杂烩移动通讯

来自Jack's Lab
（版本间的差异）
跳转到： 导航, 搜索
(→‎Orthogonal Frequency)
 
（未显示1个用户的31个中间版本）
第16行： 第16行：
  
  
−
==扩频通讯技术==
+
==扩频通讯==
−
[https://en.wikipedia.org/wiki/Direct-sequence_spread_spectrum#Uses  DSSS]
+
  
 +
FHSS
  
−
[http://www.sghoslya.com/p/lora-is-chirp-spread-spectrum.html CSS(lora)]
+
DSSS
 +
[https://en.wikipedia.org/wiki/Direct-sequence_spread_spectrum#Uses DSSS]
  
 +
CSS
 +
[http://www.sghoslya.com/p/lora-is-chirp-spread-spectrum.html  CSS(lora)]
  
 
[https://en.wikipedia.org/wiki/Chirp_spread_spectrum CSS(wikipedia)]
 
[https://en.wikipedia.org/wiki/Chirp_spread_spectrum CSS(wikipedia)]
 +
 +
 +
 +
MIMO 是令人敬畏的技术， 令人敬畏的计算。 无线电中最不好的东西， 多路径传输被用来增强信噪比，复用频谱。 刻意而为的不同的天线方向， 极化方式（相位控制），天线阵列排列方式被用于增加带宽或增加信噪比。
 +
 +
 +
[https://www.gaussianwaves.com/2014/08/characterizing-a-mimo-channel/  Channel State Information (CSI)]
 +
 +
[https://www.digikey.com/en/articles/techzone/2014/jan/understanding-and-implementing-mimo-rf-links  Understanding and Implementing MIMO RF Links ]
 +
 +
[https://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1273367  MIMO]
 +
 +
[https://en.wikipedia.org/wiki/Antenna_diversity  Antenna_diversity ]
 +
 +
[https://en.wikipedia.org/wiki/MIMO  MIMO]
 +
 +
  
  
第30行： 第50行：
 
AM/FM/PSK ..
 
AM/FM/PSK ..
  
 +
===QAM===
 +
[[文件:Generation-of-QAM-signal-601x220.png‎ ]]
  
 +
===QAM-16===
 +
[[文件:16-QAM.jpg]]
  
 
==多路复用技术==
 
==多路复用技术==
  
−
TDMA FDMA CDMA OFDM
+
*TDMA
 +
*FDMA
 +
*CDMA
 +
*[https://en.wikipedia.org/wiki/UMTS#W-CDMA_.28UTRA-FDD.29 WCDMA]
 +
*OFDM/OFDMA
 +
*[https://en.wikipedia.org/wiki/Single-carrier_FDMA  SC-FDMA]
  
  
−
[https://en.wikipedia.org/wiki/UMTS#W-CDMA_.28UTRA-FDD.29 WCDMA]
 
−
[https://en.wikipedia.org/wiki/Single-carrier_FDMA  SC-FDMA]
 
  
  
−
== 多工访问技术==
+
====Orthogonal Frequency====
  
−
TDM FDM
+
什么是正交的频率.
  
−
[http://rfmw.em.keysight.com/wireless/helpfiles/89600b/webhelp/subsystems/wlan-ofdm/Content/ofdm_basicprinciplesoverview.htm  OFDM]
+
其实没有独立的正交频率, 正交频率出现在和一个固定周期的信号调制不同载波(不同频率), 如果载波的频率间隔满足一定条件, 就叫做一个正交子频率划分. 这个条件就是, 频率间隔等于调制信号周期的倒数. 调制信号一般是一个symbol, 比如QAM的symbol. 最后条件就变为, 频率间隔等于信号传输周期的倒数.
−
[http://file.scirp.org/Html/10_70106_115.htm  OFDM1]
+
  
−
[https://en.wikipedia.org/wiki/Orthogonal_frequency-division_multiplexing  OFDM wikipedia]
+
这种频率间隔可以这样理解
 +
 
 +
* 因为这种关系, 每个symbol传输时间内, 所有其他频率都跑完完整的n个周期, 总的干扰贡献为0. 信道之间无干扰, 不需要在子信道之间插入防止干扰的频率带.
 +
 
 +
[[文件:Ofd-cacelation.jpg|800px]]
 +
 
 +
 
 +
* 因为这种关系, 每个信道的边带的0点都重和, 并且在其他信道的中心. 这是另一种理解正交划分无干扰的方式.
 +
 
 +
[[文件:Ofdm_orthogonalspacedsubcarriers.png‎ ]]
 +
 
 +
 
 +
总之, 之所以无干扰, 数学上大概是这样的场景, 这样的调制, 就是一系列的乘法, 最后按照频率合并同类项的时候, 其他信道的信号的调制边带加起来都是0.
 +
 
 +
 
 +
*[https://www.electronics-notes.com/articles/radio/multicarrier-modulation/ofdm-orthogonal-frequency-division-multiplexing-what-is-tutorial-basics.php  OFDM basics]
 +
 
 +
====OFDM====
 +
 
 +
一个OFDM发射机的逻辑框图如下(Wikipedia)
 +
 
 +
[[文件:OFDM transmitter ideal.png]]
 +
 
 +
发送数据做了调制后(比如QAM), 被分配到到正交的子载波, 通过IFFT(频域到时域)转换出I/Q两个信号(同一个IFFT信号相差90度), 经过DAC, 与载波混频(也是相差90度的LO)得到发送信号. 这基本上就是SSB信号发射机一样的结构.
 +
 
 +
实际上混频部分也可以数字化处理, 所以最终的实现可以数字直接IFFT输出OFDM基带信号,经过上变频发射. 下图是802.11的OFDM实现逻辑:
 +
 
 +
[[文件:Ofdm_systemblockdiagram.png‎]]
 +
 
 +
[[文件:Ofdm_symbol_generation_.png‎]]
 +
 
 +
 
 +
 
 +
*[https://www.csie.ntu.edu.tw/~hsinmu/courses/_media/wn_11fall/ofdm_new.pdf  OFDM台湾大学教程]
 +
*[http://rfmw.em.keysight.com/wireless/helpfiles/89600b/webhelp/subsystems/wlan-ofdm/Content/ofdm_basicprinciplesoverview.htm  OFDM]
 +
*[http://file.scirp.org/Html/10_70106_115.htm  OFDM1]
 +
 
 +
*[https://en.wikipedia.org/wiki/Constellation_diagram OFDM Constellation]
 +
*[https://en.wikipedia.org/wiki/Orthogonal_frequency-division_multiplexing  OFDM wikipedia]
 +
 
 +
====OFDMA====
 +
 
 +
即本上是增强版本的OFDM, 不仅可以TDMA, 还可以FDMA. 这就是说任意时刻, OFDMA可以传输多个用户数据, 并且可以灵活配置用户占用的子信道, 避免干扰, 调整子信道的功率等.
 +
 
 +
[[文件:Difference-between-ofdm-and-ofdma.jpg‎]]
 +
 
 +
 
 +
相应的,发射机需要将不同用户的constellation影射到不同的OFDM正交信道.下图没有明确指出多用户数据映射关系, 我全当那些并派的多箭头代表多个用户的数据.
 +
 
 +
[[文件:OFDMA-transmitter.jpg]]
 +
 
 +
可见,最后IFFT之后同一时刻在不同子载波包含多个用户的数据.
 +
 
 +
*[http://ijettjournal.org/volume-12/number-2/IJETT-V12P214.pdf  SC-FDMA & OFDMA in LTE physical layer]
 +
 
 +
====SC-FDMA====
 +
 
 +
LTE中上下行复用技术不同, 下行是OFDMA, 上行是一个OFDMA的变种, SC-FDMA.
 +
 
 +
[[文件:LTE-downlink-uplink.jpg‎]]
 +
 
 +
SC-FDMA叫单载波频分复用. 基本上是在OFDMA发射机前吧调制数据(QAM etc)变成时域波, 在进行FFT后分配到子信道上. 而不是直接拿QAM数据进行IFFT.
 +
 
 +
[[文件:Difference-between-SC-FDMA-and-OFDMA.jpg]]
 +
 
 +
这样做的结果就是这个用户的上行子载波信道的强度不再是均匀的, 好像被constellation幅度调制了, 这样可以降低发射功耗,延长手机寿命,速度慢点儿.
 +
 
 +
[[文件:LTE-uplink-SC-FDMA_model.gif‎]]
 +
 
 +
 
 +
 
 +
*[http://www.rfwireless-world.com/Articles/difference-between-SC-FDMA-and-OFDMA.html  difference OFDM with SC-OFDM ]
 +
*[http://www.rfwireless-world.com/Articles/Difference_between_SC_and_OFDM.html  SC vs OFDM]
 +
*[http://ijettjournal.org/volume-12/number-2/IJETT-V12P214.pdf SC-FDMA & OFDMA in LTE physical layer]
 +
*[http://arch.naist.jp/~hong/Lecture/Advanced_Cutting_Edge/Lecture_3.pdf MIMO OFDMA]
 +
 
 +
== 多工访问技术==
 +
 
 +
TDM FDM
  
  
第64行： 第168行：
 
== 总结 ==
 
== 总结 ==
  
 +
[https://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11  802.11 WLAN]
  
 
[http://rfmw.em.keysight.com/wireless/helpfiles/89600b/webhelp/Subsystems/lte/content/lte_overview.htm  LET Phy]
 
[http://rfmw.em.keysight.com/wireless/helpfiles/89600b/webhelp/Subsystems/lte/content/lte_overview.htm  LET Phy]
第73行： 第178行：
 
! 2
 
! 2
 
! 3
 
! 3
 +
| 4
 +
| 5
 +
| 6
 +
| 7
 
|-
 
|-
 
| 世俗名
 
| 世俗名
第78行： 第187行：
 
| 3G
 
| 3G
 
| 4G
 
| 4G
 +
| WiMAX
 +
| WLAN
 +
| BlueThooth
 +
| Lora
 +
 +
 
|-
 
|-
 
| 系统标准
 
| 系统标准
第84行： 第199行：
 
CDMA2000
 
CDMA2000
 
| LTE
 
| LTE
 +
| X
 +
| X
 +
| X
 +
| LPWAN
 +
 
|-
 
|-
−
| 双工复用(duplex)
+
| 双工复用
 +
duplex
 
| FDM
 
| FDM
 
| FDD(WCDMA,CDMA2000)
 
| FDD(WCDMA,CDMA2000)
 
TDD(TD-CDMA)
 
TDD(TD-CDMA)
 
| FDD/TDD
 
| FDD/TDD
 +
| TDD/FDD
 +
| CSMA
 +
| CSMA
 +
| N/A
 +
 +
 
|-
 
|-
−
| 多路复用(User)
+
| 多路复用
−
| TDMA
+
Multiplex
 +
| TDMA+FDM
 
| CDMA
 
| CDMA
−
| SC-FDMA(UP)/OFDMA(Down)
+
CDMA2000: Sync Orth
 +
WCDMA: Aync PN
 +
|<!-- 4G -->
 +
SC-FDMA(UP)
 +
OFDMA(Down)
 +
| SOFDMA
 +
| CSMA/CD
 +
| FH-CDMA
 +
| CAD <!--lora-->
 +
 
 +
 
 +
 
 +
 
 
|-
 
|-
 
| 信号调制
 
| 信号调制
−
| QPSK, 8PSK, 16QAM
+
| QPSK/8PSK/16QAM
−
| Code
+
| <!---3G-->
−
| QPSK, 16QAM, or 64QAM(UP)
+
QPSK/BPSK
−
64QAM,4 bits for 16QAM(DOWN)
+
|<!-- 4G -->
 +
QPSK/16QAM/64QAM(UP)
 +
64QAM/16QAM(DOWN)
 +
|<!--Wimax-->
 +
64QAM
 +
BPSK
 +
|<!--WLan-->
 +
802.11b:CCK
 +
802.11g:BPSK/QPSK/QAM
 +
802.11n:BPSK/QPSK/QAM
 +
| DQPSK/GFSK <!--BT-->
 +
|Lora Mod
 +
 
 +
 
 
|-
 
|-
−
| 信道频域
+
<!-- tech 2g 3g 4g Wimax Wlan BT lora -->
 +
| OnAir信号
 
| bear
 
| bear
 
| DSSS
 
| DSSS
 
| OFDM
 
| OFDM
 +
|
 +
SOFDMA <!--wimax-->
 +
MMIO
 +
| 
 +
802.11b:DSSS  <!--WLan-->
 +
802.11g:OFDM
 +
802.11n:MIMO
 +
|AFH FHSS <!--BT-->
 +
| CSS
  
 
|}
 
|}

2018年9月12日 (三) 17:12的最后版本

目录

[编辑] 1 无线电爱好者视角

这绝对是在学校没有好好学习的人做的读书笔记.

[编辑] 2 博杂名词

1G 2G 2.xG 3G 4G Wifi WiMax BlueThooth LPWAN Lora

GSM UTSM/CDMA/W-CDMA LTE

CDMA/OFDM

DSSS/CSS/Hop


[编辑] 3 扩频通讯

FHSS

DSSS DSSS

CSS CSS(lora)

CSS(wikipedia)


MIMO 是令人敬畏的技术， 令人敬畏的计算。 无线电中最不好的东西， 多路径传输被用来增强信噪比，复用频谱。 刻意而为的不同的天线方向， 极化方式（相位控制），天线阵列排列方式被用于增加带宽或增加信噪比。


Channel State Information (CSI)

Understanding and Implementing MIMO RF Links

MIMO

Antenna_diversity

MIMO



[编辑] 4 调制解调技术

AM/FM/PSK ..

[编辑] 4.1 QAM

Generation-of-QAM-signal-601x220.png

[编辑] 4.2 QAM-16

16-QAM.jpg

[编辑] 5 多路复用技术



[编辑] 5.1 Orthogonal Frequency

什么是正交的频率.

其实没有独立的正交频率, 正交频率出现在和一个固定周期的信号调制不同载波(不同频率), 如果载波的频率间隔满足一定条件, 就叫做一个正交子频率划分. 这个条件就是, 频率间隔等于调制信号周期的倒数. 调制信号一般是一个symbol, 比如QAM的symbol. 最后条件就变为, 频率间隔等于信号传输周期的倒数.

这种频率间隔可以这样理解

  • 因为这种关系, 每个symbol传输时间内, 所有其他频率都跑完完整的n个周期, 总的干扰贡献为0. 信道之间无干扰, 不需要在子信道之间插入防止干扰的频率带.

Ofd-cacelation.jpg


  • 因为这种关系, 每个信道的边带的0点都重和, 并且在其他信道的中心. 这是另一种理解正交划分无干扰的方式.

Ofdm orthogonalspacedsubcarriers.png


总之, 之所以无干扰, 数学上大概是这样的场景, 这样的调制, 就是一系列的乘法, 最后按照频率合并同类项的时候, 其他信道的信号的调制边带加起来都是0.


[编辑] 5.2 OFDM

一个OFDM发射机的逻辑框图如下(Wikipedia)

OFDM transmitter ideal.png

发送数据做了调制后(比如QAM), 被分配到到正交的子载波, 通过IFFT(频域到时域)转换出I/Q两个信号(同一个IFFT信号相差90度), 经过DAC, 与载波混频(也是相差90度的LO)得到发送信号. 这基本上就是SSB信号发射机一样的结构.

实际上混频部分也可以数字化处理, 所以最终的实现可以数字直接IFFT输出OFDM基带信号,经过上变频发射. 下图是802.11的OFDM实现逻辑:

Ofdm systemblockdiagram.png

Ofdm symbol generation .png


[编辑] 5.3 OFDMA

即本上是增强版本的OFDM, 不仅可以TDMA, 还可以FDMA. 这就是说任意时刻, OFDMA可以传输多个用户数据, 并且可以灵活配置用户占用的子信道, 避免干扰, 调整子信道的功率等.

Difference-between-ofdm-and-ofdma.jpg


相应的,发射机需要将不同用户的constellation影射到不同的OFDM正交信道.下图没有明确指出多用户数据映射关系, 我全当那些并派的多箭头代表多个用户的数据.

OFDMA-transmitter.jpg

可见,最后IFFT之后同一时刻在不同子载波包含多个用户的数据.

[编辑] 5.4 SC-FDMA

LTE中上下行复用技术不同, 下行是OFDMA, 上行是一个OFDMA的变种, SC-FDMA.

LTE-downlink-uplink.jpg

SC-FDMA叫单载波频分复用. 基本上是在OFDMA发射机前吧调制数据(QAM etc)变成时域波, 在进行FFT后分配到子信道上. 而不是直接拿QAM数据进行IFFT.

Difference-between-SC-FDMA-and-OFDMA.jpg

这样做的结果就是这个用户的上行子载波信道的强度不再是均匀的, 好像被constellation幅度调制了, 这样可以降低发射功耗,延长手机寿命,速度慢点儿.

LTE-uplink-SC-FDMA model.gif


[编辑] 6 多工访问技术

TDM FDM


[编辑] 7 系统标准

LTE LTE

UMTS

GSM学习

LPWAN

[编辑] 8 总结

802.11 WLAN

LET Phy

分类标准 1 2 3 4 5 6 7
世俗名 2G 3G 4G WiMAX WLAN BlueThooth Lora


系统标准 GSM/PDC/iDEN/IS136 UMTS(W-CDMA/TD-CDMA)

CDMA2000

LTE X X X LPWAN
双工复用

duplex

FDM FDD(WCDMA,CDMA2000)

TDD(TD-CDMA)

FDD/TDD TDD/FDD CSMA CSMA N/A


多路复用

Multiplex

TDMA+FDM CDMA 
CDMA2000: Sync Orth
WCDMA: Aync PN

SC-FDMA(UP)
OFDMA(Down)
SOFDMA CSMA/CD FH-CDMA CAD



信号调制 QPSK/8PSK/16QAM

QPSK/BPSK 

QPSK/16QAM/64QAM(UP)  
64QAM/16QAM(DOWN)

64QAM
BPSK

802.11b:CCK
802.11g:BPSK/QPSK/QAM 
802.11n:BPSK/QPSK/QAM
DQPSK/GFSK Lora Mod


OnAir信号 bear DSSS OFDM 
SOFDMA 
MMIO

802.11b:DSSS  
802.11g:OFDM 
802.11n:MIMO
AFH FHSS CSS
来自“http://wiki.jackslab.org/index.php?title=%E6%9D%82%E7%83%A9%E7%A7%BB%E5%8A%A8%E9%80%9A%E8%AE%AF&oldid=9828”
个人工具
名字空间

变换
操作
导航
工具箱