无线通信原理与应用读后感8篇无线通信原理与应用读后感 移动通信习题课 目录1.课程总结2.考试题型及方式3.习题例解a.简答题b.计算题c.填空题 1.课程总结第一讲绪论(通信历史，发展趋下面是小编为大家整理的无线通信原理与应用读后感8篇,供大家参考。
篇一：无线通信原理与应用读后感
通信习题课目录1.课程总结2.考试题型及方式3.习题例解a.简答题b.计算题c.填空题
1.课程总结第一讲 绪论 (通信历史， 发展趋势）第二讲 组成及规范（ 系 统组成， 性能 指标， 标 准）第三讲 信道大尺度模型（四种传播机制第三讲 信道—大尺度模型（四种传播机制，无线信道分类， 路径损耗，第四讲 信道—小大尺度模型（多径效应，普勒效应， 小尺度衰落分类）第五讲 基带与调制传输技术 （传输过程， 奈奎斯特准则， 最佳接收机）室内外信道模型）多
1.课程总结第六讲 无线通信系统的编码技术 （信源信道编码，音视频编码性能指标和实现方法）第七讲 多址技术 （五种多址技术， 工作原理， 特点）第八讲 抗衰落及抗干扰技术 （均衡， 分集， 瑞克）第八讲 抗衰落及抗干扰技术 （均衡， 分集， 瑞克）第九讲 蜂窝的概念与设计（蜂窝， 话务理论， 容量，覆盖）第十讲 CDMA系统的基本原理与关键技术及其性能分析（IS-95 组成，信道，空中接口，关键技术）
2.考试题型及方式1.开卷考试2.题型填空40分， 简答5*6分， 计算1*30分3.分数构成总分=平时成绩 30%+期末考试 70%
3.习题例解-简答题1.面向21世纪通信的三大革命答：
以干线（包括部分支线）
传输光纤化为标志的光纤革命； 以SDH、 ATM和IP为标志的数字革命； 以个人通信和无线接入为标志的无线革命。2 画出移动通信的统的组成框图2.画出移动通信的统的组成框图
3.评价一个移动通信系统的工程和技术性能指标有哪些？答：
工程指标有：
工作频段及频谱安排， 传输距离及传输方式，传输容量， 传输质量， 业务方式， 供电方式及耗电量， 环境条件， 可靠性。技术指标有：
多址方式， 双工方式， 调制解调方式， 信道编码方式， 信源编码方式， 发送频谱， 发送功率， 信道速率， 误码门限。影响小尺度衰落的因素有哪些4.影响小尺度衰落的因素有哪些？答：
多径传播：
随机分布的幅度、 相位和入射角的多径信号按矢量叠加， 从而使接收信号产生小尺度衰落、 信号失真。移动台的运动速度：
基站与移动台间的相对运动会引起随机频率调制。环境物体的运动速度：
会引起时变的多普勒频移。信号的传输带宽：
取决于信号带宽与多径信道带宽（即相干带宽）
。
5.无线通信中干扰的分类和对抗干扰的方法有哪些？答：
干扰有：
设备内部的干扰， 现场非敌意干扰， 现场的敌意干扰。抗干扰方法：频率域：
采用频率域处理， 如； 直扩、 跳频、 跳扩。时间域：
采用时间域处理， 如：
瞬时、 跳时等空间域：
采用空间域处理， 如：
自适应天线等。
其它数字处理：
如：
干扰抵销、 纠错编码等。6 简述无线通信为什么要讨论基带传输？6. 简述无线通信为什么要讨论基带传输？答：1）
、 一个载波传输系统， 在调制前与解调后所进行的信号变换过程， 如：
编码、 译码、 滤波、 判决、 抽样、 再生， 和基带传输过程十分相似。
基带传输的方法完全可以用于载波传输。2）
、 载波传输系统在一定条件下完全可以用等效基带传输系统来代替。
有关基带传输系统的一些分析结果， 如：
功率谱密度、 比特差错率可以推广到载波传输系统。
7.DS-CDMA技术的优点有哪些？答：
用户共享一个频率， 无需频率规划；软容量：
用户越多， 性能越差， 用户减少， 性能就变好；软越区：
利用宏分集可以实现软越区切换；采用RAKE技术可以利用多径， 提高系统的抗衰落性能利用多用户检测技术可以减少用户干扰， 提高系统容量。8.简述无线通信中衰落的影响和对抗衰落的方法有哪些？答：
衰落影响之一：
接收电平降低答：
衰落影响之：
接收电平降低， 无法保证正常通信。衰落影响之二：
接收波形畸变， 产生严重的误码。衰落影响之三：
传播延时变化， 破坏与时延有关的同步。衰落影响之四：
在快衰落情况下， 由于电平变化迅速， 影响某些跟踪过程。对抗衰落方法有：减少通信距离； 增加发送功率； 调整天线高度； 选择合适路由；在移动通信中采用微蜂窝、 直放站；采用分集技术、 均衡技术、 瑞克技术、 纠错技术等。无法保证正常通信
9.提高蜂窝系统容量的方法有哪些？答：
小区分裂：
减小小区半径R， 不改变频率复用因子D/R。划分扇区：
小区半径R不变， 减小频率复用因子D/R。其他新方法：
新的微小区方案。
3.习题例解-计算题1.一个4小区系统中的小区半径为1.387km。
整个系统内共用60个信道。
如果每个用户产生0.029 Erlang的话务量， λ=1次呼叫/小时， 计算呼叫延迟概率为5%的Erlang C系统: (a)该系统每平方公里可支持多少用户； (b)一个被延迟的呼叫等待10秒以上的概率；(c) 一个呼叫被延迟10秒以上的概率。解：
已知：小区半径R=1.387km每个小区的覆盖面积为平方公里每簇的小区数=4总信道数=60因此， 每个小区的信道数=60/4=15个(a)从Erlang C图中得， 对于C=15， 延迟概率=5%,其话务量强度=9.0 Erlang因此， 用户数=总话务量强度/每个用户的话务量=9.0/0.029=310个每平方公里可支持的用户数=310/5平方公里=62个/平方公里。(b)已知， 保持时间小时=104.4秒。被延迟的呼叫等待10秒以上的概率为Pr[延迟＞t| 延迟] =exp(-(C-A) t/H)=exp(-(15-9. 0) *10/104. 4)=56.29%
(c)已知Pr[延迟＞0]=5%呼叫被延迟10秒以上的概率为:Pr[延迟＞10]= Pr[延迟＞0]×Pr[延迟＞t|延迟]=0.05×0.5629=2.81%
2.某城市面积为1300平方英里， 由一个使用7小区复用模式的蜂窝系统覆盖。每个小区的半径为4英里， 该城市共有40MHz的频谱， 使用带宽为60kHz的双向信道。
设Erlang B系统的QoS为2%， 如果每个用户产生0.03 Erlang的话务量， 计算(a)服务区域内的小区数； (b)每个小区的信道数； (c)每个小区的话务量强度； (d)所承载的话务量；道的移动台数；(g)理论上， 系统一次能服务的最大用户数。(e)所能服务的用户总数； (f)每个信
3.习题例解-填空题1.无线通信信道的4种传播机制分别为 ：
直射， 绕射， 反射， 散射2.小尺度衰落信道基于多径时延扩散可以分为平衰落和频率选择性衰落信道， 基于多普勒扩散可以分为快衰落和慢衰落信道。3.常见的多址技术有 ：
时分多址， 频分多址， 码分多址， 空分多址， 混合多址。4.分集方式包括：
空间分集， 极化分集， 时间分集，频率分集。
对分集信号的合并方式包括选择合并， 最大增益合并， 最小色散合并， 最大比合并。
篇二：无线通信原理与应用读后感
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篇三：无线通信原理与应用读后感
5本书内容安排1.4
移动通信基本技术1.3
常见的移动通信系统1.2
移动通信系统的分类1.1
移动通信的主要特点第一章 概 述
第一章 概 述§ § 1. 0 概述1. 通信：信源和信宿间信息的传输和交换构成了通信通信：信源和信宿间信息的传输和交换构成了通信2. 分类固定通信通信移动通信分类固定通信通信移动通信3. 移动通信通信双方至少有一方在移动中（或者临时停留在某一非预定的位置上）进行信息传输和交换移动通信通信双方至少有一方在移动中（或者临时停留在某一非预定的位置上）进行信息传输和交换
2017/7/28这包括移动体（车辆、船舶、飞机和行人）和移动体之间的通信，移动体和固定点（固定无线电台或有线用户）之间的通信，如图1-1所示。这包括移动体（车辆、船舶、飞机和行人）和移动体之间的通信，移动体和固定点（固定无线电台或有线用户）之间的通信，如图1-1所示。图 图1-1
移动通信的范畴移动通信属于无线通信的范畴第一章 概 述
2017/7/28无线通信与移动通信相同之处：都是依靠无线电波进行通信的不同之处：（概念不同）无线通信包含移动通信，但侧重于无线，而移动通信更注重于移动性。无线通信与移动通信相同之处：都是依靠无线电波进行通信的不同之处：（概念不同）无线通信包含移动通信，但侧重于无线，而移动通信更注重于移动性。第一章 概 述
第一章 概 述§ § 1.1 移动通信的主要特点1.移动通信与固定通信固定通信（有线通信）:其终端位置固定，传输通过中继线路（包括光纤、铜缆、微波及卫星）进行。如目前广泛应用的公用交换电话网（PSTN）特点：其网络配置是静态的，信道是封闭的，从而传输特性是恒定、优质的。除非终端用户位置改变（如搬迁）或业务变更，网络需重新配置，否则网络无需改变配置。移动通信与固定通信固定通信（有线通信）:其终端位置固定，传输通过中继线路（包括光纤、铜缆、微波及卫星）进行。如目前广泛应用的公用交换电话网（PSTN）特点：其网络配置是静态的，信道是封闭的，从而传输特性是恒定、优质的。除非终端用户位置改变（如搬迁）或业务变更，网络需重新配置，否则网络无需改变配置。
2017/7/28移动通信：移动通信的终端是移动的，网络配置是动态的，无线网络必须每隔很短的时间就为用户重新配置一次，保证用户在移动时能实现漫游和无缝切换。无线网络提供给用户的带宽会受到射频带宽的限制。无线通信是开放的，固有的多径传播和/或终端移动会导致信号衰落现象，同时存在各种干扰和噪声，所有的移动通信技术都是为了克服和消除这些影响，用以解决移动通信中信息传输的有效性、可靠性和安全性问题。移动通信：移动通信的终端是移动的，网络配置是动态的，无线网络必须每隔很短的时间就为用户重新配置一次，保证用户在移动时能实现漫游和无缝切换。无线网络提供给用户的带宽会受到射频带宽的限制。无线通信是开放的，固有的多径传播和/或终端移动会导致信号衰落现象，同时存在各种干扰和噪声，所有的移动通信技术都是为了克服和消除这些影响，用以解决移动通信中信息传输的有效性、可靠性和安全性问题。第一章 概 述
第一章 概 述2.移动通信的主要特点（1）必须使用无线电波进行信息传播2.移动通信的主要特点（1）必须使用无线电波进行信息传播 无线电波允许通信中的用户在一定范围内自由活动不受位置束缚无线电波允许通信中的用户在一定范围内自由活动不受位置束缚 但无线电波的传播特性一般很差。原因：1.由于地形复杂，电波会产生弥散损耗，发生“阴影效应”，产生多径效应2.在快速移动中引起多普勒（Dopple）频移，产生随机调频，电波传播特性发生快速的随机起伏，严重影响通信质量。但无线电波的传播特性一般很差。原因：1.由于地形复杂，电波会产生弥散损耗，发生“阴影效应”，产生多径效应2.在快速移动中引起多普勒（Dopple）频移，产生随机调频，电波传播特性发生快速的随机起伏，严重影响通信质量。
2017/7/28（2）在复杂的干扰环境中运行邻道干扰，互调干扰，共道干扰，多址干扰远近效应（3）移动通信可以利用的频谱资源非常有限,而移动通信业务量的需求却与日俱增,如何提高通信系统的通信容量：（2）在复杂的干扰环境中运行邻道干扰，互调干扰，共道干扰，多址干扰远近效应（3）移动通信可以利用的频谱资源非常有限,而移动通信业务量的需求却与日俱增,如何提高通信系统的通信容量： 开辟和启用新的频段 压缩信号所占的频带宽度和提高频谱利用率 有限频谱的合理分配和有效管理第一章 概 述
2017/7/28（4）移动通信系统的网络结构多种多样，网络管理和控制必须高效根据通信地区的不同需要，移动通信网络可以组成带状（如铁路公路沿线）、面状（如覆盖一城市或地区）或立体状（如地面通信设施与中、低轨道卫星通信网络的综合系统）等，可以单网运行，也可以多网并行并实现互连互通。为此，移动通信网络必须具备很强的管理和控制功能，诸如用户的登记和定位，通信（4）移动通信系统的网络结构多种多样，网络管理和控制必须高效根据通信地区的不同需要，移动通信网络可以组成带状（如铁路公路沿线）、面状（如覆盖一城市或地区）或立体状（如地面通信设施与中、低轨道卫星通信网络的综合系统）等，可以单网运行，也可以多网并行并实现互连互通。为此，移动通信网络必须具备很强的管理和控制功能，诸如用户的登记和定位，通信第一章 概 述
2017/7/28（呼叫）链路的建立和拆除，信道的分配和管理，通信的计费、鉴权、安全和保密管理以及用户过境切换和漫游的控制等。（呼叫）链路的建立和拆除，信道的分配和管理，通信的计费、鉴权、安全和保密管理以及用户过境切换和漫游的控制等。第一章 概 述（5）移动通信设备（主要是移动台）必须适于在移动环境中使用。手机：体积小、重量轻、省电、操作简单和携带方便。车载台和机载台：操作简单，维修方便，保证在震动、冲击、高低温变化等恶劣环境中正常工作。（5）移动通信设备（主要是移动台）必须适于在移动环境中使用。手机：体积小、重量轻、省电、操作简单和携带方便。车载台和机载台：操作简单，维修方便，保证在震动、冲击、高低温变化等恶劣环境中正常工作。
第一章 概 述§ 1.2移动通信系统的分类1.移动通信不同的划分标准（1）按使用对象：民用系统和军用系统民用系统：注重高的通信质量、高频谱效率、低价格等军用系统：更强调高抗毁性和连通度（2）按使用环境：陆地系统，海上通信和空中通信（3）按多址方式：频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）,不同的多址方式会影响到系统容量1.移动通信不同的划分标准（1）按使用对象：民用系统和军用系统民用系统：注重高的通信质量、高频谱效率、低价格等军用系统：更强调高抗毁性和连通度（2）按使用环境：陆地系统，海上通信和空中通信（3）按多址方式：频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）,不同的多址方式会影响到系统容量
2017/7/28（ （4）按覆盖范围：广域网和局域网（5）按业务类型:电话网，数据网和多媒体网1G主要提供模拟语音业务，为电话网；2G提供数字语音及电路型低速数据业务，仍为电话网;2.5G开始提供分组数据业务;3G为多媒体网;（6）按工作方式;同频单工、异频单工、异频双工和半双工（）按覆盖范围：广域网和局域网（5）按业务类型:电话网，数据网和多媒体网1G主要提供模拟语音业务，为电话网；2G提供数字语音及电路型低速数据业务，仍为电话网;2.5G开始提供分组数据业务;3G为多媒体网;（6）按工作方式;同频单工、异频单工、异频双工和半双工（7 ）
按服务范围: 专用网和公用网第一章 概 述
2017/7/28专用网是根据某个部门或行业的特殊需求而建设的网络，供内部用户进行业务通信。公用通信网是为满足一般公众通信需求而建设的网络，由各运营商经营，公众只要付费就可接入使用。（8）按信号形式:模拟网和数字网模拟网传输处理的是模拟信号数字网传输处理的为数字信号专用网是根据某个部门或行业的特殊需求而建设的网络，供内部用户进行业务通信。公用通信网是为满足一般公众通信需求而建设的网络，由各运营商经营，公众只要付费就可接入使用。（8）按信号形式:模拟网和数字网模拟网传输处理的是模拟信号数字网传输处理的为数字信号第一章 概 述
第一章 概 述2.通信工作方式类别（.通信工作方式类别（1 ）单工通信:是指通信双方电台仅能交替地进行收信和发信是指通信双方电台仅能交替地进行收信和发信同频单工异频单工单工通信（点到点通信）同频单工异频单工单工通信（点到点通信）
2017/7/28同频单工:是指通信双方（见图1-2中的电台甲和电台乙）使用相同的频率（同频单工:是指通信双方（见图1-2中的电台甲和电台乙）使用相同的频率（ f f 1 1 ）工作，发送时不接收，接收时不发送。优点:电台设备简单、省电，只占用一个频道就可实现双向语音传输。缺点:是一方发送时另一方只能进行接收，）工作，发送时不接收，接收时不发送。优点:电台设备简单、省电，只占用一个频道就可实现双向语音传输。缺点:是一方发送时另一方只能进行接收，图1-2单工通信第一章 概 述
2017/7/28异频单工:收发信机使用两个不同的频率分别进行发送和接收。例如，电台甲的发射频率及电台乙的接收频率为异频单工:收发信机使用两个不同的频率分别进行发送和接收。例如，电台甲的发射频率及电台乙的接收频率为 f f 1 1 ，电台乙的发射频率及电台甲的接收频率为，电台乙的发射频率及电台甲的接收频率为 f f 2 2 。与同频单工相比：相同点：同一部电台的发射机与接收机依然是轮换进行工作的，这一点是与同频单工相同的。不同点：收发频率的异同。。与同频单工相比：相同点：同一部电台的发射机与接收机依然是轮换进行工作的，这一点是与同频单工相同的。不同点：收发频率的异同。第一章 概 述
2017/7/28（2）双工通信（全双工通信）：是指通信双方可同时进行消息传输的工作方式①频分双工（Frequency Division Duplex，FDD）FDD中，电台甲到电台乙和电台乙到电台甲的传输分别发生在由双工频率分离的不同频段上，图1-3所示为基于FDD的移动通信系统，图中，基站的发射机和接收机分别使用一副天线，而移动台通过双工器共用一副天线。这种工作方式使用方便，同普通有线电话相似，接收和发射可同时进行。但是，在电台的运行过程中，不管是否发送，发射机总是工作的，故电源消耗较大，这一点对用电池作电源（2）双工通信（全双工通信）：是指通信双方可同时进行消息传输的工作方式①频分双工（Frequency Division Duplex，FDD）FDD中，电台甲到电台乙和电台乙到电台甲的传输分别发生在由双工频率分离的不同频段上，图1-3所示为基于FDD的移动通信系统，图中，基站的发射机和接收机分别使用一副天线，而移动台通过双工器共用一副天线。这种工作方式使用方便，同普通有线电话相似，接收和发射可同时进行。但是，在电台的运行过程中，不管是否发送，发射机总是工作的，故电源消耗较大，这一点对用电池作电源第一章 概 述
2017/7/28的移动台而言是不利的。为缓解这个问题，在一些简易通信设备中可以采用半双工通信方式。的移动台而言是不利的。为缓解这个问题，在一些简易通信设备中可以采用半双工通信方式。图1-3
双工通（FDD）②时分双工（Time Division Duplex，TDD）TDD中，电台甲到电台乙和电台乙到电台甲的传输时分复用在同一载波上，轮流发送。此时，时间轴被分割为首尾相连的连续帧，而每一帧分为两部分，前一部分用于电台甲（或移动台）发送，后一②时分双工（Time Division Duplex，TDD）TDD中，电台甲到电台乙和电台乙到电台甲的传输时分复用在同一载波上，轮流发送。此时，时间轴被分割为首尾相连的连续帧，而每一帧分为两部分，前一部分用于电台甲（或移动台）发送，后一 部分第一章 概 述
2017/7/28用于电台乙（或基站）发送，进而实现电台甲和乙（移动台和基站）的双向通信。FDD和TDD的比较：如图1-4所示，其中，基站向移动台传输的方向称为下行（Downlink），而移动台到基站的传输方向为上行（Uplink）。用于电台乙（或基站）发送，进而实现电台甲和乙（移动台和基站）的双向通信。FDD和TDD的比较：如图1-4所示，其中，基站向移动台传输的方向称为下行（Downlink），而移动台到基站的传输方向为上行（Uplink）。图1-4
FDD和TDD的比较第一章 概 述
2017/7/28（3）半双工通信半双工通信的组成与图1-3相似，移动台采用单工的“按讲”方式，即按下按讲开关，发射机才工作，而接收机总是工作的。基站的工作情况与双工方式完全相同。（3）半双工通信半双工通信的组成与图1-3相似，移动台采用单工的“按讲”方式，即按下按讲开关，发射机才工作，而接收机总是工作的。基站的工作情况与双工方式完全相同。第一章 概 述
2017/7/283.数字通信系统的主要优点（1）频谱利用率高，有利于提高系统容量采用高效的信源编码技术、高频谱效率的数字调制解调技术、先进的信号处理技术和多址方式以及高效动态资源分配技术等，可以在不增加系统带宽的条件下增加系统同时通信的用户数。（2）能提供多种业务服务，提高通信系统的通用性数字系统传输的是“1”、“0”形式的数字信号。语音、图像、音乐或数据等数字信息在传输和交换设备中的表现形式都是相同的，信号的处理和控制3.数字通信系统的主要优点（1）频谱利用率高，有利于提高系统容量采用高效的信源编码技术、高频谱效率的数字调制解调技术、先进的信号处理技术和多址方式以及高效动态资源分配技术等，可以在不增加系统带宽的条件下增加系统同时通信的用户数。（2）能提供多种业务服务，提高通信系统的通用性数字系统传输的是“1”、“0”形式的数字信号。语音、图像、音乐或数据等数字信息在传输和交换设备中的表现形式都是相同的，信号的处理和控制第一章 概 述
2017/7/28方法也是相似的，因而用同一设备来传...
篇四：无线通信原理与应用读后感
工业大学硕士学位论文蓝牙无线通信原理及应用研究姓名：赵玉亭申请学位级别：硕士专业：信号与信息处理指导教师：马建仓20030301摘要本文针对无线通信领域的新兴技术——蓝牙技术的原理及应用展开了深入的探讨和研究。在概括讲述蓝牙铷议体系的基础上，本文对蓝牙的射频技术、主机控制器接口、安全性以及组网等问题进行了理论研究、工程计算、实验仿真和性能分析，并且针对蓝牙技术应用于电梯无线控制系统进行了应用程序开发。。本文提出了蓝牙主机控制器接口通信流程，指出了当前蓝牙技术存在的安全性问题，以及蓝牙散射网组网过程中的性能效率问题，并对蓝牙技术的射频部分进行了性能评估。AbsCraotThe thesi s i s based on the m search onpri nci pl es andappl i cati on of Bl uetoothw i rol css com m uni cati ontechnol ogy．Thethesi s b；tudi es the radi otechnol ogy, ．hostcontrol l er i nterface，securi ty i ssues andnetw orki ng probl emof Bl uetoothtechnol ogy．The thesi sdevel opsa softw areappl i cati onof Bl uetooth w i rel ess control l ed el evatorprototypesystem ．The thesi s presents the com m uni cati on fl ow chart of host control l er i nterface，thesecuri tyi ssues and theeffi ci encyofnetw orki ng．Thethesi sal so eval uates theperform anceof Bl uetoothradi o．
西北工业大学硕士学位论文第一章绪论第一章绪论1．1课题的背景1994年，爱立信移动通信公司开始了一个研究项目，其目标是对低功耗、低成本无限接口的可行性进行研究，旨在取消移动电话与其附件之间的连线。随着项目的进展，爱立信公司意识到短距无线通信的应用范围几乎无限广阔。爱立信将这项新的无线通信技术命名为Bl uetooth．是取自l O 世纪丹麦国王H aral d Bl uetooth的名字，用意在于希望蓝牙技术像这位国王统～北欧大陆一样，成为短距无线通信的国际标准。同时，爱立信意识到要使这项技术最终获得成功，没有业界其它公司的支持是不可能的。1998年5月，由爱立信、诺基亚、英特尔、IBM 和东芝5家公司一起成立了蓝牙特殊兴趣小组SIG ( Speci al负责蓝牙技术标准的制订、产品的测试以及协调各国蓝牙使用的频段，后来，3Com 、朗讯、微软和摩托罗拉加盟蓝牙特殊兴趣SIG ，形成了蓝牙倡议者小组，与SIG 的五个创始公司一同成为SIG 的九个发起者。1999年7月，SIG 推出蓝牙规范1．0版，1999年12月，推出蓝牙规范1．O b版，2001年4月，推出了目前最新的版本蓝牙规范1．1版。蓝牙规范在制定之初，就建立了统一全球的目标，其规范向全球公开，工作频段也定在了全球统一开放的2．4G H z的ISM ( Industry，Sci enti fi c。M edi cal ) 频段。从目前的应用来看，由于蓝牙在小体积和低功耗方面的突出表现，它几乎可以被集成到任何的数字设备之中，特别是那些对数据传输速率要求不高的移动设备和便携设备。蓝牙技术在制定之初所期望达到的目标有以下几点：Interest G roup) ，●全球范围适用；可同时传输语音和数据：可以建立临时性的对等连接( ad-hoc connecti ons) ：对其它工作在同一频段的设备具有很好地抗干扰能力；具有很小的体积，可以放便地集成到各种不同的设备中；小到可以忽略的低功耗表现：开放的接口标准：低成本，使得设备在集成了蓝牙技术之后只增加很少的费用。从目前蓝牙的发展情况来看，正是由于蓝牙从诞生之初就向着以上的目标迈进，才导致了蓝牙今天市场的火爆。蓝牙规范1．0版推出之后，蓝牙技术的推广与应用得到了飞速发展，到目前，SIG 成员已经超过了2500家，几乎覆盖了全球各行各业的企业：通信厂商、网络厂商、外设厂商、芯片厂商、软件厂商，甚至包括消费类电器厂商和汽车制造商，从来还没有哪个无线联盟的成长速度能达到这个水准。从2000年初蓝牙芯片发售以来，包括爱立信、CSR、摩托罗拉、TI、飞利浦等在内的多家公司都已经开始制造和发售蓝牙芯片或模块，并且产品的体积和价格不断下降。业界的普遍看法是，当蓝牙芯片价格降到5美元时，蓝牙技术就将得到迅速的普及。现在这一目标已经接近于实现了。由于蓝牙的芯片制造技术的不断进步，2001年各种蓝牙产品纷纷上市，其中已经有超过500种获得了SIG 的认证，涉及包括移动电话、PDA、耳机、打印机、数码相机、无线网络接入点和键盘鼠标等各个领域，销售量超过400万件。●●●●●●●
西北工业大学硕士学位论文第一章绪论1．2课题的意义和来源如前所述，蓝牙技术具有非常广阔的应用前景，将会在今后几年得到迅猛发展。目前国内从事蓝牙技术研究和应用的科技人员正在逐渐增多，但相比国际上蓝牙技术的研发和应用，国内还是基本处于起步阶段，还需要做更多的工作，因此，进行蓝牙技术原理及实际应用方面的研究，具有很好的实际指导意义，符合通信领域的技术发展趋势，对于我国在以蓝牙为代表的无线通信和组网技术领域追赶国际水平。在相关产品的开发和市场推广上占领一片空间，都必然产生积极的影响。蓝牙技术作为一项新兴的无线通信技术，其规范的制定历经多年，采用了很多先进的技术，因而具有很好的研究价值。蓝牙是一个完整的通信协议体系，覆盖了射频、基带、链路控制与管理、语音和数据编码等技术，包括了完整的O SI参考模型物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层，提供了和其他现有通信协议如IPv4、IPv6、TCP、U DP、W AP、G SM 、IrDA、w LAN 等等的接口支持和互操作性要求，采用了G FSK、FH SS、TDD、PIG G Y—BACK、FEC、CRC、ARQ 等成熟的技术和算法．涉及了IEEE802．3、IEEE802．15和IETF-RFC等许多国际协议标准。通过蓝牙的学习，了解、掌握蓝牙协议体系及其涉及的相关标准，可以加深对信息通信理论的理解，即将到来的就业和继续深造做好铺垫，即使日后不进行蓝牙产品的研发，也能够触类旁通，迅速融入相关技术的研发应用中去。蓝牙技术应用涉及到很多方面，包括计算机接口技术、蓝牙芯片的应用和相关电路的实现，计算机和单片机的应用编程，蓝牙高层协议栈的实现和集成，以及系统射频的稳定性、抗干扰性等，应而具有相当的实现难度和技术水平，同时也具有很好的实践和研究意义。总之。蓝牙技术是一项高新技术，其协议栈和相关的实现方法具有很高的技术水平和研究意义，同时，蓝牙作为一项会对我们生活产生深远影响的技术，具有巨大的市场应用前景，在现阶段对其开展理论和实践方面的工作，具有很好的社会意义。1．3课题的主要工作蓝牙技术涉及范围很广，仅规范本身就多达近2000页，除蓝牙规范之外，本论文选题还需要涉及许多相关的国际协议与标准。同时，蓝牙协议体系所采用的各种比较成熟的技术与算法，对于这些技术也需要在学位论文期间进行了解。对蓝牙技术做总体把握和了解的同时，论文期间应该突出重点，在温习理论学习的基础上，集中研究与实际应用最为密切的协议和技术。具体来说，包括以下几个方面：在充分了解蓝牙射频与基带规范的基础上，利用System Vi ew 等计算机仿真软件工具，进行蓝牙射频与基带性能的仿真实验。通过学习研究蓝牙规范的H CI层，利用VC++6．0自行开发一个基于Pc的蓝牙主机控制器接口程序，通过这个程序，可以方便地通过RS232串行口控制蓝牙模块。利用基于Pc的蓝牙主机控制器接口程序，实现在两个计算机之间的数据交换，如两台Pc之间的数据传输。基于以上的研究基础，开发实现电梯监控中心的Pc机监控程序。此程序通过蓝牙模块与其他以单片机作为主机的蓝牙模块进行通信，从而监控电梯运行的状态参数。研究蓝牙体系构架的安全性问题。蓝牙作为一种无线通信技术。其安全性问题是有别于有线通信的。通过研究能够总结蓝牙体系构架安全方面有效性和局限1．2．3．4．5．2
西北工业大学硕士学位论文第一章绪论6性，能够提出解决其局限性的现实方案。研究蓝牙规范的应用框架，尤其是蓝牙的组网问题。在了解蓝牙相关协议的基础上，探讨利用蓝牙网络封装协议进行蓝牙个人局域网组网的方案，对蓝牙匹克网、散射网的网间漫游提出自己的设想与解决方案。1．4研究方法由于本论文选题属于工程技术应用研究，所以需要理论与实践并重，在充分理解消化蓝牙协议以及其他相关标准的基础上，着重于蓝牙协议的具体实现。在此过程中，将循序渐进，由低层向高层，由简单的应用模型向复杂的应用框架逐步实现。在研究蓝牙技术原理与蓝牙规范时，主要参考SIG 颁布的蓝牙规范1．1文档。以及SfG单独颁布的白皮书和其它协议与应用框架，同时参考国内的相关著作。以及国内外的相关论文和各种研究与技术文章。在比较其它同类的无线通信技术，和参考相关的通信理论的基础上，争取对蓝牙无线通信原理有一个准确、全面和深刻的理解，并且与实践相结合，了解各个协议栈的应用背景和一般实现方法。研究蓝牙应用框架过程中，一方面结合SIG 的相关文档( 包括蓝牙规范和其它单独的规范) ，另一方面将结合市场上已有的产品和各种应用实例，对于重点应用框架的各种实现手段都有所了解。蓝牙协议的具体实现过程中，参考有关的技术书籍和相关的技术文章，熟悉相关的开发环境和编程语言，反复实践和编程调试。1．5论文期间完成的工作本人在完成硕士学位论文期间，发表的论文和相关著作包括：与导师以及罗亚军一起合作编著《蓝牙核心技术及应用》一书，该书已由科学出版社于2003年1月出版发行。发表论文《利用蓝牙技术构建电梯无线控制原型系统》( 第三作者) ，《中国电梯》杂志，总第141期，2003年1月1日出版。发表英文论文《1he Research ofAppl yi ngBl uetooth to El evatorSystem ) ) ( 第三作者) ，{Pl antEngi necri ng》，N orthw esternPol ytechni cal U ni versi ty，己获录用通知。1．2．3．W i rel essControl
西北工业大学硕士学位论文第二章蓝牙技术概述第二章蓝牙技术概述2．1蓝牙技术的发展1994年，爱立信移动通信公司开始研究在移动电话及其附件之间实现低功耗、低成本无线接口的可行性。随着项目的进展，爱立信公司意识到短距无线通信( ShortW i rel ess Com m uni cati on) 的应用前景无限广阔。爱立信将这项新的无线通信技术命名为蓝牙( Bl uetooth) ，是取自l O 世纪的丹麦国王H aral dBl uetooth的名字。爱立信意识到要使这项技术最终获得成功，必须得到业界其它公司的支持与应用。1998年5月，由爱立信、诺基亚、英特尔、IBM 和东芝这5家公司一起成立了蓝牙特殊利益小组( Speci al InterestGroup，SIG)，负责蓝牙技术标准的制订、产品的测试以及协调各国蓝牙的具体使用。3Com 、朗讯、微软和摩托罗拉加盟SIG ，形成了蓝牙倡议者小组，与SIG 的五个创始公司一同成为SIG 的九个发起者。SIG 着眼于全球的发展与应用，将蓝牙技术标准完全公开，1999年7月，SIG 公布了蓝牙规范1．0版；1999年12月，公布了蓝牙规范1．O b版；2001年4月，公布了目前晟新的版本蓝牙规范1．1。自蓝牙规范1．0版推出之后，蓝牙技术的推广与应用得到了迅猛发展。截至目前，SIG的成员已经超过了2500家，几乎覆盖了全球各行各业的企业，包括通信厂商、网络厂商、外设厂商、芯片厂商、软件厂商、甚至消费类电器厂商和汽车制造商都加入到了SIG 。只要是SIG 的成员，都有权使用蓝牙的新技术，参与蓝牙规范标准的制定，无偿的利用SIG 的研究成果开发自己的产品，只要产品通过SIG 的测试，就可以投放市场。从来还没有哪个无线通信标准联盟的成长能达到这个速度。从2000年初蓝牙芯片发售以来，包括爱立信、剑桥硅无线电、摩托罗拉、德州仪器、飞利浦等在内的多家公司都已经开始制造和发售蓝牙芯片或模块，产品的体积越来越小，价格越来越低。业内普遍认为，当蓝牙芯片价格降至5美元时．蓝牙技术就将得到迅速的普及，现在蓝牙芯片的量产价格已经突破5美元。由于蓝牙芯片制造技术的不断进步，已经有500多种蓝牙产品获得了SIG 的认证并推向市场，这些产品涉及移动电话、个人数据助理( Personal D i gi tal Assi stant，PDA) 、耳机、打印机、数码相机、无线网络接入点和键盘鼠标等各个领域，销售量超过400万件。综合In—Stat、M erryLynch、N avi an和IDC等多家市场研究机构的研究结果，可以预测，到2004年，世界上采_}{{蓝牙技术的设备将超过4亿台。毫无疑问，蓝牙技术已成为近几年增长最快的无线通信技术，其席卷全球之势不可阻挡，蓝牙必将在不久的将来渗透到我们生活的各个方面。D i stance2．2蓝牙的技术特点蓝牙是一种短距无线通信的技术规范，它起初的目标是取代现有的计算机外设、掌上电脑和移动电话等各种数字设备上的有线电缆连接。蓝牙规范在制定之初，就建立了统一全球的目标，其规范向全球公开，工作频段为全球统一开放的2．4GH z工业、医学和科学( IndustrySci enti f i c and M edi cal ，ISM ) 频段。从目前的应用来看，由于蓝牙在小体积和低功耗方面的突出表现，它几乎可以被集成到任何的数字设备之中，特别是那些对数据传输速率要求不高的移动设备和便携设备。蓝牙技术标准制定的目标为：1．全球范围适用‘4
西北工业大学硕士学位论文第二章蓝牙技术概述蓝牙工作在2．46H z的ISM 频段，全球大多数国家ISM 频段的范围是2．4～2．4835G H z，使用该频段无需向各国的无线电资源管理部门申请许可证。2．同时可传输语音和数据蓝牙采用电路交换和分组交换技术，支持异步数据信道、三路语音信道或者异步数据和同步语音同时传输的信道。其中每个语音信道为64Kbps，语音信号的调制采用脉冲编码调制( Pul se CodeM odul ati on，PCM ) 或连续可...
篇五：无线通信原理与应用读后感
reless Communications Principles and Practice 无线通信原理与应用 电气工程学院通信工程系
第 第2 章 现代无线通信系统 （ （Introduction to Wireless Communication Systems ）
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2 § §2.1
第二代移动通信系统（2G ）
第二代移动通信系统具有保密性强 、 频谱利用率高 、 能提供丰富的业务 、 标准化程度高等特点 ， 还能提供更大的网络容量 ， 大大改善了话音质量和保密性 ， 并为用户提供无缝的国际漫游；
世界市场的第二代移动通信标准 ， 包括 GSM （ 全球移动通信系统 ）
、D D- -AMPS （ 数字先进移动电话服务 ）
、 PDC （ 日本数字蜂窝系统 ）
和 IS- - 95
CDMA 等；
属于窄带系统；
我国目前应用的第二代蜂窝系统为欧洲的 GSM 系统以及北美的窄带 CDMA系统；
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GSM 的起源 GSM 是 Global System for Mobile Communication “ 全球移动通信系统” 的 的简称，是一种数字移动通信系统；
泛欧数字蜂窝移动通讯网简称GSM 系统，GSM 原意为“移动通信特别小组”（ （Group Special Mobile ），是1982 年欧洲邮电主管部门会议（CEPT ）为开发第二代数字移动蜂窝移动系统而成立的机构；
1987 年 GSM 成员国经现场测试和论证比较，就数字系统采用窄带时分多址TDMA 、规则脉冲激励长期预测RPE-LTP 话音编码和高斯滤波最小移频键控（ （GMSK ）调制方式达成一致意见；
1988 年 十八个欧洲国家达成GSM 谅解备忘录（MOU ）；
1989 年 GSM 标准生效。1991 年 GSM 系统正式在欧洲问世，网路开通运行；
1992 年 世界上第一个GSM 网在芬兰投入使用。从此，移动通信跨入了第二代。
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GSM 的特点 客户与设备分离( 人机分开) 。
在GSM 通信中，SIM 卡与移动设备之间已设置一个开放式的公共接口，这样，使用者与自己的设备之间没有互相依存的关系。在SIM 卡中存储有持卡者的客户数据、保安数据、鉴权加密算法等，只要客户手持此卡就可以借用、租用不同厂家的移动台，得到卡内存储的各种业务的服务，大大方便了客户，大大增强了GSM 通信的移动性，也大大地增强了各生产厂家的设备的共享性。
通信安全可靠。
在SIM 卡中有一个永久性的存储器，既有存储能力，又有进行计算的能力，所以它属于智能卡。当客户建立呼叫时，首先要客户输入个人身份号码(PIN) ，此码由4 ～8 位数字组成，由移动台的键盘键入。若输入三次不正确的 的PIN 码后，PIN 码被锁，通信终止，这是防范那些伪客户盗用通信的方法之一。若有权客户忘记了码或一时疏忽，输入三次错误，可利用SIM 卡中存储的0 ～9 位数字的个人解锁钥(PUK) 来解锁PIN 码，使之恢复正常。但也要特别注意，若输入十次错误的PUK ，整个SIM 卡就报废了，只有重新购置一个SIM 卡才能再进行通信。在呼叫建立过程中PIN 码正确时，网路开始对客户身份进行鉴权，利用存储在SIM 卡中的A3 、A8 算法，移动台与网路把计算结果进行比较，相同鉴权成功，这又是防范盗用通信的第二道防线。鉴权成功之后，为了对客户信息保密，安全传送至被叫，则又采用了一套加解密的方法，即采用了A5 的算法，防止了非法客户窃密。另外，在鉴权和加解密过程中的密钥(KC) 和鉴权钥(K1) 参数在空中接口上是不传输的，只有国际移动客户识别码(IMSI)传输一次，以后完全采用不断变化的临时移动客户识别码(TMSI) 来代替，因此GSM 通信比模拟移动通信安全可靠。
成本低。它比电话磁卡的成本低，并且质地结实耐用，易于推广。
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GSM 的频率设置 GSM 900MHz频段双工间隔为45MHz，有效带宽为25MHz，124个载频，每个载频8个信道。
GSM900 ：
上行（MHz）890-915； 下行（MHz）935-960（GSM最先实现的频段，也是使用最广的频段）
GSM900E ：
上行（MHz）880-915；下行（MHz）925-960（900MHz扩展频段）
中国GSM900使用频率 ①中国移动 ●上行频段：890-909 MHz ●下行频段：935-954 Mhz ②中国联通 ●上行频段：909-915 MHz ●下行频段：954-960 Mhz
GSM 1800MHz频段双工间隔为95MHz，有效带宽为75MHz，374个载频，每个载频8个信道。
GSM1800 ：
上行（MHz）1710-1785； 下行（MHz）1805-1880（适用于对信道容量需求大的市场，应用范围仅次于900M。）
中国DCS1800使用频率 ①中国移动 ●上行频段：1710-1720 MHz ●下行频段：1805-1815 Mhz ②中国联通 ●上行频段：1745-1755 Mhz ●下行频段：1840-1850 MHz
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GSM 系统组成 GSM 被分成三个子系统：
网络交换子系统（Network Switching Subsystem NSS ）：是整个GSM 系统的核心。它对GSM移 移动用户之间及移动用户与其它通信网用户之间通信起着交换连接与管理的功能； 基站子系统（Base Station Subsystem BSS ）：BSS 是GSM 系统中与无线蜂窝方面关系最直接的基本组成部分，它通过无线接口直接与移动台相连负责无线信息的发送接收，无线资源管理及功率控制等，同时它与NSS 相连实现移动用户间或移动用户与固定网络用户之间的通信连接，传送系统信息和用户信息等。
网络管理子系统（Network Management Subsystem NMS ），网络管理子系统（NMS ）又叫操作与维护中心（OMC--Operation & Maintenance Center ）：NMS 负责NSS 和BSS 系统的维护管理工作。
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GSM 提供的业务 电信业务：
这是GSM的主要业务，包括电话、紧急呼叫、三类传真以及短消息业务。
承载业务：它在某个接入点上提供用户所需的传送相应信号的能力。不需调制解调器就可提供数据业务，但不能与基本电话业务同时使用。
双向异步数据电路（300～9600bps）、双向同步数据电路（1200～
9600bps）、异步分组数据接入电路（300～9600bps）、双向同步分组数据（2400～9600bps）、交替语音和数据数据后接语音业务、GPRS业务
补充业务：用于补充或修改基本业务，以提供用户完整的业务
如呼叫偏转（有被叫，实时前转）、呼叫前转（无条件、遇忙、无应答、不可及）、主叫号码识别、呼叫等待（被叫忙时，接收新业务）、呼叫保持（保持当前呼叫，发起新呼叫）、呼入呼出限制，其它,但是补充业务不能独立存在。
增强型补充业务：
语音群呼叫（VGCS）、话音广播业务（VBS）、多用户特征（MSP）、移动定位业务
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GSM 的发展和演进 CDMAGSMTDMA
PHS
(IP-Based)64 KbpsGPRS115
KbpsCDMA 1xRTT144 KbpsEDGE384
Kbps
cdma20001X-EV-DVOver 2.4 MbpsW-CDMA (UMTS)Up to 2
Mbps2G2.5G2.75G3G1992 - 2000+2001+2003+1G1984 - 1996+2003 - 2004+TACSNMTAMPSGSM/GPRS(Overlay) 115 Kbps 9.6 Kbps9.6 Kbps14.4 Kbps/ 64 Kbps9.6 KbpsPDCAnalog VoiceDigital VoicePacket DataIntermediateMultimediaMultimedia
PHS
TD-SCDMA
2 Mbps?9.6 KbpsiDEN(Overlay)iDENSource: U.S. Bancorp Piper Jaffray
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GSM 的发展和演进
GPRS
GPRS (General Packet Radio Service)是通用分组无线业务的简称。在GSM演进到HSDPA的道路上，GPRS的提出迈出了重要的第一步，GPRS允许在电路交换的基础上增加数据包交换。在构建GPRS网络的时候，GSM系统中的绝大部分的部件都不需要作硬件改动，只需要在软件方面进行升级，从GSM系统升级到GPRS+GSM系统；
EDGE
在GSM的演进道路上，EDGE(Enhanced Data Rate for GSM Evolution)的提出又将无线端的数据传送速率提高到473kb/s，EDGE是GSM迈向WCDMA的最后一步，它是基于GSM/GPRS网络的，采用了更新的调制解调技术(8PSK)和信道编码技术。
从GPRS升级到EDGE，因为对于上下行信道要提供GMSK和8PSK的调制解调功能，在终端部分和BTS部分要进行硬件升级，在BSC部分进行软件升级；在核心网部分无需太大改动。
EDGE的编码策略跟GPRS相比，来得更加复杂，但是，采用EDGE的MCS1到MCS9的编码方案，提供的数据传送速率就大大增加了。EDGE相对于GPRS而言，能提供更大的数据传送速率，也能够提供更多更丰富的多媒体业务，并且在原有的GSM/GPRS网络上很容易就能升级。在链路控制层面上，EDGE相对与GPRS，也提供了更为强大的功能。
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GSM 的发展和演进 WCDMA
WCDMA标准是由3GPP制订，其最大的特点在于网络结构上继承了GSM/GPRS的核心网络结构，与GSM不同的是在无线接入网部分引入了另外全新的无线接口——WCDMA，并采用了分组化传输，更加有利于实现高速移动数据业务的传输。
对于现在运营GSM网络的运营商来讲，由于GSM和WCDMA可以共用同一个核心网，所以从GSM平滑过渡到WCDMA是最佳方式。随着人们对数据速率的要求越来越高，WCDMA和其他第三代移动通信制式的提出，具有革命性的意义。WCDMA的空中接口和原有的GSM/GPRS完全不同，高效的空中接口技术能使得WCDMA的下行速率达到2Mb/s，也能满足人们丰富的多媒体业务。
WCDMA利用先进的码分复用和扩频技术，使得其比先前的2G系统具有更高的频谱利用率。WCDMA还使用快速功控、软切换等先进技术，能较大限度的降低干扰，提高服务质量。根据不同的业务需求，WCDMA还能提供不同类型、不同速率、不同QoS要求的无线接入承载，从而支持更加丰富多彩的服务。
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GSM 的发展和演进
HSDPA
WCDMA向下演进的第一步就是提高下行速率，也就是演进到HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)，跟WCDMA相比，HSDPA大大提高了系统的容量，下行速率最大能达到14Mb/s，也能为用户提供更多更丰富的业务。
HSDPA相对与WCDMA，具有下面一些特性：
(1)自适应调制和编码。HSDPA中链路将根据无线链路的情况来自动调整调制方式和编码方法，在WCDMA R99中，对于下行信道的调制方式为QPSK，但是对于HSDPA，除了采用QPSK，还采用16QAM调制方式。不论终端在基站的附近还是在小区的边缘，HSDPA中链路的自适应调制总能保证用户获得最大的数据传输速率。
(2)快速调度。HSDPA中包调度是直接由基站控制的，而不像WCDMA中是由RNC控制的。这种调度方法更加靠近空中接口部分，从而效率更高。快速调度方法所需要的信息包括信道质量、容量、QoS等级等。
(3)混合自动重发请求。混合自动重发请求实际上是一个结合自动重发请求(ARQ)和前向错误更正(FEC)的技术，能利用原来传输失败的数据进行后续的解码。
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GSM 的发展和演进
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GSM 的发展和演进
篇六：无线通信原理与应用读后感
.5 Equalization, Diversity,and Channel Coding2Outline Introduction Equalization Diversity Channel Coding
3Introduction Equalization compensates for intersymbol interference(ISI) created by multipath Diversity compensates for fading channel impairments, and is usually implemented by using two or morereceiving antennas. Channel coding is used by the receiver to detect or correct some (or all) of the errors introduce by the channel in a particular sequence of message bits.
4Outline Introduction Equalization Diversity Channel Coding
5Equalization Fundamentals of Equalization A Generic Adaptive Equalizer (LMS Algorithm) Linear Equalizers Nonlinear Equalizers Algorithm for Adaptive Equalization
6Fundamentals of Equalization Equalization Reason ISI as the major obstacle to high speed datatransmission over wireless channels, Equalization isa technique used to combat ISI
7Cont. Adaptive Equalizers Equalizers must track the time characteristics of themobile channel, thus are called adaptive equalizers. The general operating modes of an adaptive equalizerinclude training and tracking. TDMA wireless systems well suited for equalizers. An equalizer is usually implemented at baseband.
8Cont.
9 The goal of equalization is to satisfy equationTime domain:Frequency domain: Equalizer is actually an inverse filter of the channel.)1()(()(Heqtth)tfeqF()ffCont.
10A Generic Adaptive Equalizer
11 The adaptive algorithm is controlled by the error signal The adaptive algorithm uses
to minimize a costfunction and updates the equalizer weights in a mannerthat iteratively reduces the cost function. Based on classical equalization theory, the most commoncost function is the mean square error (MSE) between thedesired signal and the output of the equalizer,
A known training sequence must be periodically transmittedkkkkkdxddeˆˆke )()(kekeECont.
12Blind Adaptive Equalizer Blind Adaptive Algorithm Exploit characteristics of the transmitted signal and do not require training sequence. Blind algorithm are becoming important for wirelessapplications. Blind algorithm: such as CMA, SCORE
13Equalizer Classification
14 Equalization Technique Algorithm Equalizer subdivided into two categories-linear andnonlinear.
used in the feedback path to adapt the equalizer.outputs of the equalizer. Linear: if the reconstructed transmitted signal d(t) is not Nonlinear: if d(t) is fed back to change the subsequentCont.
15 Equalizer structure- transversal equalizer and latticeequalizer.equalizer (LTE).impulse response (FIR) filter, or simply transversal filter. The most common equalizer structure is a linear transversal The simplest LTE uses only feed forward taps, called a finite If the equalizer has both feed forward and feedback taps, called an infinite impulse response (IIR) filter, rarely used.
Cont.
16Cont.
17Cont.
18 Equalizer Adaptive algorithm – three classicalequalizer algorithm: Zero forcing (ZF) algorithm Least mean squares (LMS) algorithm Recursive least squares (RLS) algorithm
Cont.
19Linear Equalizers Linear Equalizers can be implemented as an FIR filter (transversal filter), can also be implemented as a lattice filter
stability and faster convergence. Also, allow the dynamicassignment of the most effective length of the lattice equalizer two main advantage of the lattice equalizer: its numerical disadvantage: the structure of a lattice equalizer is morecomplicated than a linear transversal equalizer.
20Cont.
21Cont.
22Nonlinear Equalizers Nonlinear Equalizers Introduction The channel distortion is too severe for a linearequalizer to handle, nonlinear equalizer is used. Nonlinear method have been developed and are usedin 2G and 3G systems
Maximum likelihood symbol detection Decision feedback equalization (DFE) Maximum likelihood sequence estimation (MLSE)
23 DFE basic equalization idea: once an information symbolhas been decided upon, the ISI that it induces on futuresymbols can be estimated and subtracted out before detection of subsequence symbols. can be realized in either transversal form or lattice more appropriate for severely distorted wireless channel another form of DFE is called predictive DFEDecision Feedback Equalization (DFE)
24Cont.
25 MLSE basic equalization idea: tests all possible data sequences (rather than decoding each received symbolby itself), and chooses the data sequence with the maximum probability as the output. MLSE usually has a large computational requirement, especially when the delay spread of the channel is largeMaximum Likelihood Sequence Estimation (MLSE)
26 Using the MLSE as an equalizer was first proposed byForney in which he set up a basic MLSE estimator structure and implemented it with the Viterbi algorithm MLSE is optimal in the sense that it minimizes theprobability of a sequence error. MLSE requires knowledge of the channel characteristicsand statistical distribution of the noise in order to make decisionCont.
27Cont.
28Algorithm for Adaptive Equalization Equalization Algorithm Introduction Since adaptive equalizer compensates for an unknownand time-varying channel, it requirements a specific algorithm to update the equalizer coefficients and trackthe channel variations.
29 Factors Influencing Equalization Algorithm Rate of convergence Misadjustment Computational complexity Numerical propertiesCont.
30 ZF Algorithm Criterion: the equalizer coefficients
are chosen to force the samples of the combined channel and equalizer impulse response to zero at all but one of theNT spaced sample points in the tapped delay line filter. ZF equalizer neglect the effect of noise altogether, andnot often used for wireless link. However, it performs well for static channels with high SNR, such as local wired telephone lines. Zero Forcing AlgorithmncTffHfHeqch2/ 1, 1)()(
31 LMS Algorithm Criterion: minimization of the mean square error(MSE) between the desired equalizer output and theactual equalizer output. the minimization of the MSE is carried out recursively,called LMS algotithmLeast Mean Square Algorithm
32 LMS Algorithm Operations
Initialize:
; Update:() 1where
is the step size which controls the convergence rate and stability of the algorithm 0) 0 ())w(0((eNˆn))1))((n(nˆnnkyn)wxwnnndeTN(kdkkk)()(nynnnwNNkCont.
33Recursive Least Square Algorithm RLS Algorithm Criterion: minimization of the cumulative squarederror where
is the weighting factor close to 1, but smaller than 1.), (), ()(1nienienJniin
34 Kalman RLS Algorithm Operations
Initialize:
;
;where
is an N×N identity matrix, and
is a large positive constant Update:) 1(ˆ) 1n0) 0 () 0 () 0 (xkwNNIR)0(1NNI)(()))((ˆny)ynwx1TnndTn(nkedR(n ) 1()n()(() 1((1)(111) 1nR)n(ynnkknR(nRT1nn0n)() 1()()y()(1nRynnnk))enwnwCont.
35Cont.
36Fractionally Spaced Equalizers FSE Samples the incoming signal at least as fast as theNyquist rate. Compensates for the channel distortionbefore aliasing effects occur due to the symbol ratesampling. Compensates for any timing delay for any arbitrary timing phase. FSE incorporates the functions of a matched filer and equalizer into a simple filter structure.
37Outline Introduction Equalization Diversity Channel Coding
38Diversity Fundamentals of Diversity Spatial Diversity Polarization Diversity Frequency Diversity Time Diversity Diversity Performance Interleaving
39Fundamentals of Diversity Diversity Basic Idea Send same bits over independent fading paths
frequency, or polarization diversity Combine paths to mitigate fading effects Independent fading paths obtained by time, space, TbtMultiple paths unlikely to fade simultaneously
40 Diversity Technique Classification Macroscopic Diversity
multiple base stations diversity combat large-scale fading Microscopic Diversity
combat small-scale fading caused by multipath
Cont.
41 Microscopic Diversity Classification Spatial Diversity Polarization Diversity Frequency Diversity Time DiversityCont.
42 Combining Techniques Selection Combining Feedback Combining Maximal Ratio Combining Equal Gain CombiningCont.
43 Spatial Diversity Also known as antennal diversity, implemented byusing two or more receiving antenna separated by d. MS:
to obtain uncorrelated envelops BS: d is the order of several tens of wavelengths toachieve decorrelation Used at either MS or BS, or bothSpatial Diversity5 . 0d
44Cont.
45 Polarization Diversity Provide two diversity branches, while allow theantenna elements to be co-located. Horizontal and vertical polarization paths between BSand MS to be uncorrelatedPolarization Diversity
46 Frequency Diversity Implemented by transmitting information on more than one carrier frequency. Carrier frequencies separated by more than the coherence bandwidth of the channel to obtain uncorrelationFrequency Diversity
47 Time Diversity Repeatedly transmits information at time spacing thatexceed the coherence time of the channel. Multiple repetitions of the signal with independentfading The use of RAKE receiver for spread spectrum CDMA The use of interleavingTime Diversity
48 RAKE Receiver Idea Rake receiver first proposed by Price and
Green If multipath
components are delayed in time by morethan a chip duration, they appear like uncorrelated noiseRAKE Receiver
49Cont.
50742Cont.
篇七：无线通信原理与应用读后感
5CDMA 蜂窝通信系统的容量7.4 CDMA 蜂窝网的关键技术7.3
CDMA 码序列7.2
扩频通信系统7.1
CDMA 技术基本原理
CDMA是在扩频通信技术基础上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。按多址方式，移动通信系统可分为频分多址（是在扩频通信技术基础上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。按多址方式，移动通信系统可分为频分多址（FDMA ）、时分多址（TDMA ）和码分多址（CDMA ）。系统容量大是CDMA 系统的主要优点。理论上CDMA 系统是FDMA 系统容量的20 倍，TDMA 系统容量的4 ～5倍，此外，高质量、综合业务、软切换等也是其突出特点。倍，此外，高质量、综合业务、软切换等也是其突出特点。CDMA技术的出现源自于人类对更高质量无线通信的需求。第二次世界大战期间，因战争的需要而技术的出现源自于人类对更高质量无线通信的需求。第二次世界大战期间，因战争的需要而
研究开发出了CDMA技术，其思想初衷是防止敌方对己方通信的干扰，在战争期间广泛应用于军事抗干扰通信，后来由美国高通公司将其引入到公众蜂窝移动通信系统。技术，其思想初衷是防止敌方对己方通信的干扰，在战争期间广泛应用于军事抗干扰通信，后来由美国高通公司将其引入到公众蜂窝移动通信系统。1995 年，第一个CDMA商用系统运行之后，商用系统运行之后，CDMA技术理论上的诸多优势在实践中得到了检验，从而在全球得到了迅速推广和应用，技术理论上的诸多优势在实践中得到了检验，从而在全球得到了迅速推广和应用，3G 三大主流标准均基于CDMA。本章介绍了构建。本章介绍了构建CDMA系统必需的基础知识（扩频通信和码序列）及系统必需的基础知识（扩频通信和码序列）及CDMA蜂窝网的主要关键技术，最后讨论了蜂窝网的主要关键技术，最后讨论了CDMA 蜂窝系统的容量。
§ § 7.1
CDMA 技术基本原理1. 无线多址通信的基本概念：所谓无线多址通信是指在一个通信网内各个通信台、站共用一个指定的射频频道，进行相互间的多边通信。也称该通信网为各用户间提供多元连接。实现多址连接的理论基础是信号分割技术。也就是在发送端进行恰当的信号设计，使各站所发射的信号有所差异。相应地在接收端有信号识别能力，能检测出该差异，从而从混合信号中选择分离出相应的信号。显然，若信号彼此正交，将可使差异最大化。无线多址通信的基本概念：所谓无线多址通信是指在一个通信网内各个通信台、站共用一个指定的射频频道，进行相互间的多边通信。也称该通信网为各用户间提供多元连接。实现多址连接的理论基础是信号分割技术。也就是在发送端进行恰当的信号设计，使各站所发射的信号有所差异。相应地在接收端有信号识别能力，能检测出该差异，从而从混合信号中选择分离出相应的信号。显然，若信号彼此正交，将可使差异最大化。
这样在发送瑞，信号设计的任务是使信号按某种参量相互正交（或准正交）。一个无线电信号可以用若干参数来表征，其中最基本的参数是信号的射频频率、信号出现的时间、信号占据的空间及信号的码型（或波形）等。对无线信号分别按这些参量进行分割，即可实现基本的多址连接：这样在发送瑞，信号设计的任务是使信号按某种参量相互正交（或准正交）。一个无线电信号可以用若干参数来表征，其中最基本的参数是信号的射频频率、信号出现的时间、信号占据的空间及信号的码型（或波形）等。对无线信号分别按这些参量进行分割，即可实现基本的多址连接：FDMA 、TDMA 、SDMA 和CDMA等，而由这些基本的多址方 式 还 可 以 派 生 出 多 种 复 合 多 址 方 式 ， 如等，而由这些基本的多址方 式 还 可 以 派 生 出 多 种 复 合 多 址 方 式 ， 如TDMA/FDMA 、CDMA/FDMA等。关于这些多址方式的原理，参见第等。关于这些多址方式的原理，参见第5 章中的介绍。
多址技术与固定通信中的信号复用技术相同，实质上都是属于信号正交划分与设计技术。不同点是信号复用的目的在于区分多路，而多址技术的目的是区分多个动态地址；复用技术通常在中频或基带实现，而多址技术必须在射频实现，它利用射频辐射的电波寻找动态的移动地址。多址技术与固定通信中的信号复用技术相同，实质上都是属于信号正交划分与设计技术。不同点是信号复用的目的在于区分多路，而多址技术的目的是区分多个动态地址；复用技术通常在中频或基带实现，而多址技术必须在射频实现，它利用射频辐射的电波寻找动态的移动地址。FDMA 、TDMA 、CDMA 的比较如图7-1 所示。
图7-1
FDMA 、TDMA 、CDMA 的比较
在CDMA移动通信系统中，不同的移动用户传输信息所用的信号不是靠频率不同或时隙不同来区分的，而是用各自不同的编码序列来区分，或者说靠信号的不同波形来区分。从频域或时域上看，多个移动通信系统中，不同的移动用户传输信息所用的信号不是靠频率不同或时隙不同来区分的，而是用各自不同的编码序列来区分，或者说靠信号的不同波形来区分。从频域或时域上看，多个CDMA 信号是相互重叠的。接收机用相关器从多个CDMA信号中选出其中使用预定码型的信号，而其他使用不同码型的信号因为与接收机产生的本地码型正交而被滤除。移动用户之间的信息传输也是由基站进行转发和控制的。信号中选出其中使用预定码型的信号，而其他使用不同码型的信号因为与接收机产生的本地码型正交而被滤除。移动用户之间的信息传输也是由基站进行转发和控制的。
无论上行或下行传输，除传输业务信息外，还必须传送相应的控制信息。为了传送不同的信息，需要设置不同的信道，但是无论上行或下行传输，除传输业务信息外，还必须传送相应的控制信息。为了传送不同的信息，需要设置不同的信道，但是CDMA系统既不分频道又不分时隙，无论传送何种信息的信道都是靠采用不同的码型来区分的。这样的信道被称为码道，这些码道无论从频域或时域上来看都是互相重叠的，它们均占用相同的频段和时间。系统既不分频道又不分时隙，无论传送何种信息的信道都是靠采用不同的码型来区分的。这样的信道被称为码道，这些码道无论从频域或时域上来看都是互相重叠的，它们均占用相同的频段和时间。
2 ．CDMA基本原理在码分多址系统中，发送端用正交的地址码对各用户发送的信号进行码分，在接收端，通过相关检测利用码型的正交性从混合信号中选出相应的信号。具体来讲，各用户信号首先与自相关性很强而互相关值为基本原理在码分多址系统中，发送端用正交的地址码对各用户发送的信号进行码分，在接收端，通过相关检测利用码型的正交性从混合信号中选出相应的信号。具体来讲，各用户信号首先与自相关性很强而互相关值为0或很小的周期性码序列（地址码）相乘（或模或很小的周期性码序列（地址码）相乘（或模2加）实现码分，而后去调制同一载波，经过相应的信道传输后，在接收端以本地产生的已知地址码为参考，借助地址码的相关性差异对收到的所有信号进行鉴别，从中将地址码与本地地址码一致的加）实现码分，而后去调制同一载波，经过相应的信道传输后，在接收端以本地产生的已知地址码为参考，借助地址码的相关性差异对收到的所有信号进行鉴别，从中将地址码与本地地址码一致的
信号选出，把不一致的信号除掉（称之为相关检测或码域滤波）。其基本工作原理如图信号选出，把不一致的信号除掉（称之为相关检测或码域滤波）。其基本工作原理如图7-2 所示。图7-2 码分多址收发系统原理图
图7-2 中，d 1 ～d N 分别是N个用户的信号，其对应的地址码分别为个用户的信号，其对应的地址码分别为W 1 ～W N ，不失一般性，同时为了简明起见，假定系统有，不失一般性，同时为了简明起见，假定系统有4 个用户（即N = 4），各自的地址码为），各自的地址码为W 1 = {1 ，1 ，1 ，1} ，W 2 = {1 ，−1 ，1 ，−1} ，W 3 = {1 ，1 ，−1 ，−1} ，W 4 = {1 ，−1 ，1 ，−1} （7-1）假设在某一时刻用户数据信号分别为）假设在某一时刻用户数据信号分别为d 1 = {1} ，d 2 = {−1} ，d 3 = {1} ，d 4 = {−1} （7-2）
与式（7-1 ）和式（7-2 ）相应的波形如图7-3所示。它们与各自对应的地址码相乘后的波形为所示。它们与各自对应的地址码相乘后的波形为S 1 ～S 4，上述这些信号的波形图7-3给出。在接收端，当系统处于同步状态和忽略噪声的影响时，在接收机中解调输出端的波形是给出。在接收端，当系统处于同步状态和忽略噪声的影响时，在接收机中解调输出端的波形是S 1 ～S 4 的叠加。如果欲接收某一用户（例如用户的叠加。如果欲接收某一用户（例如用户2）的信息数据，则设置本地产生的地址码与该用户的地址码相同（）的信息数据，则设置本地产生的地址码与该用户的地址码相同（W k = W 2 ），用此地址码与解调输出端的波形相乘，再送入积分电路，然后经过采样判决电路即可得到相应的信息数据；如果本地产生的地址码与用户），用此地址码与解调输出端的波形相乘，再送入积分电路，然后经过采样判决电路即可得到相应的信息数据；如果本地产生的地址码与用户2的地址码相同，的地址码相同，
即W k = W 2 ，经过相乘、积分电路后，产生的波形，经过相乘、积分电路后，产生的波形J 1 ～J 4 如图7-3 所示，即J 1 = {0} ，J 2 = {−1} ，J 3 = {0} ，J 4 = {0}
（7-3）即在采样、判决电路前的信号是：）即在采样、判决电路前的信号是：0 + (−1) + 0+0。此时，虽然解调输出端的波形是S 1 ～S 4 的叠加，但是，因为要接收的是用户的叠加，但是，因为要接收的是用户2的信息数据，本地产生的地址码与用户的信息数据，本地产生的地址码与用户2的地址码相同，经过相关检测后，用户的地址码相同，经过相关检测后，用户1 、3 、4所发射的信号加到采样、判决电路时的信号是所发射的信号加到采样、判决电路时的信号是0。对信号的采样、判决没有影响。采样、判决电路的输出信号是。对信号的采样、判决没有影响。采样、判决电路的输出信号是r 2 = −1 ，是用户2 所发送的数据 。
图7-3
码分多址原理波形
如果要接收用户3的信息数据，则本地产生的地址码应与用户的信息数据，则本地产生的地址码应与用户3 的地址码相同（W k = W 3 ），经过相乘、积分电路后，产生的波形），经过相乘、积分电路后，产生的波形J 1 ～J 4 是J 1 = {0} ，J 2 = {0} ，J 3 = {1} ，J 4 = {0} （7-4）即在采样、判决电路前的信号是）即在采样、判决电路前的信号是0 + 0+1 + 0。此时，虽然解调输出端的波形是。此时，虽然解调输出端的波形是S1 ～S4的叠加，但是，因为要接收的是用户的叠加，但是，因为要接收的是用户3的信息数据，本地产生的地址码与用户的信息数据，本地产生的地址码与用户3的地址码相同，经过相关检测后，用户的地址码相同，经过相关检测后，用户1 、2 、4所发射的信号加到采样、判决电路前的信号是所发射的信号加到采样、判决电路前的信号是0，对信号的采样、判决没有影响。采样、判决电，对信号的采样、判决没有影响。采样、判决电
的输出信号是r 3 = 1 ，是用户3所发送的信息数据。如果要接收用户所发送的信息数据。如果要接收用户1 、4的信息数据，其工作机理与上述相同。的信息数据，其工作机理与上述相同。3．相关检测由上述码分多址基本工作原理可知，接收端通过如图．相关检测由上述码分多址基本工作原理可知，接收端通过如图7-4图7-4
相关检测器
所示的相关检测器能从混合信号中分离出特定用户的信号，而将其他用户的信号抑制。下面具体分析相关检测的基本原理。设序列周期为所示的相关检测器能从混合信号中分离出特定用户的信号，而将其他用户的信号抑制。下面具体分析相关检测的基本原理。设序列周期为P ，则检测器输出为b( )1( )k kTr R WP= ⋅bb( ) 1( )1Ni kT iTS WP= = bb( ) 1( )1( )Ni kT iTSWP==（7-5）（）（7-6）（）（7-7 ）
bb1 ( )( )1( )Ni i i ki TTd SWWP==bb1 ( )( )1( )Ni i ki TTd WWP= = bb1 ( )( )1( )Ni ki TTSWP==由此可见，检测器的输出与用户地址码的特性密切相关，若（由此可见，检测器的输出与用户地址码的特性密切相关，若（7-8）（）（7-9）（）（7-10 ）b( ) 11
1 1( ) ( ) =0
Pi k i kT ji kWW WWi k P P== =≠ （7-11 ）
即用户的地址码两两正交，则r k = d k ，也就是说，相关检测器的输出只有第，也就是说，相关检测器的输出只有第k个用户的信号，而所有其他用户的信号统统为个用户的信号，而所有其他用户的信号统统为0，从而达到接收端分离信号的目的。基于地址码序列的正交性，从多个码分用户的混合信号中选出特定用户信号而滤除所有其他用户的信号，相关检测器的功能可与，从而达到接收端分离信号的目的。基于地址码序列的正交性，从多个码分用户的混合信号中选出特定用户信号而滤除所有其他用户的信号，相关检测器的功能可与FDMA中接收端的频域滤波器类比，我们称其实现了码域滤波。如果用户地址码互相关值不为零，但值很小，即准正交，由式（中接收端的频域滤波器类比，我们称其实现了码域滤波。如果用户地址码互相关值不为零，但值很小，即准正交，由式（7-10 ）可知，此时检测器的输出除
了期望用户的信号外，也包含其他（码分）用户的信号，而这些信号的大小取决于地址码互相关值的大小。这种由于地址码非正交而产生的（码分）用户间的干扰称为多址干扰（了期望用户的信号外，也包含其他（码分）用户的信号，而这些信号的大小取决于地址码互相关值的大小。这种由于地址码非正交而产生的（码分）用户间的干扰称为多址干扰（MultipleAccess Interference ，MAI ）。4．码分多址待解决的问题以上是通过一个简单例子，简要地叙述了码分多址通信系统的工作原理。实际上，码分多址移动通信系统并不是这样简单，而是要复杂得多。第一，要达到多路多用户的目的就要有足够多的．码分多址待解决的问题以上...
篇八：无线通信原理与应用读后感
apter 5: Multiple Access Techniques for Wireless CommunicationsCommunications2015-1-21DuplexingFrequency domain techniques FDDTime domain techniques TDD5. 1多址技术概述2015-1-22
TransmitterTransmitterMobile StationBase StationTDD system2015-1-23ReceiverBPFF1ReceiverBPFF1Synchronous Switches
– Frequency (f)– Time (t)– Code (c)– Space (si)– Packet RadioGoal:
multiple use of a shared mediumMultiple Access2015-1-24MultipleMultiple Access TechniquesAccess TechniquesFDMAFDMATDMATDMACDMACDMASDMASDMAPRPR
FDMA2015-1-25TDMACDMA
Cellular SystemsMA TechniqueAMPS ( Advanced Mobile Phone system )GSM ( Global System for Mobile )FDMAFDMA / / FDDFDDTDMA / FDDTDMA / FDDMultiple access technologies used in different wireless systems2015-1-26IS –95 ( U.S Narrowband Spread Spectrum ) WCDMACDMA / FDDCDMA / FDDCDMA / FDD,CDMA/TDDCDMA / FDD,CDMA/TDDTD-SCDMA CDMA / TDDCDMA / TDDCdma2000CDMA / FDDCDMA / FDD
5. 2 FDMA••These channels are assigned on demand to users who requestservice.Each user is allocated a unique frequency band or channelEach user is allocated a unique frequency band or channel.Separation of the whole spectrum into smaller frequency bandsA channel gets a certain band of the spectrum for the whole time2015-1-27•The bandwidth of FDMA channels is narrow (30 KHz) since it supports only one call/ carrier.•ISI is low since the symbol time is large compared to average delay spread No equalization is required.
FDMA• Since FDMA is a continuous transmissionscheme, fewer bits are needed for overheadpurposes (such as synchronization and framingbits) as compared to TDMAbits) as compared to TDMA.2015-1-28• The FDMA mobile unit uses duplexers.• FDMA requires tight RF filtering to minimize adjacent channel interference.
• Nonlinear Effects in FDMA: Intermodulation frequency
5. 3
TDMATDMA systems divide the radio spectrum into time slots and each user is allowed to either transmit or receive in each time slots.Each user occupies a cyclically repeating time slots. pyyDisadvantages:•precise synchronization necessary2015-1-29pg
TDMA2015-1-210Utilized only in digital systems!!!Number of time slots (TS)
depends on technology
Call 1Call 1TS1TS2TS3TS4TS5TS62015-1-211Call 2Call 3BS Antenna
TDMA TDMA shares the single carrier frequency with several TDMA shares the single carrier frequency with several users, where each user makes use of nonusers, where each user makes use of non- -overlapping timeslots.timeslots.overlapping Data Transmission for user of TDMA system is discrete Data Transmission for user of TDMA system is discrete burstsbursts• • The result is low battery consumption power saveThe result is low battery consumption power save• • The result is low battery consumption, power save.The result is low battery consumption, power save.2015-1-212• • Handoff process is simpler, since it is able to listen for Handoff process is simpler, since it is able to listen for other base stations during idle time slots.other base stations during idle time slots. Since different slots are used for T and R, duplexers are Since different slots are used for T and R, duplexers are not required.not required. Equalization is required, since transmission rates are Equalization is required, since transmission rates are generally very high as compared to FDMA channels.generally very high as compared to FDMA channels.
TDMA&FDMACombination of both methodsA channel gets a certain frequency band for a certain amount of timeExample: GSMExample: GSM 2015-1-213
If GSM uses a frame structure where each frame consists of eight timeslots, and each time slot contains 1 56.25 bits, and data is transmitted at270.833 kbps in the channel, find (a) the time duration of a bit, (b) thetime duration of a slot, (c) the time duration of a frame, and (d) how longmust a user occupying a single time slot wait between two successivetransmissions.Example 2015-1-214Solution(a) The time duration of a bit,(b) The time duration of a slot, Tslot= 1 56.25 x Tb= 0.577 ms.(c) The time duration of a frame, Tf= 8 x Tslot= 4.61 5 ms.(d) A user has to wait 4.61 5 ms, the arrival time of a new frame, for its next transmission.
Spread Spectrum modulation spreads signal bandwidth to a bandwidth that is
several orders of magnitude wider
than the signal bandwidthbandwidth5.4
SSMA2015-1-215Two spectrum spread methods•Frequency Hopping Spread Spectrum•Direct Sequence Spread Spectrum
PowerSpectralPower SpectralDensity (PSD)Narrowband WaveformSpread SpectrumShannon’s capacity equation2CBlog (1/)S N2015-1-216Noise LevelFrequency Spread Waveform
AdvantagesDiscrete changes of carrier frequencysequence of frequency changes determined via pseudo random number sequenceFHMA2015-1-217frequency selective fading and interference limited to short periodsimple implementationuses only small portion of spectrum at any timeDisadvantagesnot as robust as DSSS
Each channel has a unique codeAll channels use the same spectrum at the same time–bandwidth efficient–no coordination and synchronization necessaryDSSS (CDMA)2015-1-218Implemented using spread spectrum technology
Direct Sequence (DS)Modulation(primary modulation)user dataPowerDensityTIMEdata rateHow to spread in a CDMA system?2015-1-219Spreading(secondary modulation)TxBase-bandFrequencyRadioFrequencyPowerDensity1 01 1 01 00spreading sequence(spreading code)
you know the correct spreading sequence (code) ,RadioFrequencyPowerDensityreceived signalspreading sequence(spreading code)1 01 1 01 001 01 1 01 001 01 1 01 00TIME01 001 01 11 01 1 01 001 01 1 01 00Demodulating2015-1-220you can find the spreading timing which gives the maximum detected power, and Accumulate for one bit durationDemodulated dataBase-bandFrequencygathering energy !0011 1 1 1 1 1 1 10000000000000000
• Unlike TDMA or FDMA, CDMA has a soft capacity limit. •Self-jamming is a problem in CDMA system.•The near-far problem occurs at a CDMA receiver if andidhhi h d tundesired user has a high detected power as compared to thedesired user.t dd t th2015-1-221•CDMA power control•Since CDMA uses co-channel cells, it can use macroscopicspatial diversity to provide soft handoff.•A RAKE receiver can be used to improve reception by collecting time delayed versions of the required signal .
Received m ultipath signalReceived signal consists of a sum
of delayed (and weighted) replicas of transm itted signal.2015-1-222:Signal replicas:
sam e signal at different delays, with different am plitudes and phases011 011 0000111
5. 5 Space division multiple access (SDMA)A channel can be used again at a certain distanceOften termed as spatial resueThe distance must be large enough to preventThe distance must be large enough to prevent cochannelinterferenceTypical example:
cellular systems2015-1-223
Packet Radio •High spectral efficiency
•Collisions5.6
Packet Radio2015-1-224•Service:DATA
Vulnerable periodNormalized channel traffic2015-1-225Normalized throughputPoisson process()Pr( )!nttnen
Pure alohaTransmit whenever a message is readyRetransmit when there is a collision2015-1-226R=0.5 Tmax=0.1 839
2015-1-227
Time is divided into equal time slotsTransmit only at the beginning of a time slotAvoid partial collisionsIncrease delay, and require synchronizationSlotted aloha2015-1-228
2015-1-229
CSMA• non-persistentCSMA• 1-persistent CSMAp-persistentCSMA2015-1-230• CSMA/CDeasy in wired LANs: measure signal strengths, compare transmitted, received signalsdifficult in wireless LANs: receiver shut off while transmitting• CSMA/CA (usedin 802.11)
Channel capacity for a radio system is defined as Channel capacity for a radio system is defined as the maximum number of channels or users that can the maximum number of channels or users that can be provided in a fixed frequency band be provided in a fixed frequency band efficiency of wireless system.efficiency of wireless system.FC ll lStFC ll lStFor a Cellular SystemFor a Cellular System spectrum spectrum Capacity of Cellular Systems 2015-1-231 m = Bm = Bt t/ (B/ (BC C* N) * N) B Bt t= Total allocated spectrum for the system= Total allocated spectrum for the system B BC C= Channel bandwidth= Channel bandwidth N= Number of cells in frequency reuse patternN= Number of cells in frequency reuse pattern
Capacity of Digital Cellular CDMACapacity of FDMA and TDMA system is bandwidth limited.Capacity of CDMA system isbandwidth limited.Capacity of CDMA system is interference limited.2015-1-232The link performance of CDMA increases as the number of users decreases.
CDMA2015-1-233W/R processing gain
Antenna SectorizationA cell site has 3 antennas,each having a beamwidth of 1 20 degree.This increase the capacity.Monitoring or Voice activity:Monitoring or Voice activity:Monitoring or Voice activity:Monitoring or Voice activity:2015-1-234Each transmitter is switched off during Each transmitter is switched off during period of no voice activity. Voice activity is period of no voice activity. Voice activity is denoted by a factor
.denoted by a factor
.
Eb/N0’ within a sector2015-1-235
If W = 1.25 MHz, R= 9600 bps, and a minimum If W = 1.25 MHz, R= 9600 bps, and a minimum acceptable Eacceptable Eb b/ N/ No ois 10 dB, determine the maximum is 10 dB, determine the maximum number of users that can be supported in a single number of users that can be supported in a single cell CDMA system using cell CDMA system using (a) omni directional base station antennas and no (a) omni directional base station antennas and no voice activity detection voice activity detection (b) 3(b) 3(b) 3 sectors at base station and a = 3/8. Assume (b) 3 sectors at base station and a = 3/8. Assume the system is interference limited.
the system is interference limited.
ttt bt bt tit tidd3/8 A3/8 AExample 2015-1-236therefore N=3*35.7 =107 users/ cell.
Exercises1 . The US Digital Cellular TDMA system uses a 48.6kbps data rate to support three users per frame. Eachuser occupies two of the six time slots per frame. Whatis the raw data rate provided for each user?2015-1-2372. In an unslotted ALOHA system the packet arrivaltimes form a Poisson process having a rate of 1 03packets/sec. If the bit rate is 1 0 Mbps and there are1 000 bits/packet, find (a) the normalized throughp...
