任务驱动教学设计方案.doc

教案
模块三:第二代移动通信系统
单元6 GSM系统的关键技术
制定人员: 代才莉制定时间: 2014年9月
授课教师: 代才莉所需学时: 2
任务实施条件
要求配置有投影仪、教师演示终端、黑板等。
单元描述
众所周知,GSM系统是全球移动用户数量最多的移动通信系统,其技术已经较为成熟。干扰一直是困扰移动通信系统的一个严峻的问题,那么GSM系统采用了哪些关键技术来降低系统的干扰呢?学完本次课,你将能回答以上问题。
学****目标
掌握GSM系统所采用的关键技术;
理解时间提前量、跳频技术、不连续发射技术、功率控制技术的基本原理和和对GSM系统性能的影响。
重点与难点
教学重点:
GSM移动通信系统中时间提前量、跳频技术、不连续发射技术、功率控制技术的基本原理和主要作用。
教学难点:
基带跳频与射频跳频的区别
主要授课内容
1、时间提前量
信号在空间传输是有延迟的,如移动台在呼叫期间向远离基站的方向移动,则从基站发出的信号将“越来越迟”的到达移动台,与此同时,移动台的信号也会“越来越迟”的到达基站,延迟过长会导致基站收到的某移动台在本时隙上的信号与基站收下一个其它移动台信号的时隙相互重叠,引起码间干扰,因此,在呼叫进行期间,移动台发给基站的测量报告上携带有移动台测量的时延值,而基站必须监视呼叫到达的时间,并在下行信道上以480ms一次的频率向移动台发送指令,指示移动台提前发送的时间,这个时间就是时间提前量。
在GSM系统中,由于空中接口采用TDMA技术,移动台必须在指配给它的时隙内发送,而在其他的时间必须保持寂静,否则会干扰使用同一载频其他时隙上的用户。
在GSM系统中,移动台收发信号要求有3个时隙的间隔,如图1所示。
图1 TCH上下行偏移
2、跳频技术
引入跳频的原因有两个。第一是基于频率分集的原理,用于对抗瑞利衰落。第二是基于干扰源特性。在业务量密集区,蜂窝系统容易受到频率复用产生的干扰限制,相对载干比(C/I)可能在呼叫中变化很大。引入跳频使得它可以在一个可能干扰小区的许多呼叫之间分散干扰,而不是集中在一个呼叫上。
跳频是指载波频率在很宽频带范围内按某种序列进行跳变。控制和信息数据经过调制后成为基带信号,送入载波调制,然后载波频率在伪随机码的控制下改变频率,这种伪随机码序列即为跳频序列。最后再经过射频滤波器送至天线发射出去。接收机根据跳频同步信号和跳频序列确定接收频率,把相应的跳频后信号接收下来,进行解调。原理如图2所示。
同
步
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路
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图2 跳频基本结构
跳频技术对接收信号的改善如下图3所示:G=10LgN (N为频点数目)
图3 跳频技术对接收信号的改善
由于每个脉冲使用的频点不同,单个频点受干扰对整个通话造成的影响就降低了,整个干扰水平在所有的通话中得到了平均,同时本次通话对其它通话的影响也相对分散在各个频点上从而减少了对其它通话的影响。其原理如图4所示。
频率
发射
被干扰的突发脉冲
f4
f3
f2
f1
时间
图4 跳频技术对抗干扰的原理
跳频技术由来已久,首先