大话移动通信第2章 通信基础理论

第2章通信基础理论2.1信号与系统2.2概率论与随机过程2.3模拟通信系统2.4数字通信系统2.5移动通信信道的三大损耗2.6移动通信的四大效应2.1信号与系统2.1.1何为信号、何为系统？2.1.2信号与系统的分类2.1.3卷积的概念2.1.4傅里叶级数分析与傅里叶变换何为信号、何为系统？信号是消息的表现形式和传输载体，消息是信号的具体内容：（1）杀敌时的鼓声就是一个信号，他要传达的信息是冲锋陷阵、奋勇杀敌。（2）仗打得差不多的时候的锣声也是一个信号，传达的信息是鸣金收兵，咱不打了。（3）灯塔上的灯光是信号，它要传达的信息可能是此处有暗礁，请绕行！何为信号、何为系统？（4）航海用的旗语是信号，它要传达的信息因旗语的不同而异。（5）无线电报用滴答的代码传递消息，无线电传输的是无线电信号。（6）电话将声音信号转换为电信号在电缆中传送。何为信号、何为系统？移动通信系统包含基站、终端、传输子系统、计费子系统、鉴权子系统等，这些子系统相互协作、互相配合才构成了一个完整的移动通信系统。信源信宿信道图2.2一个简单的通信系统信号与系统的分类根据信号的确定性与否来划分，信号可以分为：确定性信号和随机信号。根据信号是否会周期反复来划分，信号可以分为：周期信号与非周期信号。根据信号的连续性，信号可以分为：连续信号与离散信号。信号与系统的分类根据系统是否具有齐次性，系统可以分为：线性系统与非线性系统。根据系统的模型参数是否恒定，系统可以分为：时变系统与时不变系统。根据系统的连续性，系统可以分为：连续时间系统与离散时间系统。卷积的概念冲激函数卷积dttxftfxf)()()(21图2.6冲激函数图2.7张开印vs泰国拳王傅里叶级数分析与傅里叶变换傅里叶级数可以简述为：任何函数都可以由不同振幅、不同频率、不同相位的三角函数的线性组合来表示。傅里叶变换图2.8门函数的傅里叶变换2.2概率论与随机过程2.2.1概率论—掷骰子的故事2.2.2随机过程—随机过程不随机2.2.3马尔科夫过程—由爱情呼叫转移想到的2.2.4排队论—人多很拥挤？排队吧概率论—掷骰子的故事概率论的产生概率论在通信中的应用随机过程—随机过程不随机泊松分布指数分布!)(kekxpk0,00,1)(xxexFx马尔科夫过程—由爱情呼叫转移想到的状态0状态1状态2状态N-1状态N.........PPP1-P1-P1-P图2.11一个简单的马尔科夫链排队论—人多很拥挤？排队吧“顾客/用户”到达的规律排队规则窗口数目服务时间2.3模拟通信系统模拟是和数字对应的。从时域上来看，模拟信号的时间轴上每个点都有自己对应的函数值。信源输入调制信道解调信宿接收噪声图2.15模拟通信系统模型模拟信号的调制为何要调制？高频信号确实比低频信号传的远天线的尺寸一般要和信号的波长相匹配常见的调制方式：幅度调制（AM）频率调制相位调制2.4数字通信系统数字技术的优势在哪里？差错控制保密性实现的成本数字通信的不足：频带利用率较低需要严格的同步系统模拟信号与数字信号的转换采样—非诚勿扰的收视率是怎么来的？量化编码2.5移动通信信道的三大损耗2.5.1路径损耗—俗称路损2.5.2慢衰落损耗—俗称慢衰2.5.3快衰落损耗—俗称快衰路径损耗—俗称路损奥村-哈塔模型L50(市区)（dB）=69.55+26.16lgfc-13.82lghb-α(hm)+(44.9-6.55lghb)lgd-KHata模型L50(市区)（dB）=46.3+33.9lgfc-13.82lghb-α(hm)+(44.9-6.55lghb)lgd+CM室内传播模型快衰落损耗—俗称快衰快衰落消耗主要是反映小范围移动的接收电平平均值的起伏变化趋势。快衰引起的电平起伏变化服从瑞利分布、莱斯分布和纳卡伽米分布，它的起伏变化速率比慢衰落要快，所以称为快衰。（1）时间选择性衰落（2）空间选择性衰落（3）频率选择性衰落2.6移动通信的四大效应2.6.1阴影效应—阳光不能普照2.6.2远近效应—CMDA特有的效应2.6.3多径效应—路太多也非好事2.6.4多普勒效应—你跑的太快了，我跟不上阴影效应—阳光不能普照移动通信中建筑物等的阻挡所引起的阴影效应。远近效应—CMDA特有的效应CDMA中离基站距离较近的小区中心，用户接收到的基站信号就比较强。多径效应—路太多也非好事通过不同的路径到达接收端的信号，无论是在信号的幅度，还是在到达接收端的时间以及载波相位上都不尽相同。多普勒效应—你跑的太快了，我跟不上移动台的运动速度太快了，所引起的频率扩散的效应就是多普勒频移。