移动通信111.pptx

说在上课之前说在上课之前两个问题：两个问题：问题问题1：“What-学什么？学什么？”茫茫人海，基站如何找到手机？举目四顾，茫茫人海，基站如何找到手机？举目四顾，手机如何找到基站？开放的无线电波，如何保手机如何找到基站？开放的无线电波，如何保障个人的通信安全？信号交叉覆盖，如何实现障个人的通信安全？信号交叉覆盖，如何实现客户通信的完美切换？客户通信的完美切换？.GSM系统系统TD-SCDMA系统系统认识设备及使用认识设备及使用说在上课之前说在上课之前问题问题2：“How-怎么学？怎么学？”建立新旧知识的联系，透彻理解新知识点，建立新旧知识的联系，透彻理解新知识点，及时独立完成作业及报告。及时独立完成作业及报告。多查询相关资料和阅读相关文献（网络资源、多查询相关资料和阅读相关文献（网络资源、期刊、杂志等）。期刊、杂志等）。成绩评定成绩评定成绩评定构成为：平时成绩（成绩评定构成为：平时成绩（50%）+期末期末考试成绩（考试成绩（50%）=总成绩（总成绩（100%）平时成绩：随堂测试，讨论，发言，作业，平时成绩：随堂测试，讨论，发言，作业，回答问题，报告，考勤等回答问题，报告，考勤等教学大纲教学大纲说在上课之前说在上课之前说在上课之前说在上课之前第第1章章 数字移动通信系统概述数字移动通信系统概述一、移动通信的前世今生一、移动通信的前世今生二、移动通信系统的发展历程二、移动通信系统的发展历程三、移动通信的工作方式三、移动通信的工作方式四、四、数字移动通信系统的基本组成数字移动通信系统的基本组成五、数字移动通信信息收五、数字移动通信信息收/发的基本原理发的基本原理六、移动通信的电波传播与干扰六、移动通信的电波传播与干扰一、移动通信的前世今生一、移动通信的前世今生1、为何要通信、为何要通信-我们要信息我们要信息生活中有哪些通信？生活中有哪些通信？闹钟、电梯、问路闹钟、电梯、问路.网络即时通信网络即时通信固话、手机固话、手机.问题问题:什么是信源？什么是信宿？什么是信道？什么是信源？什么是信宿？什么是信道？什么是信息？什么是信息？信源：信息的源头信源：信息的源头信宿：信息传达的目的地信宿：信息传达的目的地信道：信源与信宿通信的媒介，空气、电信道：信源与信宿通信的媒介，空气、电缆、缆、光缆、水等光缆、水等通信：信源向信宿传递信息的过程通信：信源向信宿传递信息的过程信息：有价值的消息信息：有价值的消息2、古代通信、古代通信-通信基本靠吼通信基本靠吼最古老的官方通信最古老的官方通信-快马快马+驿站驿站驿站：提供食宿和换马休息场所，隔一定距驿站：提供食宿和换马休息场所，隔一定距离设置一个驿站。离设置一个驿站。需要凭证：官方凭证需要凭证：官方凭证勘合勘合军方凭证军方凭证伙牌伙牌最古老的军事通信最古老的军事通信-烽火台的狼烟烽火台的狼烟烽火台在古代主要用于军事用途。烽火台在古代主要用于军事用途。烽火台白天用狼烟（何谓狼烟？）发信号，烽火台白天用狼烟（何谓狼烟？）发信号，晚上点燃有硫磺和硝石的干柴发信号。晚上点燃有硫磺和硝石的干柴发信号。烽火戏诸侯烽火戏诸侯烽火戏诸侯烽火戏诸侯中外其他通信方式中外其他通信方式鸿雁传书鸿雁传书风筝通信风筝通信竹筒传书竹筒传书信鸽与信猴信鸽与信猴长跑长跑灯塔灯塔通信塔通信塔旗语旗语3、近现代通信、近现代通信电报电报电话电话移动通信移动通信什么是移动通信？什么是移动通信？移动通信移动通信(Mobilecommunication)是移动体之是移动体之间的通信，或移动体与固定体之间的通信。间的通信，或移动体与固定体之间的通信。移动体可以是人，也可以是汽车、火车、轮移动体可以是人，也可以是汽车、火车、轮船、收音机等在移动状态中的物体船、收音机等在移动状态中的物体。包括哪些通信形式？包括哪些通信形式？集群移动通信集群移动通信集群移动通信，也称集群移动通信，也称大区制移动通信大区制移动通信。它的特点是它的特点是只有一个基站只有一个基站，天线高度为几十，天线高度为几十米至百余米，覆盖半径为米至百余米，覆盖半径为30公里，发射机功公里，发射机功率可高达率可高达200瓦。用户数约为几十至几百，可瓦。用户数约为几十至几百，可以是车载台，也可是以手持台。它们可以与以是车载台，也可是以手持台。它们可以与基站通信，也可通过基站与其它移动台及市基站通信，也可通过基站与其它移动台及市话用户通信，基站与市站有线网连接。话用户通信，基站与市站有线网连接。卫星移动通信卫星移动通信利用利用卫星转发信号卫星转发信号也可实现移动通信，也可实现移动通信，对于车载移动通信可采用赤道固定卫星，而对于车载移动通信可采用赤道固定卫星，而对手持终端，采用中低轨道的多颗星座卫星对手持终端，采用中低轨道的多颗星座卫星较为有利。较为有利。蜂窝移动通信蜂窝移动通信蜂窝移动通信，也称蜂窝移动通信，也称小区制移动通信小区制移动通信。它。它的特点是的特点是把整个大范围的服务区划分成许多小把整个大范围的服务区划分成许多小区区，每个小区设置一个基站每个小区设置一个基站，负责本小区各个，负责本小区各个移动台的联络与控制，各个基站通过移动台的联络与控制，各个基站通过移动交换移动交换中心中心相互联系，并与市话局连接。利用超短波相互联系，并与市话局连接。利用超短波电波传播距离有限的特点，离开一定距离的小电波传播距离有限的特点，离开一定距离的小区可以重复使用频率，使频率资源可以充分利区可以重复使用频率，使频率资源可以充分利用。每个小区的用户在用。每个小区的用户在1000以上，全部覆盖区以上，全部覆盖区最终的容量可达最终的容量可达100万用户。万用户。MSBSBSMSBSBSBSCBSC移动交换中心或移动电话交换局MTSO基站移动台移动通信网MSMSMSC蜂窝组网蜂窝组网是指移动网的组网形状像蜂窝一样。蜂是指移动网的组网形状像蜂窝一样。蜂窝技术把一个地理区域分成若干个小区，称作窝技术把一个地理区域分成若干个小区，称作“蜂窝蜂窝”(即即Cell)，蜂窝技术因此而得名。，蜂窝技术因此而得名。一个大厅里面装一个一个大厅里面装一个200W200W的灯与装的灯与装8 8个个25W25W的灯，哪一个照明效果好？的灯，哪一个照明效果好？二、移动通信系统的发展历程二、移动通信系统的发展历程1、第一代移动通信第一代移动通信大哥大一统江湖大哥大一统江湖2、2G时代时代GSM与与IS-95的捉对厮杀的捉对厮杀3、3G时代来了时代来了第三代移动通信第三代移动通信1、第一代移动通信第一代移动通信大哥大一统江湖大哥大一统江湖1980s1）模拟语音风靡江湖模拟语音风靡江湖2）无敌砖头的商用情况无敌砖头的商用情况3）大砖头的不足之处大砖头的不足之处1）模拟语音风靡江湖模拟语音风靡江湖大哥大的起源大哥大的起源大哥大与老大大哥大与老大移动通信移动通信的出现的出现n第一代无线通信技术的一大贡献就是去掉了将电话连第一代无线通信技术的一大贡献就是去掉了将电话连接到网络的电话线，用户第一次能够在移动状态下无接到网络的电话线，用户第一次能够在移动状态下无线接收和拨打电话线接收和拨打电话。问题：固定电话与移动通信有何区别？问题：固定电话与移动通信有何区别？接口不同接口不同信道不同信道不同模拟技术模拟技术+频分多址频分多址n第一代模拟移动通信系统主要采用模拟和频分第一代模拟移动通信系统主要采用模拟和频分多址（多址（FDMA）技术）技术。大哥大的频分多址大哥大的频分多址无敌砖头的商用情况无敌砖头的商用情况n第一代移动通信的收费模式第一代移动通信的收费模式n商用之初商用之初模拟移动通信制式分布模拟移动通信制式分布北美系统英国北欧（瑞典、挪威和丹麦）我国的商用情况我国的商用情况摩托罗拉的大哥大机型摩托罗拉的大哥大机型大砖头的不足之处大砖头的不足之处大哥大的不足大哥大的不足2001年我国模拟网关闭2、2G时代时代-GSM与与IS-95的捉对厮杀的捉对厮杀1990s1）来自欧洲的来自欧洲的GSM成熟商用的典范成熟商用的典范2）来自北美的后起之秀来自北美的后起之秀IS-95GSM的基本技术与特点的基本技术与特点工作频段工作频段GSM主要工作频段有两个主要工作频段有两个：（1）在在900M频段：频段：上行频段：上行频段：890915MHz下行频段：下行频段：935960MHz（2）在在1800M频段：频段：上行频段：上行频段：17101785MHz下行频段：下行频段：18051880MHzGSM(GlobalsysemforMobilecommunications)全球移动通信系统全球移动通信系统1 1）来自欧洲的来自欧洲的GSMGSM成熟商用的典范成熟商用的典范问题1：收发频率间隔为多少？问题:2：相邻载频间隔是200kHz,一个载频8个时隙，每个时隙为一个信道，那么，有多少对上下行载频？GSM在900频段有多少个信道？收发频率间隔为收发频率间隔为45MHz，相邻载频间隔是，相邻载频间隔是200kHz，每个载频采用时分多址方式，一个载频每个载频采用时分多址方式，一个载频8个时隙，每个个时隙，每个时隙是一个信道，一共时隙是一个信道，一共8个信道，而在个信道，而在900MHz频段，频段，GSM一共有一共有25MHz可用对称带宽，因此：可用对称带宽，因此：25MHz/0.2MHz=125。一共有。一共有125对上下行载频，实际对上下行载频，实际中划分为中划分为124对载频（也称为频点），一对载频对载频（也称为频点），一对载频8个信个信道，则道，则GSM在在900MHz频段有频段有992个信道。个信道。以以k代表载频的序号，则第代表载频的序号，则第k对上下行载频为：对上下行载频为：其中其中GSM网简称网简称G网网，工作在，工作在900MHz频段。后频段。后来由于用户量急速增加，原有频段已经不能满来由于用户量急速增加，原有频段已经不能满足要求，又开通了足要求，又开通了1800MHz的频点即的频点即DCS1800网，俗称网，俗称D网网。由于由于D网与网与G网工作原理相同网工作原理相同，因此在应用，因此在应用中经常把中经常把G网和网和D网统称为网统称为G网。它们都可在国网。它们都可在国内自动漫游，还与澳大利亚、新加坡、欧洲等内自动漫游，还与澳大利亚、新加坡、欧洲等地区和国家地区和国家G网互联推出国际漫游业务。网互联推出国际漫游业务。GSM的优势的优势与不足与不足n优势：优势：安全安全 统一的标准与漫游统一的标准与漫游 业务的多样性业务的多样性 容量与效率的提高容量与效率的提高n不足不足：漫游漫游 系统容量系统容量来自北美的后起之秀来自北美的后起之秀IS-95CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)CDMA系统是高通公司开发的，系统是高通公司开发的，1993年正式年正式成为北美的第二代数字蜂窝移动通信标准，也就成为北美的第二代数字蜂窝移动通信标准，也就是是IS-95技术，称为技术，称为窄带窄带CDMA，以区别于，以区别于3G中中的的宽带宽带CDMA。C网网即即CDMA网，由中国联通公司建设运营，网，由中国联通公司建设运营，其特点是容量大、接通率高、背景噪音小、信号其特点是容量大、接通率高、背景噪音小、信号不易中断等。后转为中国电信运营。不易中断等。后转为中国电信运营。技术特点技术特点：核心的技术特点：扩频核心的技术特点：扩频工作频段为：工作频段为：上行频段：上行频段：824849MHz下行频段：下行频段：869894MHz软容量与软切换软容量与软切换弹性更好弹性更好软容量与软切换软容量与软切换软切换与软容量问题：问题：1、G网是什么？网是什么？2、C网是什么？网是什么？3、什么是双频手机？、什么是双频手机？4、什么是双模手机？、什么是双模手机？3、第三代移动通信之三足鼎立第三代移动通信之三足鼎立2000s1）WCDMAGSM的演进的演进2）CDMA2000IS-95的演进的演进3）TD-SCDMA孩子还是自己的好孩子还是自己的好1）WCDMAGSM的演进的演进中国联通中国联通WCDMA：WIN3G“赢赢3g”品牌，品牌，185，186号段，号段，09年年5月月17日推出日推出1862009年初：年初：2.9亿用户亿用户优势：技术成熟，有较高的扩频增益发展空间较优势：技术成熟，有较高的扩频增益发展空间较大，全球漫游最强。技术最先进，大，全球漫游最强。技术最先进，2G平稳过度到平稳过度到3G劣势：重建网络要劣势：重建网络要2年，重整难度大，资金压力大，年，重整难度大，资金压力大，50万员工负担重，预期投资力不从心万员工负担重，预期投资力不从心投入：投入：2009-2011年后续年后续3G投资为投资为1000-1300亿元亿元WCDMA是当前世界上采用的国家及地区最广是当前世界上采用的国家及地区最广泛的，终端种类最丰富的一种泛的，终端种类最丰富的一种3G标准。标准。已有已有254个个WCDMA运营商在运营商在110个国家和地区个国家和地区开通了开通了WCDMA网络，网络，3G商用市场份额超过商用市场份额超过80%，WCDMA用户数已超过用户数已超过2亿亿5千万。千万。目前已有超过目前已有超过2000种种WCDMA终端，包含：终端，包含：iphone、NOKIA、MOTO、SAMSUNG等最新手等最新手机机WCDMA下载最高速度可达下载最高速度可达14.4Mbps（HSDPA），上传最高速度可达），上传最高速度可达5.76Mbps（HSUPA）。）。WCDMA的关键技术的关键技术nRAKE接收接收n多用户检测多用户检测“废物废物”利用利用RAKERAKE接收接收CDMA2000IS-95的演进的演进n中国电信中国电信CDMA-2000:e surfing CDMA-2000:e surfing 天翼天翼3g3g品牌，品牌，180,189180,189号段，号段，0909年年3 3月上月上3G 189 3G 189 n20092009年初：年初：3.33.3亿用户亿用户n优势：从优势：从CDMA1XCDMA1X直接升级到直接升级到3G3G，建设成本低廉，建设成本低廉，运营弹性好，网络覆盖最快，运营弹性好，网络覆盖最快，3G3G服务最快实现，服务最快实现，盈利时间缩短盈利时间缩短n劣势：技术二次开发空间小，远期发展前景不劣势：技术二次开发空间小，远期发展前景不如如WCDMAWCDMA，产业链少，终端少，移动用户少，产业链少，终端少，移动用户少，原有客户在不断减少原有客户在不断减少n投入：投入：2009-20112009-2011年后续年后续3G3G投资为投资为700700亿元亿元TD-SCDMA孩子还是自己的好孩子还是自己的好n中国移动中国移动TD-SCDMA:G3品牌，品牌，187、188号段，号段，09年年6月推出月推出188n2009年初拥有客户：年初拥有客户：4.57亿亿n优势：庞大用户群，中国自有优势：庞大用户群，中国自有3G技术，获政技术，获政府支持，资金雄厚；府支持，资金雄厚；n劣势：劣势：3g基站少要重新建设，建设成本高，基站少要重新建设，建设成本高，风险大，建网慢，技术不成熟没有经验，计风险大，建网慢，技术不成熟没有经验，计划划2009年年6月启动月启动3G，2011年网络才能覆盖年网络才能覆盖全国全国95%的地级城市。的地级城市。n投入：投入：2009-2011年后续年后续3G投资为投资为1300亿元亿元接力切换接力切换快速准确的交接棒快速准确的交接棒智能天线智能天线指哪打哪的六脉神剑指哪打哪的六脉神剑智能天线智能天线三、移动通信的工作方式三、移动通信的工作方式按照通话的状态和频率使用的方法，移动按照通话的状态和频率使用的方法，移动通信可分为三种工作方式：单工、半双工和通信可分为三种工作方式：单工、半双工和双工三种通信方式。双工三种通信方式。单工通信方式返回如：广播、遥测、遥控、无线寻呼、电视双频单工通信方式返回半双工通信方式返回如：问路、对话、使用同一载频的对讲机，收发报机等双工通信方式返回如：夫妻吵架、普通电话、手机等时分双工（时分双工（TimeDivisionDuplex,TDD）互不相让无法过桥你你先过！顺利过桥，轻松解决上行上行(移动台发、移动台发、基站收基站收)下行下行(基站发、基站发、移动台收移动台收)时分双工时分双工：在通信中在不同时刻进行：在通信中在不同时刻进行上下行上下行数据数据传送模式。发送的时候不接收，接收的传送模式。发送的时候不接收，接收的时候不发送。时候不发送。上下传送上下传送数据的时间不一样，数据的时间不一样，但使用的频率是一样的。但使用的频率是一样的。TD-SCDMA采用的是时分双工技术。采用的是时分双工技术。频分双工（频分双工（FrequenceDivisionDuplex,FDD）频分双工频分双工：上下行在不同的频率上发送和接：上下行在不同的频率上发送和接收。收。GSM、WCDMA、CMDA2000等制式的双等制式的双工技术都是工技术都是FDD技术。技术。四、四、数字移动通信系统的基本组成数字移动通信系统的基本组成数字移动通信系统是一种双向双工通信系统。数字移动通信系统是一种双向双工通信系统。该系统一般由移动台（该系统一般由移动台（MS）、基站（）、基站（BS）、移）、移动业务交换中心（动业务交换中心（MSC）及与市话网（）及与市话网（PSTN）相连的中继线等组成。相连的中继线等组成。返回PSTN:PublicSwitchTelephoneNetwork公共电话交换网公共电话交换网五、数字移动通信信息收五、数字移动通信信息收/发的基本原理发的基本原理数字移动通信信息收数字移动通信信息收/发主要由发送部分、发主要由发送部分、移动信道、接收部分三部分组成。移动信道、接收部分三部分组成。一封鸡毛信一封鸡毛信变换内容变换内容纸张处理，纸张处理，消隐字体消隐字体藏于羊尾巴下，藏于羊尾巴下，便于携带便于携带海海娃娃送送信信从羊尾巴下取出从羊尾巴下取出处理，让字体出现处理，让字体出现变换为原内容变换为原内容还原为一封鸡毛信还原为一封鸡毛信问题问题1：数字技术的优势在那里？：数字技术的优势在那里？数字通信数字通信：信源编码、信道编码（有差错控：信源编码、信道编码（有差错控制功能）制功能）模拟通信模拟通信：不具备信道编码技术，在差错控：不具备信道编码技术，在差错控制和数字通信方面差得比较远制和数字通信方面差得比较远第一回合：数字技术胜！第一回合：数字技术胜！数字通信数字通信：保密性好，：保密性好，0和和1的比特率，通过的比特率，通过与、或、与非等算法可实现加密，或用复杂与、或、与非等算法可实现加密，或用复杂的哈希算法等的哈希算法等模拟通信模拟通信：保密性不好：保密性不好第二回合：数字技术胜！第二回合：数字技术胜！数字通信数字通信：硬件实现上，高度集成化，越来：硬件实现上，高度集成化，越来越小，便于携带越小，便于携带模拟通信模拟通信：体积比较大，比如大哥大：体积比较大，比如大哥大第三回合：模拟技术负！第三回合：模拟技术负！名人曰名人曰通信的世界，过去是属于模拟的，现在通信的世界，过去是属于模拟的，现在和将来是属于数字的，但未来的未来必定还和将来是属于数字的，但未来的未来必定还将是属于模拟的。将是属于模拟的。问题问题2：如何实现模拟信号与数字信号的转换：如何实现模拟信号与数字信号的转换通常情况下，模拟信号转换为数字信号要经通常情况下，模拟信号转换为数字信号要经过三个过程：采样、量化和编码。过三个过程：采样、量化和编码。声音波形采样采样非诚勿扰的收视率是怎么得来的？非诚勿扰的收视率是怎么得来的？以家庭为单位，在全国范围内挑选几十个典型以家庭为单位，在全国范围内挑选几十个典型的城市和地区，以打电话的方式进行调查，只要样的城市和地区，以打电话的方式进行调查，只要样本数目达到一定的比例，就可以反映出全国的收视本数目达到一定的比例，就可以反映出全国的收视率。率。声音的频率一般低于声音的频率一般低于3.4kHz，采样频率一般为，采样频率一般为8kHz,为什么？那如果对为什么？那如果对2G的信号进行采样，又怎的信号进行采样，又怎么办？么办？采样过程采样过程量化量化从原始分到标准分从原始分到标准分量化量化是把模拟信号的取样值近似取成和它临是把模拟信号的取样值近似取成和它临近的某个数字离散的电平值。近的某个数字离散的电平值。量化是模拟信号到数字信号的一个近似过程，量化是模拟信号到数字信号的一个近似过程，存在误差。存在误差。量化过程量化过程量化分为几种？量化分为几种？均匀量化均匀量化：将模拟信号取值均匀分段，然：将模拟信号取值均匀分段，然后每段的中间值为量化电平。后每段的中间值为量化电平。非均匀量化非均匀量化：思想是，将小信号量化级分：思想是，将小信号量化级分得细，将大信号量化级分得粗。得细，将大信号量化级分得粗。实现方法实现方法：使用压缩器，信号进行编码前，：使用压缩器，信号进行编码前，先对小信号进行高增益放大，对大信号使其先对小信号进行高增益放大，对大信号使其增益很小，甚至没有增益，然后再进行均匀增益很小，甚至没有增益，然后再进行均匀量化编码。量化编码。那么，什么函数可以实现对小信号扩大，那么，什么函数可以实现对小信号扩大，对大信号有压缩功能？对大信号有压缩功能？ln(x)我国采用我国采用A律压缩律压缩 A A律律1313折线折线编码编码从从蒹葭蒹葭和和在水一方在水一方说起说起诗经诗经蒹葭蒹葭蒹葭苍苍蒹葭苍苍/白露为霜白露为霜/所谓伊人所谓伊人/在水一方在水一方遡洄从之遡洄从之/道阻且长道阻且长/遡游从之遡游从之/宛在水中央宛在水中央在水一方在水一方绿草苍苍绿草苍苍/白露茫茫白露茫茫/有位佳人有位佳人/在水一方在水一方我愿逆流而上我愿逆流而上/依偎在她身旁依偎在她身旁/无奈前有险滩无奈前有险滩/道路又远又长道路又远又长我愿顺流而下我愿顺流而下/找寻她的方向找寻她的方向/却见依稀仿佛却见依稀仿佛/她在水的中央她在水的中央PCM编码编码PCM（PulseCodeModulation）脉冲编码调制）脉冲编码调制通信系统中应用的通信系统中应用的PCM编码是采用编码是采用A律十三折律十三折法的，用法的，用8个个bit位来表征，共可以表示位来表征，共可以表示个电平。个电平。段落段落1 12 23 34 45 56 67 78 8量化间隔（量化间隔（）1 11 12 24 48 8161632326464起始电平（起始电平（）0 016163232646412812825625651251210241024斜率斜率161616168 84 42 21 11/21/21/41/4问题：抽样值问题：抽样值xk=1256()，PCM码为多少？码为多少？DPCM编码（差分编码调制）编码（差分编码调制）增量调制增量调制DM是其中一个版本是其中一个版本问题：问题：1、什么是信源编码？、什么是信源编码？2、什么是信道编码？、什么是信道编码？3、什么是数字调制？、什么是数字调制？信源编码信源编码是为了提高数字信号的有效性以及为是为了提高数字信号的有效性以及为了使模拟信号数字化而采取的编码。了使模拟信号数字化而采取的编码。信信源源编编码码的的主主要要任任务务是是改改进进话话音音采采样样和和编编码码算算法，以降低信源的基本数码率。法，以降低信源的基本数码率。PCMPCM和和DPCMDPCM编码都属编码都属于信源编码中最简于信源编码中最简单的编码单的编码编码编码从从蒹葭蒹葭和和在水一方在水一方说起说起诗经诗经蒹葭蒹葭蒹葭苍苍蒹葭苍苍/白露为霜白露为霜/所谓伊人所谓伊人/在水一方在水一方遡洄从之遡洄从之/道阻且长道阻且长/遡游从之遡游从之/宛在水中央宛在水中央在水一方在水一方绿草苍苍绿草苍苍/白露茫茫白露茫茫/有位佳人有位佳人/在水一方在水一方我愿逆流而上我愿逆流而上/依偎在她身旁依偎在她身旁/无奈前有险滩无奈前有险滩/道路又远又长道路又远又长我愿顺流而下我愿顺流而下/找寻她的方向找寻她的方向/却见依稀仿佛却见依稀仿佛/她在水的中央她在水的中央信源编码追求的是信源编码追求的是相同信息量的最少相同信息量的最少比特位比特位常用的音频编码常用的音频编码波形编码波形编码参数编码参数编码混合编码混合编码对于一个通信系统而言，我们把它类比成一对于一个通信系统而言，我们把它类比成一个教育体系，先且假设发送端是老师，接收端是个教育体系，先且假设发送端是老师，接收端是学生。学生。教学系统追求的目标就是让学生完全听懂老教学系统追求的目标就是让学生完全听懂老师所讲的。师所讲的。那么通信系统追求的就是让接收端无差错地那么通信系统追求的就是让接收端无差错地收到发送端发出的信号。收到发送端发出的信号。课后习题，课后练习课后习题，课后练习等让学生自我验证学等让学生自我验证学懂了没有懂了没有另外用冗余比特让接收端验另外用冗余比特让接收端验证信息是否正确，这些加的证信息是否正确，这些加的“冗余信息冗余信息”称为称为信道编码信道编码信信道道编编码码是是为为了了提提高高数数字字通通信信的的可可靠靠性性而而采采取取的的编编码码。通常通过增加信源的冗余度来实现。通常通过增加信源的冗余度来实现。信信道道编编码码的的目目的的在在于于使使信信号号在在接接收收端端能能够够检检查查甚甚至至纠纠正传输期间由各种干扰引起的差错。正传输期间由各种干扰引起的差错。信信源源编编码码是是为为了了提提高高传传输输效效率率，减减少少带带宽宽，所以尽量去减少信源的冗余度。所以尽量去减少信源的冗余度。信信道道编编码码是是为为了了检检测测或或纠纠正正差差错错，采采用用了了增增加加冗冗余余度度的的办办法法，也也就就是是在在原原来来信信息息码码的的基基础础上上多多加加一一些些码码元元，按按照照一一定定的的代代数数结结构构或或其其他他相相关关持持性性，利利用用码码间间的的相相互互关关系系去去判判断断和和纠纠正正差错。差错。信道编码与信源编码的区别是什么？信道编码与信源编码的区别是什么？怎么让接收端无差错收到发端信号？怎么让接收端无差错收到发端信号？检错重发法检错重发法：接收端在收到的信码中检测出错：接收端在收到的信码中检测出错误时，立即设法通知发送端误时，立即设法通知发送端向前纠错法向前纠错法：接收端不仅能在收到的信码中发：接收端不仅能在收到的信码中发现错码，还能够纠正错码。现错码，还能够纠正错码。反馈矫正法反馈矫正法：接收端将收到的信码原封不动地：接收端将收到的信码原封不动地转发回发送端，并与原发信码相比较。如果发转发回发送端，并与原发信码相比较。如果发现错误，则发送端再进行重发。现错误，则发送端再进行重发。信道编码信道编码-如何押送生辰纲如何押送生辰纲线性码线性码卷积码卷积码Turbo码码奇偶校验码奇偶校验码水浒水浒梁中书苦恼：选什么人梁中书苦恼：选什么人去，怎么去，怎么可靠地可靠地运送到运送到京？京？信道编码原理：信道编码原理：假如有一个假如有一个3bit的编码，那么是可以表示的编码，那么是可以表示23=8种编种编码。用两码。用两bit表征信息，另一个表征信息，另一个bit作为校验码，那作为校验码，那么可以表示么可以表示22=4个信息。个信息。000=风风011=雨雨101=雷雷110=电电任意两个码元都有两任意两个码元都有两位是不同的位是不同的如果如果“000000”风，出错，风，出错，变成了变成了“001”，能发现错，能发现错误，但是，不能纠错误，但是，不能纠错001为了纠错，增加冗余比特，使用两个比特为了纠错，增加冗余比特，使用两个比特作为监督位，可以实现对一个比特错误的纠作为监督位，可以实现对一个比特错误的纠错。错。000=风风111=电电1001113 3位各不相同，位各不相同，“000000”出错为出错为“100100”，可以判断最，可以判断最高位出错高位出错数字调制数字调制粮仓老鼠还是厕所老鼠粮仓老鼠还是厕所老鼠李斯的彻悟李斯的彻悟厕所里的老鼠胆小怕人厕所里的老鼠胆小怕人粮仓的老鼠不怕有人惊扰粮仓的老鼠不怕有人惊扰不同的平台，发挥的作用不一样，一个不同的平台，发挥的作用不一样，一个人要想有大的作为，就必须想方设法把自己人要想有大的作为，就必须想方设法把自己放在合适的平台上。放在合适的平台上。一个信息要想传得远，必须把信息调制一个信息要想传得远，必须把信息调制在合适的载波上。在合适的载波上。说话频率说话频率2003400HzGSM频率频率900MHz频谱搬移频谱搬移调制调制：把低频信号经过处理转变为合适于无：把低频信号经过处理转变为合适于无线传输的射频信号，通过改变射频载波信号线传输的射频信号，通过改变射频载波信号的幅度、相位或频率，来反映低频信号变化的幅度、相位或频率，来反映低频信号变化的过程。的过程。解调解调：是调制的逆过程，是将有用信息从射：是调制的逆过程，是将有用信息从射频信号中提取出来以便接收和处理的过程。频信号中提取出来以便接收和处理的过程。问题：为什么要调制？有什么好处？问题：为什么要调制？有什么好处？1、为了和信道匹配、为了和信道匹配2、电磁波的频率与天线尺寸要匹配、电磁波的频率与天线尺寸要匹配3、在高频段更易于采用频分复用、在高频段更易于采用频分复用幅移键控幅移键控（ASK，AmplitudeShiftKeying)-用幅度的变化来携带数字信号信息用幅度的变化来携带数字信号信息频移键控频移键控(FSK，FrequencyShiftKeying)-用频率的变化来携带数字信号信息用频率的变化来携带数字信号信息相移键控相移键控(PSK，PhaseShiftKeying)-用相位的变化来携带数字信号信息用相位的变化来携带数字信号信息电磁信号可以用一个正弦波来表达，正弦波电磁信号可以用一个正弦波来表达，正弦波无非就无非就3个参数：个参数：振幅振幅、频率频率和和相位相位。数字调制示意图数字调制示意图六、移动通信的电波传播与干扰六、移动通信的电波传播与干扰1、掌握无线电波的传播特性，包括移动通、掌握无线电波的传播特性，包括移动通信中的快衰落和慢衰落；信中的快衰落和慢衰落；2、了解无线电波的传播方式；、了解无线电波的传播方式；3、了解信道的组成及抗干扰的措施。、了解信道的组成及抗干扰的措施。1、无线电波的传播、无线电波的传播什么是无线电波？什么是无线电波？通有交流电流的导体的周围，会产生变化通有交流电流的导体的周围，会产生变化的磁场，变化的磁场又引起变化的电场，变化的磁场，变化的磁场又引起变化的电场，变化的电场又在它周围更远的地方引起变化的磁场。的电场又在它周围更远的地方引起变化的磁场。磁场、电场不断的互相交替产生，向四周空间磁场、电场不断的互相交替产生，向四周空间传播的电磁场，叫传播的电磁场，叫电磁波电磁波。无线电波是电磁波的一种。无线电波是电磁波的一种。人耳能听到的声音频率在人耳能听到的声音频率在20Hz20kHz之之间，称之为间，称之为音频音频，声音的传播速度为，声音的传播速度为340m/s，受环境影响较大，衰减很快，所以不能传送到受环境影响较大，衰减很快，所以不能传送到很远的地方。很远的地方。电磁波频率高，传播速度与光速一样，可电磁波频率高，传播速度与光速一样，可达达3108/s，具有较强的辐射力和较长的传播距，具有较强的辐射力和较长的传播距离，但人耳却听不到。离，但人耳却听不到。2、无线电波的波段划分无线电波的波段划分无线电波的频率从几十无线电波的频率从几十kHz到几万到几万MHz。为了便于应用，习惯上将无线电频率范围。为了便于应用，习惯上将无线电频率范围划分为若干区域，叫做划分为若干区域，叫做频段频段或或波段波段。不同频段的无线电波，其传播方式、主不同频段的无线电波，其传播方式、主要用途和特点也不相同。要用途和特点也不相同。无线电频段划分无线电频段划分波长波长频率范围频率范围接收频接收频率划分率划分波的传播方式波的传播方式主要用途主要用途近距离近距离远距离远距离超长波超长波3 330K30K超低频超低频(VLF)(VLF)地波地波地波地波长距离通信长距离通信长波长波3030300K300K低频低频(LF)(LF)地波地波地波地波长距离通信导航长距离通信导航中波中波300K300K3M3M中频中频(MF)(MF)地波地波天波天波广播、导航、通信广播、导航、通信短波短波3 330M30M高频高频(HF)(HF)地波地波天波天波广播、中长距离通信广播、中长距离通信超短波超短波3030300M300M甚高频甚高频(VHF)(VHF)空间直线波空间直线波对流层散射对流层散射短距离通信、电视、短距离通信、电视、雷达、宇航研究雷达、宇航研究微微波波分米波分米波300M300M3G3G特高频特高频(UHF)(UHF)空间直线波空间直线波对流层散射对流层散射电视、通信、雷达、电视、通信、雷达、卫星、气象、宇航卫星、气象、宇航厘米波厘米波3 330G30G超高频超高频(SHF)(SHF)空间直线波空间直线波对流层散射对流层散射电视、中继通信、雷电视、中继通信、雷达、卫星、达、卫星、毫米波毫米波3030300G300G极高频极高频(EHF)(EHF)空间直线波空间直线波对流层散射对流层散射雷达、通信、宇宙研雷达、通信、宇宙研究究问题：知道频率如何算波长？问题：知道频率如何算波长？电磁波波长与频率的关系电磁波波长与频率的关系在气温是在气温是15摄氏度的时候，声音在空气摄氏度的时候，声音在空气中传播的速度约是每秒中传播的速度约是每秒340米；声音传到米；声音传到1000米远的地方大致是米远的地方大致是3秒钟，而电磁波传秒钟，而电磁波传到到1000米远的地方，只需三十万分之一秒，米远的地方，只需三十万分之一秒，折合传播速度约为折合传播速度约为。300,000,000米米/秒秒3108米米/秒秒电磁波的周期和频率及波长之间是什么关系？波长波长=光速光速/频率频率 光速光速=频率频率*波长波长 频率频率=光速光速/波长波长 无线电波波长与天线长度的关系？无线电波波长与天线长度的关系？1）长线天线：天线长度大于一个波长而且是半波长）长线天线：天线长度大于一个波长而且是半波长的整数倍，才可以称作长线天线。的整数倍，才可以称作长线天线。2）半波天线：天线长度等于半个波长。）半波天线：天线长度等于半个波长。3）四分之一波长天线：四分之一波长的天线。四分之一波长天线：四分之一波长的天线。天线的长度天线的长度(波长波长)=300/频率频率(MHz)(1/4)0.96(波长波长缩短率缩短率)短波倒短波倒V天线天线手机天线金属片手机天线金属片常见的移动基站常见的移动基站移动通信工程中使用的天线移动通信工程中使用的天线海上钻井平台实现移动信号覆盖海上钻井平台实现移动信号覆盖回答前面的问题：回答前面的问题：为什么要调制？有什么好处？为什么要调制？有什么好处？1、为了和信道匹配、为了和信道匹配2、电磁波的频率与天线尺寸要匹配、电磁波的频率与天线尺寸要匹配3、在高频段更易于采用频分复用、在高频段更易于采用频分复用问题：用什么对无线电波进行分析？问题：用什么对无线电波进行分析？信号分析的利器信号分析的利器傅里叶级数和傅里叶分析傅里叶级数和傅里叶分析傅里叶级数傅里叶级数把一个看上去没什么规律的周期把一个看上去没什么规律的周期给规律化了，从数学上理解，即为基波信号和给规律化了，从数学上理解，即为基波信号和谐波信号的叠加。谐波信号的叠加。傅里叶分析傅里叶分析非周期信号的数学阐述非周期信号的数学阐述从时域转换为频域来理解信号从时域转换为频域来理解信号从时域的观点来欣赏迈克尔从时域的观点来欣赏迈克尔.乔丹乔丹从频域的观点来欣赏迈克尔从频域的观点来欣赏迈克尔.乔丹乔丹用软件利用傅里叶变换看到的无线电波用软件利用傅里叶变换看到的无线电波3、无线电波的传播方式、无线电波的传播方式在无线通信中，是利用电磁波的辐射和传播，在无线通信中，是利用电磁波的辐射和传播，经过空间传送信息的。经过空间传送信息的。电磁波在传播过程中，电场矢量和磁场矢量电磁波在传播过程中，电场矢量和磁场矢量的振幅总维持特定方向，这种现象称为的振幅总维持特定方向，这种现象称为极化极化。卫星通信采用平面卫星通信采用平面圆极化波圆极化波（电场振幅不随时间变化，（电场振幅不随时间变化，方向以等角速度旋转）。方向以等角速度旋转）。无线电广播采用