抗衰落技术
2019-10-28 04:17:41 0 举报AI智能生成
移动通信第三章课程总结
作者其他创作
大纲/内容
扩频通信技术
概念
传输带宽远大于被传送信息的原始带宽
传输带宽主要由扩频函数决定，扩频函数是不<br>可预测的伪随机的宽带信号
接收端中用与发射端扩频函数同步的副本实现<br>相关解扩
理论依据
香农定理:C=Blog2(1+S/N)
性能指标
扩频处理增益
干扰容限<br>
优点
抗干扰/噪声
抗多径衰落
子主具有保密性
功率谱密度低
具有隐蔽性和低的截获概率
可多址复用和任意选址
高精度测量
工作方式<br>
直接序列扩频（DS-SS）
伪随机序列
m序列
产生
PN序列：伪噪声序列
m序列发生器
特征多项式
性质
均衡特性
在m序列中一个周期内“1”的数目比“0”的数目多 1位
游程特性
在一个序列周期中连续排列的且<br>取值相同的码元的合称，在一个游程中码元的个数<br>称为游程长度。
m序列和其位移序列模2加后仍为m序列
相关特性
相关函数
Ra,b(n)=(A-D)/(A+D)
自相关特性<br>
Ra,a(n)
1 n=lN,L=0,1,-1,2,-2,...
-1/N 其余n
互相关特性
互相关值→0，差别大；减小多址干扰MAI
互相关值→∞，差别小
功率谱
离散谱
抽样函数的(sinx/x)^2包络
带宽取决于码元长度
Gold码
构成
m序列的组合码，由优选对的两个m序列逐位模2加得到
性质
长度为N的一个优选对可以构成N个Gold码，<br>这N个Gold码加上m1和m2，共N+2个码。它们之中<br>任何两个码的周期性互相关函数也是三值函数；<br>
Gold码的个数比m序列数多得多，并且它们<br>具有优良的自相关和互相关特性，完全可以满足<br>实际工程的需要
Gold码的周期性自相关函数也是三值函数
Gold序列的互相关峰值、旁瓣与主瓣之比都比<br>m序列小得多
Walsh（沃尔什）函数
构成
哈达玛矩阵
性质
相互正交
缺点
自相关特性不很理想
频谱的旁瓣值较大，旁瓣峰值有时甚至和主<br>瓣峰值一样高；这样不但不利于系统的同步捕<br>获，而且容易产生假同步。
各码组由于所占频谱带宽不同等<br>原因, 因而不能作为扩频码
抗窄带干扰的能力
抗多径干扰
跳变频率扩频（FH-SS）<br>
本质
频率分集
减小瑞利衰落
跳频
载波信号的频率随时间而变化
在每个跳频点上的瞬时通信实际上还是窄<br>带通信
跳频是靠“躲避”干扰来提升抗干扰性能<br>的
抗同频干扰
跳变时间扩频（TH-SS）
宽带线性调频
混合方式
DS/FH、DS/TH、DS/FH/TH<br>
应用
蜂窝通信系统
CDMA技术体制（DS）
GSM（FH）
无线局域网
IEEE802.11b（DS、FH）
蓝牙（FH）
军事通信系统
卫星导航、测距
分集技术
含义
分散传输<br>
使收端获得多个统计独立并携带同一<br>信息的衰落信号。
集中处理<br>
使相互独立的衰落信号进行合并，以<br>降低深度衰落的概率。
分类
宏分集
能克服由于阴影效应或地形影响而产生的<br>慢衰落。
微分集
空间分集<br>
实现：两个位置的距离大到一定程度，则两处所<br>信号的衰落是不相关的。<br>
频率较高时（f≥800MHz），空间分集较容易实现
两副天线距离d的要求
市区 d=0.5λ
郊区 d=0.8λ
时间分集
实现：为了使重复传输的数字信号具有独立的特性，<br>必须保证数字信号的重发时间间隔满足以下关系：ΔT>=1/2fm=1/2(v/y)
应用：主要用于在衰落信道中传输数字信号；有利<br>于克服移动信道中由多普勒效应引起的信号衰落现象。<br>
频率分集
实现：多个载频上传送信号，载频间隔大<br>于相干带宽B=1/2πΔ
极化分集
实现：收发端用不同极化的天线分别发送和<br>接收信号，以获得分集效果。<br>
合并技术
选择式合并（SC）
最大比值合并MRC
等增益合并EGC
信道编码技术
原因
移动信道是变参信道，会引起随机错误与突发错<br>误
目的
信道编码是为了保证信息传输的可靠性、提高传<br>输质量而设计的一种编码
基本原理
在信息序列中按一定的规则附加若干监督码元，<br>以便对信息传输（或存储）起检错与纠错作用<br>
码字：信息码元与冗余码元一起构成的消息块
码距：两个码字中对应码元不相同的数目。如果是二进制码，又称为汉明距。
最小码距(d0）：某种编码中各个码字之间距离的最小值
与纠错能力的关系
(1) 检测e个随机错误，则要求码的最小距离<br>d0≥e+1;<br>
(2) 纠正t个随机错误， 则要求码的最小距离<br>d0≥2t+1;<br>
(3) 纠正t个同时检测e个随机错误，则要求码<br>的最小距离d0≥t+e+1，(e>t)。
本质
增加码距（码距实际代表了纠检错能力）
纠错码为什么具有纠检错能力？
引入了冗余度
冗余度↑ 可靠性↑ 信息传输速率↓有效性↓<br>
纠错编码的性能
冗余度↑ 信息传输速率↑ （即带宽↑） 信噪<br>比↓<br>
分类
按码组功能分：检错码和纠错码
按加入冗余码元方式：线性码和非线性码
按码组结构分：分组码和卷积码
按纠错能力分：纠随机错和纠突发错
应用
GSM 和IS-95
卷积码
3G
话音: 卷积码
数据: 卷积码, TURBO 码
4G<br>
话音:（咬尾）卷积码
数据: TURBO 码
5G<br>
控制: Polar码<br>
数据: LDPC码<br>
线性分组码（n,k）
CRC校验
应用
前向业务信道、半速率前向业务信道、前向链路的同步信道、寻呼信道和其他逻辑信道
条件
一个有效的“循环冗余码”应具有：必须正<br>好比给定的除数少一位，附加到数据串后必<br>须使新形成的位串能被该除数完全除尽
步骤
计算x^(n-k)* m(x)
计算x^(n-k) m(x)/g(x),得余式r(x)
得到码字多项式 A(x)=x^(n-k) m(x)+ r(x)
译码
按照分组码译码步骤进行
由于采用了线性移位寄存器，使得译码<br>简化
卷积码
基本概念
卷积码的监督码元与当前码元和前若干码元有关
卷积码编码器（n，k，m）
m表示移位寄存器个数
k表示输入开关个数
n表示输出的开关个数
约束长度：l =m+1，
编码效率为 R = k/n
描述
解析法
用数学公式直接表达
离散卷积法
码生成多项式法
图形法
图形法
状态图
网格图
交织编码<br>
原理：改造信道
实现方式
块交织
帧交织
随机交织
混合交织
作用
交织常与重复或信道编码相结合，是一种对抗突发错误的时间分集形式
信道编码技术更易于纠正随机错误，交织技<br>术可以在把信道中的突发错误分散成随机错误；<br>而衰落是移动通信中引发突发错误的主要因素
小结
在交织和去交织过程中会产生附加<br>处理时延。它本身并不具备信道编码检、纠错<br>功能，仅起到信号预处理的作用。
Turbo码
组成
(1). 直接输入
(2). 经过编码器1，再经过删余矩阵后送入复接器；
(3). 经过随机交织器，编码器2，再经过删余矩阵送<br>入复接器
RAKE接收机
主要手段
扩频信号设计与RAKE接收<br>的信号处理手段
实际
移动通信中由于用户的随机移<br>动性，接收到的多径分量的数量、大小(<br>幅度)、时延(到达时间不同)、相位均为<br>随机变量，因此合成后的合成矢量亦为一<br>个随机变量
方法
设计适当扩频比的扩频信号，利用扩频信号设计将各<br>条路径信号加以分离
设计适当扩频比的扩频信号，利用扩频信号设计将各<br>条路径信号加以分离
再利用RAKE接收将被分离的各条路径<br>信号相位校准、幅度加权，并将矢量和变<br>成代数和
本质
时间分集、多径分集
0 条评论
下一页
