移动通信

移动通信是指通信双方或一方处于运动中进行信息交换的通信方式。移动通信系统主要有无绳电话系统、无线寻呼系统、无线集群通信系统、地面蜂窝移动通信系统和卫星移动通信系统。

移动通信的特点：1、移动通信利用无线电波进行信息传输；2、通信在复杂的电磁环境下工作；3、移动通信业务量有限；4、移动通信系统建网技术复杂；5、移动台必须适用于移动环境。

移动通信的分类：1、按使用对象可分为民用通信和军用通信；2、按使用环境可分为陆地通信、海上通信和空中通信；3、按多址方式可分为频分多址、时分多址和码分多址；4、按覆盖范围可分为宽域网和局域网；5、按业务类型可分为电话网、数据网和综合业务网；6、按工作方式可分为单工、半双工和全双工；7、按服务范围可分为专用网络和公用网；8、按信号形式可分为模拟网和数字网

蜂窝通信网络解决用户增多而被有限频谱制约的重要突破--频率再用技术。

蜂窝概念是解决频率不足和用户容量问题的一个重大突破。其基本思想是用许多小功率的发射机（小覆盖区）来代替单个的大功率发射机（大覆盖区），每个基站分配整个系统可用信道的一部分，相邻基站则分配不同的信道，这样所有的可用信道就分配给数目相对较少的一组相邻基站。

为蜂窝系统中的所有基站选择和分配信道组的设计过程称为频率再用。

移动交换中心（MSC）分配某一频率时必须满足两个条件：一是这个小区没有使用该频率；二是任何为了避免同频干扰而限定的最上频率再用距离内的小区也都没有使用该频率。

将正在通话状态的MS转换到新的业务信道上（新的小区）的过程称为切换。切换的目的是实现蜂窝移动通信的“无缝隙”覆盖。

位置管理包括位置登记和位置传递。

干扰是影响蜂窝无线系统性能的主要因素。主要是同频干扰和邻频干扰。

功率控制可以减小干扰，不仅有利于延长用户设备的电池寿命，而且可以显著减少系统中反向信道的信干比。

电磁波传播的机制有反射、绕射和散射。

无线电波在空间中传播的方式：1、直射波，指在视距覆盖内无遮挡的传播，其信号最强；2、多径反射波，指从不同建筑物或其它物体反射后到达接收点的传播信号，其信号强度次之；3、绕射波，从较大的山区或建筑物绕射后到达接收点的传播信号，其强度与反射波相当；4、散射波，是空气中离子受激后电波产生二次发射，经过由二次发射所引起的慢反射后到达接收点的传播信号，其信号强度最弱。

移动通信信道的主要特点：1、传输信道的开放性；2、接收点地理环境的复杂性和多样性；3、移动台的随机移动性。

移动通信信号传播过程中的3种主要损耗：1、自由空间的路径损失；2、阴影衰落；3、多径衰落。

3类主要选择性衰落：1、时间选择性衰落（相干时间）；2、频率选择性衰落（相关带宽）；3、空间选择性衰落（角度扩展和相关距离）。

分集接收、均衡和交织等技术是最常见的抗衰落信息处理技术。

分集方式分为宏分集和微分集，微分集又分为空间分集、频率分集和时间分集。

合并方式分为选择式合并、最大比值合并和等增益合并。

RAKE接收机就是利用多个并行相关器检测多径信号，按照一定的准则合成一路信号提供给解调接收机。其显著的特点是利用多径现象来增强信号。

交织技术（交织编码）可以使突发差错分散成为随机差错而避免成块的数据丢失。交织器有分组结构和卷积结构。交织、解交织的方法：把数据按列填入交织器然后按行读出；在接收端是逆过程，把接收到的比特数据按行填入交织器然后按列读出，再将读出的比特数据送译码器译码。

均衡技术是指各种用来处理码间干扰（ISI）的算法和实现方法。

多址技术就是研究如何将有限的通信资源在多个用户之间进行有效切割与分配，在保证多用户之间通信质量的同时尽可能地降低系统和复杂度并获得较高系统容量的一门技术。常见的多址技术有频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）。FDMA的用户是通过使用不同的频率的信道来进行信息传输和避免干扰的，因此频谱利用率不高。TDMA的所有用户使用同一频率的信道，而不同的传输时刻来区分不同的用户，频谱利用率高，但需要严格的同步。CDMA是给每个用户分配一个唯一的扩频码，通过该扩频码的不同来识别用户。

扩频码的选择要求：1、理论上是要完全正交的，但实际中通常是准正交；2、出于系统容量的考虑，能够提供足够多的地址码；3、在统计特性上要求地址码类似白噪声以增强隐蔽性；4、为了提高处理增益应选择周期足够长的地址码。

根据扩频的不同实现手法，码分多址分为直接序列码分多址（DS-CDMA）、跳频码分多址（FH-CDMA）、跳时码分多址（TH-CDMA）和混合码分多址。

空分多址（SDMA）是使用定向波束天线来服务不同的用户。特点：1、它可以提高天线增益，使功率控制更加合理有效，显著地提升系统容量；2、可以消弱来自外界的干扰，同时还可以降低对其它电子系统的干扰。

正交频分复用技术（OFDM）的优点：频谱利用率高，抗衰落能力强，特别适合高速数据的传送，抗码间干扰能力强。

GSM系统由移动台（MS）、基站子系统（BSS）、网络子系统（NSS）和操作支持子系统（OSS）构成。BSS由基站收发台（BTS）和基站控制器（BSC）组成；NSS包括移动交换中心（MSC）、操作维护中心（OMC）、原籍位置寄存器（HLR）、访问位置寄存器（VLR）、鉴权中心（AUC）和设备标志寄存器（EIR）。BSS在GSM网络的固定部分和无线部分之间提供中继；NSS主要包含有GSM系统的交换功能和用于用户数据与移动性管理、安全性管理所需要的数据库功能；操作子系统有3个主要功能：维护特定区域内所有通信硬件和网络操作；管理所有收费过程；管理系统中的所有移动设备。

GSM系统中的主要接口有Um接口、Abis接口、A接口以及NSS中的内部接口。Um接口是MS与BTS之间的通信接口；Abis接口是BTS与BSC之间的通信接口；A接口是NSS与BSS之间的通信接口；GSM系统与其它公用电信网接口实现了GSM网络和其它网络的互联。

GSM系统的技术：工作频段的分配、多址方案、无线帧结构、无线接口管理、GSM信道、SIM卡和保密措施。

CDMA系统的技术：可变速率声码器、功率控制、BAKE接口、越区切换。

CDMA系统的无线链路：正向链路（导频信道、寻呼信道、同步信道、业务信道）；反向信道（接入信道、业务信道）。

CDMA系统中提高系统容量的方法：采用话音激活技术、利用扇区划分提高系统容量、功能控制技术。