[模板]配套教案移动通信-ch4

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1、兰州交通大学电信学院兰州交通大学电信学院 主讲：李翠然主讲：李翠然: licrmail.lzjtu 蒋占军蒋占军 谢健骊谢健骊第四章第四章数字移动通信关键技术数字移动通信关键技术 12第四章第四章 概述概述n4.1 多址接入技术 q4.1.1 接入方式 q4.1.2 系统容量 n4.2 信源编码技术 q4.2.1 语音编码技术基本原理 q4.2.2 移动通信中的语音编码技术 q4.2.3 移动通信中的图像压缩编码标准 n4.3 信道编码技术 q4.3.1 移动通信中的信道编码技术 q4.3.2 HARQ简介 3n4.4 数字调制技术 q4.4.1 恒包络调制技术 q4.4.2 线性调制技术 q

2、4.4.3 移动信道对数字调制性能的影响 n4.5 扩频技术 q4.5.1 扩频技术理论基础 q4.5.2 扩频通信工作方式 q4.5.3 CDMA系统中的PN序列和正交序列 第四章第四章 概述概述4n4.6 时域均衡技术 q4.6.1 概述 q4.6.2 均衡器分类 q4.6.3 时域均衡器的工作方式 n4.7 分集技术 q4.7.1 分集技术的分类 q4.7.2 获得分集信号的方式 q4.7.3 合并技术 q4.7.4 Rake接收原理 q4.7.5 交织技术 第四章第四章 概述概述5n 频分多址接入（FDMA）4.1 多址接入技术 4.1.1 接入方式64.1 多址接入技术 4.1.1

3、接入方式n 时分多址（TDMA） 74.1 多址接入技术 4.1.1 接入方式n 码分多址（CDMA） 84.1 多址接入技术 4.1.1 接入方式n 空分多址接入（SDMA） 9n 正交频分接入（OFDMA）4.1 多址接入技术 4.1.1 接入方式将信道分成许多正交子信道，在每个子信道上进行窄带调制和传输。 FDM和OFDM信号频谱比较 10采用OFDM技术的优越性w对抗多径时延扩展与频率选择性衰落；w对抗窄带干扰；w采用动态比特分配技术使系统达到最大比特率；w频谱效益比单载波系统提高近一倍；w在4G系统的无线LAN中，采用OFDM技术为物理层标准可以满足高速率的要求；wOFDM技术很适合

4、于4G的不对称数据业务11n 理想系统容量分析4.1 多址接入技术 4.1.2 系统容量 假设三种多址系统的带宽都是B，并且每个用户未编码的信息速率都是Rb=1/Tb，Tb是比特周期，同时假定三种多址系统均采用正交信号波形，则系统所支持的最大用户数为： bbBMBTR124.1 多址接入技术 4.1.2 系统容量 当基站接收到每个用户的信号功率均为 时，则接收总功率为 。假设满足通信要求的最低信噪比（SNR）或 （单位比特能量与噪声功率谱密度之比）与实际值相等，则： rSrSMS0/bEN000/brbbreqESRS MNNR N00/bbreqS NMREN三种多址方式的系统容量是相等的

5、13n 实际系统与理想系统容量不同的原因4.1 多址接入技术 4.1.2 系统容量 理想系统假设所有的用户在同一时间内连续不断地传送消息，这对话音通信来说是不符合实际的理想系统没有考虑在地理上重新分配频率的问题理想系统没有考虑信号传输中的多径衰落实际的FDMA和TDMA系统远没有满足正交信号的要求CDMA系统的信道容量是模拟系统的1020倍，是TDMA系统的4倍。 14n CDMA系统容量较大的原因4.1 多址接入技术 4.1.2 系统容量 CDMA系统的频率复用系数远远超过其它制式的蜂窝系统；扩频技术带来的极大的处理增益；CDMA使用了话音激活和扇区化，快速功率控制等技术。 15n 移动通信

6、系统中信源编码的主要内容4.2 信源编码技术 语音压缩编码技术图像压缩编码技术 n 压缩编码的可行性语音和图像信号中存在大量的冗余信息 移动通信系统中的最终接收者是人，而人的听觉和视觉器官都存在不敏感性 16n 波形编码 4.2 信源编码技术 4.2.1 语音编码技术基本原理 典型的编码方式：PCM、ADPCM等；典型的传输速率：64Kbps、32Kbps17n 参量编码 4.2 信源编码技术 4.2.1 语音编码技术基本原理 典型的编码方式：线性预测编码（LPC）等 典型的传输速率：18n 混合编码 4.2 信源编码技术 4.2.1 语音编码技术基本原理 在保留参数模型技术精华的基础上，应用

7、波形编码准则优化激励信号在的数码率上获得较高质量的合成语音典型的编码方式：规则脉冲激励长期预测编码（RPE-LTP）、码激励线性预测编码（CELP）以及矢量和激励线性预测编码（VSELP）等 典型的传输速率：19n 影响移动通信语音编码器选择的因素 4.2 信源编码技术 4.2.2 移动通信中的语音编码技术 语音质量和传输带宽之间的折中 编码时延、算法复杂度、功耗大小、兼容性编码器对传输误码的稳定性 小区的大小 多址技术 20n GSM中的RPE-LTP声码器原理 4.2 信源编码技术 4.2.2 移动通信中的语音编码技术 编码器原理 214.2 信源编码技术 4.2.2 移动通信中的语音编码

8、技术 RPE-LTP编码每帧比特分配表 参数数量比特/参数比特数LPC系数LAR(i)83, 4, 5, 636LTP增益bj428LTP时延参数Nj4728RPE网络位置M428最大值Xmax4624RPE样值XM(i)523156合计 26022n 窄带CDMA系统中的声码器原理 4.2 信源编码技术 4.2.2 移动通信中的语音编码技术 CELP声码器原理 234.2 信源编码技术 4.2.2 移动通信中的语音编码技术 QCELP编码原理图 244.2 信源编码技术 4.2.2 移动通信中的语音编码技术 n WCDMA中的AMR声码器原理 AMR编码原理图 254.2 信源编码技术 4.

9、2.2 移动通信中的语音编码技术 AMR译码原理图 264.2 信源编码技术 4.2.2 移动通信中的语音编码技术 实际系统中AMR语音信号传输过程 274.2 信源编码技术 4.2.3 移动通信中的图像压缩编码标准 n 图像压缩编码方法 预测编码 分利用相邻样值间的强相关性，利用前面已出现的数值做预测，得到一个预测值，将实际值与预测值求差，然后对差值信号进行编码后传输。 经典编码方法：DPCM、ADPCM等284.2 信源编码技术 4.2.3 移动通信中的图像压缩编码标准 变换编码利用正交变换减少随机向量的相关性，由于正交变换产生变换系数之间的相关性很小，所以可以独立地对其进行处理。且信号经

10、大多数正交变换后，能量都集中在少数系数上，通过量化删除贡献较小的系数，只用保留下来的系数恢复图像，不会引起明显的失真。 经典方法：K-L变换、离散余弦变换（DCT）、Walsh变换等294.2 信源编码技术 4.2.3 移动通信中的图像压缩编码标准 熵编码 旨在消除信源的统计冗余，属于无损编码。例如哈夫曼编码，对出现概率较大的符号编较短的码字，对出现概率较小的符号编较长的码字，实现信源压缩。经典方法：算术编码、香农码和游程编码等304.2 信源编码技术 4.2.3 移动通信中的图像压缩编码标准 具有运动补偿的帧间预测编码 旨在消除序列图像在时间上的冗余。序列图像的时间冗余度主要表现在以下两个方

11、面：一是对于静止场景，当前帧与前一帧信息网全相同；二是对于运动物体，只要知道运动规律，即可从前一帧图像推算出它在当前帧中的位置。314.2 信源编码技术 4.2.3 移动通信中的图像压缩编码标准 n 图像压缩编码标准 图像信息类型 静止图片准活动图像活动图像制定图像压缩编码国际标准的有两大国际组织 ITU-T，其标准通常记作ISO/IEC，其标准常记作JPEG和MPEG-x324.2 信源编码技术 4.2.3 移动通信中的图像压缩编码标准 静止图像压缩标准JPEG 由ISO和ITU-T及IEC共同组织的一个图片专家联合小组（Jiont Photographic Experts Group）研制