wop-ch2(1)_通信基础理论课件

1、第2章 通信基础理论2.1 信号与系统2.2 概率论与随机过程2.3 模拟通信系统2.4 数字通信系统2.5 移动通信信道的三大损耗2.6 移动通信的四大效应2.1 信号与系统n2.1.1 何为信号、何为系统？n2.1.2 信号与系统的分类n2.1.3 卷积的概念n2.1.4 傅里叶级数分析与傅里叶变换何为信号、何为系统？n信号是消息的表现形式和传输载体，消息是信号的具体内容：（1）杀敌时的鼓声就是一个信号，他要传达的信息是冲锋陷阵、奋勇杀敌。（2）仗打得差不多的时候的锣声也是一个信号，传达的信息是鸣金收兵，咱不打了。（3）灯塔上的灯光是信号，它要传达的信息可能是此处有暗礁，请绕行！何为信号、

2、何为系统？（4）航海用的旗语是信号，它要传达的信息因旗语的不同而异。（5）无线电报用滴答的代码传递消息，无线电传输的是无线电信号。（6）电话将声音信号转换为电信号在电缆中传送。何为信号、何为系统？n移动通信系统包含基站、终端、传输子系统、计费子系统、鉴权子系统等，这些子系统相互协作、互相配合才构成了一个完整的移动通信系统。图2.2 一个简单的通信系统信号的分类n根据信号是否会周期反复来划分，信号可以分为：周期信号与非周期信号。n模拟信号和数字信号信号的表示n时域n频域课件制作人：谢希仁如何分析信号？n周期信号，由图1.20，傅里叶级数 n非周期信号傅里叶变换，eg乔丹的篮球分析 信号的分析n傅

3、里叶级数可以简述为：任何函数都可以由不同振幅、不同频率、不同相位的三角函数的线性组合来表示。n傅里叶变换图2.8 门函数的傅里叶变换通信系统的分类n模拟通信系统n数字通信系统2.3 模拟通信系统n模拟是和数字对应的。从时域上来看，模拟信号的时间轴上每个点都有自己对应的函数值。图2.15 模拟通信系统模型模拟信号的调制n为何要调制？ 高频信号确实比低频信号传的远 天线的尺寸一般要和信号的波长相匹配n常见的调制方式： 幅度调制（AM） 频率调制 相位调制2.4 数字通信系统n数字技术的优势在哪里？ 差错控制 保密性 实现的成本n数字通信的不足： 频带利用率较低 需要严格的同步系统模拟信号与数字信号

4、的转换n采样非诚勿扰的收视率是怎么来的？n量化n编码 取样、量化及编码过程示意图取样、量化及编码过程示意图 调制技术n 调制的实质是进行频谱变换，把携带信息的基带信号的频谱搬移到所需要的频谱范围（通常频率变得更高），经过调制后的已调波具有两个基本特性：一是仍然携带信息，二是适合于信道传输。n 调制的作用如下所述。n 调制是为了有效辐射。 n 调制是为了实现信道的复用。n 调制是为了提高系统的抗干扰性能。 n 调制可以克服设备的限制。 2.1.1 模拟调制技术n1幅度调制n 幅度调制（AM）是指用调制信号m(t)控制高频载波c(t)的振幅，使载波的振幅随调制信号的瞬时幅值而产生线性变化的调制方式

5、。 图图2-1 幅度调制器的一般模型幅度调制器的一般模型图图2-2 幅值调制波形幅值调制波形图图2-3 DSB和和SSB频谱频谱2频率调制和相位调制n 频率调制（FM）可能是最常用的模拟调制技术，常见于从广播到无绳电话的几乎所有应用场合。 图图2-4 角调制信号波形角调制信号波形图图2-5 频率调制（频率调制（FM）n 调频信号的产生通常有两种方法 n（1）直接调频法n 直接调频法是利用基带调制信号直接控制压控振荡器的频率而获得调频信号。 （2）间接调频法n 间接调频法也称倍频法，它是先对调制信号积分，后对载波进行相位调制，从而产生窄带调频（NBFM）信号，再利用倍频器把NBFM信号变换成WB

6、FM信号。2.1.2 数字调制技术图图2-6 2ASK、2FSK及及2PSK波形图波形图1二进制幅移键控n 二进制幅移键控（2ASK）就是用二进制数字基带信号控制正弦载波的幅度，使载波振幅随着二进制数字基带信号而变化。 图图2-7 2ASK信号的功率谱信号的功率谱2二进制频移键控n 二进制频移键控（2FSK）是用二进制数字信息控制正弦载波的频率，使正弦载波的频率随二进制数字信息的变化而变化。 图图2-8 2FSK信号的功率谱信号的功率谱3二进制相移键控和二进制差分相移键控n 二进制相移键控（2PSK）就是用二进制数字信息控制正弦载波的相位，使正弦载波的相位随着二进制数字信息的变化而变化。 图图

7、2-9 2DPSK波形波形4现代数字调制技术n 二进制数字调制技术是其他调制技术的基础，但它们的频带利用率较低。 图图2-10 四相相移键控（四相相移键控（DQPSK）图图2-11 /4DQPSK图图2-12 16点正交调幅（点正交调幅（QAM）示意图）示意图无线信道之烦恼n信道容量：信道上可以被传输的最大速率。n没有噪声的理想国奈奎斯特带宽n有噪声的真实世界香农定理课件制作人：谢希仁2.5 移动通信信道的三大损耗n2.5.1 路径损耗俗称路损n2.5.2 慢衰落损耗俗称慢衰n2.5.3 快衰落损耗俗称快衰路径损耗俗称路损n奥村-哈塔模型L50(市区)（dB）=69.55+26.16lgfc-

8、13.82lghb-(hm)+(44.9-6.55lghb)lgd-KnHata模型L50(市区)（dB）=46.3+33.9lgfc-13.82lghb-(hm)+ (44.9-6.55lghb)lgd+CMn室内传播模型快衰落损耗俗称快衰n快衰落消耗主要是反映小范围移动的接收电平平均值的起伏变化趋势。快衰引起的电平起伏变化服从瑞利分布、莱斯分布和纳卡伽米分布，它的起伏变化速率比慢衰落要快，所以称为快衰。 （1）时间选择性衰落（2）空间选择性衰落（3）频率选择性衰落2.6 移动通信的四大效应n2.6.1 阴影效应阳光不能普照n2.6.2 远近效应CMDA特有的效应n2.6.3 多径效应路太多也非好事n2.6.4 多普勒效应你跑的太快了，我跟不上阴影效应阳光不能普照n移动通信中建筑物等的阻挡所引起的阴影效应 。远近效应CMDA特有的效应nCDMA中离基站距离较近的