移动业务知识大赛学习资料-移动通信基础知识培训_精品.doc

数字移动通信基础知识
一、移动通信基础知识
1、移动通信的定义
现代社会是信息的社会,而信息的转输需要进行大量的通信。由于人们对通信的要求越来越高,任何时间、任何地点、向任何个人提供快速可靠的通信服务已成为未来通信的目标。要实现这个目标,移动通信起到了非常重要的作用。
所谓移动通信,指移动体之间或移动体与固定体之间的通信,即通信中至少有一方可移动。
常见的移动通信系统有:无线寻呼、无绳电话、对讲机、集群系统、蜂窝移动电话、卫星移动电话等。
移动通信经历了近一百年的发展,特别是近十年来,其发展速度惊人。移动通信从最初的单电台对讲方式发展到现在的系统和网络方式;从小容量到大容量;从模拟方式到数字方式。可以说,现代的通信是当代电子技术、计算机技术、无线通信、有线通信和网络技术的产物。
2、蜂窝小区移动通信系统
为了提高系统容量,有效利用频率资源,现代移动通信在场强覆盖区的规划上多采用小区蜂窝结构。其特点是:小区覆盖半径小,一般为1km-20km,所以可用较小的发射功率实现双向通信。若干个小区构成大面积的覆盖,相距足够远(即同频干扰足够小)的小区可重复使用通信频率,即频率复用。采用这种方法,可以对无限广大的地域进行覆盖,从而提高了频谱的利用率。
小区制蜂系统的最大优点是频率复用,使系统容量大大提高,有效地利用了频率资源。但伴随而来的是技术实现上的复杂性,主要包括以下几个方面:
(1)小区的规划。
(2)越区切换技术。
(3)漫游技术。
(4)无线信道资源管理和网络管理。
3、数字化与语音编码技术
数字化是当代通信技术发展的总趋势,在数字通信中,信息的传输是以数字信号的形式进行的。在移动通信系统中,最基本的业务是传递话音。对于话音的传递来说,在发送端必须将模拟话音信号变为数字话音信号,通过射频电路调制后发射出去;在接收端通过相应的解调电路将数字话音信号还原成模拟话音信号。数字通信与模拟通信相比有许多显著优点:
(1)数字信号传输性能好,能提供高质量服务。
(2)用户信息保密好。
(3)能提供多种服务,包括话音与非话音服务。
语音编码技术有三种类型:波形编码、参量编码和混合编码。在语音编码中,对话音质量的评价一般按听音者的主观感觉来定级。
4、信道编码
我们知道,无线信道的环境是很恶劣的,如果语音编码之后的13kbit/s净话音数据流直接调制后送入无线信道,那么会受到各种干扰而丢失许多有用的信息,因为这些净话音数据本身对干扰不具有纠错能力。
而信道编码可以解决这一问题,信道编码是一门专门的技术,其作用在于改善传输质量,克服无线信道上的各种干扰因素对有用信号产生的不良影响。
具体来讲,是对有用信号(原始数据)附加一些冗余信息,这些增加的数据位是通过从原始数据计算产生的,这个过程称为信道编码;而接收端利用这些冗余位检测出误码并尽可能予以纠正,这个过程称为信道解码。
信道编码的方式有以下三种:
块卷积码:主要用于纠错,具有十分有效的纠错能力。
纠错循环码:主要用于检测和纠正成组出现的误码,常与前一种方法混使使用。
奇偶码:最简单的、普遍使用的检测误码的方法。
5、交织
我们知道,在无线信道中,差错(干扰)出现的概率是突发性的,且带有一定的持续性,并不是随机的。而目前还没有一种有效的编码方法可以克服几个相邻位的连续误码,只有误码是随机出现时,才能执行较好的纠错功能。
解决方法是把连续的话音比特流交错排列形成新的比特流,在传输信道中,即使出现突发性待续差错,在接收端将受到干扰的比特流恢复排列后,这些突发差错会分散形成随机差错,从而得以纠正。
6、多址方式
在蜂窝移动通信系统中,有许多用户要同时通过一个基站和其它用户进行通信。因此存在这样的问题:怎样从众多用户中区分出是哪一个用户发出的信号,以及用户怎样识别出基站发出的信号中哪一个是给自己的。这个问题的解决方法就是多址技术。
我们设想,不论是用户发出的信号,还是基站发出的信号,若每个信号都具有不同的特征,则根据不同的特征我们就能区分出不同的信号来。
信号的特征表现在这样几个方面:信号的工作频率、信号出现的时间、信号具有的波形。根据这三种特征,相对应的有三种多址方式,即:频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)。
多址方式的基本类型有频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)。实际中也常用到三种基本多址方式的混合多址方式, 比如, 频分多址/时分多址(FDMA/TDMA)、频分多址/码分多址(FDMA/CDMA)、时分多址/码分多址(TDMA/CDMA)等等。此外, 随着数据业务的需求日益增长, 另一类随机多址方式如ALOHA和载波检测多址