1、第二章第二章 無線傳輸環境和無線通訊的流程無線傳輸環境和無線通訊的流程 2.1、無線傳播實際 2.1.1無線傳播的根本實際 2.1.2無線傳播的環境 2.2、無線通訊的根本流程 2.2.1 無線信號傳輸的根本流程 2.2.2 信源編碼 2.2.3 信道編碼 2.2.4 調制解調一、無線傳播根本原理二、無線傳播環境 信號衰落 傳播損耗NoImage無線傳播實際提綱無線傳播實際提綱直射涉及地面反射波最普通的傳播方式對流層反射波傳播具有很大的隨機性山體繞射波陰影區域信號來源電離層反射波超視距通訊途徑無線傳播根本原理無線傳播根本原理傳播傳播途徑途徑建筑物反射波建筑物反射波繞射波繞射波直達波直達波地面反

2、射波地面反射波無線傳播根本原理無線傳播根本原理傳播傳播途徑途徑無線傳播實際提綱無線傳播實際提綱NoImage一、無線傳播根本原理一、無線傳播根本原理二、無線傳播環境二、無線傳播環境 信號衰落信號衰落 傳播損耗傳播損耗無線傳播環境無線傳播環境電波傳播受地形構造和人為環境的影響，無線傳播環境直接決議傳播模型的選取。影響環境的主要要素： 自然地形高山、丘陵、平原、水域 人工建筑的數量、分布、資料特性 該區域植被特征 天氣情況 自然和人為的電磁噪聲情況 人為環境 鄉村地域 準郊區 郊區 市區 地形構造 開闊區 平滑地形 丘陵地形 山區 無線傳播環境無線傳播環境無線傳播實際提綱無線傳播實際提綱NoIma

3、ge一、無線傳播根本原理二、無線傳播環境 信號衰落 傳播損耗無線傳播環境無線傳播環境 信號衰落信號衰落間隔間隔(m)接納功率接納功率(dBm)102030-20-40-60慢衰落慢衰落快衰落快衰落無線傳播環境無線傳播環境 信號衰落信號衰落抗快衰落措施分集時間分集 符號交錯、檢錯、糾錯編碼空間分集 采用主、分集天線接納。主、分集天線的接納信號不具有同時衰減的特性。基站接納機對一定時間范圍內不同時延信號的平衡才干也是一種空間分集的方式。頻率分集 GSM通訊采用跳頻來源于反射，主要指到達接納機的主信號和其他多徑信號在空間傳輸時間差別而帶來的同頻干擾問題 發射信號來自遠離接納天線的物體無線傳播環境無線

4、傳播環境 時間色散時間色散解解 決決自順應平衡技術、站址調整自順應平衡技術、站址調整NoImage無線傳播實際提綱無線傳播實際提綱一、無線傳播根本原理一、無線傳播根本原理二、無線傳播環境二、無線傳播環境 信號衰落信號衰落 傳播損耗傳播損耗Ploss=32.44+20lgfMHz+20lgdkm設f=900MHz，該傳播損耗可描畫為：Ploss=91.52+20lgd =L0+10lgdL0=91.52 = 2 途徑損耗斜率在實踐通訊環境中，普通在3至5之間 自在空間傳播損耗自在空間傳播損耗無線傳播環境無線傳播環境 傳播損耗傳播損耗無線傳播環境無線傳播環境 傳播損耗傳播損耗平坦地形傳播損耗平坦地

5、形傳播損耗Ploss = 10lgd -20lghb - 20lghm = 4 途徑損耗斜率hb：基站天線高度hm：挪動臺高度基站天線高度添加一倍，可補償6dB的途徑損耗無線傳播環境無線傳播環境 傳播損耗傳播損耗準平滑地形及不規那么地形傳播損耗準平滑地形及不規那么地形傳播損耗準平滑地形外表起伏平緩，起伏高度小于等于20米的地形不規那么地形除了準平滑地形之外的其他地形，可按形狀分為：丘陵地形、孤立山岳、傾斜地形、水陸混合地形等RTTR其它傳播損耗其它傳播損耗TRTR無線傳播環境無線傳播環境 傳播損耗傳播損耗 繞射損耗 穿透損耗 地物損耗無線傳播實際無線傳播實際 繞射繞射損耗損耗特點電磁波在繞射點

6、四處分散繞射波覆蓋除妨礙物外的一切方向分散損耗最為嚴重計算公式復雜，隨不同繞射常數變化無線傳播實際無線傳播實際 建筑物穿透損建筑物穿透損耗一耗一 0 0 0 0dDw1w2E1E2XdBmWdBm穿透損耗穿透損耗=X-W=B dB電磁波穿透墻體的反射和折射 室內信號取決于建筑物的穿透損耗室內信號取決于建筑物的穿透損耗 室內窗口處與室內中部信號差別較大室內窗口處與室內中部信號差別較大 建筑物材質對穿透損耗影響較大建筑物材質對穿透損耗影響較大 電磁波的入射角對穿透損耗影響較大電磁波的入射角對穿透損耗影響較大無線傳播實際無線傳播實際 建筑物穿透損耗建筑物穿透損耗二二 物體阻撓/穿透損耗為： 隔墻阻撓

7、：520dB 樓層阻撓：20dB， 室內損耗值是樓層高度的函數，-1.9dB/層 家具和其它妨礙物的阻撓： 215dB 厚玻璃： 610dB 火車車廂的穿透損耗為：1530dB 電梯的穿透損耗： 30dB左右 茂密樹葉損耗：10dB無線傳播實際無線傳播實際 反射損耗反射損耗地面性質地面性質水面水面稻田稻田田野田野城市、山地、城市、山地、森林森林等效地面反射系數等效地面反射系數0.910.60.80.30.50.10.2反射損耗（反射損耗（dB）012461014202.2 無線通訊的根本原理無線通訊的根本原理2.2.1 無線通訊的處置流程無線通訊的處置流程語音編碼語音信道編碼調制功率放大接納解

8、調信道解碼語音解碼語音無線傳輸 存在于基站與挪動終端的通訊過程中的點對點通訊，包括了編碼、調制、同步、平衡等根本通訊技術。2.2.2 語音編碼語音編碼 語音數碼化階段：語音數碼化階段： 抽樣、量化、編碼抽樣、量化、編碼 編碼方式：編碼方式： 時域編碼：時域編碼：PCM、ADPCM方式等，如方式等，如PHS系統；系統； 頻域參數編碼：線性預測碼等；頻域參數編碼：線性預測碼等； 混合編碼：如混合編碼：如RPE-LTPGSM、CELPCDMA。話音編碼技術話音編碼技術 ：有波形編碼、參量編碼和混合編碼三大類波形編碼技術是經過對話音波形進展采樣、量化，然后用二進制碼表示出來。這種技術包括PCM、DPC

9、M和DM，以及自順應量化的ADPCM、ADM技術和ATC自順應變換編碼、SBC子帶編碼技術。參量編碼技術是以話音信號產生的數學模型為根底，根據輸入語音信號分析出模型參數主要是表征聲門振動的鼓勵參數和表征聲道特性的聲道參數，然后在解碼端根據這些模型參數來恢復話音。混合編碼技術兼有波形編碼和聲源編碼的優點，它也是目前運用最多的編碼技術。隨著研討的深化，話音編碼的研討也在不斷引進新的分析技術，如非線性預測、多精度時頻分析技術包括子波分析技術、高階統計分析技術等。 信道編碼常采用糾錯編碼，其根本方式為：發送端在信道編碼常采用糾錯編碼，其根本方式為：發送端在發送的信息上附加上一些監視碼元，這些多余的碼元

10、與發送的信息上附加上一些監視碼元，這些多余的碼元與信息碼元之間以某種確定的規那么相互關聯。接納端按信息碼元之間以某種確定的規那么相互關聯。接納端按照既定的規那么檢查信息碼元與監視碼元之間的關系，照既定的規那么檢查信息碼元與監視碼元之間的關系，假設傳輸過程中發生過失，兩者間的約束關系就會遭到假設傳輸過程中發生過失，兩者間的約束關系就會遭到破壞，接納端從而可以發現甚至糾正錯誤。破壞，接納端從而可以發現甚至糾正錯誤。常用糾錯碼：循環冗余校驗碼常用糾錯碼：循環冗余校驗碼CRC(PHS,CDMA)、卷、卷積碼積碼(GSM,CDMA)、交錯碼、交錯碼(GSM,CDMA)、擾碼、擾碼(CDMA).2.2.3

11、 信道編碼信道編碼交錯技術交錯技術在陸地挪動通訊這種變參信道上，比特過失在陸地挪動通訊這種變參信道上，比特過失經常是成串發生的。這是由于持經常是成串發生的。這是由于持 續較長的深續較長的深衰落谷點會影響到相繼一串的比特。然而，衰落谷點會影響到相繼一串的比特。然而，信道編碼僅在檢測和信道編碼僅在檢測和 校正單個過失和不太長校正單個過失和不太長的過失串時才有效。為理處理這一問題，希的過失串時才有效。為理處理這一問題，希望能找到望能找到 把一條音訊中的相繼比特分散開的把一條音訊中的相繼比特分散開的方法，即一條音訊中的相繼比特以非相繼方方法，即一條音訊中的相繼比特以非相繼方式被發送。這樣，在傳輸過程中

12、即使發生了式被發送。這樣，在傳輸過程中即使發生了成串過失，恢復成一條相繼比特串的音訊時成串過失，恢復成一條相繼比特串的音訊時，過失也就變成單個，過失也就變成單個(或長度很短或長度很短)，這時再用，這時再用信道編碼糾錯功能糾正過失，恢復原音訊。信道編碼糾錯功能糾正過失，恢復原音訊。這種方法就是交錯技術。這種方法就是交錯技術。 2.2.4 調制和解調調制和解調定義：利用數字信號來控制載波的振幅、頻率或相位，可分為移幅鍵控(ASK)、移頻鍵控(FSK)和移相鍵控(PSK);各系統采用的方式：PHS：/4-QPSK；GSM：GMSK高斯濾波的最小移頻鍵控；CDMA：QPSK/OQPSK 解調方式：相關

13、解調：利用本地同頻率/相位的載波；非相關解調：微分電路+包絡檢波；調制技術概念：概念：調制是為了使信號特性與信道特性相匹配調制是為了使信號特性與信道特性相匹配 數字調制是用基帶數字信號改動高頻載波信數字調制是用基帶數字信號改動高頻載波信號的某一參數來傳送數字信號的過程。號的某一參數來傳送數字信號的過程。目前在數字蜂窩系統中，多采用線性調制目前在數字蜂窩系統中，多采用線性調制和恒定包絡調制和恒定包絡調制 數字調制的分類數字調制的分類TFM(平滑調頻 ) 非線性連續相位路徑數字調制GMSK(高斯型MSK) 非線性連續相位路徑數字調制MSK(最小頻移鍵控 ) 線性連續相位路徑數字調制CPM(連續相位

14、調制)QPSK(正交四相移相鍵控)DQPSK(相對QPSK)OQPSK(參差QPSK)DPSK(相對 移 相 鍵 控 )BPSK(二進 制 移 相 鍵 控 )MFSK(多進 制 移 頻 鍵 控 )BFSK(二進 制 移 頻 鍵 控 )PSK(移相鍵控非連續相位路徑數字調制)FSK(移頻鍵控)恒定包絡MQAM(星座 調 制 )不恒定包絡QAM(正交幅度調制)ASK(幅度鍵控)數字調制4QPSK數字調制的分類數字調制的分類 思索題點對點無線通訊過程中，話音從一方傳送到另一方需求經點對點無線通訊過程中，話音從一方傳送到另一方需求經過哪些環節？過哪些環節？談談信源編碼與信道編碼的意義和目的。談談信源編碼與信道編碼的意義和目的。現有的挪動通訊系統的采用了哪些無線信號調制的方式？現有的挪動通訊系統的采用了哪些無線信號調制的方式？信道的快衰落和慢衰落景象有何不同，是由哪些緣由呵斥信道的快衰