基于tdd的数字无线通信系统的构建

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1、基于TDD的数字无线通信系统的构建第1章绪论1．1引言无线移动通信的历史可以追溯到19世纪80年代，在第二次世界大战期间种种军事上的需求导致了无线移动通信技术的巨大变化；二次世界大战后，移动通信技术开始转向民用；从80年代初模拟蜂窝移动通信系统出现以来，无线移动通信技术得到了迅猛发展；特别是90年代以后，无论是发展中国家还是发达国家，无线移动通信技术都以快捷速度进入千家万户。移动通信的高速发展是建立在技术发展和市场需求基础上的，1G系统出现在20世纪70年代中期，采用模拟调制技术，主要提供话音业务。AMPS(北美蜂窝系统)、NMT(北欧移动电话)和TACS(全向通信系统)是三个主要

2、的窄带模拟标准。1G无线网络技术使用户首次能够在他们所在的任何地方无线的接收和拨打电话。由于其频谱利用率低、保密性能差(第三方只需将接收机频点调整到合适的信道，便能听到双方的通话内容)、业务单一，所以逐渐被2G系统所代替。2G系统出现在20世纪80年代中期，采用数字调制技术，除提供语音业务外，还提供少量的短信业务。它提供更高的网络容量，改善了语音质量和保密性并为用户引入了无缝的国际漫游。GSM、D—AMPS、PDC和IS．95CDMA等使用2G数字无线标准，且均为窄带系统。2G技术的应用和推广，推动了移动通信系统的广泛使用，对无线通信领域以及人们的社会生活方式产生了深远的影响。20

3、世纪末，无线移动通信技术和Interact技术的发展极大的影响了人们的生活、学习和工作，两者的结合是信息产业发展的必由之路。由于制式、技术以及其它方面的原因，2(3系统在支持全球漫游、频谱利用率以及数据业务方面都有较大的不足。随着全球经济一体化和社会信息化的进程，移动通信业务和移动通信用户呈现高速增长的趋势，这使2G系统在系统容量和业务种类上饱和，为了适应对移动通信个人化、智能化、多媒体化的要求，国际电信联盟和世界上其他的电信标准实体和研究单位都早已开始‘F对3G系统的研究，提出了3G系统标准并按照此标准开发3G系统。第1章绪论如今3G系统的应用如火如荼，但目前的通信手段在一些特殊

4、环境中还不能满足用户需求，或在这些环境中还没有相应的通信设施。比如：在噪音很大的厂房内工作的工人，野外架线的电力工人，协同作战的武警战士，消防战士等等。这些人群工作当中急需一种携带方便，使用灵活的通信设备。这些用户需求有以下几个特点：1通信距离不是很远，一般在1公里以内；2抗干扰能力强，话音要求清晰；3系统用户较少，组网简单；4携带使用灵活，性价比高。传统的公众通信系统一般不能满足这些用户的需求。本文正是迎合这些用户的需求，设计了一套适合这些用户应用的无线通信系统。1．2无线数字通信系统的系统结构传递信息所需的的一切设备的总和称为通信系统。无线通信系统结构框图如1．1图所示。图1．

5、1无线通信系统结构框图Fig．1．IThearchitectureofwirelesscommunicationsystem无线通信系统一般包括以下几个部分【1】【2l：1．信息源，信息源可以分为模拟信息源和数字信息源。在数字通信系统中模拟信源还需经过AD器件变换位数字信息才能在系统中传输。在受信者一方经过DA器件将其还原为模拟信号。一般情况下，模拟信源专指语音。2．发送设备，发送设备的基本功能是将信源和传输媒介匹配起来，即将信源基于aD0的数字无线通信系统的构建产生的消息信号变换为便于传输信号的形式，送往传输媒介。包括信源编码、信道编码、加密、调制、上变频、功率放大、发射回路、发

6、射天线几个部分。信源编码是把连续信号变换为数字信号；信道编码是增加信息的冗余度，在接收端对信息进行差错控制；加密是对发送的信息的一种保密措施；调制是把信息变换成适合传输媒介传输的某种形式；上变频的作用是把调制好的信号搬移到适合发射的频点上；功率放大的作用是为了发射信号能够传输足够的距离；发射回路起到功放和发射天线耦合的作用，也就是将功放出来的频率通过发射回路耦合到发射天线上，消除发射天线的反射波；发射天线将已调高频信号发到自由空间中。3．传输媒介，传输媒介是从发送设备到接收设备之间信号传递所经过的媒介，对于有线通信来说可以是双绞线，光纤等；对于无线通信来说就是自由空间。4．接收设备

7、，接收设备的基本功能是完成发送设备的反变换，即进行解调、译码、解密等。它的任务是从带有干扰的信号中正确恢复出原始信息。接收设备一般包括接收天线、接收回路、高频放大、下变频、解调、信道解码、信源解码、解密、收信者。除了高频放大外其它环节都是与发送设备对应部分的反变换，所起到的作用也是与发送设备对应部分相反。比如：上变频是把中频信号搬移到射频上，下变频是把射频信号搬移到中频上。高频放大是把接收回路耦合的信号放大。1．3本文主要研究内容本文设计了一个11用户的TDMA无线通