移动通信无线传输;内容提要;7.1移动通信概述;7.1.1移动通信的发展;4G移动通信系统:4G是第四代移动通信及其技术的简称,该技术包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式,是集3G与WLAN于一体,不仅音质清晰,并能够快速传输数据、高质量、音频、视频和图像等,支持交互式多媒体业务,如视频会议、无线因特网等,提供更广泛的服务和应用。
5G移动通信系统:?国际电信联盟(ITU)从2012年开始组织全球业界开展5G标准化前期研究,持续推动全球5G共识形成。2017年底启动5G候选提案征集,2018年底启动5G技术评估和标准化,并于2020年底完成标准制定。;7.1.2移动通信网络结构;7.1.3移动通信的特点;移动通信的频谱资源非常有限:由于移动通信可利用的频率资源有限,如何提高移动通信系统的通信容量,始终是移动通信发展中的焦点。为了解决这一矛盾,一方面要开辟和启用新的频段;另一方面,要研究各种新技术和新措施,以压缩信号所占的频带宽度和提高频率利用率。
通信系统复杂:由于移动台处于移动状态,是一个复杂的系统。
对移动终端的要求高:移动通信终端长期处于位置不固定的移动状态,外界的影响时刻存在,这就要求移动终端要有很强的适应能力。;内容提要;信道是信号的传输介质,可分为有线信道和无线信道两类。有线信道包括明线、对称电缆、同轴电缆及光缆。无线信道有地波传播、短波电离层反射、超短波或微波视距中继、人造卫星以及各种散射信道等。移动通信采用无线通信方式。因此系统性能主要受无线信道的制约。
无线信号传播的开放性,接收点地理环境的复杂性和多样性,以及移动用户的随机移动性是移动无线信道的固有特征。;7.2.1表征衰落特性的常用数字特征;衰落速率:衰落速率描述接收信号场强变化快慢,即衰落的频繁程度。移动台移动速度越快,衰落越快,其平均衰落率表示为:(Hz)
式中,N为衰落率;为移动台移动速度,单位为km/h;
为波长,应与同单位(km);f为频率,一般以MHz为单位。
衰落持续时间:衰落持续时间是指场强低于某一给定电平值的持续时间。在移动通信中,常会出现移动台收不到基站信号或信号中断的情况。这种情况是由于接收到的信号电平值低于接收机门限电平所致。;7.2.2移动通信中无线电波传播的特性;7.2.3移动信号传播的四种效应;7.2.4移动信号传播的3类衰落损耗;大尺度衰落损耗:大尺度衰落损耗又称慢衰落,主要是指信号由于阴影效应而产生的损耗或由于大气参数变化引起折射率的缓慢变化还形成另一种慢衰落。
小尺度衰落损耗:它反映了在微观范围(数十波长以下量级)内接收信号电平的平均值随机起伏变化的趋势,又称快衰落。主要是由于多径效应和多普勒效应而引起的损耗。;7.2.5移动信道参数;相关带宽:相关带宽为信道在两个频移处的频率响应保持强相关时的最大频率差。相干带宽越小,时延扩展越大;反之相干带宽越大,时延扩展越小。
3.时间选择性衰落
时间选择性衰落是指不同的时间衰落特性不同。
频率扩散:用户的快速移动,在频域上产生多普勒效应而引起频率扩散,频率扩散引起时间选择性衰落。时间选择性衰落用相关时间描述,其中B为最大多普勒扩展。
相关时间:相关时间为两个瞬时时间的信道冲击响应保持强相关时的最大时间间隔,
;内容提要;无线信道对信号传输的限制除了损耗和衰减外,另一个重要的限制因素是噪声和干扰,当噪声和干扰严重时,会使有用信号出现损伤,甚至无法恢复,导致通信质量下降。
在通信系统中,任何不需要的随机自发脉冲信号都称为噪声,噪声可分为内部噪声和外部噪声。无线电台(如基站与移动台接收机)之间的相互干扰则统称为干扰。干扰主要有邻道干扰、同频道干扰、互调干扰等。
;7.3.1移动信道的噪声;7.3.2移动信道的干扰;内容提要;传播模型是非常重要的。传播模型是移动通信网小区规划的基础。在规划某-区域的蜂窝系统之前,选择信号覆盖区的蜂窝站址使其互不干扰,是一个重要的任务。所以传播环境对无线传播模型的建立起关键作用。
无线传播模型-般分为:室外传播模型和室内传播模型。;7.4.1室外传播模型;7.4.2室内无线传播模型;内容提要;7.5.1移动通信网的体制;7.5.2组网方式;同频(信道)小区的距离:在不同小区组(区群)之间可以重复使用同一频率模式,称为频率重用。在频率重用时,为了避免产生同频道干扰,应使同频信道小区中心间的距离足够大。设小区的辐射半径(即六边形外接圆的半径),可以计算出同频信道小区中心间的距离D为
小区数N越大,同频小区的距离越远,抗同频干扰性能越好。
中心激励与顶点激励:在每个小区中