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无线通信的基本原理无线通信是指通过无线电波或其他电磁波来传输信息的一种通信方式。
其基本原理包括以下几个方面：1. 模拟信号和数字信号：无线通信可以传输模拟信号或数字信号。
模拟信号是连续变化的电信号，可以直接传输声音、图像等信息。
数字信号是离散的电信号，通过将模拟信号进行数字化编码后传输，主要用于传输计算机数据。
2. 调制与解调：在无线通信中，信息信号需要通过调制来转换为适合传输的高频信号。
调制将信息信号与高频信号进行合成，以实现信号的传输。
解调则是将接收到的信号进行分解，恢复出原始的信息信号。
3. 载波与频率：无线通信使用的是由振荡器产生的连续波形，称为载波。
通过调整载波的频率，可以实现不同的通信频段和信道。
4. 调幅和调频：调幅（AM）和调频（FM）是常见的调制方式。
调幅是通过调整电磁波的振幅来传输信息，而调频则是通过调整电磁波的频率来传输信息。
调幅适用于模拟信号的传输，而调频适用于数字信号的传输。
5. 天线与接收机：天线是无线通信系统中负责发送和接收电磁波的装置。
发送端的天线将调制后的信号转化为电磁波进行发送，而接收端的天线则接收并将电磁波转化为电信号。
6. 编码与解码：在数字通信中，信息需要进行编码和解码。
编码是将原始信息转换为适合传输的数据格式，解码则是接收端将接收到的数据进行还原，恢复出原始信息。
7. 多址与分频技术：在无线通信中，多个用户需要共享有限的频段资源。
为了实现多用户同时进行通信，采用多址技术将用户的信号进行编码和解码，以区分不同用户。
分频技术则将频段划分为多个子信道，分配给不同用户进行通信。
综上所述，无线通信的基本原理包括信号的调制与解调、载波与频率调整、天线与接收机、编码与解码，以及多址和分频技术等。
这些原理共同作用，实现了无线通信系统的正常运行。
无线扩频通信系统及其多用户干扰抑制方法的研究与实现的开题报告一、研究背景和意义随着现代通信技术的不断发展和应用的广泛，无线扩频通信系统成为了当前宽带通信系统的重要组成部分。
无线扩频通信系统具有带宽利用率高、通信质量好、抗干扰能力强等优点，在军事通信、卫星通信、移动通信、物联网等领域具有广泛应用。
然而，在无线扩频通信系统中，由于多用户间的干扰问题，导致通信质量下降，传输速率降低，甚至通信中断。
因此，如何实现多用户干扰抑制成为了当前无线扩频通信系统研究的热点问题之一。
二、研究内容和方法本文将从无线扩频通信系统的原理以及多用户干扰抑制的相关理论出发，对无线扩频通信系统及其干扰抑制方法进行深入研究。
具体包括以下研究内容：（1）无线扩频通信系统的原理及其子系统的设计与实现。
（2）多用户间干扰的分析和建模，探讨多用户干扰对无线扩频通信系统性能的影响。
（3）多用户干扰抑制技术的研究，包括干扰抑制在信号处理层面和物理层面的实现方法，重点探讨基于CDMA的干扰抑制方法。
（4）基于软件无线电技术，设计并实现无线扩频通信系统的多用户干扰抑制算法。
三、研究计划和进度安排本文的研究计划如下：第一阶段（1个月）：对无线扩频通信系统及其多用户干扰抑制技术进行文献综述和理论学习，明确研究思路和目标。
第二阶段（2个月）：根据无线扩频通信系统的原理进行系统设计和仿真，并对多用户间干扰进行建模和分析。
第三阶段（3个月）：基于CDMA技术，设计并实现多用户干扰抑制算法，并对算法进行仿真和实验验证。
第四阶段（1个月）：对实验结果进行分析和总结，撰写毕业论文。
四、预期成果和创新点本文的预期成果为设计并实现一种高效的无线扩频通信系统的多用户干扰抑制算法，并在实验中验证其有效性。
同时，本文还将对无线扩频通信系统及其多用户干扰抑制技术进行深入研究和探讨，为无线扩频通信系统的发展和应用提供一定的理论和实践基础。
本文的创新点在于针对无线扩频通信系统的多用户干扰抑制问题，提出了一种基于CDMA技术的干扰抑制方法，提高了通信系统的带宽利用率和传输速率，增强了通信系统的抗干扰能力。
1 / 1 第9章 多用户与无线通信 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 数字基带传输——运用各种基带信号传输数字序列
9.1 多址技术 9.2 无线通信链路预算分析 9.3 *多径衰落与信号分集接收技术 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
9.1多址技术
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 9.1.1 多路复用和多址技术的基本概念
多路复用与多址技术：充分利用通信资源为多个用户提供服务
早期的问题是如何共同使用一条线路上——多路通信。 多个用户共用同一资源的理论基础是正交分割：正交性信号在混合后还可以彼此区分开来。 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 最基本的通信资源——频带、时间与空间 （1）频分复用（FDM）：在频域中划分出不重叠的子带； （2）时分复用（TDM）：在时域中把时隙（称为帧）划分为多个子时隙；
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ （3）码分复用（CDM）：借助一组正交编码，使信号之间的码特性彼此正交。
码分多路复用 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 应用于无线通信另外两种体制： （1）空分复用：在空间与地域的不同位置上传输不同信号； （2）极化复用：利用电磁波垂直与水平的两种正交极化方向。
光纤通信中还采用所谓的波分复用（WDM）：按波长的不同来划分，本质上是一种FDM技术。 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
多路复用的基本概念： 多路复用（Multiplexing）技术使一条通线链路可以划分出多条信道供多个用户同时使用。
多址技术的基本概念： 多址（Multiple access）技术指的是位于不同地点的多个用户接入与共用通信系统的技术。
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 多路复用和多址技术的异同点： 共同点：基于信号的正交分割原理 不同点： （1）多址技术侧重于分布于多个地点的多个用户的问题，而多路复用侧重于集中在收、发两个局部区域的用户的问题；
（2）多址技术侧重于处理暂时提出的与不易于预先固定的通信需求，必须动态分配；而复用技术侧重于用户需求固定或至多缓慢变化的，可以预先静态分配。 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 9.1.2 FDM/FDMA举例： 模拟电话系统： 1路话音——3100KHz+900Hz保护间隔； 12路——基群，5个基群——超群，10个超群——主群，……
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
图9.1.2 FDM模拟电话 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 国际著名通信卫星机构（Intelsat）的例子：采用一种固定分配的FDMA制式来传送多路模拟话音。 （1）世界各地多个地面站共用卫星的某36MHz的转发器； （2）每个站点按预先分配好的频带使用。
图9.1.3 卫星模拟通信的FDMA ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 采用一种动态分配的FDMA制式来传送多路数字话音： 信道45kHz：1路PCM数字电话64kbps；采用QPSK调制为38kHz带宽，保护间隔为7kHz；
图9.1.4 卫星数字通信系统的FDMA ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 9.1.3 TDM/TDMA举例
1. GSM中的TDM与TDMA 下行（Downlink）——从基站至各用户 上行（Uplink）——从各用户至基站 GSM的每个频道为270.833Kbps的GMSK调制，占用200KHz的带宽。 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
1—8个用户采用TDMA体制： （1）4.615ms为1帧，每帧8个577μs的时隙； （2）每个时隙承载一个用户的数据。
有的时隙有特殊安排，其结构也有所不同 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 2. GSM中的FDM/FDMA与FDD （1）上、下行以频带分开，称为频分双工（FDD）。上行890~915MHz；下行935~960MHz，相距45MHz。
（2）上、下行频带各25MHz，其中又按200KHz划分为124个频道。
GMS系统联合使用频分与时分支持共124×8=992个信道，保证几百个用户双向通信。 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 9.1.4 CDM/CDMA及举例 扩频码12(),(),,()Nctctct彼此正交，即
00()()1Tijijctctdtij
扩频后复合信号为，1()()()Niiistctst。接收方使用1()ct解扩，便得到1()st，即 2111110002()()()()()()()()NTTTiicctstdtctstdtctctstdtst
如果正交性差一些，则解出的信号中会包含部分其它信号，这部分残余信号称为多用户干扰（Multiuser interference）。 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 美国高通公司（Qualcomm）的IS-95例子： 频分双工（FDD），多个频道频分复用一个较宽的频带。每个1.25MHz带宽的频道上，采用CDMA技术支持多达61个移动用户同时通信。
（1）前面链路（下行）：不同信道采用不同的沃尔什码进行码分多址。
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ （2）反向链路（上行）：采用长码扩展后再由短码进行正交扩频，各个用户的信号依靠长码来区分。
图9.1.7 IS-95的前向/反向链路框图 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 9.1.5 *随机接入多址技术 1. ALOHA协议 ALOHA协议是一种用于数据通信的随机接入多址协议，也称为P-ALOHA（Pure ALOHA）。
图9.1.8 ALOHA协议的工作过程 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
2. CSMA/CD协议 载波侦听多址接入协议（CSMA/CD）： ALOHA协议的一种改进结果，附加了一个硬件装置，在发送前侦听信道是否空闲并在发送中检测冲突是否出现，这种技术称为载波侦听与冲突检测。
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
9.2无线通信链路预算分析 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 9.2.1无线传输中的增益与损耗
图9.2.1 无线传输中的增益与损耗 通路的增益为：
trrtfGGPPL
或者， rttrfdBdBdBdBdB
PPGGL 发射天线增益tG：在天线的最大方向上单位立体角发射的功率与全方向天线的单位立体角发射的功率之比。
接收天线增益为， 24 reGA
自由空间传输路径损耗（Free-space path loss）为 24 fd
L
进而，101092.4420log20log()fLdfdB
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 9.2.2噪声温度与噪声系数 1. 噪声源 可用噪声功率谱（Available noise PSD）：热噪声源加在匹配负载（LRR）上的时候，可得到最大功率谱。
0/21()2avNPfkTR21＝
2
在噪声宽带B上，可用噪声功率（Available noise power） avPkTB
avPTkB，称为该噪声源的噪声温度（Noise temperature）。
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 2. 线性双端系统 系统（在频点f处）的点噪声系数（Spot noise figure）为：
0()()1 ()()nnsPfFfPfGf
低噪系统的F(f)接近于1，而无噪系统的F(f)＝1。 带宽B上的平均噪声系数（Average noise figure）为： 000
0
0
/2/2/2/2() ()()fBnfBfBnsfBPfdfFPfGfdf
系统的有效输入噪声温度为eT，它满足， 0()()()nsesePGkTBGkTBGkTTB ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 3.级联系统 级联系统的增益为：123 GGGG 噪声系数与有效输入噪声温度为：
32111211FFFFGGG
231112eeee
TTTTGGG
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 例9.1 考虑两个系统级联的情况，证明：
211eeeTTTG 与 21
1
1FFFG
证明：第一级与第二级的噪声输出分别为 0111()nsePGkTTB 022022nnePGPGkTB21122()seeGGkTTBGkTB
因为12GGG，则整个系统的输出噪声功率为，
0211()ense
TPGkTTBG
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 整个系统的有效输入噪声温度为
211eee
TTTG
211(1)(1)ses
TFTTFG211(1)[]1s
s
TFTFG
可见
211(1)sTFFFG
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 9.2.3链路预算分析
将解调前射频（或中频）信号的SNR称为载干比(CNR)，记为（C/N）；而将解调后基带信号的SNR称为信噪比。
