第一篇：移动通信分集技术

移动通信报告

设计题目： 分集技术 班 级： 11通信 姓 名： 学 号： 指导教师：

202_ 年 12 月 10 日

分集技术

Diversity Techniques

【摘要】无线移动通信因其信道的特殊性，使得多径现象及各种衰落极大地影响通信质量，衰落效应是影响无线通信质量的主要因素之一。为了提高系统的抗多径性能，最有效的方法是对信号采用分集技术。分集技术因为他的良好的抗衰落性能而被视为一种有效的方法应用在移动通信系统中。分集基本思想是在相关性很小的若干个支路上载有同一消息的信号，然后通过合并技术再将各个支路信号合并输出，那么便可在接收终端上大大降低深衰落的概率。分集技术通常利用无线传播环境中同一信号的独立样本之间不相关的特点，使用一定的信号合并技术改善接收信号，来抵抗衰落引起的不良影响。在第三代和第四代移动通信系统中，分集技术都已得到了广泛应用。Abstract: Multipath phenomenon and attenuation make great effects on the quality of wireless mobile communication because of its special channel.The attenuation effect is one of the main reasons that affect the quality of wireless communication.In order to improve the anti-multipath performance of the system, the most effective method is the use of persity techniques to signals.Because of its good resistance to attenuation, persity has been regarded as an effective method in a mobile communication system.Diversity techniques mean carrying the same messages on different branches which have little correlation between each other, and then it will output the signal from those branches by the combining techniques, so it can reduce the probability of deep attenuation greatly in receiving terminal.Diversity techniques usually make use of the uncorrelated characteristics of same signal’s independent samples in wireless propagating environment, and improve the received signals by signal combining techniques to resist attenuation effects.In the third and forth generation mobile communication system, persity techniques have been widely used.【关键词】空间分集；合并技术；MIMO技术

Keywords: Space Diversity;Combining Techniques;MIMO Techniques

【正文】

一、分集技术基本原理

“分集”背后的主要思想是提供发射到接收机信号的不同复制信号。如果不同复制信号独立的衰落，所有发射信号的复制信号同时深衰落的可能性就会降低[1]。因此分集的基本原理就是通过多个信道（时间、频率或者空间）接收到承载相同信息的多个复制信号，由于多个信道的传输特性不同，信号多个复制信号的衰落就不会相同。这样，接收机就可以可靠地用这些接收信号解码发射信号。

分集技术实现的必要条件是在接收端必须能够接收到承载相同信息且在统计上相互独立(或近似独立)的若干不同的复制信号。而不同复制信号的获得可以通过不同的方式，比如空间、频率、时间等，它主要是指使用不同的方法有效的区分接收到的含同一信息内容但统计上独立的信号。发射的复制信号可以通过不同的方式发送，例如，它可以在不同的时间间隙，以不同的频率，不同的极化或不同的天线发射。目的是通过独立的衰落发送两个或更多的复制信号。既然所有的独立路径同时遭受深衰落的可能性减小，那么只要使用适当的合并方法，就会降低误差概率。

整体看来，分集技术主要包括两个方面的内容：一是分散传输,即研究如何把要发送的信号分散了开来，使接收机能够获得多个互不相关的、携带同一信息的信号；二是集中处理,即研究如何把接收机收到的多个互不相关的衰落信号进行恰当的合并以获得最大信噪比，降低衰落的影响。

二、分集技术主要分类

分集技术包括分散发射技术和合并接收技术，分散发射技术主要包括空间分集技术（Space Diversity Techniques），时间分集技术（Time Diversity Techniques），频率分集技术(Frequency Diversity Techniques)。合并接收技术主要包括选择式合并技术(SC: Selection Combining Techniques)，最大比合并技术（MRC: Maximal Ratio Combining Techniques），等增益合并技术(EGC: Equal Gain Combining Techniques)等。

（一）、分散发射技术

（1）空间分集

使用多个天线来获得分集的方法是空间分集，空间分集正是利用不同信道上衰落统计特性上的差异来实现抗信道选择性衰落的功能。

空间分集分为空间分集发送和空间分集接收两个系统。其中空间分集接收是在空间不同的垂直高度上设置几副天线，它是利用多副接收天线来实现的。接收端天线之间的距离条件要求d≥λ/2（λ为工作波长）[2]，这样就降低了信道衰落的影响，并在一定程度上改善了传输的可靠性。

图1-1 空间分集结构

空间分集接收的优点是分集增益高，缺点是还需另外单独的接收天线。为了克服这个缺点，又生产出定向双极化天线。利用两个在同一地点、极化方向相互正交的天线发出的信号呈现出互不相关衰落特性的特点，在发射端同一处装上垂直极化和水平极化两副发射天线，在接收端同一地点装上垂直极化和水平极化两副接收天线，就可以得到两路衰落特性互不相关的极化分量Ex和Ey。

图1-2 极化分集结构

这种方法的优点是它只需一根天线，结构紧凑，节省空间，缺点是它的分集接收效果低于空间分集接收天线。（2）时间分集

用不同的时间间隙来形成分集，叫做时间分集。时间分集是将同一信号在相隔一定的时间内多次重发，只要各次发送时间间隔足够大，则各次发送降格出现的衰落将是相互独立统计的。时间分集正是利用时间上衰落统计特性上的差异来实现抗时间选择性衰落的功能。为了保证重复发送的数字信号具有独立的衰落特性，重复发送的时间间隔应该满足：

公式中：fm为衰落频率，v为移动台运动速度。

时间分集与空间分集相比较，优点是减少了接收天线及相应设备的数目，缺点是占用时隙资源增大了开销，降低了传输效率。（3）频率分集

频率分集使用不同的载波频率获得分集，复制信号从不同的载波频率上发射，然后在接收端对接收信号进行合成或选择，以减轻衰落影响。频率分集正是利用不同频段衰落统计特性上的差异，来实现抗频率选择性衰落的功能。所谓频率不相关的载波是指当不同的载波之间的间隔大于频率相干区间，即载波频率的间隔应满足:

公式中：△f为载波频率间隔，Bc为相关带宽，△Tm为最大多径时延差。同空间分集系统一样，在频率分集系统中要求频率相关性较小，这样才可以获得较好的频率分集改善效果。在一定的范围内两个微波频率f1与f2相差，即频率间隔△ f=f2-f1越大，两个不同频率信号之间衰落的相关性越小。频率分集与空间分集相比较，其优点是在接收端可以减少接受天线及相应设备的数量，缺点是要占用更多的频带资源。

无论何种分集方式，都是利用在不同的传播条件下，几个微波信号同时发生深衰落的概率小于单一微波信号同一衰落深度的概率来取得分集改善效果的。

（二）、合并接收技术 合并方法都可以归结为下面的公式 由公式可知：合并技术的关键就是确定加权值。合并时采用的准则与方式主要分为四种：选择式合并(SC: Selection Combining)、最大比值合并（MRC: Maximal Ratio Combining）、等增益合并(EGC: Equal Gain Combining)等。（1）选择式合并（择优录取）[3]

选择式合并系统采用选择式合并技术时，N 个接收机的输出信号先送入选择逻辑，选择逻辑再从N 个接收信号中选择具有最高基带信噪比的基带信号作为输出。选择式合并的特点是实现简单。（2）最大比值合并（区别对待）

在接收端由多个分集支路，经过相位调整后，按照适当的增益系数，同相相加，再送入检测器进行检测。在接收端各个不相关的分集支路经过相位校正，并按适当的可变增益加权再相加后送入检测器进行相干检测。其译码过程简单、易实现。

（3）等增益合并（一视同仁）

等增益合并原理等增益合并也称为相位均衡，仅仅对信道的相位偏移进行校正而幅度不做校正。等增益合并不是任何意义上的最佳合并方式，只有假设每一路信号的信噪比相同的情况下，在信噪比最大化的意义上，它才是最佳的。

三、MIMO分集

鉴于分集技术的抗衰落特性，它成为MIMO技术的重要组成部分。MIMO多输入多输出技术（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量[4]。它能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收而不会增加频谱资源，并减小了以往增加天线发射功率对其他接收电台造成严重干扰的情况。分集技术的使用不仅可以成倍的提高系统信道容量，而且极大的减弱了多径衰落对无线通信造成的影响，显示出明显的优势、因此它被视为下一代移动通信的核心技术[5]。

四、总结

总体看来，移动通信的传输效率主要还是受到多径衰落的制约，这严重影响了无线通信质量。通过对上述多种发射分集技术的介绍和分析可知，在复杂的无线信道下各发射分集技术的目的均对信息传输的有效性起到了重大作用。在对分集技术有了大致的了解之后，我觉得抗衰落的解决思想和方法还是比较好理解的，也是容易想到的，但是困难的是我们如何把这些想法运用到科研领域中去，可能一个简单的想法在科技领域得到实施之后都会是一项重大的技术突破。本次学习中遇到的难点主要是对一些关键技术，核心技术上的理解和认识还不够。

了解了分集技术之后，我想到：由于工作特点和性能不尽相同，因此各发射分集技术在不同的环境条件下所起的作用也有所不同。为了在不同的条件下使用相应较有效的分集技术，我觉得可以在发送有效信息之前，先向接收设备发送一段简单的测试信息，即判断移动接收台所处环境条件，对反馈回来的测试信息进行分析，选择当前环境下的最优发射分集技术。或许可以通过其他比较先进的技术手段检测移动接收机的环境位置，大致的思想就是多个分集方式可以灵活多变，自由切换，略有贴近智能选择的意思，而不必某个站点或者某项技术方案中只含有特定的一种分集技术。

[1] 龚建民，刘崇春.多入多出通信系统原理 [M] 科学出版社 202_：09 [2] 邓明.无线通信系统中的空间分集技术研究[D] 科技信息 202_：13 [3] 阎毅.无线通信与移动通信技术［M］清华大学出版社202_： [4] 林云.MIMO技术原理及应用［M］.人民邮电出版社.202_:216 [5] 胡健栋.现代无线通信技术［M］.机械工业出版社.202_:13

第二篇：移动通信技术

移动通信技术

1、移动通信的概念

2、移动通信的特点（4点）

3、移动通信的工作方式

4、移动通信系统的组成5、移动通信中编号北京

6、移动通信中发射信号的处理

7、数字信号调制

8、移动通信系统的业务

9、移动通信的组网制式

10、小区制的特点

11、小区的形状选择

12、信道的分类

13、信道的概念

14、频谱分配的基本原则

15、影响频率选择的因素

16、同频费用

17、多信道公用

18、话务量

19、

第三篇：移动通信技术

GSM:全球移动通讯系统Global System of Mobile communication

GPRS---General Packet Radio Service，通用无线分组业务

EDGE---Enhanced Data Rate for GSM Evolution 的缩写，即增强型数据速率GSM演进技术

UMTS---通信系统（Universal Mobile Telecommunications System）HSPA---High-Speed Packet Access高速数据信息包接入/存取技术

LTE---Long Term Evolution的缩写，全称应为3GPP Long Term Evolution，中文一般翻译为3GPP长期演进技术，为第三代合作伙伴计划（3GPP）标准，使用“正交频分复用”（OFDM）的射频接收技术，以及2×2和4×4 MIMO的分集技术规格。同时支援FDD（频分双工）和TDD（时分双工）。

第四篇：移动通信及其技术学习心得

移动通信及其技术学习心得

移动通信范围真的很广，但对我们来说也并不陌生，因为我们每天用到的手机的信号就需要移动通信技术。对于现在的人们而言，手机已成为不可或缺的必需品。而在科技如此发达的今天，手机的功能越来越多样化，也越来越强大，可这一切都离不开移动通信技术，没有了信号的手机跟砖头差不多。而移动通信的发展也是非常的迅速，从第一代模拟移动电话系统采用蜂窝组网技术到现在的3G，4G。手机上网的速度是越来越快！

正是因为培训老师形象生动的讲解，在听课时不会显得无聊，也帮我们更快的理解书中的知识。学完这门课程，收获良多，不仅知道了移动通信的发展历程，也了解到了移动通信的技术强度。这门课程详细的告诉我们各个时代移动通信技术的优缺点，以及采用的具体的实施的技术方案，让我们更好地了解这门技术到底是怎样来发射，接收信号，需要哪些条件因素才能完成。也让我知道了这门技术向上发展的难度，而人类又是如何克服困难，一步步将移动通信的技术提高到今天的水平。

不仅是从书本，更是从生活中也经历了这项技术的飞速发展，从以前的大哥大，到现在的智能手机；从以前的高额资费，到现在逐年降低的通信资费；从以前的单一话音业务，到现在多种多样的多媒体服务，无一不在证明着移动通信技术发展的量变积累到质变的飞跃的变化。

第五篇：移动通信技术复习资料

一、选择题

1.3G的主要目标：全球同一频段、统一标准、无缝隙覆盖、全球漫游；提供音频、视频等多媒体业务；便于过渡、演进；高服务质量；高频谱利用率；低电磁辐射CDMA手机。

2.构成BTS与MS与之间的信号传输采用Um无线接口，BSC与B TS之间采用Abis有线接口，BSC与MSC之间采用A有线接口。3.移动通信的蜂窝小区采用六边形形状最好。功耗小，但操作仍不方便。

2.移动通信为什么要采用多址技术？常见的多址技术有哪几种？

答: 对于移动通信系统而言，由于用户数和通信业务量激增，一个突出的问题是在频率资源有限的条件下，如何提高通信系统的容量。由于多址方式直接影响到通信系统的容量，所以一个移动通信系统选用什么类型的多址技术直接关系到4.调制码片速率是3.84 Mc/s

5.码片速率：通过编码形成比特数据流，第二次交织后就是物理信道影射，经过物理信道映射后的数据还要进行数据调制形成符号，扩频调制后的速率就是码片速率。6.GSM调制方式：一般是GMSK，后也有用EDGE。

二、填空题

1.GSM900系统采用 频分双工 通信方式，手机发射频率（上行）为 890-915MHz ,接收频率（下行）为 935-960MHz，各占25 MHz，每一个载频的间隔为0.2 MHz，共分124个载频，双工收发间隔为45 MHz。

2.GSM: 第二代主流数字蜂窝移动通信系统

CDMA：码分多址WCDMA：宽带码分多址 TD-SCDMA：时分同步码分多址NSS：移动交换子系统BTS：基站无线收发信台BSC：基站控制器OSS： 操作维护子系统 BSS： 基站分系统MSC： 移动交换中心

3.半波振子长度（f=900MHz）4.扩频通信原理：在发端输入的信息先调制形成数字信号,然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱,展宽后的信号再调制到射频发送出去。在接收端收到的宽带射频信号,变频至中频,然后由本地产生的与发端相同的扩频码序列去相关解扩,再经信息解调,恢复成原始信息输出。

5.分集接收：所谓分集接收，是指接收端对它收到的多个衰落特性互相独立（携带同一信息）的信号进行特定的处理，以降低信号电平起伏的办法。

分集有两重含义：○

1分散传输：使接收端能获得多个统计独立、携带同一信息的衰落信号。

○

2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（包括选择与组合）以降低衰落的影响。

6.防雷的相关要求：地阻决不能大于5Ω，应力争小于1Ω。避雷针应设有专门的引下线直接接入地网(引下线用40 mm/4 mm的镀锌扁钢)。铁塔接地分两种情况:若铁塔在楼顶上，则铁塔地应接入楼顶的钢筋网或用三根以上的镀锌扁钢焊接在避雷带上;若铁塔在机房侧面，则建议单独做铁塔地网，地网距机房地网应大于10 m,否则两地网间应加隔离避雷带。若天线塔高度超过30 m，大馈线电缆在塔的下部电缆外护层可接地一次(可直接接塔或直接接地皆可)。天馈避雷器插入损耗低(小于0.2 dB)，驻波小于1.15。7.天线的极化：双极化天线组合了+45度和-45度两副极化方向相互正交的天线，并同时工作在收发双工模式下，大大节省了每个小区的天线数量，同时+45度为正交极化，有效保证了分集接收的良好效果。其极化分集增益约5db，比单极化天线提高了2db。一般的移动通信的输入阻抗为50欧姆。天线下倾有两种方式：机械方式和电调方式。8.直放站的安装要求：馈线连接处驻波比必须小于1.30馈线

需要弯曲时，要求弯曲角保持圆滑。

连接天线的跳线要求有10-15 cm直出。覆盖天线的指向偏差方位角不大于5度，下倾角不大于1度。

要求接地线的弯曲角度大于90°,曲率半径大于130 mm，接地电阻小于5Ω。室外天线都应在避雷针的45°保护角之内。9.天线中心方向信号辐射最强，往两边不断减小,半功率角，也称3dB波束宽度、半功率波束宽度。

功率方向图中，在包含主瓣最大辐射方向的某一平面内，把相对最大辐射方向功率通量密度下降到一半处（或小于最大值3dB）的两点之间的夹角称为半功率波束宽度。

三、简答题

1.移动通信的工作方式有哪几种？每种有何特点？

答：移动通信的工作方式可分为三种：单工、双工、半双工。

单工通信：所谓单工通信，是指通信双方交替进行收信和发信的通信方式，发送时不接收，接收时不发送。常用于点对点的通信。设备简单，功耗小，但操作不方便。

双工通信：双工通信是指通信的双方、收发信机均为同时工作，即任一方在发话的同时，也能收听到对方的话音，无需“按-讲”开关，与普通市内电话的使用情况类似，操作方便，但是采用这种方式，在使用过程中，无论是否发话，发射机总是工作的，故电能消耗大。

半双工通信：是指通信的双方有一方使用双工，即收发信机同时工作，且使用两个不同的频率，f1 和f2，而另一方采用双频单工方式，即收发信机交替工作，这种方式设备简单，移动通信系统容量的大小。常用的多址方式有频分（FDMA）、时分(TDMA)和码分(CDMA)。3.简述码分多址的原理？

答：码分多址是指不同的移动台的识别不是靠频率不同或时隙不同，而是用各自不同的独特的随机的地址码序列来区分，地址码序列彼此正互不相关，或相关性很小。

工作原理：在码分多址通信系统中，利用自相关性很强而互相关值为0或很小的周期性码序列作为地址码，与用户信息数据相乘后进行合成，经过相应的信道传输后，在接收端以本地产生的已知地址码为参考，根据相关性的差异对接收到的所有信号进行鉴别，从中将地址码与本地地址码一致的信号选出，把不一致的信号除掉。（这个过程称之为相关检测）4.简述CDMA扩频通信的基本原理？

答：根据香农的通信理论，如果将需要传输的信号的频带展宽，就可以在信号功率较小而干扰或噪声较大的情况下获得较低的误码率。这种将频谱扩展的技术简称扩频技术。CDMA通信系统中普遍采用直接扩频，其原理为在发送端直接用具有高码原速率的PN码序列和基带信号相乘，就可以扩展基带信号的频谱，在接收端用相同的PN码序列进行解扩，把展宽的扩频信号还原成原始的信息。

5.CDMA系统有哪几种切换方式？简述软切换过程。答：软切换、CDMA到CDMA的硬切换和CDMA到模拟系统的切换。软切换的过程：第一阶段：移动台与原蜂窝区基站之间保持通信链路。

第二阶段：移动台与原蜂窝区基站和新蜂窝区基站之间同时建立起通信链路。

第三阶段：移动台与新蜂窝区建立起通信链路 6.GSM是一个什么系统？SIM卡的作用是什么？

答：GSM是一种移动台在服务区内任意移动时都能高质量地进行收发语音、数据、补充业务等多种信息服务的通信系统。SIM卡上存储有用户有关的所有身份特征信息和安全认证、加密信息等。这些信息包括三个部分：一是存储与卡和持卡者特征有关的信息；二是GSM网络操作所需的信息；三是缩位拨号码、网络承载性能、移动台设备参数、短消息业务信息。

四、计算题

1.话务量(A):话务量是度量通信系统通话业务量或繁忙程度的指标。所谓呼叫话务量是指每小时内平均呼叫次数(C)与每次呼叫平均占用信道的时间(t)的乘积，即

计算公式:A = C * t(14)

T为每次呼叫平均占用信道的时间(单位为s);K为忙时集中率。

例2.某用户每天平均呼叫3次，每次呼叫平均占用2分钟(T=120 s/次)，忙时集中率为10%(K=0.1)，则用户忙时话务量A用户为多少?

解:A用户= CTK / 3600= 3 x 120 x 0.1 /3 600 = 0.01 Erl/用户

3.每频道容纳的用户数的估算。每个无线信道所能容纳的用户数与在一定呼损率条件下系统所能负载的话务量成正比，而与每个用户的话务量成反比，即每个信道所能容纳的用户数m可表示为:

例3.某移动通信系统，每天每个用户平均呼叫10次，每次平均占用信道时间为80s，呼损率要求为10%，忙时集中率K = 0.125，问给定8个信道能容纳多少用户?解 根据呼损率要求及信道数，查表得总话务量A=5.579 Erl

每个用户忙时话务量A用户=CTK/3600=0.027(Erl/用户)每个信道容纳的用户数m=(A/n)/A用户=25.7(用户/信道)系统所容纳的用户数m*n=25.7x8≈205(用户)