现代数字通信

现代数字通信其次，进行数据压缩，去除信源信号中的冗余成分，提高传输的有效性，提高效率。2.信道编码：信道编码通过增加冗余，提高传输的可靠性，具有检错和纠错功能(卷积码主要用于纠错，分组码用于检错)；与交织器共同对抗多径衰落3．交织器与解交织器：本身不具有纠错功能，只是将数据重新排列；交织器主要用于对抗突发错误，将突发错误在时间上打散开，使其变为随机错误；必须与纠错编码技术相结合，加延迟和存储空间。4.调制器经典调制技术(幅度调制和相位调制)的功能主要是信号的频谱搬移，实现有效传输。、5.射频发射：对信号进行放大、滤波，经由天线发送出去6.射频接收：对从天线接收的信号进行滤波、低噪声放大正确接收信号9.信道解码：检测错误或纠正错误二.移动通信信道的特点、缺陷，以及抵抗这些缺陷的措施(1)多径传输环境(2)时变传输环境a.终端的移动改变电波传输环境，造成多普勒频偏，反映了信道随时间变化的速率，信道传输函数为时变函数。b.衰落快慢是相对于观察时间而言的，信道在一个码元时间内保持不变，则称为慢衰落，否则称为快衰落。一般均假设信道为慢衰落(把码元时间切得很短)，对于OFDM系统，通常(3)用户之间的相互干扰a.由于每个用户不独占传输媒体和介质，需要动态分配资源，这就产生了同频干扰或多址bCDMA频率上和时间上是重叠的。(1)针对衰落的技术a.分集接收技术：时间分集、频率分集、空间分集、发送分集以及接收分集，发送分集可以有效对抗单径慢衰落b.纠错编码+交织技术c.功率控制技术：克服远近效应，对抗慢衰落有效d.智能天线技术，时空编码技术(与发送分集配合使用，对抗慢衰落)(2)针对时变信道的技术差在容忍范围内。参数，便于解调。(3)针对码间干扰的技术2.线性均衡器实际上是逆滤波器，在抑制多径干扰的同时会放大噪声。3.DFE均衡器(判决反馈均衡器)存在错误传播问题。判决反馈均衡器(DFE)是一种非线性均衡器。由前馈部分(由FIR滤波器组成)和反馈部分(由IIR滤波器组成)组成，前馈部分可以抵消在时间上超前的码间干扰和在时间上滞后的码间干扰(由中心抽头的位置决定),反馈部分可以抵消在时间上滞后的码间干扰。4.MLSE(最大似然序列估计)均衡器可以抑制错误传播，但不提升噪声，只能得到序列级信息，得不到码元级信息，因此提取码元级信息比较困难。(4)针对多址干扰的技术1.全球普及和全球无缝漫游的无线通信系统叫或被叫，多个用户可同时通信)3.便于过度、演进4.高频谱效率、高服务质量、低成本、高保密性6．增强了对中高速率业务的支持(多媒体，Internet)7．针对数据业务进行了优化，无论是传输技术还是控制协议支持分组业务，支持不同QoS8.使用新技术，如快速寻呼、发送分集、前向闭环功率控制、Turbo码、新型语音处理器、话音激活9.容量大、质量高、支持复杂业务在前向链路(下行，正)通过正交码，反向链路(上行)采用不同相位的PN码实现多址。1.采用短帧结构和HARQ减少传输延时,提高容量选择合适的调制编码；2.需要支持多种解调器，接收机复杂度高；3.需要反向控制信道和精确的信道估计技术)TDM技术部分采用TDMA和CDMA相结合5.正反向采用多码道传输6.按用户信道特征选择合适的传输方式，以提高系统容量。1.OFDM技术(OFDMA)1.通过并行信道和循环前缀避免色散信道引起的ISI2.OFDM抵抗频率选择性衰落道容量；可有效对抗窄带干扰MIMO1.挖掘空间信道容量2.有效抵抗单径慢衰落场景3.提高边缘覆盖区传输速率，支持软切换4.支持波束形成减少邻区干扰缺点：发射机和接收机的复杂度加大MIMO束形成、多用户MIMO2.支持多种编码码率和码长(实际系统中，传输速率调整代替发送功率调整)优点：可以增强传输的可靠性并能提高频带利用率。(提高平均吞吐量，降低所需的发射功件要求很高4.多用户分集技术1.用户间采用OFDMA的多用户分集2.用户间采用SDMA(多天线支持的)多用户分集高层次上利用信道特性MU-MIMO是将多用户技术和多天线技术相结合，充分利用多个用户之间信道相关性小的特点，进一步挖掘多天线的潜力，增加系统总通过率(容量)低的资源管理与调度算法。5.H-ARQ1.支持独立解码的递增冗余HARQ2.采用多进程控制的HARQ(SW)过程中信道编码的冗余信息量，提高编码速率。缺点：需要在物理层实现存储、解码和重传调度六．发射机预失真技术(干什么用的？目的？什么情况下使用？)看成一个线性功放。这样发射机功放的线性范围就可以做的很大。Codecombining递增冗余接收端需要缓存传输过程中，由于干扰和信道不完善导致传输错误高速数据业务对误码率要求比较高annel在接收端，并与重发的帧合并起来形成更可靠的数据帧。1.纠错位重传，第一次发送检错位，如果传输不成功，则再把剩下的纠错位发送过去，这量而变化，所以应采用自适应的编码速率以适配信道条件率控制就是一种链路自适应方法。2.每个已发分组与重发分组都能进行自解码(笼统的说)HARQ基于信道条件提供精确的编码速率调节，自动适应瞬时信道变化，且对时延和误差不敏感。采用HARQ技术既可以减少自动重传的平均次数、降低包数据的传输时延，同时也能够减少每次传输过程中信道编码的冗余信息量，提高编码速率。每一次传送带打孔后的编码数据都可以独立解码(还有一些没来得及记)位同步、帧同步的特点载波同步现成计由基带的频偏估计器提供的误差信号降低频偏。3.残余频偏和终端移动造成的多普勒频偏由信道估计器估计出后，通过数字方法加以校正。位同步(定时同步)1.早期的通信系统位同步采用锁相环实现2.移动通信系统的采样时钟同样采用频率合成计技术，与载波发生器锁在同一个参考源上，过采用过采样信号信道估计，选取最大信干比点实现采样时刻选取的。1.早期的有线通信系统采用帧同步字实现帧同步的。较为复杂的多步复合方式实现帧同步的。其中包含了载波能量搜索，载波频率校正，时隙同步，位同步等。3.不同的系统采用的帧同步方式不同，最终都是采用广播信息接收正确来最终确定帧同步是步跟踪也可以看成是位同步。数字蜂窝移动通信系统的同步1.移动通信系统的同步分为上行同步和下行同步。准同步)通信系统。3.移动终端的载波和定时均锁定在所在小区的基站的载波和定时上。4.下行同步一般通过基站发出的同步信道，导频信号和训练序列来实现。率和定时。某些时候通过信令调整移动台发射定时。移动终端的初始同步1.移动终端的初始同步一般分为三步。(1)系统频点搜索。通过性能良好的训练序列或导频，接收机相关接收判断系统是否工作(2)时隙同步或子帧同步(同时开始频率定时校正)(3)帧同步：移动终端建立系统帧定时。帧同步是否建立是以系统广播的同步信道信道信息是否接收正确为依据。是Eb/N0。一般在接受滤波器之后做信噪比的统计。(2)通过率：单位时间内系统传输的正确的包包含的bit数。LTE中采用通过率作为指标bit率更能正确反映系统的传输性能。(3)误帧率FER：解码后的有误码的帧数占总帧数的比例。误比特率，误码率，误帧率或(4)均方误差：通常作为均衡器和信道估计器的评价指标。均方误差通常会作为以个中间指标，与误帧率和误比特率相比，它可以从少量的样本点迅速的看出性能。(4)平稳度指标：如定时精度、频率稳定度等等(5)接入成功率(时隙ALOHA)，捕获概率，虚警概率(6)接受灵敏度，接收机动态范围，最大发射功率，干扰抑制，带外杂散(滤波器带外特技术有关，是整机指标；最大发射功率是指线性功放的最大发射功率。(7)算法复杂度，计算资源与存储资源占用(性价比)，硬件实现的可并行度。(8)收敛速度(自适应算法)，鲁棒性，系统容量、Qos(误帧率，延时，抖动，掉话率等)十.谈谈通信系统仿真中的注意事项、注意问题结合自己的经验(4~5句)(1)过采样和噪声滤波器。过采样时，噪声谱不再是平的，所以不能直接加白噪声，而应让白噪声通过接收端的升余弦滤波器(2)仿真时不仅要有荧光屏输出结果，还要有file文件每隔一段时间输出一次，保存中间(3)要有良好的测试向量与测试序列，编程的时候，要把测试口、测试的量都保留。(4)仿真矫正：与理论计算曲线比，与文献中他人的结果、曲线比，从AWGN信道过渡到多径信道，从已知信道过渡到估计的信道，借助于通信仿真软件和辅助工具进行校正。(5)定点化时，对某一个中间量进行饱和截取时，可以把FER的中间结果输出，先通过比定具体的位数。======================下面是以前的题目吧，就不删了=======================(1)纠错性能优越，无Turbo码在高信噪比、低误码率(10-610-7)时的“盆底效应”(errorfloor)(2)高码率时性能优越(编码效率高、冗余少)且便于ASIC设计要设计卷积码和Turbo码的高速并行解码结构，需采用串/并转换+overlap(4)即便采用硬判决算法也能取得不错的纠错性能(5)通过校验式可知解码是否成功，或是否存在不可纠的错误，有些应用中不必另外加入CRC，对解码动态终止或误帧统计十分方便。(6)可望用于光通信、卫星通信系统等很多领域，目前已经在数字电视、深空通信等通信应用(7)在知识产权上和专利上不再有麻烦(1)硬件资源需求比较大，全并行的译码结构对计算单元和存储单元的需求都很大(2)编码比较复杂，更好的编码算法还有待研究。同时，由于需要在码长比较长的情况下才能充分体现性能上的优势，所以编码时延比较大(3)相对而言出现比较晚，工业界支持还不够续变化，而LDPC码对不同的速率有不同的最优生成矩阵，误帧率不能做到连续变化。(1)BF(比特翻转)(2)WBF(加权比特翻转)BF算法的改进，性能接近软判决算法。但是复杂度高(3)BP缺点是复杂度高(4)MSTanner