《无线窄带接入技术》PPT课件

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1、第8章无线窄带接入技术8.1无线通信基础8.2移动通信关键技术8.3无线市话接入系统8.1无线通信基础8.1.1蜂窝通信理论1．蜂窝通信的由来移动通信采用蜂窝结构以前，主要采用大区制的组网方式。所谓大区制，指的是一个基站来覆盖整个地区，系统运行在允许的最大功率和最高天线上，频率不能再用。大区制的特点是只有一个基站，覆盖面积大，因此所需的发射功率也比较大，另外大区制的信道数量有限，因此信道容量较小，随着移动通信的发展，渐渐地不能满足系统容量增长的要求。相对于大区制，蜂窝移动通信系统也被称为小区制2．蜂窝的基本概念采用正六边形主要有两个原因：第一，正六边形的覆盖适用于数量较

2、少的小区，少量的发射站；第二，正六边形小区覆盖相对于四边形和三角形小区覆盖费用低。蜂窝小区大小各不相同，取决于人口密度及分布、人流活动路线和场所。表8-1蜂窝小区的分类蜂窝类型巨蜂窝宏蜂窝微蜂窝微微蜂窝蜂窝半径/km100～5002～200.4～2≤0.4业务密度低低到中中到高高适用的终端速度/km/h1500≤500≤100≤10适用的系统卫星陆地移动陆地移动陆地移动陆地移动通信系统通常采用宏蜂窝、微蜂窝和微微蜂窝。每个蜂窝小区设一个基站，该基站与周围的一些基站通过电话线和数据控制线与移动交换中心连接，再经汇接局接入市话网。当移动用户从一个小区向另一个相邻小区移动时，

3、基站控制中心发出越区切换指令，使移动用户进入新的小区以后仍能保持通信的连续性。3．蜂窝小区的频率复用在频分多址和时分多址系统中，为了降低蜂窝小区的干扰，相邻小区均使用不同的频率。但为了提高频谱利用率，采用空间划分的方法，在不同的空间可以进行频率再用。由若干个小区组成一个区群（Cluster，也叫做“簇”），区群内的每个小区占用不同的频率，另一个区群可重复使用相同的频带。不同区群中的相同频率的小区产生同频干扰，也被称做共道干扰。4．蜂窝小区的干扰移动通信系统蜂窝小区的干扰分为三种：互调干扰、临频干扰和同频干扰。当有两个以上的频率作用于一非线性电路时，由这两个（或多个）频率

4、会互相调制产生新的频率输出，如果这个新频率恰好落在某一个信道而被工作于该频率的接收机接收，即构成对该接收机的干扰。避免或抑制互调干扰主要通过4种措施：①增大发射机之间的耦合损耗；②提高接收机的抗互调指标；③对发射机进行有效的功率控制；④不使用三阶互调频率的信道。临频干扰是指邻近频道或相邻频道之间的干扰，也被称为邻道干扰。减少临频干扰的措施有：①提高接收机的中频选择性以及优选接收机指标，同时限制发射机的临频辐射，规定发射机临频辐射应该≤70dB(和载频功率相比)；②在移动台功率方面，应在满足通信距离的要求下，尽量采用小功率输出，以减小服务区，可以通过功率控制使得移动台接近

5、基站时降低发射功率；③使用天线定向波束指向不同的水平方向以及指向不同的仰角方向。在蜂窝系统中，由于采用了频率复用，所以存在同频小区。与有用信号具有相同频率的非有用信号对有用信号所造成的干扰称为同频干扰，也被称为共道干扰或同道干扰。8.1.2无线传播与天线1．无线电波传播瑞利衰落是一种符合多径效应而发生的信号衰落，设计过程中通常都是采用瑞利衰落曲线来分析。图8-1瑞利衰落图2．移动通信的电波传播特点（1）传播环境复杂地形、地物、地质以及地球的曲率半径等都会对电波的传播造成影响。（2）传播环境不断变化移动通信的信道是变参信道。（3）环境被电磁噪声污染传播环境本身是一个被电磁

6、噪声污染的环境，而且这种污染日益严重。3．分集技术为了提高系统的抗多径的性能，一个有效的方法是对信号分集接收。（1）分集技术的概念分集技术的基本思想是：将接收到的多径信号分离成不相关的（独立的）多路信号，然后将这些多路分离信号的能量按一定的规则合并，使接收的有用信号能量最大，而提高接收端的信噪功率比，对数字信号而言，使误码率最小。（2）时间分集时间分集指将信源比特分散到不同的时间段中发射出去。交织就是一种时间分集方式，它可以在不附加任何开销的情况下，使数字通信系统获得分集。交织器的作用就是将信源比特分散到不同的时间段中，以减轻衰落带来的对重要码位的同时干扰。交织器有两种

7、结构类型：分组结构和卷积结构。图8-2分组结构的交织示意图（3）频率分集扩频技术就是一种频率分集，采用扩频技术的CDMA数字移动通信系统的接收机利用多径信号中含有可利用信息的特点，通过合并多径信号来改善接收信号的信噪比，通常采用RAKE接收机来实现。RAKE接收机是通过多个相关检测器接收多径信号中的各路信号，并把它们合并在一起。图8-3RAKE接收机原理示意图RAKE接收机利用相关器检测出多径信号中最强的m个支路信号，然后对每个RAKE支路的输出进行加权、合并，以提供优于单路信号的接收信噪比，并在此基础上进行判决。图8-4RAKE接收机中