清华大学移动通信教程第12讲-新技术及新应用(1)
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清华导师简介,部分王京教授简介:1958年1月出生,男,清华大学教授,博士生导师。
现任清华信息科学与技术国家实验室副主任,清华大学信息技术研究院无线与移动通信技术研究中心主任、微波与数字通信国家重点实验室副主任兼无线传输与个人通信研究室主任。
中国第三代移动通信系统研究开发项目总体专家组专家,国家十五863计划FuTURE(B3G/4G)项目专家组专家,TD-SCDMA研究开发和产业化项目专家组专家,TD-SCDMA产业化联盟专家组专家。
目前已经培养博士生12名,硕士生30多名。
主讲《通信原理》、《数字微波通信》、《通信新技术讲座》等课程。
申请国家发明专利40余项,已获得批准的有16项;发表论文130余篇,其中SCI收录22篇,其中在IEEE Communications Magazine 上发表两篇论文。
曾承担过多项863项目和科技攻关项目,以及国防预研和型号项目。
承担的中国第三代移动通信系统研究开发项目获2003年国家科学技术进步二等奖,另获国防科学技术奖二等奖1项。
主要研究领域是无线移动通信和宽带无线传输技术,包括B3G/4G移动通信、WCDMA、TD-SCDMA系统研究,调制解调技术、纠错编译码技术、移动通信抗衰落技术、MIMO与时空联合数字信号处理技术、分布式无线通信系统等。
陆建华*陆建华:男,汉族,1963年7月生。
1986、1989年分别获清华大学电子工程系学士、硕士学位,之后留校任教,1995年由学校公派赴香港科技大学攻读博士学位,学成后于1998年返回学校。
现为清华大学教授、博士生导师,清华大学航空航天学院副院长、空天信息技术研究所所长。
长江学者特聘教授,系国家―863‖计划专家组专家,国家―973‖项目首席科学家,国家广电总局科技委特邀委员。
研究方向为宽带无线通信、多媒体信号处理等。
主持完成国家973课题、自然科学基金重点项目、863重点项目、教育部重大科研项目等多项研究任务,取得多项创新研究成果,部分技术被用于国家重要工程研究项目中,具有重要应用前景。
教师活动第 3.2课《语音识别的实现——体验语音特征提取、训练识别全过程》1.板书课题:机器实现智能的过程从某种角度上可以看成是模拟人类智能的过程,要想机器实现语音识别,不妨先从“人如何分辨声音”来一探究竟。
这节课就让我们依照人听到并分辨声音的过程,来理解机器是如何识别声音的!思考:同学们,请思考一下,你们认为机器是靠什么听到声音并能分辨出人们说的是什么话呢?一、人识别语音的过程人类智慧相当复杂,仅靠一种感觉器官往往无法实现,通常需要信息的感知器官、信息的处理中枢等相互配合才能实现智能。
人们听到声音的过程也是如此。
耳朵与大脑的协同作用“风声雨声读书声,声声人耳。
”当外界有物体发出声音时,人耳进行声音的采集,耳蜗会将不同声音的频率区分开,转化为大脑可以理解的神经信号再传递到大脑进行分析和存储,这时人才听到声音。
当再次听到类似的声音时,人就能分辨出来。
所以人类的听觉系统并不仅指耳朵,还包括能够记住和分辨声音的大脑等。
整体而言,人类分辨声音的过程可以概括为采集与分频、大脑进行识记、新语音的匹配与识别、输出结果,如图 3.2.1所示。
课堂活动想一想:人类的听觉系统哪一部分是不可或缺的?对于听力缺失的人来说,怎样才能“听到”声音?人类的听觉系统中,耳朵的结构是不可或缺的,尤其是内耳的耳蜗。
耳蜗内的毛细胞负责将声波转化为神经信号,并通过听神经传递到大脑,从而使我们能够感知声音。
对于听力缺失的人来说,有几种方法可以帮助他们“听到”声音:1.助听器:助听器是一种放大声音的设备,可以帮助听力受损的人更好地听到周围的声音。
2.人工耳蜗:对于重度听力损失的人,人工耳蜗是一种植入式设备,可以直接刺激听神经,绕过受损的耳蜗,从而使人能够感知声音。
3.视觉辅助:一些人可能会使用手语或唇读等方式来“听到”声音的内容,通过视觉信息来理解交流。
4.振动设备:一些设备可以将声音转化为振动,通过身体的触觉感知声音,例如音乐振动器。
这些方法可以帮助听力缺失的人更好地与外界交流和感知声音。
《移动通信》教案授课单位:信息工程学院授课人:***授课对象:信工041-2授课时间:2007~2008学年第一学期1、本课程教学目的:“移动通信”是信息工程专业的专业课程.该课程较详细地介绍了移动通信的原理和实际应用系统。
通过本课程的学习使学生掌握和了解移动通信的基本理论,以及移动通信的发展、蜂窝移动通信系统的基本概念、移动通信的信道、移动通信系统的调制和组网技术、移动通信中的多址接入、移动通信网以及GSM 系统、CDMA系统和第三代移动通信技术等。
2、本课程教学要求:1.掌握移动通信的概念、特点;了解移动通信组网理论的基本内容;理解移动通信的发展历程及发展趋势;了解第三代移动通信系统的主要差别;了解移动通信的应用系统。
2.理解关于蜂窝的概念;了解频率复用的概念以及频率复用的模型;理解信道分配策略以及切换策略;理解干扰与系统容量之间的关系,了解如何在实际系统中用功率控制减少干扰以提高系统容量;了解各种提高系统容量的方法。
3.了解无线电波的传播特性,移动通信中的快衰落与慢衰落;掌握无线信道中信号的多径衰落和多普勒频移,掌握多径传播与快衰落、阴影衰落、时延扩展与相关带宽以及信道的衰落特征;掌握分集技术的基本概念;掌握分集信号的合并技术。
4.掌握多址接入的基本概念和多址接入方式,掌握FDMA技术的原理及系统的特点,了解FDMA系统中的干扰问题,掌握TDMA技术的原理及系统的特点,熟悉TDMA的帧结构,了解TDMA系统的同步与定时,掌握CDMA技术的原理及系统的特点,了解空分多址(SDMA)技术的原理;掌握系统容量的定义,熟悉FDMA、TDMA、CDMA系统容量的分析与比较。
5.掌握FDMA模拟蜂窝网,TDMA数字蜂窝网,CDMA移动通信系统。
3、使用的教材:郭梯云编,《移动通信》,西安电子科技大学出版社主要参考书目:啜钢王文博常永宇等编,《移动通信原理与应用》,北京邮电大学出版社,赵长奎编,《GSM数字移动通信应用系统》,国防工业出版社,顾肇基译,《GSM网络与GPRS》,电子工业出版社,第一章概论本章的教学目标和要求:重点掌握移动通信的概念、特点;了解移动通信组网理论的基本内容;理解移动通信的发展历程及发展趋势;;掌握移动通信的三种工作方式;了解移动中继方式;了解移动通信的应用系统。
《移动通信技术》教学大纲一、课程概述《移动通信技术》是通信工程、电子信息工程等相关专业的一门重要专业课程。
本课程旨在使学生了解移动通信的基本概念、原理、技术和系统,掌握移动通信的关键技术和发展趋势,培养学生分析和解决移动通信相关问题的能力。
二、课程目标1、知识目标(1)了解移动通信的发展历程、特点和应用领域。
(2)掌握移动通信系统的组成、结构和工作原理。
(3)熟悉无线信道的特性、传播模型和衰落机制。
(4)理解移动通信中的调制解调技术、编码技术和多址接入技术。
(5)掌握蜂窝移动通信系统的概念、组网技术和频率规划。
(6)了解移动通信中的切换技术、功率控制技术和位置管理技术。
2、能力目标(1)能够分析移动通信系统的性能和参数,评估系统的优劣。
(2)具备设计简单移动通信网络的能力,包括频段选择、小区规划等。
(3)能够运用相关理论和技术解决移动通信中的实际问题,如信号覆盖优化、干扰消除等。
(4)能够跟踪移动通信技术的最新发展动态,具备一定的创新意识和研究能力。
3、素质目标(1)培养学生的工程意识和团队合作精神,提高学生的沟通和协调能力。
(2)激发学生对移动通信技术的兴趣和热情,培养学生的自主学习能力和创新精神。
(3)培养学生严谨的科学态度和良好的职业道德,树立质量意识和安全意识。
三、课程内容1、移动通信概述(1)移动通信的定义、特点和发展历程。
(2)移动通信的分类和应用领域。
(3)移动通信系统的组成和结构。
2、无线信道(1)无线信道的特性,包括大尺度衰落和小尺度衰落。
(2)传播模型,如自由空间传播模型、OkumuraHata 模型等。
(3)多径衰落和多普勒频移的概念和影响。
3、调制解调技术(1)数字调制的基本原理和方法,如 ASK、FSK、PSK 等。
(2)现代调制技术,如 QAM、OFDM 等。
(3)解调技术和性能分析。
4、编码技术(1)信道编码的基本原理和分类,如卷积码、Turbo 码等。
(2)交织技术和纠错性能评估。
移动通信》教案授课单位:信息工程学院授课人:尹立强授课对象:信工041-2授课时间:2007〜2008学年第一学期1、本课程教学目的:“移动通信”是信息工程专业的专业课程.该课程较详细地介绍了移动通信的原理和实际应用系统。
通过本课程的学习使学生掌握和了解移动通信的基本理论,以及移动通信的发展、蜂窝移动通信系统的基本概念、移动通信的信道、移动通信系统的调制和组网技术、移动通信中的多址接入、移动通信网以及GSM 系统、CDMA 系统和第三代移动通信技术等。
2、本课程教学要求:1.掌握移动通信的概念、特点;了解移动通信组网理论的基本内容;理解移动通信的发展历程及发展趋势;了解第三代移动通信系统的主要差别;了解移动通信的应用系统。
2.理解关于蜂窝的概念;了解频率复用的概念以及频率复用的模型;理解信道分配策略以及切换策略;理解干扰与系统容量之间的关系,了解如何在实际系统中用功率控制减少干扰以提高系统容量;了解各种提高系统容量的方法。
3.了解无线电波的传播特性,移动通信中的快衰落与慢衰落;掌握无线信道中信号的多径衰落和多普勒频移,掌握多径传播与快衰落、阴影衰落、时延扩展与相关带宽以及信道的衰落特征;掌握分集技术的基本概念;掌握分集信号的合并技术。
4.掌握多址接入的基本概念和多址接入方式,掌握FDMA 技术的原理及系统的特点,了解FDMA 系统中的干扰问题,掌握TDMA 技术的原理及系统的特点,熟悉TDMA 的帧结构,了解TDMA 系统的同步与定时,掌握CDMA 技术的原理及系统的特点,了解空分多址(SDMA )技术的原理;掌握系统容量的定义,熟悉FDMA 、TDMA 、CDMA 系统容量的分析与比较。
5.掌握FDMA 模拟蜂窝网,TDMA 数字蜂窝网,CDMA 移动通信系统。
3、使用的教材:郭梯云编,《移动通信》,西安电子科技大学出版社主要参考书目:啜钢王文博常永宇等编,《移动通信原理与应用》,北京邮电大学出版社,赵长奎编,《GSM数字移动通信应用系统》,国防工业出版社,顾肇基译,《GSM 网络与GPRS 》,电子工业出版社,第一章概论本章的教学目标和要求:重点掌握移动通信的概念、特点;了解移动通信组网理论的基本内容;理解移动通信的发展历程及发展趋势;;掌握移动通信的三种工作方式;了解移动中继方式;了解移动通信的应用系统。
式主要分为有线与无线两种。
有线连接则需要相应的有线接入设备,无线连接需要相应的无线接入设备。
用来支持网络连接的设备主要有光调制解调器、路由器、交换机与网卡等,它们都有无线与有线两类产品。
1.有线连接有线连接(图2.3.1)是指利用网线、光纤等介质连接网络,具有速度快、信号稳定等特点。
网线适用于各种不宜搬动的计算机与局域网之间的连接。
例如信息科技实验室里的台式计算机,大多通过网线和交换机接入互联网。
光纤则适用于局域网与互联网之间的连接。
例如家庭网络,大多是通过路由器、光调制解调器和光纤接入互联网。
阅读网线(图2.3.2)是利用电流来传输数据。
网线有多种,最常见的是双绞线。
连接处为水晶头,内有8根用于传输数据的不同颜色的细电线与一根用于增加强度的尼龙绳或金属丝。
光纤(图2.3.3)是利用光的全反射原理,在光纤内部实现光信号传输。
它不能用力拉扯、弯折或者打结,一般盘成圈存放。
2.无线连接无线连接(图2.3.4)主要以电磁波作为介质连接网络,具有便捷、可移动等特点。
常见的有Wi-Fi、4G与5G 通信等形式,Wi-Fi 常用于室内:4G、5G 则适用于户外。
笔记本电脑、平板电脑与智能手机等可移动设备:大多采用无线连接方式。
探索讨论家庭网络中的有线与无线连接方式,说一说它们各有什么优缺点?1、有线连接方式优点:稳定性高:有线连接通常提供更稳定的网络连接,减少了信号干扰和丢包的可能性。
速度快:提供更高的带宽和更快的传输速度,适合大数据传输和高带宽需求的应用。
缺点:灵活性差:有线连接需要布线,限制了设备的移动性和灵活性。
安装复杂:布线和设置可能需要专业知识,尤其是在大房子或多层建筑中。
2、无线连接方式优点:灵活性高:无线网络允许设备在网络覆盖范围内自由移动,适合移动设备使用。
安装简便:无需布线,设置相对简单,适合家庭用户。
缺点:信号不稳定:无线信号受环境影响较大,可能出现干扰、信号衰减等问题。
速度较慢:无线网络的速度通常低于有线网络,尤其在多个设备同时连接时。