本章小结

本章介绍了现代蜂窝移动通信系统中的关键技术，包括组网技术、编码技术、多址接入技术、调制技术、均衡和分集接收技术和天线技术。

无线覆盖区的划分和服务区的组成与业务要求、用户的区域分布及地理条件有关。移动通信网按服务区域覆盖的大小可分为大区制和小区制。大区制的优点是网络结构简单、经济，一般不需交换设备，适用于用户密度不大或通信容量较小的系统，一般用户数只能有几百个;小区制是将整个服务区划分成半径为2～10 km的许多小区域，在每一个小覆盖区设置一个基站。移动通信的区域按具体服务区所形成的形状可分为一维区域和二维区域。一维区域又称带状服务区，是指用户的分布区域呈带状;当服务区是一个宽广的平面时，称为二维区域或面状网，通常移动通信系统大多属于大面积二维服务区，其构成方法是将整个服务区划分为许多小区。二维服务区采用正六边形小区进行组网是最经济的一种方式，现代蜂窝式移动电话网就是在理论上以正六边形小区覆盖整个服务面积为基础进行研究的，由于正六边形的形态酷似蜂窝，故称为蜂窝式。各种蜂窝方式中，根据基站所设位置的不同有两种激励方式:中心激励方式基站设置在每个小区的中心，用全向天线形成圆形覆盖区域;顶点激励方式将基站设置在每个小区六边形的3个顶点上，每个基站采用3副夹角为120°的扇形辐射的定向天线分别覆盖3个相邻的1/3区域，每个小区由3副120°扇形天线共同覆盖。顶点激励的优点是同频干扰小，因为某单元天线区群中发射的强区正好是相邻单元同频小区的接收弱区。

移动通信的编码技术包括信源编码和信道编码两部分。信源编码的目的是有效地将信源转化成适于在信道中传输的数字信号，即提高信息传输的有效性;信道编码的目的是差错控制，它提供信息传输的可靠性。信源编码可分为离散信源编码和模拟信源编码。语音编码分为波形编码、参量编码和混合编码3种基本类型。波形编码是将随时间变化的信号直接变换为数字代码，力图使重建的语音波形保持原语音信号的波形形状;参量编码又称为声源编码，它是利用人的发声机制，对语音信号的特征参数进行提取后再进行编码，即它仅传送反映语音波形的主要变化参量。在移动通信中更多地使用混合编码，它是以参量编码为基础，附加上一定波形编码的特征，保持了波形编码的高质量和参量编码的低速率。混合编码主要有比特率、语音质量、复杂度与处理时延4个主要参量，实现者的任务是力图使这4个参量及其关系达到综合最佳化。信道编码是以加入多余的码元(监督码元)为代价，换取信息码元在传输中可靠性的提高，信道编码可以分为检错码和纠错码两种类型。在移动通信系统中常用的信道编码是线性分组码和卷积码。分组码的特点是码组长度固定，误码不扩散，循环码是其中非常实用的一种。卷积码是在一定长度的编码中，把前后码元按一定的规则相连起来以形成整个的码输出，它是一种非分组的有记忆编码。在编码器的复杂程度相同的情况下，卷积码的性能优于分组码。

移动通信系统的多址方式有频分多址、时分多址、码分多址和空分多址。多址方式直接影响到通信系统的容量。频分多址是将可以使用的带宽分成多个频率互不重叠的信道，每个用户需要通信时都被分配给一个信道。模拟移动通信系统大多采用了频分多址技术，它的主要优点是技术成熟、设备简单;缺点是容量小、抗干扰能力差。时分多址移动通信系统中所有用户都使用同一射频带宽，它是将时间轴划分成许多时隙，不同的用户使用不同的时隙，达到共用信道的目的。GSM系统就是典型的采用时分多址技术的移动通信系统。码分多址技术是建立在扩频技术基础之上的一种多址技术，CDMA系统就是利用扩频通信的多址性来区别不同的移动用户的。

均衡技术是用来克服时分信道中多径效应引起的码间干扰的一种技术。它可以分为频域均衡和时域均衡两类。频域均衡是利用可调整滤波器的频率特性去补偿实际信道的特性;而时域均衡是利用波形补偿的方法将失真了的波形加以校正。均衡器是实现均衡技术的关键，均衡器可以分为线性和非线性两类，它们的主要差别在于均衡器的输出被用于反馈控制的方法。由于移动衰落信道具有随机性和时变性，这就要求均衡器必须能够实时地跟踪信道的时变特性，这种均衡器被称为自适应均衡器，它一般需要训练和跟踪两种工作模式。分集技术是克服多经衰落的一项有效技术。它包括时间分集、频率分集和天线技术中的分集技术。时间分集指将信源比特分散到不同的时间段中发射，使在出现深衰落或突发干扰时，某一块的码位不会被同时干扰。交织就是一种时间分集方式。移动通信中常用的分集技术有空间分集和极化分集两种。空间分集是利用场强随空间的随机变化实现的，其基本做法是在基站的接收端使用两副相隔一定距离的天线对上行信号进行接收，其中一副天线被称为分集接收天线。极化分集是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互不相关衰落的特性实现的。其基本做法是在同一地位置分别装上垂直极化和水平极化天线。

天线是用来完成辐射和接收无线电波的装置，天线技术的理论基础是电磁场理论。天线的主要技术指标有天线的方向性和半功率角、输入阻抗、增益等。在移动通信中，将天线分为基站天线和移动台天线。基站天线有全向天线和定向天线之分。