第02讲概论2.ppt

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1、无线通信工程无线通信工程第第0202讲：概论（讲：概论（2 2）l系统组成系统组成l性能指标性能指标l技术体制技术体制l技术规范技术规范系统组成系统组成 无线传输系统组成框图无线传输系统组成框图发基带发基带单元单元发中频发中频单元单元发射频发射频单元单元发天线发天线单元单元收基带收基带单元单元收中频收中频单元单元收射频收射频单元单元收天线收天线单元单元无线传播无线传播信道信道基带单元框图基带单元框图发端接发端接口处理口处理发端信发端信道处理道处理发端调发端调制映射制映射发端基发端基带滤波带滤波收端接收端接口处理口处理收端信收端信道处理道处理收端解收端解调映射调映射收端基收端基带滤波带滤波比特流

2、及比特流及时钟输入时钟输入比特流及比特流及时钟输出时钟输出复接、分接复接、分接扰码、去扰扰码、去扰纠错、交织纠错、交织均衡、去干扰均衡、去干扰扩频映射扩频映射二进二进/多进映射多进映射基带成形基带成形匹配滤波匹配滤波基带基带信号输出信号输出基带基带信号输入信号输入l什么是复接、分接？什么是复接、分接？l什么是扰码、去扰？什么是扰码、去扰？l信道处理的功能是什么？信道处理的功能是什么？l调制调制/解调映射的功能是什么？解调映射的功能是什么？l基带滤波的功能是什么？基带滤波的功能是什么？建议同学们复习一下建议同学们复习一下“通信原理通信原理”的基本内容的基本内容。基带单元的思考题基带单元的思考题中

3、频单元框图中频单元框图中频中频调制器调制器中频放中频放大滤波大滤波中频中频解调器解调器中频信中频信道处理道处理AGC中频放大中频放大收端收端中频滤波中频滤波发送中频发送中频信号输出信号输出接收中频接收中频信号输入信号输入基带基带信号输入信号输入基带基带信号输出信号输出发端中发端中频本振频本振载波时载波时钟同步钟同步射频单元框图射频单元框图上上变频器变频器射频功射频功率放大率放大下下变频器变频器射频信射频信道处理道处理射频前射频前置放大置放大收端收端射频滤波射频滤波发送射频发送射频信号输出信号输出接收射频接收射频信号输入信号输入接收中频接收中频信号输出信号输出发端射发端射频本振频本振收端射收端射

4、频本振频本振发送中频发送中频信号输入信号输入发端发端射频滤波射频滤波频率频率控制控制天线单元框图天线单元框图发送射频发送射频信号输入信号输入接收射频接收射频信号输出信号输出天天线线收发双工收发双工FDD/TDD发射发射信号信号接收接收信号信号性能指标性能指标l 多址方式多址方式l 双工方式双工方式l 调制解调方式调制解调方式l 信道编码方式信道编码方式l 信源编码方式信源编码方式l 发送频谱发送频谱l 发送功率发送功率l 信道速率信道速率l 误码门限误码门限l工作频段及频谱安排工作频段及频谱安排l传输距离及传输方式传输距离及传输方式l传输容量传输容量l传输质量传输质量l业务方式业务方式l供电方

5、式及耗电量供电方式及耗电量l环境条件环境条件l可靠性可靠性概述概述工作频段及频谱安排工作频段及频谱安排l 工作频段：根据频谱规工作频段：根据频谱规划，划分给该项业务的划，划分给该项业务的工作频率范围。工作频率范围。l 波道配置：根据频谱规波道配置：根据频谱规划，在工作频段内划分划，在工作频段内划分出若干个波道，供用户出若干个波道，供用户选用。选用。l 收发配置：根据频谱规收发配置：根据频谱规划，在工作频段内划分划，在工作频段内划分出发送和接收子频段。出发送和接收子频段。频段宽度频段宽度波道间隔波道间隔收发频差收发频差ffff1f1f1f2传输距离和传输方式传输距离和传输方式传输距离传输距离l

6、地面视距传播：取决于地面视距传播：取决于天线高度、工作频段和天线高度、工作频段和地形，一般地形，一般5050公里以内。公里以内。l 地面绕射传播：一般地面绕射传播：一般2020公里以内。公里以内。l 对流层传播：一般几百对流层传播：一般几百公里。公里。l 电离层传播：可达几千电离层传播：可达几千公里。公里。l 卫星传播：洲际传播卫星传播：洲际传播传输方式传输方式l 单工点对点方式。单工点对点方式。l 双工点对点方式。双工点对点方式。l 中继（或称接力）方式中继（或称接力）方式有源中继有源中继无源中继无源中继l 地面点对多点方式。地面点对多点方式。l 卫星点对多点方式。卫星点对多点方式。l 平流

7、层气球方式。平流层气球方式。传输容量传输容量l 传输容量指对用户有效的传输容量指对用户有效的传输信息容量传输信息容量l 传输容量表示方法传输容量表示方法用总的电话路数来表示，如：用总的电话路数来表示，如：M16M16路，路，PCM30PCM30路等路等 用用准同步系列（准同步系列（PDHPDH）的群路的群路数来表示，如：数来表示，如：1 1 E1E1，4 4 E1E1等等用有效传输的比特率来表示，用有效传输的比特率来表示，如：如：2 2Mb/sMb/s，8Mb/s8Mb/sl 传输容量有时还要考虑一传输容量有时还要考虑一些附加的信息些附加的信息传输容量和信道速率传输容量和信道速率信道速率信道速

8、率l 信道速率指在无线信道信道速率指在无线信道中传送的总速率，一般中传送的总速率，一般用比特率表示用比特率表示l 信道比特包括：用户信信道比特包括：用户信息比特和辅助信息比特息比特和辅助信息比特l 辅助信息比特如：辅助信息比特如：信道编码比特信道编码比特勤务和监控比特勤务和监控比特帧同步比特帧同步比特PDHPDH系列（欧洲标准）系列（欧洲标准）l PCMPCM电话速率：电话速率：64kb/s64kb/sl 基群速率基群速率E1E1：64kb/s64kb/s 32=2048kb/s32=2048kb/sl 二次群速率二次群速率E2E2：2048kb/s 2048kb/s 4+?=8448kb/s

9、 4+?=8448kb/s l 三次群速率三次群速率E3E3：8448kb/s 8448kb/s 4+?=34368kb/s4+?=34368kb/sl 四次群速率四次群速率E4E4：34368kb/s 34368kb/s 4+?=139264kb/s4+?=139264kb/s传输容量和信道速率（续）传输容量和信道速率（续）SDHSDH系列系列l STM-0:51.840Mb/sSTM-0:51.840Mb/sl STM-1STM-1：155.520Mb/s155.520Mb/sl STM-4STM-4：622.080Mb/s622.080Mb/sl STM-16:2488.320Mb/sS

10、TM-16:2488.320Mb/s传输质量和误码门限传输质量和误码门限传输质量传输质量l 数字信号传输质量之一：数字信号传输质量之一：误码，包括：误码，包括：长时间统计的零星误码长时间统计的零星误码短时间统计的误码超过某个短时间统计的误码超过某个值（如：值（如：1010-3-3，1010-6-6)的时间百分的时间百分数数l 数字信号传输质量之二：数字信号传输质量之二：同步，包括：同步，包括：时钟抖动时钟抖动时钟丢失时钟丢失误码门限（接收机灵敏度）误码门限（接收机灵敏度）l 无线传输系统的重要性能无线传输系统的重要性能指标指标l 为达到一定误码率所需要为达到一定误码率所需要的最小接收电平，称为

11、该的最小接收电平，称为该系统的误码门限系统的误码门限l 误码门限计算公式：误码门限计算公式：P Pr0 r0=kTkT0 0 N Nf f f fb b E Eb b/N/N0 0 其中：其中：k k为玻尔兹曼常数，为玻尔兹曼常数，T T0 0 为绝对温度，为绝对温度，N Nf f 为噪声系数，为噪声系数，f fb b 为信道速率，为信道速率，E Eb b/N/N0 0 为保证一为保证一定误码率所需要的归一化信噪比定误码率所需要的归一化信噪比传输质量和误码门限（续）传输质量和误码门限（续）误码门限公式的推导误码门限公式的推导和门限误码率对应的归一化信噪比为（和门限误码率对应的归一化信噪比为（E

12、 Eb b/N/N0 0）门限门限，就得到，就得到门限接收电平，即误码门限：门限接收电平，即误码门限：bf0rf0br0bfNkTPNkTTPNE)dB(NE)dB(N)dB(flg10dBm114NEfNkTP门限0bfb门限0bbf00r双工方式双工方式频分双工（频分双工（FDDFDD）时分双工（时分双工（TDDTDD）接收接收信号信号发滤波发滤波收滤波收滤波发送发送信号信号去天线去天线环行器环行器发开关发开关收开关收开关发送发送信号信号接收接收信号信号去天线去天线TDDTDD控制控制调制解调方式调制解调方式调制方式调制方式l 模拟调制及数字调制模拟调制及数字调制l 常用数字调制方式：常用

13、数字调制方式：FSKFSK、MSKMSK、GMSKGMSK、TFMTFMBPSKBPSK、QPSKQPSK、8PSK8PSK16QAM16QAM、64QAM64QAM、256QAM256QAMl 全数字调制方法全数字调制方法任何调制都可以正交展任何调制都可以正交展开，即用同相开，即用同相/正交分量正交分量表示表示解调方式解调方式l 模拟解调和数字解调模拟解调和数字解调l 数字解调数字解调相干解调相干解调非相干解调非相干解调l 同步问题的重要性同步问题的重要性载波同步载波同步时钟同步时钟同步l 全数字解调方法全数字解调方法信道编码方式信道编码方式l 信道编码的目的：信道编码的目的：消除误码平台消

14、除误码平台取得功率增益取得功率增益l 考虑原则：考虑原则：系统对信道编码的系统对信道编码的要求要求系统能提供多少冗系统能提供多少冗余度余度l 常用的信道编码：常用的信道编码：分组码分组码卷积码卷积码TurboTurbo码码、LDPCLDPC码码l 纠错编码和交织结合纠错编码和交织结合l 纠错编码和调制结合纠错编码和调制结合l 代数译码和概率译码代数译码和概率译码信道编码方式（续）信道编码方式（续）Eb/N0BERBEREb/N0误码平台功率增益信源编码方式信源编码方式语音压缩编码语音压缩编码l 增量调制（增量调制（M M）16Kb/s16Kb/s，32Kb/s32Kb/sl 脉冲编码调制（脉冲

15、编码调制（PCMPCM）64Kb/s64Kb/sl 自适应差分脉码调制自适应差分脉码调制（ADPCMADPCM）32Kb/s32Kb/sl 其它中低速语音编码其它中低速语音编码16Kb/s16Kb/s，8Kb/s8Kb/s，4.8Kb/s4.8Kb/s，2.4Kb/s2.4Kb/s图象压缩编码图象压缩编码l JPEGJPEG，静止图象静止图象32,64,128 Kb/s32,64,128 Kb/sl H.261H.261，会议电视会议电视64,128,384,1920Kb/s64,128,384,1920Kb/sl MPEG-1MPEG-1，存储媒体存储媒体2Mb/s2Mb/s以下以下l MP

16、EG-2MPEG-2，数字电视数字电视2Mb/s2Mb/s以上以上发送频谱和发送功率发送频谱和发送功率发送频谱框架发送频谱框架发送功率发送功率l 为了保证有一个较好的为了保证有一个较好的电磁环境，无线通信系电磁环境，无线通信系统的发送功率有较严格统的发送功率有较严格的规定。的规定。l 发送功率的等级：发送功率的等级：无绳电话：无绳电话：毫瓦级毫瓦级移动电话：瓦级移动电话：瓦级微波通信：十瓦级微波通信：十瓦级卫星通信：百瓦级卫星通信：百瓦级f0f主瓣宽度：主瓣宽度：BB带外辐射：带外辐射：LLdB供电方式及耗电量供电方式及耗电量供电方式供电方式l 交流供电、直流供电交流供电、直流供电l 间断供电、不间断供电间断供电、不间断供电l 各种方式：各种方式：220V220V电网电网发电机发电机太阳能太阳能蓄电池蓄电池干电池干电池耗电量耗电量l 无线通信系统的重要指无线通信系统的重要指标标l 降低耗电量的方法：降低耗电量的方法：减少整个系统的传输减少整个系统的传输损耗，减少发射功率损耗，减少发射功率采用效率高的功率器采用效率高的功率器件件提高电源变换器的效提高电源变换器的效率率环境条件环境条件l