移动通信553-第二章无线传输理论及无线信号的流程课件

第二章无线传输环境和无线通信的流程2.1、无线传播理论

2.1.1无线传播的基本理论

2.1.2无线传播的环境2.2、无线通信的基本流程

2.2.1无线信号传输的基本流程

2.2.2信源编码

2.2.3信道编码

2.2.4调制解调1一、无线传播基本原理二、无线传播环境信号衰落传播损耗无线传播理论提纲2直射波及地面反射波（最一般的传播形式）对流层反射波（传播具有很大的随机性）山体绕射波（阴影区域信号来源）电离层反射波（超视距通讯途径）无线传播基本原理——传播途径3无线传播理论提纲一、无线传播基本原理二、无线传播环境信号衰落传播损耗5无线传播环境电波传播受地形结构和人为环境的影响，无线传播环境直接决定传播模型的选取。影响环境的主要因素：

自然地形（高山、丘陵、平原、水域）人工建筑的数量、分布、材料特性该区域植被特征天气状况自然和人为的电磁噪声状况

6人为环境乡村地区准郊区郊区市区地形结构开阔区平滑地形丘陵地形山区无线传播环境7无线传播环境

——信号衰落距离(m)接收功率(dBm)102030-20-40-60慢衰落快衰落9无线传播环境

——信号衰落抗快衰落措施－分集时间分集符号交织、检错、纠错编码空间分集采用主、分集天线接收。主、分集天线的接收信号不具有同时衰减的特性。基站接收机对一定时间范围内不同时延信号的均衡能力也是一种空间分集的形式。频率分集

GSM通信采用跳频10起源于反射，主要指到达接收机的主信号和其他多径信号在空间传输时间差异而带来的同频干扰问题

发射信号来自远离接收天线的物体无线传播环境

——时间色散解决自适应均衡技术、站址调整11Ploss=32.44+20lgfMHz+20lgdkm设f=900MHz，该传播损耗可描述为：Ploss=91.52+20lgd=L0+10lgdL0=91.52=2 路径损耗斜率 在实际通信环境中，一般在3至5之间

自由空间传播损耗无线传播环境

——传播损耗13无线传播环境

——传播损耗平坦地形传播损耗Ploss

=10lgd-20lghb-20lghm=4 路径损耗斜率hb：基站天线高度hm：移动台高度基站天线高度增加一倍，可补偿6dB的路径损耗14无线传播环境

——传播损耗准平滑地形及不规则地形传播损耗准平滑地形表面起伏平缓，起伏高度小于等于20米的地形不规则地形除了准平滑地形之外的其余地形，可按状态分为：丘陵地形、孤立山岳、倾斜地形、水陆混合地形等RTTR15无线传播理论

——绕射损耗特点电磁波在绕射点四处扩散绕射波覆盖除障碍物外的所有方向扩散损耗最为严重计算公式复杂，随不同绕射常数变化17无线传播理论

——建筑物穿透损耗（一）XdBmWdBm穿透损耗=X-W=BdB电磁波穿透墙体的反射和折射

室内信号取决于建筑物的穿透损耗室内窗口处与室内中部信号差别较大建筑物材质对穿透损耗影响较大电磁波的入射角对穿透损耗影响较大18无线传播理论

——建筑物穿透损耗（二）

物体阻挡/穿透损耗为：

隔墙阻挡：5～20dB

楼层阻挡：＞20dB，

室内损耗值是楼层高度的函数，-1.9dB/层

家具和其它障碍物的阻挡：2～15dB

厚玻璃：6～10dB

火车车厢的穿透损耗为：15～30dB

电梯的穿透损耗：30dB左右

茂密树叶损耗：10dB

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2.2无线通信的基本原理2.2.1无线通信的处理流程语音编码语音信道编码调制功率放大接收解调信道解码语音解码语音无线传输

存在于基站与移动终端的通信过程中的点对点通信，包括了编码、调制、同步、均衡等基本通信技术。212.2.2语音编码语音数码化阶段：抽样、量化、编码编码方式：时域编码：PCM、ADPCM方式等，如PHS系统；频域（参数）编码：线性预测码等；

混合编码：如RPE-LTP（GSM）、CELP（CDMA）。22话音编码技术话音编码技术：有波形编码、参量编码和混合编码三大类☆波形编码技术是通过对话音波形进行采样、量化，然后用二进制码表示出来。这种技术包括PCM、DPCM和DM，以及自适应量化的ADPCM、ADM技术和ATC（自适应变换编码）、SBC（子带编码）技术。☆参量编码技术是以话音信号产生的数学模型为基础，根据输入语音信号分析出模型参数（主要是表征声门振动的激励参数和表征声道特性的声道参数），然后在解码端根据这些模型参数来恢复话音。☆混合编码技术兼有波形编码和声源编码的优点，它也是目前使用最多的编码技术。随着研究的深入，话音编码的研究也在不断引进新的分析技术，如非线性预测、多精度时频分析技术（包括子波分析技术）、高阶统计分析技术等。23交织技术在陆地移动通信这种变参信道上，比特差错经常是成串发生的。这是由于持续较长的深衰落谷点会影响到相继一串的比特。然而，信道编码仅在检测和校正单个差错和不太长的差错串时才有效。为了解决这一问题，希望能找到把一条消息中的相继比特分散开的方法，即一条消息中的相继比特以非相继方式被发送。这样，在传输过程中即使发生了成串差错，恢复成一条相继比特串的消息时，差错也就变成单个(或长度很短)，这时再用信道编码纠错功能纠正差错，恢复原消息。这种方法就是交织技术。252.2.4调制和解调定义：利用数字信号来控制载波的振幅、频率或相位，可分为移幅键控(ASK)、移频键控(FSK)和移相键控(PSK);各系统采用的方式：PHS：/4-QPSK；GSM：GMSK（高斯滤波的最小移频键控）；CDMA：QPSK/OQPSK

解调方式：相干解调：利用本地同频率/相位的载波；非相干解调：微分电路+包络检波；26调制技术概念：调制是为了使信号特性与信道特性相匹配数字调制是用基带数字信号改变高频载波信号的某一参数来传递数字信号的过程。※目前在数字蜂窝系统中，多采用线性调制和恒定包络调制27思考题点对点无线通信过程中，话音从一方传递到另一方需要经过哪些环节？谈谈信源编码与信道编码的意义和目的。现有的移动通信系统的采用了