通信网络知识点

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1、一、蜂窝系统的基本概念 1 蜂窝系统的组成以及基本概念 公共交换电话网络 移动交换中心 基站 移动台 用户 收发信机 2 切换，漫游的区别 切换：移动台从一个基站转移到另外一个基站，从一个扇区转移到另外一个扇区，或 者从一个信道转移到另外一个信道的过程。MSC 不发生变化 漫游：一个移动台从自己的服务区域转移到另外的服务区域的过程。MSC 发生变化。 3 双工的概念 支持两个方向同时通信 移动电话 4 频率复用的概念 上行、下行使用不同的频率 5 蜂窝结构为六边形的原因 六边形比其他形状更贴近圆，可以完全覆盖 6 六边形蜂窝系统中簇大小 N 的通用公式7 提高蜂窝系统容量的方法（小区分裂、裂向

2、、使用中继器、分区微小区）二、信道衰落 1 大尺度衰落和小尺度衰落的定义（平均值、短时变化） 大尺度衰落：预测衰落的平均值 包括路径损耗和阴影衰落 小尺度衰落：预测衰落的短时间变化包括多径衰落和多普勒频移 主要由多径传播和多普勒频移而产生的衰落 反映了围观小范围内数个波长量级接收信号电平平均值的变化而产生的损耗 衰减特性服从瑞利分布或者莱斯分布 2 影响小尺度衰落的四大因素（多径传播、移动台移动速度、环境物体移动速度、系统 带宽） 3 自由空间传播损耗公式4 对数正态阴影衰落的数学公式5 Rayleigh 衰落的数学公式6 相干带宽，相干时间的定义和计算方法 相干带宽：相干带宽： 考虑频率选择

3、性衰落信道，在无线通信发射机发射信号带宽内的某一段频带宽度内， 接收机接收信号的复包络在这个频带宽度内任两个频率分量上的信号分量的相关系数不小 于 0.5 (或 0.9)时，称这一段频带宽度为相干带宽(coherence bandwidth)。 当信号的带宽小于相干带宽时，发生非频率选择性(平坦)衰落；当信号带宽大于相 干带宽时，发生频率选择性衰落。相干时间相干时间: 满足两个时刻复包络采样信号基本相等条件的最远的两个时刻，称为相干时间7 平坦衰落和频率选择性衰落的判断依据。 当信号的带宽小于相干带宽时，发生非频率选择性(平坦)衰落；当信号带宽大于相干带 宽时，发生频率选择性衰落。 8 快衰落

4、和慢衰落的判断依据。 快衰落：符号周期大于相干时间，信号在一个符号周期之内经历的衰落不相同。 慢衰落：符号周期小于相干时间，信号在一个符号周期之内经历的衰落大致相同。三、抗衰落技术 1对抗信道衰落的方法（均衡、分集、功率控制、信道编码、交织、ARQ） 2均衡器的原理3分集技术的基本原理。对于频率分集，时间分集，空间分集三种最常见的分集方式，如 何获得不相关的信号？ 基本原理： 发射信号经过独立或高度不相关的两个或多个传播路径到达接收机; 接收机通过查找独立 或高度不相关的多径信号，利用某种合并方式，对接收到的同一发射信号的多个样本进行 合并来实现分集; 分集技术充分利用了无线信道的衰落特性 频

5、率分集：发射信号副本通常按频域冗余的形式到达接收机，这种频域冗余是由直接序列 扩频、多载波调制和跳频等扩频技术引入的 时间分集：以超过信道相干时间的时间间隔重复发送信号，使在不同的时间间隔收到的信 号具有独立的衰落环境，从而产生分集效果 空间分集：通过在发射端/接收端由空间上分开排列的多个天线或天线阵列来实现各天线之 间的空间间距使得每个天线接收到的信号相互独立或互不相关4信道编码技术的原理。 发送端的编码器在信息序列上附加一些监督码元，利用这些冗余的码元，使原来不规律的 或规律性不强的原始数字信号变为有规律的数字信号 在接收端，译码器利用这些规律性来鉴别传输过程是否发生错误(检错)，或进而纠

6、正错误 (纠错) 5交织技术的原理。 处理突发差错信道的一个有效的办法是对编码数据实行交织，把突发差错信道转变为统计 独立差错的信道。这样，为统计独立差错信道设计的码就可以使用了 交织的本质交织的本质 时间分集 把突发差错信道转变为统计独立差错信道 6ARQ 技术的三种类型（停等，技术的三种类型（停等，Go-back-N，选择性重发），选择性重发） ，混合，混合 ARQ 技术的基本原理技术的基本原理 （ARQ+FEC） 。停等停等 ARQ： 发送端在某一时刻向接收端发送一个码组 接收端收到码组检测是否有传输错误 若未发现传输错误，则发送一个认可信号 (ACK) 给发送端，发送端收到 ACK 信

7、号后再发下一个码组 若检测出错误，则发送一个否认信号(NAK) ，发送端收到 NAK 信号后重发前 一个码组，并再次等待 ACK 和 NAK 信号返回重发返回重发 ARQ： 发送端无停顿地发送码组，不再等待 ACK 信号 接收端一旦发现错误并发回 NAK 信号，发送端从下一个码组开始重发前一段 N 组码组， N 的大小取决于信号传递及处理带来的延迟选择重发选择重发 ARQ： 发送端连续不断地发送码组 接收端发现错误并发回 NAK 信号，发送端重发有错误的那一码组 混合混合 ARQ 结合 FEC 和 ARQ 技术 接收端不但具有纠正错误的能力，而且对超出系统纠错能力的错误有检测能力 当发现有无力

8、纠正的错误时，系统可以通过反馈信道要求发送端重发一遍发生错误的数据包 四、多址接入 1多址接入的定义。多址接入的定义。 多址接入技术允许多个移动用户同时共享有限的无线频谱资源。 2常见移动通信系统所使用的多址接入和双工方式 频分多址(FDMA) 时分多址(TDMA) 扩频多址(SSMA) 空分多址(SDMA) 混合多址3TDMA,FDMA,CDMA 三种常见多址接入方式的特点和优缺点比较。 FDMA：频分多址为每一个用户分配特定信道 特点： 每一个信道每次只能传送一个电话 信道空闲时也不能被其他用户使用 基站和移动台在分配好的信道上连续不断发射 FDMA 窄带系统不需要均衡设备 FDMA 相比

9、 TDMA 要简单得多 FDMA 是连续传输方式，因此需要较少的系统开销。 FDMA 的基站硬件设备较复杂 FDMA/FDD 系统移动单元需要使用双工器，增加成本 FDMA 需要精确的射频滤波器 保 证邻频干扰降到最小。 FDMA 系统中的非线性效应 许多信道在一个基站中共享同一天线 功率放大器或功率合成器在最大功率处时往往是非线性的 造成信号在频域的扩展，称为交调频率 交调频率造成邻频的干扰 因此，FDMA 频道之间需要一定的保护带宽，浪费了系统的带宽资源TDMA： TDMA 系统将无线频谱按时隙划分，并且每一个时隙仅允许一个用户要么接收 要么发射. TDMA/TDD 信道中一部分用户上行，

10、一部分用于下行 一个数据分为上行帧和下行帧 TDMA/FDD 上下行数据在不同的信道上发送 一般会把上行时隙和下行时隙错开，使得用户 不必使用双工器 TDMA 的特点的特点 每一帧的时隙数目取决于多个因素，调制编码方式，有效带宽等 TDMA 不是连续传输系统，而是突发分组传输，因此能有效降低能耗 TDMA 不需要双工器 TDMA 的发射速率快，带宽大，需要均衡器 TDMA 需要保护时间来保证用户之间不相互干扰 TDMA 需要较多的同步开销 TDMA 能为不同用户分配不同数目的时隙，因此，可以满足不同用户的不同速率要 求CDMA 的特点的特点 许多用户同时使用同一个频率 CDMA 系统的软容量：

11、对用户的数目没有绝对限 制，用户数目增加，系统性能下降 利用频率分集减少小尺度衰落的影响 RAKE 接收技术 有利于用户的切换 自干扰和功率控制五、GSM 系统 1GSM 系统中 BTS, BSC ,MSC 的功能BTS：基站收发信台（BTS） 编译码、调制解调、加密解密、复用 时频同步 发射功率选择：11 个功率等级，(0.01-320) W 跳频 随机接入信道侦测 信道质量检测 BSC ：基站控制器（BSC）： 联接 BTS 和 MSC 的桥梁 无线资源管理 切换管理 信道分配 功率控制MSC： MSC：GSM 系统的核心2空中接口(CAI)的定义、GSM 空中接口参数。定义：为了实现移动

12、用户与基站间的通信，建立基于通信协议的无线连接 规定了移动用户和基站间如何通过无线频谱进行通信，并且定义了控制信道的信令方法Access Method - TDMA/FDD Available Bandwith - 25MHz（2） Carrier Separation - 200 kHz Duplex Distance - 45 MHz No. of RF Carriers - 124 Modulation Method - GMSK Transmission Rate - 270.833 Kbps Speech Coding - Full rate 13 Kbps Half rate 6.

13、5 Kbps frame duration - 4.615 ms3物理信道和逻辑信道的定义以及组成。 物理信道物理信道 时隙号码和 ARFCN 相组合构成了前向链路和反向链路的一个物理信道 ARFCN: Absolute Radio Frequency Channel Number 逻辑信道逻辑信道 一个物理信道在不同的时间可以映射为不同的逻辑信道 业务信道 控制信道4GSM 系统的组成六、MIMO 技术 1使用多天线技术能取得三种好处（分集、复用） 。 扩展了信号处理的操作空间，从原有的时域和频域扩展到现有的时域、频域和空域 提供空间复用增益，提高系统的频谱利用率，在一定程度上解决频谱资源的

14、紧张 提供空间分集增益，利用无线信道多径衰落，有效地对抗信道衰落 2. Alamouti 编码方案以及推导过程（2 发 1 收）3MIMO 系统的分集增益和复用增益如何计算？M*N七、CDMA 技术 13G 的主要三个标准 CDMA2000,WCDMA, TD-SCDMA 2CDMA 系统对扩频序列设计的要求。 有尖锐的自相关特性：DS 扩频码相关主峰尽可能高，旁瓣尽量小； 尽可能小的互相关性：DS 扩频码之间正交或准正交 移位相关性小 序列数足够多 序列平衡， “0”和“1”的个数基本相同 复杂度大 CDMA 扩频码在选择时就要求它有很好的自相关特性 3Rake 接收机的原理。 利用信号统计

15、与信号处理技术将分集的作用隐含在被传输的信号之中，因此又称它为隐分 集或带内分集 移动通信传播中多径引起了接收信号时延功率谱的扩散 将上述被扩散的信号能量充分利用起来。 主要手段是扩频信号设计与 RAKE 接收的信号处理手段。 4CDMA 远近效应，以及消除远近效应的方法。 远离基站用户的信号被靠近基站用户的信号淹没。 远近效应：在上行链路中，如果小区中所有用户均以相同的功率发射，由于无线信道的衰 落及移动台与基站(BS)间距离不同，BS 接收到的离 BS 近的 MS 的信号功率要比接收到的 离 BS 远的 MS 的信号功率强，这样，就会对远离基站的 MS 造成很大的影响，使其性能 下降，甚至不能正常工作。 解决办法：功率控制 5开环、闭环(内环)和外环功率控制的基本原理。 开环功率控制开环功率控制 开环功率控制是移动台根据接收到的基站导频信号强度，来衡量移动台与基站之间的传 播损耗，从而确定发射功率的大小，使移动台的发射功率控制在一个范围内。 估计误差会造成开环功率控制的性能严重下降 闭环功率控制闭环功率控