移動(dòng)通信553-第二章無線傳輸理論及無線信號(hào)的流程課件

第二章無線傳輸環(huán)境和無線通信的流程2.1、無線傳播理論

2.1.1無線傳播的基本理論

2.1.2無線傳播的環(huán)境2.2、無線通信的基本流程

2.2.1無線信號(hào)傳輸?shù)幕玖鞒?/p>

2.2.2信源編碼

2.2.3信道編碼

2.2.4調(diào)制解調(diào)1一、無線傳播基本原理二、無線傳播環(huán)境信號(hào)衰落傳播損耗無線傳播理論提綱2直射波及地面反射波（最一般的傳播形式）對(duì)流層反射波（傳播具有很大的隨機(jī)性）山體繞射波（陰影區(qū)域信號(hào)來源）電離層反射波（超視距通訊途徑）無線傳播基本原理——傳播途徑3無線傳播理論提綱一、無線傳播基本原理二、無線傳播環(huán)境信號(hào)衰落傳播損耗5無線傳播環(huán)境電波傳播受地形結(jié)構(gòu)和人為環(huán)境的影響，無線傳播環(huán)境直接決定傳播模型的選取。影響環(huán)境的主要因素：

自然地形（高山、丘陵、平原、水域）人工建筑的數(shù)量、分布、材料特性該區(qū)域植被特征天氣狀況自然和人為的電磁噪聲狀況

6人為環(huán)境鄉(xiāng)村地區(qū)準(zhǔn)郊區(qū)郊區(qū)市區(qū)地形結(jié)構(gòu)開闊區(qū)平滑地形丘陵地形山區(qū)無線傳播環(huán)境7無線傳播環(huán)境

——信號(hào)衰落距離(m)接收功率(dBm)102030-20-40-60慢衰落快衰落9無線傳播環(huán)境

——信號(hào)衰落抗快衰落措施－分集時(shí)間分集符號(hào)交織、檢錯(cuò)、糾錯(cuò)編碼空間分集采用主、分集天線接收。主、分集天線的接收信號(hào)不具有同時(shí)衰減的特性?；窘邮諜C(jī)對(duì)一定時(shí)間范圍內(nèi)不同時(shí)延信號(hào)的均衡能力也是一種空間分集的形式。頻率分集

GSM通信采用跳頻10起源于反射，主要指到達(dá)接收機(jī)的主信號(hào)和其他多徑信號(hào)在空間傳輸時(shí)間差異而帶來的同頻干擾問題

發(fā)射信號(hào)來自遠(yuǎn)離接收天線的物體無線傳播環(huán)境

——時(shí)間色散解決自適應(yīng)均衡技術(shù)、站址調(diào)整11Ploss=32.44+20lgfMHz+20lgdkm設(shè)f=900MHz，該傳播損耗可描述為：Ploss=91.52+20lgd=L0+10lgdL0=91.52=2 路徑損耗斜率 在實(shí)際通信環(huán)境中，一般在3至5之間

自由空間傳播損耗無線傳播環(huán)境

——傳播損耗13無線傳播環(huán)境

——傳播損耗平坦地形傳播損耗Ploss

=10lgd-20lghb-20lghm=4 路徑損耗斜率hb：基站天線高度hm：移動(dòng)臺(tái)高度基站天線高度增加一倍，可補(bǔ)償6dB的路徑損耗14無線傳播環(huán)境

——傳播損耗準(zhǔn)平滑地形及不規(guī)則地形傳播損耗準(zhǔn)平滑地形表面起伏平緩，起伏高度小于等于20米的地形不規(guī)則地形除了準(zhǔn)平滑地形之外的其余地形，可按狀態(tài)分為：丘陵地形、孤立山岳、傾斜地形、水陸混合地形等RTTR15無線傳播理論

——繞射損耗特點(diǎn)電磁波在繞射點(diǎn)四處擴(kuò)散繞射波覆蓋除障礙物外的所有方向擴(kuò)散損耗最為嚴(yán)重計(jì)算公式復(fù)雜，隨不同繞射常數(shù)變化17無線傳播理論

——建筑物穿透損耗（一）XdBmWdBm穿透損耗=X-W=BdB電磁波穿透墻體的反射和折射

室內(nèi)信號(hào)取決于建筑物的穿透損耗室內(nèi)窗口處與室內(nèi)中部信號(hào)差別較大建筑物材質(zhì)對(duì)穿透損耗影響較大電磁波的入射角對(duì)穿透損耗影響較大18無線傳播理論

——建筑物穿透損耗（二）

物體阻擋/穿透損耗為：

隔墻阻擋：5～20dB

樓層阻擋：＞20dB，

室內(nèi)損耗值是樓層高度的函數(shù)，-1.9dB/層

家具和其它障礙物的阻擋：2～15dB

厚玻璃：6～10dB

火車車廂的穿透損耗為：15～30dB

電梯的穿透損耗：30dB左右

茂密樹葉損耗：10dB

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2.2無線通信的基本原理2.2.1無線通信的處理流程語音編碼語音信道編碼調(diào)制功率放大接收解調(diào)信道解碼語音解碼語音無線傳輸

存在于基站與移動(dòng)終端的通信過程中的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，包括了編碼、調(diào)制、同步、均衡等基本通信技術(shù)。212.2.2語音編碼語音數(shù)碼化階段：抽樣、量化、編碼編碼方式：時(shí)域編碼：PCM、ADPCM方式等，如PHS系統(tǒng)；頻域（參數(shù)）編碼：線性預(yù)測(cè)碼等；

混合編碼：如RPE-LTP（GSM）、CELP（CDMA）。22話音編碼技術(shù)話音編碼技術(shù)：有波形編碼、參量編碼和混合編碼三大類☆波形編碼技術(shù)是通過對(duì)話音波形進(jìn)行采樣、量化，然后用二進(jìn)制碼表示出來。這種技術(shù)包括PCM、DPCM和DM，以及自適應(yīng)量化的ADPCM、ADM技術(shù)和ATC（自適應(yīng)變換編碼）、SBC（子帶編碼）技術(shù)?！顓⒘烤幋a技術(shù)是以話音信號(hào)產(chǎn)生的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，根據(jù)輸入語音信號(hào)分析出模型參數(shù)（主要是表征聲門振動(dòng)的激勵(lì)參數(shù)和表征聲道特性的聲道參數(shù)），然后在解碼端根據(jù)這些模型參數(shù)來恢復(fù)話音。☆混合編碼技術(shù)兼有波形編碼和聲源編碼的優(yōu)點(diǎn)，它也是目前使用最多的編碼技術(shù)。隨著研究的深入，話音編碼的研究也在不斷引進(jìn)新的分析技術(shù)，如非線性預(yù)測(cè)、多精度時(shí)頻分析技術(shù)（包括子波分析技術(shù)）、高階統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)等。23交織技術(shù)在陸地移動(dòng)通信這種變參信道上，比特差錯(cuò)經(jīng)常是成串發(fā)生的。這是由于持續(xù)較長的深衰落谷點(diǎn)會(huì)影響到相繼一串的比特。然而，信道編碼僅在檢測(cè)和校正單個(gè)差錯(cuò)和不太長的差錯(cuò)串時(shí)才有效。為了解決這一問題，希望能找到把一條消息中的相繼比特分散開的方法，即一條消息中的相繼比特以非相繼方式被發(fā)送。這樣，在傳輸過程中即使發(fā)生了成串差錯(cuò)，恢復(fù)成一條相繼比特串的消息時(shí)，差錯(cuò)也就變成單個(gè)(或長度很短)，這時(shí)再用信道編碼糾錯(cuò)功能糾正差錯(cuò)，恢復(fù)原消息。這種方法就是交織技術(shù)。252.2.4調(diào)制和解調(diào)定義：利用數(shù)字信號(hào)來控制載波的振幅、頻率或相位，可分為移幅鍵控(ASK)、移頻鍵控(FSK)和移相鍵控(PSK);各系統(tǒng)采用的方式：PHS：/4-QPSK；GSM：GMSK（高斯濾波的最小移頻鍵控）；CDMA：QPSK/OQPSK

解調(diào)方式：相干解調(diào)：利用本地同頻率/相位的載波；非相干解調(diào)：微分電路+包絡(luò)檢波；26調(diào)制技術(shù)概念：調(diào)制是為了使信號(hào)特性與信道特性相匹配數(shù)字調(diào)制是用基帶數(shù)字信號(hào)改變高頻載波信號(hào)的某一參數(shù)來傳遞數(shù)字信號(hào)的過程。※目前在數(shù)字蜂窩系統(tǒng)中，多采用線性調(diào)制和恒定包絡(luò)調(diào)制27思考題點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無線通信過程中，話音從一方傳遞到另一方需要經(jīng)過哪些環(huán)節(jié)？談?wù)勑旁淳幋a與信道編碼的意義和目的?，F(xiàn)有的移動(dòng)通信系統(tǒng)的采用了