1 移動通信是指通信雙方至少有一方在移動中（或是臨時停留在某一非預定的位置上）進行信息傳輸和交換，這包括移動體（車輛、船舶、飛機或行人）和移動體之間的通信，移動體和固定點（固定無線電台或有線電話）之間的通信。
2 移動通信的主要特點：1)移動通信必須利用無線電波進行信息傳輸 ；2）移動通信是在復雜的干擾環境中運行的；3）移動通信可以利用的頻譜資源非常有限， 而移動通信業務量的需求卻與日俱增；4）移動通信系統的網絡結構多種多樣， 網絡管理和控制必須有效；
5）移動通信設備(主要是移動台)必須適於在移動環境中使用
3 移動通信有以下多種分類方法：
1) 按多址方式可分為頻分多址(FDMA)、 時分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)等；
2) 按工作方式可分為同頻單工、異頻單工、異頻雙工和半雙工；
3) 按信號形式可分為模擬網和數字網。
4 無線通信系統的傳輸方式分單工傳輸（廣播式）和雙向傳輸（應答式）。單向傳輸只用於無線電尋呼系統。雙向傳輸有單工、雙工和半雙工三種工作方式。
5 所謂單工通信，是指通信雙方電台交替地進行收信和發信。根據收、發頻率的異同， 又可分為同頻單工和異頻單工。單工通信常用於點到點通信。優點：組網簡單、節省能源；缺點：通話不連續（對講式），易受干擾。
6 所謂雙工通信，是指通信雙方可同時進行傳輸消息的工作方式，有時亦稱全雙工通信
雙工通信一般使用一對頻道，以實施頻分雙工(FDD)工作方式，接收和發射可同時進行。但是，在電台的運行過程中，不管是否發話，發射機總是工作的，故電源消耗較大。為緩解這個問題和減少對系統頻帶的要求，可在通信設備中采用同步的半雙工通信方式，即時分雙工(TDD)。此時， 時間軸被周期地分割成時間幀，每一幀分為兩部分，前半部分用於電台A（或移動台A）發送，后半部分用於電台B（或基站）發送，這樣就可以實現電台A和B（移動台與基站）的雙向通信。
7 人們把模擬移動通信系統（包括模擬蜂窩網、模擬無繩電話與模擬集群調度系統等）稱作第一代移動通信系統，而把數字化的移動通信系統（包括數字蜂窩網、數字無繩電話、移動數據系統以及移動衛星通信系統等）稱作第二代移動通信系統。
8 數字通信系統的主要優點可歸納如下：
(1) 頻譜利用率高，有利於提高系統容量；(2) 能提供多種業務服務，提高通信系統的通用性；(3) 抗噪聲、抗干擾和抗多徑衰落的能力強；(4) 能實現更有效、靈活的網絡管理和控制；(5) 便於實現通信的安全保密；(6) 可降低設備成本以及減小用戶手機的體積和重量
9 移動通信基本上圍繞着兩種主干網絡在發展，這就是基於話音業務的通信網絡和基於分組數據傳輸的通信網絡。 根據運行環境和市場需求的不同， 前者又分為以蜂窩網為代表的高功率寬（廣）域網和以無繩電話網為代表的低功率局域網；后者又可分為寬帶LAN之類的高速局域網和移動數據網之類的低速寬（廣）域網
10 常用的移動通信系統有哪些：無線電尋呼系統、蜂窩移動通信系統、無繩電話系統、集群移動通信系統、移動衛星通信系統、分組無線網。
11 無線電尋呼系統是一種單向通信系統
12 蜂窩通信網絡的三大特點：頻率再用、小區分裂、越區切換
把若干相鄰的小區按一定的數目划分成區群 (Cluster), 並把可供使用的無線頻道分成若干個(等於區群中的小區數)頻率組， 區群內各小區均使用不同的頻率組，而任一小區所使用的頻率組， 在其它區群相應的小區中還可以再用，這就是頻率再用
當用戶數增多並達到小區所能服務的最大限度時，把這些小區分割成更小的蜂窩狀區域，並相應減小新小區的發射功率和采用相同的頻率再用模式，提高系統單位面積可服務的用戶數以適應持續增長的業務需求，這種過程稱為小區分裂
當移動台從一個小區進入另一相鄰的小區時，其工作頻率及基站與移動交換中心所用的接續鏈路必須從它離開的小區轉換到正在進入的小區，這一過程稱為越區切換
13 只有頻率再用距離足夠大，才能保證同道干擾低於預定的門限值，這也就限制了區群中所含小區數目不能小於某種值（在模擬蜂窩網中不小於7，在數字蜂窩網中可小到4或3）
14我國模擬無繩電話系統采用45 MHz/48 MHz的頻段。我國使用的數字式無繩電話系統(低功率無線系統)標准是PHS
15無繩電話是一種以有線電話網為依托的通信方式，也可以說它是有線電話網的無線延伸，具有發射功率小、省電、設備簡單、價格低廉、 使用方便等優點
16 集群移動通信系統屬於調度系統的轉移通信網。
17集群移動通信系統采用的基本技術是頻率共用技術。 其主要做法是：
① 把一些由各部門分散建立的專用通信網集中起來，統一建網和管理，並動態地利用分配給它們的有限個頻道，以容納數目更多的用戶；
② 改進頻道共用的方式，即移動用戶在通信的過程中，不是固定地占用某一個頻道，而是在按下其“按講開關”(PTT)時，才能占用一個頻道；一旦松開PTT，頻道將被釋放，變成空閑頻道，並允許其它用戶占用該頻道
18 集群系統的控制方式有兩種即專用控制信道的集中控制方式和隨路信令的分布控制方式
19 按通信占用頻道的方式，集群系統可分為消息集群、傳輸集群和准傳輸集群等三種方式
(1) 消息集群(Message Trunking)。 在消息集群系統中， 每一次呼叫通話期間，一次性地分配一對無線頻道， 而且在通話完畢后(即松開PTT開關后)，轉發器繼續在該頻道上工作6 s左右(即脫離時間約為6 s), 才算完成此次接續過程。28s
(2)傳輸集群(TransmissionTrunking)。傳輸集群通話中，並非始終占用某一個頻道，當發話一方松開PTT時，對這一頻道的占用即告結束，對方回答或本方再發話時，都要重新分配並占用新的空閑頻道。亦即在通話中，每按一次PTT開關就重新占用頻道一次。因此，傳輸集群可以充分利用頻道的空閑時間，其頻道利用率可以明顯提高。不過，，用戶的話音略有間隙時，PTT就可能松開，使所用頻道也立即放棄而被其它用戶所占用，其后再講話時又要重新占用新的空閑頻道，從而會導致消息傳輸不連續或形成通話中斷現象。16s
(3) 准傳輸集群(Quasi Transmission Trunking)。 准傳輸集群是為了克服傳輸集群的缺點而提出的一種改進型集群方式， 也可以看作是傳輸集群和消息集群的折中方案。 其做法是： 一方面(和消息集群相比)把脫離的時間縮短為0.5~2 s; 另一方面(和傳輸集群相比)在每次PTT松開之后增加0.5 s的保持時間， 然后釋放頻道。 18s
20 Motorola公司提出的“銥”(IRIDIUM)系統改用66顆衛星，分6條軌道在地球上空運行
21分組無線網是一種利用無線信道進行分組交換的通信網絡，即網絡中傳送的信息要以“分組”或稱“信包”(有時簡稱“包”)為基本單元。分組是由若干比特組成的信息段，通常包含“包頭”和“正文”兩部分。
22 分組傳輸常見的網絡結構有星型結構和分布式結構。
23 在GSM系統中，分組模式成為通用分組無線業務(GPRS)
24對數字調制技術的主要要求是：已調信號的頻譜窄和帶外衰減快(即所占頻帶窄，或者說頻譜利用率高)；易於采用相干或非相干解調；抗噪聲和抗干擾的能力強；以及適宜在衰落信道中傳輸。
25數字信號調制的基本類型分為振幅鍵控(ASK)、頻移鍵控(FSK)和相移鍵控(PSK)
26 移動信道中電波傳播特性的研究
研究移動信道的傳播特性，首先要弄清移動信道的傳播規律和各種物理現象的機理以及這些現象對信號傳輸所產生的不良影響， 進而研究消除各種不良影響的對策。 為了給通信系統的規划和設計提供依據， 人們通常通過理論分析或根據實測數據進行統計分析(或二者結合)， 來總結和建立有普遍性的數學模型， 利用這些模型， 可以估算一些傳播環境中的傳播損耗和其它有關的傳播參數。
理論分析方法通常用射線表示電磁波束的傳播，在確定收發天線的高度、位置和周圍環境的具體特征后，根據直射、折射、反射、散射、透射等波動現象，用電磁波理論計算電波傳播的路徑損耗及有關信道參數。
實測分析方法是指在典型的傳播環境中進行現場測試， 並用計算機對大量實測數據進行統計分析， 以建立預測模型(如沖擊響應模型)， 進行傳播預測。
27多址方式的基本類型有頻分多址(FDMA)、時分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)。實際中也常用到三種基本多址方式的混合多址方式，比如，頻分多址／時分多址(FDMA／TDMA)、頻分多址／碼分多址(FDMA／CDMA)、時分多址／碼分多址(TDMA／CDMA)
28通常認為：TDMA系統的通信容量大於FDMA系統， 而CDMA系統的通信容量又大於FDMA和TDMA系統
29移動通信系統中采用的抗干擾措施是多種多樣的，主要有：
1) 利用信道編碼進行檢錯和糾錯(包括前向糾錯FEC和自動請求重傳ARQ)是降低通信傳輸的差錯率， 保證通信質量和可靠性的有效手段；
2) 為克服由多徑干擾所引起的多徑衰落， 廣泛采用分集技術(包括空間分集、 頻率分集、 時間分集以及RAKE接收技術等)、 自適應均衡技術和選用具有抗碼間干擾和時延擴展能力的調制技術(如多電平調制、 多載波調制等)；
3) 為提高通信系統的綜合抗干擾能力而采用擴頻和跳頻技術；
4) 為減少蜂窩網絡中的共道干擾而采用扇區天線、 多波束天線和自適應天線陣列等；
5) 在CDMA通信系統中， 為了減少多址干擾而使用干擾抵消和多用戶信號檢測器技術。
30 組網涉及網絡結構、網絡接口和網絡的控制與管理等
31網絡結構。數字蜂窩通信系統的網絡結構，其組成部分為：移動交換中心(MSC)，基站分系統(BSS)(含基站控制器(BSC)、基站收發信台(BTS))，移動台(MS)，歸屬位置寄存器(HLR)，訪問位置寄存器(VLR)，設備標志寄存器(EIR)，認證中心(AUC)和操作維護中心(OMC)。網絡通過移動交換中心(MSC)還與公共交換電話網(PSTN)、綜合業務數字網(ISDN)以及公共數據網(PDN)相連接。
32網絡接口 (1) 人機接口(Sm接口)。 Sm是用戶與移動網之間的接口， 在移動設備中包括鍵盤、 液晶顯示以及實現用戶身份卡識別功能的部件。 (2) 移動台與基站之間的接口(Um接口)。 Um是移動台與基站收發信機之間的無線接口，是移動通信網的主要接口，也稱空中接口。 (3) 基站與移動交換中心之間的接口(A接口)。此接口所傳遞的信息主要有：基站管理、 呼叫處理與移動特性管理等。 (4) 基站控制器(BSC)與基站收發信台(BTS)之間的接口(Abis接口)。 基站系統(BSS)包括BSC與BTS兩部分， 它們之間的接口稱為Abis接口。
33 Um接口協議模型舉例
第一層(最低層)L1是物理層。它為高層信息傳輸提供無線信道，能支持在物理媒介上傳輸信息所需要的全部功能，如頻率配置、信道划分、傳輸定時、比特或時隙同步、功率設定、調制和解調等等。第二層L2是數據鏈路層。它向第三層提供服務， 並接受第一層的服務。其主要功能是為網絡層提供必需的數據傳輸結構，並對數據傳輸進行控制。第三層L3是網絡層。它的主要功能是管理鏈路連接， 控制呼叫過程，支持附加業務和短消息業務，以及進行移動管理和無線資源管理等。
34 網絡的控制與管理 連接控制(或管理)功能、移動管理、無線資源管理。
35常用的數字調制有： 移頻鍵控(FSK)和移相鍵控(PSK)等
36移動通信信道的基本特征是： 第一，帶寬有限，它取決於使用的頻率資源和信道的傳播特性；第二，干擾和噪聲影響大， 這主要是移動通信工作的電磁環境所決定的； 第三， 存在着多徑衰落。
37擴展頻譜(SS，Spread Spectrum)通信簡稱為擴頻通信。擴頻通信的定義可簡單表述如下： 擴頻通信技術是一種信息傳輸方式， 在發端采用擴頻碼調制， 使信號所占的頻帶寬度遠大於所傳信息必需的帶寬， 在收端采用相同的擴頻碼進行相關解擴以恢復所傳信息數據。
38各種擴頻系統的抗干擾能力大體上都與擴頻信號帶寬B與信息帶寬Bm之比成正比。 即Gp=10lg（B/Bm）Gp稱作擴頻系統的處理增益、表示了擴頻系統信噪比改善的程度
39 按照擴展頻譜的方式不同，擴頻通信系統可分為：直接序列(DS)擴頻、跳頻(FH)、跳時(TH)、線性調頻(Chirp)以及上述幾種方式的組合。
40所謂直接序列(DS， Direct Sequency)擴頻，就是直接用具有高碼率的擴頻碼序列在發端去擴展信號的頻譜。而在收端，用相同的擴頻碼序列去進行解擴，把展寬的擴頻信號還原成原始的信息
41所謂跳頻，是： 用一定碼序列進行選擇的多頻率頻移鍵控。 也就是說， 用擴頻碼序列去進行頻移鍵控調制，使載波頻率不斷地跳變， 因此稱為跳頻
42與跳頻相似， 跳時(TH，Time Hopping)是指使發射信號在時間軸上跳變。
43多載波傳輸首先把一個高速的數據流分解為若干個低速的子數據流（這樣每個子數據流將具有低得多的比特速率），然后，每個子數據流經過調制（符號匹配）和濾波（波形形成g(t)），去調制相應的子載波，從而構成多個並行的已調信號，經過合成后進行傳輸
44在多載波傳輸技術中，對每一路載波頻率（子載波）的選取可以有多種方法，它們的不同選取將決定最終已調信號的頻譜寬度和形狀。
第1種方法是：各子載波間的間隔足夠大，從而使各路子載波上的已調信號的頻譜不相重疊，如圖2－67（a）所示。該方案就是傳統的頻分復用方式，即將整個頻帶划分成N個不重疊的子帶，每個子帶傳輸一路子載波信號，在接收端可用濾波器組進行分離。這種方法的優點是實現簡單、直接；缺點是頻譜的利用率低，子信道之間要留有保護頻帶，而且多個濾波器的實現也有不少困難
第2種方法是：各子載波間的間隔選取，使得已調信號的頻譜部分重疊，使復合譜是平坦的， 如圖2-67（b）所示。重疊的譜的交點在信號功率比峰值功率低3 dB處。子載波之間的正交性通過交錯同相或正交子帶的數據得到(即將數據偏移半個碼元周期)。
第3種方案是：各子載波是互相正交的，且各子載波的頻譜有1/2的重疊。如圖2-67（c）所示。該調制方式被稱為正交頻分復用(OFDM)。此時的系統帶寬比FDMA系統的帶寬可以節省一半。
圖2-67 子載波頻率設置
(a) 傳統的頻分復用； (b) 3 dB頻分復用； (c）OFDM
45 信道按傳輸媒介分為有線信道和無線信道。
46 根據信道特性參數隨外界各種因素的影響而變化的快慢，通常分為“恆參信道”和“變參信道”。所謂“恆參信道”，是指其傳輸特性的變化量極微且變化速度極慢；或者說，在足夠長的時間內，其參數基本不變。“變參信道”與此相反，其傳輸特性隨時間的變化較快。
47從發射天線直接到達接收天線的電波稱為直射波，它是VHF和UHF頻段的主要傳播方式；電波經過地面反射到達接收機，稱為地面反射波；電波沿地球表面傳播，稱為地表面波。
48自由空間傳播損耗［Lfs］(dB) = 32.44+20lg d(km)+20lg f(MHz) 可見，傳輸損耗（衰減）只與工作頻率f和傳播距離d有關。當f或d增大一倍時，Lfs將分別增加6dB。Lg2=0.3010
49 信號的局部中值，是在局部時間（或地點）中，信號電平大於或小於它的時間各為50%。
這種變化造成的衰落稱為慢衰落。
50 多徑衰落的信號包絡服從瑞利分布，所以稱為瑞利分布。在移動信道中，發送到接收機的信號會受到傳播環境中地形、地物的影響而產生繞射、反射或散射，因而形成多徑傳播。 多徑傳播將使接收端的合成信號在幅度、相位和到達時間上發生隨機變化，嚴重地降低接收信號的傳輸質量，這就是所謂的多徑衰落。
51 慢衰落近似服從正態分布。
52 為了防止因衰落（包括快衰落和慢衰落）引起的通信中斷，在信道設計中，必須是信號的電平留有足夠的余量，以使中斷率R小於規定指標。這種電平余量稱為衰落儲備。
53因多徑傳播造成信號時間擴散的現象， 稱為多徑時散
54為了計算移動信道中信號電場強度中值(或傳播損耗中值)，可將地形分為兩大類，即中等起伏地形和不規則地形，並以中等起伏地形作傳播基准。所謂中等起伏地形，是指在傳播路徑的地形剖面圖上，地面起伏高度不超過20m，且起伏緩慢，峰點與谷點之間的水平距離大於起伏高度。其它地形如丘陵、孤立山岳、斜坡和水陸混合地形等統稱為不規則地形。
55不同地物環境其傳播條件不同， 按照地物的密集程度不同可分為三類地區： ① 開闊地。 在電波傳播的路徑上無高大樹木、 建築物等障礙物， 呈開闊狀地面， 如農田、 荒野、 廣場、 沙漠和戈壁灘等。 ② 郊區。在靠近移動台近處有些障礙物但不稠密， 例如，有少量的低層房屋或小樹林等。③ 市區。 有較密集的建築物和高層樓房。
56 Am(f, d)是中等起伏地市區的基本損耗中值，即假定自由空間損耗為0dB，基站天線高度為200m, 移動台天線高度為3m的情況下得到的損耗中值；Hb(hb, d)是基站天線高度增益因子，它是以基站天線高度200m為基准得到的相對增益。Hm(hm, f)是移動台天線高度增益因子， 它是以移動台天線高度3m為基准得到的相對增益。地形地物修正因子KT = Kmr+Qo+Qr+Kh+Khf+Kjs+Ksp+KS ，Kmr郊區修正因子； Qo、Qr開闊地或准開闊地修正因子； Kh、Khf丘陵地修正因子及微小修正因子；Kjs——孤立山岳修正因子；Ksp——斜坡地形修正因子；KS——水陸混合路徑修正因子。任意地形地區的傳播損耗中值LA = LT-KT，LT為中等起伏地市區傳播損耗中值， 即LT = Lfs+Am(f, d)-Hb(hb, d)-Hm(hm, f)
例3.2某一移動信道，工作頻段為450MHz，基站天線高度為50m，天線增益為6dB，移動台天線高度為3m，天線增益為 0dB；在市區工作，傳播路徑為中等起伏地，通信距離為10km。 試求：傳播路徑損耗中值
解根據已知條件， KT=0, LA=LT，自由空間傳播損耗［Lfs］ =32.44+20lgf+20lgd=32.44+20lg450+20lg10 =105.5dB；市區基本損耗中值 Am(f,d) = 27dB；基站天線高度增益因子 Hb(hb, d) = -12dB；移動台天線高度增益因子Hm(hm, f) = 0dB。由上述各項可得傳播路徑損耗中值為LA = LT = 105.5+27+12 = 144.5dB
例3-3 若上題改為郊區工作，傳播路徑是正斜坡，且θm=15mrad, 其它條件不變，再求傳播路徑損耗中值。
解可知LA=LT-KT， 由上例已求得LT=144.5dB。 根據已知條件，地形地區修正因子KT只需考慮郊區修正因子Kmr和斜坡修正因子Ksp，因而 KT = Kmr+Ksp， Kmr = 12.5dB，Ksp = 3dB所以傳播路徑損耗中值為 LA = LT-KT = LT- (Kmr+Ksp) = 144.5-15.5 = 129dB
57傳播損耗預測模型
Hata模型適用於150~1500 MHz頻率范圍，在市區的中值路徑損耗的標准公式為(CCIR采納的建議)Lurban(dB)=69.55+26.16lgfc-13.82lghb-a(hb)+(44.9-6.55lghb)lgd
式中： fc是在150~1500MHz內的工作頻率； hb是基站發射機的有效天線高度（單位為m， 適用范圍30~200 m）， 其定義為天線相對海平面高度hts減去距離從3 km到15 km之間的平均地面高度hga; hre是移動台接收機的有效天線高度（單位為m， 適用范圍1~10 m）; d是收發天線之間的距離（單位為km， 適用范圍1~10km）； a(hre)是移動台接收機的有效天線高度的修正因子
COST-231／Walfish／Ikegami模型，這種模型考慮到了自由空間損耗、 沿傳播路徑的繞射損耗以及移動台與周圍建築屋頂之間的損耗，該模型中的主要參數有：建築物高度、道路寬度、建築物的間隔、相對於直達無線電路徑的道路方位。該模型適用的范圍： 頻率f： 800～2000 MHz；距離d：0.02～5 km；基站天線高度hb： 4～50m；移動台天線高度hm：1～3 m。
58所謂分集接收，是指接收端對它收到的多個衰落特性互相獨立(攜帶同一信息)的信號進行特定的處理，以降低信號電平起伏的辦法
59分集有兩重含義： 一是分散傳輸， 使接收端能獲得多個統計獨立的、攜帶同一信息的衰落信號； 二是集中處理， 即接收機把收到的多個統計獨立的衰落信號進行合並(包括選擇與組合)以降低衰落的影響。
60在移動通信系統中可能用到兩類分集方式： 一類稱為“宏分集”； 另一類稱為“微分集”。
61 “宏分集”主要用於蜂窩通信系統中，也稱為“多基站”分集。這是一種減小慢衰落影響的分集技術，其作法是把多個基站設置在不同的地理位置上(如蜂窩小區的對角上)和在不同方向上，同時和小區內的一個移動台進行通信(可以選用其中信號最好的一個基站進行通信)。
62 “微分集”是一種減小快衰落影響的分集技術。微分集又可分為下列六種：空間分集、頻率分集、極化分集、場分量分集、角度分集、時間分集。
63假設M個輸入信號電壓為r1(t)， r2(t), …， rM(t)， 則合並器輸出電壓r(t)為
 |
ak為第k個信號的加權系數
常用的有以下三種方式：(1) 選擇式合並。選擇式合並是指檢測所有分集支路的信號， 以選擇其中信噪比最高的那一個支路的信號作為合並器的輸出。由上式可見， 在選擇式合並器中，加權系數只有一項為1， 其余均為0。
(2) 最大比值合並，最大比值合並器輸出的信號包絡為
(3) 等增益合並
等增益合並無需對信號加權， 各支路的信號是等增益相加的
等增益合並器輸出的信號包絡為
64 為便於比較三種合並方式， 假設它們都滿足下列三個條件：(1) 每一支路的噪聲均為加性噪聲且與信號不相關，噪聲均值為零，具有恆定均方根值；(2) 信號幅度的衰落速率遠低於信號的最低調制頻；(3) 各支路信號的衰落互不相關， 彼此獨立。
65 所謂RAKE接收機，就是利用多個並行相關器檢測多徑信號， 按照一定的准則合成一路信號供解調用的接收機。
66 RAKE接收機利用多徑信號，提高了通信質量。
67 糾錯編碼是以降低信息傳輸速率為代價來提高傳輸可靠性的。
68一般情況下，碼的檢、糾錯能力與最小碼距d0的關系可分為以下三種情況。
(1) 為檢測e個錯碼， 要求最小碼距d0≥e+1；(2) 為糾正t個錯碼，要求最小碼距d0≥2t+1；
(3) 為糾正t個錯碼，同時檢測e個錯碼，要求最小碼距d0≥e+t+1 (e＞t)。
69 常用的檢錯碼：奇偶校驗碼、CRC(循環冗余校驗)
70 在CDMA移動通信系統中采用了卷積碼和交織編碼
71 組網需要解決以下幾個方面的問題：(1) 對於給定的頻率資源，大家如何來共享? 即采用什么樣的多址技術， 使得有限的資源能傳輸更大容量的信息? (2) 由於傳播損耗的存在，基站和移動台之間的通信距離總是有限的。那么為了使用戶在某一服務區內的任一點都能接入網絡，需要在該服務區內設置多少基站？另一方面，對於給定的頻率資源，如何在這些基站之間進行分配以滿足用戶容量的要求？這些是區域覆蓋技術要解決的問題。 (3) 如何將服務區內的各個基站互連起來，並且要與固定網絡(如PSTN、ISDN、BISDN等)互連，從而實現移動用戶與固定用戶、 移動用戶與移動用戶之間的互連互通? 也就是說， 移動通信應采用什么樣的網絡結構? (4) 移動通信的基本特點是用戶在網絡覆蓋的范圍內可任意移動。這就要解決下面兩個問題：一是當移動用戶從一個基站的覆蓋區移動到另一個基站的覆蓋區時，如何保證用戶通信過程的連續性，即如何實現有效的越區切換? 二是用戶在移動網絡中任意移動，網絡如何管理這些用戶，使網絡在任何時刻都知道，該用戶當前在哪一個地區的哪一個基站覆蓋的范圍內，即如何解決移動性管理的問題?
(5) 如何在用戶和移動網絡之間，移動網絡和固定網絡之間交換控制信息，從而對呼叫過程、移動性管理過程和網絡互連過程進行控制， 以保證網絡有序運行， 即在移動通信網中應采用什么樣的信令系統?
72 常用的多址技術有三種：頻分多址(FDMA)、時分多址(TDMA)、碼分多址(CDMA)等
73頻分多址指將給定的頻譜資源划分為若干個等間隔的頻道(或稱信道)供不同的用戶使用
74為每個基站配置好一組信道，供該基站所覆蓋的區域(稱為小區)內的所有移動台共用。 這就是多信道共用問題。
75 信道利用率η可用每小時每信道的完成話務量來計算
在維持B一定的條件下，隨着n的加大A不斷增長。當n<3時，A隨n的增長接近指數規律；當n>6時，則接近線性關系。在B一定的條件下，η隨着n的加大而增長，但在n>8之后增長已很慢。因此，同一基站的共用信道數不宜過多，一般8個。
76 如n=8，為保證呼損率B=5%,全網只能容納57*8=456個用戶；若將B提高到20%，全網就可容納92*8=736個用戶了。
77空閑信道的選取方式主要可以分為兩類： 一類是專用呼叫信道方式(或稱“共用信令信道”方式)； 另一類是標明空閑信道方式。(1) 專用呼叫信道方式。處理呼叫的速度快；但信道的利用率不高。(2) 標明空閑信道方式。可分為“循環定位”、“循環不定位”、“標明多個空閑信道的循環分散定位”和“標明多個空閑信道的循環不定位”等① 循環定位。信道利用率高；但是同搶概率也較大，即容易發生沖突
② 循環不定位方式。減小了同搶概率，但建立呼叫慢
78時分多址是指把時間分割成周期性的幀， 每一幀再分割成若干個時隙(無論幀或時隙都是互不重疊的)
79 在TDMA系統中， 每幀中的時隙結構(或稱為突發結構)的設計通常要考慮三個主要問題： 一是控制和信令信息的傳輸； 二是信道多徑的影響； 三是系統的同步
80為了解決上述問題， 采取以下四方面的主要措施： 一是在每個時隙中，專門划出部分比特用於控制和信令信息的傳輸。 二是為了便於接收端利用均衡器來克服多徑引起的碼間干擾，在時隙中要插入自適應均衡器所需的訓練序列。 訓練序列對接收端來說是確知的， 接收端根據訓練序列的解調結果，就可以估計出信道的沖擊響應，根據該響應就可以預置均衡器的抽頭系數，從而可消除碼間干擾對整個時隙的影響。 三是在上行鏈路的每個時隙中要留出一定的保護間隔(即不傳輸任何信號)，即每個時隙中傳輸信號的時間要小於時隙長度，這樣可以克服因移動台至基站距離的隨機變化，而引起移動台發出的信號到達基站接收機時刻的隨機變化，從而保證不同移動台發出的信號，在基站處都能落在規定的時隙內，而不會出現相互重疊的現象。 四是為了便於接收端的同步，在每個時隙中還要傳輸同步序列。 同步序列和訓練序列可以分開傳輸，也可以合二為一。
81 碼分多址 是以擴頻信號為基礎的，利用不同碼型實現不同用戶的信息傳輸。
82 常用的擴頻信號有兩類：跳頻信號和直接序列擴頻信號。
83為了保證同信道小區之間有足夠的距離， 附近的若干小區都不能用相同的信道。 這些不同信道的小區組成一個區群， 只有不同區群的小區才能進行信道再用。
84 區群的組成應滿足兩個條件： 一是區群之間可以鄰接， 且無空隙無重疊地進行覆蓋； 二是鄰接之后的區群應保證各個相鄰同信道小區之間的距離相等。即滿足公式：N = i2+ij+j2
85 在每個小區中， 基站可設在小區的中央， 用全向天線形成圓形覆蓋區， 這就是所謂“中心激勵”方式；將基站設計在每個小區六邊形的三個頂點上，每個基站采用三副120°扇形輻射的定向天線，分別覆蓋三個相鄰小區的各三分之一區域，每個小區由三副120°扇形天線共同覆蓋，這就是所謂“頂點激勵”方式
采用120°的定向天線后，所接收的同頻干擾功率僅為全向天線系統的1/3，因此可以減少系統的同道干擾。另外，在不同地點采用多副定向天線可消除小區內障礙物的陰影區。
86小區的分裂。在整個服務區中，每個小區的大小可以是相同的，這只能適應用戶密度均勻的情況。事實上服務區內的用戶密度是不均勻的，為了適應這種情況，在用戶密度高的市中心區可使小區的面積小一些，在用戶密度低的市郊區可使小區的面積大一些。
87信道(頻率)配置的方式主要有兩種：一是分區分組配置法；二是等頻距配置法。
88分區分組配置法所遵循的原則是： 盡量減小占用的總頻段， 以提高頻段的利用率； 同一區群內不能使用相同的信道， 以避免同頻干擾； 小區內采用無三階互調的相容信道組， 以避免互調干擾。避免三階互調 。kij≠kxy
89等頻距配置法是按等頻率間隔來配置信道的，只要頻距選得足夠大，就可以有效地避免鄰道干擾
90 為了進一步提高頻率利用率，使信道的配置能隨移動通信業務量地理分布的變化而變化，有兩種辦法：一是“動態配置法”——隨業務量的變化重新配置全部信道；二是“柔性配置法”——准備若干個信道，需要時提供給某個小區使用。
91在數字移動通信系統中， 將移動性管理、 用戶鑒權及認證從MSC中分離出來， 設置原籍位置寄存器(HLR)和訪問位置寄存器(VLR)來進行移動性管理
92 MSC為移動交換中心，它是無線電系統與公眾電話交換網之間的接口設備，完成全部必須的信令功能以建立與移動台的往來呼叫。其主要責任是：① 路由選擇管理；② 計費和費率管理； ③ 業務量管理；④ 向歸屬位置寄存器(HLR)發送有關業務量信息和計費信息。
93 HLR為歸屬位置寄存器，負責移動台數據庫管理。其主要責任是：① 對在HLR中登記的移動台(MS)的所有用戶參數的管理、修改等；② 計費管理；③ VLR的更新
94 VLR為訪問位置寄存器，是動態數據庫。其主要責任是：① 移動台漫游號管理；② 臨時移動台標識管理；③ 訪問的移動台用戶管理；④ HLR的更新；⑤ 管理MSC區、位置區及基站區；⑥ 管理無線信道(如信道分配表、 動態信道分配管理、 信道阻塞狀態)。
95原籍位置寄存器簡稱HLR。 它可以看作是GSM系統的中央數據庫， 存儲該HLR管轄區的所有移動用戶的有關數據。 其中，有關用戶的參數信息（靜態數據）有移動用戶號碼、訪問能力、 用戶類別和補充業務等。 此外， HLR還暫存移動用戶（當前位置的信息）漫游時的有關動態信息數據。
訪問位置寄存器簡稱VLR。 它存儲進入其控制區域內來訪移動用戶的有關數據， 這些數據是從該移動用戶的原籍位置寄存器獲取並進行暫存的，一旦移動用戶離開該VLR的控制區域， 則臨時存儲的該移動用戶的數據就會被刪除。 因此，VLR可看作是一個動態用戶的數據庫。 認證中心AUC是認證移動用戶的身份以及產生相應認證參數的功能實體。
GSM系統采取了特別的通信安全措施， 包括對移動用戶鑒權，對無線鏈路上的話音、數據和信令信息進行保密等
96 與通信有關的一系列控制信號統稱為信令。
97 信令分為兩種：一種是用戶到網絡節點間的信令（稱為接入信令）；另一種是網絡節點之間的信令（稱為網絡信令）
98越區(過區)切換(Handover或Handoff)是指將當前正在進行的移動台與基站之間的通信鏈路從當前基站轉移到另一個基站的過程。 該過程也稱為自動鏈路轉移ALT(Automatic Link Transfer)
99越區切換包括三個方面的問題：① 越區切換的准則，也就是何時需要進行越區切換；
②越區切換如何控制；③越區切換時的信道分配
100越區切換分為兩大類： 一類是硬切換， 另一類是軟切換。
101越區切換的准則
在決定何時需要進行越區切換時， 通常根據移動台處接收的平均信號強度來確定， 也可以根據移動台處的信噪比(或信號干擾比)、 誤比特率等參數來確定。
假定移動台從基站1向基站2運動，其信號強度的變化如圖 5 - 27 所示。判定何時需要越區切換的准則如下：
(1) 相對信號強度准則：在任何時間都選擇具有最強接收信號的基站。 如圖 5 - 27 中的 A處將要發生越區切換。這種准則的缺點是：在原基站的信號強度仍滿足要求的情況下，會引發太多不必要的越區切換。
(2) 具有門限規定的相對信號強度准則：僅允許移動用戶在當前基站的信號足夠弱(低於某一門限)，且新基站的信號強於本基站的信號情況下，才可以進行越區切換。如圖 5 - 27 所示，在門限為Th2時，在B點將會發生越區切換。在該方法中，門限選擇具有重要作用。
(3) 具有滯后余量的相對信號強度准則：僅允許移動用戶在新基站的信號強度比原基站信號強度強很多(即大於滯后余量(Hysteresis Margin))的情況下進行越區切換。
(4) 具有滯后余量和門限規定的相對信號強度准則：僅允許移動用戶在當前基站的信號電平低於規定門限並且新基站的信號強度高於當前基站一個給定滯后余量時進行越區切換。
102 越區切換控制包括兩個方面：一是越區切換的參數控制，二是越區切換的過程控制
103 過程控制的方式主要有三種：移動台控制、網絡控制、移動台輔助 的越區切換
104 我國於1983年規定蜂窩式移動電話系統頻段為870~890.975MHz與915~935.975MHz，頻道間隔為25MHz。90年采用TACS制式，雙工頻率間隔45MHz。
105蜂窩網移動電話系統本身由移動電話交換局(MTSO)、基站(BS)和移動台(MS)組成。
106通常，從基站(BS)至移動台(MS)的傳輸信道稱為前向(或下行)信道， 包括前向話音信道和前向控制信道； 反之， 從MS至BS傳輸的信道稱為反向(或上行)信道， 它也包括反向話音信道和反向控制信道。
107監測音SAT(Supervisory Audio Tone)用於信道分配和對移動用戶的通話質量進行監測。 當某一話音信道要分配給某一移動用戶時， BS就在前向話音信道上發送SAT信號。 移動台檢測到SAT信號后， 就在反向話音信道上環回該SAT信號。 BS收到返回的SAT信號后， 就確認此雙向話音信道已經接通， 即可通話。
108信令音ST(Signalling Tone)在移動台至基站的反向話音信道中傳輸，它是 10 kHz的音頻信號。信令音的主要用途如下：第一，當MS收到BS發來的振鈴信號時，MS在反向話音信道上向BS發送ST信號，表示振鈴成功，一旦移動用戶摘機通話，就停發ST信號；第二，移動台在過境切換頻道前，在MTSO控制下，BS在原來的前向話音信道上發送一個新分配的話音信道的指令，MS收到該指令后，就發送ST信號以表示確認。
109 GSM蜂窩系統的主要組成部分可分為移動台、基站子系統和網絡子系統。基站子系統(簡稱基站BS)由基站收發台(BTS)和基站控制器(BSC)組成；網絡子系統由移動交換中心(MSC)、操作維護中心(OMC)、原籍位置寄存器(HLR)、訪問位置寄存器(VLR)、鑒權中心(AUC)和移動設備識別寄存器(EIR)等組成。一個MSC可管理多達幾十個基站控制器，一個基站控制器最多可控制256個BTS。由MS、BS和網絡子系統構成公用陸地移動通信網，該網絡由MSC與公用交換電話網(PSTN)、 綜合業務數字網(ISDN)和公用數據網(PDN)進行互連。
110移動台的用戶識別模塊(SIM)，亦稱SIM卡。它基本上是一張符合ISO(開放系統互連)標准的“智慧”磁卡，其中包含與用戶有關的無線接口的信息，也包括鑒權和加密的信息
111 GSM系統工作在以下射頻頻段：上行(移動台發、基站收) 890～915 MHz；下行(基站發、 移動台收) 935～960 MHz；收、發頻率間隔為 45 MHz。
移動台采用較低頻段發射，傳播損耗較低，有利於補償上、下行功率不平衡的問題。
由於載頻間隔是 0.2 MHz，因此GSM系統整個工作頻段分為 124 對載頻，其頻道序號用n表示，則上、下兩頻段中序號為n的載頻可用下式計算：
下頻段 fl(n)=(890+0.2 n) MHz ；上頻段 fh(n)=(935+0.2 n) MHz
每個載頻有8個時隙，因此GSM系統總共有124*8=992個物理信道。
112 GSM系統的信道分類：業務（語音、數據）與控制信道
113控制信道(CCH)用於傳送信令和同步信號， 主要分為三種：廣播信道(BCH)、 公共控制信道(CCCH)和專用控制信道(DCCH)
廣播信道是一種“一點對多點”的單方向控制信道，用於基站向移動台廣播公用的信息，傳輸的內容主要是移動台入網和呼叫建立所需要的有關信息
公用控制信道是一種雙向控制信道，用於呼叫接續階段傳輸鏈路連接所需要的控制信令
專用控制信道是一種“點對點”的雙向控制信道，其用途是在呼叫接續階段以及在通信進行當中，在移動台和基站之間傳輸必需的控制信息
114 所謂位置登記(或稱注冊)， 是通信網為了跟蹤移動台的位置變化，而對其位置信息進行登記、刪除和更新的過程。
115鑒權是為了確認移動台的合法性， 而加密是為了防止第三者竊聽
116 EIR中使用三種設備清單：白名單(合法的移動設備識別號)；黑名單(禁止使用的移動設備識別號)；灰名單(是否允許使用由運營者決定，例如有故障的或未經型號認證的移動設備識別號)
117 IS-95的載波頻帶寬度為1.25MHz
118 碼分多址蜂窩通信系統的特征如下：
(1) 根據理論分析，CDMA蜂窩系統與模擬蜂窩系統或TDMA數字蜂窩系統相比具有更大的通信容量
(2) CDMA蜂窩系統的全部用戶共享一個無線信道， 用戶信號的區分只靠所用碼型的不同， 因此當蜂窩系統的負荷滿載時，另外增加少數用戶只會引起話音質量的輕微下降(或者說信干比稍微降低)， 而不會出現阻塞現象
(3) CDMA蜂窩系統具有“軟切換”功能。即在過區切換的起始階段，由原小區的基站與新小區的基站同時為過區的移動台服務，直到該移動台與新基站之間建立起可靠的通信鏈路后， 原基站才中斷它和該移動台的聯系。CDMA蜂窩系統的軟切換功能既可以保證過區切換的可靠性(防止切換錯誤時反復要求切換)，又可以使通信中的用戶不易察覺。
(4) CDMA蜂窩系統可以充分利用人類對話的不連續特性來實現話音激活技術，以提高系統的通信容量。
(5) CDMA蜂窩系統以擴頻技術為基礎， 因而它具有擴頻通信系統所固有的優點， 如抗干擾、 抗多徑衰落和具有保密性等。
119 CDMA蜂窩系統的多址干擾分兩種情況：一是基站在接收某一移動台的信號時，會受到本小區和鄰近小區其他移動台所發信號的干擾；二是移動台在接收所屬基站發來的信號時，會受到所屬基站和鄰近基站向其他移動台所發信號的干擾。
120 CDMA蜂窩通信系統的功率控制
(1) 反向功率控制。反向功率控制也稱上行鏈路功率控制。其主要要求是使任一移動台無論處於什么位置上，其信號在到達基站的接收機時，都具有相同的電平，而且剛剛達到信干比要求的門限。既可以有效地防止“遠近效應”，又可以最大限度地減小多址干擾。
辦法：在移動台接收並測量基站發來的信號強度，並估計正向傳輸損耗，然后根據這種估計來調節移動台的反向發射功率。如果接收信號增強，就降低其發射功率；若接收信號減弱，就增加其發射功率。
原則：當信道的傳播條件突然改善時，功率控制應作出快速反應，以防止信號突然增強而對其他用戶產生附加干擾；相反，當傳播條件突然變壞時，功率調整的速度可以相對慢一些。也就是說，寧可單個用戶的信號質量短時間惡化，也要防止許多用戶的背景干擾都增大。
(2) 正向功率控制。正向功率控制也稱下行鏈路功率控制。其要求是調整基站向移動台發射的功率，使任一移動台無論處於小區中的任何位置上，收到基站的信號電平都剛剛達到信干比所要求的門限值。可以避免基站向距離近的移動台輻射過大的信號功率，也可以防止或減少由於移動台進入傳播條件惡劣或背景干擾過強的地區而發生誤碼率增大或通信質量下降的現象。
方法：可以由移動台檢測其接收信號的強度，並不斷比較信號電平和干擾電平的比值。如果此比值小於預定的門限值，移動台就向基站發出增加功率的請求；如果此比值超過了預定的門限值，移動台就向基站發出減小功率的請求。基站收到調整功率的請求后，即按一定的調整量改變相應的發射功率。同樣也可以在基站檢測來自移動台的信號強度，以估計反向傳輸的損耗並相應調整其發射功率。
121基站和移動台支持三種切換方式：軟切換、CDMA到CDMA的硬切換、CDMA到模擬系統的切換
122概要地說明軟切換的優點
(1) 在一般模擬蜂窩系統中，當基站發現某一移動台發來的信號強度低到門限以下時，表明移動台已接近小區的邊緣，於是基站就詢問系統控制器是否有其他基站能收到這個移動台的信號而且有足夠的強度。
(2) 軟切換為在CDMA通信系統中實現分集接收提供了條件。 當移動台處於兩個(或三個)小區的交界處進行軟切換時， 會有兩個(或三個)基站同時向它發送相同的信息， 移動台搜索並解調這些信號， 即可按一定的方式(比如最大比值合並方式)進行分集合並。
123 TD-SCDMA與其他第三代移動通信系統標准相比具有較為明顯的優勢，主要體現在如下幾個方面。 (1) 頻譜靈活性和支持蜂窩網的能力。 (2) 高頻譜利用率。(3) 適用於多種使用環境。
124 三種主流第三代移動通信系統標准主要技術性能比
