通信工程基础知识

第一代移动通信系统（1G）

蜂窝移动通信系统

模拟通信系统（频分多址接入即技术FDMA方式）

第二代移动通信系统（2G）

数字蜂窝移动通信系统（GSM系统和CDMA系统）

-GSM系统采用时分多址（TDMA）的接入方式

第三代移动通信系统（3G）

欧洲的WCDMA、北美的CDMA2000和我国的TD-SCDMA

3GPP（第三代合作伙伴计划）

3GPP提出了3G长期演进——3G LTE（Long Term Evolution）计划（OFDM技术，支持分组域）

 

移动通信的主要特点：

1.移动通信利用无线电波进行信息传输

2.移动通信在强干扰环境下工作

2.1外部干扰

2.2自身干扰

互调干扰

邻道干扰

同频干扰

3.通信容量有限

4.通信系统复杂

5.对移动台的要求高

 

1.随信号传播距离变化而导致的传播损耗，即自由空间传输损耗；

2.由于传播环境中的地形起伏、建筑物及其他障碍物对电磁波的遮蔽所引起的损耗，一般称为阴影衰落。

3.无线电波在传播路径上受到周围环境中地形地物的作用而产生的反射、绕射和散射，使得其到达接收机时是从多条路径传来的多个信号的叠加，这种多径传播所引起的信号在接受端幅度、相位和到达时间的随机变化将导致严重的衰落，即所谓多径衰落。

4.移动台在传播径向方向的运动将使接收信号产生多普勒效应，其结果会导致接收信号在频域的扩展，同时改变了信号电平的变化率。这就是所谓的多普勒频移。

 

处理选择性衰落

OFDM（正交频分复用），多进制的调制方式，信道均衡，分集接收（跳频扩频技术）

 

蜂窝网络

蜂窝网络（英语：Cellular network），又称移动网络（mobile network）是一种移动通信硬件架构，分为模拟蜂窝网络和数字蜂窝网络。由于构成网络覆盖的各通信基地台的信号覆盖呈六边形，从而使整个网络像一个蜂窝而得名。

常见的蜂窝网络类型有：GSM网络（有些国家叫pcs-1900）、CDMA网络、3G网络、FDMA、TDMA、PDC、TACS、AMPS等。

蜂窝网络的组成：蜂窝网络组成主要有以下三部分：移动站，基站子系统，网络子系统。移动站就是我们的网络终端设备，比如手机或者一些蜂窝工控设备 。基站子系统包括我们日常见到的移动基站（大铁塔）、无线收发设备、专用网络（一般是光纤）、无数的数字设备等等的。我们可以把基站子系统看作是无线网络与有线网络之间的转换器。

蜂窝移动通信

蜂窝移动通信（Cellular Mobile Communication）是采用蜂窝无线组网方式，在终端和网络设备之间通过无线通道连接起来，进而实现用户在活动中可相互通信。其主要特征是终端的移动性，并具有越区切换和跨本地网自动漫游功能。蜂窝移动通信业务是指经过由基站子系统和移动交换子系统等设备组成蜂窝移动通信网提供的话音、数据、视频图像等业务。

香农定律

是关于信道容量的计算的一个经典定律，可以说是信息论的基础。在高斯白噪声背景下的连续信道的容量  （b/s）。

其中：B为信道带宽（Hz）；S为信号功率（W）；n0为噪声功率谱密度（W/Hz）；N为噪声功率（W）。

由香农公式得到的重要结论：

（1）信道容量受三要素B、S、no的限制。

（2）提高信噪比S/N可增大信道容量。

（3）若  则  表明无噪声信道的容量为无穷大。

（4）若 ，则  ，表明当信号功率不受限制时，信道容量为无穷大。

（5）C随着B的适当增大而增大，但不能无限制的增大，  时， 。

（6）C一定时，B与S/N可以互换。

（7）若信源的信息速率 ，则理论上可实现无误差传输。

 

空间复用技术

根据各天线上发送信息的差别，MIMO（多发多收）可以分为发射分集技术和空间复用技术。发射分集技术是指不同的天线上发射包含同样信息的信号（信号的具体形式不一定完全相同），达到空间分集的效果，从而跟分集接收一样，能够起到抗衰落的作用。

空间复用技术和发射分集不同，它在不同的天线上发射不同的信息，获得空间复用增益，从而大大提高系统的容量和频谱利用率，增强了链路性能。从概念上讲，空间复用相当于按照发送天线将无线信道划分成若干并行的信道，每个信道传输的都是完全不同的数据。

天线增益

天线增益是指：在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。增益显然与天线方向图有密切的关系，方向图主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力，它是选择基站天线最重要的参数之一。

移动通信系统中为什么要进行功率控制？

1.基站有最大功耗，合理控制每个信道的发射功率可以提高无线基站的空口容量；
2.通过功率控制，给不同距离范围的用户分配不同的功率可以减少近距离用户对远处用户的干扰；
3.功率控制的附带作用是节能减排

远近效应

移动通信是在运动过程中进行的，移动台之间会出现近处移动台干扰远处移动台的现象，称为远近效应。所有的移动通信系统都存在远近效应

所谓远近效应，就是指当基站同时接收两个距离不同的移动台发来的信号时，由于距离基站较近的移动台信号较强，距离较远的移动台信号较弱，则距离基站近的移动台的强信号将对另一移动台信号产生严重的干扰。