳輸過(guò)程中的地理環(huán)境不同，所以各信號(hào)的衰落各不相同。采用選擇性合成技術(shù)選擇較強(qiáng)的一個(gè)輸出，降低了地形等因素對(duì)信號(hào)的影響。 根據(jù)衰落的頻率選擇性，當(dāng)兩個(gè)頻率間隔大于信道的相關(guān)帶寬時(shí)，接收到的此兩種頻率的衰落信號(hào)不相關(guān)。市區(qū)的相關(guān)帶寬一般為 50kHz左右，郊區(qū)的相關(guān)帶寬一般為 250kHz左右。而碼分多址的一個(gè)信道帶寬為 1.23MHz，無(wú)論在郊區(qū)還是在市區(qū)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于相關(guān)帶寬的要求，所以碼分多址的寬帶傳輸本身就是頻率分集。時(shí)間分集是利用基站和移動(dòng)臺(tái)的 Rake接收機(jī)來(lái)完成的。對(duì)于一個(gè)信道帶寬為1.23MHz的碼分多址系統(tǒng)，當(dāng)來(lái)自?xún)蓚€(gè)不同

25、路徑的信號(hào)的時(shí)延差為1us，也就是這兩條路徑相差大約為 0.3Km時(shí)，Rake就可以將它們分別提取出來(lái)而不互相混淆。CDMA系統(tǒng)對(duì)多徑的接收能力在基站和移動(dòng)臺(tái)是不同的。在基站處，對(duì)應(yīng)與每一個(gè)反向信道，都有四個(gè)數(shù)字解調(diào)器，而每個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)字解調(diào)器又包含兩個(gè)搜索單元和一個(gè)解調(diào)單元。搜索單元的作用是在規(guī)定的窗口內(nèi)迅速搜索多徑，搜索到之后再交給數(shù)字解調(diào)單元。這樣對(duì)于一條反向業(yè)務(wù)信道，每個(gè)基站都同時(shí)解調(diào)四個(gè)多徑信號(hào)，進(jìn)行矢量合并，再進(jìn)行數(shù)字判決恢復(fù)信號(hào)。如果移動(dòng)臺(tái)處在三方軟切換中，三個(gè)基站同時(shí)解調(diào)同一個(gè)反向業(yè)務(wù)信道（空間分集），這樣最多時(shí)相當(dāng)于 12個(gè)解調(diào)器同時(shí)解調(diào)同一反向信道，這在 TDMA中是不可能實(shí)現(xiàn)

26、的。而在移動(dòng)臺(tái)里，一般只有三個(gè)數(shù)字解調(diào)單元，一個(gè)搜索單元。搜索單元的作用也是迅速搜索可用的多徑。當(dāng)只接收到一個(gè)基站的信號(hào)時(shí)，移動(dòng)臺(tái)可同時(shí)解調(diào)三個(gè)多徑信號(hào)進(jìn)行矢量合并。如果移動(dòng)臺(tái)處在三方軟切換中，三個(gè)基站同時(shí)向該移動(dòng)臺(tái)發(fā)送信號(hào)，移動(dòng)臺(tái)最多也只能同時(shí)解調(diào)三個(gè)多徑信號(hào)進(jìn)行矢量合并，也就是說(shuō)，在移動(dòng)臺(tái)端，對(duì)從不同基站來(lái)的信號(hào)與從不同基站來(lái)的多徑信號(hào)一起解調(diào)。但這里也有一定的規(guī)則，如果處在三方軟切換中，即使從其中一個(gè)基站來(lái)的第二條路徑信號(hào)強(qiáng)度大于從另外兩個(gè)基站來(lái)的信號(hào)的強(qiáng)度，移動(dòng)臺(tái)也不解調(diào)這條多徑信號(hào)，而是盡量多地解調(diào)從不同基站來(lái)的信號(hào)，以便獲得來(lái)自不同基站的功率控制比特，使自身發(fā)射功率總處于最低的狀態(tài)

27、，以減少對(duì)系統(tǒng)的干擾。這樣就加強(qiáng)了空間分集的作用。CDMA系統(tǒng)中就這樣綜合利用了頻率分集、空間分集和時(shí)間分集來(lái)抵抗衰落對(duì)信號(hào)的影響，從而獲得高質(zhì)量的通信性能。3 3. .2 2 信道編碼技術(shù)信道編碼技術(shù)移動(dòng)通信系統(tǒng)由于信道的特殊性，為了達(dá)到一定的比特誤碼率（BER）指標(biāo)，對(duì)信道編碼要求很高，主要是差錯(cuò)控制編碼，也稱(chēng)為糾錯(cuò)編碼。差錯(cuò)控制編碼的方法有：循環(huán)冗余校驗(yàn)、卷積、塊交織、Turbo碼和擾碼。不同的系統(tǒng)中采用了不同的差錯(cuò)控制編碼： PHS采用了循環(huán)冗余校驗(yàn)和擾碼。 GSM采用了卷積、塊交織。 CDMAOne采用了循環(huán)冗余校驗(yàn)、卷積、塊交織和擾碼。 CDMA2000采用了循環(huán)冗余校驗(yàn)、卷積、塊交織、Turbo碼和擾碼。 3.2.1循環(huán)冗余校驗(yàn)循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）利用循環(huán)碼，不僅可以用于檢查和糾正獨(dú)立的隨機(jī)錯(cuò)誤，而且也可以用于檢查和糾正突發(fā)錯(cuò)誤。在硬