第三代移动通信概论姚老师.ppt

20世纪 21世纪 业务方式 以音频为主的单媒体 以视频为主的多媒体 干线传输 微波 光纤 用户传输 有线 无线 复接方式 PDH SDH 交换模式 STM ATM，IP 网络方式 三网鼎立 三网融合 通信网基本框架的变革 我国移动通信用户数统计与预测 我国电信行业的统计数据 关于无线传播信道 无线传播信道的指标 传播衰减 －衰减的平均值 －衰减的最大值 －衰减的统计特性 传播延时 －延时的平均值 －延时的最大值 －延时的统计特性 无线传播信道的分类 理想无线信道？非理想无线信道？ 理想：无阻挡、无衰落、无时变、无干扰，自由空间传播。 固定无线信道？移动无线信道？ 视距无线信道？非视距无线信道？ 视距，如：地面视距、卫星。 非视距，如：地面绕射、对流层散射、电离层折射。 有干扰无线信道？无干扰无线信道？ 干扰，如：系统内部的干扰、系统外部的非敌意干扰、敌意干扰。 无线传播信道的模型 信道响应为h(?, t) ，可以表示色散和时变 假设：线性信道、加性干扰 移动信道的特点 移动无线传播面临的是随时变化的、复杂的环境。 首先，传播环境十分复杂，传播机理多种多样。几乎包括了电波传播的所有过程，如：直射、绕射、反射、散射。 其次，由于用户台的移动性，传播参数随时变化，引起接收场强的快速波动。 为此，提出大尺度传播模型和小尺度传播模型。 二种传播模型：大尺度模型和小尺度模型 二种传播模型（续） 大尺度路径损耗传播模型 描述发射机和接收机之间长距离上平均场强的变化，用于预测平均场强并估计无线覆盖范围。 小尺度多径衰落传播模型 描述移动台在极小范围内移动时，短距离或短时间上接收场强的快速变化，用于确定移动通信系统应该采取的技术措施。 对数距离路径衰减规律 多径扩散和相干带宽 多普勒扩散和相干时间 衰落信道的分类 大尺度模型：室外模型 适用频率范围：40MHz-10GHz。 不同种类地形的点对点系统。 利用路径几何学及对流层绕射性，预测大尺度中值传播损耗。 有计算机程序，根据输入的路径参数，进行点对点预测或区域预测。 缺点：不能提供对环境因素的修正，没有考虑多径效应。 大尺度模型：室外模型（续） 适用频率范围150MHz-3GHz， 距离1－100km，天线高度30－1000m。 预测城区信号时使用最广泛的模型，在日本已经成为系统规划的标准。 开发了一套在特定条件下自由空间中值损耗的曲线。 缺点：对城区和郊区的快速变化反应较慢，和实际情况偏差约10－14dB。 大尺度模型：室外模型（续） 适用频率范围150MHz -1.5GHz 根据Okumura曲线图所作的经验公式，以市区传播损耗为标准，并对其它地区进行修正。 市区路径损耗的标准公式。在1km以上的情况下，预测结果和Okumura模型非常接近。 缺点：适用于大区制移动系统，不适用于小区半径为1km的个人通信系统。 大尺度模型：室内模型 室内传播特点：覆盖距离更小，环境变化更大。 受到影响的因素很多，如：门窗是开还是关？天线放置的位置？人员的分布情况？ 室内信道可以分为视距（LOS）和阻挡（OBS）两种。 小尺度模型 小尺度传播的主要效应： 小尺度模型（续） 移动多径信道的参数：延时扩展及相干带宽，描述色散 延时扩展的典型值如下表所示 相干带宽估算： 小尺度模型（续） 移动多径信道的参数：多普勒扩展及相干时间，描述时变 多普勒频移计算： 相干时间计算： 对于高速行驶的车辆，只要传输速率大于几百bits/s，多普勒效应就可以忽略，信道就成为慢衰落信道。 关于多址接入技术 多址传输模型(1) 共有N个地址，第k个地址发送的信号为： 其中skj(t)为k?j的信号，akj =1或0 多址传输模型(2) 第k个地址接收的信号为： 其中Lik为i?k的传输系数，nk(t)为k的接收机噪声。 说明： 多址传输模型(3) 要实现多址通信，必需在k站分离出其它各站送给它的信号： 多址传输模型(4) 图中Mnk(?)是对r(t)进行某种运算的算符，在不考虑噪声的情况下： 多址传输的主要问题是选择合适的波形集sij(t)和相应的算符集 Mnk(?)，以满足正交分割的要求。 信号分割技术 信号的分割 正交 FDMA TDMA SDMA 非正交 CDMA 频分多址原理 这是频率域上的正交分割。信号集采用在频谱上互不重叠载频，算符集采用不同载频的带通滤波器。 频分多址原理（续） 这时，n?k的选址输出为： 信道配置 FDMA/FDD、TDD信道配置图 时分多址原理 这是时间域上的正交分割。信号集按不同的时隙进行分割，并