通信网络知识点

一、 蜂窝系统的基本概念
1. 蜂窝系统的组成以及基本概念
⑴公共交换电话网络  ⑵移动交换中心
⑶              ⑷移动台
⑸用户              ⑹收发信机
2. 切换,漫游的区别
切换:移动台从一个转移到另外一个,从一个扇区转移到另外一个扇区,或者从一个信道转移到另外一个信道的过程。MSC不发生变化
漫游:一个移动台从自己的服务区域转移到另外的服务区域的过程。MSC发生变化。
3. 双工的概念
支持两个方向同时通信  移动电话
4. 频率复用的概念
上行、下行使用不同的频率
5. 蜂窝结构为六边形的原因
六边形比其他形状更贴近圆,可以完全覆盖
6. 六边形蜂窝系统中簇大小N的通用公式
7. 提高蜂窝系统容量的方法(小区分裂、裂向、使用中继器、分区微小区)
二、 信道衰落
1. 大尺度衰落和小尺度衰落的定义(平均值、短时变化)
大尺度衰落:预测衰落的平均值
包括路径损耗和阴影衰落
小尺度衰落:预测衰落的短时间变化
包括多径衰落和多普勒频移
主要由多径传播和多普勒频移而产生的衰落
反映了围观小范围内数个波长量级接收信号电平平均值的变化而产生的损耗
衰减特性服从瑞利分布或者莱斯分布
2. 影响小尺度衰落的四大因素(多径传播、移动台移动速度、环境物体移动速度、系统带宽
3. 自由空间传播损耗公式
4. 对数正态阴影衰落的数学公式
5. Rayleigh衰落的数学公式
6. 相干带宽,相干时间的定义和计算方法
相干带宽:
考虑频率选择性衰落信道,在无线通信发射机发射信号带宽内的某一段频带宽度内,接收机接收信号的复包络在这个频带宽度内任两个频率分量上的信号分量的相关系数不小于0.5 (或0.9)时,称这一段频带宽度为相干带宽(coherence bandwidth)。
 当信号的带宽小于相干带宽时,发生非频率选择性(平坦)衰落;当信号带宽大于相干带宽时,发生频率选择性衰落。
智能婴儿床相干时间:
满足两个时刻复包络采样信号基本相等条件的最远的两个时刻,称为相干时间
7. 平坦衰落和频率选择性衰落的判断依据。
当信号的带宽小于相干带宽时,发生非频率选择性(平坦)衰落;当信号带宽大于相干带宽时,发生频率选择性衰落。
8. 快衰落和慢衰落的判断依据。
快衰落:符号周期大于相干时间,信号在一个符号周期之内经历的衰落不相同。
慢衰落:符号周期小于相干时间,信号在一个符号周期之内经历的衰落大致相同。
三、 抗衰落技术
1.对抗信道衰落的方法(均衡、分集、功率控制、信道编码、交织、ARQ)
2.均衡器的原理
 
电子签章技术
3.分集技术的基本原理。对于频率分集,时间分集,空间分集三种最常见的分集方式,如
何获得不相关的信号?
基本原理:
发射信号经过独立或高度不相关的两个或多个传播路径到达接收机; 接收机通过查独立或高度不相关的多径信号,利用某种合并方式,对接收到的同一发射信号的多个样本进行合并来实现分集; 分集技术充分利用了无线信道的衰落特性
频率分集:发射信号副本通常按频域冗余的形式到达接收机,这种频域冗余是由直接序列扩频、多载波调制和跳频等扩频技术引入的
时间分集:以超过信道相干时间的时间间隔重复发送信号,使在不同的时间间隔收到的信号具有独立的衰落环境,从而产生分集效果
空间分集:通过在发射端/接收端由空间上分开排列的多个天线或天线阵列来实现各天线之间的空间间距使得每个天线接收到的信号相互独立或互不相关
4.信道编码技术的原理。
发送端的编码器在信息序列上附加一些监督码元,利用这些冗余的码元,使原来不规律的或规律性不强的原始数字信号变为有规律的数字信号
在接收端,译码器利用这些规律性来鉴别传输过程是否发生错误(检错),或进而纠正错误(纠错)
5.交织技术的原理。
处理突发差错信道的一个有效的办法是对编码数据实行交织,把突发差错信道转变为统计独立差错的信道。这样,为统计独立差错信道设计的码就可以使用了
交织的本质
 时间分集
 把突发差错信道转变为统计独立差错信道
6ARQ技术的三种类型(停等,Go-back-N,选择性重发),混合ARQ技术的基本原理(ARQ+FEC)。
  停等ARQ 
发送端在某一时刻向接收端发送一个码组
 接收端收到码组检测是否有传输错误
 若未发现传输错误,则发送一个认可信号 (ACK) 给发送端,发送端收到ACK信号后再发下一个码组
 若检测出错误,则发送一个否认信号(NAK) ,发送端收到NAK信号后重发前一个码组,并再次等待ACK和NAK信号
返回重发ARQ: 发送端无停顿地发送码组,不再等待ACK信号
 接收端一旦发现错误并发回NAK信号,发送端从下一个码组开始重发前一段N组码组,N的大小取决于信号传递及处理带来的延迟
  选择重发ARQ
 发送端连续不断地发送码组
 接收端发现错误并发回NAK信号,发送端重发有错误的那一码组
混合ARQ
 结合FEC和ARQ技术
 接收端不但具有纠正错误的能力,而且对超出系统纠错能力的错误有检测能力
 当发现有无力纠正的错误时,系统可以通过反馈信道要求发送端重发一遍发生错误的数据包
四、多址接入
1.多址接入的定义。
多址接入技术允许多个移动用户同时共享有限的无线频谱资源。
2.常见移动通信系统所使用的多址接入和双工方式
 频分多址(FDMA)   时分多址(TDMA)
 扩频多址(SSMA)   空分多址(SDMA)
 混合多址
3.TDMA,FDMA,CDMA三种常见多址接入方式的特点和优缺点比较。
FDMA:频分多址为每一个用户分配特定信道
 特点:
 每一个信道每次只能传送一个电话  信道空闲时也不能被其他用户使用
 和移动台在分配好的信道上连续不断发射
 FDMA窄带系统不需要均衡设备 FDMA相比TDMA要简单得多
 FDMA是连续传输方式,因此需要较少的系统开销。  FDMA的硬件设备较复杂
角关联 FDMA/FDD系统移动单元需要使用双工器,增加成本 FDMA需要精确的射频滤波器保  证邻频干扰降到最小。
 FDMA系统中的非线性效应  许多信道在一个中共享同一天线
 功率放大器或功率合成器在最大功率处时往往是非线性的
 造成信号在频域的扩展,称为交调频率   交调频率造成邻频的干扰
 因此,FDMA频道之间需要一定的保护带宽,浪费了系统的带宽资源
TDMA:
TDMA系统将无线频谱按时隙划分,并且每一个时隙仅允许一个用户要么接收
要么发射.
 TDMA/TDD
 信道中一部分用户上行,一部分用于下行 一个数据分为上行帧和下行帧
 TDMA/FDD
 上下行数据在不同的信道上发送 一般会把上行时隙和下行时隙错开,使得用户不必使用双工器
TDMA的特点
 每一帧的时隙数目取决于多个因素,调制编码方式,有效带宽等
 TDMA不是连续传输系统,而是突发分组传输,因此能有效降低能耗
 TDMA不需要双工器  TDMA的发射速率快,带宽大,需要均衡器
 TDMA需要保护时间来保证用户之间不相互干扰 TDMA需要较多的同步开销
 TDMA能为不同用户分配不同数目的时隙,因此,可以满足不同用户的不同速率要求
CDMA的特点
 许多用户同时使用同一个频率 CDMA系统的软容量:对用户的数目没有绝对限制,用户数目增加,系统性能下降
 利用频率分集减少小尺度衰落的影响  RAKE接收技术  有利于用户的切换
 自干扰和功率控制
五、GSM系统
1.GSM系统中BTS, BSC ,MSC的功能
  BTS:收发信台(BTS)
  编译码、调制解调、加密解密、复用   时频同步
  发射功率选择:11个功率等级,(0.01-320) W    跳频
  随机接入信道侦测    信道质量检测
BSC 控制器(BSC):
  联接BTS和MSC的桥梁    无线资源管理
  切换管理    信道分配    功率控制
  MSC: MSC:GSM系统的核心
2.空中接口(CAI)的定义、GSM空中接口参数。
定义:为了实现移动用户与间的通信,建立基于通信协议的无线连接
 规定了移动用户和间如何通过无线频谱进行通信,并且定义了控制信道的信令方法
Access Method        -  TDMA/FDD
 Available Bandwith    -  25MHz(2)
 Carrier Separation      -  200 kHz
 Duplex Distance      -  45 MHz
 No. of RF Carriers      -  124
 Modulation Method    -  GMSK
 Transmission Rate        -  270.833 Kbps
 Speech Coding        -  Full rate 13 Kbps
Half rate 6.5 Kbps
 frame duration  -  4.615 ms
3.物理信道和逻辑信道的定义以及组成。
  物理信道
 时隙号码和ARFCN相组合构成了前向链路和反向链路的一个物理信道
 ARFCN: Absolute Radio Frequency Channel Number
  逻辑信道
 一个物理信道在不同的时间可以映射为不同的逻辑信道
 业务信道  控制信道
4.GSM系统的组成
六、MIMO技术
1.使用多天线技术能取得三种好处(分集、复用)。
 扩展了信号处理的操作空间,从原有的时域和频域扩展到现有的时域、频域和空域
 提供空间复用增益,提高系统的频谱利用率,在一定程度上解决频谱资源的紧张
 提供空间分集增益,利用无线信道多径衰落,有效地对抗信道衰落
2.  Alamouti编码方案以及推导过程(2发1收)
3.MIMO系统的分集增益和复用增益如何计算?M*N
玻璃胶配方
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1.3G的主要三个标准
CDMA2000,WCDMA, TD-SCDMA
2.CDMA系统对扩频序列设计的要求。
 有尖锐的自相关特性:DS扩频码相关主峰尽可能高,旁瓣尽量小;
 尽可能小的互相关性:DS扩频码之间正交或准正交
 移位相关性小  序列数足够多  序列平衡,“0”和“1”的个数基本相同  复杂度大

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