Описываются принципы формирования канальных сигналов в системах с кодовым разделением, GSM, Wi-Fi, LTE, принципы помехоустойчивого кодирования для борьбы с пакетными ошибками, приводятся примеры расчета характеристик сотовых систем, уровней радиосигнала для систем связи с подвижными объектами и устройств, компенсирующих канальные искажения. <...> Структура сигнала GSM Краткие итоги лекции 1 Вопросы по лекции 1 Упражнения Лекция 2. <...> Поколение 4G Краткие итоги лекции 2 Вопросы по лекции 2 Лекция 3. <...> Оценка числа пользователей на соту в системах СDMA Краткие итоги лекции 3 Вопросы по лекции 3 Упражнения Раздел 2. <...> Преимущества CDMA Краткие итоги лекции 4 Вопросы по лекции 4 Упражнения Лекция 5. <...> Rake-приемник Краткие итоги лекции 6 Вопросы по лекции 6 Упражнения Раздел 4. <...> Модель Окамуры-Хата Краткие итоги лекции 7 Вопросы по лекции 7 Раздел 5. <...> Скачки по частоте Краткие итоги лекции 8 Вопросы по лекции 8 Упражнения Лекция 9. <...> Особенности устройства мобильной станции сотовой связи Краткие итоги лекции 9 Вопросы по лекции 9 Упражнения Лекция 10. <...> Гауссовская манипуляция с минимальным частотным сдвигом (GMSK) Краткие итоги лекции 10 Вопросы по лекции 10 Упражнения Раздел 6. <...> Перемежение символов Краткие итоги лекции 11 Вопросы по лекции 11 Упражнения Лекция 12. <...> Качественный скачок заключается в том, что все имеющиеся в распоряжении ресурсы: частотно-временные, энергетический диапазон, территориальное разнесение используются в максимальной степени, наряду с этим совершенствуются способы формирования канальных сигналов и развиваются новые технологии передачи, позволяющие проводить интегрирование со всеми предыдущими технологиями передачи. <...> Дать описание стандартов и особенностей, которые связаны с формированием канальных сигналов, передачей, приемом, синхронизацией, демодуляцией и т.д. не представляется возможным. <...> В предлагаемом курсе рассматриваются принципы построения систем связи с подвижными объектами, основные технологии беспроводных <...>
Системы_связи_с_подвижными_объектами_Конспект_лекций.pdf
УДК 681.3
621.396
Диязитдинов Р.Р.
Системы связи с подвижными объектами. Конспект лекций. – Самара: ФГОБУ
ВПО ПГУТИ, 2013. – 204 с.
Рассматриваются принципы построения систем связи с подвижными
объектами, основные технологии беспроводных сетей доступа, способы
взаимодействия между мобильными и базовыми станциями и схемы
построения приемо-передающих устройств радиосвязи. Описываются
принципы формирования канальных сигналов в системах с кодовым
разделением, GSM, Wi-Fi, LTE, принципы помехоустойчивого кодирования для
борьбы с пакетными ошибками, приводятся примеры расчета характеристик
сотовых систем, уровней радиосигнала для систем связи с подвижными
объектами и устройств, компенсирующих канальные искажения.
Данное учебное издание рекомендуется к использованию в образовательных
учреждениях, реализующих образовательные программы высшего
профессионального образования, по дисциплине «Системы связи с
подвижными объектами» по специальностям 210404 «Многоканальные
телекоммуникационные системы», 210406 «Сети связи и системы
коммутации», 210302 «Радиотехника», 210405 «Радиосвязь, радиовещание и
телевидение» направления подготовки дипломированных специалистов 210400
«Телекоммуникации» и направлению подготовки бакалавров 210700
«Инфокоммуникационные технологии и системы связи».
Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение
высшего профессионального образования
«Поволжский государственный университет телекоммуникаций и
информатики»
Диязитдинов Р.Р., 2013
3
Стр.3
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
Введение
стр
7
8
Раздел 1. Основы построения систем связи с подвижными объектами 10
Лекция 1. Основы организации систем связи с подвижными объектами
1.1. Принципы организации радиосвязи
1.2. Классификация радиочастот
1.3. Общие принципы построения РРЛ
1.4. Принципы построения систем сотовой связи
10
10
16
17
19
1.5. Принципы установления связи в системы подвижной радиосвязи 22
1.6. Структура сигнала GSM
Краткие итоги лекции 1
Вопросы по лекции 1
Упражнения
Лекция 2. Поколения мобильной телефонии
2.1. Поколение 1G
2.2. Поколение 2G
2.3. Поколение 3G
2.4. Поколение 4G
Краткие итоги лекции 2
Вопросы по лекции 2
Лекция 3. Трафик и емкость сотовых систем
3.1. Трафик и способы повышения емкости сотовых систем
3.2. Расчет количества каналов
3.3. Оценка числа пользователей на соту в системах СDMA
Краткие итоги лекции 3
Вопросы по лекции 3
Упражнения
Раздел 2. Основы многоканальных систем передачи
Лекция 4. Методы многостанционного доступа
4.1. Виды систем множественного доступа
4.2. TDMA
4.3. FDMA
4.4. CDMA
4.5. Преимущества CDMA
Краткие итоги лекции 4
Вопросы по лекции 4
Упражнения
Лекция 5. АЦП, ИКМ, скремблирование
5.1. АЦП
5.2. Нелинейное кодирование
5.3. ИКМ
24
26
27
28
29
29
30
31
32
33
34
35
35
36
37
41
41
42
43
43
44
44
45
46
47
48
49
50
51
51
55
58
4
Стр.4
5.4. Скорость передачи цифрового потока
5.5. Достоинства цифрового сигнала
5.6. Скремблирование цифрового сигнала
Краткие итоги лекции 5
Вопросы по лекции 5
Упражнения
Раздел 3. Кодовое разделение каналов
Лекция 6. Радиосвязь на основе технологии CDMA
6.1. Технология CDMA
6.2. Принцип работы CDMA
6.3. Rake-приемник
Краткие итоги лекции 6
Вопросы по лекции 6
Упражнения
Раздел 4. Модели предсказания
Лекция 7. Модели предсказания уровня сигналов (Окамуры, ОкамурыХата)
7.1.
Модель Окамуры
7.2. Модель Окамуры-Хата
Краткие итоги лекции 7
Вопросы по лекции 7
Раздел 5. Система GSM
Лекция 8. Структура системы GSM
Communications)
Register)
8.1. Структура системы GSM (Global System for Mobile
8.2. Аутентификация SIM
8.3. Идентификация абонентского оборудования (Equipment Identity
8.4. Handover (Хэндовер)
8.6. Эквалайзинг
8.5. Роуминг
8.7. Скачки по частоте
Краткие итоги лекции 8
Вопросы по лекции 8
Упражнения
Лекция 9. Устройство подвижной и базовой станции
9.1. Подвижная станция
9.2. Базовая станция
9.3. Принципы формирования сигналов стандарта GSM
9.4. Особенности устройства мобильной станции сотовой связи
Краткие итоги лекции 9
Вопросы по лекции 9
Упражнения
Лекция 10. Модуляция сигналов в цифровых системах радиосвязи
59
60
60
63
64
64
65
65
65
72
75
76
77
78
79
79
79
88
90
91
92
92
92
94
95
96
97
98
101
101
102
103
104
104
107
109
112
116
117
117
118
5
Стр.5
10.1. Бинарная фазовая модуляция (BPSK)
10.2. Квадратурная фазовая манипуляция (QPSK)
10.3. Квадратурная фазовая манипуляция со сдвигом (О-QPSK
10.4. Относительная квадратурная фазовая манипуляция с фазовым
сдвигом π/4 (π /4 –DQPSK)
10.5. Манипуляция с минимальным частотным сдвигом (MSK)
10.6. Гауссовская манипуляция с минимальным частотным сдвигом
(GMSK)
Краткие итоги лекции 10
Вопросы по лекции 10
Упражнения
Раздел 6. Помехоустойчивое кодирование
Лекция 11. Основы обнаруживающих и корректирующих кодов
11.1. Принципы кодирования
11.2. Основные характеристики корректирующих кодов
11.3. Корректирующие коды Хемминга
11.4. Перемежение символов
Краткие итоги лекции 11
Вопросы по лекции 11
Упражнения
Лекция 12. Эквалайзеры
12.1. Линейные искажения
12.2. Расчет эквалайзера
Краткие итоги лекции 12
Вопросы по лекции 12
Упражнения
Раздел 7. Сети беспроводного доступа
Лекция 13. OFDM
13.1. Характеристика ОFDM
13.2. Преобразование сигнала в ОFDM
Краткие итоги лекции 13
Вопросы по лекции 13
Упражнения
Лекция 14. Wi-Fi
14.1. История развития Wi-Fi
14.2. Стандарт IEEE 802.11g
14.3. Топологии беспроводных сетей Wi-Fi
14.4. Зона покрытия Wi-Fi
Краткие итоги лекции 14
Вопросы по лекции 14
Лекция 15. LTE
15.1. История развития LTE
15.2. Принципы построения радиоинтерфейса по технологии LTE
15.3. Многоантенные системы
15.4. Сетевая архитектура SAE
127
128
129
130
130
130
136
141
145
149
150
150
151
151
153
158
158
158
159
159
159
161
167
168
168
169
169
169
173
175
177
178
180
180
181
187
188
6
125
126
118
119
121
122
Стр.6
Краткие итоги лекции 15
Вопросы по лекции 15
Упражнения
Заключение
Список литературы
Глоссарий
Список терминов и сокращений
190
191
192
193
194
195
202
7
Стр.7