移动通信基础.ppt
《移动通信基础.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《移动通信基础.ppt(65页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、移动通信基础,系统建设维护部 赵腾,移动通信发展概况,移动通信发展概况,移动通信发展概况,移动通信的特点,传播特性,无线电波 电波弥散和损耗 多普勒频移 随机调频,有害干扰,邻道干扰 互调干扰 共道干扰 多址干扰 远近效应,资源利用,频谱资源非常有限 合理分配严格管理 压缩频带宽度 提高频谱利用率,工作环境,手机轻量省电 电台维修方便 适应恶劣环境,网络管理,因地制宜合理布局 有效管理和控制,通信承载业务类别,话音业务,数据传输,语音通信是移动通信的传统业务, 但是近年来,随着计算机的迅速发展和人们信息交往的日益频繁和多样化,对数据传输的需求也与日俱增,移动通信系统,无绳电话网 (低功率局域网
2、),蜂窝网 (高功率局域网),宽带LAN (高速局域网),移动数据网 (低速宽域网),常用移动通信系统,蜂窝移动通信系统,IMTS系统:单个大功率发射机覆盖整个市区,蜂窝移动通信系统,蜂窝系统:位于各个小区的许多小功率发射机覆盖相同的地区,无绳电话系统,PSTN,计费中心,网络管理中心,专用基站,公用基站,公用基站,公用基站,公用无绳电话系统示意图,通信系统架构,信源输入变换器,输出变换器与输出信号,调制器,解调器,信道,噪声,模拟通信系统功能框图,信源输入变换器,输出变换器与输出信号,信道,噪声,数字通信系统功能框图,调制器,解调器,信道解码,信源解码,信源编码,信道编码,数字通信系统的优点
3、,数字 通信 系统,可降低设备成本,同时减小手机的体积和重量,便于实现通信的安全保密,能实现更有效、灵活的网络管理和控制,抗噪声、抗干扰和抗多径衰落的能力强,能提供多种业务服务,提高通信系统的通用性,频谱利用率高,有利于提高系统容量,良好的噪声控制,北京,天津,上海,广州,信道噪声,信道噪声,信道噪声,信号再生,信号再生,信号再生, 数字信号的消噪处理,北京,天津,上海,广州,噪声,噪声累积,噪声累积, 模拟信号噪声的累积,模拟信号的数字化 采样 量化 编码,奈奎斯特采样定理, 奈奎斯特采样定理: 如果采样的样本足够密集的话(采样频率大于信号频率的两倍),那么就可以无失真的还原信号。,奈奎斯特
4、采样定理,t,t,采样点 (某一帧的画面),“视觉停留” 过程,电影拍胶片的采样过程,人眼通过“视觉停留” 还原影像场景的过程,电影的24帧与人眼的“视觉停留”,奈奎斯特采样定理,车轮,第一次采样,第二次采样,车轮,电影拍摄时车轮的转动情况,摄像机,摄像机,奈奎斯特采样定理, 奈奎斯特采样定理对语音模拟信号数字化的意义: 人发出的声音的频率一般为851100Hz,而1-4kHz也是人耳非常敏感的频率范围。奈奎斯特采样频率选定为8kHz就基本可满足手机通话的需求,事实上,GSM手机的采样频率正是8kHz。,量化, 采样的作用是把一个时间连续信号变成时间离散的信号,而量化则是将取值连续的采样变成取
5、值离散的采样。 量化也分为两种:均匀量化和非均匀量化。,均匀量化,t,T,2T,3T,4T,5T,6T,7T,量化误差,信号的量化值,信号的实际值,均匀量化示意图,均匀量化的缺点, 均匀量化对小信号而言,信噪比太低。 假设一个信号的变化范围为0, 10,量化电平数为10,那么取每个区间的中值为量化电平,就分别为0.5, 1.5, 2.5, , 9.5。 那么对于小信号0.9,在第1个区间里,所以其量化电平为0.5,那么其信号功率为S0=(0.9)2=0.81,量化噪声功率为N0=(0.9-0.5)2=0.16,因此信号与量化噪声功率比为:,那么对于大信号9.9,在第10个区间里,所以其量化电平
6、为9.5,那么其信号功率为S0=(9.9)2=98.01,量化噪声功率为 N0=(9.9-9.5)2=0.16,因此信号与量化噪声功率比为:,非均匀量化,非均匀量化示意图,y,x,0,2,3,4,5,6,7,第 8 段,斜率: 1段16 2段16 3段8 4段4 5段2 6段1 7段1/2 8段1/4,PCM量化,t/T,2,3,4,5,6,7,8,9,0,1,2,3,4,8,10,12,14,9,11,13,15,1,判决电平,量化电平,量化间隔序号,输入电压,PCM量化与编码, 上图中共有16个量化区间,其量化间隔为0.5V,各量化区间的判决电平依次为-4V,-3.5V,3.5V,4V。1
7、6个量化电平分别为-3.75V,-3.25V,3.25V和3.75V。图中显示了12个采样值电平,下面对它们进行编码:, 请注意,凡是负电平其高位都是0,凡是正电平其高位都是1,所以最高位也称作极性码。,DPCM(差分编码调制),编码后的数字信号,信道编码,信道编码的定义 信道编码 是以提高信息 传输的可靠性为目的的编 码,通常通过增加信源的 冗余度来实现。 信道编码的设计 线性分组码,卷积码, Turbo码,奇偶校验法等。,反馈校正法 接收端将收到的信码原封不动的转发回发送端,并与原发送信码相比较,如果发现错误,则发送端再进行重发。,前向纠错法 接收端不仅能在收到的信码中发现有错码,还能够纠
8、正错码。,检错重发法 接收端在收到的信码中检测出错误时,立即设法通知发送端重发,直到正确接收为止。,检错和纠错的原理,假如 有一个3bit的编码,那么是可以表示23=8种编码的,我们在这里拿最高位作为监督位,后两位作为信息位,如下所示: 000 = 风 011 = 雨 101 = 雷 110 = 电 如果 “000”风 出错,变成了“001”或者“010”,那么很快可以发现在编码体系中没有这个编码,说明这个码出错了,这就是检错。但上述方法却无法纠错,比如“100”就是一个错码,但并不能说明它是由“101”还是由“110”错过来的。,为了 纠错,我们不得不再增加冗余比特,这里我们拿前两位作为监督
9、位,如下所示: 000 = 风 111 = 电 如果出现了“100”的码型,肯定是 “000”风 的高位发生了错误,因为 “111”电 的码型只错一位是无论如何不会变成“100”的。,调制的意义,调制的方法,FSK,ASK,PSK,调制的方法 一个电磁信号可以用一个正弦波来表达,而正弦波无非只有三个参数:振幅、频率和相位。那么相应的调制方法也只有通过这三个途径。,频移键控,幅移键控,相移键控,调制的方法,0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0,(a) ASK,(b) 2FSK,(c) BPSK,数字调制示意图,信道与信道容量,Data rate,Bandwidth,Error rate,N
10、 o i s e,Channel Capacity,带宽 - 传输信号所占的带宽 - 用Hz来表示,噪声 - 平均噪声电平 - 并非单个的突发噪声,数据率 - 数据进行通信的速率 - 用bit/s来表示,误码率 - 差错发生率 - 发送的是0,接收的是1,无噪声的完美信道,最大信号速率 = 2倍带宽,对于GSM这样的200kHz的频点带宽,其奈奎斯特带宽的最大传输速率可达400kbit/s,实际的传输速率为270.833kbit/s。,奈奎斯特带宽 是指信道无噪声的理想情况,有噪声的真实信道,由此得出以下结论:要达到一定的传输速率,要么提高信噪比,要么增加带宽才能实现。,香农定理 揭示了带宽和
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 移动 通信 基础
链接地址:https://www.31doc.com/p-3299829.html