移動(dòng)通信第四章

1、移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心第四章第四章 數(shù)字移動(dòng)通信主要技術(shù)數(shù)字移動(dòng)通信主要技術(shù)移移 動(dòng)動(dòng) 通通 信信 技術(shù)技術(shù)移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心數(shù)字移動(dòng)通信主要技術(shù)數(shù)字移動(dòng)通信主要技術(shù)多址接入技術(shù)多址接入技術(shù)調(diào)制與解調(diào)技術(shù)調(diào)制與解調(diào)技術(shù)信源編碼技術(shù)信源編碼技術(shù)信道編碼技術(shù)信道編碼技術(shù)交織技術(shù)交織技術(shù)分集技術(shù)分集技術(shù)功率控制技術(shù)功率控制技術(shù)本章要求：本章要求：掌握幾種多址接入方式、了解典型移動(dòng)通信系統(tǒng)掌握幾種多址接入方式、了解典型移動(dòng)通信系統(tǒng)采用的語(yǔ)音編碼技術(shù)、調(diào)制技術(shù)及信道編碼技術(shù)；了解交織采用的語(yǔ)音編碼技術(shù)、調(diào)制技術(shù)及信道編碼技術(shù)；了解交織技術(shù)原理、交織的作用；了解幾種分集接收技術(shù)，掌

2、握技術(shù)原理、交織的作用；了解幾種分集接收技術(shù)，掌握GSMGSM系統(tǒng)、系統(tǒng)、CDMACDMA系統(tǒng)中分別采用了哪些分集技術(shù)；掌握幾種功率系統(tǒng)中分別采用了哪些分集技術(shù)；掌握幾種功率控制技術(shù)?？刂萍夹g(shù)。移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心多址接入技術(shù)多址接入技術(shù) 所謂多址技術(shù)就是使多個(gè)用戶接入并共享同一個(gè)無(wú)線所謂多址技術(shù)就是使多個(gè)用戶接入并共享同一個(gè)無(wú)線通信信道通信信道, , 以提高頻譜利用率的技術(shù)。即把同一個(gè)無(wú)線信以提高頻譜利用率的技術(shù)。即把同一個(gè)無(wú)線信道按照時(shí)間、頻率等進(jìn)行分割道按照時(shí)間、頻率等進(jìn)行分割, , 使不同的用戶都能夠在不使不同的用戶都能夠在不同的分割段中使用這一信道同的分割段中使用這一信道

3、, , 而又不會(huì)明顯地感覺(jué)到他人而又不會(huì)明顯地感覺(jué)到他人的存在的存在, , 就好像自己在專用這一信道一樣。就好像自己在專用這一信道一樣。 占用不同的分占用不同的分割段就像是擁有了不同的地址割段就像是擁有了不同的地址, , 使用同一信道的多個(gè)用戶使用同一信道的多個(gè)用戶就擁有了多個(gè)不同的地址。這就是多址技術(shù)就擁有了多個(gè)不同的地址。這就是多址技術(shù), , 亦稱多址接亦稱多址接入技術(shù)。入技術(shù)。 在蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中在蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中, , 多個(gè)移動(dòng)用戶要同時(shí)通過(guò)一多個(gè)移動(dòng)用戶要同時(shí)通過(guò)一個(gè)基站和其他移動(dòng)用戶進(jìn)行通信個(gè)基站和其他移動(dòng)用戶進(jìn)行通信, , 就必須對(duì)基站和不同的就必須對(duì)基站和不同的移動(dòng)用戶發(fā)出

4、的信號(hào)賦予不同的特征移動(dòng)用戶發(fā)出的信號(hào)賦予不同的特征, , 使基站能從眾多移使基站能從眾多移動(dòng)用戶的信號(hào)中區(qū)分出是哪一個(gè)移動(dòng)用戶發(fā)來(lái)的信號(hào)動(dòng)用戶的信號(hào)中區(qū)分出是哪一個(gè)移動(dòng)用戶發(fā)來(lái)的信號(hào), , 同同時(shí)各個(gè)移動(dòng)用戶又能夠識(shí)別出基站發(fā)出的信號(hào)中哪個(gè)是發(fā)時(shí)各個(gè)移動(dòng)用戶又能夠識(shí)別出基站發(fā)出的信號(hào)中哪個(gè)是發(fā)給自己的。給自己的。 移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心實(shí)現(xiàn)多址技術(shù)的主要方式實(shí)現(xiàn)多址技術(shù)的主要方式多址方式的基本類型有三種，即多址方式的基本類型有三種，即頻分多址頻分多址（FDMAFDMA）、時(shí)分多址（時(shí)分多址（TDMATDMA）和和碼分多址碼分多址（CDMACDMA及它們的混合應(yīng)用。及它們的混合應(yīng)用。

5、 移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心頻分多址（頻分多址（FDMAFDMA）以頻率區(qū)分信道以頻率區(qū)分信道FDMAFDMA是以不同的頻率是以不同的頻率信道來(lái)實(shí)現(xiàn)多址通信信道來(lái)實(shí)現(xiàn)多址通信 頻分多址技術(shù)按照頻率來(lái)分割信道頻分多址技術(shù)按照頻率來(lái)分割信道, , 即給不同的用戶分配不同即給不同的用戶分配不同的載波頻率以共享同一信道。的載波頻率以共享同一信道。 頻分多址技術(shù)是模擬載波通信、頻分多址技術(shù)是模擬載波通信、 微波微波通信、衛(wèi)星通信的基本技術(shù)通信、衛(wèi)星通信的基本技術(shù), , 也是第一代模擬移動(dòng)通信的基本技術(shù)。也是第一代模擬移動(dòng)通信的基本技術(shù)。 在在FDMAFDMA系統(tǒng)中系統(tǒng)中, , 信道總頻帶被分割成若

6、干個(gè)間隔相等且互不相交信道總頻帶被分割成若干個(gè)間隔相等且互不相交的子頻帶的子頻帶( (地址地址), ), 每個(gè)子頻帶分配給一個(gè)用戶每個(gè)子頻帶分配給一個(gè)用戶, , 每個(gè)子頻帶在同一時(shí)每個(gè)子頻帶在同一時(shí)間只能供給一個(gè)用戶使用間只能供給一個(gè)用戶使用, , 相鄰子頻帶之間無(wú)明顯的干擾。相鄰子頻帶之間無(wú)明顯的干擾。 移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心NoImageFDMA通信系統(tǒng)的工作示意圖通信系統(tǒng)的工作示意圖移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心時(shí)分多址（時(shí)分多址（TDMATDMA）TDMATDMA是以不同的時(shí)隙實(shí)現(xiàn)多址通信是以不同的時(shí)隙實(shí)現(xiàn)多址通信時(shí)分多址技術(shù)按照時(shí)隙來(lái)劃分信道時(shí)分多址技術(shù)按照時(shí)隙來(lái)劃分信道

7、, , 即給不同的用戶分即給不同的用戶分配不同的時(shí)間段以共享同一信道。配不同的時(shí)間段以共享同一信道。 時(shí)分多址技術(shù)是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)時(shí)分多址技術(shù)是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信和第二代移動(dòng)通信的基本技術(shù)。通信和第二代移動(dòng)通信的基本技術(shù)。 在在TDMATDMA系統(tǒng)中系統(tǒng)中, , 時(shí)間被分割成周期性的幀時(shí)間被分割成周期性的幀, , 每一幀再每一幀再分割成若干個(gè)時(shí)隙分割成若干個(gè)時(shí)隙( (地址地址) )。 無(wú)論幀或時(shí)隙都是互不重疊的。無(wú)論幀或時(shí)隙都是互不重疊的。然后然后, , 根據(jù)一定的時(shí)隙分配原則根據(jù)一定的時(shí)隙分配原則, , 使各個(gè)移動(dòng)臺(tái)在每幀內(nèi)只使各個(gè)移動(dòng)臺(tái)在每幀內(nèi)只能按指定的時(shí)隙向基站發(fā)送信號(hào)能按指定的時(shí)隙向基站發(fā)送信號(hào)

8、, , 在滿足定時(shí)和同步的條件在滿足定時(shí)和同步的條件下下, , 基站可以分別在各時(shí)隙中接收到各移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)而互不基站可以分別在各時(shí)隙中接收到各移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)而互不混擾。同時(shí)混擾。同時(shí), , 基站發(fā)向多個(gè)移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)都按順序安排基站發(fā)向多個(gè)移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)都按順序安排, , 在在預(yù)定的時(shí)隙中傳輸。各移動(dòng)臺(tái)只要在指定的時(shí)隙內(nèi)接收預(yù)定的時(shí)隙中傳輸。各移動(dòng)臺(tái)只要在指定的時(shí)隙內(nèi)接收, , 就就能在合路的信號(hào)中把發(fā)給它的信號(hào)區(qū)分出來(lái)。能在合路的信號(hào)中把發(fā)給它的信號(hào)區(qū)分出來(lái)。移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心NoImage 時(shí)分多址（時(shí)分多址（TDMA）通信系統(tǒng)的工作示意圖）通信系統(tǒng)的工作示意圖移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)

9、通信教學(xué)中心與與FDMAFDMA技術(shù)相比技術(shù)相比, TDMA, TDMA具有如下特性具有如下特性: :(1)(1)每載頻多路。每載頻多路。TDMATDMA系統(tǒng)能夠在每一載頻上產(chǎn)生多個(gè)時(shí)隙系統(tǒng)能夠在每一載頻上產(chǎn)生多個(gè)時(shí)隙, , 而每個(gè)時(shí)而每個(gè)時(shí)隙都是一個(gè)信道隙都是一個(gè)信道, , 因而能夠進(jìn)一步提高頻譜利用率因而能夠進(jìn)一步提高頻譜利用率, , 增加系統(tǒng)容量。增加系統(tǒng)容量。(2)(2)傳輸速率高。傳輸速率高。 每一載頻含有時(shí)隙多每一載頻含有時(shí)隙多, , 頻率間隔寬頻率間隔寬, , 傳輸速率就高。傳輸速率就高。 (3)(3)對(duì)新技術(shù)開(kāi)放。例如當(dāng)因語(yǔ)音編碼算法的改進(jìn)而降低比特速率時(shí)對(duì)新技術(shù)開(kāi)放。例如當(dāng)因

10、語(yǔ)音編碼算法的改進(jìn)而降低比特速率時(shí), , TDMATDMA系統(tǒng)的信道很容易重新配置以接納新技術(shù)。系統(tǒng)的信道很容易重新配置以接納新技術(shù)。(4)(4)共享設(shè)備成本低。共享設(shè)備成本低。 由于每一載頻為許多客戶提供業(yè)務(wù)由于每一載頻為許多客戶提供業(yè)務(wù), , 因此因此TDMATDMA系統(tǒng)共享設(shè)備的每客戶平均成本與系統(tǒng)共享設(shè)備的每客戶平均成本與FDMAFDMA系統(tǒng)相比是大大降低了。系統(tǒng)相比是大大降低了。(5)(5)動(dòng)態(tài)信道分配易實(shí)現(xiàn)。對(duì)時(shí)隙的管理和分配通常要比對(duì)頻率的管理動(dòng)態(tài)信道分配易實(shí)現(xiàn)。對(duì)時(shí)隙的管理和分配通常要比對(duì)頻率的管理與分配簡(jiǎn)單而經(jīng)濟(jì)，所以與分配簡(jiǎn)單而經(jīng)濟(jì)，所以, TDMA, TDMA系統(tǒng)更容易進(jìn)

11、行時(shí)隙的動(dòng)態(tài)分配。系統(tǒng)更容易進(jìn)行時(shí)隙的動(dòng)態(tài)分配。(6)(6)基站使用用發(fā)射機(jī)數(shù)目減少?；臼褂糜冒l(fā)射機(jī)數(shù)目減少。 可以避免像可以避免像FDMAFDMA系統(tǒng)那樣因多部不系統(tǒng)那樣因多部不同頻率的發(fā)射機(jī)同時(shí)工作而產(chǎn)生的互調(diào)干擾。同頻率的發(fā)射機(jī)同時(shí)工作而產(chǎn)生的互調(diào)干擾。 時(shí)分多址時(shí)分多址(TDMA)(TDMA)移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心同時(shí)同時(shí), TDMA也具有一定的缺陷也具有一定的缺陷:(1) 必須有精確的定時(shí)和同步。必須有精確的定時(shí)和同步。 (2) 移動(dòng)臺(tái)較復(fù)雜。移動(dòng)臺(tái)較復(fù)雜。 (3) 傳輸開(kāi)銷大。傳輸開(kāi)銷大。 移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心 碼分多址技術(shù)按照碼序列來(lái)劃分信道碼分多址技術(shù)按

12、照碼序列來(lái)劃分信道, , 即給不同的用即給不同的用戶分配一個(gè)不同的編碼序列以共享同一信道。戶分配一個(gè)不同的編碼序列以共享同一信道。 碼分多址碼分多址技術(shù)是第二代移動(dòng)通信的演進(jìn)技術(shù)和第三代移動(dòng)通信的基技術(shù)是第二代移動(dòng)通信的演進(jìn)技術(shù)和第三代移動(dòng)通信的基本技術(shù)。本技術(shù)。 在在CDMACDMA系統(tǒng)中系統(tǒng)中, , 每個(gè)用戶被分配給一個(gè)唯一的偽隨機(jī)每個(gè)用戶被分配給一個(gè)唯一的偽隨機(jī)碼序列碼序列( (擴(kuò)頻序列擴(kuò)頻序列), ), 各個(gè)用戶的碼序列相互正交各個(gè)用戶的碼序列相互正交, , 因而相因而相關(guān)性很小關(guān)性很小, , 由此可以區(qū)分出不同的用戶。由此可以區(qū)分出不同的用戶。 與與FDMAFDMA劃分頻帶和劃分頻帶

13、和TDMATDMA劃分時(shí)隙不同劃分時(shí)隙不同, CDMA, CDMA既不劃分既不劃分頻帶又不劃分時(shí)隙頻帶又不劃分時(shí)隙, , 而是讓每一個(gè)用戶使用系統(tǒng)所能提供而是讓每一個(gè)用戶使用系統(tǒng)所能提供的全部頻譜的全部頻譜, , 因而因而CDMACDMA采用擴(kuò)頻技術(shù)能夠使多個(gè)用戶在同采用擴(kuò)頻技術(shù)能夠使多個(gè)用戶在同一時(shí)間、同一載頻以不同碼序列來(lái)實(shí)現(xiàn)多路通信。一時(shí)間、同一載頻以不同碼序列來(lái)實(shí)現(xiàn)多路通信。 CDMACDMA示意圖如圖所示。示意圖如圖所示。 碼分多址（碼分多址（CDMACDMA）移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心碼分多址（碼分多址（CDMACDMA）時(shí)間頻率CDMA碼CDMACDMA以不同的碼序列來(lái)實(shí)現(xiàn)

14、多址通信以不同的碼序列來(lái)實(shí)現(xiàn)多址通信移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心13 NoImage基 站CmC2C1移 動(dòng) 臺(tái)碼 Cm碼 C3碼 C2fW碼 C1TW 碼分多址（碼分多址（CDMA）通信系統(tǒng)的工作示意圖）通信系統(tǒng)的工作示意圖移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心 以上三種多址技術(shù)相比較以上三種多址技術(shù)相比較, CDMA技術(shù)的頻譜利用技術(shù)的頻譜利用率最高率最高, 所能提供的系統(tǒng)容量最大所能提供的系統(tǒng)容量最大, 它代表了多址它代表了多址技術(shù)的發(fā)展方向技術(shù)的發(fā)展方向; 其次是其次是TDMA技術(shù)技術(shù), 目前技術(shù)比目前技術(shù)比較成熟較成熟, 應(yīng)用比較廣泛應(yīng)用比較廣泛; FDMA技術(shù)由于頻譜利用技術(shù)由于頻譜

15、利用率低率低, 將逐漸被將逐漸被TDMA和和CDMA所取代所取代, 或者與后或者與后兩種方式結(jié)合使用兩種方式結(jié)合使用, 組成組成TDMA/FDMA、 CDMA/FDMA方式。方式。 移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心FDMAFDMA、TDMATDMA、CDMACDMA三種系統(tǒng)容量比較三種系統(tǒng)容量比較2 2）無(wú)線小區(qū)容量的）無(wú)線小區(qū)容量的m m計(jì)算計(jì)算 m = B/(Nm = B/(N* *f ) f ) ( (單位為：信道單位為：信道/ /小區(qū)小區(qū)) )其中其中B B為頻帶寬帶，為頻帶寬帶， f f為頻道間隔，為頻道間隔，N N為為clustercluster中小中小區(qū)數(shù)。區(qū)數(shù)。a a）模擬模擬

16、TACSTACS系統(tǒng)（系統(tǒng)（FDMAFDMA） 信道間隔信道間隔 25 25KHzKHz 信道總數(shù)信道總數(shù) 1.25MHz / 25KHz = 501.25MHz / 25KHz = 50 簇內(nèi)小區(qū)數(shù)簇內(nèi)小區(qū)數(shù) N = 7N = 7 系統(tǒng)容量系統(tǒng)容量 m mFDMAFDMA = 50 / 7 = 7.1 = 50 / 7 = 7.1（信道（信道/ /小區(qū)）小區(qū)）1)1)系統(tǒng)容量的定義：系統(tǒng)容量的定義：指能容納的用戶總數(shù)或系統(tǒng)最大容指能容納的用戶總數(shù)或系統(tǒng)最大容納的信道數(shù)或系統(tǒng)輸入話務(wù)量（愛(ài)爾蘭）。納的信道數(shù)或系統(tǒng)輸入話務(wù)量（愛(ài)爾蘭）。假設(shè)假設(shè)B=1.25MHz,B=1.25MHz,則：則：移動(dòng)

17、通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心b b）數(shù)字）數(shù)字GSMGSM系統(tǒng)，采用系統(tǒng)，采用TDMATDMA方式方式 信道間隔信道間隔 200200kHzkHz 每載頻時(shí)隙數(shù)每載頻時(shí)隙數(shù) 8 8 信道總數(shù)信道總數(shù) （1.25MHz / 200 KHz 1.25MHz / 200 KHz ）8 8 = 50= 50 簇內(nèi)小區(qū)數(shù)簇內(nèi)小區(qū)數(shù) N = 4N = 4 系統(tǒng)容量系統(tǒng)容量 m mTDMATDMA = 50 / 4= 12.5 = 50 / 4= 12.5 （信道（信道/ /小區(qū)）小區(qū)）c c）數(shù)字）數(shù)字CDMACDMA系統(tǒng)，采用擴(kuò)頻技術(shù)系統(tǒng)，采用擴(kuò)頻技術(shù)FDMAFDMA、TDMATDMA、CDMACDMA

18、三種系統(tǒng)容量比較三種系統(tǒng)容量比較為了進(jìn)一步說(shuō)明為什么采用擴(kuò)頻技術(shù)以支持為了進(jìn)一步說(shuō)明為什么采用擴(kuò)頻技術(shù)以支持 CDMACDMA，從，從而贏得系統(tǒng)容量和質(zhì)量，我們來(lái)看一下而贏得系統(tǒng)容量和質(zhì)量，我們來(lái)看一下擴(kuò)頻技術(shù)原理：擴(kuò)頻技術(shù)原理：兩種類型擴(kuò)頻：兩種類型擴(kuò)頻：直接擴(kuò)頻直接擴(kuò)頻DSDS，跳頻，跳頻FHFH移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心A A點(diǎn)點(diǎn)b(tb(t) )為基帶信號(hào)，為基帶信號(hào)，B B點(diǎn)信號(hào)為基帶信號(hào)經(jīng)過(guò)地址碼擴(kuò)頻和點(diǎn)信號(hào)為基帶信號(hào)經(jīng)過(guò)地址碼擴(kuò)頻和PSKPSK調(diào)制后的調(diào)制信號(hào)，調(diào)制后的調(diào)制信號(hào)，C C點(diǎn)信號(hào)是點(diǎn)信號(hào)是B B點(diǎn)信號(hào)不失真?zhèn)鬏斠牒軓?qiáng)的窄帶干擾的信號(hào)，點(diǎn)信號(hào)不失真?zhèn)鬏斠牒軓?qiáng)的

19、窄帶干擾的信號(hào)，D D點(diǎn)信號(hào)經(jīng)過(guò)擴(kuò)頻解擴(kuò)。點(diǎn)信號(hào)經(jīng)過(guò)擴(kuò)頻解擴(kuò)。從頻譜來(lái)看，傳輸過(guò)程中引入的窄帶干擾，在接收端經(jīng)過(guò)解擴(kuò)以后干擾功率被分散從頻譜來(lái)看，傳輸過(guò)程中引入的窄帶干擾，在接收端經(jīng)過(guò)解擴(kuò)以后干擾功率被分散而有用信號(hào)被正確恢復(fù)。而有用信號(hào)被正確恢復(fù)。移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心cbbcswTTRRBBSF22擴(kuò)頻增益擴(kuò)頻增益GpGp定義為：定義為：)(lg10dBSFGp 一般認(rèn)為擴(kuò)頻解調(diào)增益一般認(rèn)為擴(kuò)頻解調(diào)增益C0/Ci=1C0/Ci=1，所以，所以: :（6-26-2）為擴(kuò)頻信號(hào)帶寬，為擴(kuò)頻信號(hào)帶寬， 為信息帶寬。為信息帶寬。 WBSB擴(kuò)頻因子擴(kuò)頻因子SFSF定義為輸出端與輸入端載噪比

20、之比值定義為輸出端與輸入端載噪比之比值: :siwioBCBCNCNCSF0擴(kuò)頻解調(diào)器輸入端擴(kuò)頻解調(diào)器輸出端（6-16-1）移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心FDMAFDMA、TDMATDMA、CDMACDMA三種系統(tǒng)容量比較三種系統(tǒng)容量比較（6-36-3）（6-46-4） CDMACDMA系統(tǒng)總要采用功率控制技術(shù)，對(duì)于基站來(lái)講，系統(tǒng)總要采用功率控制技術(shù)，對(duì)于基站來(lái)講，不管不管MSMS在小區(qū)的任何位置，總會(huì)使所有在小區(qū)的任何位置，總會(huì)使所有MSMS發(fā)送功率到達(dá)發(fā)送功率到達(dá)基站接收機(jī)輸入端功率相等?；窘邮諜C(jī)輸入端功率相等。 CDMACDMA系統(tǒng)的主要干擾為多址干擾，系統(tǒng)的主要干擾為多址干擾，基站

21、接收機(jī)的輸基站接收機(jī)的輸入載干比為：入載干比為： 1-m1) 1(CmCNC由式（由式（6-16-1）可知）可知 SF/E(C/N)0b0NSFNCm m為保證接收機(jī)載干比滿足要求時(shí)，小區(qū)內(nèi)同時(shí)工作的最大用戶數(shù)。為保證接收機(jī)載干比滿足要求時(shí)，小區(qū)內(nèi)同時(shí)工作的最大用戶數(shù)。移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心 10NEBBmbswFDMAFDMA、TDMATDMA、CDMACDMA三種系統(tǒng)容量比較三種系統(tǒng)容量比較（6-56-5）IS-95CDMAIS-95CDMA系統(tǒng)，系統(tǒng)，RcRc = 1.2288Mcps, = 1.2288Mcps, R Rb b = 8kb/s , = 8kb/s , E Eb

22、 b/N/N0 0 = 7dB = 7dB，則代入公式（則代入公式（6-56-5）得）得: m = 32.25 (: m = 32.25 (信道信道/ /小區(qū)）小區(qū)）由上面各式可得：由上面各式可得：移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心考慮實(shí)際影響因素后，容量計(jì)算公式要做相應(yīng)修正：考慮實(shí)際影響因素后，容量計(jì)算公式要做相應(yīng)修正：I I）采用話音激活技術(shù)提高了系統(tǒng)容量）采用話音激活技術(shù)提高了系統(tǒng)容量 d1) 1 (0NERBmbsw式中式中d d為話音占空比，通常為為話音占空比，通常為0.350.35IIII）利用扇形劃分提高系統(tǒng)容量）利用扇形劃分提高系統(tǒng)容量 dG) 1 (0NERBmbsw式中式中G

23、 G是扇形分區(qū)系數(shù)，通常為是扇形分區(qū)系數(shù)，通常為2.552.55IIIIII）鄰近蜂窩小區(qū)的干擾對(duì)系統(tǒng)容量的影響）鄰近蜂窩小區(qū)的干擾對(duì)系統(tǒng)容量的影響 dGF) 1 (0NERBmbsw式中式中F F為信道復(fù)用效率，通常為為信道復(fù)用效率，通常為0.60.6FDMAFDMA、TDMATDMA、CDMACDMA三種系統(tǒng)容量比較三種系統(tǒng)容量比較移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心 所謂信源編碼是指將信號(hào)源中多余的信息除去所謂信源編碼是指將信號(hào)源中多余的信息除去, , 從而形成一個(gè)從而形成一個(gè)適合用來(lái)傳輸?shù)男盘?hào)的過(guò)程。信源編碼的目的是提高系統(tǒng)傳輸效率適合用來(lái)傳輸?shù)男盘?hào)的過(guò)程。信源編碼的目的是提高系統(tǒng)傳輸效率

24、, , 去除冗余度。去除冗余度。 語(yǔ)音編碼屬于信源編碼，移動(dòng)通信中采用的語(yǔ)音編碼方法主要語(yǔ)音編碼屬于信源編碼，移動(dòng)通信中采用的語(yǔ)音編碼方法主要取決于無(wú)線移動(dòng)信道的條件取決于無(wú)線移動(dòng)信道的條件: : 由于頻率資源十分有限由于頻率資源十分有限, , 因此要求編因此要求編碼信號(hào)的速率較低碼信號(hào)的速率較低; ; 由于移動(dòng)信道的傳播條件惡劣由于移動(dòng)信道的傳播條件惡劣, , 因而編碼算法因而編碼算法應(yīng)有較好的抗誤碼特性。應(yīng)有較好的抗誤碼特性。 另外另外, , 從用戶的角度出發(fā)從用戶的角度出發(fā), , 還應(yīng)有較好的還應(yīng)有較好的話音質(zhì)量和較短的時(shí)延。移動(dòng)通信對(duì)數(shù)字語(yǔ)音編碼的要求如下話音質(zhì)量和較短的時(shí)延。移動(dòng)通信

25、對(duì)數(shù)字語(yǔ)音編碼的要求如下: : 速率較低速率較低, , 純編碼速率應(yīng)低于純編碼速率應(yīng)低于16 kb/s; 16 kb/s; 在一定編碼速率下的音質(zhì)應(yīng)盡可能高在一定編碼速率下的音質(zhì)應(yīng)盡可能高; ; 編碼時(shí)延要短編碼時(shí)延要短, , 要控制在幾十毫秒之內(nèi)要控制在幾十毫秒之內(nèi); ; 編碼算法應(yīng)具有較好的抗誤碼性能編碼算法應(yīng)具有較好的抗誤碼性能, , 計(jì)算量小計(jì)算量小, , 性能穩(wěn)定性能穩(wěn)定; ; 編碼器應(yīng)便于大規(guī)模集成。編碼器應(yīng)便于大規(guī)模集成。 信源編、信源編、 解碼解碼移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心1 1）波形編碼）波形編碼 根據(jù)模擬話音信號(hào)的波形，采取抽樣、量化、編碼，形成數(shù)字語(yǔ)音根據(jù)模擬話音信

26、號(hào)的波形，采取抽樣、量化、編碼，形成數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)。信號(hào)。話音編碼類型話音編碼類型包括包括PCMPCM、ADPCMADPCM等；等；編碼速率高編碼速率高16k-64kbps, 16k-64kbps, 語(yǔ)音質(zhì)量最高；語(yǔ)音質(zhì)量最高；占用帶寬大，適合有線，不適于直接用于移動(dòng)通信。占用帶寬大，適合有線，不適于直接用于移動(dòng)通信。3 3）混合編碼）混合編碼 綜合波形編碼和聲源編碼方式形成的編碼器。綜合波形編碼和聲源編碼方式形成的編碼器。2 2）聲源編碼（參量編碼）聲源編碼（參量編碼） 在發(fā)端提取產(chǎn)生話音信號(hào)的特征參數(shù)并進(jìn)行傳輸，在收端由參數(shù)在發(fā)端提取產(chǎn)生話音信號(hào)的特征參數(shù)并進(jìn)行傳輸，在收端由參數(shù)恢復(fù)話音?；?/p>

27、復(fù)話音。 編碼速率較低，編碼速率較低，1.2-4.8kps;1.2-4.8kps; 包括各種線性預(yù)測(cè)編碼（包括各種線性預(yù)測(cè)編碼（LPCLPC）和余弦聲碼器；）和余弦聲碼器； 語(yǔ)音質(zhì)量較差，不滿足商用要求，適用于軍事和保密通信語(yǔ)音質(zhì)量較差，不滿足商用要求，適用于軍事和保密通信編碼速率中等，話音質(zhì)量介于以上兩者之間，主要用于移動(dòng)通信；編碼速率中等，話音質(zhì)量介于以上兩者之間，主要用于移動(dòng)通信；包括包括GSMGSM采用的采用的RPE-LTPRPE-LTP編碼（編碼（13kbps13kbps）和）和CDMACDMA采用的采用的QCELPQCELP（可變速率編碼，包括四種速率）；（可變速率編碼，包括四種速

28、率）；移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心信源編、信源編、 解碼解碼常用數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)語(yǔ)音編碼類型常用數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)語(yǔ)音編碼類型 移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心衡量話音編碼器的主要指標(biāo)衡量話音編碼器的主要指標(biāo)1 1）比特率（）比特率（bit/s)bit/s) 度量信源壓縮率和通信系統(tǒng)性能的主要指標(biāo)度量信源壓縮率和通信系統(tǒng)性能的主要指標(biāo) 比特率比特率 壓縮率壓縮率 有效性有效性 話音質(zhì)量話音質(zhì)量 2 2）質(zhì)量（質(zhì)量（MOSMOS評(píng)分）評(píng)分） 國(guó)際流行的國(guó)際流行的MOSMOS法，法，5 5級(jí)評(píng)分制；級(jí)評(píng)分制；3 3）復(fù)雜度）復(fù)雜度 指完成語(yǔ)音編碼所需的加法、乘法的運(yùn)算次數(shù)，一指完成語(yǔ)音編碼所需的

29、加法、乘法的運(yùn)算次數(shù)，一 般可用般可用MIPSMIPS表示。表示。4 4）處理時(shí)延）處理時(shí)延 復(fù)雜度越大，運(yùn)算時(shí)間越長(zhǎng)，處理時(shí)延越大。復(fù)雜度越大，運(yùn)算時(shí)間越長(zhǎng)，處理時(shí)延越大。移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心由于通信信道由于通信信道, , 尤其是無(wú)線通信信道尤其是無(wú)線通信信道, , 容易受到外界容易受到外界干擾和噪聲的影響干擾和噪聲的影響, , 因此導(dǎo)致信息在傳輸過(guò)程中發(fā)生改變因此導(dǎo)致信息在傳輸過(guò)程中發(fā)生改變, , 從而在接收端接收不到完全正確的信息。為了保證通信的從而在接收端接收不到完全正確的信息。為了保證通信的可靠性可靠性, , 必須采用信道編碼。信道編碼能夠檢查和糾正接必須采用信道編碼。信

30、道編碼能夠檢查和糾正接收信息流中的差錯(cuò)。收信息流中的差錯(cuò)。 信道編碼定理指出信道編碼定理指出: : 在編碼速率小于信道容量的條件在編碼速率小于信道容量的條件下下, , 通過(guò)編碼可以使譯碼錯(cuò)誤概率任意小通過(guò)編碼可以使譯碼錯(cuò)誤概率任意小, , 從而達(dá)到可靠從而達(dá)到可靠通信。該定理證明通信。該定理證明: : 確實(shí)存在一種編碼方式確實(shí)存在一種編碼方式, , 使誤碼率隨使誤碼率隨著碼長(zhǎng)著碼長(zhǎng)n n的增長(zhǎng)趨于任意小。這說(shuō)明信道編碼屬于冗余編的增長(zhǎng)趨于任意小。這說(shuō)明信道編碼屬于冗余編碼碼, , 而且冗余度與誤碼率存在一定的反比關(guān)系。需要指出而且冗余度與誤碼率存在一定的反比關(guān)系。需要指出的是冗余度越高的是冗余

31、度越高, , 誤碼率就越小誤碼率就越小, , 系統(tǒng)的可靠性就越高系統(tǒng)的可靠性就越高; ; 但同時(shí)但同時(shí), , 編碼位數(shù)就越多編碼位數(shù)就越多, , 需要的傳輸速率就越高需要的傳輸速率就越高, , 占用占用的信道帶寬就越寬。的信道帶寬就越寬。 因此因此, , 必須研究信道編碼技術(shù)必須研究信道編碼技術(shù), , 在在保證系統(tǒng)可靠性的前提下保證系統(tǒng)可靠性的前提下, , 盡量降低傳輸速率盡量降低傳輸速率, , 減小信道減小信道帶寬。帶寬。信道編、信道編、 解碼解碼移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心信道編碼的基本思想是按一定規(guī)則給信息碼元序信道編碼的基本思想是按一定規(guī)則給信息碼元序列列m m增加一些多余的碼元增

32、加一些多余的碼元( (稱為監(jiān)督碼元稱為監(jiān)督碼元), ), 使不具使不具有規(guī)律性的信息序列有規(guī)律性的信息序列m m變換為具有某種規(guī)律性的數(shù)變換為具有某種規(guī)律性的數(shù)碼序列碼序列C; C; 數(shù)碼序列中數(shù)碼序列中C C的信息序列碼元的信息序列碼元m m與監(jiān)督碼與監(jiān)督碼元之間是相關(guān)的。元之間是相關(guān)的。 接收端的譯碼器利用這種預(yù)知接收端的譯碼器利用這種預(yù)知的編碼規(guī)則進(jìn)行譯碼的編碼規(guī)則進(jìn)行譯碼, , 檢驗(yàn)接收到的數(shù)字序列檢驗(yàn)接收到的數(shù)字序列R R是是否符合既定的規(guī)則否符合既定的規(guī)則, , 從而發(fā)現(xiàn)從而發(fā)現(xiàn)R R中是否有錯(cuò)，甚至中是否有錯(cuò)，甚至糾正其中的差錯(cuò)。糾正其中的差錯(cuò)。 根據(jù)相關(guān)性來(lái)發(fā)現(xiàn)和糾正傳輸根據(jù)相

33、關(guān)性來(lái)發(fā)現(xiàn)和糾正傳輸過(guò)程中產(chǎn)生的差錯(cuò)就是信道編碼的基本思想。過(guò)程中產(chǎn)生的差錯(cuò)就是信道編碼的基本思想。 信道編、信道編、 解碼解碼移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心糾錯(cuò)編碼是應(yīng)用最廣泛的編碼糾錯(cuò)編碼是應(yīng)用最廣泛的編碼, 又可分為如下又可分為如下幾類幾類: (1) 按照糾正差錯(cuò)的類型可分為糾正隨機(jī)錯(cuò)誤的按照糾正差錯(cuò)的類型可分為糾正隨機(jī)錯(cuò)誤的編碼和糾正突發(fā)錯(cuò)誤的編碼兩種。隨機(jī)錯(cuò)誤是指碼編碼和糾正突發(fā)錯(cuò)誤的編碼兩種。隨機(jī)錯(cuò)誤是指碼元間的錯(cuò)誤互相獨(dú)立元間的錯(cuò)誤互相獨(dú)立, 即每個(gè)碼元的錯(cuò)誤概率與它即每個(gè)碼元的錯(cuò)誤概率與它前后碼元的錯(cuò)誤與否無(wú)關(guān)前后碼元的錯(cuò)誤與否無(wú)關(guān); 突發(fā)錯(cuò)誤是指一個(gè)碼元突發(fā)錯(cuò)誤是指一個(gè)碼元

34、的錯(cuò)誤往往影響其前后碼元的錯(cuò)誤概率的錯(cuò)誤往往影響其前后碼元的錯(cuò)誤概率, 換句話說(shuō)換句話說(shuō), 一個(gè)碼元產(chǎn)生錯(cuò)誤一個(gè)碼元產(chǎn)生錯(cuò)誤, 則后面幾個(gè)碼元都可能發(fā)生錯(cuò)則后面幾個(gè)碼元都可能發(fā)生錯(cuò)誤。誤。 在移動(dòng)通信系統(tǒng)中在移動(dòng)通信系統(tǒng)中, , 既要糾正隨機(jī)錯(cuò)誤（由信既要糾正隨機(jī)錯(cuò)誤（由信道編碼糾正）道編碼糾正）, , 又要糾正突發(fā)錯(cuò)誤（由交織技術(shù)來(lái)又要糾正突發(fā)錯(cuò)誤（由交織技術(shù)來(lái)糾正）。糾正）。信道編、信道編、 解碼解碼移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心 (2) (2) 按照信息碼元和監(jiān)督碼元之間的約束方式不同可按照信息碼元和監(jiān)督碼元之間的約束方式不同可分為分為分組碼分組碼和和卷積碼卷積碼兩種。分組碼是指編碼的

35、規(guī)則僅局兩種。分組碼是指編碼的規(guī)則僅局限于本碼組之內(nèi)限于本碼組之內(nèi), , 本碼組的監(jiān)督碼元僅和本碼組的信息本碼組的監(jiān)督碼元僅和本碼組的信息碼元相關(guān)碼元相關(guān); ; 卷積碼是指本碼組的監(jiān)督碼元不僅和本碼組卷積碼是指本碼組的監(jiān)督碼元不僅和本碼組的信息碼元相關(guān)的信息碼元相關(guān), , 還與本碼組相鄰的前還與本碼組相鄰的前n-1n-1個(gè)碼組的信息個(gè)碼組的信息碼元相關(guān)。碼元相關(guān)。 (3) (3) 按照信息碼元和附加的監(jiān)督碼元之間的檢驗(yàn)關(guān)按照信息碼元和附加的監(jiān)督碼元之間的檢驗(yàn)關(guān)系可分為系可分為線性碼線性碼和和非線性碼非線性碼兩種。線性碼是指信息碼元兩種。線性碼是指信息碼元與監(jiān)督碼元之間的關(guān)系為線性關(guān)系與監(jiān)督碼元

36、之間的關(guān)系為線性關(guān)系, , 即監(jiān)督碼元是信息即監(jiān)督碼元是信息碼元的線性組合碼元的線性組合, , 編碼規(guī)則可用線性方程來(lái)表示編碼規(guī)則可用線性方程來(lái)表示; ; 非線非線性碼的信息碼元與監(jiān)督碼元之間不存在線性關(guān)系。性碼的信息碼元與監(jiān)督碼元之間不存在線性關(guān)系。信道編、信道編、 解碼解碼移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心(4) 按照碼字的結(jié)構(gòu)不同按照碼字的結(jié)構(gòu)不同, 可分為可分為系統(tǒng)碼系統(tǒng)碼和和非系統(tǒng)碼非系統(tǒng)碼兩種。兩種。 系統(tǒng)碼是指前系統(tǒng)碼是指前k個(gè)碼元與信息碼組一致的編碼個(gè)碼元與信息碼組一致的編碼; 非系統(tǒng)碼不非系統(tǒng)碼不具有系統(tǒng)碼的特性。具有系統(tǒng)碼的特性。 (5) 按照碼字中每個(gè)碼元的取值可分為按照碼

37、字中每個(gè)碼元的取值可分為二進(jìn)制碼二進(jìn)制碼和和多進(jìn)多進(jìn)制碼制碼。 二進(jìn)制碼的碼元有二進(jìn)制碼的碼元有0和和1兩個(gè)取值兩個(gè)取值, M進(jìn)制碼的碼元進(jìn)制碼的碼元有有M個(gè)取值。個(gè)取值。 二進(jìn)制碼是應(yīng)用最廣泛的編碼制式。二進(jìn)制碼是應(yīng)用最廣泛的編碼制式。 信道編、信道編、 解碼解碼移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心根據(jù)發(fā)送端信道編碼的特性根據(jù)發(fā)送端信道編碼的特性, 接收端在解碼接收端在解碼后采取的差錯(cuò)控制方式后采取的差錯(cuò)控制方式有有: 前向糾錯(cuò)前向糾錯(cuò)(FEC)。發(fā)送端的信道編碼器將信。發(fā)送端的信道編碼器將信息碼組編成具有一定糾錯(cuò)能力的碼。接收端信道息碼組編成具有一定糾錯(cuò)能力的碼。接收端信道譯碼器對(duì)接收碼字進(jìn)行

38、譯碼譯碼器對(duì)接收碼字進(jìn)行譯碼, 若傳輸中產(chǎn)生的差若傳輸中產(chǎn)生的差錯(cuò)數(shù)目在碼的糾錯(cuò)能力之內(nèi)時(shí)錯(cuò)數(shù)目在碼的糾錯(cuò)能力之內(nèi)時(shí), 譯碼器對(duì)差錯(cuò)進(jìn)譯碼器對(duì)差錯(cuò)進(jìn)行定位并加以糾正。行定位并加以糾正。 自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)(ARQ)。用于檢測(cè)的糾錯(cuò)碼在。用于檢測(cè)的糾錯(cuò)碼在譯碼器輸出端只給出當(dāng)前碼字傳輸是否可能出錯(cuò)譯碼器輸出端只給出當(dāng)前碼字傳輸是否可能出錯(cuò)的指示的指示, 當(dāng)有錯(cuò)時(shí)按某種協(xié)議通過(guò)一個(gè)反向信道當(dāng)有錯(cuò)時(shí)按某種協(xié)議通過(guò)一個(gè)反向信道請(qǐng)求發(fā)送端重傳已發(fā)送碼字的全部或部分。請(qǐng)求發(fā)送端重傳已發(fā)送碼字的全部或部分。 信道編、信道編、 解碼解碼移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心 混合糾錯(cuò)混合糾錯(cuò)(HEC)是是FE

39、C與與ARQ方式的結(jié)合。方式的結(jié)合。發(fā)端發(fā)送同時(shí)具有自動(dòng)糾錯(cuò)和檢測(cè)能力的碼組發(fā)端發(fā)送同時(shí)具有自動(dòng)糾錯(cuò)和檢測(cè)能力的碼組, 收端收到碼組后收端收到碼組后, 檢查差錯(cuò)情況檢查差錯(cuò)情況, 如果差錯(cuò)在碼如果差錯(cuò)在碼的糾錯(cuò)能力以內(nèi)的糾錯(cuò)能力以內(nèi), 則自動(dòng)進(jìn)行糾正。如果信道干則自動(dòng)進(jìn)行糾正。如果信道干擾很嚴(yán)重?cái)_很嚴(yán)重, 錯(cuò)誤很多錯(cuò)誤很多, 超過(guò)了碼的糾錯(cuò)能力超過(guò)了碼的糾錯(cuò)能力, 但能但能檢測(cè)出來(lái)檢測(cè)出來(lái), 則經(jīng)反饋信道請(qǐng)求發(fā)端重發(fā)這組數(shù)據(jù)。則經(jīng)反饋信道請(qǐng)求發(fā)端重發(fā)這組數(shù)據(jù)。 信息反饋信息反饋(IRQ)也稱回程校驗(yàn)方式。收端把也稱回程校驗(yàn)方式。收端把收到的數(shù)據(jù)收到的數(shù)據(jù), 原封不動(dòng)地通過(guò)反饋信道送回到發(fā)原封不

40、動(dòng)地通過(guò)反饋信道送回到發(fā)端端, 發(fā)端比較發(fā)的數(shù)據(jù)與反饋來(lái)的數(shù)據(jù)發(fā)端比較發(fā)的數(shù)據(jù)與反饋來(lái)的數(shù)據(jù), 從而發(fā)從而發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤現(xiàn)錯(cuò)誤, 并且把錯(cuò)誤的消息再次傳送并且把錯(cuò)誤的消息再次傳送, 直到發(fā)端直到發(fā)端沒(méi)有發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤為止。沒(méi)有發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤為止。 信道編、信道編、 解碼解碼移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心功率效率功率效率(Power Efficiency)(Power Efficiency)：反映了在低功率電：反映了在低功率電平情況下，調(diào)制技術(shù)保證數(shù)字信息可靠傳輸?shù)哪芰ΑＦ角闆r下，調(diào)制技術(shù)保證數(shù)字信息可靠傳輸?shù)哪芰Α６x為每比特的信號(hào)能量和噪聲功率

41、譜密度之比。定義為每比特的信號(hào)能量和噪聲功率譜密度之比。帶寬效率帶寬效率(Spectral Efficiency): (Spectral Efficiency): 反映了調(diào)制技反映了調(diào)制技術(shù)在一定的帶寬內(nèi)可容納傳輸數(shù)據(jù)率的能力。定義術(shù)在一定的帶寬內(nèi)可容納傳輸數(shù)據(jù)率的能力。定義為在給定的帶寬內(nèi)，每為在給定的帶寬內(nèi)，每HzHz所能夠承載的數(shù)據(jù)率。所能夠承載的數(shù)據(jù)率。數(shù)字調(diào)制的性能指標(biāo)數(shù)字調(diào)制的性能指標(biāo)移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心高斯最小頻移鍵控高斯最小頻移鍵控(GMSK) 最小頻移鍵控最小頻移鍵控(MSK)(MSK)調(diào)制是調(diào)制指數(shù)為調(diào)制是調(diào)制指數(shù)為0.50.5的二進(jìn)制的二進(jìn)制頻率調(diào)制頻率調(diào)制,

42、 , 其調(diào)頻帶寬較窄其調(diào)頻帶寬較窄, , 且具有恒定的包絡(luò)且具有恒定的包絡(luò), , 因而因而可以在接收端采用相干檢測(cè)法進(jìn)行解調(diào)。可以在接收端采用相干檢測(cè)法進(jìn)行解調(diào)。 但是對(duì)于數(shù)但是對(duì)于數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)字移動(dòng)通信系統(tǒng), , 對(duì)信號(hào)帶外輻射功率的限制十分嚴(yán)格對(duì)信號(hào)帶外輻射功率的限制十分嚴(yán)格, , 如帶外衰減要求在如帶外衰減要求在70-80 dB70-80 dB以上以上, ,因此采用因此采用MSKMSK就不能滿就不能滿足要求了。這時(shí)足要求了。這時(shí), , 可采用可采用MSKMSK的改進(jìn)型的改進(jìn)型GMSKGMSK作為替作為替代的調(diào)制方法。代的調(diào)制方法。 前 置濾 波 器輸 入MSK調(diào) 制 器輸 出移動(dòng)通信

43、教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心交織技術(shù)交織技術(shù)1. 1. 功能功能 針對(duì)移動(dòng)信道的干擾、衰落等往往產(chǎn)生較長(zhǎng)的針對(duì)移動(dòng)信道的干擾、衰落等往往產(chǎn)生較長(zhǎng)的突發(fā)錯(cuò)突發(fā)錯(cuò)誤誤情況，采用交織技術(shù)以使誤碼離散化，致使突發(fā)差錯(cuò)情況，采用交織技術(shù)以使誤碼離散化，致使突發(fā)差錯(cuò)變?yōu)殡x散差錯(cuò)，再利用接收端糾正隨機(jī)差錯(cuò)功能，就可變?yōu)殡x散差錯(cuò)，再利用接收端糾正隨機(jī)差錯(cuò)功能，就可以改善整個(gè)數(shù)據(jù)序列傳輸質(zhì)量。以改善整個(gè)數(shù)據(jù)序列傳輸質(zhì)量。2. 2. 實(shí)現(xiàn)方法（交織原理）實(shí)現(xiàn)方法（交織原理）移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心交織技術(shù)交織技術(shù)移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心分集技術(shù)分集技術(shù) 分集技術(shù)分集技術(shù)(Diversity Techn

44、iques)(Diversity Techniques)是一種利用多徑信是一種利用多徑信號(hào)來(lái)改善系統(tǒng)性能的技術(shù)。其理論基礎(chǔ)是認(rèn)為不同支路的號(hào)來(lái)改善系統(tǒng)性能的技術(shù)。其理論基礎(chǔ)是認(rèn)為不同支路的信號(hào)所受的干擾具有分散性信號(hào)所受的干擾具有分散性, , 即各支路信號(hào)所受的干擾情即各支路信號(hào)所受的干擾情況不同況不同, , 因而因而, , 有可能從這些支路信號(hào)中挑選出受干擾最有可能從這些支路信號(hào)中挑選出受干擾最輕的信號(hào)或綜合出高信噪比的信號(hào)來(lái)。其基本思想是利用輕的信號(hào)或綜合出高信噪比的信號(hào)來(lái)。其基本思想是利用移動(dòng)通信的多徑傳播特性移動(dòng)通信的多徑傳播特性, , 在接收端通過(guò)某種合并技術(shù)將在接收端通過(guò)某種合并技

45、術(shù)將多條符合要求的支路信號(hào)合并輸出多條符合要求的支路信號(hào)合并輸出, , 從而大大降低多徑衰從而大大降低多徑衰落的影響落的影響, , 改善傳輸?shù)目煽啃?。?duì)這些支路信號(hào)的基本要改善傳輸?shù)目煽啃?。?duì)這些支路信號(hào)的基本要求是求是: : 傳輸相同信息、具有近似相等的平均信號(hào)強(qiáng)度和相傳輸相同信息、具有近似相等的平均信號(hào)強(qiáng)度和相互獨(dú)立衰落特性?；オ?dú)立衰落特性。 目前，分集接收技術(shù)由于其能夠提高系統(tǒng)的抗衰落性目前，分集接收技術(shù)由于其能夠提高系統(tǒng)的抗衰落性能，已被廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信以及其它短波通信系統(tǒng)。能，已被廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信以及其它短波通信系統(tǒng)。 移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心分集技術(shù)分集技術(shù)包含兩重含義

46、：包含兩重含義：分散傳輸：分散傳輸：使接收端能夠獲得多個(gè)攜帶同一信息使接收端能夠獲得多個(gè)攜帶同一信息但統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的衰落信號(hào)；但統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的衰落信號(hào)；集中處理：集中處理：把接收到的多個(gè)統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的衰落信號(hào)把接收到的多個(gè)統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的衰落信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喜ⅲɑ蜻x擇），從而降低衰落的影進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喜ⅲɑ蜻x擇），從而降低衰落的影響，改善系統(tǒng)的接收性能響，改善系統(tǒng)的接收性能。分集技術(shù)種類分集技術(shù)種類1）空間分集）空間分集2）頻率分集）頻率分集3）時(shí)間分集）時(shí)間分集移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心空間分集空間分集 在移動(dòng)通信中在移動(dòng)通信中, , 空間略有變動(dòng)就可能出現(xiàn)較大的場(chǎng)強(qiáng)變化空間略有變動(dòng)就可能出現(xiàn)較大的場(chǎng)強(qiáng)變

47、化, , 空間分集就是利用場(chǎng)強(qiáng)隨空間的隨機(jī)變化而實(shí)現(xiàn)的?？臻g距離越空間分集就是利用場(chǎng)強(qiáng)隨空間的隨機(jī)變化而實(shí)現(xiàn)的?？臻g距離越大大, , 多徑傳播的差異就越大多徑傳播的差異就越大, , 通過(guò)各徑所接收信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)的相關(guān)性通過(guò)各徑所接收信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)的相關(guān)性就越小。就越小。 具體來(lái)講具體來(lái)講, , 空間分集是在發(fā)射端采用一副發(fā)射天線空間分集是在發(fā)射端采用一副發(fā)射天線, , 接收端接收端采用多副接收天線。只要接收端天線之間的間隔采用多副接收天線。只要接收端天線之間的間隔d d足夠大足夠大, , 就能就能保證各接收天線輸出信號(hào)衰落特性的相互獨(dú)立性。經(jīng)過(guò)測(cè)試和統(tǒng)保證各接收天線輸出信號(hào)衰落特性的相互獨(dú)立性。經(jīng)過(guò)測(cè)試和

48、統(tǒng)計(jì)計(jì), , 為了獲得滿意的分集效果為了獲得滿意的分集效果, , 接收天線之間的間距應(yīng)大于接收天線之間的間距應(yīng)大于0.60.6個(gè)波長(zhǎng)個(gè)波長(zhǎng), , 即即d d0.6, 0.6, 并且最好選在并且最好選在/4/4的奇數(shù)倍附近。的奇數(shù)倍附近。 當(dāng)然當(dāng)然, , 在實(shí)際環(huán)境中在實(shí)際環(huán)境中, , 接收天線之間的間距要視地形、地物接收天線之間的間距要視地形、地物等具體情況而定。等具體情況而定。 空間分集的原理如圖所示。對(duì)于空間分集而空間分集的原理如圖所示。對(duì)于空間分集而言言, , 分集的支路數(shù)分集的支路數(shù)m m越大越大, , 分集效果越好。分集效果越好。 但當(dāng)?shù)?dāng)m m較大較大( (如如m3)m3)時(shí)時(shí),

49、, 分集的復(fù)雜度增加分集的復(fù)雜度增加, , 分集增益的增加隨著分集增益的增加隨著m m增大而變得緩慢。增大而變得緩慢。 空間分集是移動(dòng)通信系統(tǒng)中最常用的分集技術(shù)。空間分集是移動(dòng)通信系統(tǒng)中最常用的分集技術(shù)。 移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心空間分集空間分集發(fā) 射 天 線發(fā) 射 端接 收 天 線 1接 收 端分 集 接 收d接 收 天 線 2接 收 天 線移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心頻率分集頻率分集頻率分集就是在發(fā)射端將要傳輸?shù)男畔⒎謩e以不同頻率分集就是在發(fā)射端將要傳輸?shù)男畔⒎謩e以不同的載頻發(fā)射出去的載頻發(fā)射出去, , 只要載頻之間的間隔足夠大只要載頻之間的間隔足夠大( (大于大于相相干帶寬干

50、帶寬), ), 那么在接收端就可以得到衰落特性互不相關(guān)那么在接收端就可以得到衰落特性互不相關(guān)的信號(hào)的信號(hào), , 從而減小信號(hào)的衰落從而減小信號(hào)的衰落, , 提高通信質(zhì)量。相干帶提高通信質(zhì)量。相干帶寬指的是頻帶最大帶寬寬指的是頻帶最大帶寬, , 在此帶寬內(nèi)在此帶寬內(nèi), , 兩個(gè)信號(hào)的傳輸兩個(gè)信號(hào)的傳輸系數(shù)的統(tǒng)計(jì)特性是強(qiáng)相關(guān)的系數(shù)的統(tǒng)計(jì)特性是強(qiáng)相關(guān)的, , 但當(dāng)兩個(gè)頻率之間的間隔但當(dāng)兩個(gè)頻率之間的間隔超過(guò)相干帶寬時(shí)就不相關(guān)了。超過(guò)相干帶寬時(shí)就不相關(guān)了。 相干帶寬相干帶寬BcBc可用下式估可用下式估計(jì)計(jì): : 21cB式中式中, 為多徑時(shí)延擴(kuò)展的脈沖展寬時(shí)間。為多徑時(shí)延擴(kuò)展的脈沖展寬時(shí)間。 移動(dòng)通信

51、教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心頻率分集頻率分集發(fā) 射 機(jī)1發(fā) 射 機(jī)2接 收 機(jī)12接 收 機(jī) 移動(dòng)通信移動(dòng)通信900MHz900MHz頻段，典型的最大多徑時(shí)延擴(kuò)展為頻段，典型的最大多徑時(shí)延擴(kuò)展為5 5微秒，對(duì)應(yīng)的相關(guān)帶寬為微秒，對(duì)應(yīng)的相關(guān)帶寬為200kHz200kHz，因此為了獲得頻率分，因此為了獲得頻率分集，各個(gè)載頻的頻率間隔必須大于集，各個(gè)載頻的頻率間隔必須大于200KHz200KHz，對(duì)于，對(duì)于CDMACDMA系系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其擴(kuò)頻信道帶寬為統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其擴(kuò)頻信道帶寬為1.25MHz1.25MHz，這個(gè)帶寬已遠(yuǎn)遠(yuǎn)大，這個(gè)帶寬已遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于相干帶寬，因此，于相干帶寬，因此，CDMACDMA系統(tǒng)本身具有頻率

52、分集的功能。系統(tǒng)本身具有頻率分集的功能。移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心 時(shí)間分集是將給定的信號(hào)在時(shí)間上相隔一定時(shí)間分集是將給定的信號(hào)在時(shí)間上相隔一定的間隔的間隔TT重復(fù)發(fā)送重復(fù)發(fā)送(m(m次次),),只要這些時(shí)間間隔大只要這些時(shí)間間隔大于信道的于信道的相干時(shí)間相干時(shí)間, , 就能保證信號(hào)衰落的不相關(guān)就能保證信號(hào)衰落的不相關(guān)性性, , 從而在接收端得到條獨(dú)立的分集支路。從而在接收端得到條獨(dú)立的分集支路。RAKERAKE接收是時(shí)間分集在移動(dòng)通信系統(tǒng)中的典型應(yīng)用。接收是時(shí)間分集在移動(dòng)通信系統(tǒng)中的典型應(yīng)用。 時(shí)間分集的原理如圖所示。時(shí)間分集的原理如圖所示。 時(shí)間分集時(shí)間分集接 收 機(jī)存 儲(chǔ) 器比 較

53、移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心 時(shí)間分集有利于克服移動(dòng)通信中由多卜勒效應(yīng)引起時(shí)間分集有利于克服移動(dòng)通信中由多卜勒效應(yīng)引起的信號(hào)衰落現(xiàn)象。的信號(hào)衰落現(xiàn)象。 由于多卜勒效應(yīng)與移動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度由于多卜勒效應(yīng)與移動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度及工作波長(zhǎng)有關(guān)及工作波長(zhǎng)有關(guān), , 因此為了保證重復(fù)發(fā)送的信號(hào)具有相互因此為了保證重復(fù)發(fā)送的信號(hào)具有相互獨(dú)立性獨(dú)立性, , 必須要使信號(hào)的重發(fā)時(shí)間間隔必須要使信號(hào)的重發(fā)時(shí)間間隔TT滿足如下關(guān)系滿足如下關(guān)系: : 時(shí)間分集時(shí)間分集/2121vfTm式中式中, , f fm m為多卜勒頻移為多卜勒頻移, , v v為車速為車速, , 為工作波長(zhǎng)。為工作波長(zhǎng)。可見(jiàn)可見(jiàn), , 當(dāng)移動(dòng)臺(tái)

54、處于靜止?fàn)顟B(tài)當(dāng)移動(dòng)臺(tái)處于靜止?fàn)顟B(tài)( (即即v v=0)=0)時(shí)時(shí), , 要求要求T T為無(wú)為無(wú)窮大窮大, , 因而此時(shí)的時(shí)間分集基本上是沒(méi)有用處的。因而此時(shí)的時(shí)間分集基本上是沒(méi)有用處的。 CDMACDMA系統(tǒng)中采用的系統(tǒng)中采用的RAKERAKE接收機(jī)就是時(shí)間分集的一種接收機(jī)就是時(shí)間分集的一種形式。形式。 移動(dòng)通信教學(xué)中心移動(dòng)通信教學(xué)中心合并技術(shù)合并技術(shù) 接收端接收到接收端接收到m(m2)個(gè)分集信號(hào)后個(gè)分集信號(hào)后, 如何利用這些信如何利用這些信號(hào)以減小衰落的影響號(hào)以減小衰落的影響, 這就是合并問(wèn)題。這就是合并問(wèn)題。 對(duì)分散的信號(hào)進(jìn)行合并的方法通常有以下幾種對(duì)分散的信號(hào)進(jìn)行合并的方法通常有以下幾種: (1) 最佳選擇式最佳選擇式: 從幾個(gè)分散的信號(hào)中選擇信噪比最好的從幾個(gè)分散的信號(hào)中選擇信噪比最好的一個(gè)作為接收信號(hào)。一個(gè)作為接收信號(hào)。 (2) 等增益相加式等增益相加式: 把幾個(gè)分散信號(hào)以相同的支路增益直把幾個(gè)分散信號(hào)以相同的支路增益直接相加的結(jié)果作為接收信號(hào)。接相加的結(jié)果作為接收信號(hào)。 (3) 最大比值合并最大比值合并: 控制各支路增益控制各支路增益, 使它們分別與本支使它們分別與本支路的信噪比成正比路的信噪比成正比, 即根據(jù)