【正文】 信號碼元周期低很多，可認(rèn)為信道時(shí)慢衰落信道。 多徑衰落信道的分類 當(dāng)考慮角度擴(kuò)展時(shí)，會有角度色散，即空間選擇衰落。 標(biāo)量信道只考慮時(shí)間和變頻的二維信息信道；而矢量信道考慮了時(shí)間、頻率和空間的三維信息信道。 1. 衰落速率和衰落深度 2. 電平通過率和平均衰落持續(xù)時(shí)間 衰落速率和衰落深度 衰落率，定義為信號包絡(luò)在單位時(shí)間內(nèi)以正斜率通過中值電平的次數(shù)。衰落率與發(fā)射頻率、移動臺行進(jìn)速度和方向以及多徑傳播的路徑數(shù)有關(guān)。頻率越高，速度越快，平均衰落 速 率越大。 電平通過率和平均衰落持續(xù)時(shí)間 電平通過率，定義為信號包絡(luò)單位時(shí)間內(nèi)以正斜率通過某一規(guī)定電平值 R的平均次數(shù)，描述衰落次數(shù)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。深度衰落發(fā)生的次數(shù)較少，而淺度衰落發(fā)生的相當(dāng)頻繁。衰落率只是電平通過率的一個(gè)特例。 電平通過率和平均衰落持續(xù)時(shí)間 平均衰落持續(xù)時(shí)間，定義為信號包絡(luò)低于某個(gè)給定電平值的概率與該電平所對應(yīng)的電平通過率之比。 電波傳播損耗預(yù)測模型 ?研究目的： ? 設(shè)計(jì)無線通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)，可以很好地掌握基站周圍所有地點(diǎn)接收信號的平均強(qiáng)度及其變化特點(diǎn)，以便為網(wǎng)絡(luò)覆蓋的研究以及整個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)。 COST231 Hata模型 COST231 Hata模型 是 COST工作委員會開發(fā)的Hata模型的擴(kuò)展版本，應(yīng)用頻率在 1500~2022MHz，適用于小區(qū)半徑大于 1km的宏蜂窩系統(tǒng)，發(fā)射有效天線在 30m到 200m之間，接收有效天線高度在 1m到 10m之間。 CCIR模型 CCIR給出了反映自由空間路徑損耗的地形引入的路徑損耗聯(lián)合效果的經(jīng)驗(yàn)公式。另外，路徑損耗預(yù)測算法簡單，計(jì)算速度快。 COST231 WI模型 COST231 WI模型廣泛地用于建筑物高度 近似 一致 的 郊區(qū)和城區(qū)環(huán)境 。 室內(nèi)傳播模型 室內(nèi)的無線傳播同樣受到反射、繞射、散射 3種主要傳播方式的影響，但與室外傳播環(huán)境相比，條件卻大大不同。 室內(nèi)傳播模型 ?室內(nèi)傳播模型主要有： ? 1）對數(shù)距離路徑損耗模型； ? 2） Ericsson多重?cái)帱c(diǎn)模型； ? 3）衰減因子模型。 ?2）路測數(shù)據(jù)后處理 ? 對車在測試數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理，得到可用于傳播模型中各個(gè)函數(shù)的系數(shù)，是模型的預(yù)測值和實(shí)測值的誤差最小。 ?移動通信概述 ?移動通信電波傳播與傳播預(yù)測模型 ?移動通信中的信源編碼與調(diào)制解調(diào) ?抗 衰落和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) ?蜂窩組網(wǎng)技術(shù) ?GSM及其增強(qiáng)移動通信系統(tǒng) ?第 三代移動通系統(tǒng)及其增強(qiáng)技術(shù) ?移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化 信源編碼 通常對于一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)而言，信源編碼位于從信源到信宿的長個(gè)傳輸鏈路中的第一個(gè)環(huán)境，其基本目的就是壓縮信源產(chǎn)生的冗余信息，降低傳遞不必要信息的開銷，從而提高整個(gè)傳輸鏈路的有效性。 2G/3G系統(tǒng)中的話音信源編碼 ?2G/3G系統(tǒng)的話音心愿編碼的基本原理是相同的，都采用了矢量量化和參數(shù)編碼的 方法 。這種變速率編碼技術(shù)從總體上減少了約一半系統(tǒng)中的干擾，增加了系統(tǒng)中同時(shí)通話的用戶數(shù)，提高了系統(tǒng)整體容量。 GPRS/WCDMA中的自適應(yīng)多速率編碼（ AMR） AMR的核心原理和 IS95中的碼激勵線性預(yù)測基本相同，其主要目標(biāo)是滿足基本的話音通信需要，以變速率的費(fèi)力提升方式傳輸。 此外，在使用者不講話的時(shí)候則降低編碼速率以節(jié)省帶寬和功耗，同時(shí)降低對其他用戶的干擾。 不同的是， SMV允許有 4種模式共系統(tǒng)側(cè)選擇，不同的模式實(shí)現(xiàn)不同程度的話音質(zhì)量和平均速率的折中，通過調(diào)整不同等級速率所占的比例實(shí)現(xiàn)不同的模式，從而調(diào)整平均數(shù)據(jù)速率。 視頻 通信業(yè)務(wù)采用 ，它從某種程度上可以看做是 MPEGDE擴(kuò)展。 調(diào)制解調(diào)技術(shù) ?由于移動信道存在的多徑衰落、多普勒頻率擴(kuò)展都會對信號傳輸?shù)目煽啃援a(chǎn)生影響。 調(diào)制解調(diào)技術(shù) ?所有這些因素對調(diào)制方式的選擇都有重大的影響，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： ? ? ? ? ? 相位連續(xù)的 FSK 在相同的調(diào)制指數(shù) h情況下，相位連續(xù)的 2FSK信號的帶寬要比一般的 2FSK帶寬窄。 相位連續(xù)的 FSK 另外，隨著調(diào)制指數(shù) h的增加，信號的帶寬也在增加。 所以應(yīng)當(dāng)從他們的相關(guān)系數(shù)以及信號的帶寬綜合考慮。 在 移動通信中，可以用低通濾波器濾去其高頻分量，以減少已調(diào)信號的帶外輻射。高斯低通濾波器的通帶越窄， GMSK信號的頻譜就越窄 。 二相調(diào)制 BPSK BPSK信號是一種線性調(diào)制，頻帶效率只有 1/2；具有較大的副瓣，副瓣的總功率約占信號總功率的10%，帶外輻射嚴(yán)重。所以已調(diào)信號功率譜的副瓣仍然很大。 四相調(diào)制 QPSK 當(dāng)基帶信號為方波脈沖時(shí)， QPSK信號具有恒定包絡(luò)特性。 偏移 QPSK（ OQPSK） ?OQPSK的包絡(luò)變化幅度要比 QPSK的小許多，且沒有包絡(luò)零點(diǎn)。與 QPSK相比， OQPSK信號對放大器的非線性不那么敏感，信號的動態(tài)范圍較小。 ?在 CDMA/IS95系統(tǒng)中，移動臺就使用 OQPSK向基站發(fā)送信號。 π/4 DQPSK的功率譜和 QPSK一樣，因此具有相同的帶寬。 高階調(diào)制 ?如果把 M個(gè)能量有限的信號映射到 N為的矢量空間上，空間中的 M個(gè)映射點(diǎn)稱作星座點(diǎn)，矢量空間稱作信號空間。符號之間的的相關(guān)性越大，歐氏距離就越小，那么誤碼性能就越差。 高階調(diào)制 M進(jìn)制的數(shù)字調(diào)制，一般可以分為 MASK、 MPSK、MQAM和 MFSK，他們屬于無記憶的線性調(diào)制。 一般認(rèn)為在階數(shù) M≥8 時(shí)為高階調(diào)制。由于 MPSK的抗噪聲性能優(yōu)于 MASK，所以 2PSK、 QPSK獲得了廣泛的應(yīng)用。 高階調(diào)制 在 M8時(shí) MQAM的抗噪聲性能由于 MPSK，所以階數(shù)更高的調(diào)制一般采用的是 QAM形式。而 MFSK采用的是用帶寬的增加來換取無碼性能的提升，這種方式犧牲了很大的帶寬因而不適于無線通信。 在未來的移動通信的發(fā)展中，高階調(diào)制也必然是一種提高頻譜利用率的有力措施。 高階調(diào)制 多徑傳播環(huán)境下，當(dāng)信號的帶寬大于信道的相關(guān)帶寬時(shí)，就會使所傳輸?shù)男盘柈a(chǎn)生頻率選擇性衰落，在時(shí)域上表現(xiàn)為脈沖波形的重疊即產(chǎn)生碼間干擾。由于瑞利衰落的突發(fā)性，一連幾個(gè)比特往往在信號衰落期間被完全破壞而丟失。 正交頻分復(fù)用 在并行的頻分復(fù)用系統(tǒng)中各個(gè)子信道的頻譜不重疊，且相鄰的自信道之間有足夠的保護(hù)間隔以便在接收機(jī)用濾波器把這些子信道分離出來。 ?移動通信概述 ?移動通信電波傳播與傳播預(yù)測模型 ?移動通信中的信源編碼與調(diào)制解調(diào) ?抗 衰落和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) ?蜂窩組網(wǎng)技術(shù) ?GSM及其增強(qiáng)移動通信系統(tǒng) ?第 三代移動通系統(tǒng)及其增強(qiáng)技術(shù) ?移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化 分集技術(shù) 在移動環(huán)境中，通過不同途徑所接收到的多個(gè)信號其衰落情況時(shí)不同的、衰落獨(dú)立的。 分集接收的代價(jià)是增加了接收機(jī)的復(fù)雜度，但它可以提高通信的可靠性，因此被廣泛用于移動通信。 分集技術(shù) ?針對這兩種不同的衰落，常用的分級技術(shù)分為 ? 宏觀分集 ； ? 微觀分集。 宏觀分集 為了消除由于陰影區(qū)域的信號衰落，可以在兩個(gè)不同的地點(diǎn)設(shè)臵兩個(gè)基站。由于這兩個(gè)基站接收天線相距甚遠(yuǎn)，所接收到的信號的衰落是相互獨(dú)立、互不相關(guān)的。 宏觀分集 宏觀分集所設(shè)臵的基站數(shù)可以不止一個(gè)，視需要而定。 微觀分集 若在一個(gè)局部地區(qū)（一個(gè)短距離上）接收移動無線信號，信號衰落所呈現(xiàn)的獨(dú)立性是多方面的，如時(shí)間、頻率、空間、角度，以及攜帶信息的電磁波極化方向等等。當(dāng)移動的時(shí)間足夠長（或移動的距離足夠大） ， 大于信道的相關(guān)時(shí)間，則這兩個(gè)時(shí)刻（或地點(diǎn)）無線信道衰落特性是不同的，可以認(rèn)為是獨(dú)立的。若信號發(fā)送 M次，則接收機(jī)重復(fù)使用以接收 M個(gè)衰落獨(dú)立的信號，此時(shí)成系統(tǒng)為 M重時(shí)間分集系統(tǒng)。 頻率分集 在無線信道中，若兩個(gè)載波的間隔大于信道的想干帶寬，則這兩個(gè)載波信號的衰落是相互獨(dú)立的 。 頻率分集 在實(shí)際的應(yīng)用中，一種實(shí)現(xiàn)頻率分集的方法是采用跳頻擴(kuò)頻技術(shù)，即 把 調(diào)制符號在頻率快速改變的多個(gè)載波上發(fā)送。數(shù)字蜂窩移動電話系統(tǒng) GSM在業(yè)務(wù)密集的地區(qū)常常采用跳頻技術(shù)，以改善信號的質(zhì)量。在相隔足夠大的距離上，信號的衰落是相互獨(dú)立的。 這種分集方式 稱 為天線分集。信號合并的目的就是要使它的信噪比有所改善。 選擇合并 這是所有合并方法中最簡單的一種 。 這種 選擇可以在解調(diào)前進(jìn)行，也可以在解調(diào)后進(jìn)行。 在 信號合并前對各路載波相位進(jìn)行調(diào)整并使之同相，然后相加。 等增益合并 在三種合并方式中，最大比值合并有最好的性能，但它要求有準(zhǔn)確的家去按系數(shù)，實(shí)現(xiàn)的電路比較復(fù)雜。等增益合并器的各個(gè)加權(quán)系數(shù)均為 1。 ? 在 M=2~3時(shí)，增加很快， ? M3，改善的速度放慢，特別是選擇合并 。 合并性能分析 在 3種合并方式 中 ： ?最大 比值合并改善 最多 ?其次 是等增益 合并 ?最 差是選擇式 合并 分組碼 ?分組碼概念 ? 二進(jìn)制分組碼編碼器的輸入是一個(gè)長度為 k的信息矢量，通過一個(gè)線性變換，輸出一個(gè)長度等于 n的碼字 C。由于他的編碼簡單，在通信和數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)有廣泛的應(yīng)用。循環(huán)碼特別適合誤碼檢測，在實(shí)際應(yīng)用中許多用于誤碼檢測的碼都屬于循環(huán)碼。 ? 在 GSM系統(tǒng)中，話音信息、控制信息和同步信息在傳輸過程中都是用了 CRC碼；控制信道中的廣播信道、尋呼信道以及隨路信道還是用截?cái)嘌h(huán)碼。但輸出分支碼字的每個(gè)碼元不僅和此時(shí)可輸入的 k個(gè)信息有關(guān)，也和前 m個(gè)連續(xù)時(shí)刻輸入的信息元有關(guān)。 卷積碼 ?在 GSM系統(tǒng)中卷積碼得到廣泛的應(yīng)用。 ?在 CDMA/IS95系統(tǒng)中，前向和反向信道都是用了約束長度 K=9的編碼器。第三代移動通信系統(tǒng)都把 Turbo碼作為高速數(shù)據(jù)傳輸使用的信道編碼 。 為了 提高信息傳輸?shù)目煽啃裕捎眯诺谰饧夹g(shù)。 均衡技術(shù) 均衡器 的作用就是把有碼間干擾的接收序列變換為無碼間干擾的序列。由于實(shí)際信道參數(shù)是隨時(shí)間變化的，均衡器的系數(shù)必須隨時(shí)調(diào)整。要使均衡器在失真嚴(yán)重的信道上有較好的抗噪聲性能，可以采用非線性均衡器。因此實(shí)際的傳輸系統(tǒng)要求均衡器能夠基于對信道特性的測量隨時(shí)調(diào)整自己的系數(shù)，以適應(yīng)信道特性的變化。 均衡技術(shù) ?接收端需要對信道特性進(jìn)行測量。在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，發(fā)送端發(fā)送訓(xùn)練序列，接收端根據(jù)接收到的訓(xùn)練序列和本地產(chǎn)生的訓(xùn)練序列的差值將均衡器參數(shù)調(diào)整到最佳。GSM移動通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)了不同的訓(xùn)練序列分別用于不同的邏輯信道的時(shí)隙。 偽噪聲序列 偽噪聲序列具有類似隨機(jī)噪聲的一些統(tǒng)計(jì)特性，但和真正的隨機(jī)信號不同，它可以重復(fù)產(chǎn)生和處理。通常由反饋移位寄存器產(chǎn)生。直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)在發(fā)送端直接用高碼率的擴(kuò)頻碼去展寬數(shù)據(jù)信號的頻譜，而在接收端則用同樣的擴(kuò)頻序列進(jìn)行解擴(kuò)，把擴(kuò)頻信號還原為原始的窄帶信號。擴(kuò)頻碼與所傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)無關(guān)，和一般的正弦載波信號一樣，不影響信息傳輸?shù)耐该餍浴? 擴(kuò)頻通信原理 與一般的窄帶傳輸系統(tǒng)比較，擴(kuò)頻信號的一種重要特點(diǎn)就是抗窄帶干擾的能力。這大大降低了干擾信號的功率譜密度。 抗多徑干擾和 RAKE接收機(jī) 在 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中，利用 PN序列的尖銳的自相關(guān)特性和很高的碼片速率可以克服多徑傳播造成的干擾。也就是在混疊的多徑信號中，可以單獨(dú)分離出與本地?cái)U(kuò)頻碼同步的多徑分量。這些先后到達(dá)接收機(jī)的信號都攜帶相同的信息，都具有能量。 跳頻擴(kuò)頻通信系統(tǒng) 所謂 跳頻擴(kuò)頻就是使窄帶數(shù)字已調(diào)信號載波頻率再一個(gè)很寬的頻率范圍內(nèi)隨時(shí)間跳變，跳變的規(guī)律稱為跳頻圖案 。 跳頻擴(kuò)頻通信系統(tǒng) 和直擴(kuò)系統(tǒng)不同，調(diào)頻系統(tǒng)沒有分散窄帶干擾信號功率譜密度的能力，而是利用調(diào)頻序列的隨機(jī)性和大量的頻率點(diǎn)，使得它和干擾信號的娥頻率發(fā)生沖突的概率大大減小，即跳頻是靠躲避干擾來獲得抗干擾的能力。跳頻起著頻率分集的作用。 GSM系統(tǒng)允許使用 64中不同的跳頻序列。 MIMO信道被 換為 r個(gè)相互獨(dú)立的子信道的疊加，因此它的信道容量也可以由獨(dú)立自信道的信道容量疊加得到。 多天線技術(shù) ?根據(jù)各根天線上發(fā)送信息的差別， MIMO可以分為發(fā)射分集技術(shù)和空間復(fù)用技術(shù)。 ? 空間復(fù)用技術(shù)在不同的天線上發(fā)射不同的信息，獲得空間復(fù)用增益，從而大大提高系統(tǒng)的容量和頻譜利用率?？諘r(shí)編碼在不同天線發(fā)射信號之間引入時(shí)域和空域相關(guān)，使得在接收端可以進(jìn)行分集接收。雖然分組碼提供了發(fā)射分集增益，但并沒有提供相關(guān)的編碼增益 。 空時(shí)格碼（ STTC） 空 時(shí)格碼的編碼過程將調(diào)制、編碼以及收發(fā)分集聯(lián)合優(yōu)化，采用格型圖編碼，其某個(gè)時(shí)刻天線上所發(fā)射的符號是由當(dāng)前輸入符號的編碼器的狀態(tài)決定的 。 分層空時(shí)碼（ LST） 分層空時(shí)碼描述了空時(shí)多維信號的發(fā)送結(jié)構(gòu)，并且還可以和不同的編碼方式級聯(lián)。 鏈路自適應(yīng)技術(shù) 由于無線信道具有很強(qiáng)的時(shí)變特性，對于非自適應(yīng)系統(tǒng)需要留出一定的鏈路余量來應(yīng)付信道惡劣的情況。