《移动通信》——知识点总结

移动通信、现代通信技术

简述一下移动通信1G~5G的协议与核心技术即通信的发展方向
简述一下无线通信wifi协议与核心技术
介绍复用技术与多址技术
- 移动通信的传播方式
- 移动通信的工作方式
移动通信噪声、衰落、干扰总结
- 三种干扰与四种效应
- 噪声干扰
- 恒参信道、码间串扰
- 随参信道、多径传播、频率选择性衰落、码间串扰
- 频率选择性等抗衰落有效措施
- - 1.分集接收技术包括RAKE接收
  - 2.扩频技术与加重技术
  - 3.均衡技术、部分响应系统：
  - 4.与交织编码结合的差错控制技术、OFDM、MIMO
- 其他衰落
- - 平坦性衰落（对应频选衰落）：
  - 快衰落或慢衰落：
光纤

简述一下移动通信1G~5G的协议与核心技术即通信的发展方向

1G是主要技术:
模拟通信的时代,FDMA
2G核心技术：
GSM：全球移动通信系统(Global System for Mobile)
TDMA(欧洲)和CDMA(北美)Communications)
3G核心技术：CDMA
UMTS：通用移动通信系统Universal Mobile Telecommunications System
CDMA2000电信，美国
WCDMA联通，欧洲
TD-SCDMA移动(移动没有3G)，国内

4G核心技术：OFDMA(正交频分多址)和MIMO(多进多出)
LTE系统（Long Term Evolution，长期演进)
FDD频分双工，基站与手机不同频就不会干扰
TDD时分双工，半双工
5G核心技术与特点：
高速率：VR/AR不眩晕
低延迟：手术、自动驾驶
大容量：万物互联低功耗广域物联网收集收据、穿戴设备、智能家居，智慧城市

大规模MIMO
波束赋形技术，改变电磁的传播方向，把最强的电磁波送到天线
小基站、毫米波、全双工

简述一下无线通信wifi协议与核心技术

多天线多进多出MIMO（802.11n）
波束赋形（802.11ac）
MUMIMO、OFDMA(802.11ax)

介绍复用技术与多址技术

复用技术：多个信息源共同使用同一物理资源，并且互不干扰
FDM频分复用，模拟传输过程，载波带宽被划分为子信道
TDM时分复用，数字传输过程，在同一信道上划分时隙传送多路信号
CDM码分复用，发送同一个频率的信号怎么判断这是发给你的，一个比特时间划分为m个码片，不同的用户接收到信号后计算出是1还是0
OFDM正交频分复用，信号的频率成分之间存在重叠，没有防护带，某路信号频率成分最高的时候其他信号的高度恰好是0
WDM波分复用
SDM空分复用

多址技术：用来区分用户的技术
FDMA频分多址，根据不同的频率区分用户
TDMA时分多址,根据不同的时隙区分用户
CDMA码分多址，根据不同的地址码区分用户——扩频技术
OFDMA正交频分多址，抑制频率选择性衰落，最大限度利用频谱资源

移动通信的传播方式

中长波：地波沿着地面传播绕射
短波：天波反射（多径效应）
超短波、微波：散射或直射

移动通信的工作方式

1、单工通信
2、半双工通信
3、全双工通信

移动通信噪声、衰落、干扰总结

三种干扰与四种效应

相干干扰：噪声信号？
邻频干扰：一般要留频谱隔离带，但可发生滤波器性能不理想的情况
互调干扰：两个信号经过非线性电路可能产生对第三个信号干扰的频率

阴影效应：建筑物阻挡
远近效应：不同用户与基站距离不同多址干扰
多径效应：反射接受端先后收到多路信号
多普勒效应：波源与观察者相互靠近或远离，接收到的波的频率会发送改变
用户坐火车运动导致接收信号频率变化，靠近频率增加

噪声干扰

按来源：自然噪声、人为噪声、内部噪声
按性质：单频噪声、脉冲噪声、起伏噪声
单频噪声：单一频率或窄带谱
脉冲噪声：时间上是无规则、突发性的脉冲波形
起伏噪声：时间上不规则随机变化，类似高斯白噪声

加性噪声干扰和乘性噪声干扰
根据乘性噪声干扰对信道的影响：可以把信道分成恒参信道和随参信道

恒参信道、码间串扰

恒参信道：信道特性随时间缓慢变化或不变的信道
——有线通信、卫星中继、视距传播

理想恒参信道：看做线性时不变滤波器，幅频特性常数，线性相位

实际恒参信道：
幅频失真：模拟波形失真（信噪比下降）、数字码间串扰（误码率上升）
相频失真：相频失真对声音影响不大，对视频信号影响较大，数字信号码间串扰（误码率增大）

随参信道、多径传播、频率选择性衰落、码间串扰

随参信道：信道特性随时间缓慢变化或不变的信道
——天波，地波，散射

多径传播:信号经过多个路径到达接受端，每条路径的时延和

相干带宽：近似等于最大多径时延的倒数，在此带宽内的电磁波在这个复杂的空间格局中获得近似的传播特性而没有明显的畸变
信道传输特性函数两个零点之间的频率间隔

多径传播的接收到的是包络和相位随机缓变的窄带信号，包络服从瑞利分布，相位服从均匀分布，频率发生频率弥散。
（1）瑞利型衰落，即包络瑞利分布：以两路为例，信号通过I、Q两路传输，I路服从高斯分布，Q路服从高斯分布，由瑞利分布定义可知，包络服从瑞利分布。不同于莱斯衰落
（2）频率弥散：信道的传递函数是随时间而变化的，即在不同时刻发送相同的信号，在接收端的信号是不相同的。单一频率的信号经过时变衰落信道之后会呈现为具有一定的带宽和频率包络的信号，这就是频率弥散。
（3）频率选择性衰落：在同一位置，由于反射径信号的存在，发射不同频率的信号时，在接收机处接收到信号有的频率是被增强了，有的频率是被削弱了。
不满足信号平均时延差<<码元长度
从频域看，相干带宽<（信号带宽）信道带宽

频率选择性等抗衰落有效措施

1.分集接收技术包括RAKE接收

分集接收技术：对信号分散接收、集中处理，接收收到多个携带同一信息的独立分布的衰落信号，从而减少衰落对信号的影响
空间分集、频率分集、时间分集
宏分集：不同基站和天线发出，长时正态信号
微分集：同一基站，短时瑞利信号

RAKE接收：是一种CDMA使用分集接收技术，幅度明显大于噪声背景的多径分量取出，对其进行延时和相位校正，使之在某一时刻对齐，并按一定的规则进行合并，得到一个信噪比比较大的信号。——主要防止多径干扰

2.扩频技术与加重技术

扩频技术提高信号抗噪声性能
1）抗干扰能力强
2）隐蔽性好
3）可实现码分多址
4）抗衰落、抗多径干扰

预加重和去加重——改善输出信噪比，解决路径损耗、门限效应问题
预加重：解调器输入端对信号某些频率进行针对性加强
去加重：解调后降低高频出处的噪声

3.均衡技术、部分响应系统：

部分响应系统：引入串扰再进行去除
时域均衡与频域均衡：打造无码间串扰的系统特性，改善信道特性

——数字信号频率选择性衰落会导致码间串扰

4.与交织编码结合的差错控制技术、OFDM、MIMO

其他衰落

平坦性衰落（对应频选衰落）：

从频域看,（信号带宽）信道带宽<相干带宽
信号平均时延差<<码元长度
瑞利分布常用于描述平坦衰落信号接收包络或独立多径分量接受
包络统计时变特性

快衰落或慢衰落：

快衰落：由多径效应引起的衰落叫快衰落，衰落可以和一个码元的周期做比较，信道变化率快于基带信号变化率
慢衰落：由于季节、日夜、天气，衰落的起伏周期很长称为慢衰落，信道变化率慢于基带信号变化率

光纤

什么是阶跃型光纤，梯度型光纤，多模光纤，单模光纤

阶跃光纤：折射率在两种介质中均匀不变，仅在边界处发生突变的光纤
梯度型光纤：纤芯折射率沿半径增大方向逐渐减小的光纤
多模光纤：有多种光线传播路径的光纤为
单模光纤：只有一种光线传播路径的光纤为