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移动通信-第六章&第四章


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5.对调制技术的要求
(1)适合于某种特定信道的传输;如移动通信环境:多径和 多普勒频移,非线性信道;
(2).抗干扰能力强;如扩频调制等; (3).在功率效率和频带效率之间有较好的折衷; (4) 实现简单,易于接收解调。
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6、几个重要的概念
(1)功率效率:在一定信号功率(信噪比)下某种调制技术 所具有的可靠性(误码性能)。表示为在接收机输入端 特定误码率Pb下每比特信号能量和噪声功率谱密度的比 值(Eb/N0)。
第六章 移动通信的调制解调技术
什么是调制解调? 调制的基本原理是什么? 调制方式有哪几类? 为什么要进行调制解调? 什么是调制信号、已调制信号和被调制信号? 什么是线性调制和非线性调制? 如何学习和掌握各种调制方式?

WHAT?HOW?WHY?
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REVIEW:模拟调制
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/4-DQPSK

调制器原理(图6-9)
差分相位编码:信号(相位增量)映射 相位跳变规则决定相位转移图

星座图,相位转移图(图6-8)
相位转移图:(国际象棋) 两个星座图的叠加
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2、GMSK
MSK (Minimum Shift Keying)

功率谱密度(图6-18)
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GMSK
MSK调制的改进:

对输入信号进行处理(GMSK) 改变两个正交支路的加权函数(FSOQ)
GMSK调制器原理(图6-19) 对前置滤波器的要求 => 高斯滤波器
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高斯成形滤波器
时域和频域特性
2 2 H G (t ) exp( 2 t )



CPFSK的一种特例 峰值频偏f=0.25Rb,调制指数kFSK= 2f/Rb = 0.5 最小载频间隔f=0.5Rs。满足正交检测; 该调制的频率间隔(带宽)是可以进行正交检测的最小带宽. 相位连续 => 相位常数的选择:相位约束条件 适合应用于无线信道,具有较高的频谱效率、功率效率;包络 恒定和自同步功能。

信号处理:信号的正交分割 通信网:介质访问控制;无线资源管理(分配) 与多信道共用不同 与系统性能的关系
常规的多址方式:


频分多址(FDMA) 时分多址(TDMA) 码分多址(CDMA)
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3种多址方式
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1G:模拟传输,话音业务
(2) 根据改变载波的某个参量来分:频率、相位、幅度或幅 相调制。
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3. 从数学和物理意义上理解调制
(1) 数学运算
幅度调制: 相位调制:
s(t ) A(t ) cos(wct 0 ) s(t ) A0 cos(wct 0 m )
m 携带信息
幅度相位调制: s(t ) Am (t ) cos(wct 0 m ) Am m 频率调制: 扩频调制:
正六边形构成的网络形同蜂窝,因此把小区形 状为六边形的小区制移动通信网称为蜂窝网。
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2、区群的构成
区群需满足的两个条件 N的选择:同频复用距离,频率利用率
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3、激励方式
中心激励:全向天线 顶点激励:120o扇形天线 * 3

移动通信系统中的调制技术
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1、QPSK、OQPSK和/4 QPSK
QPSK和OQPSK

调制器原理(图6-7) 星座图,相位转移图(图6-8)
为了避免180度的载波相位跳变,增加相位变化次数, 减小相位变化的幅度。由此提出了OQPSK。OQPSK把 两个支路偏移符号间隔一半时间(Tb),再进行QPSK 调制。
IS-95(Interim Standard 95,也称cdmaOne, CDMA800, 美国TIA/EIA)
2G:CDMA
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3G,4G
第三代:宽带CDMA •第四代:CDMA OFDM…?
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1、频分多址(FDMA)
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(6)相干解调;非相干解调
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随堂作业
一移动信道的带宽为200kHz,SNR为10dB, 计算理论上可以传输的最大数据率。
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二、移动通信系统中所应用的几种典型 的数字调制方法
数字调制技术分类
移动通信系统对数字调制技术的特殊要求

P170
s(t ) A0 cos[(wc f (m))t 0 ] f m 携带信息 s, (t ) PN(t )s(t )
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(2)频率简单搬移或非线性变换
调制信号的频谱发生搬移现象或利用传输的信息改变载波 信号的某种特征参量。
a.改变载波信号幅度 (AM,ASK) b.改变载波信号的频率 (FM,FSK) c.改变载波信号的相位 (PM,PSK) d.改变载波信号的幅度和相位(QAM)
(2)频带效率:反映不同的调制方式在相同带宽下可传输的 最高信息速率,通常利用(bps/Hz).
(3)频带效率和功率效率之间存在互换特性(如FM)。 信道容量: C = W log2(1+S/N)
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6、几个重要的概念(续)
(4)线性调制(已调波幅度随调制信号呈线性变化)
拥有较好的频带效率; 包络是不恒定的; 利用一定的技术可改善包络的抖动。
方式 优点
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4、无线小区模型


三叶草形21小区模型 用户密度对小区划分和信道分配的影响 小区分裂
5、直放站

作用(WHY?) WHAT?
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三、网络结构
基站与交换机之间、交换机与固定网络之间可采用

有线链路(光纤、同轴电缆、双绞线等) 无线链路(如微波链路、毫米波链路等)
HG ( f ) exp( 2 f 2 )
脉冲响应
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GMSK
高斯滤波器的设计:α的选择
功率谱密度
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3、QAM
同时改变相位和幅度 名称与其一般表达式 星座图设计
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第四章 蜂窝移动通信的组网技术
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通信网入话务量:

A s

λ:单位时间内平均呼叫次数(次/小时); s:平均呼叫时间(小时/次);
完成话务量

A 0 s
λ0:单位时间内平均呼叫成功次数(次/小时) 话务量的单位:爱尔兰(Erlang)
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• 线性调制通常是信号的频谱的简单搬移,而非线性调制 并非简单搬移,一般占用带宽较宽。
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4.广义地理解调制解调
调制和解调是一种信号处理的方式。
有时把调制、信道和解调统称为广义信道。 格型编码调制技术(TCM)将信道编码、调制和解调当做 一个整体来看待,甚至将从信道编码到信道解码的整个 部分当做广义信道,进行整体联合优化。
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REVIEW:数字调制(1)
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REVIEW:数字调制(2)
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REVIEW:数字调制(3)
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一、概述
1. 调制的概念
调制是将信号变换为适合于某种特定信道传输的过程或 方法。解调是调制的逆过程。
2. 分类
(1) 根据调制信号的类型可分为模拟调制和数字调制。
(5)恒包络调制(已调波幅度恒定)
可使用C类放大器而不会导致占用的频谱扩展,功率放大器可工作于饱和 状态,提高功率利用效率; 带外抑制可以达到-60dB—-70dB; 可使用限幅器和鉴频器,解调容易,可抵抗由瑞利衰落引起的随机噪声和 信号电平波动现象。 占用较线性调制大的带宽,适合于功率有限信道。
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时分多址是把时间分割成周期性的帧,每 一帧再分成若干时隙。 FDD方式,上行下行的帧分别在不同的频 率上。TDD方式(上图),上下行帧在相 同的频率。 为了保证在不同传播时延情况下,各移动 台到达基站处的信号不会重叠,通常上行 时隙内必须有保护间隔。
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将给定的频谱资源划分为若干等间隔的频 道(或称信道)供不同的用户使用。 在单纯的FDMA系统,通常采用频分双工 (FDD)的方式来实现双工通信,接收频 率f和发送频率F是不同的。为了使同一电 台的收发之间不产生干扰,频差必须大于 一定的数值。 下行频段高于上行频段(上图?)
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技术特点
FDMA通常在窄带系统实现; 符号时间远大于时延扩展,不需要均衡; 不间断发送,系统额外开销少; 系统简单,但需要双工器,同时需要精确的射 频带通滤波器来消除相邻信道干扰,消除基站 的杂散辐射。 信道非线性是FDMA系统的主要矛盾。
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2、时分多址(TDMA)
信道利用率

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