杂烩移动通讯
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2018年9月12日 (三) 17:12的最后版本
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[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)
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
[编辑] 4 调制解调技术
AM/FM/PSK ..
[编辑] 4.1 QAM
[编辑] 4.2 QAM-16
[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.
- 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.
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)
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:
[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.
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.
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.
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.
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.
[编辑] 6 多工访问技术
TDM FDM
[编辑] 7 系统标准
LTE LTE
[编辑] 8 总结
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 |