第2章通信基礎(chǔ)理論

1、第2章 通信基礎(chǔ)理論2.1 信號(hào)與系統(tǒng)2.2 概率論與隨機(jī)過(guò)程2.3 模擬通信系統(tǒng)2.4 數(shù)字通信系統(tǒng)2.5 移動(dòng)通信信道的三大損耗2.6 移動(dòng)通信的四大效應(yīng)2.1 信號(hào)與系統(tǒng)n2.1.1 何為信號(hào)、何為系統(tǒng)？n2.1.2 信號(hào)與系統(tǒng)的分類n2.1.3 卷積的概念n2.1.4 傅里葉級(jí)數(shù)分析與傅里葉變換何為信號(hào)、何為系統(tǒng)？n信號(hào)是消息的表現(xiàn)形式和傳輸載體，消息是信號(hào)的具體內(nèi)容：（1）殺敵時(shí)的鼓聲就是一個(gè)信號(hào)，他要傳達(dá)的信息是沖鋒陷陣、奮勇殺敵。（2）仗打得差不多的時(shí)候的鑼聲也是一個(gè)信號(hào)，傳達(dá)的信息是鳴金收兵，咱不打了。（3）燈塔上的燈光是信號(hào)，它要傳達(dá)的信息可能是此處有暗礁，請(qǐng)繞行！何為信號(hào)、

2、何為系統(tǒng)？（4）航海用的旗語(yǔ)是信號(hào)，它要傳達(dá)的信息因旗語(yǔ)的不同而異。（5）無(wú)線電報(bào)用滴答的代碼傳遞消息，無(wú)線電傳輸?shù)氖菬o(wú)線電信號(hào)。（6）電話將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)在電纜中傳送。何為信號(hào)、何為系統(tǒng)？n移動(dòng)通信系統(tǒng)包含基站、終端、傳輸子系統(tǒng)、計(jì)費(fèi)子系統(tǒng)、鑒權(quán)子系統(tǒng)等，這些子系統(tǒng)相互協(xié)作、互相配合才構(gòu)成了一個(gè)完整的移動(dòng)通信系統(tǒng)。圖2.2 一個(gè)簡(jiǎn)單的通信系統(tǒng)信號(hào)與系統(tǒng)的分類n根據(jù)信號(hào)的確定性與否來(lái)劃分，信號(hào)可以分為：確定性信號(hào)和隨機(jī)信號(hào)。n根據(jù)信號(hào)是否會(huì)周期反復(fù)來(lái)劃分，信號(hào)可以分為：周期信號(hào)與非周期信號(hào)。n根據(jù)信號(hào)的連續(xù)性，信號(hào)可以分為：連續(xù)信號(hào)與離散信號(hào)。信號(hào)與系統(tǒng)的分類n根據(jù)系統(tǒng)是否具有齊次性，系

3、統(tǒng)可以分為：線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)。n根據(jù)系統(tǒng)的模型參數(shù)是否恒定，系統(tǒng)可以分為：時(shí)變系統(tǒng)與時(shí)不變系統(tǒng)。n根據(jù)系統(tǒng)的連續(xù)性，系統(tǒng)可以分為：連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)與離散時(shí)間系統(tǒng)。卷積的概念n沖激函數(shù)n卷積dttxftfxf)()()(21圖2.6 沖激函數(shù)圖2.7 張開印vs泰國(guó)拳王傅里葉級(jí)數(shù)分析與傅里葉變換n傅里葉級(jí)數(shù)可以簡(jiǎn)述為：任何函數(shù)都可以由不同振幅、不同頻率、不同相位的三角函數(shù)的線性組合來(lái)表示。n傅里葉變換圖2.8 門函數(shù)的傅里葉變換2.2 概率論與隨機(jī)過(guò)程n2.2.1 概率論擲骰子的故事n2.2.2 隨機(jī)過(guò)程隨機(jī)過(guò)程不隨機(jī)n2.2.3 馬爾科夫過(guò)程由愛(ài)情呼叫轉(zhuǎn)移想到的n2.2.4 排隊(duì)論人多很擁擠？

4、排隊(duì)吧概率論擲骰子的故事n概率論的產(chǎn)生n概率論在通信中 的應(yīng)用隨機(jī)過(guò)程隨機(jī)過(guò)程不隨機(jī)n泊松分布n指數(shù)分布!)(kekxpk0, 00,1)(xxexFx馬爾科夫過(guò)程由愛(ài)情呼叫轉(zhuǎn)移想到的圖2.11 一個(gè)簡(jiǎn)單的馬爾科夫鏈排隊(duì)論人多很擁擠？排隊(duì)吧n“顧客/用戶”到達(dá)的規(guī)律n排隊(duì)規(guī)則n窗口數(shù)目n服務(wù)時(shí)間2.3 模擬通信系統(tǒng)n模擬是和數(shù)字對(duì)應(yīng)的。從時(shí)域上來(lái)看，模擬信號(hào)的時(shí)間軸上每個(gè)點(diǎn)都有自己對(duì)應(yīng)的函數(shù)值。圖2.15 模擬通信系統(tǒng)模型模擬信號(hào)的調(diào)制n為何要調(diào)制？ 高頻信號(hào)確實(shí)比低頻信號(hào)傳的遠(yuǎn) 天線的尺寸一般要和信號(hào)的波長(zhǎng)相匹配n常見(jiàn)的調(diào)制方式： 幅度調(diào)制（AM） 頻率調(diào)制 相位調(diào)制2.4 數(shù)字通信系統(tǒng)n數(shù)

5、字技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在哪里？ 差錯(cuò)控制 保密性 實(shí)現(xiàn)的成本n數(shù)字通信的不足： 頻帶利用率較低 需要嚴(yán)格的同步系統(tǒng)模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換n采樣非誠(chéng)勿擾的收視率是怎么來(lái)的？n量化n編碼2.5 移動(dòng)通信信道的三大損耗n2.5.1 路徑損耗俗稱路損n2.5.2 慢衰落損耗俗稱慢衰n2.5.3 快衰落損耗俗稱快衰路徑損耗俗稱路損n奧村-哈塔模型L50(市區(qū))（dB）=69.55+26.16lgfc-13.82lghb-(hm)+(44.9-6.55lghb)lgd-KnHata模型L50(市區(qū))（dB）=46.3+33.9lgfc-13.82lghb-(hm)+ (44.9-6.55lghb)lgd+CMn室

6、內(nèi)傳播模型快衰落損耗俗稱快衰n快衰落消耗主要是反映小范圍移動(dòng)的接收電平平均值的起伏變化趨勢(shì)?？焖ヒ鸬碾娖狡鸱兓娜鹄植?、萊斯分布和納卡伽米分布，它的起伏變化速率比慢衰落要快，所以稱為快衰。 （1）時(shí)間選擇性衰落（2）空間選擇性衰落（3）頻率選擇性衰落2.6 移動(dòng)通信的四大效應(yīng)n2.6.1 陰影效應(yīng)陽(yáng)光不能普照n2.6.2 遠(yuǎn)近效應(yīng)CMDA特有的效應(yīng)n2.6.3 多徑效應(yīng)路太多也非好事n2.6.4 多普勒效應(yīng)你跑的太快了，我跟不上陰影效應(yīng)陽(yáng)光不能普照n移動(dòng)通信中建筑物等的阻擋所引起的陰影效應(yīng) 。遠(yuǎn)近效應(yīng)CMDA特有的效應(yīng)nCDMA中離基站距離較近的小區(qū)中心，用戶接收到的基站信號(hào)就比較強(qiáng)。多徑效應(yīng)路太多也非好事n通過(guò)不