3G移动通信系统概述——第1章--移动通信概述资料.pptx

第1章 移动通信概述 ;本章内容;本章重点;学习本章目的和要求;1.1 移动通信发展历史 ;4．第三代蜂窝移动通信系统及其标准化; 其中，基于CDMA技术的有： （1）IMT－2000 CDMA DS，对应WCDMA； （2）IMT－2000 CDMA MC ，对应CDMA2000； （3）IMT－2000 CDMA TDD，对应TD-SCDMA。 基于TDMA技术的有： （1）IMT－2000 TDMA SC，对应UWC136； （2）IMT－2000 TDMA MC，对应DECT。;图1-1 IMT-2000地面无线接口标准;表1-2 三种主流3G标准的比较;图1-2 3G标准演进图; 如图1-2所示，目前对于3G的每个标准都有一套方案将2G网络升级到3G，并且尽力满足前、后向兼容，演进路线如下： （1）向CDMA2000可能的演进路线是IS-95（或CDMA One）→CDMA2000 1x（CDMA 2000单载波系统）→CDMA2000 3x（CDMA2000三载波系统）； （2）向WCDMA可能的演进路线是GSM→GPRS（→EDGE）→WCDMA，并且为了进一步强化系统，实现更高的数据速率，在WCDMA R5规范中推出HSDPA作为未来的演进方向； （3）向TD-SCDMA的演进路线尚不明朗，可能基于GSM网、MAP网实现平滑过渡，同时也兼容ANSI-41向3G过渡。;1.2 蜂窝移动通信的基本概念 ; 蜂窝移动通信网络以小功率发射机来覆盖较小区域，这样的小区域称为蜂窝的小区（Cell），如图1-3所示，以许多小区拼合覆盖整个服务区。;1.2.1 频率复用;1.2.2 小区分裂; 而且一旦新的小区所能支持的用户数量又达到饱和，还可将这些小区进一步分裂，以适应持续增长的业务需求，这种过程称为小区分裂，是蜂窝移动系统在运行过程中为适应用户数持续增长而逐步提高其容量的独特方式。 ;1.2.3 越区切换; 移动台在小区范围内以所分配频率与基站建立无线链路，通过基站连接到移动交换中心，然后再连接到有线电话用户或其他小区的移动用户。 当移动台从一个小区进入相邻小区时，由于工作频率和接续服务改变，需要在通话过程中将移动台的工作频率和接续控制自其离开的小区交换给正在进入的小区，这个过程就称为越区切换。 ;1.3 无线传播环境 ; 基站天线与移动终端天线之间的传播路径，称为无线移动信道，如图1-5所示。; 基站与移动终端之间的传播路径非常复杂，从简单的视距传播，到遭遇各种复杂的地物（如建筑物、山脉、树叶等）。 因而，无线信道不像有线信道那样固定并可预见，而是具有极度的随机性，特别难以分析。 无线移动信道是制约通信质量的主要因素，也是研究各种技术的主要推动力。 ; 移动信道的建模对于整个移动通信系统仿真的正确性和可靠性具有举足轻重的意义。 无线信道按视距分可分为视距信道和非视距信道。 视距信道认为信号主要是直射传播，即存在可视分量（LOS），如卫星传播。 而非视距信道是由非直射传播（NLOS）所引起的，非直射传播包括信号的地面绕射、对流层散射和反射。;1.3.1 电磁波的基本传播机制;图1-7 电磁波的绕射;1.3.2 移动无线信道; 大尺度传播模型用于预测平均场强，估计无线覆盖范围，描述的是发射机与接收机之间（Y-R）长距离（几百米或几千米）上的场强变化。 小尺度衰落模型用于描述短距离（几个波长）或短时间（秒级内的）接收场强的快速波动。 ; 大尺度衰落表征了由于移动台经过较大距离的运动而引起的平均接收信号功率衰减或者说损耗。 受发射机与接收机之间的显著地形特征影响（如小山丘、森林、广告牌、建筑群等），接收信号幅度缓慢变化，即平均接收信号场强中值在长时间内的缓慢变化，因此大尺度衰落也称为慢衰落。; 大尺度衰落主要受路径损耗和阴影衰落的影响。 路径损耗指电波在自由空间内的传播损耗，单位为dB的正值，定义为有效发射功率和接收功率之间的差值，可以包括也可以不包括天线增益。 包括天线增益时，自由空间路径损耗为; 不包括天线增益时，设定天线具有单位增益，路径损耗为; 移动台在移动时，除了接收信号场强中值随位置和时间发生慢衰落，信号振幅在数个波长以内还有迅速变化，这种衰落称为小尺度衰落。 其导致在短距离（几个波长）或短时间（秒级）内，接收端信号幅度和相位急剧变化，接收信号的场强快速波动，变化范围可达数十dB。 导致小尺度衰落有两种机理：一种是信号多径传播造成的，一种是多普勒效应引起的。;1.4 移动通信的信号传输处理技术 ;