移动通讯教案

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1、第1章概论1.1移动通信的主要特点1.移动通信必须利用无线电波进行信息传输2.移动通信是在复杂的干扰环境中运行的3.移动通信可以利用的频谱资源非常有限，动通信业务量的需求却与日俱增4.移动通信系统的网络结构多种多样，网络管和控制必须有效5.移动通信设备(主要是移动台)必须适于在移动环境中使用 1.2移动通信系统的分类①按使用对象可分为民用设备和军用设备；②按使用环境可分为陆地通信、海上通信和空中通信；③按多址方式可分为频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA等；④按覆盖范围可分为宽域网和局域网；⑤按业务类型可分为电话网、数据网和综合业务网；⑥按工作方式可分为同频

2、单工、异频单工、异频双工和半双工；⑦按服务范围可分为专用网和公用网；⑧按信号形式可分为模拟网和数字网。1.2.1工作方式1.单工通信:所谓单工通信是指通信双方电台交替地进行收信和发信。2.双工通信:所谓双工通信，是指通信双方可同时进行传输消息的工作方式，有时亦称全双工通信3.半双工通信:移动台采用单工的“按讲”方式，即按下按讲开关，发射机才工作，而接收机总是工作的。基站工作情况与双工方式完全相同。1.3常用移动通信系统1.3.1无线电寻呼系统见图1—1图1—1无线电寻呼系统示意图1.3.2蜂窝移动通信系统图1-2蜂窝系统的频率再用1.4移动通信的基本技术1.4.1调制技术在实际应用中，有

3、两类用得最多的数字调制方式：(1)线性调制技术。(2)恒定包络(连续相位)调制技术。数字调制技术是振幅和相位联合调制(QAM)技术。码分多址(CDMA)是最具有竞争力的多址方式，1.4.4抗干扰措施利用信道编码进行检错和纠错(包括前向纠错FEC和自动请求重传ARQ)是降低通信传输的差错率，保证通信质量和可靠性的有效手段；为克服由多径干扰所引起的多径衰落，广泛采用分集技术(包括空间分集、频率分集、时间分集以及RAKE接收技术等)、自适应均衡技术和选用具有抗码间干扰和时延扩展能力的调制技术(如多电平调制、多载波调制等)；为提高通信系统的综合抗干扰能力而采用扩频和跳频技术；为减少蜂窝网络中

4、的共道干扰而采用扇区天线、多波束天线和自适应天线阵列等；在CDMA通信系统中，为了减少多址干扰而使用干扰抵消和多用户信号检测器技术。第2章调制解调2.1概述调制的目的是把要传输的模拟信号或数字信号变换成适合信道传输的信号。该信号称为已调信号。调制过程用于通信系统的发端。在接收端需将已调信号还原成要传输的原始信号，该过程称为解调。按照调制器输入信号(该信号称为调制信号)的形式，调制可分为模拟调制(或连续调制)和数字调制。模拟调制是利用输入的模拟信号直接调制(或改变)载波(正弦波)的振幅、频率或相位，从而得到调幅(AM)、调频(FM)或调相(PM)信号。数字调制是利用数字信号来控制载波的振幅、

5、频率或相位。常用的数字调制有：频移键控(FSK)和相移键控(PSK)等。移动通信信道的基本特征是：第一，带宽有限，它取决于可使用的频率资源和信道的传播特性；第二，干扰和噪声影响大，这主要是移动通信工作的电磁环境所决定的；第三，存在着多径衰落。针对移动通信信道的特点，已调信号应具有高的频谱利用率和较强的抗干扰、抗衰落的能力。2.2数字频率调制2.2.1移频键控调制(FSK)设输入到调制器的比特流为｛an｝,an=±1,n=-∞~+∞。FSK的输出信号形式(第n个比特区间)为即当输入为传号“+1”时，输出频率为f1的正弦波；当输入为空号“-1”时，输出频率为f2的正弦波。2.3数字相位调制2.3

6、.1移相键控调制(PSK)设输入比特率为｛an｝,an=±1,n=-∞~+∞,则PSK的信号形式为S(t)还可以表示为设g(t)是宽度为Tb的矩形脉冲。其频谱为G(ω),则PSK信号的功率谱为(假定“+1”和“-1”等概出现)PSK可采用相干解调和差分相干解调如图2-1所示。图2-1PSK的解调框图(a)相干解调；(b)差分相干解调2.4正交振幅调制(QAM)正交振幅调制的一般表达式为上式由两个相互正交的载波构成，每个载波被一组离散的振幅｛Am｝、｛Bm｝所调制，故称这种调制方式为正交振幅调制。式中，Ts为码元宽度。m=1,2,…,M;M为Am和Bm的电平数。QAM中的振幅Am和Bm可

7、以表示成：式中，A是固定的振幅，(dm,em)由输入数据确定。(dm,em)决定了已调QAM信号在信号空间中的坐标点。QAM的调制和相干解调框图如图2-2所示。图2-2QAM调制解调原理框图(a)QAM调制框图；(b)QAM解调框图第3章移动信道中的电波传播与分集接收3.1VHF、UHF电波传播特性3.1.1电波传播方式发射机天线发出的无线电波，可依不同的路径到达接收机，当频率f＞30MHz时，典型的传