01：射頻通信系統(tǒng)的多址方式

u多址技術(shù)及其優(yōu)點(diǎn)

uFDMA（頻分多址）

uTDMA（時(shí)分多址）

uCDMA（碼分多址）

u當(dāng)前各個(gè)通信系統(tǒng)采用的多址方式

u什么叫多址方式(Multiple Access)?

?多個(gè)獨(dú)立的用戶對一個(gè)傳輸媒介的同時(shí)、私有的使用。

u由于在電話和射頻通信系統(tǒng)初期，運(yùn)營商力圖在一條電路上同時(shí)提供盡可能多的業(yè)務(wù)。于是產(chǎn)生了多址技術(shù)。

u什么叫信道(Channel)?

?在傳輸媒介上為每個(gè)用戶單獨(dú)分配的,專用的一個(gè)通道。

u物理傳輸媒介是一個(gè)公共資源,可以根據(jù)建立在不同使用技術(shù)的不同標(biāo)準(zhǔn)細(xì)分為單獨(dú)的信道。

?多址技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

?增加容量:為更多用戶提供服務(wù)；

?減少資金投入；

?降低每用戶的費(fèi)用。

FDMA：

?FDMA (Frequency Division Multiple Access)

?頻分多址；

?每個(gè)用戶使用一個(gè)不同的頻率；

?一個(gè)信道是一個(gè)頻率；

?頻分多址的形象類比是:每個(gè)用戶都在一個(gè)單獨(dú)的小房間里通話,相互不受干擾。

TDMA：

?TDMA (Time Division Multiple Access)

?時(shí)分多址；

?每個(gè)用戶使用一個(gè)時(shí)間上的一個(gè)不同窗口(時(shí)隙) (“time slot”)；

?一個(gè)信道是在一個(gè)指定頻率上的一個(gè)指定的時(shí)隙；

?時(shí)分多址的形象類比是:在同一個(gè)小房間的多個(gè)用戶(使用相同頻率),在每個(gè)時(shí)隙只有一個(gè)用戶在說話,相互之間不會干擾。

CDMA：

?CDMA (Code Division Multiple Access)；

?碼分多址；

?每個(gè)用戶在所有的時(shí)間內(nèi)使用相同的頻率,通過不同的code patterns區(qū)分；

?一個(gè)信道是一個(gè)唯一的(一套)code pattern（s)代碼模式；

?碼分多址的形象類比是:在同一個(gè)房間的多個(gè)用戶同時(shí)對話,每個(gè)對話者使用不同的語言,只要保證說話的聲音大小一定,通話可以正常進(jìn)行。

當(dāng)前各個(gè)通信系統(tǒng)采用的多址方式：

?GSM系統(tǒng)采用FDMA和TDMA混合多址方式；

?在頻域,以每200kHz分成若干個(gè)物理信道；

?每個(gè)物理信道在每個(gè)時(shí)隙內(nèi)被一個(gè)用戶獨(dú)占；

?WCDMA采用直接序列擴(kuò)頻碼分多址(DS-CDMA)頻分雙工方式；

?CDMA2000系統(tǒng)采用FDMA和CDMA混合多址方式；

?在頻域,以每1.25MHz分成若干個(gè)物理信道；

?每個(gè)物理信道在所有時(shí)刻都被所有用戶使用；

?TD-SCDMA與CDMA2000系統(tǒng)類似,只是TD系統(tǒng)的前向信道和反向信道為同一載波,采用的是時(shí)分雙工。

02：通信系統(tǒng)的調(diào)制解調(diào)

?調(diào)制/解調(diào)的基本功能；

?GSM系統(tǒng)的調(diào)制方式；

?3G系統(tǒng)的調(diào)制方式。

?為什么要進(jìn)行調(diào)制?

?調(diào)制的目的是將待傳送的基帶信號通過載波調(diào)制,將其載荷搬移至適應(yīng)不同信道特性的射頻頻段上進(jìn)行傳輸。

?調(diào)制的過程：

?調(diào)制的過程一般分為兩步：

1>首先將含有信息的基帶信號利用標(biāo)準(zhǔn)的中頻載波(如70MHz)調(diào)制載荷至中頻頻段；

2>再通過混頻,將中頻信號搬移至所需射頻信道頻段；

?上述兩步也可以合并為一步,即直接進(jìn)行射頻調(diào)制,進(jìn)入射頻信道，當(dāng)前大部分移動通信系統(tǒng)均采用這種方式。

?調(diào)制的主要特性：

?抗干擾性 它是調(diào)制的最主要的特性,主要研究不同調(diào)制方式的抗干擾特性與比較,選擇不同條件下的最佳調(diào)制方式。

?頻譜有效性 它是調(diào)制的另一個(gè)主要功能,主要體現(xiàn)在通信系統(tǒng)的有效性和數(shù)量指標(biāo)方面，頻譜有效性可以用單位頻帶在單位時(shí)間內(nèi)所傳送的信息量,即bps/Hz來度量。

?調(diào)制信號的峰均比 峰均比是指已調(diào)信號的峰值功率與平均功率的比值,特別對于CDMA多個(gè)碼分信道疊加時(shí),它將直接影響高功放器件的線性度要求和動態(tài)范圍要求等工程實(shí)現(xiàn)性能。

GSM系統(tǒng)的調(diào)制方式：

?GSM系統(tǒng)采用的調(diào)制方式為GMSK調(diào)制,屬于二進(jìn)制連續(xù)相位移頻鍵控(CPFSK)的一種特殊情況,是一種恒包絡(luò)調(diào)制,不存在相位躍變點(diǎn)。

?采用GMSK調(diào)制的原因:

?可使用高效率的C類高功率放大器；

?緊湊的功率譜；

?較高的頻譜利用效率。

3G系統(tǒng)的調(diào)制方式：

?GSM系統(tǒng)采用了性能優(yōu)良的GMSK調(diào)制方式,它在二進(jìn)制調(diào)制中幾乎具有最優(yōu)綜合性能，但是其頻譜效率不如QPSK,在CDMA系統(tǒng)中即采用了QPSK調(diào)制的改進(jìn)方式。

?ＷＣＤＭＡ的數(shù)據(jù)調(diào)制方式為ＢＰＳＫ（上行）和ＱＰＳＫ（下行）,擴(kuò)頻調(diào)制采用ＨＰＳＫ（上行）和ＱＰＳＫ（下行）。

?ＣＤＭＡ2000的數(shù)據(jù)調(diào)制采用ＢＰＳＫ（上行）和ＱＰＳＫ（下行）,擴(kuò)頻調(diào)制方式為ＢＰＳＫ（上行）和ＱＰＳＫ（下行）。

03：射頻通信系統(tǒng)的功率控制

?功率控制的必要性；

?功率控制準(zhǔn)則；

?功率控制的方法；

?GSM系統(tǒng)的功率控制；

?CDMA系統(tǒng)的功率控制。

功率控制的必要性

?引入功率控制的主要目的:

1.克服”陰影”效應(yīng)帶來的慢衰落;

2.克服由于多徑傳播,空間選擇性衰落而引入的慢平坦衰落；

3.降低電流消耗,增加電池使用時(shí)間；

4.對于CDMA這樣的干擾受限系統(tǒng),功率控制可減少一系列干擾,這意味著在同一小區(qū)內(nèi)可容納的用戶增多。

功率控制準(zhǔn)則

?功率控制,是指在移動通信系統(tǒng)中根據(jù)信道變化情況及接收到的信號電平通過反饋信道,按照一定準(zhǔn)則控制,調(diào)節(jié)發(fā)射信號電平。

?從原理上看,功率控制準(zhǔn)則可分為:

1.功率平衡準(zhǔn)則；

2.信噪比準(zhǔn)則；

3.混合平衡準(zhǔn)則；

4.誤碼率平衡準(zhǔn)則。

功率平衡準(zhǔn)則：

?功率平衡是指在接收端,各用戶收到的信號功率應(yīng)相等；

?對于上行鏈路,功率平衡的目的是使各用戶到達(dá)基站的信號功率應(yīng)相等；

?對于下行鏈路,則是要求各用戶接收到基站的信號功率相等；

信噪比(SNR)平衡準(zhǔn)則；

?SNR平衡是指接收到的SNR應(yīng)相等；

?對于上行鏈路,SNR平衡的目標(biāo)是使基站接收到的各個(gè)用戶SNR應(yīng)相等；

?對于下行鏈路,SNR平衡的目標(biāo)是使各用戶接收到的基站信號的SNR應(yīng)相等；

混合平衡準(zhǔn)則：

?功率平衡準(zhǔn)則的功控方法易于實(shí)現(xiàn),但是其性能不如基于SNR平衡的功控；

?基于SNR平衡的功控也存在局限性,可能造成正反饋而導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰；

?為了克服SNR的正反饋而帶來的系統(tǒng)不穩(wěn)定性,可采用功率平衡與SNR平衡相結(jié)合的混合平衡準(zhǔn)則；

誤碼率BER平衡準(zhǔn)則：

?對于數(shù)字與數(shù)據(jù)通信系統(tǒng),往往采用誤碼率BER作為質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),所以也有人提出以誤碼率BER平衡作為功控準(zhǔn)則；

?實(shí)現(xiàn)BER平衡準(zhǔn)則有很多困難；

?BER與SNR或信號功率之間不存在簡單的線性對應(yīng)關(guān)系,且與信道性質(zhì)有關(guān),所以很難建立具體分析模型

?BER一般指平均誤碼率,它需要在一段時(shí)間內(nèi)求平均值,因此以它為標(biāo)準(zhǔn)存在一定的時(shí)延,這段時(shí)延與求BER平均值的時(shí)間段是相互矛盾的,平均時(shí)間長時(shí)延大,延遲后執(zhí)行功控的時(shí)間也就越長,從而影響功控準(zhǔn)確度

開環(huán)功率控制：

?移動臺(或基站)根據(jù)下行(或上行)鏈路接收到的信號強(qiáng)度或者SNR,對信道的衰落情況進(jìn)行實(shí)時(shí)估計(jì),若移動臺(或基站)接收到的信號強(qiáng)度或者SNR很強(qiáng),表明用戶與基站距離很近,或者存在一個(gè)很好的傳播路徑,這時(shí)移動臺(或基站可以降低其發(fā)射功率,相反就應(yīng)增大其發(fā)射功率。

?開環(huán)功率控制在頻分雙工(FDD)系統(tǒng)中只能起到一個(gè)粗略控制的作用,而對于時(shí)分雙工(TDD)系統(tǒng)中,由于上,下行鏈路使用同一頻段不同時(shí)隙,只要上下行時(shí)隙間隔不太大,這時(shí)信道衰落基本上可以認(rèn)為是對稱的,開環(huán)功率控制可以有比較好的控制精度。

閉環(huán)功率控制：

?基站根據(jù)它所接收到的移動臺上行鏈路中信號的強(qiáng)弱或SNR狀況,產(chǎn)生功率控制命令,基站將功控指令通過反饋信道回送到移動臺,并控制移動臺的上行發(fā)射功率；

?與開環(huán)功控相比,閉環(huán)功控精度高,控制復(fù)雜。

GSM系統(tǒng)的功率控制：

GSM系統(tǒng)采用閉環(huán)功率控制

基站接收到移動臺的信號,進(jìn)行判斷信號傳播路徑情況,根據(jù)判斷結(jié)果發(fā)送功率控制指令給移動臺.移動臺根據(jù)功率控制指令調(diào)節(jié)輸出功率大小。

?在手機(jī)中,GSM900最大功率為33dBm,功率調(diào)節(jié)等級為519，DCS最大功率30dBm，功率調(diào)節(jié)等級為015。

CDMA系統(tǒng)的功率控制

?CMDA系統(tǒng)采用開環(huán)加閉環(huán)的功控方式；

?開環(huán)完成移動臺入網(wǎng)功率控制,實(shí)現(xiàn)初控,每次移動臺入網(wǎng)嘗試都要通過多次入網(wǎng)探測,每次根據(jù)額定開環(huán)功率步長±0.5dB增加發(fā)射功率,一直到移動臺接收到基站發(fā)送的認(rèn)可消息探測序列才結(jié)束發(fā)送；

?閉環(huán)完成功率修正的精確控制,基站接收并提取信道估計(jì)信息進(jìn)行判斷給出功控指令,通過反饋信道傳送功控指令到移動臺,移動臺執(zhí)行并調(diào)整發(fā)送功率。

04射頻通信系統(tǒng)的天線反饋部分

?天線反饋部分的組成；

?天線性能的衡量標(biāo)準(zhǔn)；

?環(huán)境對天線的影響。

天線反饋部分組成：

?天線反饋部分一般由天線,天線開關(guān)單元或者多工單元以及它們之間的匹配網(wǎng)絡(luò)組成；

?天線完成電磁波能量和高頻電流的相互轉(zhuǎn)換；

?天線開關(guān)單元,多工單元完成接收和發(fā)送電路的切換,使得同一個(gè)天線能完成接收和發(fā)送兩個(gè)任務(wù)；

?匹配網(wǎng)絡(luò)完成天線和天線開關(guān)單元,多工單元之間的阻抗匹配,使天線工作在最佳狀態(tài)。

天線性能的衡量標(biāo)準(zhǔn)

?天線的諧振頻率；

天線的諧振頻率反映了天線能將哪些頻率有效的輻射出去；

?天線的回波損耗；

反映了天線與開關(guān)單元或者多工單元之間的匹配狀況；

?天線的方向性；

反映了天線輻射的電磁波能量在空間的分布狀況和天線對空間各個(gè)方向電磁波能量的感應(yīng)能力；

?總輻射功率(TRP)；

反映了移動臺整機(jī)的發(fā)射功率情況,跟移動臺在傳導(dǎo)情況下的發(fā)射功率和天線輻射性能有關(guān)；

?總感應(yīng)靈敏度(TIS)

反映在整個(gè)輻射球面手機(jī)接收靈敏度指標(biāo)的情況,跟手機(jī)的傳導(dǎo)靈敏度和天線的輻射性能有關(guān)。

環(huán)境對天線的影響

?天線是環(huán)境敏感器件；

?天線周邊物體即使與天線不接觸,甚至相距有點(diǎn)間隔都可能對天線性能產(chǎn)生影響；

?周邊物體對天線性能的影響與該物體的介電常數(shù),電導(dǎo)率,磁導(dǎo)率有關(guān)；

?金屬對手機(jī)天線輻射的電磁波有強(qiáng)烈的反射和散射作用,天線附近的金屬會對天線的回波損耗,諧振頻率,方向圖產(chǎn)生明顯影響；

?人體對手機(jī)天線輻射的電磁波有強(qiáng)烈的吸收作用,會對天線的TRP（總輻射功率）,TIS（總感應(yīng)靈敏度）產(chǎn)生明顯影響。

審核編輯：劉清