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现代数字通信

一. 通信系统的基本框图,每个框图写2行。

1. 信源编码:信号一般首先经过AD变换,将模拟信号采样量化变成数字信号,便于传输,再去除信源信号中的冗余成分,提高传输的有效性,提高效率。

2. 信道编码:信道编码通过增加冗余,提高传输的可靠性,具有检错和纠错功能;与交织器共同对抗多径衰落3.交织器与解交织器:本身不具有纠错功能,只是将数据重新排列。

交织器主要用于对抗突发错误,将突发错误在时间上分散开,使其变为随机错误。

必须与纠错编码技术相结合,才能对抗移动衰落信道的不利影响。

利用了缓存技术,会引起时间上的延迟,需要增加延迟和存储空间。

4. 调制器经典调制技术的功能主要是信号的频谱搬移,实现有效传输。

在现代通信技术中,信号处理和集成电路技术的发展使频谱搬移与其他部分分离。

调制的概念有所扩展和延伸,好的调制器调制出的信号需要有较高的频谱效率、较低的误码率、较低的峰均比、较低的接收机复杂度或者能够对抗非线性带来的频谱扩散,抑制对相邻频带的干扰。

经典调制技术延拓为空时编码、扩频调制和OFDM等5. 射频发射:对信号进行放大、滤波,经由天线发送出去6. 射频接收:对从天线接收的信号进行滤波、低噪声放大7. 解调器:经典调制技术中,解调器的主要作用是对接收信号进行频谱搬移,从射频搬移到基带。

在现代通信技术中,解调器需要完成同步、信道估计、检测的任务,并且软输出,是的解码器能够工作在软判决状态,对抗信道衰落,提高误码率,以正确接收信号9. 信道解码:检测错误或纠正错误10. 信源解码:恢复出信源编码前的信息二. 移动通信信道的特点、缺陷,以及抵抗这些缺陷的措施(1)多径传输环境信号到达接收机的传输时间不同,将导致时延扩展。

时延差小于时间分辨率时,不可分辨的多径叠加,造成衰落。

时延差较大时,可分辨的多径,就会造成码间干扰或多址干扰。

(2)时变传输环境a. 终端的移动会造成多普勒频偏,这反映了信道随时间变化的速率,信道传输函数为时变函数。

b. 衰落快慢是相对于观察时间而言的,信道在一个码元时间内保持不变,则称为慢衰落,否则则称为快衰落。

一般均假设信道为慢衰落(把码元时间切得很短),对于OFDM系统,通常假设信道在一个OFDM符号内不变。

(3)用户之间的相互干扰a. 由于每个用户不独占传输媒体和介质,需要动态分配资源,这就产生了同频干扰或多址干扰。

b. CDMA系统中各用户在频率上和时间上是重叠的。

对抗措施:(要不要每种措施都具体解释一下?)(1)针对衰落的技术a. 分集接收技术:时间分集、频率分集、空间分集、发送分集以及接收分集,发送分集可以有效对抗单径慢衰落b. 纠错编码+交织技术c. 功率控制技术:克服远近效应,对抗慢衰落有效d. 智能天线技术,时空编码技术(与发送分集配合使用,对抗慢衰落)c. 扩频、跳频与OFDM调制技术(2)针对时变信道的技术a. 把每个码元切得很短,对应的持续时间很短,就可以把系统近似成线性移不变系统,并且误差在容忍范围内。

b. 信道估计技术:通过导频信号进行信道估计,其他点上进行插值。

从而估计出整个信道的参数,便于解调。

(3)针对码间干扰的技术自适应均衡技术,线性均衡器、DFE均衡器、MLSE均衡器、MAP均衡器预均衡(预编码)线性均衡器实际上是逆滤波器,在一直多径干扰的同时会放大噪声。

DFE均衡器(判决反馈均衡器)存在错误传播问题。

判决反馈均衡器(DFE)是一种非线性均衡器。

由前馈部分(由FIR 滤波器组成)和反馈部分(由IIR 滤波器组成)组成,前馈部分可以抵消在时间上超前的码间干扰和在时间上滞后的码间干扰(由中心抽头的位置决定),反馈部分可以抵消在时间上滞后的码间干扰。

MLSE(最大似然序列估计)均衡器可以一直错误传播,但不提升噪声,只能得到序列级信息,得不到码元级信息,因此提取码元级信息比较困难。

MAP均衡器在码元级判决与MLSE等价。

(4)针对多址干扰的技术多用户检测技术:MLSE的应用干扰抵消技术:判决反馈的应用,线性均衡器的思想用于解相关多用户检测器和Chip级均衡器。

迭代软干扰抵消技术三.第三代移动通信的特点1.全球普及和全球无缝漫游的系统2.支持多媒体业务和Internet业务3.便于过度、演进4.高频谱效率、高服务质量、低成本、高保密性5.无一例外的都采用了cdma技术6.增强了对中高速率业务的支持7.针对数据业务进行了优化,无论是传输技术还是控制协议支持分组业务,支持不同QoS 业务。

8.使用新技术,快速寻呼、发送分集、前向闭环功率控制、Turbo码、新型语音处理器、话音激活9.容量大、质量高、支持复杂业务10.码分多址在正反信道如何实现多址?多址干扰在什么情况下发生?在前向链路(下行,正)通过正交码,反向链路(上行)采用不同香味的PN码实现多址。

四.3.5G采用哪些技术提高信道容量1.HARQ与短帧结构2.支持高阶调制和AMC3.前向链路采用速率控制代替功率控制,减少功率波动4.采用TDM技术,用户间多址技术部分采用TDMA域CDMA相结合或TDMA5.正反向采用多码道传输6.按用户信道特征选择合适的传输方式,以提高系统容量。

五. LTE基带传输用了哪些关键技术?(7项,暂时只找到5个,可能记错了)每个关键技术写2~3行字,说说优缺点1. OFDM技术(OFDMA)通过并行信道和循环前缀避免色散信道引起的ISIOFDM 抵抗频率选择性衰落采用FFT技术便于实现。

OFDMA多址方式优点:正交重叠的子载波,频谱利用率高;方便用IFFT/FFT实现;能有效对抗信道时延扩展造成的码间干扰;有效对抗多径衰落;不同子载波可用不同调制方式,可以逼近信道容量;可有效对抗窄带干扰缺点:调制信号的峰均比大;对频偏和本振的相位噪声敏感;不适用与上行信道多用户的应用;引入保护间隔降低了有效发射功率,导致了容量下降;大多普勒频偏下存在ICI使用困难2. MIMO挖掘空间信道容量有效抵抗单径慢衰落场景提高边缘覆盖区传输速率,支持软切换支持波束形成减少邻区干扰缺点:发射机和接收机的复杂度加大三种方式:发送分集、空分复用、波束赋形3. 自适应编码调制AMC支持高达64QAM的高阶调制支持多种编码码率和码长在信道条件好的时候提高传输速率或减小发送功率,在信道条件差的时候降低速率或增大功率。

(实际系统中,传输速率调整代替发送功率调整)优点:可以增强传输的可靠性并能提高频带利用率。

(提高平均吞吐量,降低所需的发射功率或降低平均误码率。

)缺点:要求发送端和接收端之间存在反馈通路,这在某些系统中是不大可能的;如果信道变化的速度快于信道估计及反馈的速度,自适应技术的性能将会很差;对接收机和发射机的硬件要求很高4. 多用户分集技术用户间采用OFDMA的多用户分集用户间采用SDMA(多天线支持的)多用户分集优点:多用户分集通过利用不同用户的信道特性来增加快衰落信道下的系统总吞吐量,在更高层次上利用信道特性MU-MIMO是将多用户技术和多天线技术相结合,充分利用多个用户之间信道相关性小的特点,进一步挖掘多天线的潜力,增加系统总通过率(容量)缺点:需要有足够多的候选用户。

需要知道所有用户的信道信息。

需要良好的,计算复杂度低的资源管理与调度算法。

5. H-ARQ支持独立解码的递增冗余HARQ采用多进程控制的HARQ (SW)优点:既可以减少自动重传的平均次数、降低包数据的传输时延,同时也能够减少每次传输过程中信道编码的冗余信息量,提高编码速率。

缺点:需要在物理层实现存储、解码和重传调度六.发射机预失真技术(干什么用的?目的?什么情况下使用?)非线性功放通过预失真可以看成线性功放。

由于非线性功放实现简单,在信号进入非线性功放之前,人为的加入一个特性与之恰好相反的系统,进行相互补偿矫正,使得系统整体可以看成一个线性功放。

这样发射机功放的线性范围就可以做的很大。

七.HARQ物理层HARQ和L2层HARQ的区别物理层HARQ采用stop-waitARQ,发送端每发出一帧数据后,等待接收端的确认,只有收到ACK时,才继续发送下一帧,如果收到NACK,则进行重发。

采用多进程提高焦虑两种典型用法:最大比合并,重复发收错的数据,chase combiningCode combining 递增冗余比较短的帧接收端需要缓存LTE中的HARQ技术:采用递增冗余的方法,每一次传送带打孔后的编码数据可以独立解码。

考虑到2次传输的占总传输比例较大,第2次重传后已构成低于1/2码率接近1/3码率的纠错码。

后续重传补充1/3码率所需纠错位,剩余的是重复传输。

采用ARQ技术的原因:传输过程中,由于干扰和信道不完善导致传输错误高速数据业务对误码率要求比较高与FEC相比实现简单,可获得很高的系统可靠性缺点:需要Back Channel,时延大HARQ技术(Hybrid ARQ)HARQ-I型:直接将ARQ与FEC技术结合,FEC纠错能力大大减少了重发的次数。

ARQ在协议层,FEC在物理层。

HARQ-II型:系统根据信道当前的具体情况,自适应调整码速率;错帧不被丢弃,而是存储在接收端,并与重发的帧合并起来形成更可靠的数据帧。

H-ARQ II型(具体展开)1. 纠错位重传,第一次发送检错位,如果传输不成功,则再把剩下的纠错位发送过去,这就变成了H-ARQ II型2. 合并技术:分集合并和码字合并(软判决算法)3. 递增冗余:通过递增发送码字的冗余度,以增大正确译码的概率,从而增加数据的吞吐量4. 自适应递增冗余:因为移动通信信道是时变信道,比特错误情况随信噪比等因素的变化而变化,所以应采用自适应的编码速率以适配信道条件5. 链路自适应:自适应调制与自适应编码提供一种链路自适应方法,CDMA系统的快速功率控制就是一种链路自适应方法。

H-ARQ III型1. 基于CPC(互补的打孔卷积码)的混合III型ARQ2. 每个已发分组与重发分组都能进行自解码(笼统的说)HARQ技术充分利用前向纠错和自动重传请求的优点,提高数据传输的可靠性和系统吞吐量。

HARQ基于信道条件提供精确的编码速率调节,自动适应瞬时信道变化,且对时延和误差不敏感。

采用HARQ技术既可以减少自动重传的平均次数、降低包数据的传输时延,同时也能够减少每次传输过程中信道编码的冗余信息量,提高编码速率。

LTE中的HARQ支持独立解码的递增冗余HARQ采用多进程控制的HARQ每一次传送带打孔后的编码数据都可以独立解码(还有一些没来得及记)八.同步位同步、帧同步的特点同步技术,可分为四类:载波同步、位同步、帧同步、群同步载波同步早期的通信系统要求接收机精确恢复载波频率和相位,以实现相干解调,一般用锁相环实现采用频率合成计技术,产生一个与发送端误差较小的载波(不需要同频同相),该频率合成计由基带的频偏估计器提供的误差信号降低频偏。

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