Федеральное агентство связи Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ И ИНФОРМАТИКИ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕЧНАЯ СИСТЕМА Самара Федеральное агентство связи Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования «Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики» Кафедра систем связи «УТВЕРЖДАЮ» Заведующий кафедрой систем связи_ _______________ подпись __________ 2013 г. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ Радиорелейные системы подвижной связи Для направления 210400 – Телекоммуникации по специальностям: 210404 – Многоканальные телекоммуникационные системы 210406 – Сети связи и системы коммутации 210402 – Средства связи с подвижными объектами Обсуждено на заседании кафедры протокол № Самара 2013 2 Васин Н. <...> Федеральное агентство связи Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования «Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики» Кафедра систем связи КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ Радиорелейные системы подвижной связи по специальности (направлению подготовки): направление 210400 – Телекоммуникации специальности: 210404 – Многоканальные телекоммуникационные системы 210406 – Сети связи и системы коммутации 210402 – Средства связи с подвижными объектами Самара 2013 3 УДК 681.3 621.396 Диязитдинов Р.Р. <...> Описываются принципы формирования канальных сигналов в системах с кодовым разделением, GSM, Wi-Fi, LTE, принципы помехоустойчивого кодирования для борьбы с пакетными ошибками, приводятся примеры расчета характеристик сотовых систем, уровней радиосигнала для систем подвижной связи и устройств, компенсирующих канальные искажения. <...> Данное учебное издание рекомендуется к использованию в образовательных учреждениях, реализующих <...>
Системы_подвижной_связи_Конспект_лекций.pdf
УДК 681.3
621.396
Диязитдинов Р.Р.
Системы подвижной связи. Конспект лекций. – Самара: ФГОБУ ВПО ПГУТИ,
2013. – 204 с.
Рассматриваются принципы построения радиорелейных систем подвижной
связи, основные технологии беспроводных сетей доступа, способы
взаимодействия между мобильными и базовыми станциями и схемы
построения приемо-передающих устройств радиосвязи. Описываются
принципы формирования канальных сигналов в системах с кодовым
разделением, GSM, Wi-Fi, LTE, принципы помехоустойчивого кодирования для
борьбы с пакетными ошибками, приводятся примеры расчета характеристик
сотовых систем, уровней радиосигнала для систем подвижной связи и
устройств, компенсирующих канальные искажения.
Данное учебное издание рекомендуется к использованию в образовательных
учреждениях, реализующих образовательные программы высшего
профессионального образования, по дисциплине «Радиорелейные и
спутниковые системы передачи» по специальностям 210404 «Многоканальные
телекоммуникационные системы», 210406 «Сети связи и системы
коммутации», 210402 «Средства связи с подвижными объектами» направления
подготовки дипломированных специалистов 210400 «Телекоммуникации» и
направлению подготовки бакалавров 210700 «Инфокоммуникационные
технологии и системы связи».
Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение
высшего профессионального образования
«Поволжский государственный университет телекоммуникаций и
информатики»
Диязитдинов Р.Р., 2013
4
Стр.4
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
Введение
Раздел 1. Основы построения систем подвижной связи
Лекция 1. Основы организации радиосвязи. Радиорелейная система связи
и система сотовой связи
1.1. Принципы организации радиосвязи
1.2. Классификация радиочастот
1.3. Общие принципы построения РРЛ
1.4. Принципы построения систем сотовой связи
стр
7
8
10
10
10
16
17
19
1.5. Принципы установления связи в системы подвижной радиосвязи 22
1.6. Структура сигнала GSM
Краткие итоги лекции 1
Вопросы по лекции 1
Упражнения
Лекция 2. Поколения мобильной телефонии
2.1. Поколение 1G
2.2. Поколение 2G
2.3. Поколение 3G
2.4. Поколение 4G
Краткие итоги лекции 2
Вопросы по лекции 2
Лекция 3. Трафик и емкость сотовых систем
3.1. Трафик и способы повышения емкости сотовых систем
3.2. Расчет количества каналов
3.3. Оценка числа пользователей на соту в системах СDMA
Краткие итоги лекции 3
Вопросы по лекции 3
Упражнения
Раздел 2. Основы многоканальных систем передачи
Лекция 4. Методы многостанционного доступа
4.1. Виды систем множественного доступа
4.2. TDMA
4.3. FDMA
4.4. CDMA
4.5. Преимущества CDMA
Краткие итоги лекции 4
Вопросы по лекции 4
Упражнения
Лекция 5. АЦП, ИКМ, скремблирование
5.1. АЦП
24
26
27
28
29
29
30
31
32
33
34
35
35
36
37
41
41
42
43
43
44
44
45
46
47
48
49
50
51
51
5
Стр.5
5.2. Нелинейное кодирование
5.3. ИКМ
5.4. Скорость передачи цифрового потока
5.5. Достоинства цифрового сигнала
5.6. Скремблирование цифрового сигнала
Краткие итоги лекции 5
Вопросы по лекции 5
Упражнения
Раздел 3. Кодовое разделение каналов
Лекция 6. Радиосвязь на основе технологии CDMA
6.1. Технология CDMA
6.2. Принцип работы CDMA
6.3. Rake-приемник
Краткие итоги лекции 6
Вопросы по лекции 6
Упражнения
Раздел 4. Модели предсказания
Лекция 7. Модели предсказания уровня сигналов (Окамуры, ОкамурыХата)
7.1.
Модель Окамуры
7.2. Модель Окамуры-Хата
Краткие итоги лекции 7
Вопросы по лекции 7
Раздел 5. Система GSM
Лекция 8. Структура системы GSM
Communications)
Register)
8.1. Структура системы GSM (Global System for Mobile
8.2. Аутентификация SIM
8.3. Идентификация абонентского оборудования (Equipment Identity
8.4. Handover (Хэндовер)
8.6. Эквалайзинг
8.5. Роуминг
8.7. Скачки по частоте
Краткие итоги лекции 8
Вопросы по лекции 8
Упражнения
Лекция 9. Устройство подвижной и базовой станции
9.1. Подвижная станция
9.2. Базовая станция
9.3. Принципы формирования сигналов стандарта GSM
9.4. Особенности устройства мобильной станции сотовой связи
Краткие итоги лекции 9
Вопросы по лекции 9
Упражнения
55
58
59
60
60
63
64
64
65
65
65
72
75
76
77
78
79
79
79
88
90
91
92
92
92
94
95
96
97
98
101
101
102
103
104
104
107
109
112
116
117
117
6
Стр.6
Лекция 10. Модуляция сигналов в цифровых системах радиосвязи
10.1. Бинарная фазовая модуляция (BPSK)
10.2. Квадратурная фазовая манипуляция (QPSK)
10.3. Квадратурная фазовая манипуляция со сдвигом (О-QPSK
10.4. Относительная квадратурная фазовая манипуляция с фазовым
сдвигом π/4 (π /4 –DQPSK)
10.5. Манипуляция с минимальным частотным сдвигом (MSK)
10.6. Гауссовская манипуляция с минимальным частотным сдвигом
(GMSK)
Краткие итоги лекции 10
Вопросы по лекции 10
Упражнения
Раздел 6. Помехоустойчивое кодирование
Лекция 11. Основы обнаруживающих и корректирующих кодов
11.1. Принципы кодирования
11.2. Основные характеристики корректирующих кодов
11.3. Корректирующие коды Хемминга
11.4. Перемежение символов
Краткие итоги лекции 11
Вопросы по лекции 11
Упражнения
Лекция 12. Эквалайзеры
12.1. Линейные искажения
12.2. Расчет эквалайзера
Краткие итоги лекции 12
Вопросы по лекции 12
Упражнения
Раздел 7. Сети беспроводного доступа
Лекция 13. OFDM
13.1. Характеристика ОFDM
13.2. Преобразование сигнала в ОFDM
Краткие итоги лекции 13
Вопросы по лекции 13
Упражнения
Лекция 14. Wi-Fi
14.1. История развития Wi-Fi
14.2. Стандарт IEEE 802.11g
14.3. Топологии беспроводных сетей Wi-Fi
14.4. Зона покрытия Wi-Fi
Краткие итоги лекции 14
Вопросы по лекции 14
Лекция 15. LTE
15.1. История развития LTE
15.2. Принципы построения радиоинтерфейса по технологии LTE
15.3. Многоантенные системы
127
128
129
130
130
130
136
141
145
149
150
150
151
151
153
158
158
158
159
159
159
161
167
168
168
169
169
169
173
175
177
178
180
180
181
187
7
125
126
118
118
119
121
122
Стр.7
15.4. Сетевая архитектура SAE
Краткие итоги лекции 15
Вопросы по лекции 15
Упражнения
Заключение
Список литературы
Глоссарий
Список терминов и сокращений
188
190
191
192
193
194
195
202
8
Стр.8