高速鐵路移動通信系統(tǒng)與設(shè)備維護課件：移動通信中信號的基本處理過程

1移動通信中信號的

基本處理過程數(shù)字移動通信系統(tǒng)中，需把模擬信號轉(zhuǎn)換成適合在空中無線信道中傳輸?shù)臄?shù)字信號。這一過程直接關(guān)系到語音質(zhì)量和系統(tǒng)性能，非常關(guān)鍵。發(fā)射信號處理接收信號處理

以GSM-R（GSM）信號處理為例2MS對語音信號的處理過程3發(fā)射信號處理

（以MS為例）MS中，話筒接收下來的信號，需先進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，根據(jù)抽樣定理轉(zhuǎn)換成速率為8KHz的13bit的均勻量化數(shù)字信號，再按20ms分段，每20ms段160個采樣。分段后按有聲段和無聲段對信號進行分開處理。41.話音編碼信源編碼作用：使信號適合在信道中傳輸不同的數(shù)字移動通信系統(tǒng)采用不同的話音編碼方式

如：GSM：RPE-LTP

IS-95CDMA：QCELP類型波形編碼：低速信號質(zhì)量差

（如PCM）參量編碼：可低速，質(zhì)量中等

（模擬信號發(fā)生過程）混合編碼：低速，且質(zhì)量較好

兼有波形編碼和參量編碼的優(yōu)點5GSM的話音編碼：RPE-LTP編碼過程預(yù)處理線性預(yù)測短時分析預(yù)測長期預(yù)測

規(guī)則激勵編碼1.話音編碼6具體做法：1.將殘差信號按3:1來抽取2.在20ms中再劃分為4個子幀，每子幀5ms，含40個樣點，40個樣點按3:1等間隔抽取13個樣點（3選1）3.找到最大樣點，編成6bit，其它13個樣點各用3bit，則每個子幀13*3+6=45bit，20ms共有4*45=180bit4.編碼前：180+36+8+8+28=260bit5.編碼后：260=182+781.話音編碼72.信道編碼作用：糾錯（前向糾錯FEC）誤碼類型隨機性誤碼：單個碼元錯誤，隨機發(fā)生

主要由噪聲引起（GSM-R信道編碼主要用于）突發(fā)性誤碼：連續(xù)數(shù)個碼元錯誤，群誤碼

主要由衰落或陰影造成原理：發(fā)端：信息發(fā)送前增加冗余碼元收端：根據(jù)冗余碼元及信道模型檢出或糾正誤碼8信道編碼方法：采用（2,1）卷積碼信道編碼后輸出速率：

456bit/20ms=22.8kbit/s2.信道編碼93.交織編碼作用：把可能存在的連續(xù)差錯比特分散，以便于信道解碼時糾錯。

糾正突發(fā)差錯原理：分散連續(xù)比特10方法：橫向?qū)懭虢豢椌仃?，然后縱向讀出GSM中20ms編碼話音交織（一次交織）3.交織編碼11二次交織12GSM中的編碼過程A/D分段RPE/LTP信道編碼交織信息經(jīng)交織編碼形成8幀，每幀114bit。將114bit分成兩段，填入普通突發(fā)脈沖序列。

134.數(shù)字信號調(diào)制作用：將數(shù)字信號調(diào)制成模擬信號在模擬無線信道中傳輸，以提高抗干擾、抗衰落能力數(shù)字調(diào)制方式：ASK、FSK、PSK(DPSK)GSM系統(tǒng)采用GMSK調(diào)制（特殊的FSK）

IS-95CDMA中采用了QPSK方式145.變頻調(diào)制后的信號進入射頻電路進行信號處理，首先上變頻到發(fā)射頻率在接收端，接收下來的高頻信號也須下變頻（混頻）到中頻才能實現(xiàn)解調(diào)。151.4.2

接收信號處理

（以MS為例）自天線接收下來的微弱信號先經(jīng)高頻放大后，在混頻電路中下變頻為中頻信號，中頻放大后用與發(fā)送端調(diào)制方式相同的方法將模擬信號恢復(fù)成數(shù)字基帶信號，再送入數(shù)字信號處理部分進行接收數(shù)字信號處理，包括均衡、解密、去交織、信道解碼、話音解碼和數(shù)/模轉(zhuǎn)換等16均衡作用：產(chǎn)生信道模型，供信道解碼中檢錯、糾錯原因：多徑衰落碼間干擾誤碼碼間干擾示意圖多徑時延引起的誤碼率17原理：輸出端已知正確的發(fā)射序列，與收到的序列比較得到信道傳輸模型

可根據(jù)收到序列推測出正確的發(fā)送序列

（有限誤碼個數(shù)）均衡18本章小結(jié)移動通信系統(tǒng)中，由于用戶能在移動中進行通信，具有與有線通信不同的特點，需一定措施以解決所存在問題移動通信系統(tǒng)中數(shù)字話音信號處理必須經(jīng)過以下幾個過程：A/D轉(zhuǎn)換、話音編碼、信道編碼、交織編碼、加