无线通信基础

《无线通信基础》学习笔记思维导图，包括：信源编码、系统分类方式、无线信道。希望对你有所帮助！

无线通信信道模型

信源编码：连续信号转换离散信号序列 信道编码：纠错能力抗干扰 数字调制：基带变频带

系统分类方式

多址：FDMA、TDMA、CDMA、SDMA、OFDMA 工作方式：单工、半双工、全双工（FDD、TDD、CCFD同时同频）

面临问题衰落，时，快慢，频，频选，空大小 多径效应时延扩展、多普勒频移频率扩展

无线信道

损（笋)

衰落没搞清楚 定义需要分辨

自由空间模型传播损耗

以功率方式，计算dB

因素：球面扩散 d越大，波长越短，损耗越大

阴影衰落

慢衰落，大尺度衰落

阴影衰落的对数正态分布

多径衰落

小尺度衰落

不同路径传来同一信号的拷贝，叠加作用

标注

可能同时存在

多 普 勒 频 移

频域弥散导致时域选择

相对速度➗载波波长=频移量

相干时间 最大频移

Tc，Doppler Shift的时域形式 统计上表征信道冲激响应保持不变的持续时间

慢衰落，时间平坦衰落， 快衰落，时间选择性衰落

快衰落信道：难预测，为达到遍历需要较长的编码 慢衰落信道：易估计，但是陷入深度衰落的概率非零，需要补救

多径下多普勒频移扩展

max{频移差值}

时 延 括 展

时域弥散导致频域选择

时延是怎么产生的 多径造成不同拷贝分时到达

均方根时延扩展

以功率加权计算平均时延

相干带宽

Bc，时延扩展的频域形式 统计上，信道频率响应保持不变的带宽范围

频率平坦衰落， 频率选择性衰落，出现ISI

为什么用统计

多径传播是信道主要特征， 多径衰落，基本特性是幅度衰落和时延扩展

统计模型

经验模型：路损模型 概率分布波形：瑞利分布、莱斯分布等 几何分析模型

包络统计特性 莱斯Rician传播模型-视距Line Of Sight-包络服从Rician 瑞丽Rayleigh传播模型-非视距-包络服从Rayleigh相位均匀分布

莱斯分布的主导分量up，靠向高斯分布 主导分量down，靠向瑞利分布

瑞利

衰落特性的度量 电平交叉率

瑞丽分布信道 平均衰落时间

相干时间与平均衰落时间

Tb，一个比特信息所花费的时间。 分子，在观测时间内电平交叉次数，乘，平均衰落时间与比特周期的比值取整数ceil，可表示错误比特的速率。 分母，比特速率。

最大超量时延和均方根时延扩展的关系是什么

香农：信道容量的统计平均 AWGN：信噪比的统计平均

信道容量

AWGN信道容量

无衰落

高斯白噪声：取值概率分布服从高斯分布，功率谱在所有频率为常数

p（x）为高斯分布时，达到最大

香农公式 香浓奶茶

无衰落，计算平均信噪比

信道容量给处理不考虑译码时延和复杂度条件下， 使误码率趋于无限小的最高传输速率，是理论极限

功率受限，功率影响大； 带宽受限，带宽影响大。 信噪比小于1时，提升P，SNR大，对C贡献大 远大于1时，提升B，虽然SNR下降，但B对C贡献大

平坦衰落信道容量

收发端只知道信道分布P(g)

独立同分布瑞利

非常复杂不好计算

再让接收机知道实时信道状态信息g

接受端计算信道容量用g推断γ

香农容量 两种容量 中断容量

香农容量也做统计平均

与AWGN信道对比

香农：快衰落 中断：慢衰落

再让发送端知道实时信道状态信息g

收发都知道现在啥情况，但是，不采取行动，就没用

功率分配问题 注水法

在限制平均功率的条件下，要最大信道容量

最佳的方案是

为什么

怎么计算阈值

在此信道容量

低SNR时，注水法好于AWGN

次优信道反转功率分配 零中断容量

保证接收的恒信噪比 接受端简单

方案

为什么是它，对接受端信噪比补偿有啥影响？

可能是经验值，不清楚机理

信道容量，相当于某个值的AWGN信道

不会中断，远低于香农 ·瑞丽信道零中断容量为0，因为存在信噪比为0，补偿过度

次优截断式信道反转分配 最大中断容量

设置中断阈值

C=Cp（r>=r0）

缩小与香农的差距：复杂编码和自适应发送。 接收分集技术。如多天线。

最大超量时延与码元周期

频率选择性信道容量

时不变：频域注水

联系时域注水

时不变信道，假定频率响应H（f）知晓 划分子信道，带宽在相干带宽内，信道之间独立，总容量家和

时变：时频二维注水

很实际又复杂的情况， 该怎么理解？

划分子信道，时变平坦独立衰落信道

H（f）变成了H（f，t）

将H按时间切片，静态观察？

总发射功率约束

对慢衰落，需要提高可靠性，分集技术

分集必要条件：在接收端收到同意信息的独立拷贝 分集充分条件：如何利用拷贝信息

子主题

分：空间分集、频率分集、时间分集

分的位置：发射分集、接收分集、收发联合分集

集方式：选择式合并（SC）、 等增益合并（EGC）、 最大比值合并（MRC）

集的位置：射频合并、中频合并、基带合并

分集区域划分：宏分集、微分集

空间分集

空间位置不同，信号不相关

频率分集

不同频段统计不相关

载波间隔大于相干带宽

时间分集

时间间隔足够大，统计不相关

时间换稳定

隐分集

分集作用在传输信号中，在接收端利用信号处理实现分集

时间分集

ARQ（BEC后向纠错）

停等式ARQ 回退n帧ARQ 选择性重传ARQ

重传间隔大于信道相干时间

交织编码

时间隐分集

交织宽度n，新邻居 交织深度m，老邻居

老邻居m越大，抗突发越强；但处理时间越长

频率分集

跳频

将突发错误变成随机错误，伪随机频率，衰落随机

直接序列扩频

抗多径、抗干扰、抗衰落

合并技术

选择式合并SC：选择最大的分支

简单、高频时开关噪声， 二重分集平均信噪比改善1.76dB

合并增益

等增益合并EGC：分支等权重相干合并

增益权重都相同

合并后平均输出信噪比

合并增益

最大比合并MRC：加权合并得到最大信噪比

相位校正，加权合并，目的是最大输出信噪比

合并增益

RAKE接收机

最大超量时延和均方根时延扩展的关系是什么

香农：信道容量的统计平均 AWGN：信噪比的统计平均

无线通信

机会通信

快衰落时才有机会

单用户机会通信：分集

交织编码、跳频

多用户机会通信：分集

TDMA、调度

哑天线

最大超量时延和均方根时延扩展的关系是什么

香农：信道容量的统计平均 AWGN：信噪比的统计平均

多址技术

MA多址

多个用户同时用有限的频谱资源

不能互影响

解决方法：蜂窝网络+多址技术

关键要解决之间小区的信号干扰

FDMA

分配不同子频段给多个用户

计算用户数量

TDMA

每个时隙允许一个用户传输

同步高要求

同步冗余开销

CDMA

伪随机码

IQ两路

SDMA

OFDMA

正交的子载波

OFDM符号周期

OFMD采样周期

频谱效率

16QAM速率

多天线

SISO

单输入和单输出的信道

子主题

SIMO

MISO

MIMO

SVD

增益

复用增益

阵列增益

分集增益

干扰抑制