移動(dòng)通信原理第2次課件2.1-2.2.1

1、第第2章章 無(wú)線傳輸與移動(dòng)信道無(wú)線傳輸與移動(dòng)信道2.1 移動(dòng)信道的特點(diǎn)移動(dòng)信道的特點(diǎn)信道是信號(hào)在通信系統(tǒng)中傳輸?shù)耐ǖ?。信道范圍的信道是信?hào)在通信系統(tǒng)中傳輸?shù)耐ǖ?。信道范圍的定義有兩種：定義有兩種：信號(hào)從發(fā)射端傳輸?shù)浇邮斩怂?jīng)過(guò)的傳輸介質(zhì)定義信號(hào)從發(fā)射端傳輸?shù)浇邮斩怂?jīng)過(guò)的傳輸介質(zhì)定義為狹義信道。為狹義信道。廣義信道的定義是除包括傳輸介質(zhì)，還包括信號(hào)傳廣義信道的定義是除包括傳輸介質(zhì)，還包括信號(hào)傳輸?shù)南嚓P(guān)設(shè)備，如收發(fā)設(shè)備、調(diào)制解調(diào)設(shè)備等。輸?shù)南嚓P(guān)設(shè)備，如收發(fā)設(shè)備、調(diào)制解調(diào)設(shè)備等。2.1.1 移動(dòng)通信信道的主要特點(diǎn)移動(dòng)通信信道的主要特點(diǎn)我們僅按照狹義信道來(lái)分析移動(dòng)信道的主要特點(diǎn)。我們僅按照狹義信道來(lái)

2、分析移動(dòng)信道的主要特點(diǎn)。信道的開(kāi)放性信道的開(kāi)放性一切無(wú)線信道都是以開(kāi)放的自由空間為傳輸介質(zhì)，一切無(wú)線信道都是以開(kāi)放的自由空間為傳輸介質(zhì)，具有無(wú)限的開(kāi)放性。具有無(wú)限的開(kāi)放性。2. 發(fā)射和接收地理環(huán)境的復(fù)雜性和多樣性發(fā)射和接收地理環(huán)境的復(fù)雜性和多樣性 發(fā)射和接收地理環(huán)境可以是高樓林立的城市繁發(fā)射和接收地理環(huán)境可以是高樓林立的城市繁華區(qū)，郊區(qū)；以山丘、湖泊、平原為主的農(nóng)村華區(qū)，郊區(qū)；以山丘、湖泊、平原為主的農(nóng)村地區(qū)；屏蔽電磁波的地鐵、隧道、坑道、地下地區(qū)；屏蔽電磁波的地鐵、隧道、坑道、地下車庫(kù)、電梯等空間；高速移動(dòng)的汽車、火車、車庫(kù)、電梯等空間；高速移動(dòng)的汽車、火車、輕軌、高鐵、飛機(jī)，以及船舶等交通

3、工具。輕軌、高鐵、飛機(jī)，以及船舶等交通工具。3.用戶移動(dòng)的隨機(jī)性和用戶密度的動(dòng)態(tài)時(shí)變性用戶移動(dòng)的隨機(jī)性和用戶密度的動(dòng)態(tài)時(shí)變性 移動(dòng)用戶的移動(dòng)是隨機(jī)的，且有大致三種類型移動(dòng)用戶的移動(dòng)是隨機(jī)的，且有大致三種類型的移動(dòng)速度：室內(nèi)、步行和高速交通工具移動(dòng)。的移動(dòng)速度：室內(nèi)、步行和高速交通工具移動(dòng)。這也導(dǎo)致覆蓋區(qū)用戶的密度具有動(dòng)態(tài)時(shí)變性，這也導(dǎo)致覆蓋區(qū)用戶的密度具有動(dòng)態(tài)時(shí)變性，且三種移動(dòng)速度對(duì)覆蓋區(qū)用戶密度動(dòng)態(tài)時(shí)變性且三種移動(dòng)速度對(duì)覆蓋區(qū)用戶密度動(dòng)態(tài)時(shí)變性的影響各不相同。的影響各不相同。 移動(dòng)通信科學(xué)家和工程師正是針對(duì)移動(dòng)通信信移動(dòng)通信科學(xué)家和工程師正是針對(duì)移動(dòng)通信信道的這些特點(diǎn)不斷采用各種技術(shù)，以便實(shí)

4、現(xiàn)移道的這些特點(diǎn)不斷采用各種技術(shù)，以便實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信系統(tǒng)的有效性、可靠性和安全性，這些動(dòng)通信系統(tǒng)的有效性、可靠性和安全性，這些也是衡量任何一種通信系統(tǒng)的基本指標(biāo)。也是衡量任何一種通信系統(tǒng)的基本指標(biāo)。 有效性，是指在占有盡可能少的信道資源，如有效性，是指在占有盡可能少的信道資源，如頻段、時(shí)隙和功率等的條件下盡可能多地傳輸頻段、時(shí)隙和功率等的條件下盡可能多地傳輸信息，是通信數(shù)量上的指標(biāo)。信息，是通信數(shù)量上的指標(biāo)。 可靠性，是指在傳輸過(guò)程中抵抗各類自然干擾可靠性，是指在傳輸過(guò)程中抵抗各類自然干擾實(shí)現(xiàn)正確傳輸?shù)哪芰?。在軍事通信中，還包含實(shí)現(xiàn)正確傳輸?shù)哪芰ΑＴ谲娛峦ㄐ胖?，還包含抵抗敵方人為設(shè)置干擾的能力。

5、抵抗敵方人為設(shè)置干擾的能力。 安全性，是指在傳輸過(guò)程中的保密性能，即防安全性，是指在傳輸過(guò)程中的保密性能，即防竊聽(tīng)、偽造和篡改的能力。竊聽(tīng)、偽造和篡改的能力。2.1.2 移動(dòng)通信的無(wú)線電波傳播方式移動(dòng)通信的無(wú)線電波傳播方式 1. 無(wú)線電無(wú)線電波頻波頻段段波波 長(zhǎng)（波長(zhǎng)（波 段）段）頻頻 率（率（頻頻 段）段） 通通 用用 名名 主主 要要 應(yīng)應(yīng) 用用100 km以上以上3 kHz極低頻極低頻(ELF) 水下通信水下通信10010km330 kHz甚低頻甚低頻(VLF) 海上通信海上通信101km30300 kHz低頻低頻(LF)或長(zhǎng)波或長(zhǎng)波(LW) 調(diào)幅廣播調(diào)幅廣播1000100m300300

6、0 kHz中頻中頻(MF)或中或中波波(MW)調(diào)幅廣播調(diào)幅廣播10010m330 MHz高頻高頻(HF)或短波或短波(SW)調(diào)幅廣播、業(yè)余無(wú)線調(diào)幅廣播、業(yè)余無(wú)線電電101m30300 MHz甚高頻甚高頻(VHF)、米波、米波調(diào)頻廣播、電視調(diào)頻廣播、電視1.00.1m3003000 MHz特高頻特高頻(UHF)、分米波分米波電視、電視、蜂窩電話蜂窩電話10010mm330 GHz超高頻超高頻(SHF)、厘米、厘米波波蜂窩電話蜂窩電話、固定固定無(wú)線、衛(wèi)星通信無(wú)線、衛(wèi)星通信101mm30300 GHz極高頻極高頻(EHF)、毫米、毫米波波衛(wèi)星通信、雷達(dá)衛(wèi)星通信、雷達(dá)2. 無(wú)線電波傳播方式無(wú)線電波傳播

7、方式 按照電波的傳播路徑，可以將無(wú)線電波傳播方式按照電波的傳播路徑，可以將無(wú)線電波傳播方式分為下述幾種：分為下述幾種： 直射波，是在視距范圍內(nèi)無(wú)遮擋傳播的無(wú)線電波。直射波，是在視距范圍內(nèi)無(wú)遮擋傳播的無(wú)線電波。它是短波和微波的主要傳播方式，傳播衰耗較小。它是短波和微波的主要傳播方式，傳播衰耗較小。 反射波，是從障礙物和反射體反射后到達(dá)接收點(diǎn)反射波，是從障礙物和反射體反射后到達(dá)接收點(diǎn)的無(wú)線電波。中波和短波就主要依靠在地面與電的無(wú)線電波。中波和短波就主要依靠在地面與電離層之間反射形成的反射波來(lái)傳輸信號(hào)，傳播衰離層之間反射形成的反射波來(lái)傳輸信號(hào)，傳播衰耗較直射波大。耗較直射波大。 繞射波，當(dāng)無(wú)線電波的

8、波長(zhǎng)與障礙物的尺寸相當(dāng)繞射波，當(dāng)無(wú)線電波的波長(zhǎng)與障礙物的尺寸相當(dāng)時(shí)，無(wú)線電波就會(huì)繞過(guò)障礙物傳向前方而不會(huì)反時(shí)，無(wú)線電波就會(huì)繞過(guò)障礙物傳向前方而不會(huì)反射回去。長(zhǎng)波和中波的波長(zhǎng)很長(zhǎng)，可以繞過(guò)較大射回去。長(zhǎng)波和中波的波長(zhǎng)很長(zhǎng)，可以繞過(guò)較大建筑物和山丘沿地球表面?zhèn)鞑?，其衰耗較小。建筑物和山丘沿地球表面?zhèn)鞑?，其衰耗較小。 另外，還有穿透建筑物的傳播以及空氣中離子另外，還有穿透建筑物的傳播以及空氣中離子受激后二次發(fā)射的漫反射產(chǎn)生的散射波受激后二次發(fā)射的漫反射產(chǎn)生的散射波，但，但是它們相對(duì)直射波、反射波、繞射波都比較弱。是它們相對(duì)直射波、反射波、繞射波都比較弱。所以從電磁波傳播上看，直射、反射、繞射是主所以

9、從電磁波傳播上看，直射、反射、繞射是主要的，但是，有時(shí)穿透的直射波與散射波的影響要的，但是，有時(shí)穿透的直射波與散射波的影響也是需要考慮的。也是需要考慮的。移動(dòng)通信主要利用直射波和反射波傳播，在接移動(dòng)通信主要利用直射波和反射波傳播，在接收信號(hào)中將產(chǎn)生多徑效應(yīng)。收信號(hào)中將產(chǎn)生多徑效應(yīng)。2.1.3 接收信號(hào)中的接收信號(hào)中的3類損耗和類損耗和4種效應(yīng)種效應(yīng)l 由于移動(dòng)通信信道的上述特殊性，以及它主要利用直射波由于移動(dòng)通信信道的上述特殊性，以及它主要利用直射波和反射波傳播信號(hào)，終端接收信號(hào)也就具有以下特點(diǎn)。和反射波傳播信號(hào)，終端接收信號(hào)也就具有以下特點(diǎn)。1. 具有具有3類不同層次的損耗。類不同層次的損耗

10、。1）路徑傳播損耗）路徑傳播損耗 路徑傳播損耗是電波在空中傳播時(shí)由距離因素產(chǎn)生的損耗，路徑傳播損耗是電波在空中傳播時(shí)由距離因素產(chǎn)生的損耗，一般稱為衰耗，它隨接收點(diǎn)距發(fā)射臺(tái)的距離（以千米數(shù)量一般稱為衰耗，它隨接收點(diǎn)距發(fā)射臺(tái)的距離（以千米數(shù)量級(jí)）而變化。在自由空間傳播情況下，接收電平的平均值級(jí)）而變化。在自由空間傳播情況下，接收電平的平均值隨距離的平方衰減。隨距離的平方衰減。2）長(zhǎng)期慢衰落損耗）長(zhǎng)期慢衰落損耗 長(zhǎng)期慢衰落損耗是由于陰影效應(yīng)而產(chǎn)生的損耗。當(dāng)陰影長(zhǎng)長(zhǎng)期慢衰落損耗是由于陰影效應(yīng)而產(chǎn)生的損耗。當(dāng)陰影長(zhǎng)度達(dá)到數(shù)百波長(zhǎng)以上時(shí)，陰影效應(yīng)使得接收電平的平均值度達(dá)到數(shù)百波長(zhǎng)以上時(shí)，陰影效應(yīng)使得接收電

11、平的平均值出現(xiàn)值得關(guān)注的隨機(jī)起伏。其變化速率比傳輸信號(hào)速率低，出現(xiàn)值得關(guān)注的隨機(jī)起伏。其變化速率比傳輸信號(hào)速率低，變化周期長(zhǎng)。陰影效應(yīng)引起的慢衰落損耗為無(wú)線通信所特變化周期長(zhǎng)。陰影效應(yīng)引起的慢衰落損耗為無(wú)線通信所特有，它服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布。因移動(dòng)通過(guò)的陰影長(zhǎng)度達(dá)數(shù)百有，它服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布。因移動(dòng)通過(guò)的陰影長(zhǎng)度達(dá)數(shù)百波長(zhǎng)以上時(shí)才有顯著變化，故也稱之為大尺度衰落損耗。波長(zhǎng)以上時(shí)才有顯著變化，故也稱之為大尺度衰落損耗。3）短期快衰落損耗）短期快衰落損耗 短期快衰落損耗是由多經(jīng)效應(yīng)和多普勒效應(yīng)引起的。短期快衰落損耗是由多經(jīng)效應(yīng)和多普勒效應(yīng)引起的。當(dāng)移動(dòng)距離達(dá)到數(shù)十波長(zhǎng)時(shí)，接收電平的平均值就將當(dāng)移動(dòng)距離達(dá)

12、到數(shù)十波長(zhǎng)時(shí)，接收電平的平均值就將發(fā)生值得關(guān)注的隨機(jī)起伏。接收信號(hào)電平一般遵循瑞發(fā)生值得關(guān)注的隨機(jī)起伏。接收信號(hào)電平一般遵循瑞利（利（Rayleigh）分布或萊斯）分布或萊斯(Rice)分布。因快衰落的分布。因快衰落的變化速率較快，周期短，故叫作短期快衰落。又因引變化速率較快，周期短，故叫作短期快衰落。又因引起這種衰落出現(xiàn)的移動(dòng)距離短，又將這種衰落叫做小起這種衰落出現(xiàn)的移動(dòng)距離短，又將這種衰落叫做小尺度衰落。這種衰落由于與空間位置和頻率等有關(guān)，尺度衰落。這種衰落由于與空間位置和頻率等有關(guān)，又稱之為選擇性衰落。它包括空間選擇性衰落、頻率又稱之為選擇性衰落。它包括空間選擇性衰落、頻率選擇性衰落和時(shí)

13、間選擇性衰落，如表所示。選擇性衰落和時(shí)間選擇性衰落，如表所示。短期快衰落短期快衰落選擇性衰落選擇性衰落空間選擇性衰落：不同地點(diǎn)和空間位置衰落特性不同空間選擇性衰落：不同地點(diǎn)和空間位置衰落特性不同頻率選擇性衰落：不同頻段的衰落特性不同頻率選擇性衰落：不同頻段的衰落特性不同時(shí)間選擇性衰落：不同時(shí)間衰落特性不同時(shí)間選擇性衰落：不同時(shí)間衰落特性不同大尺度衰落和小尺度衰落示意圖大尺度衰落和小尺度衰落示意圖l針對(duì)不同的衰落特性，可以采用不同的技術(shù)來(lái)針對(duì)不同的衰落特性，可以采用不同的技術(shù)來(lái)克服它們對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)性能的影響?？朔鼈儗?duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)性能的影響。2. 接收信號(hào)具有接收信號(hào)具有4種主要效應(yīng)。種主要效

14、應(yīng)。1）陰影效應(yīng)）陰影效應(yīng) 大型建筑物和物體對(duì)無(wú)線電波的阻擋將在障礙物后形成大型建筑物和物體對(duì)無(wú)線電波的阻擋將在障礙物后形成半盲區(qū)，這個(gè)半盲區(qū)類似于物體在陽(yáng)光下的陰影。處于半盲區(qū)，這個(gè)半盲區(qū)類似于物體在陽(yáng)光下的陰影。處于半盲區(qū)內(nèi)的接收信號(hào)會(huì)很弱。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在建筑物之間移半盲區(qū)內(nèi)的接收信號(hào)會(huì)很弱。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在建筑物之間移動(dòng)時(shí)，它將不斷出入建筑物形成的半盲區(qū)，接收信號(hào)強(qiáng)動(dòng)時(shí)，它將不斷出入建筑物形成的半盲區(qū)，接收信號(hào)強(qiáng)度也將隨之起伏變化，這種現(xiàn)象就叫作陰影效應(yīng)。度也將隨之起伏變化，這種現(xiàn)象就叫作陰影效應(yīng)。2 2）遠(yuǎn)近效應(yīng)）遠(yuǎn)近效應(yīng) 當(dāng)各移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率相同時(shí)，基站接收的離基站較近的當(dāng)各移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率相同時(shí)

15、，基站接收的離基站較近的用戶信號(hào)較強(qiáng)，而接收的離基站較遠(yuǎn)，以及在小區(qū)邊緣用戶信號(hào)較強(qiáng)，而接收的離基站較遠(yuǎn)，以及在小區(qū)邊緣的用戶信號(hào)就很弱。在基站的接收端，遠(yuǎn)端用戶的信號(hào)的用戶信號(hào)就很弱。在基站的接收端，遠(yuǎn)端用戶的信號(hào)將被近端用戶的信號(hào)淹沒(méi)掉，基站接收遠(yuǎn)端移動(dòng)臺(tái)信號(hào)將被近端用戶的信號(hào)淹沒(méi)掉，基站接收遠(yuǎn)端移動(dòng)臺(tái)信號(hào)的信噪比嚴(yán)重下降，將使通信質(zhì)量嚴(yán)重下降，甚至導(dǎo)致的信噪比嚴(yán)重下降，將使通信質(zhì)量嚴(yán)重下降，甚至導(dǎo)致通信中斷，這就是遠(yuǎn)近效應(yīng)。通信中斷，這就是遠(yuǎn)近效應(yīng)。3 3）多徑效應(yīng)）多徑效應(yīng) 基站發(fā)射的電波可以經(jīng)過(guò)多條傳播路徑到達(dá)移基站發(fā)射的電波可以經(jīng)過(guò)多條傳播路徑到達(dá)移動(dòng)終端。動(dòng)終端。例如，經(jīng)過(guò)建筑物

16、反射、地面反射、山體例如，經(jīng)過(guò)建筑物反射、地面反射、山體反射和直接傳播等路徑到手機(jī)。手機(jī)接收到的電波信反射和直接傳播等路徑到手機(jī)。手機(jī)接收到的電波信號(hào)號(hào)是通過(guò)這些路徑傳輸來(lái)的所有電波是通過(guò)這些路徑傳輸來(lái)的所有電波信號(hào)的疊加，它信號(hào)的疊加，它們可能相互增強(qiáng)，也可能相互削弱而引起接收信號(hào)衰們可能相互增強(qiáng)，也可能相互削弱而引起接收信號(hào)衰落，這就是多徑效應(yīng)。落，這就是多徑效應(yīng)。 當(dāng)終端處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，多徑效應(yīng)引起的衰落會(huì)不斷當(dāng)終端處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，多徑效應(yīng)引起的衰落會(huì)不斷變化。多徑效應(yīng)還形成附加的調(diào)幅和調(diào)相。變化。多徑效應(yīng)還形成附加的調(diào)幅和調(diào)相。 4 4）多普勒頻移）多普勒頻移 當(dāng)終端當(dāng)終端高速移動(dòng)，比

17、如車載通信，高速移動(dòng)，比如車載通信，朝向或背離基站的朝向或背離基站的徑向速度分量徑向速度分量70km/h時(shí)，會(huì)引起無(wú)線電波頻率的多時(shí)，會(huì)引起無(wú)線電波頻率的多普勒頻移，頻移的大小與終端在徑向上的速度分量大普勒頻移，頻移的大小與終端在徑向上的速度分量大小有關(guān)，徑向移動(dòng)速度越大多普勒頻移越嚴(yán)重。小有關(guān)，徑向移動(dòng)速度越大多普勒頻移越嚴(yán)重。通常通常慢速移動(dòng)的步行和準(zhǔn)靜態(tài)的室內(nèi)通信，則不予考慮慢速移動(dòng)的步行和準(zhǔn)靜態(tài)的室內(nèi)通信，則不予考慮多多普勒頻移。多普勒頻移與徑向移動(dòng)速度的關(guān)系如下表普勒頻移。多普勒頻移與徑向移動(dòng)速度的關(guān)系如下表所示。所示。多普勒頻移與徑向移動(dòng)速度的關(guān)系多普勒頻移與徑向移動(dòng)速度的關(guān)系移動(dòng)

18、速度移動(dòng)速度f(wàn)/fff =150MHzf=450MHz f =900MHz60km/h60km/h0. .055 510-68.338.33Hz2525 Hz50 Hz1,200km/h1,200km/h1. .1110-6166.6166.6Hz500500 Hz1,0001,000 Hz2.2 移動(dòng)通信中的幾種主要噪聲和干擾移動(dòng)通信中的幾種主要噪聲和干擾 嚴(yán)重影響移動(dòng)通信系統(tǒng)性能的噪聲和干擾有四嚴(yán)重影響移動(dòng)通信系統(tǒng)性能的噪聲和干擾有四類：類：1、加性白高斯噪聲（、加性白高斯噪聲（AWGN） 加性是指噪聲與信號(hào)遵從簡(jiǎn)單的線性疊加關(guān)系加性是指噪聲與信號(hào)遵從簡(jiǎn)單的線性疊加關(guān)系: 白噪聲是指噪聲的

19、功率譜是平坦的；高斯噪聲白噪聲是指噪聲的功率譜是平坦的；高斯噪聲是指噪聲的幅度分布服從正態(tài)分布。這類噪聲是指噪聲的幅度分布服從正態(tài)分布。這類噪聲是最基本的噪聲，并非移動(dòng)信道所特有。如圖是最基本的噪聲，并非移動(dòng)信道所特有。如圖所示。所示。高斯白噪聲高斯白噪聲n(t)發(fā)送信號(hào)發(fā)送信號(hào)S(t)接收信號(hào)接收信號(hào)v(t)v(t) = s(t)n(t)2、符號(hào)間干擾（、符號(hào)間干擾（ISI） 由于實(shí)際信道的頻帶總是有限的，并且偏離理由于實(shí)際信道的頻帶總是有限的，并且偏離理想特性，使通過(guò)的信號(hào)在頻域上產(chǎn)生頻率失真，想特性，使通過(guò)的信號(hào)在頻域上產(chǎn)生頻率失真，在時(shí)域上波形發(fā)生時(shí)散效應(yīng)。這種時(shí)散效應(yīng)對(duì)在時(shí)域上波形發(fā)

20、生時(shí)散效應(yīng)。這種時(shí)散效應(yīng)對(duì)通信所造成的危害稱之為符號(hào)間干擾。另外，通信所造成的危害稱之為符號(hào)間干擾。另外，多徑效應(yīng)也會(huì)使同一碼元到達(dá)接收點(diǎn)的傳輸時(shí)多徑效應(yīng)也會(huì)使同一碼元到達(dá)接收點(diǎn)的傳輸時(shí)延不一致，使碼元在接收點(diǎn)展寬，造成相互產(chǎn)延不一致，使碼元在接收點(diǎn)展寬，造成相互產(chǎn)生符號(hào)間干擾。生符號(hào)間干擾。 當(dāng)數(shù)據(jù)速率提高時(shí)，符號(hào)間的間隔將減小到一當(dāng)數(shù)據(jù)速率提高時(shí)，符號(hào)間的間隔將減小到一定程度，以至相互嚴(yán)重重疊無(wú)法識(shí)別，通信的定程度，以至相互嚴(yán)重重疊無(wú)法識(shí)別，通信的可靠性嚴(yán)重降低，甚至通信無(wú)法進(jìn)行。可靠性嚴(yán)重降低，甚至通信無(wú)法進(jìn)行。3、多址干擾（、多址干擾（MAI） 在移動(dòng)通信網(wǎng)中對(duì)同時(shí)通信的多個(gè)用戶的信號(hào)

21、一在移動(dòng)通信網(wǎng)中對(duì)同時(shí)通信的多個(gè)用戶的信號(hào)一定要采用正交隔離手段，否則就會(huì)互相干擾，在定要采用正交隔離手段，否則就會(huì)互相干擾，在通話時(shí)串話。第一代采用頻段隔離，一個(gè)用戶使通話時(shí)串話。第一代采用頻段隔離，一個(gè)用戶使用一個(gè)頻段。只要濾波器隔離度做得好，基本上用一個(gè)頻段。只要濾波器隔離度做得好，基本上能防止串話之類多用戶干擾。在第三代移動(dòng)通信能防止串話之類多用戶干擾。在第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中，采用碼分多址系統(tǒng)中，采用碼分多址CDMA技術(shù)。不同用戶采技術(shù)。不同用戶采用同一時(shí)隙、同一頻段傳輸信息，僅靠不同的地用同一時(shí)隙、同一頻段傳輸信息，僅靠不同的地址碼相互區(qū)分。當(dāng)多個(gè)用戶同時(shí)通信時(shí)，由于各址碼相互區(qū)分。

22、當(dāng)多個(gè)用戶同時(shí)通信時(shí)，由于各用戶的地址碼不具有完全理想的自相關(guān)、互相關(guān)用戶的地址碼不具有完全理想的自相關(guān)、互相關(guān)特性，因此產(chǎn)生多址干擾。特性，因此產(chǎn)生多址干擾。MAI又稱為又稱為同小區(qū)或同小區(qū)或小區(qū)內(nèi)干擾小區(qū)內(nèi)干擾。在。在CDMA系統(tǒng)中，多址干擾比白噪系統(tǒng)中，多址干擾比白噪聲和符號(hào)間干擾更為嚴(yán)重，當(dāng)同時(shí)通信的用戶增聲和符號(hào)間干擾更為嚴(yán)重，當(dāng)同時(shí)通信的用戶增多時(shí)它是系統(tǒng)內(nèi)的第一重要干擾源。多時(shí)它是系統(tǒng)內(nèi)的第一重要干擾源。4、相鄰小區(qū)（扇區(qū)）干擾（、相鄰小區(qū)（扇區(qū)）干擾（AC(S)I） 相鄰小區(qū)（扇區(qū)）干擾是移動(dòng)臺(tái)接收到的所有相相鄰小區(qū)（扇區(qū)）干擾是移動(dòng)臺(tái)接收到的所有相鄰小區(qū)或扇區(qū)的信號(hào)。鄰小區(qū)或

23、扇區(qū)的信號(hào)。 符號(hào)間干擾和多址干擾限制單小區(qū)的通信容量。符號(hào)間干擾和多址干擾限制單小區(qū)的通信容量。相鄰小區(qū)（扇區(qū)）干擾限制了基站的覆蓋范圍，相鄰小區(qū)（扇區(qū)）干擾限制了基站的覆蓋范圍，也就是限制了系統(tǒng)的通信容量。也就是限制了系統(tǒng)的通信容量。2.3 移動(dòng)通信信道的物理模型移動(dòng)通信信道的物理模型 在研究工作中，移動(dòng)通信信道可以分為在研究工作中，移動(dòng)通信信道可以分為4種信道模種信道模型。型。1、AWGN信道信道 它是最基本、最典型的恒參信道，是研究各類信它是最基本、最典型的恒參信道，是研究各類信道的基礎(chǔ)。在道的基礎(chǔ)。在AWGN信道中，典型的抗干擾措施信道中，典型的抗干擾措施是采用先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)，如

24、信道編碼技術(shù)。是采用先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)，如信道編碼技術(shù)。2、陰影衰落信道、陰影衰落信道 這類信道是大尺度衰落信道，服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布。這類信道是大尺度衰落信道，服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布。克服衰落的有效方法是采用功率控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)克服衰落的有效方法是采用功率控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等?；取?、平坦瑞利衰落信道、平坦瑞利衰落信道 它是最典型的寬帶無(wú)線和慢速移動(dòng)典型信道模型，它是最典型的寬帶無(wú)線和慢速移動(dòng)典型信道模型，其衰落服從瑞利或萊斯分布。在小尺度衰落中，僅其衰落服從瑞利或萊斯分布。在小尺度衰落中，僅僅考慮空間選擇性衰落。最有效的克服空間選擇性僅考慮空間選擇性衰落。最有效的克服空間選擇性衰落的方法是空間分集

25、技術(shù)或其它空域處理技術(shù)。衰落的方法是空間分集技術(shù)或其它空域處理技術(shù)。4、選擇性衰落信道、選擇性衰落信道 分為時(shí)間選擇性衰落信道和頻率選擇性衰落信道。分為時(shí)間選擇性衰落信道和頻率選擇性衰落信道。時(shí)間選擇性衰落信道是典型的寬帶無(wú)線和快速移動(dòng)時(shí)間選擇性衰落信道是典型的寬帶無(wú)線和快速移動(dòng)信道。最有效的克服辦法是采用信道交織編碼技術(shù)。信道。最有效的克服辦法是采用信道交織編碼技術(shù)。頻率選擇性衰落信道是典型的寬帶無(wú)線和慢速移動(dòng)頻率選擇性衰落信道是典型的寬帶無(wú)線和慢速移動(dòng)信道，其最有效的方法是自適應(yīng)均衡和信道，其最有效的方法是自適應(yīng)均衡和Rake接收等。接收等。第第3章章 多址技術(shù)多址技術(shù) 現(xiàn)在，先簡(jiǎn)單介紹一

26、下各種多址接入技術(shù)?，F(xiàn)在，先簡(jiǎn)單介紹一下各種多址接入技術(shù)。 除除CDMA而外，多址接入技術(shù)還有頻分多址而外，多址接入技術(shù)還有頻分多址(FDMA)、時(shí)分多址、時(shí)分多址(TDMA) 和空分多址和空分多址(SDMA)，以及由這些基本的多址接入技術(shù)派，以及由這些基本的多址接入技術(shù)派生出的組合多址接入技術(shù)生出的組合多址接入技術(shù), 如如FDMA/TDMA、FDMA/CDMA等。等。 FDMA、TDMA和和CDMA多址接入技術(shù)的示意多址接入技術(shù)的示意圖如下。圖如下。 1、 頻分多址（頻分多址（FDMA） FDMA是將可以使用的射頻頻帶分割成互不重疊的若是將可以使用的射頻頻帶分割成互不重疊的若干子頻帶干子頻帶

27、。每個(gè)子頻帶就是一個(gè)信道，系統(tǒng)為不同。每個(gè)子頻帶就是一個(gè)信道，系統(tǒng)為不同地址的信號(hào)分配不同的子頻帶。地址的信號(hào)分配不同的子頻帶。 在純?cè)诩僃DMA系統(tǒng)中系統(tǒng)中, 采用頻分雙工采用頻分雙工(FDD)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)雙工通信。首先將可用射頻帶寬分割成上行頻段和雙工通信。首先將可用射頻帶寬分割成上行頻段和下行頻段，然后再進(jìn)一步細(xì)分為傳輸子頻帶作為工下行頻段，然后再進(jìn)一步細(xì)分為傳輸子頻帶作為工作信道，如作信道，如圖圖所示。所示。 FDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)工作示意圖移動(dòng)通信系統(tǒng)工作示意圖 第一代模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)僅采用第一代模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)僅采用FDMA技術(shù)。第二技術(shù)。第二代和第三代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)為了提

28、高頻帶的利用代和第三代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)為了提高頻帶的利用率采用率采用FDMA技術(shù)與其它多址技術(shù)相結(jié)合。技術(shù)與其它多址技術(shù)相結(jié)合。uFDMA 的的主要主要優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是：是：1 1）技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單成熟。由于采用頻分技術(shù)，）技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單成熟。由于采用頻分技術(shù)，不需要不需要象象時(shí)分技術(shù)那樣需要時(shí)分技術(shù)那樣需要復(fù)雜的成幀復(fù)雜的成幀和時(shí)間和時(shí)間同步同步信號(hào)信號(hào)的傳輸?shù)膫鬏敗? 2）適合實(shí)時(shí)信號(hào)的）適合實(shí)時(shí)信號(hào)的傳輸。當(dāng)系統(tǒng)分配給傳輸。當(dāng)系統(tǒng)分配給用戶一個(gè)用戶一個(gè)信道信道后后, , 用戶可占有這個(gè)信道用戶可占有這個(gè)信道連續(xù)傳輸連續(xù)傳輸信號(hào)，直信號(hào)，直到到傳輸傳輸結(jié)束結(jié)束, , 信道信道才被系統(tǒng)才被系統(tǒng)收回。收回

29、。uFDMAFDMA的主要的主要缺點(diǎn)缺點(diǎn)是：是：3 3）頻率利用率低頻率利用率低。由于一個(gè)信道占用。由于一個(gè)信道占用一一個(gè)載個(gè)載頻頻，且，且只只可可傳傳送一路送一路話話音音, , 頻率利用率不高，頻率利用率不高，系統(tǒng)容量有限。系統(tǒng)容量有限。4 4）保密性差。保密性差。因?yàn)橐驗(yàn)橄到y(tǒng)中有多個(gè)頻率信號(hào)系統(tǒng)中有多個(gè)頻率信號(hào), , 易易出現(xiàn)出現(xiàn)相相互互串話串話干擾干擾, , 且且加密困難，保密性差。加密困難，保密性差。5 5）基站）基站設(shè)備數(shù)量大設(shè)備數(shù)量大，成本高成本高。這是因?yàn)?。這是因?yàn)槊棵繉?duì)對(duì)信道需要信道需要一套收發(fā)信機(jī)一套收發(fā)信機(jī)，有多少對(duì)信道就需要多少套收發(fā)信機(jī)，有多少對(duì)信道就需要多少套收發(fā)信機(jī)

30、。6 6）語(yǔ)音質(zhì)量較差。在）語(yǔ)音質(zhì)量較差。在越區(qū)切換時(shí)越區(qū)切換時(shí), ,語(yǔ)音信道語(yǔ)音信道還必須還必須抹抹掉一部分語(yǔ)音掉一部分語(yǔ)音信號(hào)來(lái)信號(hào)來(lái)傳輸傳輸信信令令，降低了語(yǔ)音質(zhì)量。，降低了語(yǔ)音質(zhì)量。 2、 時(shí)分多址（時(shí)分多址（TDMA） TDMATDMA是在可是在可用射頻頻段用射頻頻段上，將發(fā)射上，將發(fā)射時(shí)間時(shí)間分分割割成成若干幀，再若干幀，再將幀分成若將幀分成若干干時(shí)隙時(shí)隙。一一個(gè)時(shí)隙就是個(gè)時(shí)隙就是一個(gè)信道一個(gè)信道,系系統(tǒng)將這些時(shí)統(tǒng)將這些時(shí)隙隙分配給分配給不不同地址的信同地址的信號(hào)號(hào)使用使用。 uTDMATDMA的主要的主要優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1 1）TDMATDMA系統(tǒng)的用戶和基站可以采用相同的工作頻率系

31、統(tǒng)的用戶和基站可以采用相同的工作頻率, ,可以有效可以有效避免不同頻率的發(fā)射機(jī)同時(shí)工作產(chǎn)生避免不同頻率的發(fā)射機(jī)同時(shí)工作產(chǎn)生的的互調(diào)干互調(diào)干擾擾。2 2）TDMATDMA沒(méi)有沒(méi)有頻率分配問(wèn)題頻率分配問(wèn)題, , 對(duì)時(shí)隙的管理和分配要比對(duì)時(shí)隙的管理和分配要比對(duì)頻率的管理和分配簡(jiǎn)單而經(jīng)濟(jì)。對(duì)頻率的管理和分配簡(jiǎn)單而經(jīng)濟(jì)。由于由于對(duì)時(shí)隙對(duì)時(shí)隙實(shí)行實(shí)行動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)分配分配, , 有利于提高有利于提高系統(tǒng)系統(tǒng)容量。容量。3 3）幀中的空閑時(shí)隙幀中的空閑時(shí)隙, , 可用來(lái)可用來(lái)傳送傳送檢測(cè)信號(hào)檢測(cè)信號(hào)的的強(qiáng)度或強(qiáng)度或發(fā)發(fā)送送控制信息控制信息, , 有利于加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的控制功能和保證有利于加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的控制功能和保證移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)臺(tái)的越區(qū)切換。的越區(qū)切換。4 4）TDMA TDMA 的的頻譜利用率頻譜利用率高高, , 減少減少了基站上、下行了基站上、下行頻頻帶帶寬度寬度, , 基站基站造價(jià)造價(jià)低。低。5 5）TDMATDMA采用數(shù)字技術(shù)，采用數(shù)字技術(shù)，可方便非話業(yè)務(wù)的傳輸?？煞奖惴窃挊I(yè)務(wù)的傳輸。uTDMATDMA的的問(wèn)題問(wèn)題是是需要嚴(yán)格的定時(shí)與幀同步需要嚴(yán)格的定時(shí)與幀同步, , 技術(shù)比較技術(shù)比較復(fù)雜復(fù)雜。 3 、 碼分多址碼分多址(CDM