主要内容 N.1 基站有效辐射功率 N.2 电波空间传播特性 N.3 系统噪声与干扰 N.4 分集技术 N.5 信息传输技术

有效辐射功率 典型的移动基站天线技术指标 有效辐射功率ERP ERP以理论上的点源为基准的天线辐射功率 ERP对于基站天线表示为：ERP=P-LC-Lf+Ga P是基站输出功率，LC是合路器损耗，Lf是馈线损耗，Ga是基站天线增益 基站天线增益用dBi表示为等效各向同性辐射功率EIRP

有效辐射功率

频谱分析仪

主要内容 N.1 基站有效辐射功率 N.2 电波空间传播特性 N.3 系统噪声与干扰 N.4 分集技术 N.5 信息传输技术

信号衰落 快衰落 慢衰落 距离(m) 接收功率(dBm) 10 20 30 -20 -40 -60 慢衰落： 由障碍物阻挡造成阴影效应，接收信号强度下降，但该场强中值随地理改变变化缓慢，故称慢衰落，又称为阴影衰落。慢衰落的场强中值服从对数正态分布，且与位置/地点相关，衰落的速度取决于移动台的速度 快衰落： 合成波的振幅和相位随移动台的运动起伏变化很大 ，称为快衰落。深衰落点在空间上的分布是近似的相隔半个波长。因其场强服从瑞利分布，又称为瑞利衰落，衰落的振幅、相位、角度随机。 快衰落又可以细分为以下3类： 时间选择性衰落：用户的快速移动在频域上产生多普勒效应而引起频率扩散，从而引起时间选择性衰落。 空间选择性衰落：不同的地点，不同的传输路径衰落特性不一样。 频率选择性衰落：不同的频率衰落特性不一样，引起时延扩散，从而引起频率选择性衰落。 为减少快衰落对无线通信的影响，常用方法有空间分集，频率分集，时间分集等。

衰落类型 空间选择性衰落 在不同地点（空间）衰落特性不一样 一般是由于物体反射形成 时间选择性衰落 在不同时间衰落特性不一样 主要是快速移动用户引起的多普勒频移造成 频率选择性衰落 在不同频率衰落特性不一样 主要由宽带信号的时间色散引起

自由空间传播损耗 Lo=91.48+20lgd, for f=900MHz Lo=97.51+20lgd, for f=1800MHz 自由空间传播模型适用于具有各向同性传播介质（如真空）的无线环境，是理论模型。该环境在现实中并不存在，但空气介质近似于各向同性介质。 自由空间是指充满均匀、线性、各向同性理想介质的无限大空间，是一种理想情况。如卫星的电波传播就很接近自由空间的传播条件。 从上面的公式可看出，距离每增加一倍，损耗增加6dB。如果频率每增加一倍，如上面例子所示1800MHz的损耗也比900MHz多损耗了6个dB。

Okumura-Hata模型 宏蜂窝模型 基站天线高度高于周围建筑物 1km以内预测不适用 频率超过1500MHz以上时不适用 适用范围： 频率范围 f: 150~1500MHz 基站天线高度 Hb: 30~200m 移动台高度 Hm: 1~10m 距离 d: 1~20km 宏蜂窝模型 基站天线高度高于周围建筑物 1km以内预测不适用 频率超过1500MHz以上时不适用 Okumura－Hata模型是规划软件通常采用的传播模型，适用于1500MHz以下的大于1公里范围的宏小区。 20世纪60年代，奥村等人在东京近郊利用宽范围的频率，几种固定台高度，几种移动台高度，以及在各种各样不规则地形和环境地物条件下测量信号强度，形成一系列曲线，然后对这些曲线进行拟合建立模型，从而得到了传播模型的经验公式。该模型已经在世界范围内广泛使用，利用修正因子可使它适用于东京以外的地区。

习题 1.某移动通信系统，工作频率为2000MHz ，移动台与基站之间通信距离（可近似为自由空间），为1公里，求空间传输损耗是多少？ 2、GSM手机在工程模式下测试结果如图所示。1）计算广播控制信道载频为多少？2）计算移动台与基站之间的通信距离？3）GSM移动台最大发射功率为0.2W，折多少dBm？ CH num:86 Rx:-65 Tx:XXX TS/TA:0/1 Okumura－Hata模型是规划软件通常采用的传播模型，适用于1500MHz以下的大于1公里范围的宏小区。 20世纪60年代，奥村等人在东京近郊利用宽范围的频率，几种固定台高度，几种移动台高度，以及在各种各样不规则地形和环境地物条件下测量信号强度，形成一系列曲线，然后对这些曲线进行拟合建立模型，从而得到了传播模型的经验公式。该模型已经在世界范围内广泛使用，利用修正因子可使它适用于东京以外的地区。

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互调干扰 定义： 由于设备器件固有和施工等外部因素带来的非线性因素,导致产 生出影响有用信号的干扰信号,从而产生干扰。 分析： 无论有源射频器件，还是无源射频器件，都可引起互调干扰。 无源器件安装不正确会引起传播路径上的高反射，从而导致信号失真。 解决办法： 应保证天馈线与基站和天线的良好接触。 天线应尽可能避免接触其他金属或合金。 安装天线时应避免小空间和破裂，并轻轻接触表面。 2F1-F2 2F2-F1 F1 F2 互调产物 信号 F1 F2 低噪放

邻道干扰 f1 f2 定义：是指两个相邻的信道之间的干扰，又被称为邻道干扰。 起因：为了充分利用系统所分配的频谱资源，常把信道之间的频率间隔设 计得较小，而这就成为邻道干扰的主要原因。受发射机放大器性能和接收机滤波器性能的限制，要完全消除邻道干扰是不可能的。 解决方法： 在移动设备中采用自动功率控制电路，对强功率信号加以控制。 两个物理上靠近的设备尽量使用两个相对较远的频道。 功率 相邻频道 干扰区域 f1 f2 频率

同频干扰 定义：是指相同载频设备之间的干扰，又被称为同频干扰。 原因：在电台密集的地方,若频率管理或系统设计不当,就会造成同频干扰。 解决方法：对网络进行优化,在满足一定通信质量前提下,选择适当的复用波道的保护距离。 干扰区域 相同信道 功率 频率

同频干扰案例

练习题 1、无线通信中主要存在哪三种干扰？ 2、多径衰落属于 ，随信号瞬时值快速变动，而阴影衰落属于 ，随信号平均值（中值）变动，这两者是构成移动通信接收信号不稳定的主要因素。 3、在移动通信中，无线信号从发射机到达接收机的主要途径有(A, B, C, D)。 直射 B. 反射 C.绕射 D.散射 E.衍射 4、目前的移动通信系统工作在哪个频段(B) A. VHF B. UHF C. SHF D. EHF

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分集接收是指将接收到的多径信号分离成不相关的（独立的）多路信号，然后将这些信号的能量按一定规则合并起来，使接收的有用信号能量最大 。 分集技术 分集接收是指将接收到的多径信号分离成不相关的（独立的）多路信号，然后将这些信号的能量按一定规则合并起来，使接收的有用信号能量最大 。 分集接收的目的是为了克服各种衰落，提高系统性能。 因此分集技术包括两个方面： （1）如何把接收的多径信号分离出来，使其互不相关。 （2）将分离出的多径信号怎样合并，获得最大的信噪比的收益。 常用分集技术：空间分集、极化分集、频率分集、时间分集 时间分集：就是将要传输的信息分别在不同的时隙发射出去。 18

空间分集 空间分集的基本做法是在基站的接收端使用两副相隔一定距离的天线对上行信号进行接收，这两副天线分别称为接收天线和分集接收天线。但在实际系统中，D要视地形地物等具体情况而定。空间接收分集不仅可以抗衰落，还可获得3.5dB的增益。 时间分集：就是将要传输的信息分别在不同的时隙发射出去。 19

在移动环境中，两个在同一地点极化方向相互正交的天线发出的信号呈现互不相关衰落特性特性。 极化分集 在移动环境中，两个在同一地点极化方向相互正交的天线发出的信号呈现互不相关衰落特性特性。 常见的极化分集有水平极化和垂直极化、±45°极化，如图所示。极化分集可以获得1-1.5dB增益。 时间分集：就是将要传输的信息分别在不同的时隙发射出去。 20

时间分集－符号交织、检错、纠错编码、RAKE接收技术 频率分集－ GSM体制采用跳频、 CDMA体制采用扩频 分集技术 时间分集－符号交织、检错、纠错编码、RAKE接收技术 频率分集－ GSM体制采用跳频、 CDMA体制采用扩频 时间分集：就是将要传输的信息分别在不同的时隙发射出去。 21

选择式合并：选择信噪比最好的支路作为输出，其它支路丢弃。 最大增益合并：调整各个支路主径的相位，使之同相，然后进行等增益相加。 合并方式 选择式合并：选择信噪比最好的支路作为输出，其它支路丢弃。 最大增益合并：调整各个支路主径的相位，使之同相，然后进行等增益相加。 最大比合并：调整各个支路的相位，使之同相，然后按照各个支路的信噪比数值进行加权相加。 最小色散合并：调整各个支路次径的相位及幅度，使之反相抵销。 时间分集：就是将要传输的信息分别在不同的时隙发射出去。 22

主要内容 N.1 基站有效辐射功率 N.2 电波空间传播特性 N.3 系统噪声与干扰 N.4 分集技术 N.5 信息传输技术

信息传输技术 移动台的电原理图 语音编码 信道编码 交织 加密 TDMA突发序列形成 调制 Tx Rx 双工器 解调 均衡 解密 解交织 语音解码 信道解码 VCO频率合成器 定时与控制

语音编码 语音编码技术 用于将模拟话音信号变成数字信号 话音编码器类型 三种类型：波形编码、参量编码和混合编码 GSM系统采用混合编码方式------规则脉冲激励长期线性预测（RPE-LTP） 时间分集：就是将要传输的信息分别在不同的时隙发射出去。 25

语音编码技术 高效声码器： QCELP 8K QCELP 13K EVRC 8K 特点： 相对于PCM编码小得多带宽，支持话音激活。 典型的双工通话中，通话的占空比小于35%,不通话的时候降低发射速率，有效提高系统容量。 量化 采样 编码 编码器 滤波器 清/浊音判定 基音分析 缓冲 语音 PCM编码器 声码器 编码输出 QCELP： 规则脉冲激励，Q是高通的意思 EVRC：QCELP13k的增强版本 8k采样；采样速率为信源速率的两倍，人声的最高频率范围在3k～4k之间

1. 线性分组码和循环码 信道编码技术 线性分组码 循环码 1. 线性分组码和循环码 线性分组码 循环码 循环冗余检错码（CRC）：CRC-12、CRC-16、CRC-32、CRC-CCITT BCH码：纠多个独立随机错误的循环码。 RS码：非二进制BCH码 Fire码：纠单个突发错误的循环码。

一个（n，k，K）卷积编码器由Kk-1级移位寄存器和n个输出发生器组成.。 2. 卷积编码器 信道编码技术 1 2 …….. K 一次移入k个信息比特 2  k 1 2  k 1 2  k 1 2 n-1 n 编码输出n比特 一个（n，k，K）卷积编码器由Kk-1级移位寄存器和n个输出发生器组成.。 编码输出的n比特不仅取决于正在移入的k比特，还与这之前输入的K-1个k位有关。所以卷积编码器是有“记忆”的。

IS-95 CDMA系统中的（2，1，8）卷积编码器 GSM系统中的（2，1，4）卷积编码器 G1=（23）8=（10011） 1 2 3 G2= （33）8 =（11011） IS-95 CDMA系统中的（2，1，8）卷积编码器 1 2 3 4 5 6 7 G1=（753）8=（111101011） G2=（561）8=（101110001）

信道编码技术 3. Turbo码 输入 编码器I 编码器II 交织器 开关单元 复接单元 输出

交织编码技术 保护期8.25 尾比特000 信息比特57 1 训练序列26 20ms 20ms 260bit RPE-LTP编码 卷积编码 456 bit D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 卷积编码 456 bit D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 1 2 3 4 5 6 7 8 保护期8.25 尾比特000 信息比特57 1 训练序列26

GMSK调制技术 MSK信号虽然具有频谱特性和误码性能好的优点，但就移动通信的应用而言，它占用带宽仍较宽。此外，其频谱的带外衰减仍不够快，以致在25kHz信道间隔内传输16kb/s的数字信号时，不可避免地会产生邻频道干扰。因此，必须设法对MSK的调制方式进行改进，使其在保持MSK信号基本特性的基础上，尽可能加速信号带外频谱的衰减。 用高斯型滤波器（这个滤波器通常称为“预调滤波器”）先对原始数据进行滤波，再进行MSK调制。这就是所谓“用高斯滤波的最小频移键控”，简记为GMSK。用这种方法可以做到在25kHz信道间隔内传输16kb/s的数字信号时，邻频道辐射功率低于60~70dB，并保持较好的误码性能。

GMSK信号的相位路径 GMSK通过引入可控码间干扰，消除了MSK相位路径在码元转换时刻的相位转折点。

QPSK调制技术 QPSK是一种相位不连续的信号，随着双比特码元的变化，在码元转换的时刻，信号的相位发生跳变。当只有一个支路的数据发生改变时，相位跳变±π/2，当两个支路的数据符号同时发生改变时，则相位跳变±π。 当基带信号为方波脉冲时，QPSK信号具有恒包络特性。但在实际数字通信中，如上所述，由于信道带宽有限，往往经过成形滤波器，再进行QPSK调制后，所得到的限带QPSK信号包络不再恒定，且在相位突变π处，出现包络为零的现象。