数字集群通信系统基本技术

第四讲 数字集群通信系统基本技术 数字集群移动通信系统体现了当前移动通信技术的最新水平，与模拟系统相比 ，具有如下优点： 容量大，频谱利用率高； 通信质量好； 业务种类多； 易于保密； 用户设备小巧轻便； 便于与ISDN、PSTN、PDN等网络互联。 根据 CCIR的建议，需要研究的数字技术主要有如下六方面： 数字无线调制与解调； 数字话音编码； 多址技术； 信道编码和数字信号处理； 数字控制信道和数据信道； 保密和鉴权。 从理论上说，数字集群基本技术与数字蜂窝移动通信系统没有本质的区别，但是数字集群通信系统有其自己的特点。典型的数字集群MOTOROLA的iDEN系统采用TDMA技术，在 每载波 25kHz的宽度下，可传六路话音。众所周知，现在的GSM系统每载波 200kHz，可传八路话音。iDEN系统有如此之高的频谱利用率是基于数字调制技术M－16QAM(Multiple－16Point Quadrative Amplitude Modulation)16点阵正交调幅和话音编码技术VSELP(VectorSum Excited LinearPrediction)向量和激励线性预测编码技术。 在不使用均衡器的情况下，M－16QAM可在 25kHz信道中以 64kbps的速率传递信号。而 VSELP，把话音编码的速率降至 4.8kbps，加上 2.6kbps的前向纠错，使每路信道的比特率降至了7.4kbps，以实现每 25kHz信道传送六路话音。另外，在网同步方面，iDEN系统还引入了 GPS(GlobalPosition system)作为全网统一的时间标准，从而省去了昂贵的艳原子钟，这也是iDEN系统的一大特点。 本讲重点地介绍三种技术，并结合集群用户的需要与集群系统的发展趋势，引入加密技术。 4.1 调制技术 在移动通信中，频率利用率一直是一个关键问题。如果不考虑小区分裂，也就是说在不增加基站设备的前提下，为了使每信道能负载更多的用户，就必须从两方面着手： 其一，采用更先进的调制技术，提高频谱利用率； 其二，采用码率更低的语音编码技术，使一定的调制码速率能传输更多路话音。 本节将介绍频率利用率很高的正交振幅调制QAM(QuandratiVe Amplitude Modulation)，用M－16QAM(Multiple—16Point Quan山ative Amplitude Modulation)16点阵正交调幅，可实现在25kHz信道中传64kbit／s，其频谱利用率高达2.56bit／Hz·S。 4.1.1 正交振幅原理 正交振幅调制的一般表达式为： Y(t)＝Amcoswt十 Bmsinwt，0＜t＜T ............. (1) 上式由两个相互正交的载波构成，每个载波被一组离散的振幅{Am }、{Bm}所调制，故称这种...