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要求：1、整理作业2、参考书目：《无线通信链路中的现代通信技术》电子工业出版社，孙志国《数字通信原理》人民邮电出版社，杨鸿义译《数字通信原理与应用》电子工业出版社，徐平平译《无线通信》电子工业出版社，田斌一技术部分1-1卷积编码；Viterbi译码卷积码：在卷积码的编码过程中，对输入信息比特进行分组编码，每个码组的编码输出比特不仅与该分组的信息比特有关，还与前面时刻的其他分组的信息比特有关——称为记忆性。若以（n,k,m）来描述卷积码，其中k为每次输入到卷积编码器的bit数，n为每个k元组码字对应的卷积码输出n元组码字，m为编码存储度，也就是卷积编码器的k元组的级数，称m+1=K为编码约束度m称为约束长度。、Viterbi译码：维特比译码器采用迭代的方法，从零时刻起，比较进入每个状态的所有路径值，并将具有最大路径值的路径及其路径值存储下来，最终确定幸存路径，实现卷积译码。卷积编码的维特比译码过程：（1）从时间单元j=m开始，计算进入每个状态的路径的部分度量，存储每个状态的路径及它的度量值，这里存储的路径通常是该状态所对应的幸存路径上的前一状态值。（2）j增加1，计算进入每个状态所有路径的部分度量，这个度量值是进入该状态的分支度量加上与该分支相连的前一步的幸存路径的度量值，对于每个状态，共有2k个这样的度量值，从中选出并存储具有最大度量的路径（即幸存路径）及它的度量值，并删除其他路径。（3）如果jL+m，重复步骤2，否则停止计算。1-2turbo编译码原理框图具有抗噪等优点的原因Turbo码：基本原理是编码器通过交织器把两个分量编码器进行并行级联，两个分量编码器分别输出相应的校验位比特。下图是turbo码的编码原理框图。Turbo码译码：Turbo码的译码采用的是迭代译码ik和qk是具有相同方差的两个统计独立的随机变量，代表噪声影响。多路分离：如果vk=v1k,则将y1k送至DEC1，如果vk=v2k，则将y2k送至DEC2。Turbo码的差错性能香农极限是-1.6dB，所需的系统带宽趋于无限，编码效率趋于0，这个极限是不可行，只能无限接近，不能达到对于二进制调制，PB=10-5和Eb/n0=0.2dB作为1/2编码效率下的实用香农极限，18次译码器迭代后，Eb/n0=0.7dB，误比特率PB小于10-5，差错性能的改善是译码器迭代次数的函数，可以看到18次之后很接近实用香农极限。2-1并行组合扩频PCSS工作原理(1)以上为并行组合扩频技术的原理框图，由图知PCSS的原理是将输入的数字信息序列串/并转换成k位数据组，由k位数据组控制，在考虑极性的情况下从M个伪随机序列中选取r个，经等幅叠加成并行组合扩频序列，带通调制后发射出去，接收端解调后经相关器输出M个相关序列，判决出最大的r个序列经逆映射恢复出原k位数据组。（2）PCSS技术与直扩技术相比，它的信息载荷效率明显提高，适合突发情况，但由于采用了多进制调制方式，接收机的结构复杂，误码率高。优点：载荷效率高，一次可以载荷k个比特缺点：（1）叠加码，多进制调制（2）接收机结构复杂2-2rake接收机抑制多径干扰的理论依据答：RAKE接收机是一种能分离多径信号并有效合并多径信号能量的最终接收机。其基本原理是将无线通信系统中，幅度明显大于噪声背景的多径分量取出，对其进行延时和相位校正，使之在某一时刻对齐，并按一定的规则进行合并，变矢量合并为代数求和，有效地利用多径分量，提高多径分集的效果。2-3直扩系统中，多用户检测抑制多址干扰的原因答：多址干扰是由于用户接收的信息不正交产生的，MUD最核心的实质是在收端进行相关阵的逆处理，使得本来多用户之间不正交的关系变成了正交的关系，从而抑制多址干扰。2-4直扩系统中窄带干扰的抑制方法和原因答：时域预测法：利用了直扩信号和窄带干扰之间的可预测性差异。（1）直扩信号和高斯白噪声是宽带信号，相邻数据值间没有有相关性或相关性较弱，样值序列当前数据样值中直扩信号成分和高斯白噪声成分不能被其相邻的数据样值通过加权求和的方式准确的估计。（2）窄带干扰相对于直扩信号是窄带信号，相邻数据样值间具有较强的相关性，样值序列当前数据样值中窄带干扰的信号成分可以被相邻的数据样值通过加权求和的方式准确估计。变换域限波法：包括频域陷波算法，重叠域陷波算法，小波域陷波算法。实质是利用窄带干扰和直扩信号在不同的变换域中驻留子空间的差异。通过某种信号变换，将时域的信号映射到不同的变换域中，对窄带干扰能量集中的子空间实施置零处理，去除掉大部分的干扰能量，再通过逆变换恢复出时域信号波形，以达到抑制NBI的目的。3-1ISI码间干扰生成原因答：基带脉冲波形的持续时间是有限的，一般等于码元宽度T，因此，基带脉冲波形占用的频带无限宽。当基带脉冲波形的带宽受限时，脉冲信号的时域波形发生延展效应，即信号波形的频域受限、时域扩展。相邻码元在采样时刻产生了ISI，这里的ISI是乘性的。ISI生成的数学模型如下图：其中t0为延迟时间，上式右端第二项的和式即为码间干扰的数学形式。3-2无码间干扰脉冲特点满足条件答：脉冲波形扩展部分在相邻码元采样处的数值为零。3-3无线系统中，用平方根生滚降余弦脉冲为什么？根据无码间干扰脉冲满足的条件可知，由于接收机采用最佳接收（匹配滤波），因此匹配滤波器的输出应满足无码间干扰的条件，在众多无码间干扰的脉冲中，较理想低通脉冲相比，生滚降余弦脉冲，旁瓣衰落速度快，当采样时钟有抖动时，所引入的码间干扰较少3-5无码间干扰的数字通信基带系统的框图上图为无ISI的数字通信链路基带等效模型，由图知发端采用根升滚降余弦滤波器进行脉冲波形成型，收端采用的是根升滚降余弦匹配滤波器，以获得最大的输出信噪比，传输信号可能会受信道特性的影响产生幅度和相位的失真，或码间干扰，因此在收端采用均衡器实现信道特征的均衡，去除基带脉冲波形的失真及由信道传输特征引起的码间干扰。4-1欧式距离的角度，分析16QAM，16PSK，谁的抗噪能力强，基准是平均功率相同4-2当两个频率的信号，在0～t时间内，两个信号正交时，相干、非相干相干解调最小频差不同的原因：当码元速率相同时，基于相干检测的FSK保持正交性所占用的带宽要小于基于非相干检测的FSK所需带宽。可见，相干FSK频带利用率更高。将两个周期波形定位在相同的初始相位时，可利用一个码元周期内各波形的奇偶对称性获得正交，因此相干检测所需要的频率间隔要小于非相干检测所需的频率间隔。这主要是因为非相干检测忽略了相位，采取了不同的方法获得正交。在相干检测情况下，相关器中的相位的定位可以使得平率间隔更小且保持FSK频率分量之间的正交性。4-3MSK原理，框图，全数字化实现方案——数字器件+DA生成msk信号——数字频率合成器5-1基于IFFT/FFT的OFDM/CP的原理、框图答：下图是OFDM技术原理框图。其思想是把高速数据流分散到多个正交的子载波上传输，允许子载波频谱部分重叠，使频谱利用率大大提高，是一种高效的调制方式。5-2添加cp的原因，1、GAP和ISI关系；2、Cp和ICI的关系为了最大限度的消除符号间干扰，需要在每个OFDM符号之间加入保护间隔，而且保护间隔的长度一般还要大于无线信道的最大时延扩展，这样一个符号的多径分量就不会对下一个符号造成干扰，同时还可以用在接收机中以减少定时偏移误差。为了消除由于多径造成的信道间干扰，通常OFDM符号需要在其保护间隔内填入循环前缀信号CP,即将每个OFDM符号的后Tg时间中的样点复制到OFDM符号的前面，形成循环前缀，这样保证在FFT的积分周期内子载波的周期个数还是整数从而保证子载波间的正交性，不会在解调过程中产生子波间的干扰（ICI）。由于信道中通信时会存在多径干扰，从而引起不同路径的信号之间叠加而产生信号的干扰。为避免这种干扰，在符号与符号之间加入了GP即循环前缀，也就是本符号最后面一部分，从而再叠加的过程中不仅没有干扰反而增强了。5-3为什么抑制PAPR，两个角度1、为什么PAPR大；2、为什么不能太大（多载波，膨胀；功放），现有的抑制PAPR有多少类方法（只记名）1、原因：一个信号的峰平比（PAPR）指的是峰值功率与平均功率之比。由于OFDM信号是由多个独立的经过调制的子载波信号相互叠加而成的，叠加后的信号幅度会在一个很大的范围内波动。对于一个具有N个子载波的OFDM系统来说，当所有的子载波都以相同的相位求和时，所得到的的峰值功率是均值功率的N倍，所以OFDM信号具有很大的峰平功率比，简称峰平比（PAPR）。2、必要性：为了不失真的传输这些大峰平比的信号，发射端的大功率放大器需要有很大的线性范围，否则，当大的峰值信号进入系统发射端的功率放大器饱和区时，会产生很大的频谱扩展和带内失真，引起OFDM系统性能的恶化。所以要避免PAPR过大。3、抑制方法：（1）信号失真技术（2）加扰技术（3）编码技术（4）基于信号空间扩展的方法5-4设计一个具有窄带干扰监测，和子道关断能力的OFDM通信系统的实现方案（建议TDCS系统）答：TDCS本质上是频分体制。通过感知信道特性，选取可用的频率资源，并通过相应的变换域处理方式使干扰或主用户与通信信号在频域正交，有效的对干扰或主用户进行主动规避，实现抗干扰和提高频谱利用率的目的。6-1时域选择、频率选择性衰落生成机理，抑制方法快衰落主要由于多径传播而产生的衰落，由于移动体周围有许多散射、反射和折射体，引起信号的多径传输，使到达的信号之间相互叠加，其合成信号幅度表现为快速的起伏变化，它反映微观小范围内数十波长量级接收电平的均值变化而产生的损耗，其变化率比慢衰落快，故称它为快衰落，由于快衰落表示接收信号的短期变化，所以又称短期衰落(short-term-fading）。时间选择性衰落：是指快速移动在频域上产生多普勒效应而引起频率扩散。在不同的时间衰落特性不一样。由于用户的高速移动在频域引起了多普勒频移，在相应的时域上其波形产生了时间选择性衰落。最有效的克服方法是采用信道交织编码技术。即将由于时间选择性衰落带来的大突发性差错信道改造成为近似性独立差错的AWGN信道。空间选择性衰落：是指不同的地点、不同的传输路径衰落特性不一样，它是由于开放型的时变信道使天线的点波束产生了扩散而引起了空间选择性衰落。它通常由被称为平坦瑞利衰落。这里的平坦特性是指在时域、频域中不存在选择性衰落。最有效的克服手段是空间分集和其他空域处理方法。频率选择性衰落：是指不同的频率衰落特性不一样，引起时延扩散，在不同的频段上衰落特性不一样。它是信道在时域的时延扩散而引起了在频域的选择性衰落。最有效的克服方法有自适应均衡、OFDM及CDMA系统中的RAKE接收等。6-2衰落特性的描述参数（速度、衰减率、持续时间），物理含义时间色散：时延扩展是由反射及散射时传播路径引起的现象。多径效应在时域上造成数字信号波形的展宽。相关带宽：相干带宽是一定范围内频率的统计测量值，是建立在信道上所有谱分量均以几乎相同的增益及线性相位通过的基础上的。也就是说，相干带宽是指一特定的频率范围，在该范围内，两个频率分量有很强的幅度相关性。多普勒扩展：多普勒扩展BD是谱展宽的测量值，这个谱展宽是移动无线信道的时间变化率的一种量度。6-3均衡的基本原理、分类，及各自的特点，适用场合均衡器通常是用滤波器来实现的，使用滤波器来补偿失真的脉冲，判决器得到的解调输出样本，是经过均衡器修正过的或者清除了码间干扰之后的样本。自适应均衡器直接从传输的实际数字信号中根据某种算法不断调整增益，因而能适应信道的随机变化，使均衡器总是保持最佳的状态，从而有更好的失真补偿性能。幅度均衡器：一种校正幅－频特性的频域均衡器。相位均衡器:用以校正相-频特性的频域均衡器。横向均衡器：一种最常用的时域均衡器。频带利用率高的数字通信设备常用这种均衡器二基础部分1、带宽定义（绝对、3db、-9db、等效、半功率）答：数字通信中采用的各种“带宽”定义均满足某一条件下的数字通信信号功率密度谱某一区间的宽度。几种定义方式如下：1）半功率带宽：功率密度降为功率密度最大值