《移動(dòng)通信概論》課件-移動(dòng)通信課件-第4章

新一代移動(dòng)通信信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院授課人：xxx第二章移動(dòng)通信信道移動(dòng)通信信道在各種通信信道中是最為復(fù)雜的一種，它會(huì)引起接收信號(hào)在相應(yīng)的時(shí)間域、頻率域及空間域產(chǎn)生選擇性的衰落，而這些衰落不但會(huì)嚴(yán)重惡化移動(dòng)通信系統(tǒng)的傳輸可靠性，還會(huì)明顯降低移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻譜效率。為實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)可靠的通信，必須采用相應(yīng)的一系列技術(shù)措施，而要保證所用技術(shù)的有效性，掌握移動(dòng)通信信道特性是基礎(chǔ)。移動(dòng)通信信道研究的基本方法有理論分析、現(xiàn)場(chǎng)電波傳播實(shí)測(cè)和計(jì)算機(jī)仿真三種。第二章移動(dòng)通信信道內(nèi)容提要2.1分類(lèi)和特點(diǎn)2.2無(wú)線(xiàn)電波的傳播理論2.3

無(wú)線(xiàn)電波的傳播衰落2.4

移動(dòng)通信的噪聲干擾2.5電波傳播損耗模型1-32.1分類(lèi)和特點(diǎn)1、特點(diǎn)：移動(dòng)信道具有傳播的開(kāi)放性

、接收環(huán)境的復(fù)雜性和用戶(hù)的隨機(jī)移動(dòng)性

。2、分類(lèi)：通信信道是通信網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐?，一般分為物理信道和邏輯信?/p>

。物理信道是指用于傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的物理通路，它由傳輸介質(zhì)與有關(guān)通信設(shè)備組成邏輯信道是指在物理信道的基礎(chǔ)上，發(fā)送與接收數(shù)據(jù)信號(hào)的雙方通過(guò)中間節(jié)點(diǎn)所實(shí)現(xiàn)的邏輯通路

。2.1分類(lèi)和特點(diǎn)按輸入集和輸出集的性質(zhì)，可劃分信道類(lèi)型，當(dāng)輸入集和輸出集都是離散集時(shí)，稱(chēng)信道為離散信道。當(dāng)輸入集和輸出集都是連續(xù)集時(shí)，稱(chēng)信道為連續(xù)信道。當(dāng)輸入集和輸出集中一個(gè)是連續(xù)集、另一個(gè)是離散集時(shí)，則稱(chēng)信道為半離散信道或半連續(xù)信道。當(dāng)有多個(gè)輸入端Xa，Xb，…，而輸出只有一個(gè)時(shí)稱(chēng)為多址接入信道。當(dāng)只有一個(gè)輸入X，而輸出有幾個(gè)Ya，Yb，…時(shí)，就稱(chēng)為廣播信道。廣播信道還有一個(gè)特例稱(chēng)為退化型廣播信道。對(duì)于正態(tài)無(wú)記憶平穩(wěn)連續(xù)信道而言，其條件概率P（Y|X）為正態(tài)分布，這種信道常簡(jiǎn)稱(chēng)為高斯信道。2.2無(wú)線(xiàn)電波的傳播理論2.2.

1無(wú)線(xiàn)電波的傳播特性無(wú)線(xiàn)電波是電磁波的一種，一般是指在自由空間（包括空氣和真空）傳播的射頻頻段的電磁波，其頻率范圍為3~300000000KHz。頻率越低，傳播損耗越小，覆蓋距離越遠(yuǎn)，繞射能力也越強(qiáng)。無(wú)線(xiàn)電波的速度只隨傳播介質(zhì)的電和磁的性質(zhì)而變化。2.2無(wú)線(xiàn)電波的傳播理論2.2.2

無(wú)線(xiàn)電波的頻譜劃分（表2-1）2.2無(wú)線(xiàn)電波的傳播理論2.2無(wú)線(xiàn)電波的傳播理論2.2.3.

無(wú)線(xiàn)電波的主要應(yīng)用航海和航空中使用的語(yǔ)音電臺(tái)一般應(yīng)用VHF調(diào)幅技術(shù)，這使得飛機(jī)和船舶上可以使用輕型天線(xiàn)；民用或軍用高頻語(yǔ)音服務(wù)使用短波，用于船舶、飛機(jī)或孤立地點(diǎn)間的通信陸地中繼無(wú)線(xiàn)電是一種為軍隊(duì)、警察、急救等特殊部門(mén)設(shè)計(jì)的數(shù)字集群電話(huà)系統(tǒng)。無(wú)線(xiàn)電波可以產(chǎn)生微弱的靜電力和磁力，在微重力條件下，這可以被用來(lái)固定物體的位置。另外在天文學(xué)方面，通過(guò)射電天文望遠(yuǎn)鏡接收到的宇宙天體發(fā)射的無(wú)線(xiàn)電波信號(hào)可

以研究天體的物理

、化學(xué)性質(zhì)。2.2無(wú)線(xiàn)電波的傳播理論2.2.4

無(wú)線(xiàn)電波的傳播方式(圖2-1)2.2無(wú)線(xiàn)電波的傳播理論1.

天波天波是經(jīng)過(guò)空中電離層的反射或折射后返回地面的無(wú)線(xiàn)電波。2.

地波地波是指電磁波沿地球表面?zhèn)鞑サ男问剑卜Q(chēng)為表面波傳播

。3.

直射波直射波是指電磁波采用視距傳播方式，常用于微波傳輸

。散射波

當(dāng)電波入射到粗糙表面時(shí)，反射能量由于散射而散布于所有方向，形成散射波

。2.3無(wú)線(xiàn)電波的傳播衰落2.3.

1

電波的衰落特性電波在兩種媒質(zhì)分界面上改變傳播方向以后，又返回到原來(lái)的媒質(zhì)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為反射；電波在兩種媒質(zhì)分界面上改變傳播方向后進(jìn)入第二種媒質(zhì)中傳播，這種現(xiàn)象稱(chēng)為折射；電波在傳播過(guò)程中有一定繞過(guò)障礙物能力，這種現(xiàn)象稱(chēng)為繞射。2.3無(wú)線(xiàn)電波的傳播衰落移動(dòng)臺(tái)接收到的電波一般是直射波和隨時(shí)變化的繞射波、反射波、散射波的疊加，且移動(dòng)中信號(hào)隨接收機(jī)與發(fā)射機(jī)之間的距離不斷變化，這樣就造成所接收信號(hào)的電場(chǎng)

強(qiáng)度起伏不定，這種現(xiàn)象稱(chēng)為衰落。信號(hào)強(qiáng)度曲線(xiàn)的中值呈現(xiàn)慢速變化為慢衰落。曲線(xiàn)的瞬時(shí)值呈現(xiàn)快速變化為快衰落。2.3無(wú)線(xiàn)電波的傳播衰落1.

快衰落由于到達(dá)移動(dòng)臺(tái)天線(xiàn)的信號(hào)不是單一路徑來(lái)的，而是許多路徑來(lái)的眾多反射波的合成，電波通過(guò)各個(gè)路徑的距離不同，從而各個(gè)路徑來(lái)的反射波到達(dá)時(shí)間不同，相位也就不同，不同相位的多個(gè)信號(hào)在接收端疊加，疊加后的相位有時(shí)增強(qiáng)，有時(shí)減弱，這樣，接收信號(hào)的幅度將急劇變化，即產(chǎn)生了快衰落，如圖2-3所示：2.3無(wú)線(xiàn)電波的傳播衰落快衰落會(huì)產(chǎn)生信號(hào)的頻率選擇性衰落和時(shí)延擴(kuò)展等現(xiàn)象，如下圖圖2-4所示：2.3無(wú)線(xiàn)電波的傳播衰落2.

慢衰落慢衰落是指由于在電波傳輸路徑上受到建筑物或山丘等的阻擋所產(chǎn)生的陰影效應(yīng)而產(chǎn)生的損耗

。慢衰落產(chǎn)生的原因：（1）路徑損耗，這是慢衰落的主要原因；（2）障礙物阻擋電磁波產(chǎn)生的陰影區(qū)，因此慢衰落也被稱(chēng)為陰影衰落；（3）天氣變化、障礙物和移動(dòng)臺(tái)的相對(duì)速度、電磁波的工作頻率等。2.3無(wú)線(xiàn)電波的傳播衰落2.3.2

多徑傳播的衰落特性1.

移動(dòng)環(huán)境的多徑傳播通常在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，基站用固定的高天線(xiàn)，移動(dòng)臺(tái)用接近地面的低天線(xiàn)。在遠(yuǎn)端區(qū)域，高層建筑、較高的山峰等反射會(huì)產(chǎn)生多徑衰落，并且，這些路徑要比近端區(qū)域中建筑物所引起的多徑的長(zhǎng)度要長(zhǎng)2.3無(wú)線(xiàn)電波的傳播衰落2.

多普勒頻移當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在運(yùn)動(dòng)中通信時(shí)，接收信號(hào)頻率會(huì)發(fā)生變化，這是由多普勒效應(yīng)引起的。此附加頻移稱(chēng)為多普勒頻移。3.

多徑接收信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性1）瑞利分布2）萊斯分布4.

衰落信號(hào)幅度的特征量1）衰落率2）電平通過(guò)率3）衰落持續(xù)時(shí)間2.3無(wú)線(xiàn)電波的傳播衰落5.

描述多徑衰落信道的主要參數(shù)電波通過(guò)移動(dòng)通信信道后，信號(hào)在時(shí)域上、頻域上和空間上都產(chǎn)生色散，本來(lái)分開(kāi)的波形在時(shí)間上或頻譜上或空間上會(huì)產(chǎn)生交疊，體現(xiàn)在以下幾方面：（1）多徑效應(yīng)在時(shí)域上引起信號(hào)的時(shí)延擴(kuò)展，使得接收信號(hào)的時(shí)域波形展寬，相應(yīng)地在頻域上規(guī)定了相關(guān)帶寬性能

。當(dāng)信號(hào)帶寬大于相關(guān)帶寬時(shí)就會(huì)發(fā)生頻率選擇性衰落。（2）多普勒效應(yīng)在頻域上引起頻譜擴(kuò)展，使得接收信號(hào)的頻譜產(chǎn)生多普勒擴(kuò)展，相應(yīng)地在時(shí)域上規(guī)定了相關(guān)時(shí)間性能。多普勒效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致發(fā)送信號(hào)在傳輸過(guò)程中的信道特

性發(fā)生變化，產(chǎn)生所謂的時(shí)間選擇性衰落

。

（3）散射效應(yīng)會(huì)引起角度擴(kuò)展

。2.4移動(dòng)通信的噪聲干擾2.4.

1移動(dòng)通信的噪聲移動(dòng)通信中的噪聲來(lái)源多種多樣，一般可以分為外部噪聲和內(nèi)部噪聲

。1.大氣噪聲（外部噪聲）2.太陽(yáng)噪聲

（外部噪聲）3.銀河噪聲

（外部噪聲）4.郊區(qū)人為噪聲

（外部噪聲）5.市區(qū)人為噪聲（外部噪聲）6.典型接收機(jī)的內(nèi)部噪聲2.4移動(dòng)通信的噪聲干擾2.4.

2移動(dòng)通信的干擾1.

鄰近頻道干擾鄰近頻道干擾是指相鄰的或者鄰近頻道之間的干擾。2.

同頻干擾由相同頻率的無(wú)用信號(hào)所造成的干擾，即為同頻干擾3.

互調(diào)干擾互調(diào)干擾是由傳輸信道中非線(xiàn)性部件產(chǎn)生的。4.

阻塞干擾當(dāng)接收機(jī)接收有用信號(hào)時(shí)，如果有鄰近頻率的強(qiáng)干擾也同時(shí)進(jìn)入接收機(jī)高頻放大器或混頻器，使高放或混頻級(jí)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，則接收機(jī)解調(diào)輸出噪聲增大，靈敏度下降，嚴(yán)重時(shí)使通信中斷，這種現(xiàn)象稱(chēng)作阻塞干擾

。2.5電波傳播損耗模型2.5.

1球面?zhèn)鞑サ碾姶挪ǖ目臻g損耗電磁波在空間傳播時(shí)，向外傳輸?shù)碾姶挪ㄒ郧蛎娌ǖ男问较蛲獍l(fā)射，距離越大，球面半徑就越大，單點(diǎn)的電磁信號(hào)就越小，空間損耗也就越大

Pr為接收信號(hào)功率；Pt為發(fā)射信號(hào)功率；Gt為發(fā)射天線(xiàn)增益；Gr為接收天線(xiàn)增益；d為接收和發(fā)射天線(xiàn)之間的距離λ為射頻信號(hào)波長(zhǎng)

。

2.5電波傳播損耗模型則由球面面積可計(jì)算得到接收信號(hào)功率為：因而自由空間傳播路徑損耗可以寫(xiě)為：可以看出，傳輸距離越大，空間損耗越大，頻率越高，傳輸損耗越大。傳播損耗模型按照性質(zhì)分類(lèi)可分為：經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

、半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

、確定性模型

2.5電波傳播損耗模型2.

典型損耗模型1）Hat

a模型2）CCIR模型3）LEE模型4）WIM

模型第四章數(shù)字調(diào)制技術(shù)移動(dòng)通信系統(tǒng)所采用的調(diào)制方式是多種多樣的，本講主要介紹移動(dòng)通信對(duì)數(shù)字調(diào)制的要求、線(xiàn)性調(diào)制技術(shù)、恒包絡(luò)調(diào)制技術(shù)、“線(xiàn)性”和“恒包絡(luò)”相結(jié)合的調(diào)制技術(shù)以及擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)。第四章數(shù)字調(diào)制技術(shù)內(nèi)容提要4.1數(shù)字調(diào)制技術(shù)基礎(chǔ)4.2

數(shù)字相位檢測(cè)4.3

數(shù)字頻率調(diào)制4.4正交幅度調(diào)制(QAM)4.5多載波調(diào)制技術(shù)4.6擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)4.7自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù)1-264.1數(shù)字調(diào)制技術(shù)基礎(chǔ)

調(diào)制就是對(duì)信號(hào)源的信息進(jìn)行處理，使其變?yōu)檫m合傳輸形式的過(guò)程。調(diào)制的目的是使所傳送的信息都能更好地適應(yīng)信道特性，以達(dá)到最有效和最可靠的傳輸。

由于數(shù)字通信具有建網(wǎng)靈活，容易采用數(shù)字差錯(cuò)控制和數(shù)字加密，便于集成化，便于存儲(chǔ)、處理和交換等優(yōu)點(diǎn)，因此通信系統(tǒng)都在由模擬方式向數(shù)字方式過(guò)渡。4.1數(shù)字調(diào)制技術(shù)基礎(chǔ)4.1.1調(diào)制的目的和要求1、目的：

使所傳送的信息能更好地適應(yīng)于信道特性，以達(dá)到最有效和最可靠的傳輸。2、調(diào)制要求：

（1）必須采用抗干擾能力較強(qiáng)的調(diào)制方式；（2）盡可能地提高頻譜利用率；（3）占用頻帶要窄，帶外輻射要?。唬?）在占用頻帶寬的情況下，單位頻譜所容納的用戶(hù)數(shù)要盡可能多;（5）同頻復(fù)用的距離要小；（6）具有良好的誤碼性能；（7）能提供較高的傳輸速率，使用方便、成本低。4.1數(shù)字調(diào)制技術(shù)基礎(chǔ)4.1.2基本的數(shù)字調(diào)制技術(shù)

最基本的數(shù)字調(diào)制是二進(jìn)制調(diào)制。但二進(jìn)制調(diào)制不能滿(mǎn)足通信系統(tǒng)的要求，目前實(shí)際中應(yīng)用更多的是多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制和改進(jìn)型的數(shù)字調(diào)制技術(shù)

數(shù)字調(diào)制ASK、FSK、PSK的載波為Acos（wCt+θ)，其調(diào)制參量分別為幅度、頻率和相位4.1數(shù)字調(diào)制技術(shù)基礎(chǔ)4.1.3數(shù)字調(diào)制的性能指標(biāo)1、數(shù)字調(diào)制的性能衡量：常用功率效率ηP和帶寬效率ηB來(lái)衡量。2、功率效率ηP表達(dá)式：

3、帶寬效率ηB表達(dá)式：

在數(shù)字通信系統(tǒng)中，對(duì)于功率效率和帶寬效率可以選擇以帶寬效率換取了功率效率，或者以功率效率換取了帶寬效率。4.1數(shù)字調(diào)制技術(shù)基礎(chǔ)4.1.4目前所使用的主要調(diào)制方式

目前所使用的主要調(diào)制方式有線(xiàn)性調(diào)制技術(shù)中的QPSK調(diào)制、恒包絡(luò)調(diào)制技術(shù)中的GMSK調(diào)制、“線(xiàn)性”和“恒包絡(luò)”相結(jié)合的調(diào)制技術(shù)中的QAM調(diào)制、擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)中的直接序列擴(kuò)頻與跳頻、與編碼調(diào)制相結(jié)合技術(shù)中的TCM調(diào)制及多載波技術(shù)中的OFDM調(diào)制等。4.2

數(shù)字相位檢測(cè)4.2.1四相相移鍵控調(diào)制原理1、相移鍵控調(diào)制器的原理框圖：

它可以看成由兩個(gè)BPSK調(diào)制器構(gòu)成，BPSK用已調(diào)波的0相和π相代表“1”和“0”兩種信息，而QPSK用π/4、3π/4、5π/4和7π/4代表四進(jìn)制的“11”“01”“00”“10”四種信號(hào)。4.2

數(shù)字相位檢測(cè)2、QPSK調(diào)制：

輸入的串行二進(jìn)制信息序列經(jīng)串/并轉(zhuǎn)換，分成兩路速率減半的序列，電平發(fā)生器分別產(chǎn)生雙極性電平信號(hào)I(t)和Q(t)，然后分別對(duì)AcoswCt和AsinwCt進(jìn)行調(diào)制，相加后即得QPSK信號(hào)。其中，串行二進(jìn)制信息序列經(jīng)串/并轉(zhuǎn)換后，分成兩路速率減半的序列4.2

數(shù)字相位檢測(cè)3、輸出的已調(diào)波的相位變化與四種信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系：

隨著輸入數(shù)據(jù)的不同，QPSK信號(hào)的相位將在四種相位上跳變，將每?jī)蓚€(gè)比特編為一組，用四種不同的載波相位來(lái)表征。4.2

數(shù)字相位檢測(cè)4.2.2差分移相鍵控1、絕對(duì)移相和倒π現(xiàn)象：

在BPSK調(diào)制中，信號(hào)相位的變化以未調(diào)正弦載波的相位作為參考，用載波相位的絕對(duì)值表示數(shù)字信息，稱(chēng)為絕對(duì)移相。對(duì)于BPSK信號(hào)進(jìn)行解調(diào)時(shí)，出現(xiàn)“1”被判決為“0”，而“0”被判決為“1”，稱(chēng)為倒π現(xiàn)象。2、調(diào)制過(guò)程：4.2

數(shù)字相位檢測(cè)4.2.3交錯(cuò)正交四相相移鍵控1、QPSK：QPSK采用π/4、3π/4、5π/4和7π/4四種相位，信號(hào)的相位改變有90度改變和180度改變。

如前所述，I(t)和Q(t)兩個(gè)信道上的數(shù)據(jù)沿對(duì)齊，所以在碼元轉(zhuǎn)換點(diǎn)上，當(dāng)兩個(gè)信道上只有一路數(shù)據(jù)改變極性時(shí)，QPSK信號(hào)的相位將發(fā)生90度突變。兩個(gè)信道上數(shù)據(jù)同時(shí)改變極性時(shí)，QPSK信號(hào)的相位將發(fā)生180度突變。隨著輸入數(shù)據(jù)的不同，QPSK信號(hào)的相位將在4種相位上跳變，且每隔2Tbit跳變一次。4.2

數(shù)字相位檢測(cè)2、OQPSK：

輸入數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)分路器分成奇偶兩路，并使其在時(shí)間上相互錯(cuò)開(kāi)一個(gè)碼元間隔，然后再對(duì)兩個(gè)正交的載波進(jìn)行BPSK調(diào)制，疊加成為OQPSK信號(hào)。OQPSK的I(t)和Q(t)信道上的數(shù)據(jù)流，每次只有其中一個(gè)可能發(fā)生極性轉(zhuǎn)換。所以每當(dāng)一個(gè)新的輸入比特進(jìn)入調(diào)制器的I(t)和Q(t)信道時(shí)，輸出的OQPSK信號(hào)的相位只有±π/2跳變，而沒(méi)有π的相位跳變。4.2

數(shù)字相位檢測(cè)4.2.4π/4—QPSK調(diào)制1、π/4—QPSK由來(lái)：π/4—QPSK是QPSK的改進(jìn)型，改進(jìn)之一是將QPSK的最大相位跳變由±π降為±3/4π,從而減小了信號(hào)的包絡(luò)起伏變化，改善了頻譜特性QPSK共有4個(gè)狀態(tài)，由其中一個(gè)狀態(tài)可以轉(zhuǎn)換為其他3個(gè)狀態(tài)中的任何一個(gè)，因而存在180度的相位變化。4.2

數(shù)字相位檢測(cè)2、與QPSK對(duì)比：π/4QPSK限帶濾波后信號(hào)有較小的包絡(luò)起伏變化，在非線(xiàn)性信道中的傳輸有更優(yōu)的頻譜效率。另外，π/4QPSK通常采用差分編碼，以便實(shí)現(xiàn)非相干解調(diào)。4.3數(shù)字頻率調(diào)制

實(shí)際應(yīng)用中，有時(shí)要求發(fā)送信號(hào)具有包絡(luò)恒定、高頻分量較小的特點(diǎn)。但是移相鍵控信號(hào)沒(méi)有從根本上消除碼元轉(zhuǎn)換處的載波相位突變，從而使系統(tǒng)產(chǎn)生強(qiáng)的旁瓣功率分量，造成對(duì)鄰近波道的干擾。若將此信號(hào)通過(guò)帶限系統(tǒng)，由于旁瓣的濾除而產(chǎn)生信號(hào)包絡(luò)起伏變化，為了不失真?zhèn)鬏敚瑢?duì)信道的線(xiàn)性特性要求就過(guò)于苛刻，不適合在GSM這樣的發(fā)射功率大的系統(tǒng)中采用。4.3數(shù)字頻率調(diào)制4.3.1最小頻移鍵控調(diào)制1、最小頻移鍵控產(chǎn)生：雖然QPSKπ/4—QPSK信號(hào)消除了QSK信號(hào)中180度的相位突變，但也沒(méi)能從根本上解決消除信號(hào)包絡(luò)起伏變化的問(wèn)題。為了克服上面所述的缺點(diǎn)，就需要控制相位的連續(xù)性。為此，人們提出了最小頻移鍵控。在每個(gè)碼元持續(xù)時(shí)間內(nèi)，頻移恰好引起π/2的相移變化，而相位本身的變化是連續(xù)的。最小頻移鍵控是一種特殊的連續(xù)相位的頻移鍵控。事實(shí)上，MSK是2SK的一種特殊情況，它是調(diào)制系數(shù)為0.5的連續(xù)相位的FSK。它具有正交信號(hào)的最小頻差，在相鄰符號(hào)的交界處相位保持連續(xù)。4.3數(shù)字頻率調(diào)制2、MSK調(diào)制信號(hào)的特征：（1）MSK信號(hào)為恒包絡(luò)已調(diào)波，不但功率譜特性好，更適合在非線(xiàn)性信道中傳輸。如短波衰落信道，移動(dòng)通信多采用MSK。（2）每比特碼元間隔包含整數(shù)倍的1/4載波周期的整數(shù)倍。（3）以信道載波相位為基準(zhǔn)，在傳輸碼元1或0的轉(zhuǎn)換時(shí)刻，相位線(xiàn)性地增加或減少π/2，MSK的已調(diào)波相位變化為0、±π/2，與QPSK的0、±π/2及π的相位變化比較，性能較優(yōu)。（4）調(diào)制指數(shù)為0.5。（5）碼元轉(zhuǎn)換時(shí)刻，信號(hào)的相位是連續(xù)的，即信號(hào)波形無(wú)突變。（6）能以最小的調(diào)制指數(shù)（即0.5）獲得正交信號(hào)。（7）對(duì)于給定的頻帶，具備更高的比特速率（相對(duì)于PSK）。4.3數(shù)字頻率調(diào)制4.3.2高斯濾波最小頻移鍵控1、最小頻移鍵控調(diào)制：最小頻移鍵控調(diào)制是調(diào)制指數(shù)為0.5的二元數(shù)字頻率調(diào)制，可以在接收端采用相干檢測(cè)法進(jìn)行解調(diào)。但是對(duì)于數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)再采用MSK就不能滿(mǎn)足要求了。

GMSK調(diào)制的信號(hào)頻譜緊湊、誤碼特性好。在MSK調(diào)制前加入高斯濾波器，對(duì)矩形數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波，從而得到較好的頻譜特性。4.3數(shù)字頻率調(diào)制2、功率譜特性曲線(xiàn)：

由圖可知，BbTs越小，功率譜越集中，當(dāng)BbTs=0.2時(shí)，GMSK的頻譜與平滑調(diào)頻（TFM）的頻譜幾乎相同；當(dāng)BbTs=∞時(shí)，CMSK就蛻變?yōu)镸SK。4.4正交幅度調(diào)制（QAM）正交振幅調(diào)制QAM是一種頻譜利用率很高的調(diào)制方式正交振幅調(diào)制是二進(jìn)制PSK和四進(jìn)制QPSK調(diào)制的進(jìn)一步推廣，通過(guò)相位和振幅的聯(lián)合控制，可以得到更高頻譜效率的調(diào)制方式，從而可在限定的頻帶內(nèi)傳輸更高速率的數(shù)據(jù)正交振幅調(diào)制是利用正交載波對(duì)兩路信號(hào)分別進(jìn)行雙邊帶抑制載波調(diào)幅形成的4.4正交幅度調(diào)制（QAM）電子數(shù)和信導(dǎo)狀態(tài)之間的關(guān)系是N=M2。對(duì)于4QAM，當(dāng)兩路信號(hào)幅度相等時(shí)，產(chǎn)生的調(diào)制信號(hào)、解調(diào)方法、調(diào)制性能及相位矢量均與4PSK相同。4.4正交幅度調(diào)制（QAM）QAM調(diào)制器的原理是發(fā)送數(shù)據(jù)在比特/符號(hào)編碼器內(nèi)被分成兩路，各為原來(lái)兩路信號(hào)的1/2，然后分別與一對(duì)正交調(diào)制分量相乘，求和后輸出。接收端完成相反過(guò)程，正交解調(diào)出兩個(gè)相反碼流，并且補(bǔ)償由信道引起的失真，判決器識(shí)別復(fù)數(shù)信號(hào)并映射回原來(lái)的二進(jìn)制信號(hào)中。4.4正交幅度調(diào)制（QAM）模擬信號(hào)相位調(diào)制和數(shù)字信號(hào)的PSK（相移鍵控）可以被看作是QAM的特例，其本質(zhì)是相位調(diào)制。QAM是采用幅度、相位聯(lián)合調(diào)制的技術(shù)，它同時(shí)利用了載波的幅度和相位來(lái)傳遞信息比特，因此在最小距離相同的條件下，可實(shí)現(xiàn)更高的頻帶利用率，樣點(diǎn)數(shù)目越多，其傳輸效率越高。當(dāng)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率的要求高于8—PSK能提供的上限時(shí)，采用QAM的調(diào)制方式。QAM具有更高的頻譜效率，這是由于它具有更大的符號(hào)數(shù)。但QAM的高頻帶利用率是以犧牲其抗干擾性來(lái)獲得的。4.5多載波調(diào)制技術(shù)

單載波調(diào)制對(duì)于寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)，由于數(shù)據(jù)傳輸速率較高，時(shí)延擴(kuò)展造成數(shù)據(jù)符號(hào)間的相互重疊，從而產(chǎn)生符號(hào)間干擾。

當(dāng)信號(hào)的帶寬超過(guò)和接近信道的相干帶寬時(shí)，信道仍然會(huì)造成頻率選擇性衰落。多載波調(diào)制技術(shù)采用多個(gè)載波信號(hào)，把數(shù)據(jù)流分解為若干個(gè)子數(shù)據(jù)流，從而使子數(shù)據(jù)流具有更低的傳輸比特速率，利用這些數(shù)據(jù)分別去調(diào)制若干個(gè)載波。

所以，在多載波調(diào)制信道中，數(shù)據(jù)傳輸速率相對(duì)較低，碼元周期加長(zhǎng)，只要時(shí)延擴(kuò)展與碼元周期相比小于一定的比值，就不會(huì)造成碼間干擾，因而多載波調(diào)制對(duì)于信道的時(shí)間彌散性不敏感。4.5多載波調(diào)制技術(shù)4.5.1多載波調(diào)制技術(shù)的基本原理1、多載波技術(shù)：

將待發(fā)送的信息碼元通過(guò)串/并轉(zhuǎn)換，降低了速率，增大了信息碼元周期，減少了多徑時(shí)延擴(kuò)散到已接收的信息碼元中所占的相對(duì)百分比值，從而削弱了多徑干擾對(duì)傳輸系統(tǒng)性能的影響。2、主要技術(shù)：

（1）正交頻分復(fù)用（2）離散多音調(diào)制（3）多載波調(diào)制4.5多載波調(diào)制技術(shù)3、優(yōu)點(diǎn)：

（1）OFDM系統(tǒng)對(duì)脈沖干擾的抵抗能力要比單載波系統(tǒng)大得多。（2）抗多徑傳播與頻率選擇性衰落能力強(qiáng)。（3）采用動(dòng)態(tài)比特分配技術(shù)使系統(tǒng)達(dá)到最大比特率。也就是要求各子信道功率分配應(yīng)遵循信息論中的“注水定理”，即優(yōu)質(zhì)信道多傳送、較差信道少傳送、劣質(zhì)信道不傳送的原則。（4）頻譜效率比串行系統(tǒng)提高近一倍。4、缺點(diǎn)：

（1）多載波通信系統(tǒng)對(duì)符號(hào)定時(shí)和載波頻率偏差比單載波系統(tǒng)敏感。（2）多載波信號(hào)是由多個(gè)單載波信號(hào)疊加的，因此其峰值功率與平均功率的比值大于單載波系統(tǒng)，它對(duì)前端放大器的線(xiàn)性要求較高。4.5多載波調(diào)制技術(shù)4.5.2正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制1、OFDM:OFDM最大的優(yōu)點(diǎn)是能夠抵抗頻率的選擇性衰落，同時(shí)能有效提高頻譜利用率。OFDM技術(shù)還易于結(jié)合空時(shí)編碼以及智能天線(xiàn)等技術(shù)，最大程度地提高物理層信息傳輸?shù)目煽啃?。在OFDM系統(tǒng)架構(gòu)中每個(gè)子信道上的子載波頻率是互相正交，所以頻譜上雖然重選，但每個(gè)子載波卻不受其他的子載波影響。4.5多載波調(diào)制技術(shù)2、特點(diǎn)：各子載波相互正交，使擴(kuò)頻調(diào)制后的頻譜相互重疊，從而減小了子載波間的相互干擾。OFDM增強(qiáng)了抗頻率選擇性衰落和抗窄帶干擾的能力。OFDM盡管還是一種頻分復(fù)用，但已完全不同于過(guò)去的FDM。OFDM每個(gè)載波所使用的調(diào)制方法可以不同。OFDM技術(shù)使用了自適應(yīng)調(diào)制，根據(jù)信道條件的好壞來(lái)選擇不同的調(diào)制方式。4.5多載波調(diào)制技術(shù)

OFDM的系統(tǒng)在發(fā)送端，串行的數(shù)據(jù)流在經(jīng)過(guò)編碼調(diào)制以及串/并轉(zhuǎn)換之后，進(jìn)行IFFT變換，然后需要加入保護(hù)間隔，再經(jīng)D/A轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)送入信道傳輸；在接收端，由信道接收到的模擬的OFDM信號(hào)再經(jīng)A/D以及串/并轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)化為串行的數(shù)字信號(hào)，接著去除掉保護(hù)間隔，并進(jìn)行FFT運(yùn)算，最后經(jīng)過(guò)并/串轉(zhuǎn)換和解調(diào)譯碼，還原出原始的信源信號(hào)4.5多載波調(diào)制技術(shù)星座映射是指將輸入的串行數(shù)據(jù)，首先做一次調(diào)制，再經(jīng)由FFT分布到各個(gè)子信道上去。3、星座映射OFDM中的星座映射，實(shí)際上只是一個(gè)數(shù)值代換的過(guò)程。它在原來(lái)單一的串行數(shù)據(jù)中引入了虛部，使其變成了一個(gè)復(fù)數(shù)。這樣可以進(jìn)行復(fù)數(shù)的FFT變換；還可以進(jìn)行星座映射后，為原來(lái)的數(shù)據(jù)引入了冗余度。4.5多載波調(diào)制技術(shù)

在星座映射之后，下面進(jìn)行的是串/并變換，這一過(guò)程的主要目的是為了便于做傅立葉變換。串/并變換之后進(jìn)行的傅立葉變換，在不同階段是不同的，在調(diào)制部分是反變換在解調(diào)部分是正變換。最后還要再通過(guò)并/串變換變?yōu)榇袛?shù)據(jù)輸出。4、消除干擾：在OFDM系統(tǒng)中，符號(hào)間干擾會(huì)導(dǎo)致較高的誤碼率，同時(shí)產(chǎn)生信道間干擾，損失正交性，使系統(tǒng)性能下降。4.5多載波調(diào)制技術(shù)為了最大限度地消除符號(hào)間的干擾，還需要在每個(gè)OFDM符號(hào)之間加入一個(gè)保護(hù)前綴，以便更好地應(yīng)對(duì)多徑效率所造成的時(shí)間延遲影響。自然地，插入保護(hù)間隙會(huì)使數(shù)據(jù)傳輸效率降低到原來(lái)的N/（N十L）。當(dāng)具體實(shí)現(xiàn)加保護(hù)間隔的操作時(shí)，通常需要在完成IFFT后臨時(shí)把結(jié)果存入RAM中，然后從RAM中讀取數(shù)據(jù)時(shí)，采取部分重復(fù)讀取的方式，將部分?jǐn)?shù)據(jù)重復(fù)復(fù)制，加到首尾，形成循環(huán)前綴。4.5多載波調(diào)制技術(shù)5、優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：（1）抗干擾能力強(qiáng)。（2）頻譜利用率高。（3）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。（4）易與其他多址方式相結(jié)合。（5）動(dòng)態(tài)子載波和比特分配。缺點(diǎn)：（1）易受頻率偏差的影響。（2）存在較高的峰值平均功率比。4.6擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)4.6.1擴(kuò)頻調(diào)制的理論基礎(chǔ)1、概念：擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)所采用的帶寬比最小信道傳輸帶寬要大出好幾個(gè)數(shù)量級(jí)，所以該調(diào)制技術(shù)就向著寬帶調(diào)制技術(shù)發(fā)展，即以信道帶寬來(lái)?yè)Q取信噪比的改善。

擴(kuò)頻是指用來(lái)傳輸信息的信號(hào)帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信息本身帶寬的一種傳輸方式。頻帶的擴(kuò)展由獨(dú)立于信息的碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，在接收端用同步接收實(shí)現(xiàn)解擴(kuò)和數(shù)據(jù)恢復(fù)。這樣的技術(shù)就稱(chēng)為擴(kuò)頻調(diào)制，而傳輸這種信號(hào)的系統(tǒng)就為擴(kuò)頻系統(tǒng)。目前，最基本的展寬頻譜的方法有兩種：（1）直接序列調(diào)制，簡(jiǎn)稱(chēng)直接擴(kuò)頻。（2）頻率跳變調(diào)制，簡(jiǎn)稱(chēng)跳頻。4.6擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)2、特點(diǎn)：（1）具有選擇地址（用戶(hù)）的能力。（2）信號(hào)的功率譜密度較低，所以信號(hào)具有較好的隱蔽性并且功率損失較小。（3）比較容易進(jìn)行數(shù)字加密，防止竊聽(tīng)。（4）在共用信道中能實(shí)現(xiàn)碼分多址復(fù)用。（5）有很強(qiáng)的抗干擾性，可以在較低的信噪比條件下保證系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量。

（6）抗衰落的能力強(qiáng)。（7）多用戶(hù)共享相同的頻譜，無(wú)須進(jìn)行頻率規(guī)劃。4.6擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)3、理論基礎(chǔ)及利用：

擴(kuò)頻調(diào)制的基本理論根據(jù)是信息理論中香農(nóng)的信道容量公式：由公式可以看出：（1）要增加系統(tǒng)的信息傳輸速率，則要求增加信道容量。（2）信道容量C為常數(shù)時(shí),帶寬B與信噪比S/N可以互換,即可以通過(guò)增加帶寬B來(lái)降低系統(tǒng)對(duì)信噪比s/N的要求；也可以通過(guò)增加信號(hào)功率,降低信號(hào)的帶寬,這就為那些要求小的信號(hào)帶寬的系統(tǒng)或?qū)π盘?hào)功率要求嚴(yán)格的系統(tǒng)找到了一個(gè)減小帶寬或降低功率的有效途徑。（3）當(dāng)B增加到一定程度后,信道容量C不可能無(wú)限地增加。4.6擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)再經(jīng)過(guò)一系列的推導(dǎo)之后可以得到：公式表明,對(duì)于任意給定的噪聲信號(hào)功率比N/S,只要增加用于傳輸信息的帶寬B,就可以增加在信道中無(wú)差錯(cuò)地傳輸信息的速率C。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)利用這一原理,用高速率的擴(kuò)頻碼來(lái)擴(kuò)展待傳輸信息信號(hào)的帶寬,達(dá)到提高系統(tǒng)抗干擾能力的目的。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)在相同信息傳輸速率和相同信號(hào)功率地條件下,具有較強(qiáng)的抗干擾的能力。4.6擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)4.6.2PN碼序列

擴(kuò)頻通信中,擴(kuò)頻碼常常采用偽隨機(jī)序列。偽隨機(jī)序列常以PN表示,稱(chēng)為偽碼。偽隨機(jī)序列是一種自相關(guān)的二進(jìn)制序列,在一段周期內(nèi)其自相關(guān)性類(lèi)似于隨機(jī)二進(jìn)制序列,與白噪聲的自相關(guān)特性相似。 PN碼的設(shè)計(jì)直接影響擴(kuò)頻系統(tǒng)的性能。在直接擴(kuò)頻任意選址的通信系統(tǒng)中,對(duì)PN碼有如下的要求：（1）PN碼的比特率應(yīng)能夠滿(mǎn)足擴(kuò)展帶寬的需要。（2）PN碼的自相關(guān)性要大,且互相關(guān)性要小。（3）PN碼應(yīng)具有近似噪聲的頻譜性質(zhì)，即近似連續(xù)譜，且均勻分布4.6擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)4.6.3直接序列擴(kuò)頻

直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)指在發(fā)射端對(duì)準(zhǔn)備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行頻譜的擴(kuò)展并形成新信號(hào)，在數(shù)據(jù)信號(hào)的接收端卻使用跟發(fā)射端的擴(kuò)頻碼一致的偽碼相位來(lái)對(duì)新信號(hào)解擴(kuò)，再將擴(kuò)頻后的新信號(hào)恢復(fù)成原始信號(hào)。

在直接序列擴(kuò)頻工作中，通常要對(duì)某一載波采取相移鍵控調(diào)制，一般情況下采用平衡調(diào)制器，就能極大地提高發(fā)射效率。4.6擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)4.6.4跳頻擴(kuò)頻技術(shù)1、跳頻擴(kuò)頻技術(shù)：

用二進(jìn)制偽隨機(jī)碼序列去離散地控制射頻載波振蕩器的輸出頻率，使發(fā)射信號(hào)的頻率隨偽隨機(jī)碼的變化而跳變。

頻率跳變擴(kuò)頻通信系統(tǒng)與常規(guī)通信系統(tǒng)差別在于發(fā)射機(jī)的載波發(fā)生器和接收機(jī)中的本地振蕩器。在跳頻通信系統(tǒng)中這二者輸出信號(hào)的頻率是跳變的。4.6擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)2、跳頻原理及其分類(lèi)：跳頻通信系統(tǒng)發(fā)信機(jī)的發(fā)射頻率，在一個(gè)預(yù)定的頻率集內(nèi)由偽隨機(jī)碼序列控制頻率合成器隨機(jī)地由一個(gè)跳到另一個(gè)。收信機(jī)中的頻率合成器也按照相同的順序跳變，產(chǎn)生一個(gè)和接收信號(hào)頻率只差一個(gè)中頻頻率的參考本振信號(hào)，經(jīng)混頻后得到一個(gè)頻率固定的中頻信號(hào)，這一過(guò)程稱(chēng)為對(duì)跳頻信號(hào)的解跳。解跳后的中頻信號(hào)經(jīng)放大后送到解調(diào)器解調(diào)，并恢復(fù)傳輸?shù)男畔?。根?jù)跳頻速率的不同，可以將跳頻系統(tǒng)分為頻率慢跳變系統(tǒng)和頻率快跳變系統(tǒng)兩種。FH-SS系統(tǒng)的跳頻速率取決于接收機(jī)合成器的頻率捷變的靈敏性、發(fā)射信號(hào)的類(lèi)型、用于防碰撞編碼的冗余度和最近的潛在干擾的距離等。4.6擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)跳頻系統(tǒng)處理增益的定義與直接擴(kuò)頻系統(tǒng)的擴(kuò)頻增益的定義是相同的

根據(jù)公式，系統(tǒng)的處理增益越大，壓制帶內(nèi)干擾的能力越強(qiáng)。移動(dòng)通信中采用跳頻調(diào)制系統(tǒng)雖然不能完全避免“遠(yuǎn)近效應(yīng)”帶來(lái)的干擾，但是卻能減少它的影響，這是因?yàn)樘l系統(tǒng)的載波頻率是隨機(jī)改變的。當(dāng)給定跳頻帶寬及信道帶寬時(shí)，該跳頻系統(tǒng)的用戶(hù)同時(shí)工作的數(shù)量就被唯一確定。4.7自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù)

實(shí)際的無(wú)線(xiàn)信道具有兩大特點(diǎn)：時(shí)變特性和頻率選擇特性。時(shí)變特性是由終端、反射體、散射體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或者是由傳輸媒介的細(xì)微變化引起的。因此，無(wú)線(xiàn)信道的信道容量也是一個(gè)時(shí)變的隨機(jī)變量。要想最大限度地利用信道容量，就要使發(fā)送速率也是一個(gè)隨信道容量變化的量，也就是使編碼調(diào)制方式具有自適應(yīng)特性。自適應(yīng)調(diào)制編碼根據(jù)信道的情況確定當(dāng)前信道的容量，根據(jù)容量確定合適的編碼調(diào)制方式等，以便最大限度地發(fā)送信息，實(shí)現(xiàn)比較高的傳輸速率。4.7自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù)4.7.1自適應(yīng)編碼調(diào)制概述自適應(yīng)傳輸技術(shù)很早就有學(xué)者提出，主要包括自適應(yīng)功率控制技術(shù)、自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)、自適應(yīng)功率控制結(jié)合自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)和自適應(yīng)調(diào)制編碼技術(shù)。

由于該項(xiàng)技術(shù)是基于跟蹤、預(yù)測(cè)信道狀態(tài)來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)整信息傳輸速率的，因此具有良好的信道適應(yīng)特性。4.7自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù)4.7.2自適應(yīng)編碼調(diào)制關(guān)鍵技術(shù)1、AMC技術(shù):AMC技術(shù)是在帶寬受限的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高效傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)之一。自適應(yīng)調(diào)制編碼技術(shù)中編碼方案的設(shè)計(jì)、信道狀態(tài)估計(jì)以及調(diào)制編碼策略的切換算法是該項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵。信道編碼能夠有效地減小功率并獲得指定的誤碼率，這在能量受限的無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)的鏈路設(shè)計(jì)中尤為重要。自適應(yīng)編碼的目的是以最小化能量獲得高的頻譜效率

信道狀態(tài)信息決定下一時(shí)刻數(shù)據(jù)傳輸將采用的編碼調(diào)制方式。準(zhǔn)確的信道狀態(tài)信息是自適應(yīng)調(diào)制編碼技術(shù)的關(guān)鍵，它將直接影響系統(tǒng)的性能。4.7自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù)2、信道狀態(tài)估計(jì)的方法分類(lèi)：信道狀態(tài)估計(jì)的方法按照發(fā)送端是否有訓(xùn)練序列，可將信道估計(jì)方法分為盲信道估計(jì)方法、非盲信道估計(jì)方法和半盲信道估計(jì)方法。非盲信道估計(jì)方法準(zhǔn)確性高，但當(dāng)信道參數(shù)變化幅度較大時(shí)，由于時(shí)延的問(wèn)題，時(shí)域上插入訓(xùn)練碼元的數(shù)據(jù)恢在接收端得到的估計(jì)結(jié)果只適合當(dāng)前恢?jǐn)?shù)據(jù)。盲信道估計(jì)方法需要大量的數(shù)據(jù)樣本作為支撐，估計(jì)參數(shù)收斂比較慢，計(jì)算量大，算法復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)起來(lái)相對(duì)困難。半盲信道估計(jì)方法是指綜合分析非盲信道估計(jì)和盲信道估計(jì)方法優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用綜合考慮，在信道條件好的情況下利用盲信道估計(jì)方法，在信道惡化的時(shí)候利用非盲信道估計(jì)方法，以此降低算法復(fù)雜度，提升信道估計(jì)性能。4.7自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù)3、信噪比及方法：信噪比是信道品質(zhì)CSI的表征參數(shù)之一，信噪比能夠很好地反映信道當(dāng)前所處的環(huán)境，是自適應(yīng)調(diào)制編碼方案選擇和切換的重要依據(jù)。信噪比的估計(jì)方法按照采用的信號(hào)處理方法，可分為基于最大似然、基于譜分析和基于統(tǒng)計(jì)量的估計(jì)方法。基于最大似然的估計(jì)方法能取得良好的性能，但要求較高，需要周期的發(fā)送特定的訓(xùn)練序列?；谧V分析的估計(jì)方法適用于大部分通信系統(tǒng)，且估計(jì)精度較高?；诮y(tǒng)計(jì)量的估計(jì)方法計(jì)算簡(jiǎn)單，但是當(dāng)信號(hào)采用高階調(diào)制方式時(shí)，該方法的估計(jì)誤差會(huì)隨著信噪比的增大而增加。4.7自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù)4、切換門(mén)限的制定準(zhǔn)則：MCS切換門(mén)限的準(zhǔn)確性對(duì)系統(tǒng)性能的提升發(fā)揮著重要作用。切換門(mén)限的制定準(zhǔn)則主要有傳輸速率最大化準(zhǔn)則、誤碼率最小準(zhǔn)則和發(fā)射功率最小化準(zhǔn)則。傳輸速率的最大準(zhǔn)則是在保證可接受誤碼的情況以盡可能快的速率傳輸數(shù)據(jù)，即采用高階的編碼調(diào)制方式。誤碼率的最小準(zhǔn)則是保證碼元傳輸速率和發(fā)射功率不變，調(diào)整MCS盡量減小接收端的誤碼率，該方式適合對(duì)通信品質(zhì)要求較高的業(yè)務(wù)。發(fā)射功率最小即在保證系統(tǒng)性能的前提下盡可能最小化發(fā)射功率，這種方式比較適合便攜式移動(dòng)終端。4.7自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù)4.7.3AMC技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及主要應(yīng)用

隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，為了提供更好的傳輸服務(wù)，提升通信傳輸?shù)目煽啃耘c有效性，鏈路自適應(yīng)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。鏈路自適應(yīng)技術(shù)的主要目的是在給定的信道條件下，以盡可能高的速率傳輸數(shù)據(jù)

隨著編碼與調(diào)制技術(shù)的發(fā)展，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)將卷積碼、級(jí)聯(lián)碼等編碼和BPSK、QPSK調(diào)制技術(shù)結(jié)合在一起的AMC技術(shù)可以克服以上缺陷，并且可以應(yīng)對(duì)遠(yuǎn)近效應(yīng)等問(wèn)題，因此AMC技術(shù)開(kāi)始在無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域得到認(rèn)可與發(fā)展。 AMC技術(shù)在當(dāng)前的研究中也存在一些問(wèn)題和難點(diǎn)。由于機(jī)器學(xué)習(xí)的發(fā)展，目前已有學(xué)者將人工智能理論應(yīng)用于無(wú)線(xiàn)通信物理層以及AMC中，取得較好成果。第五章抗衰落技術(shù)在移動(dòng)通信中，電波的反射

、散射和繞射等，使得發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間存在多條傳播路徑，并且每條路徑的傳播時(shí)延和衰耗因子都是時(shí)變的，這樣就造成了接收信號(hào)的衰落。衰落可分為平坦衰落與選擇性衰落、快衰落與慢衰落。本章主要介紹抗衰落技術(shù)的基本原

理以及典型的抗衰落技術(shù)。第五章抗衰落技術(shù)內(nèi)容提要5.1抗衰落技術(shù)的基本原理5.2分集技術(shù)5.3

自適應(yīng)均衡技術(shù)1-765.1抗衰落技術(shù)的基本原理移動(dòng)通信系統(tǒng)利用信號(hào)處理技術(shù)可以改善無(wú)線(xiàn)電傳播環(huán)境中的鏈路性能。采用分集技術(shù)和均衡技術(shù)就是用來(lái)克服衰落

、改進(jìn)接收信號(hào)質(zhì)量的。分集接收是指接收端信息的恢復(fù)是在多重接收的基礎(chǔ)上，利用接收到的多個(gè)信號(hào)的適當(dāng)組合來(lái)減少接收時(shí)窄帶平坦衰落深度和持續(xù)時(shí)間，從而達(dá)到提高通信質(zhì)量和可通率的目的。均衡是信道的逆濾波，用于消除由多徑效應(yīng)引起的碼間干擾即符號(hào)間干擾。分集技術(shù)和均衡技術(shù)都被用于改進(jìn)無(wú)線(xiàn)鏈路的性能，提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?.2分集技術(shù)5.2.

1分集的基本概念和分類(lèi)分集技術(shù)是通過(guò)查找和利用自然界無(wú)線(xiàn)傳播環(huán)境中獨(dú)立的多徑信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)的

。好處：接收端的瞬時(shí)信噪比和平均信噪比都有提高，并且通常

可以提高20~30dB。必要條件：在接收端能夠接收到承載同一信息內(nèi)容且在統(tǒng)計(jì)上相互獨(dú)立的若干

不同的樣值信號(hào)，這若干個(gè)不同樣值信號(hào)可以通過(guò)不同的方式獲得，如空間

、頻率

、時(shí)間

等

。5.2分集技術(shù)分類(lèi)：從“分”的角度劃分，若按照接收信號(hào)樣值的結(jié)構(gòu)與統(tǒng)計(jì)特性，可分為空間分集

、頻率分集

、時(shí)間分集

、極化分集。從“分”位置劃分，可分為發(fā)射分集、接收分集、收發(fā)聯(lián)合分集

。從“集”的角度劃分，即按集合、合并方式，可分為選擇合并、等增益合并、最大比合并。從“集”的位置劃分，可分為射頻合并、中頻合并、基帶合并

。從分集的區(qū)域劃分，又可