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1、中国电信无线维护岗位认证培训教材技术瓯理篇系列致材之移动通信基本辰理令中固电唁CHINA TELECOM通信技术的发展日新月异，移动业 务渗入了人们生活的方方面面，给人们 生活带来了极大便利。CDMA是移司通信领域中发展最快 的数字无线技术之一，它提供的各类业 务在信号质量、安全性、功耗和可靠性 等方面都表现出很强的技术优势随着全球第三代移动通信系统的开 通运营，移动通信新时代正在来临并蓬 勃发展，本课程介绍移动通信基本原埋。学习完此课程，您将会：-移动通信的组成、特点、分类及工作方式-移动通信信道的电波传输-CDMA技术标准的发展、CDMA2000的发展趋势等-第三代移动通信的新技术、业务及
2、其特征需电中固电唁CHINA TELECOM内容介绍第1章无线电波传播基本理论第2章移动通信的发展简史第3章 CDMA的带点及某本原理第4章CDMA频段的划分第5章CDMA网络基本架构第6章编号计划第7章常用名称解释无线信号的传输的简单模型信源（发射机）一一信道一一信宿（接收 机） 空中接口的信道是开放的，很容易引入干 扰。无线电波的传播速率、频率守中圃。疹CHINA TELECOM 无线电波是电磁波，在真空中的传播速度 是每秒30万千米。 无线电波的波长波长=无线电波的速率/无线电波的频率。800M电波的波长：约37.5CM1900M电波的波长：约15.8CM无线传播概述传播特性直接关系到通
3、信设备的能力、天线 高度的确定、通信距离的计算、以及为实现 优质可靠的通信所必须采用的技术措施等一 系列系统设计问题。移动通信系统的无线信道环境比固定无线通 信的信道环境更复杂，必须根据移动通信的 特点按照不同的传播环境和地理特征进行分 析和仿真。电波的各种传播方式令中固电唁CHINA TELECOM表面波传播电波是紧靠着地面传播的，地面的性质， 地貌，地物等的情况都会影响电波的传播。 一方面使电波发生变化和引起电波的吸收。 另一方面由于地球表面是球型，使沿它传播 的电波发生绕射。外层空间传播电磁波由地面发出，经低空大气层和电 离层而到达外层空间的传播，如卫星传播、 宇宙探测等均属于这种远距离
4、传播。宇宙空 间近似于真空状态，传输特性比较稳定。电波的各种传播方式天波传播籍此电离层的反射作用，电波在地面与电离层 之间来回反射传播至较远的地方。我们把经过电 离层反射到地面的电波叫作天波。.散射传播当天线辐射出去的电波，投射到那些不均匀体 的时候，类似于光的散射和反射现象，电波发生 散射或反射，一部分能量传播到接收点，这种传 播称为散射传播。当电磁波遇到比波长大得多的物体时发生 反射，反射发生于地球表面、建筑物和墙 壁表面。反射波和传输波的电场强度取决于费涅尔 Fresnel）反射系数G。反射系数为材料的 函数，并与极性、入射角和频率有关。当接收机和发射机之间的无线路径被尖利 的边缘阻挡时
5、发生绕射。由阻挡表面产生 的二次波散布于空间，甚至于阻挡体的背 面。当接收机和发射机之间不存在视距路 径，围绕阻挡体也产生波弯曲。在高频波 段，绕射与反射一样，依赖于物体的形状, 以及绕射点入射波振幅、相位和极化的情 况。移动通信电波的三种基本传播方式一曳电检当电磁波穿行的介质中存在小于或等于波 长的物体并且单位体积内阻挡体的个数非 常巨大时，发生散射。散射波产生于粗糙 表面、小物体或其它不规则物体。在实际 通信系统中，树叶、街道标志和灯柱都会 引发散射。13移动通信电波的三种基本传播方式气土乳电强电磁波直接从发射天线传播到接收天线, 另外还可以经地面反射及其他物体的散射而 到达接收天线。所以
6、接收天线处的场强是直 接波和反射波、散射波的合成场强，直接波 不受地面影响，地面反射波要经过地面的反 射，因此要受到反射点地质地形的影响。空间波在大气的底层传播，传播的距离 受到地球曲率和低空大气层的影响。收，发 天线之间的最大距离被限制在视线范围内， 要扩大通信距离，就必须增加天线高度。一 般地说，视线距离可以达到50km左右。空间波传播环境覆盖区大小与天线的高度和增益成比例。在 蜂窝系统中，基站天线高度从20nLi00m不等, 其具体取值由环境确定，例如城市中天线高 度约为30m,郊区高度取5 0nb乡村取80m。天 线增益的取值同样依赖于环境15各个波段的传播特点生中圄电常CHINA T
7、ELECOM及波传播（波长1000米以上）以表面波或天波的形式传播。对其他接受台干扰很强烈；天电干扰对长波的接 收的影响严重，特别是雷雨较多的夏季中波传播（波长100-1000米）以表面波或天波的形式传播波长在2000 200米的中短波主要用于广播 短波传播（波长10-100米）靠表面波和天波传播。各个波段的传播特点&烈t黜 超短波和微波（波长为10米以F）的频率很高，表 面波衰减很大；电波穿入电离层很深，甚至不能反 射回来，所以超短波、微波一般不用表面波、天波 的传播方式，而只能用空间波、散射波和穿透外层 空间的传播方式。 超短波和微波的频带很宓。超短波广泛应用于电视, 调频广播，雷达等方面
8、。利用微波可同时传送儿千 路电话或儿套电视节目。 超短波和微波的传播特点基本上相同,主要是在低 空大气层做视距传播。因此，为了增大通信距离， 一般把天线架高。哈中固电唁CHINA TELECOM17传播性能的指标 传送的功率指的是发射机所发射的能量。拥有较高 的传输功率将有助于压制它的频带内其他的干扰信 号，但是拥有较高传输功率的设备也将可能耗电较 多，同时对别的信号的干扰也加强。 尼敏性指的是在信道中可以被接收机接受的最弱信 号的测量。数值愈低的那台接收机的设备就愈好。 但是这要求所有的制造商和标准都用相同的参考值 （如包丢失率）来定义灵敏度。 信道是对无线通信中发送端和接收端之间的通路的
9、一种形象比喻，信道有一定的带宽。移动信道的复杂性（特点）十士网黜 易哀弱。移动信道中信号的强度与距离的高次事成反比。而 在有线信道中，信号的强度与距离成反比 干扰强。自然环境中的干扰，工业干扰、系统内干扰。 不稳定C陆地移动系统中.移动台处于城市建筑群之中或处 于地形复杂的区域，其天线将接收从多条路径传来的信号， 再加移动台本身的运动，使得移动台和基站之间的无线信道 多变且难以控制。哀落是经常发生的，衰落深度可达30dB。 无线信道包括了电波的多径传播，时延扩展,衰落特性以及 多普勒效应阴影效应&烈 由于高频的无线电波以直射波为主，高大建筑和 山峰会成为无线电波的阻碍，这就象阳光被高大 建筑的
10、阻挡，会产生阴影一样。 在高大建筑背后，接收信号的强度大幅度下降， 这种效应称为阴影衰弱效应。 阴影衰弱是慢衰弱的一种，也就是接收信号的强 度主要随空间变化而变化随时间变化不大。 阴影衰弱服从对数正态分布。多径衰落一1 由于电波通过各个路径的距离不同，因而各个路径 来的反射波到达时间不同，相位也就不同。不同相 位的多个信号在接收端迭加，有时迭加而加强（方 向相同），有时迭加而减弱（方向相反）。这样, 接收信号的幅度将急剧变化，即产生了快衰落。 多径衰弱，可以从时间和空间两个方面来描述和测 试。 多径哀弱是产生小尺J哀弱的重要原因。多径衰落一2 &烈I黜多径传播使接收端的信号近似于一种叫做 Ra
11、yleigh瑞利分布的数学分布，故多径快 衰落又称为Rayleigh瑞利衰落。在城市环境中，一辆快速行驶车辆上的移 动台的接收信号在一秒钟之内的显著衰落 可达数十次。慢墓落 & -*龙接收信号除瞬时值出现快衰落之外，场强平 均值也会出现缓慢变化。这种由阴影效应和 气象原因引起的信号变化称为慢衰落。慢衰 落接收信号近似服从一种叫做对数正态分布 的数学分布，变化幅度取决于障碍物状况、 工作频率、障碍物和移动台移动速度等。快衰落和慢衰落是由相互独立的原因产生， 随着移动台的移动，这二者构成移动通信接 收信号不稳定的因素。女中圄电唁CHINA TELECOM23时延扩展由于电波通过各个路径的距离不同，
12、因而各个路 径来的反射波到达时间不同，也就是各信号的时 延不同。当发送端发送一个极窄的脉冲信号时， 移动台接收的信号由许多不同时延的脉冲组成， 我们称为时延扩展。多普勒频移1气化乳融在移动通信中，当移动台移向基站时，频 率变高;远离基站时，频率变低，所以我们在 移动通信中要充分考虑“多普勒效应”，这也 加大了移动通信的复杂性。最大多普勒频移。与载波频率臬及接收机最 大移动速度丫口相关：fn= fc Vm/C其中C为无线电波传播速度。发射机的载波频率为910MHz,25多普勒频移一2令中固电唁CHINA TELECOM以步行速度L 33m/s移动由此引起的最大多普勒频 移为4Hz；以60英里/小
13、时的速度移动，则多普勒频移将增加 到 120Hz左右。菲涅耳区&烈I黜菲涅耳区一个直接环绕在可见视距传播路径周围 的椭球区域,其半径会闪信心传播路在长度和信号频 率的不同而有所变化。当发射机和接收机处于视距时，可以建立直达的 传播路径。如果路径中有凸出障碍物进入了菲涅 耳区，尽管其高度不足以阻挡信号的传播，但无 线电波的衍射仍会使部分信号偏转，致使其到达 接收机的时间略晚于直达信号。由于这些绕射的 信号与直达信号有相位差，叠加的时候就会削弱 直达信号，干扰了直达信号。总而言之，尽管发 射机能够看到接收机，但这并不意味着发射机就 能够建立到接收机良好的信号传输路径。27内容介绍第1章无线电波传播
14、基本理论第2章 移动通信的发展简史第3章 CDMA的佳点及基本原理第4章CDMA频段的划分第5章CDMA网络基本架构29移动通信技术的发展历程令中固电唁CHINA TELECOM第6章编号计划 1G-模拟蜂窝（FDMA） 话音通信 主要系统：AMPS、TACS、NMT、J-TACS,其它 2G-数字蜂窝（TDMA、CDMA） 话音通信、低速数据通信：9.6Kbps 主要系统：GSM、IS-95CDMA. TDMAIS-136, PDC 2.5G-数据通信（TDMA、CDMA） 话音通信、数据通信：115Kbps/144Kbps 主要系统：GPRS、cdma20001X 3G-多媒体数据通信（C
15、DMADS/MC/TDD、TDMA） 话音通信、数据通信、移动多媒体：2Mbps 主要系统：WCDMA、cdma2000 EV. TD-SCDMA移动通信技术的发展历程&烈I融第一代移动通信系统-采用频分多址(FDMA),模拟系统-主要缺点 频谱利用率低 业务种类有限 无数据业务 保密性差 设备成本高、体积、代表系统：美国的AMPS、欧洲的TACS采用FDMA所致采用模拟方式所致采用模拟方式所致采用模拟方式所致重量大采用模拟方式所致31移动通信技术的发展历程十烈I黜第二代移动通信系统(2G)-采用时分多址(TDMA)或窄带码分多址(CDMA), 数字系统-代表系统：美国的IS 95A (CDMA)、欧洲的GSM (TDMA)、日本的JDC-对第一
