無線移動通信基礎知識

一、無線移動通信的特點

1. 複雜的無線傳播環境導致信號衰落
2. 用戶具有移動性
3. 電波傳播條件惡劣
4. 在強幹擾條件下工作
5. 具有多普勒效應
6. …

二、無線移動通信的電波傳播機制及其應用

1. 直射波：衛星通信、微波通信
2. 反射波：短波通信、流星餘跡遠距離通信
3. 繞射波：中波/長波/甚長波均以地面波的形式繞射傳播
4. 散射波：對流層散射通信
5. 透射波：室內接收

三、移動信道三大損耗

3.1 路徑損耗

• 路徑損耗是指無線電磁波在傳輸過程中由於傳輸介質的因素而造成的損耗。

• 電磁波在穿透任何介質的時候都會有損耗，故隨着信號傳輸距離的增加，信號的功率會不斷的降低（在沒有中繼的情況下）

3.2 快衰落損耗

• 快衰落主要是反映小範圍移動的接收電平均值的起伏變化趨勢。它的起伏速率比慢衰落快。
• 快衰落特點：動態信道，在一個符號持續期間信道是時變的，不能假定信道的時域增益恆定不變。由於頻域擴展嚴重，信號頻譜失真。

3.3 慢衰落損耗

• 慢衰落指在電磁波在傳輸路徑上遇到障礙物產生陰影效應造成的損耗。
• 慢衰落的特點： 靜態信道，可以假定在一個符號持續期間信道的時域增益恆定不變。信號頻譜不失真。

四、移動信道四大效應

4.1 陰影效應

• 在移動臺的移動過程中，建築物或其他障礙物的阻擋導致接收信號損耗的現象稱爲陰影效應
• 移動臺在運動的情況下，由於大型建築物和其他物體對電波的傳輸路徑的阻擋而在傳播接收區域上形成半盲區，從而形成電磁場陰影，這種隨移動臺位置的不斷變化而引起的接收點場強中值的起伏變化叫做陰影效應。
• 可以理解爲你站在一個高大建築物的影子裏面，陽光無法照射到你的身上，這就好比建築物擋住了信號直射到你的移動終端上。

4.2 多徑效應

更多關於多經衰落詳解請點擊

• 在實際的無線電波傳播信道中，常有許多時延不同的傳輸路徑，在接收端會把各個路徑接收到的信號進行疊加，有時候會使疊加後的信號與原信號相比產生嚴重失真，這稱爲多徑效應。
• 最大時延擴展（多徑時延擴展）：指的是由於信號會經過多條不同的路徑到達接收端，導致發送端發送的一路信號會在接收端的不同時間都收到這一路信號，接收端第一次收到該信號和最後一次收到該信號之間的時間差就是最大時延差（最大時延擴展），當發送信號各符號間的時間間隔小於最大時延差，則就會造成符號間干擾；當發送信號各符號間的時間間隔大於最大時延差，則就不會造成符號間干擾。
  如下圖，Td爲最大時延擴展，多徑效應產生了時間彌散。
  
  下圖爲有符號間干擾：符號週期小於最大時延擴展Td（Td就等於下圖中的tao max）
  下圖爲無符號間干擾，符號週期大於最大時延擴展Td（Td就等於下圖中的tao max）

4.3 多普勒效應

• 信號頻率在信號源移向觀察者時變高，而在信號源遠離觀察者時變低。即移動臺在移動中通信，接收信號頻率會發生變化的現象。 如下圖，多普勒效應產生了頻率彌散（多普勒頻移）。
  

4. 遠近效應

• 所謂遠近效應，就是指當基站同時接收兩個距離不同的移動臺發來的信號時，由於距離基站較近的移動臺信號較強，距離較遠的移動臺信號較弱，則距離基站近的移動臺的強信號將對另一移動臺信號產生嚴重的干擾。信號的強度與距基站的距離有直接關係。
• 解決辦法：擴頻碼、功率控制、多用戶檢測、自適應技術

多徑效應和多普勒效應引起的衰落的解決辦法請繼續往後面看

五、大尺度衰落與小尺度衰落

詳細內容請參考：無線通信信道的衰落特性（大尺度衰落和小尺度衰落）
所謂的大尺度衰落和小尺度衰落，是按照波長來進行劃分的。

5.1 大尺度衰落

• 描述發射機和接收機長距離（數百或數千米）或長時間範圍內的信號場強變化

• 即由於移動臺和基站空間上的距離以及無線電波傳播過程中受到建築物阻擋而產生的衰落

• 路徑損耗（千米量級）和陰影衰落（數百波長量級）爲大尺度衰落

5.2 小尺度衰落

更多詳細內容請點擊

• 信號的多徑傳播導致接收電平在較小範圍內的衰落稱爲小尺度衰落

• 描述發射機和接收機短距離（數個或數十個波長）或短時間範圍內的信號場強變化

• 包括由移動臺和基站的相對運動造成多普勒頻移引起的時間選擇性衰落和由多徑引起的頻率選擇性衰落

• 造成小尺度衰落的因素有：多徑效應和多普勒效應

• 基於多經時延擴展可分爲：平坦衰落（信號帶寬小於相干帶寬）和頻率選擇性衰落（信號帶寬大於相干帶寬）

• 基於多普勒擴展可分爲：快衰落（符號週期大於相干時間，也稱爲時間選擇性衰落）和慢衰落（符號週期小於相干時間，也稱爲非時間選擇性衰落）

• 小尺度衰落造成的信號包絡分佈：瑞利分佈和萊斯分佈（萊斯分佈是在瑞利分佈的基礎上增加了一條直射路徑的影響）

六、相干帶寬與相干時間

更多關於相干帶寬和相干時間的詳細內容請點擊

6.1 相干帶寬

• 相干帶寬是描述時延擴展的，相干帶寬可粗略等於多徑時延擴展的倒數。
• 當兩個頻率分量的頻率間隔小於相干帶寬時，就認爲這兩個頻率分量在傳輸過程中所經歷的衰落特性是相似的，即這兩個頻率分量有很強的幅度相關性，這時的信道就是平坦衰落信道。
• 當兩個頻率分量的頻率間隔大於相干帶寬時，就認爲這兩個頻率分量在傳輸過程中所經歷的衰落特性是不一樣的，有可能其中一個被削弱，而另一個可能會被增強，即不同的頻率分量產生了不同的衰落特性，則此時的信道就稱爲頻率選擇性衰落信道。

6.2 相干時間

• 相干時間是描述多普勒擴展的，相干時間可粗略等於多普勒頻移的倒數。
• 當發送信號的符號週期小於相干時間時，就認爲在一個符號週期內，信道的特性是基本不變的，這時的信道就稱爲慢衰落信道。
• 當發送信號的符號週期大於相干時間時，就認爲在一個符號週期內，信道的特性是持續變化，這時的信道就稱爲快衰落信道。

七、3種快衰落

有書上這樣分類3種快衰落：

7.1 頻率選擇性衰落

• 頻率選擇性衰落是指在不同的頻率衰落特性不同的現象，引發頻率選擇性衰落的原因多是時延擴展（因爲如果沒有時延擴展的話，那麼接收到的信號也應該是一個衝激信號，而衝激信號的頻譜仍然是一條直線，此時所有的頻率分量經歷的衰落特性是一模一樣的，但是如果有了時延擴展，那麼時域的波形就不再是一個衝激信號了，那麼相應的頻譜也就不會是一條直線了，所以這個時候就出現了不同頻率分量會得到不同的衰落特性，這就是所謂的頻率選擇性衰落），時域的時延擴展導致的不同頻率的信號經過頻率選擇性衰落信道的時候具有不同的響應。
  
• 當信號的帶寬小於相干帶寬時，就可以認爲信號所有的頻率分量都是同時增大或減小；
• 當信號的帶寬大於信道的相干帶寬時，那麼信號中有些頻率和其他頻率就不會同時增大或同時減小，就會出現有些頻率分量增大了，而有些頻率分量減小了，這就是頻率選擇性衰落，這就會造成失真。

7.2 時間選擇性衰落

• 時間選擇性衰落是指在不同的時間衰落特性不同的現象，根據信號與系統中的時域與頻域的對應關係，頻域的多普勒頻移會在相應的時域引起相應的時間選擇性衰落。
  

7.3 空間選擇性衰落

• 空間選擇性衰落是指在不同的空間位置衰落特性不同的現象，在無線通信系統中天線的點波束產生了擴散而引起了空間選擇性衰落。
  

八、如何解決衰落問題

8.1 分集接收技術解決多徑效應引起的頻率選擇性衰落

• 分集接收技術是指接收端對它收到的多個衰落特性互相獨立的信號進行特定的處理，以降低信號電平起伏的方法。
• 在同一時間段內，由於兩個非相關的衰落信號同時處於深度衰落的概率很小，因此合成信號的衰落幅度會明顯減小。
• 分集技術是爲了解決多徑效應引起的衰落而產生的。
• 分集的兩重含義：分散傳輸和集中處理。分散傳輸：使接收端獲得多個統計獨立的、攜帶同一信息的衰落信號；集中處理： 接收機把收到的多個統計獨立的衰落信號進行合併以降低衰落的影響。
• 利用不同路徑、不同頻率、不同電波到達角度、不同時間和不同集化等方式去接收載有同一信息的信號，並將同一信息的各個信號分量按某種原則加以合併的信息處理技術。
• 分集技術主要解決兩個問題：一是如何獲得同一信號的多個彼此儘可能不相關的接收信號；二是如何有效的利用所接收到的各支路信號，採取妥善的方式將它們合併。
• 空間分集：在接收端架設幾副天線，各天線的位置間要求有足夠的間距(一般在100個信號波長以上)，以保證各天線上獲得的信號基本互相獨立。
• 頻率分集：採用兩個或兩個以上具有一定頻率間隔的頻率同時發送和接收同一信息，然後進行合成或選擇。要求兩個分集接收信號相關性較小。
• 角度分集：利用天線波束指向不同使信號不相關的原理構成的一種分集法。
• 極化分集：分別接收水平極化和垂直極化波而構成的一種分集方法，兩個極化方向上的電磁波相關性極小。
• 選擇式集中：從幾個分散信號中設法選擇其中信噪比最好的一個作爲接收信號。
• 等增益相加式：將幾個分散信號以相同的支路增益進行直接相加，相加後的信號作爲接收信號。
• 最大比值相加式：控制各支路增益，使它們分別與本支路的信噪比成正比，然後再相加獲得接收信號。

8.2 均衡技術解決多徑效應引起的頻率選擇性衰落

• 在衰落信道中引入均衡的目的是減輕或消除由於頻率選擇性衰落造成的符號間的干擾 ISI。
• 時域均衡，它主要從時間響應考慮以使包含均衡器在內的整個系統的衝激響應滿足理想的無碼間干擾的條件。目前廣泛利用橫向濾波器來實現，它可以根據信道的特性的變化而不斷的進行調整，實現比頻域方便，性能一般也比頻域好；特別是在時變的移動信道中，幾乎都採用時域的實現方式。
• 頻域均衡，它主要從頻域角度來滿足無失真傳輸條件，它是通過分別校正系統的幅頻特性和羣時延特性來實現的。主要用於早期的固定式有線傳輸網絡中。

8.3 自動增益控制（AGC）解決多徑效應引起的平坦衰落

8.4 交織編碼技術解決多普勒效應引起的時間選擇性衰落

• 交織編碼是爲了解決多普勒效應引起的衰落而產生的。
• 交織編碼可以克服時間選擇性衰落，即它可以把由於時間選擇性衰落帶來的大突發性差錯信道改造成近似獨立性差錯的AWGN信道。
• 交織編碼的目的是把一個較長的突發差錯離散成隨機差錯，再用糾正隨機差錯的編碼（FEC）技術消除隨機差錯。交織深度越大，則離散度越大，抗突發差錯能力也就越強。但交織深度越大，交織編碼處理時間越長，從而造成數據傳輸時延增大，也就是說，交織編碼是以時間爲代價的。因此，交織編碼屬於時間隱分集。在實際移動通信環境下的衰落，將造成數字信號傳輸的突發性差錯。利用交織編碼技術可離散並糾正這種突發性差錯，改善移動通信的傳輸特性。

8.5 RAKE接收技術解決多徑效應

• RAKE接收技術是指利用多個並行相關器檢測多徑信號，並按照一定的準則合成一路信號供解調使用的接收技術。
• 一般的分集技術把多徑信號作爲干擾來處理，而RAKE接收採取變廢爲寶的方法，利用多徑信號來增強信號。

九、移動通信發展歷程

1G：FDMA

• 模擬通信系統，移動端就是俗稱的大哥大
• 技術標準：FDMA

2G：TDMA

• 數字通信系統（2G以後的都是數字通信系統）
• 技術標準：TDMA
• 代表作：GSM全球移動通信系統（Global System for Mobile Communication），GSM網絡由移動臺MS、基站子系統BSS、網絡子系統NSS、操作維護子系統OSS四部分組成，其中BSS由基站BTS和基站控制器BSC組成，NSS由移動業務交換中心MSC、歸屬位置寄存器HLR、拜訪位置寄存器VLR、設備識別寄存器EIR和鑑權中心AUC組成。
• GSM網絡結構

2.5G

• 代表作：GPRS：Gerneral Packer Radio Service（通用無線分組業務）。
• AT指令控制GPRS模塊，可實現給指定號碼打電話和發送短信。
• GPRS是利用現有的GSM網絡並通過增加新的分組交換網絡設備實現的。
• 現有的GSM網絡利用分級交換技術在用戶之間傳遞信息（語音和數據），然而GPRS使用分組交換功能就意味着不需要爲GPRS建立起一條物理鏈路，數據傳送完畢後，這些資源（如無線接口的時隙）又分配給新的用戶。這就意味着對於具有GPRS功能的MS來說沒有分配專用的電路，也就是說僅在數據傳送時，才動態地建立起一條物理鏈路。
• 從網絡側看，GPRS是在GSM網絡的基礎上增加SGSN和GGSN這兩種網絡實體，以及各個接口實現的。
  GPRS網絡組成圖如下所示：
  

2.75G

• EDGE，它是一種被稱之爲從2.5G的GPRS到3G之間的2.75G通信技術，它是從GPRS網絡平滑過渡而來的，能提供高達150Kbps的上網速度，但其仍然屬於GSM網絡。在投入EDGE以後，運營商可以使GPRS數據速度增加3倍多，可以確保較高的質量和較快的速度，並能促進移動多媒體業務的增長。

3G：CDMA

• 中國移動：TD-SCDMA（時分同步碼分多址）
• 中國聯通：WCDMA（寬帶碼分多址）
• 中國電信：CDMA2000
• 從此，懂一點CDMA
• 碼分多址(CDMA)的本質-正交之美
• 更多知識可以閱讀書籍《大話移動通信》

4G：OFDMA

• 代表：LTE（Long Term Evolution 長期演進項目，實際上它只是3.9G）、VoLTE（可支持打電話和上網同時進行）
• TDD-LTE 是時分雙工，即發射和接收信號是在同一頻率信道的不同時隙中進行的，發射和接收信道彼此之間採用一定的保護時間予以分離。
• FDD-LTE 是頻分雙工，即採用兩個對稱的頻率信道來分別發射和接收信號，發射和接收信道彼此之間採用一定的頻段保護間隔予以分離。（TDD-LTE和FDD-LTE纔是真正意義上的4G）
• TDD-LTE 和 FDD-LTE 都是 4G 網絡，都採用了 MIMO 天線技術，支持對已用頻率資源的重複利用。由於雙工方式不同，彼此不兼容。 TDD 可以更方便的使用智能天線技術。同樣單載波寬度情況下，TDD 所需要的頻譜寬度比 FDD 小一半。TDD 傳送和 FDD一樣的數據時需要更大的功率。 TDD 系統需要全網時間嚴格同步， FDD 則不需要。在高速環境下， FDD 往往可以提供比 TDD 更高的速率。
• 技術標準：OFDMA（正交頻分多址）
• 給小白講解OFDM

5G：NOMA

• 技術標準：NOMA（非正交多址） 非正交多址技術NOMA基礎知識
• 非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access, NOMA) 技術以不同功率將多個信息流在時域/頻域/碼域重疊的信道上傳輸，在相同無線資源上爲多個用戶同時提供無線業務
• 移動通信技術發展到今天，頻譜資源也變得越來越緊張了。同時，爲了滿足飛速增長的移動業務需求，人們已經開始在尋找既能滿足用戶體驗需求又能提高頻譜效率的新的移動通信技術。在這種背景下，人們提出了非正交多址技術（NOMA）。
• 非正交多址技術（NOMA）的基本思想是在發送端採用非正交發送，主動引入干擾信息，在接收端通過串行干擾刪除（SIC）接收機實現正確解調。雖然，採用SIC技術的接收機複雜度有一定的提高，但是可以很好地提高頻譜效率。用提高接收機的複雜度來換取頻譜效率，這就是NOMA技術的本質。
• NOMA的子信道傳輸依然採用正交頻分複用（OFDM）技術，子信道之間是正交的，互不干擾，但是一個子信道上不再只分配給一個用戶，而是多個用戶共享。同一子信道上不同用戶之間是非正交傳輸，這樣就會產生用戶間干擾問題，這也就是在接收端要採用SIC技術進行多用戶檢測的目的。在發送端，對同一子信道上的不同用戶採用功率複用技術進行發送，不同的用戶的信號功率按照相關的算法進行分配，這樣到達接收端每個用戶的信號功率都不一樣。SIC接收機再根據不同戶用信號功率大小按照一定的順序進行干擾消除，實現正確解調，同時也達到了區分用戶的目的。
• 5G的3個典型應用場景：連續廣域覆蓋、大規模機器類通信、低時延高可靠通信

十、碼間干擾

10.1 碼間干擾產生的原因

• 在無線通信系統中，由於多徑傳輸，信道衰落等影響（或者說信道特性不理想），接收端會產生嚴重的碼間干擾。另一方面，實際信道的頻帶總是有限的，並且偏離理想特性，當傳輸信號的帶寬大於無線信道的相關帶寬時，信號將會產生頻率選擇性衰落，接收信號就會產生失真，在時域上表現爲波形發生時散效應，即接收信號產生碼間干擾，導致系統誤碼率增大。碼間干擾是無線通信信道中傳輸高速數據時的最主要障礙。
• 多徑效應導致的時域色散（時散效應）的後果就是使得當前碼元出現很長的拖尾，拖尾一直延伸到下一個碼元當中，從而對下一個碼元的判決造成干擾。
  

10.2 消除碼間干擾的辦法

10.2.1 基本思想

• 既然碼間干擾是由當前碼元的長長的拖尾對後續碼元的判決產生的影響造成的，那麼我們只要保證這個拖尾在後續碼元的判決時刻正好爲0（而在其他時刻值是多少就不管了）不就行了，如下圖：
  

10.2.2 消除碼間干擾的時域條件

10.2.3 消除碼間干擾的頻域條件

10.2.4 OFDM如何消除多徑效應干擾

• OFDM如何消除多徑效應干擾

十一、多址技術

11.1 FDMA（頻分多址）

• 基本原理：將整個頻譜劃分爲多個子頻段，每個頻段每次只能分配給一個用戶。

• 將頻率範圍進行均勻地切分，其中的一份被稱爲一個信道。在單純的 FDMA 系統中，通常採用頻分雙工（FDD）的方式來實現收發雙方的雙工通信。對於基站和移動臺來說，他們收和發所用頻率是不一樣的，將可用的頻率分爲兩部分。一部分用於移動臺發給基站，稱爲上行信道；一部分用於移動臺收來自基站的發出的信號，稱爲下行信道。把編號相同的信道之間的距離稱爲收發間隔。爲了使同一個接收器間不產生干擾，收發頻率間隔必須大於一定數值，以保證在這個間隔下接收頻率和發送頻率的衰落特性互不相關。 採用頻分多址，每一個信道每一次只能分配給一個用戶。
  
  注意實際在GSM網絡中，下行信道頻率（基站發，移動臺收）要比上行信道頻率（基站收，移動臺發）高，而上圖正好畫反了。爲什麼GSM下行的頻率要比上行的頻率高呢
  因爲頻率越高，損耗越大，而在基站端，我們可以增大發射功率來彌補損耗，但在手機端，不方便增大手機的發射功率，所以一般我們就讓下行頻率高於上行頻率，即讓基站的功率大一點就可以彌補高頻帶來的損耗了。

• FDMA優勢：由於每個信道只傳一路信號，傳輸速率低，因此由多經時延引起的碼間交疊的概率減小，誤碼概率較低；不同用戶的信道間有頻帶間隔，從而降低了信道間的干擾。

• FDMA缺點：頻率規劃複雜，頻譜的有效利用率低，系統容量小；基站對應多部收發信機，增加了設備成本和通信成本；當移動臺在小區中進行長距離移動時，需要不停地越區切換，更換頻點，即要進行硬切換，此時用戶會感覺到明顯的瞬時中斷，這對數據業務造成的影響很大。（切換的方式有很多種：一種是終端首先切斷與原來基站的聯繫，然後再接入新的基站，這種切換稱之爲“硬切換”，在切換的過程中通信會發生瞬時的中斷。與此相對應，若終端和相鄰的兩個基站同時保持聯繫，當終端徹底進入某一個基站的覆蓋區域後，才斷開與另一個基站的聯繫，切換期間沒有中斷通話，稱之爲“軟切換”或者“無縫切換”）

11.2 TDMA（時分多址）

• 基本原理：把時間分割成周期性的幀，每幀再分割成若干不重疊的時隙，每個用戶佔用一個時隙。在滿足定時和同步的條件下，移動臺只能在指定的時隙內向基站發送信號或者接收基站發來的信號，並且每一個時隙僅允許一個用戶使用。

• 把時間分成若干幀，再把每個幀分成若干個時隙，無論是幀還是時隙之間它們都是互不重疊的，把每個時隙稱爲時分多址的一個信道。將不同的用戶放在不同的時隙上進行通信，同時在時隙中會設置一些保護間隔，這是爲了避免相鄰時隙之間發生重疊。在 TDMA 方式下由兩種雙工方式：時分雙工（TDD）和頻分雙工(FDD)。
  

• 時分雙工：將時間作爲分割收發信號的參量，收發工作在相同的頻率上。一幀中一半的時隙用於發送，另一半的時隙用於接收信號。
  

• 頻分雙工：收和發的頻率不同，但同一方向的頻率相同（意思就是上行爲一個方向，下行爲一個方向，上行和下行所用頻率不同，但是所有的上行頻率都一樣，所有的下行頻率都一樣）。上行和下行是放在不同頻點上進行的。
  
  注意上面這張圖才真正的是GSM網絡中實際的頻率分配的樣子，即下行頻率要比上行頻率高。

• TDMA優勢：頻率複用率提高，系統容量增加；TDMA收發在指定的時隙進行，收時不發，發時不收，可抗干擾，基站只需一部發射機，基站的複雜性降低；移動臺不連續地突發式傳輸信息，越區切換可在信息傳輸的間隙中中進行，信息不會丟失；功控設備簡單，基站用不同的時隙接收用戶信號，克服了遠近效應；保密性較好。

• TDMA缺點：通信雙方只允許在規定的時隙中發收信息，需要精確的系統同步、幀同步和位同步，同步的好壞對系統的性能影響很大；當碼元傳輸速率提高到100kbit/s以上後，由於多徑或者時延擴展，造成接收端碼間干擾顯著增大，需要採用時域自適應均衡技術進行抑制，增加了設備複雜度。

11.3 CDMA（碼分多址）

• CDMA利用不同的碼字傳輸不同的信息，即先將信號用帶寬很寬的僞隨機序列進行調製，再用載波調製發射，接收端使用相同的僞隨機序列與信號執行相關的處理，即可恢復信號。
• 在發送端：不同的用戶使用互不相同、 相互正交或準正交的地址碼，分別去調製不同用戶的數據信號。
• 在接收端：利用地址碼的正交性，通過地址識別即相關檢測，從混合信號中選出相應的信號。系統的基站可以發射和接收多個不同的碼字調製後的信號，用戶發送信號前也要用相應的碼字來進行調製。
• 特點：所有用戶在相同時間段佔有相同帶寬，而且各個用戶是同時發送和接收信號的。
• CDMA優勢：採用軟切換的技術，克服了硬切換傳輸斷續的缺點；用戶按不同的序列碼區分，載波可在相鄰的小區內使用，頻率規劃比FDMA和TDMA的簡單；頻譜利用率高，節約了頻譜資源和功率資源；使用多用戶檢測技術，大大降低了用戶端的發射功率和射頻輻射，更加綠色環保，降低了建網成本。
• CDMA缺點：存在較爲嚴重的遠近效應問題，需要採用有效的功率控制措施和多用戶檢測技術以克服遠近效應問題。
• 從此，懂一點CDMA
• 碼分多址(CDMA)的本質-正交之美

11.4 三種多址技術的比較

• FDMA：將頻率劃分爲不同的分組，雙工方式爲 FDD。
• TDMA：在頻率上沒有變化，時域上切分成很多小組，雙工方式有 TDD和 FDD 兩種。
• CDMA：不論從時域還是頻域來看都是混疊在一起的信號，只有在碼字上才能夠進行區分。

11.5 SDMA（空分多址）

• 原理：利用自適應陣列天線，將空間分隔成互不重疊的區域；在不同的用戶方向上形成不同的波束，各個波束髮出的信號在空間上互不重疊。
• 目的： 在空間上區分用戶。（想想生活中常見的基站上面天線分成的幾個扇區）
  

11.6 OFDMA（正交頻分多址）

• 將傳輸帶寬劃分爲正交的一系列子載波集，將不同的子載波分配給不同的用戶，佔用不同子載波的用戶間滿足相互正交，理想同步時，系統沒有多址干擾。
• FDMA 系統：不同的用戶在相互分離的不同頻段上進行傳輸，在各個用戶的頻段之間插入保護間隔；
• OFDMA 系統：不同的用戶在相互重疊但彼此正交的子載波上同時進行傳輸的，利用 OFDM 技術爲不同的用戶分配不同的信道資源。由於這種正交性，從而用戶間也不會相互干擾。
• OFDMA 在靈活性和頻譜效率上有明顯優勢。

11.7 NOMA（非正交多址）

• 非正交多址技術NOMA基礎知識

十二、移動通信的關鍵技術

12.1 物理層的關鍵技術

物理層位於OSI（開放系統互聯）模型中的第一層，爲通信提供實現透明傳輸的物理鏈接，爲數據傳輸提供可靠的環境。

12.1.1 調製技術

• 數字基帶調製技術：ASK、FSK、PSK；QAM（正交幅度調製）、MSK（最小頻移鍵控）、GMSK（高斯最小頻移鍵控）
• 多載波調製及數：多載波調製技術是爲了滿足不斷提高的碼元傳輸速率而產生的一種並行調製技術。OFDM是一種廣泛使用的多載波調製技術。

12.1.2 抗衰落技術

• 信道編碼：常見的有LDPC（低密度奇偶校驗碼）RS-CC碼和Turbo碼等
• 均衡技術：是指各種用來克服碼間干擾的方法。
• 分集接收技術：是指接收端對它收到的多個衰落特性互相獨立的信號進行特定的處理，以降低信號電平起伏的方法。
• RAKE接收技術：是指利用多個並行檢測器檢測多徑信號，並按照一定的準則合成一路信號供解調使用的接收技術。

12.2 數據鏈路層的關鍵技術

• 數據鏈路層位於OSI（開放系統互聯）模型中的第二層，介於物理層和網絡層之間，主要是在物理層提供服務的基礎上實現相鄰節點的數據傳送。
• 幀同步技術：要能夠從比特流中區分出幀的起始與終止，因此需要設計幀同步技術。
• 多址接入技術：多址接入方案允許多個移動用戶同時共享有限的無線頻譜資源，從而獲得高的系統容量。
• 差錯控制技術：前向糾錯法、反饋重傳法和混合糾錯法三大類，主要目的是降低系統的誤碼率。常用的差錯控制編碼有分組碼、循環碼、卷積碼、Turbo碼和級聯碼等。
• 流量控制技術：防止在端口阻塞的情況下丟幀，即發送方發送的數據接收方來不及接收時，就要控制發送方發送數據的速率。流量控制具體的技術有緩存、擁塞避免和窗口機制等。
• 鏈路管理技術：主要用於面向連接的服務。作用是：在收發節點間建立有效鏈接的過程中，建立一種狀態確認與交換機制，保證鏈接建立後傳輸過程的有效開展，並在傳輸過程中，隨時監控鏈路狀態，以保證傳輸的連續性。

12.3 網絡層的關鍵技術

• 網絡層介於運輸層和數據鏈路層之間，是OSI參考模型的第三層。
• 網絡層的主要功能是提供路由，即選擇到達目標節點的最佳路徑，並沿該路徑傳送數據包。除此之外，網絡層還具有無線資源管理（RRM）和移動性管理（MM）等功能。
• 路由選擇策略：固定式路由選擇、泛洪算法、隨機路由選擇、自適應算法。
• 無線資源管理的目標包括 保證每個業務的覆蓋、保證請求連接的質量、保證較低的阻塞率和提高系統的利用率。
• 移動性管理用於保證在用戶或終端的移動過程中，用戶通信和對業務的訪問不受網絡接入點變化的影響，即不受位置變化和接入技術變化的影響。

12.4 其它層與跨層的關鍵技術

• 高層技術的應用包括運輸層的TCP/UDP技術在無線通信中的應用和RTP實時傳輸技術的應用等。

12.5 OSI 七層模型和TCP/IP模型及對應協議（詳解）

• OSI 七層模型和TCP/IP模型及對應協議（詳解）

十三、蜂窩系統

蜂窩系統基礎知識

備註：幾個基本概念

• 信號帶寬：信號的最高頻率和最低頻率的差值，單位是Hz
• 信道帶寬：信道所能允許通過的最高頻率和最低頻率的差值，單位是Hz
• 信道容量：信道所能無差錯傳輸的最大比特率，單位是bps