宽带无线通信技术基础

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1、第2章宽带无线通信技术基础主要内容:2.1数字通信系统主要性能指标2.2传输信道概述2.3通信协议和协议分层结构2.4宽带无线通信物理层关键技术2.4.1扩频技术2.4.2OFDM技术12.1数字通信系统主要性能指标一般一个数字通信系统有如下技术指标：有效性可靠性适应性标准性维护性工艺性经济性2有效性和可靠性是数字通信系统最主要的两方面性能指标。有效性：传输速率（RB、Rb、码组速率、帧速率等）、频带利用率ηB。可靠性：差错率（Pe、Pb、Pg）、可靠度。32.1.1传输速率1．码元传输速率（RB）通

2、常也叫码元速率、数码率、传码率、码率、波形速率或调制速率。指单位时间内传送码元的数目。RB=1/TbTb单位为秒（s）,RB单位为波特（B或Baud）。42．数据信息速率（Rb）通常也叫信息速率、传信率、比特率等。指单位时间内传送数据的信息量,单位为比特/秒（bit/s、b/s或bps）。对于M进制，每个符号等概出现的消息，则每个符号的信息量I为：I=log2M(bit)53．RB与Rb的关系Rb=RB·log2MM为多进制，M=2时二者相等。62.1.2频带利用率频带利用率（传输效率）用来描述系统传

3、输速率与系统传输带宽之间的关系。表示单位频带内所能传输的信息速率。单位是波特／赫（B／Hz）或比特·秒-1／赫（bit·s-1／Hz）。72.1.3差错率表示在单位时间内系统传送数据时出现错误的概率。1．误码率（码元差错率）82．误信率（误比特率）3．误组率9例：某数字通信系统采用4电平调制，码元传输速率为1200波特，在半小时内共收到54bit错误信息，请计算系统的误信率。解：=54/(1200×log24×30×60)=1.25e-5102.1.4可靠度是一个比较综合的可靠性指标，它反映了系统的总

4、体性能。影响因素如MTBF、信道质量、操作维护水平等。112.2传输信道概述图2-1通信系统的模型2.2.1信道的概念12信道是组成通信系统的三大部分之一，信道的特性直接影响着通信的质量。信道是指以传输媒介为基础的信号通路，它是传输数据的物理基础。信道的作用就是为了传输信号。（通信的目的是为了传输数据）132.2.2信道的分类1．按范围分类（1）狭义信道通常指具体的传输媒介，能够传输信号的任何抽象的或具体的通路，如：电话线、同轴电缆、光纤、微波、短波等。14（2）广义信道包含传输媒介和完成各种形式的信

5、号变换功能的设备。如：调制信道、编码信道、数据链路、数据电路等。152．按传输的信号类型分类（1）模拟信道传输的是在幅度和时间上都连续变化的模拟信号。（2）数字信道是指在信道上只能传输数字信号的信道。利用模拟通道也可以构成数字信道。163．按信道的使用方式分类（1）专用信道指两点或多点之间的线路（信号通路）是固定不变的，通常是用户自己架设或专门租用的专用线路或固定路由的专用通路，如租用的光纤链路等。（2）公用信道是指通过公用交换网络，为广大用户（任何用户）提供服务的信道，如公用电话网、数字数据网等。1

6、74．按传输媒质分类（1）有线信道是指能够看得见、摸得着的信号线路。有线信道常见介质：双绞线、同轴电缆、光纤。（2）无线信道是指以自由空间为传输媒介的信道，也就是看不见、摸不着的那类信道。无线信道常见介质：中波信道、短波信道、微波信道、卫星信道。185．根据传输序列出错的关系分类（1）记忆信道指每个码元发生错误是与其前后码元之间有一定的关系。（2）无记忆信道是指当前码元的差错与其他码元无关系。理想的数字信道是无记忆信道。192.2.3信道容量信道容量（ChannelCapacity）是指通信系统的最大

7、传输速率，也就是指信道的极限传输能力。信道容量可通过Shannon公式（模拟信道）和Nyquist准则（数字信道）来获得。201．模拟信道的信道容量模拟信道的信道容量可通过香农（Shannon）公式来获得。在加性高斯白噪声信道中，传输功率受限的信号，信道极限传输速率（信道容量）C为：C=Blog2(1+S/N)（bit/s）式中，B为信道带宽,单位为Hz；S/N是平均信号噪声功率比（信噪比），通常使用dB作为单位：10lg(S/N)。21得出的几个结论：①给定B、S/N，高斯白躁声信道能够保证无差错传

8、输的极限传输速率为C；②R＞C，则不可能实现无差错传输；③通过B、S/N互换，可以保持C不变；④N=n0B，S、n0一定时，B→∞≠》C→∞。22香农公式是利用信息论得出的，具有普遍意义；与信号电平级数、采样速度无关；此式仅是上限，难以达到。信道容量的意义：当传输速率不大于信道容量时，总可以找到一种方法，实现无差错的传输。但如果想要达到的传输速率大于信道容量，则无论用什么方法，都不可能实现无差错传输。231948年6月到10月，香农在《贝尔系统技术杂志》