现代无线通信部分复习重点

GSM

GSM系统属于小区制大容量移动通信网，在它的服务区，设置很多基站，移动台只要在服务区内，移动通信网就必须具有控制、交换功能，以实现位置更新、呼叫接续、过区切换及漫游服务等功能。

移动用户识别码（IMSI） MCC：移动国家号码。460 MNC：移动网号。00 MSIN：HHH9******

临时移动用户识别码（TMSI） GSM系统提供安全保密措施，即空中接口无线传输识别码采用临时移动用户识别码(TMSI)代替IMSI。访问位置寄存器(VLR)可给来访的移动用户分配一个TMSI(只限于在该访问服务区使用)。

TMSI总长不超过 4 个字节，其格式由各运营部门决定。 为了防止非法监听进而盗用IMSI， IMSI只在起始入网登记时使用，后续的呼叫中，需要在无线链路上传送IMSI时，均用临时移动用户识别码(TMSI)代替。从而防止窃听者检测用户的通信内容，或者非法盗用合法用户的IMSI

国际移动设备识别码(IMEI) 是区别移动台设备的标志，可用于监控被窃或无效的的移动设备。

每一个移动台设备均有一个惟一的移动台设备识别码(IMEI)。在EIR中存储了所有移动台的设备识别码，每个移动台只存储本身的IMEI。设备识别的目的是确保系统中使用的设备不是盗用的或非法的设备。为此，EIR中使用三种设备清单：黑名单，白名单，灰名单。

移动台国际ISDN号码(MSISDN)

是主叫用户为呼叫GSM移动通信网中用户所需的号码。 CC：我国的码为86；

NDC： 电信移动业务接入号NDC：139~135； 联通移动业务接入号NDC：130、131；

HLR：原籍位置寄存器。表示用户的归属，区别移动业务本地网； SN：4位

GSM的调制方式是高斯型最小移频键控（GMSK）方式。矩形脉冲在调制器之前先通过一个高斯滤波器。从而能满足CCIR提出的邻信道功率电平小于-60dB W的要求。 GSM系统还采用了话音激活技术。此间断传输(DTx)技术的基本原则是只在有话音时才打开发射机，这样可以减小干扰，使频率复用面积减小，提高系统容量。采用DTx技术，对移动台来说是更有意义可以减少电源消耗。

GSM中话音激活技术采用一种自适应门限话音检测算法。当发端判断出通话者暂停

通话时，立即关闭发射机，暂停传输；在接收端检测出无话音时，在相应空闲帧填上轻微的“舒适噪声”，以免收听者造成通信中断的错觉。

无论何时，当某一移动用户在接入信道上向另一移动用户或有线用户发起呼叫，移动通信网络就要按照预定的程序开始运转，这一过程会涉及到网络的各个功能部件，网络要为用户呼叫配置所需的控制信道和业务信道，指定和控制发射机的功率，进行设备和用户的识别和鉴权， 完成无线链路和地面线路的连接和交换，最终在主呼用户和被呼用户之间建立起通信链路，提供通信服务。这一过程称为呼叫接续过程，是移动通信系统的连接控制(或管理)功能。

当移动用户从一个位置区漫游到另一个位置区时，网络中的有关位置寄存器要随之对移动台的位置信息进行登记、修改或删除。如果移动台是在通信过程中越区，网络要在不影响用户通信的情况下，控制该移动台进行越区切换，其中包括判定新的服务基台、指配新的频率或信道以及更换原有地面线路等程序。这种功能是移动通信系统的移动管理功能。

在移动通信网络中，重要的管理功能还有无线资源管理。无线资源管理的目标是在保证通信质量的条件下，尽可能提高通信系统的频谱利用率和通信容量。为了适应传播环境、网络结构和通信路由的变化，有效的办法是采用动态信道分配(DCA)法，即根据当前用户周围的业务分布和干扰状态，选择最佳的(无冲突或干扰最小)信道，分配给通信用户使用。显然，这一过程既要在用户的常规呼叫时完成，也要在用户过区切换的通信过程中迅速完成。

越区切换包括三个方面的问题：

① 越区切换的准则，也就是何时需要进行越区切换； ② 越区切换如何控制； ③ 越区切换时信道分配

越区切换算法的主要性能指标：越区切换的失败概率、因越区失败而使通信中断的概率、越区切换的速率、越区切换引起的通信中断的时间间隔以及越区切换发生的时延等。 越区切换分为两大类：硬切换和软切换。

CDMA

CDMA系统对扩频码的要求有如下几点：

1．具有良好的伪随机性，即扩频码是按照预先确定的规律形成的，使通信对方能按此预定的规律把信号检测出来，但是不知道预定规律的无关接收者难以把信息检测出来；

2．具有良好的自相关、互相关特性，即自相关峰值尖锐，互相关的部分相关值接近于零，便于接收端准确的把所需信号检测出来，并减少检测误差； 3．序列的数目足够多，保证在码分多址通信系统中应用时有足够的地址码可以分配给多个用户；

4．有尽可能大的序列复杂度；

5．不同的码元数平衡相等（0-1个数接近相等）。

多址干扰

会引起单用户性能下降，用户越多性能越差，较大扩频因子Q(处理增益)会降低多址干扰的影响

CDMA数字蜂窝移动通信系统的组成与GSM相似，主要由网络交换子系统、基站子系统和移动台子系统构成。

① CDMA蜂窝系统与模拟蜂窝系统或TDMA数字蜂窝系统相比具有更大的通信容量。

② CDMA蜂窝系统的全部用户共享一个无线信道，用户信号的区分只靠所用码型的不同，因此当蜂窝系统的负荷满载时，如果另外增加少数用户，只会引起话音质量的轻微下降(或者说信干比稍微降低)，而不会出现阻塞现象。CDMA蜂窝系统的这种特征，使系统容量与用户数之间存在一种“软”的关系。 ③ CDMA蜂窝系统具有“软切换”功能。

④ CDMA蜂窝系统可以充分利用人类对话的不连续特性来实现话音激活技术，以提高系统的通信容量。

⑤ CDMA蜂窝系统以扩频技术为基站，因而它具有扩频通信系统所固有的优点，如抗干扰、抗多径衰落和具有保密性等。

切 换

基站和移动台支持三种切换方式： (1)软切换。

(2) CDMA到CDMA的硬切换。 (3) CDMA到模拟系统的切换。

CDMA通信系统的软切换不改变频率，可减小通信中断的概率，更重要的是在切换的过程中移动台开始和一个新基站通信时，并不中断和原来基站的通信，因而当移动台靠近两个小区的交界处，尽管两个基站发来的信号会起伏变化，但这对移动台的通信没有破坏作用。只有当移动台在新的小区建立起稳定通信之后，原来的小区基站才中断其通信控制。 因此，CDMA系统的软切换是“先切换后中断”，而其它系统(模拟FDMA系统和数字TDMA系统)的切换是“先中断后切换”。

OFDM

正交频分复用（OFDM）技术的基本思想就是在频域内将所给信道分成许多正交子信道，在每一个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输，这样，尽管总的信道并非平坦的，也就是说，具有频率选择性，但是每个子信道是相对平坦的，并且在每个信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相关带宽，因此可以大大消除符号间干扰。

OFDM的优点：

OFDM系统比传统FDM系统要求的带宽要小得多。由于OFDM使用无干扰正交载波技术，单个载波间无需保护频带，这样使得可用频谱的使用效率更高。另外，OFDM技术可动态分配在子信道中的数据，为获得最大的数据吞吐量，多载波调制器可以智能地分配更多的数据到噪声小的子信道上。

通过各个子载波的联合编码，OFDM具有很强的抗衰落能力，同时也有很强的抗窄带干扰能力，因为这些干扰仅仅影响到很小一部分的子信道。OFDM系统可以有效地抗信号波形间干扰，适用于多径环境和衰落信道中的高速数据传输。OFDM信道利用率高，这点在频谱资源有限的无线环境中尤其重要。

MIMO

MIMO系统就是在发射端和接收端同时安装多个天线的一种空间分集系统 。与之相对应的还有两种空间分集系统，即SIMO（simple-input multiple-output）系统和MISO （multiple-output simple-input）系统。

数据经空-时编码，组成N个子数据流，由N个天线发射，M个天线接收，再经空时解码，恢复数据。

应用环境---多径衰落信道

MIMO 系统的提出是为了进一步提高无线通信系统容量，它可以在不用增加系统带宽的情况下改善系统性能，提高了数据速率。

平坦衰落信道中，MIMO系统可以利用传播中的多径分量，但是，对于频率选择性衰落信道，MIMO系统依然无能为力。

而在目前的宽带无线通信中，一般都会发生频率选择性衰落，为了使得MIMO系统性能在频率选择性衰落信道中依然 良好，可以将MIMO系统和正交频分复用OFDM调制技术结合起来，形成MIMO-OFDM系统。

将MIMO系统与OFDM技术相结合，可以充分利用二者的优势，而又互相弥补不足之处 。

1、MIMO-OFDM系统不仅有很高的频谱利用率，而且在OFDM基础上合理开发了空间资源，可以提供更高的数据速率，提高系统容量，改善系统性能。 2、加入了OFDM调制技术的MIMO系统在抗多径方面表现出了很大的优势，使得MIMO系统在频率选择性衰落信道中也能取作用

频率资源基本都己占用，很找出新的频段分配给新的业务，这在一定程度上阻碍设备的商用。