计算机网络技术第1讲 无线通信基础课件.ppt

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1、第5章无线网络第1讲无线通信基础5.1.1无线信道通过无线媒体传输信号的方式：地波：沿着地表传播天波：利用电离层的反射视线：两点间视线传播都需要天线，来发送和接收信号。天线类型：全向天线：全方位、功率相等定向天线：只沿着特定方向进行辐射描述：天线增益衰减：指信号的强度随着其传输的距离增加而降低的现象。对导向媒体衰减是一个相对固定的值，对无线媒体因其更容易受噪声和多径传输的干扰，而难以描述。导致衰减的原因：信号传输特性：距离越远，信号强度越低。理想情况（无任何障碍物、没有损伤源存在），全向天线均衡辐射有：其中：为距离，为发送功率，和

2、分别为发送天线和接收天线的增益，λ为信号的波长，f为信号的频率，c为光速。自由空间路径损耗：简化后（单位：dkm，fMHz）：自由空间路径损耗与频率f和d距离有关，d增加一倍，Lp增加6dB，f扩大一倍，Lp增加6dB。噪声：影响两个无线节点间信号的视线传播而导致衰减和失真的因素。分为热噪声、互调噪声、串扰和脉冲噪声四类。热噪声：由电子热搅动引起，所有传输媒体都存在，无法消除。设计中限制一个上限在信道上均匀分布，又称白噪声与信道的带宽和温度有关，但与信道采用的频率无关只有热噪声的信道为加性白高斯噪声高斯;服从正态（高斯）分布加性：

3、噪声与信号之间遵从叠加定理的线性关系互调噪声：因多个不同频率或相同频率的信号同时进行传播造成的干扰，信号在传播过程中出现非线性因素。串扰：在传输过程中其它信号产生的干扰突发噪声（脉冲噪声）：不连续的，由闪电、电锯等电磁干扰而导致短时期的信号出现比较大的噪声干扰。多径干扰：信号通过无线媒体传播由于障碍物和其他因素的影响出现反射、散射和衍射等多径传播，在接收方会接收到具有不同延迟信号的多个副本，造成多径干扰。衰退：由传输媒体或传输路因素径引起的接收到的信号随时间变化的情况。快衰退：产生多普勒效应，频移扩散程度与用户移动速度成正比瑞利衰

4、退瑞森衰退纳卡伽米衰退慢衰退：产生阴影效应，用对数正态分布来描述，变化速率慢从无线系统工程的角度看，路径损耗和阴影效应主要影响无线信号的覆盖范围，合理的设计部可以消除这种不利影响。但是由多径传输、多普勒频移等引起的快衰退是移动通信中最难克服的现象，会严重影响信号的传播质量，并且是不可避免的，只能采用抗衰弱等技术来减少其影响。时延扩展码间干扰相干带宽平坦衰退信道频率选择性信道深度衰退5.1.2改善无线信道1.调制技术分类：按信号类型分：模拟调制数字调制现代移动通信一般采用数字调制技术调制方式：调频调幅调相主要调制技术线性调制技术二相

5、相移键控四相相移键控非线性调制技术最小频移键控高斯最小频移键控正交幅度调制把线性调制和恒包络调制技术结合起来2.信道编码和交织编码技术：由于无线信道的误码率较高，更多采用检错的FEC技术。主要包括：分组码：如海明码、CRC等，有记忆单元卷积码：如BCH码、里德-索罗门码等，无记忆单元二者的区别主要在于：是否有记忆单元。在同样的复杂度下，卷积码可以获得更大的编码增益。卷积码的编码效率：R＝k/n卷积码有比较好的纠错性能在有噪声的信道上使用分组码和卷积码，只有当分组长度或卷积码的约束长度n趋于无穷大时，编码的性能才能接近香农定理给出的

6、理论极限。交织:基本思想:在信道编码之前将位的顺序打乱，在出现突发错时这些突发错会分散到不同的位置，即把突发差错转换为随机差错，然后可以利用信道编码进行纠错。类型:分组交织、卷交织、随机交织3.分集概念:接收端通过查找和利用两条或多条独立的多径信号路径来改进链路的搞衰退性能。基本思想:在接收端寻找多条传输相同信息的且具有大致相等的平均信号强度和相对独立的衰退特性的信号路径。实现方法:空间分集、时间分集、频率分集4.自适应均衡概念：指那些用来削弱码间干扰而对接收信号的信号处理。作用：补偿信道失真5.多载波正交频分复用的基本思想:把一

7、个高速的数据流分解成许多低速率的子数据流，这些子数据流以并行方式在多个子信道上传输，这样在每个子信道上，码元持续时间比信道的时延扩展小，从而消除码间干扰。实现方法:快速傅里叶变换FFT联合产生多个子住号，这些子信号的频谱是相互正交的，简化了信号的产生过程，提高了系统的频谱效率。6.扩频基本思想:根据香农定理已知在给定信噪比的情况下，为保证信息在传输过程中的误码率尽可能低，可以通过增加信道带宽来保证。扩频增益:扩频前的信号带宽B1与扩频后的信号带宽B2之比。实现方法:伪噪声序列来进行控制类型：直接序列扩频跳频扩频跳时扩频直接序列扩频

8、就是用高速率的扩频序列在发射端扩展信号的频谱，而在接收端用相同的扩频码序列进行解扩，把展开的扩频信号还原成原来的信号。扩频方式:直接用伪噪声序列对载波进行调制，要传送的数据信息需要经过信道编码后，与伪噪声序列进行模2和生成复合码去调制载波。接受:接