移动通信课程论文

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第四代移动通信关键技术——OFDM 摘要:随着移动市场的快速发展,用户对于移动通信系统的性能提出了更高的要求,本文对第四代移动通信关键技术——OFDM 的性能和不足等进行分析,阐述了OFDM 的原理、关键技术和应用等。

关键字:4G 移动通信 OFDM

The Key Technology of the Fourth Generation of Mobile Communication ——OFDM Abstract:With the rapid expansion of the mobile market,users put forward higher requirements for the performance of mobile communication system.This paper analyses performance and shortage of the key technique of 4G ——OFDM.Also,the principle and applications of OFDM is elaborated.

Key words:4G mobile communication OFDM

一、OFDM 产生的背景

第四代移动通信(4G )中系统的速度可以达到10~20Mb/s ,最高可以达到100Mb/s 。能够实现全球无缝漫游。未来的移动通信业务将从话音发展到数据、图像、视频等多媒体业务,因此,对服务质量和传输速率的要求越来越高。这对移动通信系统的性能提出了更高的要求。而宽带在移动通信中是非常稀缺的资源,因此,必须采用先进的技术有效地利用宝贵的频率资源,以满足高速率,大容量的业务需求。

无线信道由于其信道特性不理想,发射的信号往往是经过多条路到达接收端,即产生多径效应。从而造成接受信号相互重叠,产生信号符号间相互干扰,致使接收端判断错误,严重影响信号的传输质量,这种特征为信号传输的弥散性。特别是当信号的传输速率较高是更是如此。这是因为当信号的周期很短而信号传输速率又非常高时,在接收端信号符号重叠的程度将进一步加深,从而信号的干扰就更加严重。从另一角度看,当信号符号的传输速率较高时,信号带宽较宽,当信号带宽接近和超过信道相干带宽是,信道的时间弥散性将对接受信号造成频率选择性衰落。多径效应造成频率选择性衰落引起码间干扰,使得接收端正确解调困难。严重时,单靠增加发射功率提高接收端的信噪比并不能降低误码率,而OFDM 技术是目前进行无线高速数据传输时提高资源利用率、克服多径效应的最有效的方法。

二、OFDM 的原理

OFDM 的英文全称为Orthogonal Frequency Division Multiplexing,中文含义为正交频分复用技术。

OFDM 的工作原理简介,输入数据心愿的速率为R ,经过串并转换后,分成M 个并行的子数据流,每个子数据流的速率为R/M ,在每个子数据流中的若干个比特分成一组,每组的数目取决于对应子载波上的调制方式,如PSKQAM 等。M 个并行的子数据信源编码交织后进行IFFT 变换,将频域信号转换到时域,IFFT 块的输出是N 个时域的样点,在将长为Lp 的CP(循环前缀)加到N 个样点前,形成循环扩展的OFDM 信元,因此,实际发送的OFDM 信元的长度为Lp+N ,经过并/串转换后发射。接收端接收到的信号是时域信号,此信号经过串并转换后移去CP ,如果CP 长度大于信号的记忆长度时,ISI 仅仅影响CP ,而不影响有用数据,去掉CP 也就去掉了ISI 的影响。 二进制 OFDM . . . . 信号 . . . . 信号

分帧 分组 串/并变换 编码 映射 ID FT 串/并变换 D/A 变换 上

变 频 图1-1 OFDM 调制原理方框图

三、OFDM的关键技术

1、同步

与其它数字通信系统一样,OFDM系统需要可靠的同步技术,包括定时同步、频率同步和相位同步,其中频率同步对系统的影响最大。移动无线信道存在时变性,在传输过程中会出现无线信号和频率偏移,这会使OFDM系统子载波间的正交性遭到破坏,使子信道间的信号相互干扰,因此频率同步是OFDM系统的一个重要问题。为了不破坏子载波间的正交性,在接收端进行FFT变换前,必须对频率偏差进行估计和补偿。

可采用循环前缀方法对频率进行估计,即通过在时城内吧OFDM符号的后面部分插入到该符号的开始部分,形成循环前缀。利用这一特性,可将信号延迟后与原信号进行相关运算,这样循环前缀的相关输出就可以用来估计频率偏差。

2、信道编码

为了抗无线衰落信道中的随机错误和突发错误,通常采用信道编码和交织技术。OFDM 系统本身具有利用信道分集特性的能力,一般的信道特性已被OFDM调整方式所利用,可以在子载波间进行编码,形成编码的OFDM(COFDM),OFDM技术和信道编码、频率时间交织结合起来,提高系统的性能,其编码可以采用各种码(如分组码和卷积码)。

3、训练序列/导频及信道估计技术

接收端使用差分检测时不需要信道估计,但仍需要一些导频信号提供初始的相位参考,差分检测可以降低系统的复杂度和导频的数量,但却损失了信噪比。尤其是在OFDM系统中,导频信号是时频二维的,为了提高估计的精度和系统复杂度的折衰。导频信号之间的间隔取决于相干时间和相干带宽,在时域上,导频间隔应小于相干时间。在频域上,导频间隔应小于相干带宽。实际应用中,导频的模式的设计要根据具体情况而定。

4、峰值功率

由于OFDM信号在时域上位N个正交子载波信号的叠加,当着N个信号恰好都以峰值出现并将相加时,OFDM信号也产生最大峰值,该峰值功率是平均功率的N倍。这样,为了不失真地传输这些高峰均值比的OFDM信号,对发送端和接收端的功率放大器和A/D变换器的线性度要求较高,且发送功率较低。解决方法一般有下述三种途径:

(1)信号失真技术采用峰值修剪技术和峰值窗口去除技术,使峰值振幅值简单地非线性去除;

(2)采用编码方法将峰值功率控制和信道编码结合起来,愿用合适的编码和解码方法,以避免出现较大的峰值信号;

(3)采用扰码技术,对所产生OFDM信号的相位重新设置,使互相关性为0,这样可以减少OFDM的PAPR。这里所采用的典型方法为PTS(Partial Transmit Sequence)和

SLM(Selective Mapping)。

四、性能分析

1、OFDM的主要优点

(1)OFDM技术的最大优点是对抗频率选择性衰落或窄带干扰。在单载波系统中,单个衰落或干扰能够导致整个通信联络失败,但是在多载波系统中,仅仅有很小一部分载波会受到干扰。对这些子信道还可以采用纠错码来进行纠错。

(2)通过各子载波的联合编码,可具有很强的抗衰落能力。OFDM技术本身已经利用了信道的频率分集,如果衰落不是特别严重,就可以通过将各个信道联合编码,则可以使系统性能得到提高。

(3)可以有效地对抗信号波形间的干扰,适用于多经环境和衰落信道中的高速数据传输。当信道中因为多径传输而出现频率选择性衰落时,只有落在频带凹陷处的子载波以及其携带的信息受影响,其他的子载波未受损害,因此系统总的误码率性能要好得多。

(4)高的频谱利用率,这点在目前频谱资源稀缺的无线环境中非常重要。当子载波个数很大时,系统的频谱利用率趋于2Baud/Hz。

(5)在窄带带宽下也能够发出大量的数据。OFDM技术能同时分开至少1000个数字信号,而且在干扰的信号周围可以安全运行的能力将直接威胁到目前市场上已经开始流行的CDMA 技术的进一步发展壮大的态势,正式由于具有了这种特殊的信号“穿透能力”使得OFDM技术深受欧洲通信营运商以及手机生产商的喜爱和欢迎。

(6)基于DFT的OFDM有快速算法,而且算法的复杂度可以由DSP的发展来弥补。

(7)简化了均衡器设计,或者根本不需要均衡器,且数据传速率可调。

(8)OFDM还采用了功率控制和自适应调制相协调的工作方式。信道好的时候,发射功率不变,可以增强调制方式(如64QAM),或者在低调制方式(如QPSK)时降低发射功率。功率控制与自适应调制要取得平衡。也就是说对于一个发射台,去过他有良好的信道,在发射功率保持不变的情况下,可使用较高的调制方案去64QAM;如果功率减小,调制方案也就可以相应降低,使用QPSK方式等。

正是因为OFDM具有如此显著的优点,OFDM可以应用于速率高于10Mb/s的宽带无线接入系统。然而在宽带无线接入领域一些公司开发的技术虽然都基于OFDM,但有各自的特色,形成一些专利技术。如VectorOFDM(VOFDM),WidebandOFDM(WOFDM),flashOFDM等。

2、OFDM的不足

(1)对频率偏移、定时和相位噪声比较敏感,容易带来衰耗。传输的非线性会造成互调失真(IMD),此时信号具有较高的噪声电平,信噪比一般不会太高,失步和多普勒平移所造成的频率偏移是信道间失去正交特性,仅仅1%的频偏就会造成信噪比下降30db。所以精确定时和减少频偏对OFDM尤为重要。如果做不到这点,OFDM的正交性将无法保证,必须引起各子载波之间的相互干扰和ISI。

(2)峰值与平均值比较相对大,这个比值增大和降低射频放大器的功率效率。而且由于输出信号的峰均比(PAR)高,正交频分复用信号输出信号有较大的动态范围,所以对放大器的线性要求较高。

(3)OFDM自适应跳频技术会相应增加发射机和接收机的复杂度。多径信道中,速率为1Gb/s的信号的频响特性每15cm就会发生很大的变化,因此信号的频率刷新速度要比15cm 的移动速率快很多,一般情况下终端每移动5cm刷新一次就足够了。比如终端以每小时60Km 的速度移动,刷新速率就是大约330次/s。当终端移动速率每小时高于30Km时,自适应跳频就不是很适合了。当信道变化太快,跳频速度跟不上时,用随机跳频代替自适应跳频。

(4)引入的保护间隔降低了信道利用率。添加循环前缀技术利用的是离散线性系统原理中的一个概念。我们知道,在连续时间域,两个时域信号的卷积就等于这两个信号频域形式的乘积。但是,在这离散时域的情况下一般是不成立的,除非使用无限大的样值点N或者知道一个卷积信号时周期性的(在该情况下,信号可以被圆周卷积)。因为只能使用有效的样值点N,所以只能利用循环前缀使OFDM信息码在我们感兴趣的时间区内呈现周期性。循环前缀的另外一个好处是可以消除码间干扰。我们要求循环前缀的值比信道内存更大一些。多径信号引起先发信息码字的滞后到达而影响当前信息码字,从而产生码间干扰。但是,事实上,码间干扰仅仅会干扰当前新号码的循环前缀。因此,使用适当大小的循环前缀就能够使OFDM技术消除码间干扰。众所周知,可靠性的提高势必会带来有效性的降低。所以保护间隔就形成了OFDM的另外一个缺点—信道利用率低。

(5)对系统中的非线性问题敏感。在基于DFT的OFDM系统中,所有调制器的输出都自动的联合加在一起,然后这个合并后的信号被放大。使得基于DFT的OFDM系统对放大器的非线性敏感,因为合并后的信号具有类似于高斯噪声的幅度特性。这在OFDM系统中将引起相邻信道之间的干扰,破坏其正交性。

五、OFDM的主要技术难点

OFDM技术的主要技术难点是系统中的频率和事件同步,基于导频符号辅助的信道估计,峰平比问题和多普勒频偏的影响以及基于OFDM、多载波技术的新一代蜂窝移动通信系统的多址方案的研究。

六、OFDM的应用

1.高清晰度数字电视广播

OFDM在数字广播电视系统中取得了广泛的应用,其中数字音频广播(DAB)标准是一个正式使用OFDM的标准。另外,当前国际上全数字高清晰度电视传输系统中采用的调制技术就包括OFDM技术,欧洲HDTV传输系统已经采用COFDM(coded OFDM:编码OFDM)技术。它具有很高的频谱利用率,可以进一步提高抗干扰能力,满足电视系统的传输要求。选择OFDM 作为数字音频广播和数字视频广播(DVB)的主要原因在于:OFDM技术可以有效地解决多径时延扩展问题。

因此不难看出,OFDM技术良好的性能使得它在很多领域得到了广泛的应用。欧洲的DAB 系统使用的OFDM调制技术其试验系统已在运行,很快吸引了大量听众。它明显的改善了移动中接受无线广播的效果,用于DAB的成套芯片的开发工作正在一项欧洲发展项目中进行,它将使OFDM接收机的价格大大降低,其市场前景非常好看。

2.无线局域网

HiperLNA/2物理层应用了OFDM和链路自适应技术,媒体接入控制(MAC)层采用面向连接、集中资源控制的TDMA/TDD方式和无线ATM技术,最高速率达54Mbps,实际应用最低也能保持在20Mbps左右。另外,IEEE802.11无线局域网工作于ISM免许可证频段,分别在5.8GHz和2.4GHz两个频段定义了采用OFDM技术的IEEE802.11a和IEEE802.11g标准,其最高数据传输速率提高到54Mbps。

技术的不断发展,引发了融合。一些4G及3.5G的关键技术,如OFDM技术、MIMO技术、智能天线和软件无线电等,开始应用到无线区域网中,以提升WLAN的性能。如802.11a和802.11g采用OFDM调制技术,提高了传输速率,增加了网络吞吐量。802.11n计划采用MIMO 与OFDM相结合,使传输速率成倍提高。另外,天线技术及传输技术,使得无线局域网的传输距离大大增加,可以达到几公里(并且能够保障100Mbps的传输速率)。

而对今后要开展的在无线局域网中的多媒体业务来说,最高为54Mbps的数据传输速率还远远不够。为了进一步提升无线局域网的数据传输速率,实现有线与无线局域网的无缝结合,IEEE成立了IEEE802.11n工作小组,以制定一项新的高速无线局域网标准。IEEE802.11n 计划将WLAN的传输速率从802.1a和802.11g的54Mbps增加至108Mbps以上,最高速率可达320Mbps,成为802.11b/a/g之后的另一场重头戏。和以往的802.11标准不同,802.11n 协议为双频工作模式(包含2.4GHz和5.8GHz两个工作频段)。这样802.11n保证了与以往的802.11a/b/g标准兼容。

3.宽带无线接入

OFDM技术适用于无线环境下的高速传输,不仅应用于无线局域网,还在宽带无线接入(BAW)中得到应用。IEEE802.16工作组专门负责BWA方面的技术工作,它已经开发了一个2GHz~11GHzBWA的标准——IEEE802.16a,物理层就采用了OFDM技术。该标准不仅是新一代的无线接入技术,而且对未来蜂窝移动通信的发展也具有重要的意义。

在BWA领域,一些公司开发的技术虽然都基于OFDM,但有各自的特色,形成一些专利技术,如Cisco和Iospan公司的Vector OFDM(VOFDM)、Wi-LAN公司的

Wideband OFDM(WOFDM)、Flarion公司的flash-OFDM。其中,VOFDM由Cisco公司支持,WOFDM 则由Wi-LAN公司提出,构成了基于两个组织的OFDM两大阵营:宽带无线Internet论坛(BWIF)和OFDM论坛,它们力图使自己的OFDM模式成为标准。其中由WI-LAN公司倡导的

OFDM论坛,有50多个成员,其中由如Breezecom、starrt-up BeamReach Networks和Nokia 等参加,主要是协调提交到IEEE的OFDM提案。而宽带Internet论坛(BWIF)则是在Cisco 倡导下,由IEEE工业标准技术组织IEEE-ISTO成立的,其主要目标是提供低成本快带无线接入技术,号召采用基于VOFDM的标准作为解决方案。

七、总结

OFDM信号是一种多频率的频分调制体制。它具有优良的抗多径衰落的能力,和对信道变化的自适应能力,适用于衰落严重的无线信道中。

参考文献

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1.1.3实验仿真 (1)实验框图 (2)图表及说明 图一:Before Rayleigh Fading1 #上图为QPSK相位图,由图可以看出2比特码元有四种。

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现代通信概论结课论文

手机应用 如何改变了我们的生活 成员

手机的普及改变人们传统的生产、生活方式 如果说通信对我们的生活产生了重要影响,那么手机无疑是众多通信产品中产生影响最大的一个。国际电信联盟最新报告指出,手机是人类历史上被接受最快的技术产品。 诞生仅仅20年,手机的基本功能已大大超越了移动通话,拍照、电视、多媒体播放器、高速网络浏览器、GPS导航仪、无线连接……越来越丰富的功能被加载到了手机上。“只要拥有一部手机,你几乎可以做任何事情。”通信专家预言的“手机革命”正在部分地变为现实。可以预见,手机的功能和应用在未来还将不断推陈出新。 首先,未来的手机将更加智能化,成为人们不可或缺的智能伙伴。硬件、软件技术的发展,与网络服务的结合,使手机用户可以通过手机上网看新闻、看电视、写微博;可以用手机拍一段视频或者照片上传到网上,和更多的人分享,并且马上收到别人的反馈;可以用手机去控制家里的电器。未来,随着网络和后台支撑系统的不断增强,手机将能够提供更加虚拟化、人性化的服务。 其次,手机将成为最大的信息载体。目前,人们通过传统的报纸、杂志、广播、电视及新兴的互联网来获取信息。将来,手机会将这些载体融为一体,所有的信息都可以通过手机平台来获取,并且用户可以实时参与互动、交流。这时,手机就是一个向世界发布信息的传声筒。 再次,手机将成为无处不在的网络传感器。一旦所有的手机都上网,每一个手机用户的动态就可以通过网络实时地反映所在地区的动态。如果把所有手机的智能信息整合在一起,我们将会看到一幅不可思议的世界动态全景图片。最新气象信息不再依靠数以百计的传感器监控,而是借助上亿个手机传感器而测定;交通路况也不再仅仅依靠直升机和路面传感器获取,而是依据陷于交通堵塞区域中手机的数量、移动速度以及方向而测算。 手机,作为信息化的主要载体,将继续改变人们的生产、生活。 通过手机对于工厂监控操作对财务和客户信息的管理 通过手机应用,我们可以实时掌握公司的财务信息、客户关系、市场信息和运营系统;现在工厂的生产方式有着自动化得大趋势,我们可以把手机的和工厂的系统实现通信,从而把工厂的操作员与管理人员从机器旁边解放出来,以一种更加灵活的方式进行工作。 我们尝试设计一款手机应用,可以让工厂的自动化监控及控制更为方便快捷。并且可以将运营系统、财务系统等众多方面整合起来。使公司的各项操作更为精确快捷。 目前的工厂控制大多 停留在二维控制系统,具有 复杂繁琐、易出错、不易上 手等缺点,需要大量的人 力,对实际操作造成很大的 不便。手机软件可实现其控 制的智能化,可以简化操作 过程、美化操作环境。我们 甚至可以实现3D效果显 示,操作系统立体化,是数 据显示更加直观,人与人、

移动通信课程设计

移动通信课程设计 电子技术课程设计 专业:______________________________________ 班级:______________________________________ 姓名:________________ 学号: _______________

指导老师:___________________________________ 小组成员:___________________________________ 成绩:______________________________________

目录 第一章仿真软件案例专题之农村篇 1、弓I言:............... 2、设计任务及要求: ..... 3、设计内容: ............ A.基站小区配置过程.... 1.增加基站 ........ 2.添加硬件单板 .... 3.单板上电加载 ... 4.网元布配规划 .... 5?网元布配 ....... 6?GPS设置....... 7.小区启动......... B.RNC侧管理小区...... 1.增加基站 ....... 2.设置基站信息........ 1 1 1 1 1 1 2 2 2 3 3 3 4 4 4 5 5

5?设置基站小区邻区6 3.设置基站链路 .... 4?设置基站小区参数??

6?载频设置 7?信道功率设置 C. 查看告警及业务验证 ............6 D. 验证 .. (7) 第二数据配置 1、 引言: .......................... 7 2、 设计任务及要求: ................ 7 3、设计内容: ...................... (一) ................. 数据规划 7 1、 ............. 硬件数据规划 8 2. 本局数据规划 ............ 9 (二) ................. 实验脚本 9 1?执行脱机操作 ............ 9 2?配置硬件数据 (9) 4?格式化转换数据并执行联机操 (三)实验操作 1、单板运行状态的检查 ......... 15 3?配置本局数据 10 隹 ........................ 10 10 4、实验测试 .. (15) 16

移动通信发展趋势分析论文

移动通信发展趋势分析论文 1、4G移动通信简介 第四代移动通信技术的概念可称为宽带接入和分布网络,具有非对称的超过2Mbit/s的数据传输能力。它包括宽带无线固定接入、宽带无线局域网、移动宽带系统和交互式广播网络。第四代移动通信标准比第三代标准拥有更多的功能。第四代移动通信可以在不同的固定、无线平台和跨越不同的频带的网络中提供无线服务,可以在任何地方用宽带接入互联网(包括卫星通信和平流层通信),能够提供定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。此外,第四代移动通信系统是集成多功能的宽带移动通信系统,是宽带接入IP系统。目前正在开发和研制中的4G通信将具有以下特征: (一)通信速度更快 由于人们研究4G通信的最初目的就是提高蜂窝电话和其他移动装置无线访问Internet的速率,因此4G通信的特征莫过于它具有更快的无线通信速度。专家预估,第四代移动通信系统的速度可达到10-20Mbit/s,最高可以达到100Mbit/s。 (二)网络频谱更宽 要想使4G通信达到100Mbit/s的传输速度,通信运营商必须在3G通信网络的基础上对其进行大幅度的改造,以便使4G网络在通信带宽上比3G网络的带宽高出许多。据研究,每个4G信道将占有100MHz的频谱,相当于W-CDMA3G网络的20倍。 (三)多种业务的完整融合 个人通信、信息系统、广播、娱乐等业务无缝连接为一个整体,满足用户的各种需求。4G应能集成不同模式的无线通信——从无线局域网和蓝牙等室内网络、蜂窝信号、广播电视到卫星通信,移动用户可以自由地从一个标准漫游到另一个标准。各种业务应用、各种系统平台间的互联更便捷、安全,面向不同用户要求,更富有个性化。而且4G手机从外观和式样上看将有更惊人的突破,可以想象的是,眼镜、手表、化妆盒、旅游鞋都有可能成为4G终端。 (四)智能性能更高

关于移动通信的论文

移动通信新技术—WiMAX 摘要:WiMax(World Interoperability for Microwave Access),即全球微波互联接入。WiMAX的另一个名字是802.16。WiMAX是一项新兴的宽带无线接入技术,能提供面向互联网的高速连接,数据传输距离最远可达50km。WiMAX还具有QoS保障、传输速率高、业务丰富多样等优点。WiMAX的技术起点较高,采用了代表未来通信技术发展方向的OFDM/OFDMA、AAS、MIMO等先进技术,随着技术标准的发展,WiMAX逐步实现宽带业务的移动化,而3G则实现移动业务的宽带化,两种网络的融合程度会越来越高。 关键词:WiMAX;IEEE802.16;宽带无线通信 正文:2007年10月19日,在国际电信联盟在日内瓦举行的无线通信全体会议上,经过多数国家投票通过,WiMAX(全球微波互联接入)正式被批准成为继WCDMA、CDMA2000和TD—SCDMA之后的第4个全球3G标准。 从此WiMAX正是作为第4个全球3G标准登上了无线通信的舞台。WiMAX是一项新兴的宽带无线接人技术,能提供面向互联网的高速连接,数据传输距离最远可达50km。WiMAX不仅在北美、欧洲迅猛发展,而且这股热浪已经推进到亚洲。它是又一种为企业和家庭用户提供“最后1mile”的宽带无线连接方案。WiMAX是一项新兴技术,能够在比Wi—Fi(无线局域网)更广阔的地域范围内提供“最后lkm”宽带连接性,由此支持企业客户享受T1类服务以及居民用户拥有相当于线缆/DSL的访问能力。凭借其在任意地点的1~6mile覆盖范围,WiMAX将可以为高速数据应用提供更出色的移动性。此外,凭借这种覆盖范围和高吞吐率,WiMAX还能够提供为电信基础设施、企业园区和wi—Fi热点提供回程。 WiMax之所以能如此成功,显然是有自身的许多优势。而各厂商也正是看到了WiMax 的优势所可能引发的强大市场需求才对其抱有浓厚的兴趣。 1、实现更远的传输距离 WiMax所能实现的50km的无线信号传输距离是无线局域网所不能比拟的,网络覆盖面积是3G发射塔的10倍,只要有少数基站建设就能实现全城覆盖,这样就使得无线网络应用的范围大大扩展。 2、提供更高速的宽带接入 据悉,WiMax所能提供的最高接入速度是70M,这个速度是3G所能提供的宽带速度的30倍对无线网络来说,这的确是一个惊人的进步。 3、提供优良的最后lkm网络接入服务 作为一种无线城域网技术,它可以将Wi—Fi热点连接到互联网,也可作为DSL等有线接入方式的无线扩展,实现最后l km的宽带接人。WiMax可为50km线性区域内提供服务,用户无需线缆即可与基站建立宽带连接。 4、提供多媒体通信服务 由于WiMax较之Wi—Fi具有更好的可扩展性和安全性,从而能够实现电信级的多媒体通信服务 TCP/IP协议的特点之一是对信道的传输质量有较高的要求。无线宽带接入技术面对日益增长的IP数据业务,必须适应TCP/IP协议对信道传输质量的要求。在WiMax技术的应用条件下(室外远距离),无线信道的衰落现象非常显著,在质量不稳定的无线信道上运用TCP/IP协议,其效率将十分低下。WiMax技术在链路层加入了ARQ机制,减少到达网络层的信息差错,可大大提高系统的业务吞吐量。同时WiMax采用天线阵、天线极化方式等天线分集技术来应对无线信道的衰落。这些措施都提高了WiMax的无线数据传输的性能。

通信系统课程设计题目

通信系统仿真课程设计(2016) 湘潭大学姚志强 一、题目(起评分) 1、基带调制与信道编码仿真;(中) 设计软件:MATLAB M/Simulink 基本要求:搭建框中的系统,要求能完美恢复发送信号。 2、基带匹配滤波器的设计与分析(中) 基本内容:利用Matlab 的simulink产生随机数据,经过BPSK数字调制和升余弦滚降滤波器,送入高斯白噪声信道;在接收端经过匹配滤波器和BPSK数字解调,与信源数据进行误码率统计;分析滚降系数和误码率的关系。 基本要求:1)信源为二进制随机数据; 2)在高斯白噪声信道中设置信噪比(- 5~10dB);; 3)滚降滤波器参数:过采样率=8;滚降系数(0.2~0.7);群延时=4; 滤波器增益归一化; 4)得到滚降系数与误码率、信噪比的多组性能曲线; 3、高斯信道下卷积编码的误码率分析(良) 基本内容:利用Matlab 的simulink产生随机数据,经过卷积编码和16QAM数字调制,送入高斯白噪声信道;在接收端使用16QAM解调数据和卷积解码后,与信源数据进行误码率统计;分析误码率与信噪比的关系。 基本要求:1)信源为二进制随机数据; 2)在高斯白噪声信道中设置信噪比(- 5~10dB);; 3)卷积码网格结构为:poly2trellis(7, [171 133]);解码采用维特比硬判决译码; 4)得到误码率和信噪比的性能曲线;

4. 无线传感网自由竞争MAC协议仿真(优) 基本内容:熟悉CSMA、ALOHA或者CSMA/CA协议,采用Matlab 或者C 语言编写程序,对其中一种自由竞争接入协议在随机布点、不同节点数、不同覆盖范围和不同退避机制等条件下进行网络性能分析。 基本要求:1)节点数为10-100个以10个递增数量; 2)网络面积为10*10(单位平方),覆盖范围从1-20递增; 1.画出网络容量与各参数的变化曲线来分析网络参数对性能的影 响; 、 、] 计要求:配置并生成一个小区的基站;或者设计一个移动通信系统业务量统计模型或者其他; 设计软件:深圳讯方的移动通信仿真软件; 要求 1、每人1题,独立完成,不同的高分,相同的低分; 2、操作分30%(包括修改程序),实验报告占30%,答辩40%(每人回答三 个原理问题); 日程 第1天:布置题目开始设计,开始查阅文献; 第2天:确定题目,班长发邮件统计; 第3/4天:方案设计; 第5-8天:软硬件设计; 第9-10天:总结撰写报告和答辩验收; 全程要求在实验室完成设计(每日签到),结果检查和答辩验收只有2次机会,超过时间没有达到要求按不及格处理,下学年重修。

移动通信系统论文

2010-2011学年第2 学期 考试科目移动通信系统 姓名 年级 专业 学号 2011年6 月12日

移动通信系统中基于自适应调制和编码的资源分配的控制消息传输 摘要:总的说来,链路自适应方案,如自适应调制和编码(AMC)以及混合自动重复请求(HARQ),加强了时变无线信道的系统容量。为了应用这些链路自适应方案,必须对资源的每一帧进行自适应和动态的分配。因此,系统需要控制消息来发送关于动态资源分配的信息给用户。这些信息包括用户ID,资源位置,调制等级,以及编码和自动重复请求(ARQ)信息。然而,这些资源分配信息的传输,造成了控制开销。在这篇文献中,我们介绍了一种利用AMC来传输资源分配信息的方案,并分析了它在支持截断ARQ,如链路层ARQ和HARQ的系统中的性能。除此之外,我们还证明了使用AMC来传输控制消息是减少控制开销的一种好方法。特别是当每帧的用户数较大,如对于互联网语音服务协议(V oIP),这种方法非常有效。 关键字:自适应调制和编码(AMC);控制消息;控制开销;资源分配Adaptive-Modulation-and-Coding-Based Transmission of Control Messages for Resource Allocation in Mobile Communication Systems Liu Zhihu S100131051 Keywords—Adaptive modulation and coding (AMC), control messages, control overhead, resource allocation. 1.引言 最近的以分组为导向的系统,如移动WiMAX和高速数据分组接入(HSDPA),通过使用链路自适应技术提高了数据吞吐量。这些技术有自适应调制和编码(AMC),混合自动重复请求(HARQ),以及快速信道感知调度。AMC 方案能够通过选择信号星座图以及适合它的时变信道的信道编码来提高系统容量。自动重复请求(ARQ)有效地减轻了由于信道衰落造成的分组错误。除此之外,截短的ARQ通过限制在应用AMC时的最大重传次数以及在物理层只使用固定的调制和编码,改进了系统吞吐量。重传机制,特别是基于HARQ的机制,提供了一种改进由于信道测量和反馈延时错误造成的链路自适应误差的健壮性的好方法。为了应用这些链路自适应方案,系统必须对每帧资源进行自适应的和动态的分配。并且,目前开发的大多数业务都是基于分组的。所以,资源的有效利用要求无线资源能够在移动站之间得到有效共享。最后,自适应和动态资源分配要求逐帧链路自适应和资源的有效利用。因此,对于动态资源分配的控制消息的设计非常重要。资源的链路自适应分配的控制消息应该与数据一块传输,以告

电子与通信工程前沿技术系列讲座结课论文

电子与通信工程前沿技术 系列讲座结课论文 姓名:XXX 学号:XXXXXX 院系:XXXXXX 指导老师:XXXXXX 电子与通信工程前沿技术系列讲座结课论文 第一讲先进信号处理理论及在无线通信、多媒体等领域中的应用 这次报告主要讲了四方面的内容:分数阶傅里叶变换、压缩感知理论框架、无线通信系统信号处理领域和多媒体信号与信息处理领域。陈老师结合分数阶傅里叶变换理论及压缩感知理论,介绍了这些先进信号处理理论的发展研究状况,并通过实例给出了相关理论在无线通信和多媒体领域中的应用研究。接着,他讲述了自己主持的国家自然科学基金以及郑州大学与北京理工大学等院校联合在研的国家自然科学基金重点项目的研究进展。 第二讲未来通信技术——认知无线电与协作通信 穆晓敏讲课的主要内容有:当前频谱利用现状、静态频谱分配的瓶颈及解决方案以及当前遇到的问题,同时还向我们介绍了互联网+、智慧城市、人工智能(AI)、工业4.0、

DT时代等相关内容。 认知无线电技术已经向“网络与系统”的框架转变,为增强认知能力、降低认知成本,协作手段成为必然。物理层链路技术面临进一步提升性能的“瓶颈”,通过不同网络元素间的多维度协作提高系统整体性能是下一阶段移动通信系统增强的主要途径。在这一过程中,对环境背景信息和用户业务特征的广泛感知是智能化协作与联合资源管理的重要基础。认知无线电与多维度协作通信的结合将成为技术发展的必然趋势。 第三讲智能可穿戴设备概念、基于纺织纤维的可穿戴式产品 文老师主要向我们介绍了智能可穿戴设备的概念以及文老师所创建公司研发的基于纺织纤维的可穿戴产品。 智能可穿戴设备是应用穿戴式技术对日常穿戴进行智能化设计、开发出可以穿戴的设备的总称,如眼镜、手套、手表、服饰及鞋等。最早的可穿戴设备用于军事、户外运动、人体检测等。苹果手表、微软手环和谷歌眼镜是当前最热门的智能穿戴设备,国内也涌现出大量的可穿戴智能设备厂商,像小米手环等。 在不久的将来,智能可穿戴设备将成为人体的一部分,就像皮肤、手臂一样。在更远的未来,手机可能只需向人体植入芯片,而Siri将能直接通过对话帮你打电话,帮你订餐馆,了解你的一切隐私,跟你的亲密程度甚至超过你的家人——可能谷歌眼镜和苹果手表都不再是植入人体的芯片了,他们已经成为人体基因的一部分,可以参与人类的繁衍和进化。 第四讲嵌入式系统的开发

电子科大移动通信原理课程设计报告

移动通信原理课程设计报告 一、题目描述 仿真一:M=1,选定BPSK调制,AWGN和瑞利信道下的误符号率性能曲线(横坐标为符号信噪比Es/N0),并与相应的理论曲线比较。 仿真二:对2发1收的STBC-MIMO系统(Alamouti空时码),分析2发射天线分别受到独立瑞利信道下的误码率性能曲线,并与相同条件下单天线曲线进行对比分析。 二、系统设置 三、仿真代码 3.1算法说明 1、信号产生:利用Matlab中的随机整数随机数产生函数randi. 2、调制方法的实现:不同的调制方式对应唯一的一个星座图;通过输入序列找出星座图上的对应位置,即可输出调制结果。 3、信道模拟实现方法:AWGN信道用MATLAB自带函数randn实现,对应平均噪声功率为零;瑞利信道用randn+j*randn,对应平均噪声功率为零。 4、误码率性能曲线:发射信号序列长度设定130比特,仿真4000次,使信噪比在[0,30]每隔2取值,求平均误比特率。 5、收发系统的实现方法:对于单发单收的模型,只需将发送信号加噪声信号即为接收信号;对于二发一收的模型,因为发射天线是相互独立的,所以每根发射天线的接收信号与单发单收模型的接收信号计算方法相同,最后采用最大比合并得到接收信号。 6、调制方式:BPSK 7、编码和译码方法:二发一收空时编码,最大似然译码。 8、误码率的计算:错误比特数/传输的总比特数。 3.2仿真代码 代码一:调制函数 function[mod_symbols,sym_table,M]=modulator(bitseq,b) N_bits=length(bitseq); if b==1 %BPSK调制 sym_table=exp(1i*[0,-pi]); sym_table=sym_table([1 0]+1); inp=bitseq; mod_symbols=sym_table(inp+1); M=2; elseif b==2 %QPSK调制 sym_table=exp(1i*pi/4*[-3 3 1 -1]);

现代移动通信论文.

西北师范大学 计算机科学与工程学院 现代移动通信 课程设计报告 设计题目:智能天线—线阵 姓名:张记强 学号: 201271060137 专业班级: 2012级物联网工程 系所中心:计算机科学与工程学院 指导老师:贾向东 起讫时间:2014年12月1日-12月20日设计地点:教9-C501实验室 2014年12月20日

随着移动通信技术的发展,与日俱增的移动用户数量和日趋丰富的移动增值服务,使无线通信的业务量迅速增加,无线电波有限的带宽远远满足不了通信业务需求的增长。另一方面,由于移动通信系统中的同频干扰和多址干扰的影响严重,更影响了无线电波带宽的利用率。并且无线环境的多变性和复杂性,使信号在无线传输过程中产生多径衰落和损耗。这些因素严重地限制了移动通信系统的容量和性能。因此为了适应通信技术的发展,迫切需要新技术的出现来解决这些问题。这样智能天线技术就应运而生。智能天线技术为解决频率资源不足、提高移动通信系统容量和系统服务质量提供了一个有效的解决途径。1998年我国电信科学研究院向国际电联提交的TD-SCDMA RTT建议并于2000年确定为国际第三代移动通信主流标准之一,第一次提出以智能天线为核心技术的CDMA通信实施方案。在TD-SCDMA中,智能天线作为关键技术,可以大大提高系统性能。 由于智能天线本身的优越性,因此早在1990年就有智能天线在蜂窝移动通信中的应用研究,随着G3移动通信技术的成熟,目前,智能天线的商用化进程也加快。论文的研究工作是在MATLAB软件平台上实现的。首先介绍了智能天线技术的背景;其次介绍了智能天线的原理和相关概念,并分析了智能天线中的自适应算法。而论文主要研究了平面阵列的性能,并通过MATLAB仿真实现了智能天线圆阵排列。 关键词:移动通信;智能天线;MATLAB;圆阵

通信专业导论结课论文

专业导论结课论文

我推荐的一本通信专业的书是北京工业大学出版社出版的《现代通信技术基础》。 一、阐述你对《专业导论》课程中最希望了解的内容? 其实,我认为想对一个大一的学生来说,学习通信这门专业,老师授课的内容不要有太多的术语,老师可以把要讲的内容采用比较形象的例子引出来,这样不仅能够提高学生对这一门课的兴趣,也可以让学生比较容易接受要学习的内容。 通信这个专业,我认为有点太广泛。就大一而言,我认为了解太多的专业知识并不现实。大体方面,我想我最希望了解这门专业的起源、发展、未来的前景的大概情况。通信这方面涵盖了太多的内容。我想要了解通信主要是由哪方面组成的,各个方面又有什么样的小方面。我认为这个十分重要,因为只有一个学生能够大概了解了这门专业以后,才能从整体上去把握要学习的内容,牢牢地围绕着这门课的知识结构、学习框架去学习,这样才会有好的学习效果。而具体的方面,我就想了解时下流行的一些技术的概况,比如说无线通信的各个方面有哪些,移动通信有什么样的系统,这些系统又有什么样的特点。还有现在热门的计算机宽带通信网络与通信的关系等等。 我个人是比较喜欢通信这一门课程的,我之前己经了解了它的一些背景或说是情况吧。我个人的观点是:毕竟这门专业相对于其它专业来说,有它特有的特点:1、通信这门专业它的历史并没有那么悠久,他具有活力。2、通信的发展速度十分快,能够不断的更新,有无穷的潜力。3、它在一定程度上代表了科学技术的发展。 我学习这门专业,看重的是它的发展前景,还有它能够让我学习到什么,也就是说我能在这个学科中掌握什么样的技能。因此,我还想知道这门专业能够培养什么样的人才,即我们将来就业的时候可以选择什么样的职务。 四、广东省电子/通信产品及产业链的分布情况? 据我个人了解,我认为广东省的电子通信产品在全国具有领先地位。广东的电子信息在这几年出现在高速发展,让我们看到这方面发展的潜力。作为一名学习通信这个方面的学生,我认为很有必要了解这方面的一些情况。

移动通信课程论文

第四代移动通信关键技术——OFDM 摘要:随着移动市场的快速发展,用户对于移动通信系统的性能提出了更高的要求,本文对第四代移动通信关键技术——OFDM 的性能和不足等进行分析,阐述了OFDM 的原理、关键技术和应用等。 关键字:4G 移动通信 OFDM The Key Technology of the Fourth Generation of Mobile Communication ——OFDM Abstract:With the rapid expansion of the mobile market,users put forward higher requirements for the performance of mobile communication system.This paper analyses performance and shortage of the key technique of 4G ——OFDM.Also,the principle and applications of OFDM is elaborated. Key words:4G mobile communication OFDM 一、OFDM 产生的背景 第四代移动通信(4G )中系统的速度可以达到10~20Mb/s ,最高可以达到100Mb/s 。能够实现全球无缝漫游。未来的移动通信业务将从话音发展到数据、图像、视频等多媒体业务,因此,对服务质量和传输速率的要求越来越高。这对移动通信系统的性能提出了更高的要求。而宽带在移动通信中是非常稀缺的资源,因此,必须采用先进的技术有效地利用宝贵的频率资源,以满足高速率,大容量的业务需求。 无线信道由于其信道特性不理想,发射的信号往往是经过多条路到达接收端,即产生多径效应。从而造成接受信号相互重叠,产生信号符号间相互干扰,致使接收端判断错误,严重影响信号的传输质量,这种特征为信号传输的弥散性。特别是当信号的传输速率较高是更是如此。这是因为当信号的周期很短而信号传输速率又非常高时,在接收端信号符号重叠的程度将进一步加深,从而信号的干扰就更加严重。从另一角度看,当信号符号的传输速率较高时,信号带宽较宽,当信号带宽接近和超过信道相干带宽是,信道的时间弥散性将对接受信号造成频率选择性衰落。多径效应造成频率选择性衰落引起码间干扰,使得接收端正确解调困难。严重时,单靠增加发射功率提高接收端的信噪比并不能降低误码率,而OFDM 技术是目前进行无线高速数据传输时提高资源利用率、克服多径效应的最有效的方法。 二、OFDM 的原理 OFDM 的英文全称为Orthogonal Frequency Division Multiplexing,中文含义为正交频分复用技术。 OFDM 的工作原理简介,输入数据心愿的速率为R ,经过串并转换后,分成M 个并行的子数据流,每个子数据流的速率为R/M ,在每个子数据流中的若干个比特分成一组,每组的数目取决于对应子载波上的调制方式,如PSKQAM 等。M 个并行的子数据信源编码交织后进行IFFT 变换,将频域信号转换到时域,IFFT 块的输出是N 个时域的样点,在将长为Lp 的CP(循环前缀)加到N 个样点前,形成循环扩展的OFDM 信元,因此,实际发送的OFDM 信元的长度为Lp+N ,经过并/串转换后发射。接收端接收到的信号是时域信号,此信号经过串并转换后移去CP ,如果CP 长度大于信号的记忆长度时,ISI 仅仅影响CP ,而不影响有用数据,去掉CP 也就去掉了ISI 的影响。 二进制 OFDM . . . . 信号 . . . . 信号 分帧 分组 串/并变换 编码 映射 ID FT 串/并变换 D/A 变换 上 变 频 图1-1 OFDM 调制原理方框图

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