第一章

1.什么是移动通信？它的特点是什么？

概念：

在任何时间、任何地点与任何人都能及时沟通联系，交换信息。移动通信是指通信双方，至少有一方在移动中进行信息传输和交换。

特点：

必须利用无线电波进行信息传输
在复杂的干扰环境中运行
可以利用的频谱资源非常有限，而移动通信业务量的需求却与日俱增
网络结构多种多样
通信设备必须适于在移动环境中使用

2.移动通信的分类

工作方式
- 单工：同频单工、异频单工
- 双工
- 半双工
信号形式
- 数字网
- 模拟网
通信业务
- 基于话音业务的通信网络
- 基于分组数据传输的通信网络

数字移动通信系统(数字网)的优点

频谱利用率高，有利于提高系统容量
能提供多种业务服务，提高通信系统的通用性
抗噪声、抗干扰和抗多径衰落的能力强
更有效、灵活的网络管理和控制
便于实现通信的安全保密
降低设备成本以及减小用户手机的体量

3.常用移动通信系统

无线电寻呼系统
蜂窝移动通信系统（公用移动通信系统）
无绳电话系统
集群移动通信系统
- 控制方式：集中控制方式、分布控制方式
- 集群方式：消息集群、传输集群、准传输集群

蜂窝通信系统采用了哪些技术？请与集群通信系统对比，阐述他们的相似性和不同点。

技术：
- 频率再用技术
- 小区覆盖
- 小区分裂
- 越区切换
- 位置管理
不同点：
- 集群通信系统属于专用移动通信网；蜂窝通信系统属于公众移动通信网
- 集群通信系统具有限时功能；蜂窝通信系统一般没有
- 集群通信系统的主要服务业务是无线用户和无线用户之间的通信；蜂窝通信系统有大量的无线用户与有线用户之间的通话业务
- 集群通信系统一般采用半双工；蜂窝通信系统都采用全双工工作方式
- 集群系统中通过改进频道共用技术来提高系统的频率利用率；蜂窝通信系统采用频道再用技术来提高系统的频率利用率
相同点：
- 都是移动通信系统
- 都是基于语音的网络

4.移动通信的基本技术和作用

调制技术：提高频谱利用率和抗干扰、抗衰落能力
移动信道中电波传播特性的研究：给通信系统的规划和设计提供依据
多址方式：解决频谱资源的共享利用问题
抗干扰、抗衰落技术：增强通信系统抗干扰、抗衰落能力，提高通信质量
组网技术：解决移动通信组网中的问题

第二章

1.电波传播的主要方式

直射波
反射波
散射波
绕射波

2.直射波

自由空间传播模型

对于收、发两端均为球形天线，接收端天线获得的功率为：

$P_{R}=P_{T}\left(\frac{\lambda}{4 \pi d}\right)^{2}$

自由空间直射波的传输损耗：

$L_{\mathrm{fs}}=\frac{P_{T}}{P_{R}}=\left(\frac{4 \pi d}{\lambda}\right)^{2}\\ \left[L_{\mathrm{fs}}\right](\mathrm{dB})=32.44+20 \log d(\mathrm{~km})+20 \log f(\mathrm{MHz})$

对于收、发两端均为方向性天线：
- 设发射功率为 $P_T$ ,方向性发射天线的增益分别为 $G_T$
- 则距离辐射源 $d$ 处的无线电波功率密度： $S = \frac{P_T G_T}{4\pi d^2}(W/m^2)$
- 设接收端天线的等效面积为 $A_R$ ，增益为 $G_R$ ，则接收段天线接收到的功率为： $P_R=SA_R=\frac{P_TG_TA_R}{4\pi d^2}$
- 由于 $A_R=\frac{\lambda^2G_R}{4\pi}$ ，故 $P_R=P_TG_TG_R(\frac{\lambda}{4\pi d})^2$
- 路径损耗： $L_{fs}=\frac{P_T}{P_R}=\frac{1}{G_TG_R}(\frac{4\pi d}{\lambda})^2$
- 则 $\left[L_{\mathrm{fs}}\right](\mathrm{dB})=32.44+20 \log d(\mathrm{~km})+20 \log f(\mathrm{MHz})-10 \log \left(\mathrm{G}_{\mathrm{T}}\right)-10 \log \left(\mathrm{G}_{\mathrm{R}}\right)$
- 由于距离单位是 $m$ ，频率单位是 $Hz$ ，故 $\begin{aligned}\left[L_{\mathrm{fs}}\right](\mathrm{dB}) &=32.44+20 \log d(\mathrm{~m})+60+20 \log f(\mathrm{~Hz})+120-10 \log \left(\mathrm{G}_{\mathrm{T}}\right)-10 \log \left(\mathrm{G}_{\mathrm{R}}\right) \\ &=212.44+20 \log d(\mathrm{~m})+20 \log f(\mathrm{~Hz})-10 \log \left(\mathrm{G}_{\mathrm{T}}\right)-10 \log \left(\mathrm{G}_{\mathrm{R}}\right) \end{aligned}$

视距传播（大气折射）

地球等效半径：

$R_{e}=k \cdot R_{0}=R_{0} \frac{1}{1+R_{0} \cdot \frac{d n}{d h}}$

标准大气情况下，等效地球半径系数k=4/3。地球实际半径是6370km, 地球等效半径为8500km。
大气折射的结果是超视距传播

视线传播距离的极限值为：

3.绕射波

惠更斯原理

菲涅尔余隙：图中 $x$ ，当障碍物阻挡视线传播时，余隙为负；无阻挡时，余隙为正。
第一菲涅尔半径： $x_{1}=\sqrt{\frac{\lambda d_{1} d_{2}}{d_{1}+d_{2}}}$
绕射损耗与菲涅尔余隙的关系：

4.反射波

双径模型

$\Delta \varphi=\frac{2 \pi}{\lambda} \Delta d\\ E=E_{0}\left(1+R \mathrm{e}^{-\mathrm{j} \Delta \varphi}\right)=E_{0}\left(1+|R| \mathrm{e}^{-\mathrm{j}(\varphi+\Delta \varphi)}\right)$

其中：

$\Delta d$ ：路径差
$\Delta \varphi$ ：相位差
$\frac{2 \pi}{\lambda}$ ：传播相移常数
$R$ ：反射系数，镜面反射时为-1

场强计算步骤：路径差 -> 路径差引起的附加相移 -> 接收场强。

5.散射波

粗糙的表面会向所有方向散射电磁波

远大于波长的平滑表面 —>反射模型
小于波长的粗糙表面—>散射模型

6.移动信道的传播特征

移动信道中电波传播的特点

主要特点是信号衰落，包括：

与传播距离相关的路径损耗
受地形地貌影响的慢衰落损耗
受多径效应等影响的快衰落损耗

衰落的类型

大尺度衰落
- 传播损耗（路径损耗）
- 阴影衰落：由大型障碍物的遮挡引起
小尺度衰落：由多径效应和多普勒效应引起的

多径效应

概念：信道中的反射物和散射物导致发射波到达接收机时形成在时间、空间上相互区别的多个无线电波。不同多径成分具有的随机相位和幅度引起信号幅度波动。延长信号到达接收机的时间，引起码间串扰。

影响：

在时域上（多径时散）：多径效应在时域上造成数字信号波形展宽
在频域上（相关带宽）：多径效应导致频率选择性衰落

推导：

快衰落和慢衰落

成因

**快衰落（小尺度衰落）：**信道中的反射物和散射物导致发射波到达接收机时形成在时间、空间上相互区别的多个无线电波。不同多径成分具有的随机相位和幅度引起信号幅度波动。
**慢衰落（大尺度衰落）：**移动中的移动台或接收天线随时间、地点、地形变化受到阴影效应的影响，信号电平中值发生的衰落

特点

**快衰落：**发生在小尺度范围内的信号衰减，可以通过均衡技术等进行“抗衰落”；
**慢衰落：**发生在大尺度范围内的信号衰减，可以通过“衰落储备“避免通信的中断。

衰落储备：为了防止衰落引起的通信中断，在设计信道时使信号电平保有足够余量，保证可通率大于规定值。

7.陆地移动信道的传输损耗

传播模型：

$传播损耗=中等起伏地形损耗+不规则地形损耗\\ L_A=L_T-K_T\\ L_T=L_{fs}+A_m(f,d)-H_b(h_b,d)-H_m(h_m,f)$

中等起伏地损耗 $L_T$

自由空间传播损耗 $L_{fs}$ ： $\left[L_{\mathrm{fs}}\right](\mathrm{dB})=32.44+20 \log d(\mathrm{~km})+20 \log f(\mathrm{MHz})$
基本损耗中值 $A_m(f,d)$ ：根据频率和距离读图
基站天线高度增益因子 $H_b(h_b,d)$ ：天线高度不是200m时，根据基站天线高度 $h_b$ 和通信距离d读图
移动台天线高度增益因子 $H_m(h_m,f)$ ：天线高度不是3m时，根据移动台天线高度 $h_m$ 和频率以及城市规模读图

修正因子 $K_T$

$K_T = K_{mr} +Q_o+Q_r+K_h+K_{hf}+K_{js}+K_{sp} +K_S$

接收功率

$P_R = P_T + G_R+G_T-L_T$

第三章

1.分集接收技术

分集接收技术的概念

分集接收：是指接收端对它收到的多个衰落特性互相独立的信号进行特定的处理，以降低信号电平起伏的办法。包括：

分散传输：使接收端能获得多个统计独立的、携带同一信息的衰落信号
集中处理：即接收机把收到的多个统计独立的衰落信号进行合并以降低衰落的影响

分集技术的分类

分集技术
- 显分集（多副天线）
  - 宏分集：针对移动台位置变化引起的阴影衰落/慢衰落，常见办法是越区切换
  - 微分集：针对多径效应引起的快衰落，分集效果取决于接收信号的相关性，相关性越小，效果越好。
    - 空间分集
    - 频率分集
    - 时间分集
    - 极化分集
    - 场分量分集
    - 角度分集
- 隐分集（一副天线）
  - 交织编码技术

分集方式

空间分集
- 利用无线信号的衰落在空间域的非相关性，使用二重或多重信号的叠加来平抑衰落深度，减少快衰落发生的概率。
- 在任意两个不同的位置上接收同一个信号，只要两个位置的距离大到一定程度，则两处所收信号的衰落是不相关的。
频率分集
- 频率间隔大于相关带宽的两个信号所遭受的衰落可以认为是不相关的，因此可以用两个以上不同的频率传输同一信息，以实现频率分集。
时间分集
- 同一信号在不同的时间区间多次重发，只要各次发送的时间间隔足够大（大于相干时间），那么各次发送信号所出现的衰落将是彼此独立的
极化分集
- 在发送端同一地点装上垂直极化和水平极化两幅发射天线，在接收端同一地点装上垂直极化和水平极化两幅接收天线，就可以得到两路衰落特性互不相关的极化分量
场分量分集
- 电磁波的E场和H场载有相同的信息，而反射机理是不同的。一个散射体反射E波和H波的驻波图形相位差90°，即当E波为最大时，H波为最小
角度分集
- 使电波通过不同路径以不同角度到达接收端，利用多个高增益的接收天线分离出不同方向来的信号分量。

合并方式

选择式合并：检测所有分集支路的信号，以选择其中信噪比最高的那一个支路的信号作为合并器的输出。
最大比值合并（最佳的合并方式）：对各支路信号加权求和，每一支路的加权系数与信号包络成正比而与噪声功率成反比。
等增益合并：各支路的信号等增益相加
- 输出的信号包络为： $r_{E}=\sum_{k=1}^{M} r_{k}$

分集合并性能

选择式合并改善因子： $\bar{D}_{S}(M)=\frac{\bar{\gamma}_{S}}{\gamma_{0}}=\sum_{k=1}^{M} \frac{1}{k}$ ，以dB为单位： $\left[\bar{D}_{S}(M)\right]=\left[\bar{\gamma}_{S}\right]-\left[\gamma_{0}\right]=10 \lg \left(\sum_{k=1}^{M} \frac{1}{k}\right)$
最大比值合并改善因子： $\bar{D}_{R}(M)=\frac{\bar{\gamma}_{R}}{\gamma_{0}}=M$ ，以dB为单位： $\left[\bar{D}_{R}(M)\right]=\left[\bar{\gamma}_{R}\right]-\left[\gamma_{0}\right]=10 \lg M$
等增益合并的改善因子： $\overline{D_{E}}(M)=\frac{\bar{\gamma}_{E}}{\gamma_{0}}=1+(M-1) \frac{\pi}{4}$ ，以dB为单位： $\left[\overline{D_{E}}(M)\right]=\left[\overline{\gamma_{E}}\right]-\left[\gamma_{0}\right]=10 \lg \left[1+(M-1) \frac{\pi}{4}\right]$

2.RAKE接收技术

原理：

信号的时间延迟足够大，认为多径信号之间的衰落特性是互不相关的
经过不同的时延，在时间上对齐、合并输出
矢量合并变为代数求和

3.纠错编码技术

检错和纠错能力

设码距为 $d_0$ ：

检错能力为 $e$ 时： $d_0\ge e+1$
纠错能力为 $t$ 时： $d_0\ge 2t+1$
同时检错 $e$ ，纠错 $t$ 时： $d_0\ge e+t+1$

奇偶校验码

码字由信息位和校验位组成，监督位由信息位生成
生成规则，以3位信息位为例（4位监督位）：

$\begin{aligned} &C_{1}=S_{1} \oplus S_{3} \\ &C_{2}=S_{1} \oplus S_{2} \oplus S_{3} \\ &C_{3}=S_{1} \oplus S_{2} \\ &C_{4}=S_{2} \oplus S_{3} \end{aligned}$
生成的码字含偶数个“1”，否则表示出现错误，不能发现偶数个错误
最后将信息位和校验位组合成生成序列

循环冗余校验CRC（多项式码）

码字由信息位和校验位组成，监督位由生成多项式生成
常用生成多项式CRC-16： $g(D)=D^{16}+D^{12}+D^{5}+1$
校验位系数对应下述公式系数： $C(D)=$ Remainder $\left[\frac{S(D) \cdot D_{L}}{g(D)}\right]=C_{L-1} D^{L-1}+C_{1} D+C_{0}$ ，Remainder表示取余
最后将信息位和校验位组合成生成序列

卷积码

卷积码生成的码字不仅和当前码元有关还和前面的码元相关
(3,1)卷积码
- 编码规则：
  
  $\begin{aligned} &p_{j 1}=m_{j} \oplus m_{j-1} \oplus m_{j-3} \\ &p_{j 2}=m_{j} \oplus m_{j-1} \oplus m_{j-2} \end{aligned}$
- 每次输入一个码元 $m_j$ 会生成三个码元 $m_j,p_{j1},p_{j2}$
(2,1)卷积码
- 编码规则： $p_{j}=m_{j} \oplus m_{j-1}$
- 每次输入一个码元 $m_j$ 会生成两个个码元 $m_j,p_{j1}$

4.扩频技术

原理：通过一个独立的扩频码序列来完成，用编码及调制的方法来实现的，与所传信息数据无关；在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据
理论基础： $C=B \log _{2}\left(1+\frac{S}{N}\right)$ $C = B lo g_{2} (1 + \frac{S}{N})$
- 由香农定理，在一定的信道容量条件下，信号带宽和信噪比是可以互换的
抗干扰能力： $G_{p}=10 \lg \frac{B}{B_{\mathrm{m}}}$ ，与扩频信号带宽 $B$ 与信息带宽 $B_m$ 之比成正比

5.均衡技术

均衡的概念

均衡技术是指各种用来处理码间干扰(ISI)的算法和实现方法。在移动环境中，由于信道的时变多径传播特性，引起了严重的码间干扰，这就需要采用均衡技术来克服码间干扰。

均衡技术的原理

均衡器接收信号为： $y(t)=x(t) \otimes f^{*}(t)+n_{\mathrm{b}}(t)$
- 其中 $f^{*}(t)$ 是 $f(t)$ 的复共轭， $n_b(t)$ 是基带噪声信号， $\otimes$ 是卷积运算
设均衡器的冲激响应是 $h_{eq}(t)$ ，则均衡器输出为

$\begin{aligned} \hat{d}(t) &=x(t) \otimes f^{*}(t) \otimes h_{\mathrm{eq}}(t)+n_{\mathrm{b}}(t) \otimes h_{\mathrm{eq}}(t) \\ &=x(t) \otimes g(t)+n_{\mathrm{b}}(t) \otimes h_{\mathrm{eq}}(t) \end{aligned}$
假定系统中没有噪声，即 $n_b(t)=0$ ，则在理想情况下，应有 $\hat{d}(t)=x(t)$ ，在这种情况下没有任何码间干扰。为了使 $\hat{d}(t)=x(t)$ 成立， $g(t)$ 必须满足： $g(t)=f^{*}(t) \otimes h_{\mathrm{eq}}(t)=\delta(t)$ 。该式就是均衡器要达到的目标，在频域中上式可以表示为： $H_{\mathrm{eq}}(f) F^{*}(-f)=1$ ，即 $H_{\mathrm{eq}}(f) =\frac{1}{F^{*}(-f)}$
均衡器实际上就是等效基带信道滤波器的逆滤波器。如果信道是一个频率选择性的信道，则均衡器将放大被衰落的频率分量，衰减被信道增强的分量，从而提供一个具有平坦频率响应和线性相位响应的 $g(t)$ 。如果信道是时变信道，则均衡器要跟踪信道的变化。

第四章

1.组网技术要解决的问题

网络结构：移动通信应采用什么样的网络结构?
多址技术：采用什么样的多址技术，使得有限的资源能传输更大容量的信息?
区域覆盖：如何设置基站？基站之间如何分配有限的频率资源？
越区切换：如何实现有效的越区切换?如何解决移动性管理的问题?
信令系统：在移动通信网中应采用什么样的信令系统?

2.网络结构

数字蜂窝移动通信网络和模拟蜂窝移动通信网络的区别

模拟蜂窝移动通信网的MSC包含移动性管理和用户鉴权及认证。
数字蜂窝移动通信网将移动性管理和用户鉴权及认证从MSC中剥离出来。设置了原籍位置寄存器(HLR) ，访问位置寄存器(VLR)来进行移动性管理。
数字蜂窝移动通信网还包括设备标志寄存器(EIR)，认证中心(AUC)和操作维护中心(OMC)等

3.多址技术

概念：多址技术是指把处于不同地点的多个用户接入一个公共传输媒质，实现各用户之间通信的技术。

分类：

频分多址
时分多址
码分多址

频分多址FDMA

概念：频分多址是指将给定的频谱资源划分为若干个等间隔的信道供不同的用户使用。

特点：

信道带宽等于传输一路信号所需带宽
在FDMA系统中，收、发的频段是分开的。收发信道之间必须有足够的间隔，使得收发之间不产生干扰

针对FDMA的特点：

在FDMA系统中，收、发的频段是分开的。而所有移动台使用相同的收、发频段，故移动台不能直接通信而是要经过基站中转。
信道共用。即每个基站具有一组信道，供该基站所覆盖的小区内的所有移动台共用

话务量和互损率计算

流入话务量： $A=S \cdot \lambda$ ，单位爱尔兰
- $S$ 的单位是(小时/次)，每次呼叫平均占用信道时间(含通话时间)
- $λ$ 的单位是(次/小时)，单位时间(1小时)内平均发生的呼叫次数
完成话务量： $A_0=S \cdot \lambda_0$ ，单位爱尔兰
- 在观察时间 $T$ 小时内，全网共完成 $C_1$ 次通话，则每小时完成的呼叫次数为 $\lambda_{0}=\frac{C_{1}}{T}$
- $A_{0}=\frac{1}{T} C_{1} \cdot S=\frac{1}{T} \sum_{i=1}^{n} i \cdot t_{i}=\sum_{i=1}^{n} i \frac{t_{i}}{T}=\sum_{i=1}^{n} i \cdot P_i$
呼损率： $B=\frac{A-A_{0}}{A}=\frac{\lambda-\lambda_{0}}{\lambda}$
- $B=\frac{A^{n} / n !}{\sum_{i=1}^{n} A^{i} / i !}$
信道利用率，用每小时每信道的完成话务量
- $\eta=\frac{A_{0}}{n}=\frac{A(1-B)}{n}$
每个用户的忙时话务量： $a=C \cdot T \cdot k \cdot \frac{1}{3600}$
- 中每一用户每天平均呼叫次数为C(次/天)
- 每次呼叫的平均占用信道时间为T(秒/次)
- 最忙1小时内的话务量与全天话务量之比称为集中系数，用k表示
每个信道所能容纳的用户数： $m=\frac{A / n}{a}=\frac{\frac{A}{n} \cdot 3600}{C \cdot T \cdot k}$

空闲信道的选取

专用呼叫信道方式：在给定的多个信道中，选择一个信道专门用作呼叫；该信道有两个作用：一是处理呼叫；二是指配话音信道。
- 优势：处理呼叫速度快
- 劣势：只能处理呼叫，不能用于通话，利用率不高
- 适用场合：采用数字信令的大容量通信系统
标明空闲信道方式
- 循环定位方式
- 循环不定位方式

4.区域覆盖

为什么需要区域覆盖技术

单个基站覆盖一个大的服务区可以容纳的用户数是有限的，无法满足大容量的需求
需要采用多个基站达到无缝覆盖给定服务区的目标，提高系统容量
在小区间采用频率复用技术，只要保证同频小区之间的干扰足够小即可

服务区类型

带状服务区（带状网）
- 适用于公路、铁路、海岸等
- 带状网采用有向天线，小区呈扁圆型
面状服务区（蜂窝网）
- 区群：不同信道的小区组成一个区群
  - 区群之间可以邻接，且无空隙无重叠地进行覆盖
  - 邻接之后的区群应保证各个相邻同信道小区之间的距离相等。
- 区群内小区数目： $N=i^2+ij+j^2$
- 不同区群的同信道小区的间距： $D=\sqrt{3N}\cdot r$ ， $r$ 是正六边形外接圆半径
- 基站的位置：
  - 中心激励：基站放在小区中间，用全方向性天线
    - 信干比计算： $S_{r}=10 \lg \left[\frac{3}{2} N^{2}\right]=1.76+20 \lg N$ ，N也称为复用因子
    - 假如小区内有大的障碍物，会造成阴影区。
  - 顶点激励：基站放在正六边形顶点，用120°扇形覆盖定向天线
    - 信干比计算： $S_{r}=10 \lg \left[\frac{9}{2} N^{2}\right]=6.53+20 \lg N$ ，N也称为复用因子
    - 获得较大的信干比，减少向外的干扰，从而可以减小同频复用距离
    - 每个基站需要配置三组信道，向三个方向辐射

增加蜂窝系统容量的方法

小区分裂：将拥塞的小区分成更小的小区，提高信道的复用次数，从而提高系统容量。
小区扇形化：依靠基站方向性天线来减少同频干扰以提高系统容量。
覆盖区域逼近：通过合理的布设基站来增加覆盖面积，相应地增加系统容量。

信道配置方法

分区分组配置法：

原则：
- 尽量减小占用的总频段
- 同一区群内不能使用相同的信道，避免同频干扰
- 小区内采用无三阶互调的相容信道组

等频距配置法：

概念：按等频率间隔来配置信道的，只要频距选得足够大，就可以有效地避免邻道干扰。
划分依据：根据群内的小区数 N来确定同一信道组内各信道之间的频率间隔，例如，第一组用 $(1，1+N, 1+2N, 1+3N, …)$ ，第二组用 $(2, 2+N, 2+2N, 2+3N, …)$ 等
例如N=7 ，则信道的配置为：

5.越区切换

越区切换

概念：当前正在进行的移动台与基站之间的通信链路从当前基站转移到另一个基站的过程

越区切换需要解决的三个问题：

越区切换的准则，也就是何时需要进行越区切换
越区切换如何控制
越区切换时的信道分配。

分类：

硬切换：新的连接建立以前，先中断旧的连接
软切换：既维持旧的连接，又同时建立新的连接，并利用新旧链路的分集合并来改善通信质量，当与新基站建立可靠连接之后再中断旧链路。
更软切换：相同信道板上的导频之间的切换

信道分配问题：越区切换时的信道分配是解决当呼叫要转换到新小区时，新小区如何分配信道才能使得越区失败的概率尽量小。

每个小区预留部分信道专门用于越区切换
因新呼叫使可用的信道数减少，要增加呼损率，但减少了通话被中断的概率，从而符合人们的使用习惯。

位置管理

概念：在移动通信系统中，用户可在系统覆盖范围内任意移动。为了能把一个呼叫传送到随机移动的用户，就必须有一个高效的位置管理系统来跟踪用户的位置变化

主要任务：

位置登记：更新位置数据库和认证移动台
呼叫传递：定位移动台

位置更新和寻呼：

基于时间的位置更新策略
基于运动的位置更新策略
基于距离的位置更新策略

6.信令

概念：指在通信网中传输，与通信有关的一系列控制信号

目的：保证用户信息有效且可靠的传输

分类：

接入信令：用户到网络节点间的信令
网络信令：网络节点间的信令

第五章——移动通信发展与比较

1.五代移动通信

第一代移动通信1G

主要技术：

模拟调制、频分多址

第二代移动通信2G

主要技术：

数字调制、时分多址、码分多址

第三代移动通信3G

主要技术：

数字调制、码分多址、Rake接收

第四代移动通信4G

主要技术：

OFDM、MIMO、智能天线

第五代移动通信5G

主要技术：

OFDM、大规模MIMO、毫米波技术

2.FDMA、TDMA、CDMA蜂窝系统通信容量对比

频分多址FDMA蜂窝系统

总频段宽度： $W$
频道间隔： $B$
总信道数目： $M=\frac{W}{B}$
每区群小区数： $N$
每个小区信道数(信道容量)： $n=\frac{M}{N}$

时分多址TDMA蜂窝系统

总频段宽度： $W$
频道间隔： $B$
没载频时隙数目： $m$
总信道数目： $M=m\frac{W}{B}$
每区群小区数： $N$
每个小区信道数(信道容量)： $n=\frac{M}{N}$

码分多址CDMA蜂窝系统

软容量：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，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。

第六章——4G网络的三个关键技术

1.OFDM技术

什么是OFDM

OFDM是正交频分复用技术。将信道分成N个子信道，每个子信道上一个载波，称为子载波。各子载波之间相互正交。实现时，将一路高速串行输入的数据信号流转换成N路并行的低速子数据流，调制到各子载波上进行传输。

什么是正交性

时域上来说，无论两个函数的幅值为多少，在确定的一个时间周期内相乘，其积分总是等于0；
频域上来说，子载波在其中心频率处振幅到达峰值，在此频率的整数倍时振幅为零

OFDM和FDM的区别

OFDM每个子载波之间相互正交，利用正交特性和相关分离技术减小子载波间的干扰，每个子载波之间互相重叠，可以获得很高的频带效率
FDM子载波之间需要保护间隔来保证无干扰，需要损失带宽效率

OFDM频率偏移的影响

整数倍频偏：不会破坏子载波之间的正交性，但是引起OFDM信号的频谱结构错位，导致接收机恢复的数据码元序列的循环移位和相位旋转
非整数倍频偏：破坏子载波之间的正交性，引入码间串扰，造成系统性能下降。

OFDM如何对抗多径效应

为了最大程度地消除符号间串扰，需要在每个相邻的OFDM符号之间插入保护间隔。只要该保护间隔Tg大于移动信道的最大时延扩展，该符号的多径分量就不会对下一符号造成干扰

2.智能天线技术

智能天线原理

在发射/接收机快速移动时，智能天线自适应的以高增益波束对准目标方向，波束零点对准干扰方向

功能

抗干扰
抗衰落
提高系统容量
实现移动台定位

3.MIMO技术

原理

将用户数据分解为多个并行的数据流，在指定的带宽内由多个发射天线上同时刻发射，经过无线信道后，由多个接收天线接收，并根据各个并行数据流的空间特性，利用解调技术，最终恢复出原数据流

MIMO的信道容量

传统信道容量： $C=B \log _{2}\left(1+\frac{S}{N}\right)$
MIMO信道容量： $C=MB \log _{2}\left(1+\frac{S}{N}\right)$ $C = MB lo g_{2} (1 + \frac{S}{N})$
- M是最小的发送天线数量或最小的接收天线数量，表示空间信息流的数量。MIMO系统容量随着天线的数量呈线性增加

MIMO技术和空间分集技术的比较

MIMO

MIMO是把一个高速的数据流分割为几个速率较低的数据流，分别在不同的天线进行编码、调制，然后发送。
天线之间相互独立，一个天线相当于一个独立的信道。
接收机利用空间均衡器分离接收信号，然后解调、解码，将几个数据流合并，恢复出原始信号

空间分集

制作同一个数据流的不同版本，分别在不同的天线进行编码、调制、然后发送。
这个数据流可以是原来要发送的数据流，也可以是原始数据流经过一定的数学变换后形成的新数据流。同一个东西，不同的面貌。

二者不同点：

空间分集技术旨在提高信噪比，通过多根天线发送相同数据实现。
空间复用技术旨在提高吞吐量，通过不同天线发送不同数据来实现。

二者相同点：

都涉及把一路数据变成多路数据的技术，即空时编码技术。

第一章

1.什么是移动通信？它的特点是什么？

2.移动通信的分类

数字移动通信系统(数字网)的优点

3.常用移动通信系统

蜂窝通信系统采用了哪些技术？请与集群通信系统对比，阐述他们的相似性和不同点。

4.移动通信的基本技术和作用

第二章

1.电波传播的主要方式

2.直射波

自由空间传播模型

视距传播（大气折射）

3.绕射波

4.反射波

双径模型

5.散射波

6.移动信道的传播特征

移动信道中电波传播的特点

衰落的类型

多径效应

快衰落和慢衰落

成因

特点

7.陆地移动信道的传输损耗

传播模型：

中等起伏地损耗LTL_TLT​

修正因子KTK_TKT​

接收功率

第三章

1.分集接收技术

分集接收技术的概念

分集技术的分类

分集方式

合并方式

分集合并性能

2.RAKE接收技术

3.纠错编码技术

检错和纠错能力

奇偶校验码

循环冗余校验CRC（多项式码）

卷积码

4.扩频技术

5.均衡技术

均衡的概念

均衡技术的原理

第四章

1.组网技术要解决的问题

2.网络结构

数字蜂窝移动通信网络和模拟蜂窝移动通信网络的区别

3.多址技术

频分多址FDMA

话务量和互损率计算

空闲信道的选取

4.区域覆盖

为什么需要区域覆盖技术

服务区类型

增加蜂窝系统容量的方法

信道配置方法

5.越区切换

越区切换

位置管理

6.信令

第五章——移动通信发展与比较

1.五代移动通信

第一代移动通信1G

第二代移动通信2G

第三代移动通信3G

第四代移动通信4G

第五代移动通信5G

2.FDMA、TDMA、CDMA蜂窝系统通信容量对比

频分多址FDMA蜂窝系统

时分多址TDMA蜂窝系统

码分多址CDMA蜂窝系统

第六章——4G网络的三个关键技术

1.OFDM技术

什么是OFDM

什么是正交性

OFDM和FDM的区别

OFDM频率偏移的影响

OFDM如何对抗多径效应

中等起伏地损耗 $L_T$

修正因子 $K_T$