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1、课程主讲人：3 项目二学习移动通信系统的基本技术_抗衰落技术现代移动通信技术项目二：学习移动通信系统的基本技术(2)现 / 代 / 移 / 动 / 通 / 信 / 技 / 术项目二 学习移动通信的基本技术(2)讲师 蒋志钊项目引入移动通信是由于受到环境的变化,是一个干扰衰落系统.所以系统存在很多抗干扰技术,下面就给大家介绍通信系统的抗干扰系统 任务分解任务二：讨论抗衰落技术0101任务描述:学习移动通信信号的抗衰落技术0202学习目标：u 1.分集技术u 2.均衡技术u 3.信道编码技术u 4.调制技术u 5.多址技术任务二：抗衰落技术衰落！无线信道特性：任务二：讨论抗衰落技术 衰落的分类：衰
2、落的分类：慢衰落慢衰落快衰落快衰落功率 (dB)距离 (m)任务二：讨论抗衰落技术无线信号在传输中受到的损耗包括：由传输距离引起的路径损耗由阴影效应引起的大尺度衰落损耗由多径传播引起的小尺度衰落损耗任务二：讨论抗衰落技术 传输距离引起的路径损耗：传输距离引起的路径损耗：距离越远损耗越大距离越远损耗越大信号频率低时的传输损耗小信号频率低时的传输损耗小信号频率高时的传输损耗大信号频率高时的传输损耗大任务二：讨论抗衰落技术衰落！无线信道特性：如何来解决衰落问题？任务二：讨论抗衰落技术2.2.1 分集技术分集技术：就是把各个分支的信号,按照一定的方法再集合起来变害为利.方法：把收到的多径信号先分离成互
3、不相关的多路信号,由少变多,再将这些信号的能量合并起来,由多变少,从而改善接收质量 分集技术包括: 时间分集 空间分集 频率分集 极化分集分集技术 极化分集：极化分集： 空间分集的一种特例采用双极化天线 发射/接收 45角极化信号 特点：特点： 结构紧凑、节省空间 接收和发射需要两副天线分集技术 空间分集：空间分集：用用2 2个以上的天线收同一个信号个以上的天线收同一个信号特点：特点： 克服了多径衰落克服了多径衰落 接收需要多个接收天线接收需要多个接收天线分集技术 频率分集：频率分集：用用2 2个以上的载波频率传输，跳频技术个以上的载波频率传输，跳频技术特点：特点： 减少了天线的数目减少了天线
4、的数目 要占用更多的频谱资源要占用更多的频谱资源 在发射端需要多部发射机在发射端需要多部发射机 分集技术 时间分集：时间分集：在不同时间接收同一个信号，采用交织技术在不同时间接收同一个信号，采用交织技术特点：特点： 减少了天线的数目减少了天线的数目 频率使用率不高频率使用率不高终端2终端4终端2时间频率2频率1终端1终端3终端1频率任务二：讨论抗衰落技术2.2.2 均衡技术 均衡技术是理论和实践证明，在数字通信系统中插入一种可调滤波器可以校正和补偿系统特性，减少码间干扰的影响。这种起补偿作用的滤波器称为均衡器。 原理：均衡器通常是用滤波器来实现的，使用滤波器来补偿失真的脉冲 均衡技术 自适应均
5、衡器直接从传输的实际数字信号中根据某种算法不断调整增益，因而能适应信道的随机变化，使均衡器总是保持最佳的状态，从而有更好的失真补偿性能。 自适应均衡器一般包含两种工作模式，即训练模式和跟踪模式。 均衡本质：产生于信道相反的特性，用来抵消信道的时变多径传播特性引起的码间串扰。均衡不用增加传输功率和带宽，即可改善移动通信链路的传输质量。 均衡适用于信号不可分离，多径且时延扩展远大于符号宽度的情况。均衡技术总结 在信息日益膨胀的数字化、信息化时代，通信系统担负了重大的任务，这要求数字通信系统向着高速率、高可靠性的方向发展。信道均衡是通信系统中一项重要的技术，能够很好的补偿信道的非理想特性，从而减轻信
6、号的畸变，降低误码率在高速通信、无线通信领域，信道对信号的畸变将更加的严重，因此信道均衡技术是不可或缺的。自适应均衡能够自动的调节系数从而跟踪信道，成为通信系统中一项关键的技术。任务二：讨论抗衰落技术2.2.3 信道编码技术目的：以提高信息传输的可靠性为目的；实现方式：增加冗余信息；作用:改善传输质量，纠正误码克服各种干扰对信号产生不良影响 常用信道编码:奇偶校验码重复码循环冗余校验码卷积码交织拓扑码信道编码技术n卷积码：卷积码：l特点编码简单编码设备简单性能高解码远比编码复杂，限制了编码的相关长度适合解离散的差错，对于连续的差错效果不理想lGSM、GPRS、UMTS、CDMA和CDMA200
7、0系统中都使用了卷积码信道编码技术交织技术交织技术: : 目的：将冲击差错转换成随机差错,再用信道编码的方法来进行纠正341234123412341234123412341234123413412341234122消息分组交织交织后的消息分组发生误码信道编码技术nTurboTurbo码：码：l特点其译码较为复杂，比常规的卷积码要复杂的多存在较大的延时性能远超其它编码方式极大的提高系统的容量l在第三代第四代移动通信系统中得到了广泛地应用 调制调制: : 将各种数字基带信号转换成适于信道传输的数字调制信号(已调信号或频带信号)； 解调解调: : 在接收端将收到的数字频带信号还原成数字基带信号调制的
8、目的：调制的目的：便于信息的传输改变信号占据的带宽，改善系统性能便于多路多址传输 调制技术采样分段 调制方式分为：调制方式分为：基带传输基带传输频带传输频带传输 原始信息信道数字信号信道编码无线信道信道化处理信源编码采样分段调制技术 模拟信号的调制方式：模拟信号的调制方式：调幅方式(AM-Amplitude Modulating)调频方式(FM-Frequency Modulating)调相方式(PM-Phase Modulating) 基本的数字调制方式：基本的数字调制方式：移幅键控 (ASK-Amplitude Shift Keying)移频键控 (FSK-Frequency Shift
9、Keying)移相键控 (PSK-Phase Shift Keying)调制技术数字信号移幅键控移频键控移相键控 1 0 1 1 00T2T3T4T5Tttt调制技术多址技术 移动通信的传输信道是随通信用户（移动台）移动而分配的动态无线信道，一个基站同时为多个用户服务，基站通常有多个信道。每次一个用户占用一个信道进行通话，多数情况下是多个用户同时通话，同时通话的多个用户之间的区分是以信道来区分的，这就是多址。ABC？ 多址技术就是基站能从众多的用户信道中区分出是哪一个用户发出来的信号，而移动台能从基站发出来的众多的信号中识别出哪一个是发给自己的，避免用户间的相互干扰。频分多址FDMA: 采用调
10、频的多址技术.业务信道在不同频段分配给不同的用户。TACS、AMPS 频分多址 这些频段互不重叠，并按要求分配给请求通信的用户，上述分配给用户的频道并不是固定指配给某一个用户的，通常是在通信建立阶段由系统的控制中心临时分配给某一个用户的，在呼叫的整个过程中，其他用户不能共享这个频道，通信技术后，该用户释放它占用的频道，系统重新分配给需要通信的用户使用。 为了实现双工通信，每次通信时，基站和移动台占用一对频道，一个用作上行信道，一个用作下行信道。 FDMA的频道分割，上行信道占用较低的频带，下行信道占用较高的频带，中间为保护频带。时分多址TDMA: 所谓TDMA就是一个信道由连续的周期性时隙构成
11、，不同信号被分配到不同的时隙里，系统中心站将用户数据按时隙排列广播发送，业务信道在不同的时间分配给不同的用户 一般来说TDMA多址方式都是在FDMA多址方式的基础上使用的，即先把一个频段划分成多个频点，再在每个频点上划分时隙。GSM系统就是使用了这两种多址方式。码分多址CDMA: 采用扩频的码分多址技术。所有用户在同一时间、同一频段上、根据不同的编码获得业务信道码分多址 码分多址（CDMA）是一种利用扩频技术所形成的不同的码序列实现的多址方式。它不像FDMA、TDMA那样把用户的信息从频率和时间上进行分离，它可在一个信道上同时传输多个用户的信息，也就是说，允许用户之间的相互干扰。 CDMA通信
12、系统采用不同的地址码来区分用户，系统内所有用户可以使用同一个载波，相同带宽，同时收发信号，CDMA通信系统的容量是TDMA通信系统的4-6倍，是FDMA通信系统的20倍左右，所以CDMA通信系统是第三代数字通信系统的主要方案TD-SCDMATD-SCDMA多址技术空分多址 空分多址(SDMA)，也称为多光束频率复用，通过标记不同方位相同频率的天线光束来进行频率的复用。空分多址可实现频率的重复使用，充分利用频率资源。 SDMA系统可使系统容量成倍增加，使得系统在有限的频谱内可以支持更多的用户，从而成倍的提高频谱使用效率。 SDMA在中国第三代通行系统 TD-SCDMA中引入，是智能天线技术的集中体现。 本章节从无线电波的传播方式及特性、抗衰落技术着手，逐步介绍一些常见抗衰落技术，为后续的具体无线系统的介绍作好重组的准备，让学生更容易去接受新知识。项目总结 1、什么是慢衰落与快衰落？ 2、介绍分集技术的分类？ 3、什么是多址技术？以及移动通信系统中多址技术的分类？ 4、电磁波是如何划分的？ 5、无线电波的分类？项目思考调研要求: 通信系统还有哪些抗干扰技术考核方式 输出调研报告评估标准 以调研报告评分作为标准拓展训练