赵春明教授_现代通信技术讲座.pdf

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1、现代通信技术讲座现代通信技术讲座主讲：赵春明教授整理：陈玉博士（东南大学无线电工程系移动通信国家重点实验室江苏南京210096）★课程设置的目的1、针对研究生课程中理论与工程设计脱离的问题；2、研究生专业知识面较窄；3、系统仿真与工程设计技巧缺乏；4、课程目的为培养科研能力，扩充专业知识面，增强实际操作能力和交流能力。★课程的主要内容1、移动通信系统的基础知识；2、新型信道编解码技术；3、扩频通信技术和信道估计技术；4、调制/解调技术，分集发送与接收技术（MIMO，多媒体移动通信）；5、系统仿真方法；6、工程设计流程与方法。★通信系统的基本框

2、图信源编码信道编码交织器调制器射频发射信道信源解码信道解码解交织解调器射频接收1、信源编码(1)包括A/D变换（采样量化），波形变换；(2)压缩冗余，提高有效性。2、信道编码(1)增加冗余，提高可靠性，具有检错和纠错功能；-1-现代通信技术讲座(2)卷积码――主要用于纠错，分组码（BlockCodes）――主要用于检错（如CRC）。3、交织器(1)本身不具有纠错功能，只是将数据重新排列；(2)将突发错误（BurstError）在时间上打散，使其变为随机错误（RandomError）；(3)必须与纠错编码技术相结合，才能对抗移动衰落信道的不利影

3、响；(4)交织器利用了缓存技术，会引起时间上的延迟。4、调制器(1)经典调制技术（幅度调制、相位调制）的功能主要是频谱搬移；(2)经典调制技术延拓为空时编码（Space-TimeCoding）、扩频调制和OFDM等；(3)解调器中包含了接收机中的诸多基带处理技术。5、举例信源编码CRC＋卷积编码交织器GMSK＋TDMA射频发射CRC＋卷积编码DS＋CDMA信源编码交织器射频发射(Turbo码)(QPSK/BPSK)(1)低码率卷积码在衰落信道中的性能增益高于高码率卷积码；(2)IS-95中采用1/2卷积码，而cdma2000中采用1/4卷积码

4、；-3-6-6(3)Turbo码在10～10误码区间内的性能优于卷积码，而在10之后出现“盆底效应”。★信源编码1、变换信源信号的表达方式，便于传输；2、去除信源信号中的冗余成分，提高效率；3、常见的有：语音压缩编码，文字压缩编码，图像压缩编码（PCM，Huffman编码，JPEG，MPEG）；4、移动通信系统中最常用的是语音压缩编码；5、发展趋势：不再单纯追求压缩冗余度，为重要信源比特保留一定的冗余度，以便于和后续的信道编码相结合。★语音编码技术简介-2-现代通信技术讲座1、波形编码：利用信号特征（如频带、时变性质）(1)PCM，ADPCM

5、（满足Nyquist定理）；(2)语音质量高，压缩效率差，对传输错误不敏感。2、参数编码：利用语音信号的发音原理(1)RPE-LTP，CELP，EVRC，AMR；(2)语音质量有所损失，压缩效率高，特别适合于移动通信系统；(3)实现难度大，对错误敏感。★信道编码1、提高系统传输的可靠性(1)插入冗余，检测错误，纠正错误；(2)磁介质中采用预均衡和卷积编码，使得磁盘容量翻一番。2、常见的信道编码(1)分组码，卷积码与级联码；(2)应用于计算机与通信系统中（CheckSum，奇偶校验）。3、Shaping不是严格意义上的信道编码（如TCM）(1)

6、高阶调制，幅度服从高斯分布；(2)TCM：信道编码与调制技术相结合，STC：信道编码与天线发送技术相结合。★移动通信系统中的信道编码1、GSM系统中：CRC＋卷积码（R=1/2、1/3，L=5、7）；2、IS-95CDMA系统中：CRC＋卷积码（R=1/2、1/3，L=9）；3、cdma2000系统中：CRC＋卷积码（R=1/4，L=9），CRC＋Turbo码（CRC用于检错）；4、WCDMA系统中：64kbps以上的数据业务信道强制使用Turbo码。★交织器与解交织1、针对由信道和噪声引起的突发错误使纠错编码性能劣化，引入交织技术使得突发错

7、误均匀分散开；(1)交织器本身无纠错或抗衰落能力；(2)交织将引入附加延时，需要存储空间。2、常见的有分组交织和卷积交织；(1)GSM系统：帧间交织，块交织，对角交织；(2)cdma2000系统：以块交织为主。-3-现代通信技术讲座★调制技术1、实现频谱搬移，有效传输，便于接收，提高频谱效率；2、经典调制技术：MPAM，MPSK，FSK，正交调制，QAM；3、较新的调制技术(1)GMSK，CPM，OffsetQPSK（恒包络类）；对抗功放非线性带来的频谱扩散，抑制对相邻频带的干扰。(2)TCM，CodedModulation，BCM（Bloc

8、k）。4、信号处理技术和集成电路技术的发展使频谱搬移与其它部分分离；5、基带处理成为关键：TDMA，CDMA及OFDM；6、调制本身的意义被扩展(1)在现代通信系统