移动通信复习知识点

、题型和试题分布判断(15分)填空(15分)选择(20分)简答(20分)综合(30分)15题15空10题4题3题第一部分绪论12第二部分传播特性3311第三部分抗衰落技术223第四部分组网技术21第五部分GSM系 统75512第八部分4G1311、复习重点第一部分概述1. 了解移动通信的发展情况1. 发展史：(1).萌芽阶段：(2) .开拓阶段：1935年，阿姆斯特朗发明了 FM方式无线电，是移动通信中的第一个大分水岭。(3) .商业阶段：1987年11月18日第一个TACS模拟蜂窝移动系统在省建成并投入商用。1994年12月底首先开通了 GSM数字移动网。2. 蜂窝小区系统设计目的：频率复用，解决大容量需求与有限频谱资源的矛盾。3. ITU 通过的第三代移动通信系统主流标准：WCDMAcdma2OO0 TDSCDMADECT4. 移动通信的标准化容：技术体制标准化、网络设备标准化、测试方法标准化。5. 常用移动通信的应用系统：(1) .寻呼系统：给用户发送简单消息(数字、字母、声音)的系统； 通过基站将携带寻呼信息的载波以广播的形式发送到整个覆盖区。每个基 站为了能有最大的覆盖围，就需要采用大的发射功率(以千瓦计)和低的数 据速率。(2) .蜂窝式移动通信系统：当移动台通话时从一个小区到另一个小区时，移动交换中心自动将呼叫从 原基站的信道转移到新基站的信道上，叫越区切换。(3) .无绳系统：简单的无绳系统分为座机和手机两部分。无绳系统是使用无线链路来连接便携手机和基站的全双 工系统，是一种以有线网为依托的通信方式。第一代模拟无绳(CT0,CT1)是模拟系统。第二代数字无绳系统(CT2)只有单向呼叫能力，不能被叫。 第三代无绳系统(DECT)可实现双向呼叫，漫游及切换功能。蜂窝移动通信具有自己独立的组网能力，无绳系统强调其接入能力，依附于其他通讯网（公用网，蜂窝移动网，数据通信网等）。2. 了解双工方式1. 双工方式：频分双工 （FDD）、时分双工（TDD）。3. 了解功率换算方法1.两个功率之比的量度，用dB来表示:有时也用分贝量度相对某些标准值:O问古10 dBW*1OJB 的差别它I WRW = 101（囂!IWE瓦相对于1瓦的分贝瓦犠“ 所叽10 dliW. 1OW,10（111第二部分移动通信的传播特性1. 了解电波的传播方式1. 电波的传播方式：直射波，反射波，绕射波，散射波。2. 掌握无线电波的自由传播损耗【例2门 某发肘机通过天戦射出去的功率为工作频章为90的他，护攵天找畑为人发 射天线的埋益加，收发天雄之间的距萬划T L=.试求携收天线的摟收功率和路径拥耗？網 已知 =乌三 2，= 3 * d =10lun L = 1 * / = 9O0MH c 3x0*1A - = - tnJ SOOxlO5 3捲收天罐的播收功率酋RW = RGtGr10x2x3x凶塑_ = 423x10- W彌）乜i4hx10x!0j .i自曲空间倖播牯橙掲縄为M（dB）=疇=lOlg严 1 =祝碍3. 了解无线信号的大尺度模型和小尺度模型所指的是什么;1. 大尺度传播模型用于预测平均场强并用于估计无线覆盖围的传播模型描述了长距离接收信号强度的缓慢变化。主要有：自由空间传播损耗、地面反射损耗、散射损耗、室外传播路径损耗。（阴影效应、大气折射）2. 小尺度衰落主要用于信号处理，描述了短距离或长时间接收信号强度的快速变化。（多径效应、多普勒效应）4. 掌握三种选择性衰落的概念，掌握相干时间、相干带宽、相干距离的概念;1. 频率选择性衰落：由于时延扩散导致信道对信号中不同频率分量的衰减系数不同。相干带宽：，信号带宽大于相关带宽时，该信号在信道中传输则会产生频率选择性衰落。2. 时间选择性衰落：由于变速移动引起的频率扩散使得信道在不同的时间对信号的衰减程度不同。相干时间：1T =C 几，当信元周期TC时，发生时间选择性衰落。3. 空间选择性衰落：不同空间位置的天线经历的衰减特性不同。相干距离。第三部分抗衰落技术1. 了解三种主要的抗衰落的技术手段1. 分集：用来补偿衰落信道损耗 ，它通常要用两个或更多的接收天线来实现。2. 均衡：可以补偿信道中由于多径效应而产生的码间干扰（幅度和时延）。3. 信道编码：通过在发送信息时加入冗余的数据位来改善通信链路的性能。2. 了解什么是分集，了解主要的分集技术1. 分集是指将接收到的多径信号分离成不相关的多路信号，然后将它们的能量按一定规则合并起来，使接收的有用信号能量最大，从而提高接收端的信噪比，对数字信号而言，使误码率最小。2. 分集技术：宏分集；微分集分为空间分集，极化分集，场分量分集，角度分集，时间分集。3. 了解接收分集和常见的三种信号合并方式，并知道它们性能优劣1. 选择式合并的性能；2. 最大比值合并：每个支路加权因子的大小由各支路SNR来分配，SNR大的支路权重大，SNR小的支路权重小以实现最大的SNR ；各路信号迭加时要保证同相位，因而要求每个支路有放大和调相电路。3. 等增益合并；4. 在相同分集重数的情况下，以最大比值合并方式改善信噪比最大，等增益合并方式次之；分集重数M较小时,等增益合并的信噪比接近最大比值合并，选择式合并所得到的信噪比改善量最少。4. 掌握时间分集和交织1. 时间分集：利用信号在时间上的独立性发射和接收实现分集。2. 交织：把一条消息中的比特以非连续方式传送，使突发差错信道变为离散信道，便于利用纠错码消除随机错误。 交织深度：交织前相邻两符号在交织后的间隔距离。 交织宽度：交织后相邻两符号在交织前的间隔距离。交织延迟：每个符号从交织器输出时相对于输入交织器时的时间延迟。 交织方法：行列交织，卷积交织，随机交织。 要求：交织深度大于相干时间。5. 掌握频率分集和扩频/跳频1. 频率分集：利用多个载波信号传输同一信息2. 跳频：载波信号的频率随时间而变化。3. 直接序列扩频：利用远高于符号速率的序列码流与信号流相乘，得到宽带调制信号的技术。4. 目的：抗多径，抗同信道干扰，抗衰落。第四部分组网技术1. 掌握三种多址接入技术1. FDMA是将给定的频谱资源划分为不同频道分配给每一个用户使用；选取一个空闲信道， 一般有两种方式：专用呼叫信道方式，标明空闲信道方式。2. TDMA将无线频谱按时隙划分，分配给不同用户；3. CDMA以信号波形或代码序列不同区分不同用户，CDMA扩频技术为基础。2. 了解移动通信网络的基本架构，了解其中各个网元的作用3. 了解移动通信中的切换方式1. 按实现技术分为：硬切换：新的连接建立前，先中断旧的连接。例如GSM系统。软切换：指既维持旧的连接，又同时建立新的连接。例如CDMA系统。2. 切换过程控制主要有三种：移动台控制的越区切换，网络控制的越区切换，移动台辅助的越区切换。第五部分GSM系统1. 了解GSM系统的一些基本特征和参数我国频段：上行 890915 MHz,下行935960 MHz。占有25MHz带宽，频道间隔200kHz，包含124对频道；一个载频可提供8个物理信道，共992个物理信道。 话音帧编码时每 20ms取样一次，输出260bit，编码速率为13kb/s，先对50个重要比特增加3个奇偶校验位，然后与132个较重要比特和 4个尾比特一起卷积编码， 比率为1 : 2,形成378个比特，最后78个不重要比特不予处理，共构成 456比特。2. 掌握GSM系统的网络结构3.掌握GSM系统中的各个网络元素的作用1. 移动台(MS):对于网络来说，负责处理与无线接口有关的功能、并随时向网络报告移动用户的位置、配合网络进行呼叫连接的控制等。对于用户来说，负责接收用户的指令并向用户提示通信状态等信息。2. SIM :用户个人身份 PIN的验证，完成鉴权、加密过程，临时移动用户识别的使用。3. 基站子系统(BSS)由两部分组成： 基站收发设备(BTS):负责无线传输。无线信道的管理，逻辑信道是由BSC来分配和管理的，逻辑信道到物理信道的映射则是有BTS来完成的。 基站控制器(BSC):无线资源管理。BSC的三种越区切换即 BSC部的小区切换、BSC部的小区间切换、BSC之间的切换。4. 移动业务交换中心(MSC):下传寻呼和呼叫所特定的功能;支持移动性的特定信令； 新业务的提供；生成并下传计费和帐单信息7号信令系统(SS7)的中止处;位置登记和位置信息下传；支持短消息业务(SMS)；5. 归属位置寄存器(HLR): HLR是GSM系统的中心数据库，存储 HLR控制区所有用户的相关数据。的全部MS的有关资料。6. 访问位置寄存器(VLR): VLR是存储位置信息的动态数据库，包含了当前处在本区7. 鉴权中心(AUC):为系统提供客户鉴权所需要的数据，用以保护通过空中接口的移动客户通信不受侵犯。8. 移动设备识别寄存器(EIR):存贮移动设备的国际移动设备识别码(IMEI)，完成对移动设备的识别、监视、闭锁等功能，防止非法移动台的使用。9. 操作维护中心(OMC):对基站分系统与网络分系统进行操作和维护。10. 操作支持子系统(OSS):移动用户管理、移动设备管理、网络操作与控制。4. 了解GSM空中接口的帧格式5.liM&M 3r ri 1ri i * i w iIi 左.=.=.卜 ” J Ii -51tCE.IM J HUMI辭n MM BTD上杠 4 wo/ 、 丄土，hW I H TDM 4b M 3掌握GSM空中接口的突发类型在GSM系统中，每帧含 8个时隙，每个时隙576.9US，包含156.25bit ，在TDMA言道上一个时隙中的一个 信息格式称为突发脉冲序列。共用五种类型：常规突发脉冲序列(NB)、频率校正突发脉冲序列 (FB)、同步突发脉冲序列(SB)、接入突发脉冲序列(AB)、空闲突发脉冲序列(DB)。6. 掌握什么是物理信道，什么是逻辑信道，掌握逻辑信道的种类，以及映射关系1. 每个载频按时间分为 8个时间段，每个时隙段称为一个时隙(slot)，这样的时隙称为物理信道。2. 逻辑信道是指物理信道所传输的容。3. 映射方式： 多载频小区：fO上的TS0用于广播信道和公用控制信道。fO上的TS1用于专用控制信道。其余(fO上的TS2TS7, f1 fn-1 上的8个时隙)用于业务信道。控制信道的典型组合方式：下行BCH和CCCH在TS0上的复用，上行RACH在 TS0上的复用，SDCC和SACCH 在TS1上的复用。上行链路fO上的TS1组成结构与下行链路的组成结构一样，只在时间上有一个偏移。在载频fO上TS0:逻辑控制信道，重复周期为51个TS。TS1:逻辑控制信道，重复周期为1O2个TS。TS2:逻辑业务信道，重复周期为26个TS。TS3TS7逻辑业务信道，重复周期为26个TS在载频f1fN上TSOTS7业务信道，重复周期为26个TS。 单载频小区：只有 8个物理信道，TSO用于控制信道，TS1TS7用于业务信道。7. 掌握各个逻辑信道的作用1.广播信道(BCH):“一点对多点”的单方向控制信道，为下行信道。频率校正信道(FCCH):传输用于校正移动台工作频率的信息。同步信道(SCH):传输移动台的帧同步和 BTS的识别码(BSIC)信息，供移动台进行同步和对基站进行 识别。广播控制信道(BCCH):广播每个BTS的通用信息。2. 公共控制信道(CCCH):寻呼信道(PCH):传输基站寻呼移动台的信息。下行信道，点对多点方式传播。随机接入信道(RACH):用于移动台随机提出的入网申请，即请求分配一个独立专用控制信道，作为对寻呼的响应或MS主叫/登记时的接入。上行信道，点对点方式传播。即给用户分配一个独立专用控制信道。允许接入信道（AGCH）:用于基站对移动台的入网申请作出应答, 下行信道，点对点方式传播。3. 专用控制信道（DCCH）: “点对点”的双向控制信道。信令，例如登记、鉴信息；同时接收移动台信令消息，要中断业务独立专用控制信道（SDCCH）用于在分配业务信道之前呼叫建立过程中传送系统 权等信令。慢速辅助控制信道（SACCH）基站用此信道向移动台传送功率控制信息、帧调整 发来的移动台接收的信号强度报告和链路质量报告。快速辅助控制信道（FACCH）:此信道主要用于传送基站与移动台间的越区切换的信息，借用18.5ms的语音（数据）突发脉冲序列来传送信令。4. 业务信道（TCH）:主要传送数字话音和数据，有少量的随路控制信令。话音时全速率：净速率13kbs，纠错保护后总速率 22.8kbps半速率：净速率 6.5kbps，纠错保护后总速率11.4kbps数据时全速率：9.6kbps、4.8kbps、2.4kbps半速率：4.8kbps、2.4kbps8. 掌握GSM系统的无线链路建立的过程第六部分4G1. 了解4G的种类4G 分为FDD- LTE（频分）和TDD- LTE（时分）。2. 掌握4G中所使用的新技术1.正交频分复用技术： 将一个宽频信道分成若干正交子信道, 制到每个子信道上进行传输。将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调优点：适合在多径信道中传输频谱利用率咼 适合跟MIMO技术一起使用 缺点：峰均比比较高，功率回退。2. 下行多址方式一OFDMA :将传输带宽划分成一系列正交的子载波资源，将不同的子载波资源分配给不同的 用户实现多址。集中式：连续 RB分给一个用户，调度开销小。分布式：分配给用户的 RB不连续，频选调度增益较大。OFDMA特点：峰均比较高，调制信号的动态围大，提高了对功放的要求。3. 上行多址方式一SC-FDMA :和OFDMA相同，将传输带宽划分成一系列正交的子载波资源，将不同的子载波资源分配给不同的用户实现多址。（改善峰均比）4. 多天线技术： 发射分集：多路信道传输同样信息，提高接收的可靠性和提高覆盖 空间复用：多路信道同时传输不同信息，理论上成倍提高峰值速率，适合密集城区信号散射多地区。 波束赋形：多路天线阵列赋形成单路信号传输，降低用户间干扰，可以提高覆盖能力，同时降低小区 干扰，提升系统吞吐量。从而5. LTE上行天线技术一接收分集：接收机使用来自多个信道的副本信息能比较正确的恢复出原发送信号， 获得分集增益。接收分集的主要算法： MRC（最大比合并卜IRC（干扰抑制合并）。由于IRC在最大化有用信号接收的同时能最小化干扰信号，故通常情况IRC优于MRC。天线数越多及干扰越强时，IRC增益越大。IRC需进行干扰估计，计算复杂度较大。