2013《移動通信系統(tǒng)》教案

1、教師教案(20122013 學(xué)年學(xué)年 第第 2 學(xué)期學(xué)期)課課 程程 名名 稱：稱：移動通信系統(tǒng)移動通信系統(tǒng)授授 課課 學(xué)學(xué) 時：時：4848（44+444+4）授授 課課 班班 級：專業(yè)核心課級：專業(yè)核心課教師所在學(xué)院：通信抗干擾實驗室教師所在學(xué)院：通信抗干擾實驗室電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)2012-12-26目錄課程基本情況課程基本情況.5學(xué)時分配學(xué)時分配.1第第 1 章章 概述概述.21.1 授課時數(shù).21.2 教學(xué)內(nèi)容及要求.21.3 教學(xué)重點與難點.21.3.1 本章重點.21.3.2 本章難點.21.4 教學(xué)設(shè)計.21.4.1 內(nèi)容與課時安排.31.4.2 第 1 次課.31.4.3

2、 第 2 次課.31.5 其它可選的作業(yè)及參考答案.41.6 思考與討論.51.7 本章參考資料.51.8 教學(xué)后記.6第第 2 章章 移動通信電波傳播與傳播預(yù)測模型移動通信電波傳播與傳播預(yù)測模型. 72.1 授課時數(shù).72.2 教學(xué)內(nèi)容及要求.72.3 教學(xué)重點與難點.72.3.1 本章重點.72.3.2 本章難點.72.4 教學(xué)設(shè)計.82.4.1 內(nèi)容與課時安排.82.4.2 第 1 次課.82.4.3 第 2 次課.92.4.4 第 3 次課.112.4.5 本章實驗設(shè)計（學(xué)生實驗在關(guān)鍵技術(shù)完成后統(tǒng)一進行）. 132.5 作業(yè)及答案.142.6 思考與討論.142.7 本章參考資料.15

3、2.8 教學(xué)后記.15第第 3 章章 移動通信中的信源編碼和調(diào)制解調(diào)技術(shù)移動通信中的信源編碼和調(diào)制解調(diào)技術(shù).163.1 授課時數(shù).163.2 教學(xué)內(nèi)容及要求.163.3 教學(xué)重點與難點.163.3.1 本章重點.163.3.2 本章難點.163.4 教學(xué)設(shè)計.163.4.1 內(nèi)容與課時安排.173.4.2 第 1 次課.173.4.3 第 2 次課.183.4.4 實驗演示與設(shè)計（學(xué)生實驗在關(guān)鍵技術(shù)完成后統(tǒng)一進行）.193.5 作業(yè)及答案.193.6 思考與討論.203.7 本章參考資料.213.8 教學(xué)后記.21第第 4 章章 抗衰落和鏈路性能增強技術(shù)抗衰落和鏈路性能增強技術(shù).224.1 授

4、課時數(shù).224.2 教學(xué)內(nèi)容及要求.224.3 教學(xué)重點與難點.224.3.1 本章重點.224.3.2 本章難點.224.4 教學(xué)設(shè)計.224.4.1 內(nèi)容與課時安排.234.4.2 第 1 次課.234.4.3 第 2 次課.254.4.4 第 3 次課.264.5 作業(yè)及答案.274.6 思考與討論.284.7 本章參考資料.284.8 教學(xué)后記.28第第 5 章章 蜂窩組網(wǎng)技術(shù)蜂窩組網(wǎng)技術(shù).295.1 授課時數(shù).295.2 教學(xué)內(nèi)容及要求.295.3 教學(xué)重點與難點.295.3.1 本章重點.295.3.2 本章難點.295.4 教學(xué)設(shè)計.305.4.1 內(nèi)容與課時安排.305.4.2

5、 第 1 次課.305.4.3 第 2 次課.315.5 作業(yè)及答案.335.6 思考與討論.365.7 本章參考資料.365.8 教學(xué)后記.36第第 6 章章 GSM 及其增強移動通信系統(tǒng)及其增強移動通信系統(tǒng).376.1 授課時數(shù).376.2 教學(xué)內(nèi)容及要求.376.3 教學(xué)重點與難點.376.3.1 本章重點.376.3.2 本章難點.376.4 教學(xué)設(shè)計.386.4.1 內(nèi)容與課時安排.386.4.2 第 1 次課.386.4.3 第 2 次課.396.4.4 第 3 次課.406.4.5 第 4 次課.406.5 作業(yè)及答案.416.6 思考與討論.476.7 本章參考資料.476.8

6、 教學(xué)后記.47第第 7 章章 第三代移動通信系統(tǒng)及其增強技術(shù)第三代移動通信系統(tǒng)及其增強技術(shù). 487.1 授課時數(shù).487.2 教學(xué)內(nèi)容及要求.487.3 教學(xué)重點與難點.487.3.1 本章重點.487.3.2 本章難點.487.4 教學(xué)設(shè)計.487.4.1 內(nèi)容與課時安排.497.4.2 第 1 次課.497.4.3 第 2 次課.507.5 作業(yè)及答案. 517.6 思考與討論. 527.7 本章參考資料.527.8 教學(xué)后記.53第第 8 章章 移動通信實驗教學(xué)移動通信實驗教學(xué).548.1 授課時數(shù).548.2 教學(xué)內(nèi)容及要求.548.3 教學(xué)重點與難點.548.3.1 本章重點.5

7、48.3.2 本章難點.548.4 教學(xué)設(shè)計.548.4.1 內(nèi)容與課時安排.548.4.2 第一單元.548.4.3 第二單元.638.4.4 第三單元.718.5 思考與討論.728.6 本章參考資料.728.7 教學(xué)后記.72課程基本情況課程基本情況課程名稱課程名稱移動通信系統(tǒng)授課專業(yè)授課專業(yè)班級班級專業(yè)核心課年級年級大三課程編號課程編號0109530修課修課人數(shù)人數(shù)75課程類型課程類型必修課普通教育課程()； 學(xué)科基礎(chǔ)課 () ；專業(yè)方向課 ()選修課公選課 ()；學(xué)科基礎(chǔ)選修課 () ；專業(yè)選修 ()授課方式授課方式理論課 ( ) ；實踐課 ( )考核方式考試 ( )考查 ()是 否

8、 采 用是 否 采 用多媒體多媒體是是否采用雙語否學(xué)時分配學(xué)時分配課堂講授44學(xué)時；實踐課4 學(xué)時名稱名稱作者作者出版社及出版時間出版社及出版時間教材教材移動通信原理與系統(tǒng)啜鋼、王文博等北京郵電大學(xué)出版社,2010.8參考書目參考書目移動通信現(xiàn)代數(shù)字移動通信原理及實用技術(shù)數(shù)字蜂房移動通信系統(tǒng)無線通信原理與應(yīng)用郭梯云、鄔國揚、張厥盛編尤 克 、 胡 智娟、陳曦編趙榮黎編著蔡濤等譯西安電子科技大學(xué)出版社北京航空航天大學(xué)出版社電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社授課時間授課時間2013.22013.7學(xué)時分配章次章次教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容學(xué)時安排學(xué)時安排第一章第一章概述4第二章第二章移動通信電波傳播與傳播預(yù)測模型

9、7第三章第三章移動通信中的信源編碼和調(diào)制解調(diào)技術(shù)3第四章第四章抗衰落和鏈路性能增強技術(shù)6期中小結(jié)期中小結(jié)期中小結(jié)+作業(yè)評講2實驗實驗移動通信實驗教學(xué) （課堂預(yù)習(xí)加實際操作）6期中考試期中考試期中考試（第 10 周左右）4第五章第五章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)4第六章第六章GSM 及其增強移動通信系統(tǒng)8第七章第七章第三代移動通信系統(tǒng)及其增強技術(shù)4期末復(fù)習(xí)期末復(fù)習(xí)期末復(fù)習(xí)1共計共計49 學(xué)時第第 1 1 章章概述概述1.1授課時數(shù)4 個學(xué)時。1.2教學(xué)內(nèi)容及要求教學(xué)內(nèi)容：介紹移動通信原理及其應(yīng)用方面的基本概念，主要包括移動通信發(fā)展進程；第 1 代到第 3 代移動通信 移動通信的特點；移動通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程；移動

10、通信的工作方式以及移動通信的應(yīng)用系統(tǒng)。要求：重點掌握移動通信的基本概念和特點；掌握第 1，2，3 代移動通信的主要特點和相互區(qū)別；掌握移動通信的 3 種工作方式（指單工、雙工、半雙工等）了解移動通信的應(yīng)用系統(tǒng)分類了解移動通信的發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢1.3教學(xué)重點與難點1.3.1本章重點在本書中，總體來說本章所占比重較小，重點在于：移動通信的基本概念移動通信的工作方式1.3.2本章難點對本科同學(xué)，第一次接觸系統(tǒng)的概念，可能會覺得比較抽象，枯燥。需要盡量補充新的業(yè)界資料和一些新的系統(tǒng)和業(yè)務(wù)的資料，以幫助學(xué)生提高興趣。1.4教學(xué)設(shè)計授課方式授課方式：課堂講授1.4.1內(nèi)容與課時安排本章內(nèi)容通常均可在前

11、2 次課，4 個學(xué)時內(nèi)完成。1.4.2第 1 次課1.內(nèi)容（40）(1). 1.1 小節(jié)，移動通信發(fā)展簡述（約小節(jié)，移動通信發(fā)展簡述（約 40 頁）頁）重點：重點：移動通信的基本概念移動通信的基本概念3代移動通信的基本特征代移動通信的基本特征2.課前預(yù)習(xí)設(shè)計(1). 無。無。3.講授思路(1). 在正式授課前，先簡單介紹本課程的教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)計劃，教學(xué)方式，教學(xué)目的在正式授課前，先簡單介紹本課程的教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)計劃，教學(xué)方式，教學(xué)目的和考察方式，讓學(xué)生有目的的進行選課。和考察方式，讓學(xué)生有目的的進行選課。(2). 介紹移動通信的特點和工作方式介紹移動通信的特點和工作方式(3). 介紹早期移動通

12、信發(fā)展介紹早期移動通信發(fā)展(4). 引出移動通信發(fā)展簡述引出移動通信發(fā)展簡述，本點為本節(jié)課重點，需要詳細闡述，舉例說明，可以參本點為本節(jié)課重點，需要詳細闡述，舉例說明，可以參考課堂設(shè)計的提問來幫助學(xué)生理解?？颊n堂設(shè)計的提問來幫助學(xué)生理解。(5). 現(xiàn)代移動通信的發(fā)展總結(jié)現(xiàn)代移動通信的發(fā)展總結(jié)4.課堂設(shè)計(1). 可以設(shè)計課堂提問的點：可以設(shè)計課堂提問的點：1).關(guān)鍵性突破的地方可以讓學(xué)生思考其代表的物理含義關(guān)鍵性突破的地方可以讓學(xué)生思考其代表的物理含義2).第三代的標(biāo)準(zhǔn)，可以提問第三代的標(biāo)準(zhǔn)，可以提問 TD-SCDMA 是哪一家運營商采用？是哪一家運營商采用？(2). 可以補充的課堂作業(yè)：可以

13、補充的課堂作業(yè)：1).簡述三代移動通信系統(tǒng)各自的特點簡述三代移動通信系統(tǒng)各自的特點1.4.3第 2 次課1.內(nèi)容（20）(1). 1.2 小節(jié)，移動通信的特點和工作方式小節(jié)，移動通信的特點和工作方式(2). 1.3 小節(jié)，移動通信的分類及應(yīng)用系統(tǒng)小節(jié)，移動通信的分類及應(yīng)用系統(tǒng)重點：重點：移動通信系統(tǒng)的移動通信系統(tǒng)的4類工作方式類工作方式FDD和和TDD的對比的對比2.課前預(yù)習(xí)設(shè)計(1). 試舉例一個典型的工作方式為單工的移動通信模式試舉例一個典型的工作方式為單工的移動通信模式（針對重點針對重點 1，引起學(xué)生注意引起學(xué)生注意）3.講授思路(1). 移動通信的特點移動通信的特點頻譜擁擠、頻譜需嚴(yán)格

14、管理；電波傳播存在衰落、多徑等問題；面臨環(huán)境的干擾頻譜擁擠、頻譜需嚴(yán)格管理；電波傳播存在衰落、多徑等問題；面臨環(huán)境的干擾和噪聲；存在高速移動和大動態(tài)范圍的要求和噪聲；存在高速移動和大動態(tài)范圍的要求 ； 對移動臺體積、重量、功耗的要對移動臺體積、重量、功耗的要求高；系統(tǒng)復(fù)雜，系統(tǒng)需組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)需有越區(qū)切換、漫游等功能求高；系統(tǒng)復(fù)雜，系統(tǒng)需組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)需有越區(qū)切換、漫游等功能(2). 移動通信的工作方式移動通信的工作方式單工方式單工方式，半雙工方式半雙工方式，雙工方式雙工方式（FDD 和和 TDD 的概念和對比的概念和對比） ，移動中繼方式移動中繼方式本點為重點，注意和實際系統(tǒng)結(jié)合來講，參看預(yù)習(xí)和課堂

15、提問來輔助學(xué)生理解。本點為重點，注意和實際系統(tǒng)結(jié)合來講，參看預(yù)習(xí)和課堂提問來輔助學(xué)生理解。(3). 移動通信的分類及應(yīng)用系統(tǒng)移動通信的分類及應(yīng)用系統(tǒng)1).蜂窩公用移動通信系統(tǒng)蜂窩公用移動通信系統(tǒng)(公網(wǎng)公網(wǎng))2).集群系統(tǒng)（專網(wǎng)）集群系統(tǒng)（專網(wǎng)）3).無繩電話系統(tǒng)無繩電話系統(tǒng)4).無線尋呼系統(tǒng)無線尋呼系統(tǒng)5).衛(wèi)星通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)6).分組無線網(wǎng)分組無線網(wǎng)(4). 補充實驗室實際科研項目方向，新技術(shù)等介紹補充實驗室實際科研項目方向，新技術(shù)等介紹4.課堂設(shè)計(1). 可以設(shè)計課堂提問的點：可以設(shè)計課堂提問的點：1).在對雙工進行定義的地方在對雙工進行定義的地方， 請學(xué)生根據(jù)前面對單工方式和半雙

16、工方式的學(xué)習(xí)請學(xué)生根據(jù)前面對單工方式和半雙工方式的學(xué)習(xí)，大家可以考慮一下，如何衍生出雙工方式的定義大家可以考慮一下，如何衍生出雙工方式的定義(2). 可以補充的課堂作業(yè)：可以補充的課堂作業(yè)：1).對比對比 TDD 和和 FDD 的優(yōu)勢和缺點的優(yōu)勢和缺點1.5其它可選的作業(yè)及參考答案(1). 簡述移動通信的特點。簡述移動通信的特點。答：移動通信與其他通信方式相比，主要具有以下特點。無限電波傳播復(fù)雜多普勒頻移產(chǎn)生調(diào)制噪聲移動臺受噪聲的干擾并在在強干擾情況下工作對移動臺的要求高通道容量有限通信系統(tǒng)復(fù)雜(2). 簡述蜂窩式移動通信的發(fā)展歷史，說明各代移動通信系統(tǒng)的特點。簡述蜂窩式移動通信的發(fā)展歷史，說

17、明各代移動通信系統(tǒng)的特點。答：蜂窩式移動通信利用了無限通信、有線通信和計算機通信的最新技術(shù)成果，是技術(shù)密集型的移動通信方式。經(jīng)歷了如下發(fā)展歷史：第一代模擬移動通信系統(tǒng)，其特點為：以 FDMA 技術(shù)為基礎(chǔ)，頻率利用率低，容量有限；制式太多，互不兼容，不利于用戶漫游；業(yè)務(wù)種類受限，不能傳送數(shù)據(jù)信息；容易被竊聽。第二代模擬移動通信系統(tǒng)，其特點為：以 TDMA 為主要接入技術(shù)。以數(shù)字傳輸、時分多址、碼分多址為主體技術(shù)，制定了更加完善的呼叫處理和網(wǎng)絡(luò)管理功能。第二代模擬移動通信系統(tǒng)除了傳送語音外，還可傳送數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如傳真和分組的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等。第三代模擬移動通信系統(tǒng)，其特點為：以 CDMA 為主要的接入技術(shù)

18、。更大的系統(tǒng)容量和更靈活的高速率數(shù)據(jù)的傳輸，除了語音和數(shù)據(jù)傳輸外，還能傳送高達2Mbit/S 的高質(zhì)量的活動圖象.(3). 移動通信的工作方式主要有幾種，蜂窩移動通信移動通信系統(tǒng)采用那種方式？移動通信的工作方式主要有幾種，蜂窩移動通信移動通信系統(tǒng)采用那種方式？答：移動通信的工作方式有以下幾種：1：單工通信 2:雙工通信3：半雙工通信 4：移動中繼方式。蜂窩式移動通信系統(tǒng)能夠采用的式雙工通信和移動中繼方式。(4). 移動通信的概念？移動通信的概念？答：移動通信是指通信雙方或至少其中一方在運動狀態(tài)中（或臨時靜止?fàn)顟B(tài)）進行信息交互的通信方式(5). 常見移動通信的應(yīng)用系統(tǒng)分類有哪些？常見移動通信的應(yīng)

19、用系統(tǒng)分類有哪些？答：6 大類陸地公眾蜂窩移動通信系統(tǒng)。集群通信無繩電話無線尋呼衛(wèi)星移動通信分組無線網(wǎng)1.6思考與討論1.7本章參考資料移動通信系統(tǒng)發(fā)展迅速，本章主要的參考資料是在網(wǎng)絡(luò)上搜尋最新的移動通信系統(tǒng)的相關(guān)資料。移動通信在線：http:/ 等等。1.8教學(xué)后記第第 2 2 章章移動通信電波傳播與傳播預(yù)測模型移動通信電波傳播與傳播預(yù)測模型2.1授課時數(shù)7 學(xué)時。2.2教學(xué)內(nèi)容及要求內(nèi)容：本章主要介紹移動通信電波傳輸?shù)幕靖拍詈驮?，介紹常用的幾種傳播預(yù)測模型。首先介紹了電波傳播的基本特性，在此基礎(chǔ)上講解了影響電波傳播的 3 種基本機制反射、繞射和散射。然后較詳細地論述了移動無線信道及其特

20、性參數(shù)。要求：了解無線通信的電波傳播環(huán)境的特點；掌握電波傳輸方式分類；掌握無線信道的模型、表征及分類理解無線信道中信號經(jīng)歷多徑衰落的基本特性，掌握多徑傳播與快衰落、陰影衰落、時延擴展與相干帶寬的關(guān)系理解描述信道衰落特性的特征量掌握多普勒頻移的計算掌握自由空間損耗的概念和計算不要求鏈路分析和傳播損耗及其計算方法，不要求電波傳播損耗預(yù)測模型2.3教學(xué)重點與難點2.3.1本章重點無線衰落信道的本質(zhì)和特征。2.3.2本章難點能夠理解無線電波傳播的復(fù)雜性與時變特性是導(dǎo)致移動通信系統(tǒng)區(qū)別于有線通信系統(tǒng)的根本原因，即（移動通信信道）衰落是移動通信系統(tǒng)需要克服的第一個障礙；能夠定性理解多徑衰落現(xiàn)象的本質(zhì)，并能

21、用定量計算一些指標(biāo)，包括多普勒頻移，時延擴展，電平交叉率與平均衰落周期；能夠區(qū)別平坦衰落與頻率選擇性衰落，快衰落與慢衰落。2.4教學(xué)設(shè)計授課方式授課方式：課堂講授+MATLAB 演示+學(xué)生實驗本章內(nèi)容是“移動通信系統(tǒng)”課程中的一個關(guān)鍵章節(jié)，需要讓學(xué)生明白，正是移動通信信道的特殊與復(fù)雜性導(dǎo)致了移動通信系統(tǒng)區(qū)別于有線通信系統(tǒng)的獨特設(shè)計思路，包括關(guān)鍵技術(shù)與組網(wǎng)。這一部分內(nèi)容涉及“大學(xué)物理”、“電磁場與電磁波”、“天線技術(shù)”、“信號與系統(tǒng)”和“概率論”等多門基礎(chǔ)學(xué)科。上課前，或在前一次課結(jié)束時，布置學(xué)生一些思考題，比如：電磁波頻率與電磁波在自由空間、空氣及其它媒質(zhì)中傳播時具有什么特點？多個同相、或反相

22、信號的疊加會有什么結(jié)果？電磁波傳播具有哪些基本現(xiàn)象？反射、散射、繞射。如何讓學(xué)生理解多徑衰落現(xiàn)象及其特點，理解頻率選擇性衰落、平坦衰落的衡量指標(biāo)是教學(xué)的難點與關(guān)鍵。利用研究式教學(xué)模式，可通過以下問題貫穿本章節(jié)的全部過程：2.4.1內(nèi)容與課時安排課堂教學(xué)需要 3 次課，其中包括少量的 MATLAB 演示，此外，相關(guān)內(nèi)容還將在實驗課中安排一個實驗。2.4.2第 1 次課1.內(nèi)容（32）(1). 2.1 概述概述(2). 2.2 自由空間的電波傳播自由空間的電波傳播重點：重點：為什么蜂窩移動通信系統(tǒng)主要使用超高頻為什么蜂窩移動通信系統(tǒng)主要使用超高頻(300MHz3GHz)頻段頻段自由空間的電波傳播損

23、耗的計算和用途自由空間的電波傳播損耗的計算和用途2.課前預(yù)習(xí)設(shè)計(1). GSM 系統(tǒng)通信的頻段及該頻段的電磁波的傳輸特點系統(tǒng)通信的頻段及該頻段的電磁波的傳輸特點 。3.講授思路(1).從信號與系統(tǒng)中信號經(jīng)過信道所受到的影響從信號與系統(tǒng)中信號經(jīng)過信道所受到的影響， 推出推出： 為什么研究無線信道的電波為什么研究無線信道的電波傳播特性傳播特性1).復(fù)習(xí)一下白高斯噪聲的定義和特點復(fù)習(xí)一下白高斯噪聲的定義和特點2).無線電波的幾種主要傳播方式以及傳播特性無線電波的幾種主要傳播方式以及傳播特性3).從移動信道下的電波傳播機制，講解不同頻段的電波傳輸方式的不同，從而從移動信道下的電波傳播機制，講解不同頻

24、段的電波傳輸方式的不同，從而得到不同的電波頻段在不同領(lǐng)域的應(yīng)用。得到不同的電波頻段在不同領(lǐng)域的應(yīng)用。4).重點分析蜂窩移動通信系統(tǒng)主要使用超高頻重點分析蜂窩移動通信系統(tǒng)主要使用超高頻UHF(300MHz3GHz)的主要原的主要原因：因： （結(jié)合預(yù)習(xí)題來講）（結(jié)合預(yù)習(xí)題來講）UHF 頻段主要采用空間波傳播，其覆蓋方式適合于蜂窩移動通信系統(tǒng)UHF 頻段所需要的天線較短便于移動UHF 頻段受天氣的影響較小(2). 自由空間的電波傳播自由空間的電波傳播1).直射：電波沿直線傳播的傳播方式直射：電波沿直線傳播的傳播方式2).自由空間電波傳播損耗，在理想的、均勻的、各向同性的介質(zhì)中傳播，無反自由空間電波傳

25、播損耗，在理想的、均勻的、各向同性的介質(zhì)中傳播，無反射射、折射折射、繞射繞射、散射和吸收現(xiàn)象散射和吸收現(xiàn)象 ，其單位面積中的能量會因擴散引起損耗其單位面積中的能量會因擴散引起損耗前提： 發(fā)射天線遠離地球，或沒有阻擋物自由空間電波傳播損耗的推導(dǎo)：Frris 自由空間模型(Friis H.T.,Proc.IRE,1946)32.4520lg20lg10lg10lgdBTRLfdGG這里為重點，需要舉例說明。并注意和課堂練習(xí)結(jié)合，可對學(xué)生進行提問和討論。3).非理想自由空間的傳輸損耗非理想自由空間的傳輸損耗00( )ndP dddd對于基本概念，路徑損耗指數(shù)的獲取和典型環(huán)境的路徑損耗指數(shù)需要注意某些

26、特定環(huán)境下，n 可能小于 2，要給學(xué)生舉例解釋4.課堂設(shè)計(1). 可以設(shè)計課堂提問的點：可以設(shè)計課堂提問的點：1).概述的地方可以詢問信號輸出和信道之間的關(guān)系概述的地方可以詢問信號輸出和信道之間的關(guān)系2).無線電波傳播特性處可以解釋現(xiàn)在成熟的無線電波傳播特性處可以解釋現(xiàn)在成熟的 GSM 系統(tǒng)的頻段問題系統(tǒng)的頻段問題3).無線電波傳播特性在講到短波的時候，可以提問圖片中的短波天線無線電波傳播特性在講到短波的時候，可以提問圖片中的短波天線4).無線電波傳播特性最后，可以請學(xué)生分析蜂窩移動通信系統(tǒng)主要使用超高無線電波傳播特性最后，可以請學(xué)生分析蜂窩移動通信系統(tǒng)主要使用超高頻頻UHF(300MHz3

27、GHz)的主要原因的主要原因5).自由空間的傳播損耗的計算，在舉例后，留一個課堂練習(xí)，讓學(xué)生自行計算自由空間的傳播損耗的計算，在舉例后，留一個課堂練習(xí)，讓學(xué)生自行計算6).在在 W 和和 dBm 的轉(zhuǎn)換的地方，留一個課堂練習(xí)，讓學(xué)生自行計算的轉(zhuǎn)換的地方，留一個課堂練習(xí)，讓學(xué)生自行計算(2). 可以補充的課堂作業(yè)：可以補充的課堂作業(yè)：1).簡述三代移動通信系統(tǒng)各自的特點簡述三代移動通信系統(tǒng)各自的特點2.4.3第 2 次課1.內(nèi)容（61-32）(2). 2.3 3 種基本電波傳播機制種基本電波傳播機制(3). 2.4 陰影衰落的基本特性陰影衰落的基本特性(4). 2.5 移動無線信道及特性參數(shù)移動

28、無線信道及特性參數(shù)2.5.1 無線信道的衰落無線信道的衰落2.5.2 多普勒頻移多普勒頻移2.5.3 多徑信道的信道模型多徑信道的信道模型重點重點陰影衰落陰影衰落的分析和應(yīng)用的分析和應(yīng)用多普勒頻移的推導(dǎo)和分析多普勒頻移的推導(dǎo)和分析2.課前預(yù)習(xí)設(shè)計(1). 為什么在站臺，火車靠近的時候，汽笛聲比較低沉，火車遠離時，汽笛聲會比較為什么在站臺，火車靠近的時候，汽笛聲比較低沉，火車遠離時，汽笛聲會比較尖銳。尖銳。3.講授思路(1). 3 種基本電波傳播機制種基本電波傳播機制1).反射反射:當(dāng)電磁波遇到比波長大得多的物體時發(fā)生反射，反射發(fā)生于地球表面當(dāng)電磁波遇到比波長大得多的物體時發(fā)生反射，反射發(fā)生于地

29、球表面、建筑物和墻壁表面建筑物和墻壁表面2).繞射繞射(diffraction) ：當(dāng)接收機和發(fā)射機之間的無線傳播被尖銳的邊緣阻擋時當(dāng)接收機和發(fā)射機之間的無線傳播被尖銳的邊緣阻擋時，發(fā)生繞射。發(fā)生繞射。第一菲涅爾橢球為電波傳播的主要通道波長越長/頻率越低，電波傳播的主要通道的橫截面積越大，繞射能力越強。3).散射：當(dāng)入射波在媒介中遇到一個粗糙表面、一群障礙物或大量隨機分布的散射：當(dāng)入射波在媒介中遇到一個粗糙表面、一群障礙物或大量隨機分布的不勻體時，方向無規(guī)則改變的現(xiàn)象。不勻體時，方向無規(guī)則改變的現(xiàn)象。4).結(jié)合上面三種傳輸體制的特征，再次驗證無線電波的頻段劃分的依據(jù)結(jié)合上面三種傳輸體制的特征，

30、再次驗證無線電波的頻段劃分的依據(jù)(2). 陰影衰落的基本特性陰影衰落的基本特性1).由移動無線通信信道傳播環(huán)境中的地形起伏、建筑物及其它障礙物對電波路由移動無線通信信道傳播環(huán)境中的地形起伏、建筑物及其它障礙物對電波路徑的阻擋而形成的電磁場半盲區(qū)（陰影效應(yīng)）徑的阻擋而形成的電磁場半盲區(qū)（陰影效應(yīng)）1010( ,)ml rr r：傳播距離；：傳播距離； m 為路徑損耗指數(shù)為路徑損耗指數(shù) ：陰影產(chǎn)生的對數(shù)損耗，服從均值為：陰影產(chǎn)生的對數(shù)損耗，服從均值為 0，方差為，方差為 的對數(shù)正態(tài)分布。的對數(shù)正態(tài)分布。這里為重點之一，注意參考課堂提問，引導(dǎo)學(xué)生進行分析，不同地形條這里為重點之一，注意參考課堂提問，

31、引導(dǎo)學(xué)生進行分析，不同地形條件下，陰影衰落的參數(shù)所代表的物理含義。件下，陰影衰落的參數(shù)所代表的物理含義。(3). 移動無線信道及特性參數(shù)移動無線信道及特性參數(shù)1).無線信道的衰落無線信道的衰落 ：r(t)=m(t)r0(t)大尺度衰落：用于描述發(fā)射機與接收機之間的長距離（幾百或幾千米）大尺度衰落：用于描述發(fā)射機與接收機之間的長距離（幾百或幾千米）或長時間上信號強度的變化或長時間上信號強度的變化小尺度衰落：用于描述發(fā)射機與接收機之間的短距離（幾個波長）或短小尺度衰落：用于描述發(fā)射機與接收機之間的短距離（幾個波長）或短時間（秒級）內(nèi)信號強度的快速變化時間（秒級）內(nèi)信號強度的快速變化2).多徑衰落的

32、產(chǎn)生多徑衰落的產(chǎn)生在移動通信環(huán)境中，發(fā)射的電波經(jīng)歷了不同的路徑在移動通信環(huán)境中，發(fā)射的電波經(jīng)歷了不同的路徑導(dǎo)致傳播時間和相位均不相同導(dǎo)致傳播時間和相位均不相同接收信號的幅度在較短時間內(nèi)急劇變化，產(chǎn)生了衰落接收信號的幅度在較短時間內(nèi)急劇變化，產(chǎn)生了衰落3).多徑衰落的基本特性多徑衰落的基本特性多徑衰落現(xiàn)象多徑衰落現(xiàn)象多譜勒效應(yīng)：移動臺在移動中通信，接收信號頻率會發(fā)生變化的現(xiàn)象。多譜勒效應(yīng)：移動臺在移動中通信，接收信號頻率會發(fā)生變化的現(xiàn)象。cos dVf這里為重點之一，注意結(jié)合預(yù)習(xí)提問，詳細推導(dǎo)多普勒頻移的公式，并這里為重點之一，注意結(jié)合預(yù)習(xí)提問，詳細推導(dǎo)多普勒頻移的公式，并分析其代表的物理含義。

33、分析其代表的物理含義。4).多徑信道的信道模型多徑信道的信道模型原理：將信道看成作用于信號上的濾波器，可以通過分析濾波器的沖擊原理：將信道看成作用于信號上的濾波器，可以通過分析濾波器的沖擊響應(yīng)和傳遞函數(shù)得到多徑信道的特性。響應(yīng)和傳遞函數(shù)得到多徑信道的特性。兩徑信道模型的推導(dǎo)；兩徑信道模型的推導(dǎo)；多徑信道模型的推導(dǎo)；多徑信道模型的推導(dǎo)；借此可以用預(yù)習(xí)題引出下一節(jié)的內(nèi)容，為什么我們往往稱無線衰落信道借此可以用預(yù)習(xí)題引出下一節(jié)的內(nèi)容，為什么我們往往稱無線衰落信道為為“瑞利信道瑞利信道”4.課堂設(shè)計(1). 可以設(shè)計課堂提問的點：可以設(shè)計課堂提問的點：1).對典型環(huán)境下陰影損耗的標(biāo)準(zhǔn)偏差的分布進行分析

34、對典型環(huán)境下陰影損耗的標(biāo)準(zhǔn)偏差的分布進行分析2).在多普勒頻移計算的時候，預(yù)留一個課堂練習(xí)，讓學(xué)生自行計算在多普勒頻移計算的時候，預(yù)留一個課堂練習(xí)，讓學(xué)生自行計算3).在推導(dǎo)完成雙線地面反射路徑損耗的地方，讓學(xué)生自行分析其和自由空間傳在推導(dǎo)完成雙線地面反射路徑損耗的地方，讓學(xué)生自行分析其和自由空間傳播損耗的對比播損耗的對比4).對瑞利分布推導(dǎo)的結(jié)論進行解釋對瑞利分布推導(dǎo)的結(jié)論進行解釋(2). 可以補充的課堂作業(yè)：可以補充的課堂作業(yè)：1).試推導(dǎo)多普勒頻移的公式試推導(dǎo)多普勒頻移的公式2.4.4第 3 次課（布置 1，2 章作業(yè)）1.內(nèi)容（97-62）(1). 2.5 移動無線信道及特性參數(shù)移動無

35、線信道及特性參數(shù)2.5.5 多徑信道的統(tǒng)計分析多徑信道的統(tǒng)計分析2.5.4 多徑信道主要參數(shù)多徑信道主要參數(shù)&2.5.6 多徑衰落信道分類多徑衰落信道分類重點重點瑞利信道的推導(dǎo)和分析瑞利信道的推導(dǎo)和分析信道特性的推導(dǎo)和應(yīng)用信道特性的推導(dǎo)和應(yīng)用2.課前預(yù)習(xí)設(shè)計(1). 為什么無線衰落信道往往被稱為為什么無線衰落信道往往被稱為“瑞利信道瑞利信道”？(2). 隨著移動臺的運動速度的加快，信道沖激響應(yīng)會發(fā)生什么變化，為什么？隨著移動臺的運動速度的加快，信道沖激響應(yīng)會發(fā)生什么變化，為什么？3.講授思路(1). 小結(jié)上一節(jié)課的內(nèi)容，說明小尺度衰落對移動通信系統(tǒng)具有最重要的影響。小結(jié)上一節(jié)課的內(nèi)容，

36、說明小尺度衰落對移動通信系統(tǒng)具有最重要的影響。(2). 由多徑條件下接收信號模型的推導(dǎo)，說明在實際系統(tǒng)中，多徑的條件很惡劣，需由多徑條件下接收信號模型的推導(dǎo)，說明在實際系統(tǒng)中，多徑的條件很惡劣，需要用統(tǒng)計的方法加以分析，為了能定性的分析信道的特點，并進一步定量的描述要用統(tǒng)計的方法加以分析，為了能定性的分析信道的特點，并進一步定量的描述信道的特征，以在工程中加以應(yīng)用，需要對信道的統(tǒng)計模型加以分析。信道的特征，以在工程中加以應(yīng)用，需要對信道的統(tǒng)計模型加以分析。(3). 從預(yù)習(xí)題：為什么無線衰落信道往往被稱為從預(yù)習(xí)題：為什么無線衰落信道往往被稱為“瑞利信道瑞利信道”？隨著移動臺的運動速？隨著移動臺的

37、運動速度的加快，信道沖激響應(yīng)會發(fā)生什么變化，為什么？引出其正是本節(jié)課需要解決度的加快，信道沖激響應(yīng)會發(fā)生什么變化，為什么？引出其正是本節(jié)課需要解決的問題的問題(4). 多徑信道的統(tǒng)計分析多徑信道的統(tǒng)計分析多徑信道接收信號包絡(luò)服從瑞利多徑信道接收信號包絡(luò)服從瑞利(Rayleigh)衰落分布衰落分布這里為重點之一，注意詳細推導(dǎo)瑞利分布的由來，讓學(xué)生理解為什么這個信這里為重點之一，注意詳細推導(dǎo)瑞利分布的由來，讓學(xué)生理解為什么這個信道叫瑞利衰落信道，此處給學(xué)生留出分析和討論的時間。道叫瑞利衰落信道，此處給學(xué)生留出分析和討論的時間。萊斯萊斯(Rician)衰落分布衰落分布(5). 時間色散參數(shù)和相關(guān)帶寬

38、時間色散參數(shù)和相關(guān)帶寬(6). 頻率色散系數(shù)和相干時間頻率色散系數(shù)和相干時間(7). 角度色散參數(shù)和相關(guān)距離角度色散參數(shù)和相關(guān)距離(8). 多徑信道影響的表現(xiàn)和本質(zhì)多徑信道影響的表現(xiàn)和本質(zhì)(2)-(4)為重點之一，要注意引導(dǎo)學(xué)生，為什么需要琢磨信道的特性，在工程為重點之一，要注意引導(dǎo)學(xué)生，為什么需要琢磨信道的特性，在工程中應(yīng)用在什么地方。中應(yīng)用在什么地方。4.課堂設(shè)計(1). 可以設(shè)計課堂提問的點：可以設(shè)計課堂提問的點：1).讓學(xué)生自己計算平均附加時延和讓學(xué)生自己計算平均附加時延和 rms 時延擴展時延擴展2).頻率色散系數(shù)和相干時間處留一個例題和課堂練習(xí)讓學(xué)生分析頻率色散系數(shù)和相干時間處留一

39、個例題和課堂練習(xí)讓學(xué)生分析(2). 可以補充的課堂作業(yè)：可以補充的課堂作業(yè)：1).說明時延擴展和相關(guān)帶寬的基本概念說明時延擴展和相關(guān)帶寬的基本概念2.4.5第 4 次課（1 個課時左右）1.內(nèi)容（142-98）(1). 2.5 移動無線信道及特性參數(shù)移動無線信道及特性參數(shù)補充為什么需要學(xué)習(xí)信道，用實例進行描述。補充為什么需要學(xué)習(xí)信道，用實例進行描述。(2). 移動通信系統(tǒng)的典型信道模型（了解）移動通信系統(tǒng)的典型信道模型（了解）(3). 2.5.7 衰落特性的度量衰落特性的度量(了解了解)(4). 2.5.8 衰落信道建模與仿真衰落信道建模與仿真(了解了解)(5). 2.6 電波傳播損耗預(yù)測模型

40、電波傳播損耗預(yù)測模型(自學(xué)自學(xué))(6). 小結(jié)小結(jié)重點重點信道特性的工程應(yīng)用信道特性的工程應(yīng)用典型的實際信道模型及其特征的分析典型的實際信道模型及其特征的分析2.課前預(yù)習(xí)設(shè)計(1). 試舉例說明學(xué)習(xí)信道特性的作用試舉例說明學(xué)習(xí)信道特性的作用3.講授思路(1). 小結(jié)上一節(jié)課的內(nèi)容，重點提示時域小結(jié)上一節(jié)課的內(nèi)容，重點提示時域/頻域頻域/空域的信道特征?？沼虻男诺捞卣鳌?2). 由預(yù)習(xí)題，討論如何利用上一節(jié)課的內(nèi)容幫助工程系統(tǒng)的設(shè)計。由預(yù)習(xí)題，討論如何利用上一節(jié)課的內(nèi)容幫助工程系統(tǒng)的設(shè)計。(3). 學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)多徑信道能有效幫助系統(tǒng)設(shè)計多徑信道能有效幫助系統(tǒng)設(shè)計通過導(dǎo)頻的設(shè)計、分集的設(shè)計來引導(dǎo)學(xué)生了

41、解信道的特性在工程應(yīng)用在什么通過導(dǎo)頻的設(shè)計、分集的設(shè)計來引導(dǎo)學(xué)生了解信道的特性在工程應(yīng)用在什么地方。地方。(4). COST 207 信道模型中的多普勒譜（信道模型中的多普勒譜（自學(xué)，略講）自學(xué)，略講）(5). 衰落特性的度量（衰落特性的度量（自學(xué)，略講）自學(xué)，略講）衰落衰落包絡(luò)包絡(luò)與時間的關(guān)系與時間的關(guān)系(6). 衰落信道建模與仿真（衰落信道建模與仿真（自學(xué)，略講）自學(xué)，略講）信道建模（如何體現(xiàn)空、時、頻三維特性）信道建模（如何體現(xiàn)空、時、頻三維特性）時間維：建立具有多普勒頻譜特性的單徑（平坦）衰落時間維：建立具有多普勒頻譜特性的單徑（平坦）衰落頻率維：建立多徑衰落頻率維：建立多徑衰落空間維

42、：建立多天線、多通道衰落空間維：建立多天線、多通道衰落(7). 電波傳播損耗預(yù)測模型（電波傳播損耗預(yù)測模型（自學(xué)，略講）自學(xué)，略講）4.課堂設(shè)計(1). 可以設(shè)計課堂提問的點：可以設(shè)計課堂提問的點：1).在講導(dǎo)頻設(shè)計時，引導(dǎo)學(xué)生把前面所學(xué)到的相干時間和帶寬的知識用過來。在講導(dǎo)頻設(shè)計時，引導(dǎo)學(xué)生把前面所學(xué)到的相干時間和帶寬的知識用過來。(2). 可以補充的課堂作業(yè)：可以補充的課堂作業(yè)：1).試判斷一個典型傳輸系統(tǒng)是否需要采用均衡試判斷一個典型傳輸系統(tǒng)是否需要采用均衡。 （見第（見第 2 章，課堂作業(yè)章，課堂作業(yè) PPT）2.4.6本章實驗設(shè)計（學(xué)生實驗在關(guān)鍵技術(shù)完成后統(tǒng)一進行）(1). 給學(xué)生一

43、段產(chǎn)生瑞利衰落的給學(xué)生一段產(chǎn)生瑞利衰落的 Matlab 程序，讓學(xué)生根據(jù)不同的參數(shù)輸入，產(chǎn)生并程序，讓學(xué)生根據(jù)不同的參數(shù)輸入，產(chǎn)生并統(tǒng)計衰落的特征。統(tǒng)計衰落的特征。2.5作業(yè)及答案(1). 闡述長期慢衰落和短期快衰落的基本概念闡述長期慢衰落和短期快衰落的基本概念答: 長期慢衰落式由移動通信信道路徑上的固定障礙物的陰影引起的,衰落特性一般服從nd律, 平均信號衰落和關(guān)于平均衰落的變化具有對數(shù)正態(tài)分布的特征.短期快衰落是由于移動臺和地點的變化而產(chǎn)生的. 其中,多徑產(chǎn)生時間擴散, 引起信號符號間干擾; 運動產(chǎn)生多普勒效應(yīng), 引起信號相位發(fā)生變化.(2). 若載波頻率若載波頻率 f=800MHz, 移

44、動臺速度移動臺速度 v60 km/h，求最大多普勒頻移。，求最大多普勒頻移。答：多普勒效應(yīng)引起的多普勒頻移可表示為.800*1000000*60160Hz3*100000000df vfC(3). 說明時延擴展和相關(guān)帶寬的基本概念。說明時延擴展和相關(guān)帶寬的基本概念。答：時延擴展定義為多徑中最大傳輸時延和最小傳輸時延的差值，就是脈沖展寬的時間。由于時延擴展，接收信號中一個碼元的波形會擴展到其他碼元周期中，引起碼間串?dāng)_。而相關(guān)帶寬定義為多徑傳播中不同頻率成分受到的衰落關(guān)系是否具有一致性。信號的帶寬大于信道的相關(guān)帶寬則會發(fā)生頻率選擇性衰落。時延擴展和相關(guān)帶寬的關(guān)系為:12 .f 其中為歸一化延譜曲線

45、的均方值時延擴展。(4). 長期慢衰落與短期快衰落的基本概念長期慢衰落與短期快衰落的基本概念(5). 說明多徑衰落對數(shù)字移動通信系統(tǒng)的主要影響說明多徑衰落對數(shù)字移動通信系統(tǒng)的主要影響(6). 若載波頻率若載波頻率 f 分別為分別為 800 MHz、2.4 GHz 和和 5.8 GHz，當(dāng)移動臺以速度，當(dāng)移動臺以速度 v50km/h 沿沿電波傳播方向行駛，求接收信號的平均衰落速率，及對于信號包絡(luò)均方值電平電波傳播方向行駛，求接收信號的平均衰落速率，及對于信號包絡(luò)均方值電平 Rrms的電平通過率。的電平通過率。(7). 說明時延擴展和相干帶寬、多普勒頻移與相干時間的基本概念；說明時延擴展和相干帶寬

46、、多普勒頻移與相干時間的基本概念；2.6思考與討論(1). 有一市內(nèi)無線局域網(wǎng)，載波頻率有一市內(nèi)無線局域網(wǎng)，載波頻率 fc=2.4GHz，規(guī)劃覆蓋半徑，規(guī)劃覆蓋半徑 30m，使用全向天線。在，使用全向天線。在自由空間路徑損耗模型下（即自由空間路徑損耗模型下（即 LOS 信道模型信道模型） ，如果要求覆蓋范圍內(nèi)所有終端的最小，如果要求覆蓋范圍內(nèi)所有終端的最小接收功率為接收功率為 10w，問接入點的發(fā)射功率應(yīng)至少為多大？如接入點與終端的載波工作，問接入點的發(fā)射功率應(yīng)至少為多大？如接入點與終端的載波工作頻率變成頻率變成 5GHz，又至少需要多少發(fā)射功率？，又至少需要多少發(fā)射功率？(2). 從無線信道

47、對移動通信系統(tǒng)影響的角度看，為什么蜂窩小區(qū)結(jié)構(gòu)能夠更大程度利用頻從無線信道對移動通信系統(tǒng)影響的角度看，為什么蜂窩小區(qū)結(jié)構(gòu)能夠更大程度利用頻率資源？率資源？答：正是由于衰落（主要是路徑損耗）的存在，才能設(shè)計蜂窩小區(qū)結(jié)構(gòu)，進行頻率復(fù)用。(3). 問題問題 2：為什么無線和移動通信系統(tǒng)需要設(shè)計復(fù)雜的編碼、調(diào)制、和檢測方法，以提：為什么無線和移動通信系統(tǒng)需要設(shè)計復(fù)雜的編碼、調(diào)制、和檢測方法，以提升無線鏈路傳輸性能？多徑衰落對數(shù)字移動通信系統(tǒng)的影響有哪些方面？升無線鏈路傳輸性能？多徑衰落對數(shù)字移動通信系統(tǒng)的影響有哪些方面？本問題的引入，可以從學(xué)生們所熟悉的小靈通，GSM，CDMA 系統(tǒng)的接收信號差別和在

48、不同無線環(huán)境中的信號強度來引入。(4). 問題問題 3：如何刻畫無線移動通信信道的衰落？：如何刻畫無線移動通信信道的衰落？(5). 內(nèi)容內(nèi)容 4：解釋數(shù)字移動通信系統(tǒng)受多徑衰落導(dǎo)致字符間干擾的原因，畫出簡單的發(fā)送：解釋數(shù)字移動通信系統(tǒng)受多徑衰落導(dǎo)致字符間干擾的原因，畫出簡單的發(fā)送信號（比特流）遇到多徑傳播現(xiàn)象時的結(jié)果。并給出不同時延擴展情形，進行課堂提信號（比特流）遇到多徑傳播現(xiàn)象時的結(jié)果。并給出不同時延擴展情形，進行課堂提問。情形問。情形 1 是字符周期遠大于多徑時延擴展，情形是字符周期遠大于多徑時延擴展，情形 2 是字符周期小于時延擴展。是字符周期小于時延擴展。2.7本章參考資料1. 楊大

49、成 等編著. 移動傳播環(huán)境：理論基礎(chǔ)分析方法和建模技術(shù). 北京：機械工業(yè)出版社,2003.2. Andrea Goldsmith. Wireless Communications. London: Cambridge. 2006.3. G. L. Stber. 移動通信原理(第二版)M. 裴昌幸 等譯. 北京：電子工業(yè)出版社, 2004.4. David Tse, Pramod Viswanath, Fundamentals of Wireless Communication, Cambridge 出版社,May 2005.5. Matthias Ptzold. Mobile fading C

50、hannel. New York John：Wiley & Sons, Inc., 2002.2.8教學(xué)后記第第 3 3 章章移動通信中的信源編碼和調(diào)制解調(diào)移動通信中的信源編碼和調(diào)制解調(diào)技術(shù)技術(shù)3.1授課時數(shù)3 學(xué)時。3.2教學(xué)內(nèi)容及要求內(nèi)容：本章首先介紹在蜂窩移動通信系統(tǒng)中對調(diào)制解調(diào)技術(shù)的要求，然后介紹蜂窩移動通信系統(tǒng)中常見的兩類調(diào)制方式：頻移鍵控和相移鍵控，其中主要介紹 QPSK 及其變形。介紹它們以調(diào)信號的特點和功率譜特性，以及它們在蜂窩移動電話系統(tǒng)中的應(yīng)用，最后，補充 OFDM技術(shù)。要求：數(shù)字移動通信系統(tǒng)中調(diào)制的作用，調(diào)制基本原理；了解掌握多種調(diào)制方式：QPSK、OQPSK、/

51、4 DQPSK 的基本概念，以及特點、區(qū)別和應(yīng)用掌握 OFDM 技術(shù)的特點3.3教學(xué)重點與難點3.3.1本章重點數(shù)字調(diào)制方式的特點及區(qū)別（功率效率和頻譜效率）QPSK、OQPSK、/4 DQPSK 的區(qū)別OFDM 的概念3.3.2本章難點數(shù)字調(diào)制的帶寬效率與功率效率，數(shù)字調(diào)制信號的頻譜特點；3.4教學(xué)設(shè)計授課方式授課方式：課堂講授+MATLAB 演示+實驗這一部分內(nèi)容涉及“通信原理”和“信號與系統(tǒng)”相關(guān)知識。由于調(diào)制原理及主要調(diào)制方式在“通信原理”課中已有介紹，本章主要是讓學(xué)生明白調(diào)制在移動通信系統(tǒng)中扮演的角色是什么。3.4.1內(nèi)容與課時安排本章分成 2 次課完成。3.4.2第 1 次課（和第

52、 2 章合并，大概 1 個課時左右）1.內(nèi)容（18）(1). 3.1 概述概述(2). 3.2 信源編碼信源編碼(3). 3.3 最小頻移鍵控最小頻移鍵控 （略）（略）(4). 3.4 高斯最小頻移鍵控高斯最小頻移鍵控（略）（略）(5). 3.5QPSK 調(diào)制調(diào)制重點重點QPSK及其改進調(diào)試方式的區(qū)別及其改進調(diào)試方式的區(qū)別2.課前預(yù)習(xí)設(shè)計(1). 最新的最新的 3G-LTE 協(xié)議中采用的調(diào)制方式協(xié)議中采用的調(diào)制方式包括哪些（包括哪些（2 個以上個以上） 。(2). 身邊常見的有線通信系統(tǒng)與移動通信系統(tǒng)中采用了哪些數(shù)字調(diào)制方式？身邊常見的有線通信系統(tǒng)與移動通信系統(tǒng)中采用了哪些數(shù)字調(diào)制方式？（可選

53、）（可選）3.講授思路(1). 概述概述，略講，略講(2). 信源編碼信源編碼，略講，略講(3). 最小頻移鍵控最小頻移鍵控，略講，略講(4). 高斯最小頻移鍵控高斯最小頻移鍵控，略講，略講(5). 3.5 QPSK 調(diào)制調(diào)制，重點，重點1).PSK(Phase Shift Keying)調(diào)制調(diào)制以基帶數(shù)據(jù)信號來調(diào)制載波的相位2).BPSK(Binary Phase Shift Keying)調(diào)制調(diào)制3).補充：二進制碼與雙極性碼的映射關(guān)系補充：二進制碼與雙極性碼的映射關(guān)系4).QPSK相位突變會在成型濾波后引起包絡(luò)起伏大，且過零點。設(shè)法減少相位跳變幅度，以減少信號包絡(luò)的波動5).OQPSKO

54、QPSK 的調(diào)制方法與 QPSK 類似在一條正交支路上引入了一個比特的延時，以使得兩支路的數(shù)據(jù)不會同時發(fā)生變化降低最大相位跳變 ，相位變化被限制到了90。6). /4 DQPSK7).QPSK、OQPSK、/4QPSK 比較比較QPSK 相位轉(zhuǎn)換通過 0 點，最大相位變化為 180OQPSK 相位轉(zhuǎn)換不通過 0 點，最大相位變化為 90/4QPSK 相位變化均不過 0 點，最大相位變化為 135這一部分為本章重點，主要從3類調(diào)制的發(fā)展，演進的角度進行解釋，關(guān)鍵在于引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)，OQPSK之所以能限制相位變化，是因為在做時延后，結(jié)合格雷映射的特點實現(xiàn)（可以讓學(xué)生思考，如果是二進制編碼方式，是否還

55、能有這個效果） ，在差分調(diào)制中，讓學(xué)生理解這種模式的相位取決于當(dāng)前點對應(yīng)的相位偏移，故只能到3/4PI。4.課堂設(shè)計(1). 可以設(shè)計課堂提問的點：可以設(shè)計課堂提問的點：1).OQPSK 的最大相位變化為多少，為什么？的最大相位變化為多少，為什么？(2). 可以補充的課堂作業(yè)：可以補充的課堂作業(yè)：1).試分析當(dāng)試分析當(dāng) OQPSK 的星座圖映射采用如圖所示的二進制編碼模式時，最大相的星座圖映射采用如圖所示的二進制編碼模式時，最大相位轉(zhuǎn)移是否是位轉(zhuǎn)移是否是 PI/2? （詳見第（詳見第 3 章課堂作業(yè)章課堂作業(yè) PPT）3.4.3第 2 次課 （需要留出少量時間，評講第 1，2 章的作業(yè)）1.內(nèi)

56、容（18-46）(1). 3.6 高階調(diào)制高階調(diào)制(2). 3.7 正交頻分復(fù)用正交頻分復(fù)用重點重點正交頻分復(fù)用技術(shù)的主要特點正交頻分復(fù)用技術(shù)的主要特點2.課前預(yù)習(xí)設(shè)計(1).OFDM 中循環(huán)前綴的長度是越長越好嗎？中循環(huán)前綴的長度是越長越好嗎？(2). 為什么為什么 OFDM 被采納為被采納為 LTE 物理層無線傳輸技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)？物理層無線傳輸技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)？（可選）（可選）3.講授思路(1). 相干解調(diào)相干解調(diào)/非相干解調(diào)非相干解調(diào)相干解調(diào)，指需要恢復(fù)得到與載頻相干（同頻同相）的參考信號，用其與接收信號相乘并求解非相干解調(diào)，指不需要恢復(fù)得到與載頻相干（同頻同相）的參考信號的求解方法(2). 3.

57、6 高階調(diào)制，重點高階調(diào)制，重點為什么需要采用高階調(diào)制？有限帶寬下實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，提高頻譜效率多進制調(diào)制中，每若干個(比如 k 個)比特構(gòu)成一個符號高階調(diào)制階數(shù)越高，性能越差(3). 正交頻分復(fù)用正交頻分復(fù)用1).單載波傳輸系統(tǒng)單載波傳輸系統(tǒng)多徑時延的長短會限制單載波的傳輸速率多徑時延的長短會限制單載波的傳輸速率 OFDM2).并行多載波的優(yōu)勢和問題并行多載波的優(yōu)勢和問題3).OFDM（正交頻分復(fù)用，（正交頻分復(fù)用，Orthogonal Frequency Division Multiplexing）1. 連續(xù)多載波系統(tǒng)連續(xù)多載波系統(tǒng)2. 正交子載波的引入正交子載波的引入3. 循環(huán)前綴的引入

58、循環(huán)前綴的引入4. OFDM 的的 DFT 實現(xiàn)實現(xiàn)4).OFDM 的優(yōu)缺點的優(yōu)缺點4.課堂設(shè)計(1). 可以設(shè)計課堂提問的點：可以設(shè)計課堂提問的點：1).高階調(diào)制的帶寬效率（高階調(diào)制的帶寬效率（BPSK,QPSK 等）等）2).采用串并變換的作用？采用串并變換的作用？符號周期擴展為符號周期擴展為 N 倍，但同時會帶來時延倍，但同時會帶來時延(1). 可以補充的課堂作業(yè)：可以補充的課堂作業(yè)：1).試畫出采用試畫出采用 OFDM 調(diào)制的基本系統(tǒng)收發(fā)原理框圖，并說明其和單載波的主調(diào)制的基本系統(tǒng)收發(fā)原理框圖，并說明其和單載波的主要區(qū)別要區(qū)別2).信號總帶寬信號總帶寬 2MHz，工作頻段工作頻段 90

59、0MHz，采用多載波采用多載波 OFDM 調(diào)制調(diào)制(N=1024)，在信道根均方時延為在信道根均方時延為 20us 時，求各子載波上的信道衰落類型，時，求各子載波上的信道衰落類型，OFDM 系統(tǒng)系統(tǒng)在最大多普勒擴展超過子載波寬度的在最大多普勒擴展超過子載波寬度的 5%時，會產(chǎn)生嚴(yán)重的子載波間干擾，時，會產(chǎn)生嚴(yán)重的子載波間干擾，為避免這一現(xiàn)象，其能支持的最大移動速度為？為避免這一現(xiàn)象，其能支持的最大移動速度為？3.4.4實驗演示與設(shè)計（學(xué)生實驗在關(guān)鍵技術(shù)完成后統(tǒng)一進行）(1). 內(nèi)容內(nèi)容 1：演示學(xué)生一段關(guān)于數(shù)字調(diào)制技術(shù)在無線衰落信道的演示學(xué)生一段關(guān)于數(shù)字調(diào)制技術(shù)在無線衰落信道的 Matlab

60、程序程序，比較不同調(diào)比較不同調(diào)制技術(shù)的性能。制技術(shù)的性能。(2). 內(nèi)容內(nèi)容 2：給學(xué)生一個用于數(shù)字調(diào)制技術(shù)計算機仿真的：給學(xué)生一個用于數(shù)字調(diào)制技術(shù)計算機仿真的 Matlab 程序，讓學(xué)生進行改進程序，讓學(xué)生進行改進，得到需要的調(diào)制后波形、頻譜，并比較不同的性能。得到需要的調(diào)制后波形、頻譜，并比較不同的性能。3.5作業(yè)及答案(1). 移動通信中對調(diào)制解調(diào)器的要求是什么？移動通信中對調(diào)制解調(diào)器的要求是什么？答：1：在瑞利衰落條件下，誤碼率盡可能低。2：發(fā)射頻譜窄，帶外輻射，臨道功率與載波功率之比小于70Db.3：同頻復(fù)用的距離小4：高效率解調(diào)5：能提供較高的傳輸速率6:易于集成。(2). QPSK、OQPSK、