1中國電信客戶服務支撐/客戶工程師崗位認證培訓教材之通信基礎知識2目錄第一章通信基礎概念第二章通信網的組成第三章通信網的基礎技術第四章基礎數據網第五章移動通信網31.1通信基礎概念

1、什么是通信？通信就是利用通信網進行信息的傳輸與交換。2、什么是信息？信息就是音訊或消息。數據是信息的載體和表現形式。如011001.信號是數據在傳輸過程的具體物理表示形式。如光信號、電信號、無線電磁波等。傳輸介質是通信中傳送信息的通道，又稱為信道，包括有線和無線信道。三級認證樣題3、模擬通信與數字通信模擬通信在時間特性上幅度（信號強度）的取值是連續的，1G是模擬移動通信系統。數字通信在時間特性上幅度的取值是有限的離散值，2G、3G、4G都是數字移動通信系統。數字信號比模擬信號可靠性高，數字信號比較容易存儲、處理和傳輸。1.1通信基礎概念四級認證樣題4、數據通信的技術指標信道帶寬夠傳送電磁波的有效頻率范圍。如CDMA20001X的帶寬是1.25MHZ數據傳輸速率稱為比特率，是指信道每秒鐘所能傳輸的二進制比特數，記為bps，常見的單位有Kbps、Mpbs、Gbps等，數據傳輸速率的高低，由每位數據所占的時間決定，一位數據所占用的時間寬度越小，則傳輸速率越高。如CDMA2000的數據速率是307.2Kbps（1.25MHZ）

信道容量信道傳輸數據的速率的上限，稱為信道容量，一般表示單位時間內最多可傳輸的二進制數據的位數。

C=Wlog2(1+S/N)

1.1通信基礎概念波特率：是傳輸的信號值每秒鐘變化的次數，如果被傳輸的信號周期為T，則波特率Rb=1/T。Rb稱為波形速率或調制速率。信道延遲：信道延遲=計算機的發送和接收處理時間+傳輸介質的延遲時間+發送設備和接收設備的響應時間+通信設備的轉發和等待時間

誤碼率：是指接收的錯誤碼元數占傳送總碼元數的比例，即碼元在傳輸系統中被傳錯的概率。誤碼率越低，通信系統的可靠性越高，通信質量越好。

Pc=Ne/N

1.1通信基礎概念五級認證樣題5．數據的傳輸串行通信是指在傳輸數據時，數據是一位一位地在通信上傳輸的。USB指串行總線。網卡負責串行數據和并行數據的轉換工作。并行通信是指要傳輸的數據中多個數據位同時在兩個設備中傳輸，發送設備將這些數據位通過對應的數據線傳送給接收設備，還可附加一位校驗位。接收設備可同時接收到這些數據，而且無需變換就可以直接使用。并行通信特點是傳輸速度快，處理簡單。1.1通信基礎概念6．通信線路的連接方式點對點連接方式指在發送端和接收端之間采用一條線路連接，使用的線路可以是專用線路、租用線路或交換線路。多點連接方式指各個站點通過一條公共的通信線路或集線器連接起來。1.1通信基礎概念7、信道的通信方式單工通信在單工通信方式中，信號只能向一個方向傳輸，任何時候都不能改變信號的傳輸方向。如廣播半雙工通信信號可以雙向傳送，但必須交替進行，在任一時刻只能向一個方向傳送。如對講機全雙工通信信號可以雙向傳送數據，通信效率高，適合于計算機與計算機之間的通信。如固定電話、手機。1.1通信基礎概念8．信號的傳輸方式基帶傳輸在數據通信信道上直接傳輸數據基帶信號的通信方式稱為基帶傳輸。技術簡單，無需調制，不適合遠距離傳輸。頻帶傳輸是在通信中把數字信息調制成模擬音頻信號后再發送和傳輸，到達接收端時再把音頻信號解調成原來的數字信號的傳輸技術。需調制、解調器。寬帶傳輸是指比音頻（300-3400Hz）更寬的頻帶，包括大部分電磁波頻譜，利用寬帶進行的數據傳輸稱為寬帶傳輸。寬帶傳輸可容納全部的廣播信號，可以把聲音、圖像及數據等信息綜合到一個物理信道進行高速數據傳輸，采用頻分多路復用的形式進行數據傳輸。寬帶傳輸優點是傳輸距離遠，可達幾十千米，技術復雜，傳輸系統的成本相對較高。1.1通信基礎概念三、四級認證樣題9．數據傳輸的同步技術異步傳輸：每傳送一個字符，都要在字符前加1個起始位，表示字符的開始，在字符代碼和檢驗碼后面加1或2個停止位，表示字符的結束。接收方根據起始位或停止位判斷一個字符開始或結束，從而起到通信雙方的同步作用。

傳輸效率低，對傳輸設備要求低同步傳輸：是數據塊為單位進行傳輸，在數據塊之前先發送一個或多個同步字符SYN，用于接收方進行同步檢測，從而使通信雙方進行同步狀態。在同步字符之后，可以連續發送任意多個字符或數據塊，發送完畢，再使用同步字符來標識整個發送過程結束。傳輸效率高，對傳輸設備要求高1.1通信基礎概念①信息源：把各種可能消息轉換成原始電信號；

②發送設備：為了使原始電信號適合在信道中傳輸，對原始電信號變換成與傳輸信道相匹配的傳輸信號③信道：信號傳輸的通道；④接收設備：從接收信號中恢復出原始電信號；⑤收信者：將復原的原始電信號轉換成相應的消息；

1.2通信系統模型基帶信號:

由消息轉化而來的原始模擬信號，一般含有直流和低頻成分，不宜直接傳輸；

已調信號:

由基帶信號轉化來的、頻域特性適合信道傳輸的信號。又稱頻帶信號;1.2通信系統模型①信源編/譯碼器:實現模擬信號與數字信號之間的轉換；②加/解密器:實現數字信號的保密傳輸；③信道編/譯碼器:實現差錯控制功能，用以對抗由于信道條件造成的誤碼；

④調制/解調器:實現數字信號的傳輸與復。1.2通信系統模型①

按消息分：電報系統、電話系統、數據系統、圖像系統。②

按調制方式分：基帶傳輸、頻帶傳輸（調幅、調頻、調相、脈幅、脈寬、脈位）。③

媒質上的信號分：模擬系統、數字系統。

④

傳輸媒質（信道）分：有線系統（架空明線、對稱電纜、同軸電纜、光纖、波導）、無線系統（長波、中波、短波、微波、衛星）。

⑤

按復用方式分：頻分復用、時分復用、碼分復用。⑥

按消息傳送的方向和時間分：單工、半雙工、全雙工。⑦

按數字信號的排列順序分：串序、并序。⑧

按連接形式分：專線直通（點對點）、交換網絡（多點對多點）。1.3通信系統分類任何行業的發展都必須遵循一定的標準、規章、制度等，通信行業也不例外，無論是業務的運營還是技術的研發，包括整個企業的運作，都要受到這些“條條框框”的限制。1.4通信法規與通信標準1.4通信法規與通信標準（√）移動通信標準-來源于維基百科四級認證樣題23目錄第一章通信基礎概念第二章通信網的組成第三章通信網的基礎技術第四章基礎數據網第五章移動通信網通信系統是一種使用交換設備，傳輸設備，將地理上分散用戶終端設備互連起來實現通信和信息交換的系統。2.1通信網（電信網）的概念電信網=用戶終端+交換設備+傳輸設備交換設備間的傳輸設備稱為中繼線路（簡稱中繼線），用戶終端設備至交換設備的傳輸設備稱為用戶路線（簡稱用戶線）。

①用戶終端：包括電話機、傳真機、手機等；②交換設備：包括各類交換機和交叉連接設備；③傳輸設備：包括用戶線路、中繼線路和信號轉換設備，如：雙絞線、電纜、光纜、無線基站收發設備、光電轉換器、衛星、微波收發設備等。

2.1通信網（電信網）的概念四級認證樣題電信網包括核心網、接入網(AN)和用戶駐地網(CPN)三大部分。2.2通信網（電信網）的網絡結構（1）電信網=核心網+接入網+用戶駐地網一個完整的電信網絡除了傳遞業務的業務網外，還需要有保障業務網正常運行的支撐網。支撐網絡主要包括數字同步網、信令網、電信管理網三種類型。①

數字同步網：保證網絡中的各節點同步工作；②信令網：可以看作是通信網的神經系統，利用各種信令完成保證通信網絡正常運做所需的控制功能；③

電信管理網：完成電信網和電信業務的性能管理、配置管理、故障管理、計費管理、安全管理。

2.2通信網（電信網）的網絡結構（2）電信網=業務網+支撐網（同步網、信令網、電信管理網）按照信源的內容可以分為：電話網、數據網、電視節目網和綜合業務數字網（ISDN）等。其中，數據網又包括電報網、電傳網、計算機網等；

按通信網絡所覆蓋的地域范圍可以分為：局域網、城域網、廣域網等；按通信網絡所使用的傳輸信道可以分為：有線（包括光纖）網、短波網、微波網、衛星網等。2.3通信網的分類（√）A\C\E五級認證樣題四級認證樣題2.3通信網的拓撲結構（√）拓撲結構形狀特點星形1、星形結構由一個功能較強的轉接中心S以及一些各自連到中心的從節點組成；N

個節點的星形網共需（N一1）2、網絡的可靠性差，一旦中心轉接節點發生故障或轉接能力不足時，全網的通信都會受到影響

環形1、網中所有節點首尾相連，組成一個環。2、結構簡單，容易實現，雙向自愈環結構可以對網絡進行自動保護；3、節點數較多時轉接時延無法控制，并且環形結構不好擴容。樹型

它是總線型結構的擴展，它是在總線網上加上分支形成的，其傳輸介質可有多條分支，但不形成閉合回路，總線型1、網中的所有節點都連至一個公共的總線上，任何時候只允許一個用戶占用總線發送或接送數據。2、需要的傳輸鏈路少，節點間通信無需轉接節點，控制方式簡單，增減節點也很方便；3、網絡服務性能的穩定性差，節點數目不宜過多，網絡覆蓋范圍也較小網狀1、線路冗余度大，網絡可靠性高，任意兩點間可直接通信；2、線路利用率低(N

值較大時傳輸鏈路數將很大)，網絡成本高，另外網絡的擴容也不方便，每增加一個節點，就需增加N條線路。3、N個節點的完全互連網需要有1/2·N·（N

一1）條傳輸鏈路四級認證樣題B四級認證樣題36目錄第一章通信基礎概念第二章通信網的組成第三章通信網的基礎技術第四章基礎數據網第五章移動通信網信源編碼定義：對輸入信息進行編碼，優化信息和壓縮信息并且打成符合標準的數據包。信源編碼的作用：①設法減少碼元數目和降低碼元速率，即通常所說的數據壓縮；②將信源的模擬信號轉化成數字信號，以實現模擬信號的數字化傳輸。一般情況下，信源編碼可分為離散信源編碼、連續信源編碼和相關信源編碼。離散信源編碼可做到無失真編碼；而連續信源編碼則只能做到限失真編碼3.1信源編碼3.1信源編碼信源編碼模型PSTN系統的語音編碼標準：G.711G.711（PCM方式：PCM＝脈碼調制：PulseCodeModulation，包括采樣、量化、編碼三步驟，用A律壓縮）采樣率：8kH

比特率：64kbps

理論延遲：0.125msec

品質：MOS值4.10

3.1信源編碼（√）四級認證樣題五級認證樣題五級認證樣題IS-95系統的語音編碼標準：QCELPQCELP:Qualcommcode-excitedlinearpredictivecodling,高通碼激勵線性預測QCELP是美國Qualcomm通信公司的專利語音編碼算法，是北美第二代數字移動電話的語音編碼標準（IS-95）。QCELP算法被認為是到目前為止效率最高的一種算法。該算法可依靠門限值來調整速率，門限值隨著背景噪聲的變化而變化，這樣自適應的算法就抑制了背景噪聲，使得在噪聲比較大的環境中，也能得到良好的話音質量，其話音質量可以與有線電話媲美。3.1信源編碼實際通信系統中經常要在異地之間同時傳送多路信號，一般采用:近距離多路信號傳輸：采用多路低速傳輸介質分別傳輸多路信號遠距離多路信號傳輸：采用一條高速傳輸介質傳輸多路信號3.2信道復用多路復用技術信道復用定義：將一些彼此無關的低速信號按照一定的方法和規則合成一路復用信號，并在一條公用（高速）信道上進行數據傳輸，到達接收端再進行分離的一種技術。即在傳輸時多個信息源共享一個公共信道3.2信道復用多路信號一路復用信號一路接收信號多路信號合成分解SourceDestination信道復用分類按照頻率的差別來分割信號的多路復用稱為頻分多路復用(Frequency-DivisionMultiplex,FDM)按照時間上的差別來分割信號的多路復用稱為時分多路復用(TimeDivisionMultiplex,TDM）同步時分多路復用（同步）統計時分多路復用（異步）根據碼字的不同來實現信號分割的多路復用稱為碼分多路復用或碼分多址(CodeDivisionMultiplexAddress,CDMA3.2信道復用信道復用——FDM圖中，有4個信號源輸入到一個多路復用器上，復用器用不同的頻率（f1，f2，f3，f4）調制每一個信號。每個調制后的信號都需要一個以它的載波頻率為中心的帶寬，稱之為通道（信道）。為了防止信號間的相互干擾，在每一條通道間使用保護頻帶進行隔離。保護頻帶是一些無用的頻譜區3.2信道復用信道復用——FDM3.2信道復用

FDM在電話系統的應用：三個話音信號多路復用頻譜圖

信道復用——FDM（OFDM，OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）是一種基于FDM的多載波傳輸技術，N個子載波把整個信道分割成N個子信道，N個子信道并行傳輸信息，在頻域上沒有保護間隔且相互正交的，各子載波在時域上是正交的。3.2信道復用3.2信道復用信道復用——TDM時分復用就是將提供給整個信道傳輸信息的時間劃分成若干時間片（簡稱時隙），并將這些時隙分配給每一個信號源使用，每一路信號在自己的時隙內獨占信道進行數據傳輸。時分復用又分為同步時分復用和異步時分復用。信道復用——TDM（同步時分）3.2信道復用時分多路復用器S4S3S2S11234123412344路輸入信號每幀含有4個時間片幀n幀2幀1分配給某一設備的時間片在一幀中的位置是固定的信道復用——TDM（同步時分）標準用數字信號傳輸語音和數據的時分復用標準北美和日本的技術：T1線路（24）ITU-T推薦的TDM標準，歐洲、中國、南美：E1線路（30）3.2信道復用幀格式最大傳輸速率=位數/幀*采樣頻率fs

=（1+8*24）*8000 =1.544(Mbps)分幀位控制位7654321*24（對應24路話音）數據位信道復用——TDM（同步時分）傳輸標準T13.2信道復用幀格式最大傳輸速率=位數/幀*采樣頻率fs

=（8*2+8*30）*8000 =2.048(Mbps)8位同步Total=30（對應30路話音）8位信令8位數據8位數據信道復用——TDM（同步時分）傳輸標準E13.2信道復用信道復用——TDM（異步時分）為了提高時隙的利用率，可以采用動態分配、按需分配時隙的技術，以避免每幀中出現空閑時隙的現象，即每一個時間片都可被任何一路信號使用。以這種動態分配時隙方式工作的技術稱為統計時分多路復用(STDM)或稱異步TDM（ATDM）或智能TDM（ITDM）AsynchronousTDMIntelligentTDM

STDM幀長度可以是固定的也可以是不固定的；時間片位置也可以是不固定的；因此每個時隙應帶有地址信息，指明該數據屬于哪一路設備，因此STDM的每個時隙存在額外開銷。3.2信道復用實例:幀長度固定的STDM時分多路復用器S5S4S3S2AACACACAS1AAAAACCC情況1：兩條輸入線路發送數據3.2信道復用信道復用——TDM（異步時分）DBCABACS4S3S2S1時分多路復用器AABBCCDABBCACDBABDCAC同步TDM幀長度不固定STDM幀長度固定的STDM不同TDM比較3.2信道復用3.2信道復用信道復用——碼分復用（CDM）碼分復用（CDM）是靠不同的編碼來區分各路原始信號的一種復用方式，主要和各種多址技術（CDMA，CodeDivisionMultipleAccess）結合產生了各種接入技術，包括無線和有線接入。例如在多址蜂窩系統中是以信道來區分通信對象的，一個信道只容納1個用戶進行通話，許多同時通話的用戶，互相以信道來區分，這就是多址。

信道復用——碼分復用（CDM）CDMA的特點是所有子信道在同一時間可以使用整個信道進行數據傳輸，它在信道與時間資源上均為共享，因此，信道的效率高，系統的容量大。由于各用戶使用經過特殊挑選的不同碼型，因此不會造成干擾；碼分復用最初是用于軍事通信，有很強的抗干擾能力；3.2信道復用信道復用——碼分復用（CDM）在CDMA中，每一個比特時間再劃分為m個短的間隔，稱為碼片；我們設m為8(通常是64/128)使用CDMA的每一個站被指派一個唯一的mbit碼片序列。一個站如果耍發送比特1，則發送它自己的每mbit碼片序列。如果要發送比特0，則發送該碼片序列的二進制反碼。3.2信道復用信道復用——碼分復用（CDM）例如：指派給S站的8bit碼片序列是00011011。當S發送比特1時，它就發送序列00011O11而當S發送比特0時。就發送11100100將碼片中的0寫為-1，將1寫為+1S站的碼片序列是(-1-1-1+l+l-1+l+l)。3.2信道復用信道復用——碼分復用（CDM）假定S站耍發送信息的數據率為bb/s。由于每一個比特要變成m個比特的碼片因此S站實際上發送的數據率提高到mbb/s同時S站所占用的頻帶寬度也提高到原來數值的m倍。系統給每一個站分配的碼片序列不僅必須各不相同，并且還必須互相正交。3.2信道復用3.2信道復用多址技術對比FDMTDMCDM小結多路復用技術的基本概念FDM，同時（t），不同頻（率）（f）TDM，同頻（率）（f），不同時（t）CDMA，同時（t），同頻（率）（f）3.2信道復用三級認證試題信道復用——波分復用（WDM）WDM－－WavelengthDivisionMultiplexing在一根光纖中同時傳輸多波長光信號的技術不同信道的信號采用不同的波長（頻率）的光載波，多路光信號通過光學復用后在同一條光纖中傳輸，在接收端同樣需要采用光學的方法解復用而獲得每一信道的信號。通常有3種復用方式，即1310nm和1550nm波長的波分復用、稀疏波分復用CWDM、密集波分復用DWDM稀疏波分復用（CWDM）：波長間隔大，一般為20nm

密集波分復用（DWDM）：波長間隔小，小于等于0.8nm3.2信道復用光波分復用系統基本原理波分復用器波分解復用器光纖信道復用——波分復用（WDM）3.2信道復用

在某些有線信道中，特別是傳輸距離不太遠的情況下，可以采用基帶傳輸。當在長距離傳輸的有線信道，特別是無線信道中，為了抵抗信號的衰落，提高抗干擾能力，大多采用頻帶傳輸，頻帶傳輸的關鍵是調制解調技術.3.3調制技術數字基帶信號，是信源發出的、未經調制或頻譜變換、直接在有效頻帶與信號頻譜相對應的信道上傳輸的數字信號，是消息代碼的電波形，是用不同的電平或脈沖來表示相應的消息代碼。數字基帶信號的類型很多，常見的有矩形脈沖，三角波、高斯脈沖和升余弦脈沖等。最常用的是矩形脈沖，因為矩形脈沖易于形成和變換。

3.3調制技術3.3調制技術調制技術模擬調制(連續調制)數字調制線性調制(幅度調制)非線性調制(角度調制)DSB：抑止載波雙邊帶調幅AM：常規雙邊帶調幅SSB：單邊帶調制VSB：殘留邊帶調制FM：頻率調制PM：相位調制PCM：脈沖編碼調制數字載波調制(鍵控系統)2ASK、2PSK等多進制鍵控系統改進型數字調制3.3調制技術（√）四級認證四級認證調制的基本概念如果在某一時間間隔內，對于一切時間值，除若干不連續點外，該函數都能給出確定的函數值，此信號稱為連續信號。和連續信號相對應的是離散信號。代表離散信號的時間函數只在某些不連續的時間值上給定函數值。一般而言，模擬信號是連續的（時間和幅值都是連續的），數字信號是離散的。模擬調制：調制信號和載波都是連續的。數字調制：調制信號是離散的，載波是連續的。3.3調制技術f(t)0t0tf(t)f0f1f23.3調制技術01234-1tf(tk)(3)(2)(4.5)(1.5)(6)(-1)連續信號離散信號模擬調制非線性調制

已調信號的頻譜將產生頻譜的非線性變換，會有新的頻率分量產生。線性調制

已調信號的頻譜是調制信號的水平搬移及線性變換。3.3調制技術模擬調制AM

用調制信號控制載波的振幅，使載波的振幅隨著調制信號變化。已調波稱為調幅波。調幅波的頻率仍是載波頻率，調幅波包絡的形狀反映調制信號的波形。調幅系統實現簡單，但抗干擾性差，傳輸時信號容易失真。FM用調制信號控制載波的振蕩頻率，使載波的頻率隨著調制信號變化。已調波稱為調頻波。調頻波的振幅保持不變，調頻波的瞬時頻率偏離載波頻率的量與調制信號的瞬時值成比例。調頻系統實現稍復雜，抗干擾性能好，傳輸時信號失真小，設備利用率也較高。PM用調制信號控制載波的相位，使載波的相位隨著調制信號變化。已調波稱為調相波。調相波的振幅保持不變，調相波的瞬時相角偏離載波相角的量與調制信號的瞬時值成比例。3.3調制技術3.3調制技術調制信號載波已調信號AMFM數字調制ASK：幅移鍵控調制，把二進制符號0和1分別用不同的幅度來表示。FSK：頻移鍵控調制，即用不同的頻率來表示不同的符號。如2KHz表示0，3KHz表示1。PSK：相移鍵控調制，通過二進制符號0和1來判斷信號前后相位。如1時用π相位，0時用0相位。GFSK：高斯頻移鍵控，在調制之前通過一個高斯低通濾波器來限制信號的頻譜寬度。GMSK：高斯濾波最小頻移鍵控，GSM系統所用調制技術。QAM：正交幅度調制。DPSK：差分相移鍵控調制。3.3調制技術數字調制3.3調制技術信號源信源編碼信道編碼載波調制載波解調信源解碼顯示裝置信道解碼數字聲音附加數據傳輸通道加性噪聲干擾、多徑數字聲音附加數據信道3.4信道編碼錯誤的出現是隨機的，一般而言錯誤出現的位置是隨機分布的，即各個碼元是否發生錯誤是互相獨立的，通常不是成片地出現錯誤。這種情況一般是由信道的加性隨機噪聲引起的。因此，一般將具有此特性的信道稱為隨機信道。

(1)隨機信道3.4信道編碼錯誤的的出現是一連串出現的。通常在一個突發錯誤持續時間內，開頭和末尾的碼元總是錯的，中間的某些碼元可能錯也可能對，但錯誤的碼元相對較多。這種情況如移動通信中信號在某一段時間內發生衰落，造成一串差錯；汽車發動時電火花干擾造成的錯誤；光盤上的一條劃痕等等。這樣的信道我們稱之為突發信道。

(2)突發信道

實際的傳輸通道通常不是單純的隨機信道或突發信道，而是二者兼有，或者以某個信道屬性為主。(3)混合信道3.4信道編碼

ARQ方式是：發送端發出能夠發現錯誤的碼(檢錯碼)，接收端譯碼器收到后，判斷在傳輸中有無錯誤產生，并通過反饋信道把檢測結果告訴發送端。發送端把接收端認為有錯的消息再次傳送，直到接收端認為正確接收為止。應用ARQ方式必須有一條從收端至發端的反饋信道。(1)反饋重發(ARQ，自動重發請求)方式差錯控制編碼方式3.4信道編碼

FEC方式是發送端發送有糾錯能力的碼（糾錯碼），接收端收到這些碼后，通過糾錯譯碼器自動地糾正傳輸中的錯誤。

優點是不需要反饋信道；能進行一個用戶對多個用戶的同時通信，特別適合于移動通信；譯碼實時性較好，控制電路也比較簡單。

缺點是譯碼設備較復雜；編碼效率較低。(2)前向糾錯(FEC)方式差錯控制編碼方式3.4信道編碼

HEC方式是上述兩種方式的結合。發端發送的碼既能檢錯、又有一定的糾錯能力。收端譯碼時若發現錯誤個數在碼的糾錯能力以內，則自動進行糾錯；若錯誤個數超過了碼的糾錯能力，但能檢測出來，則通過反饋信道告知發方重發。這種方式在一定程度上避免了FEC方式譯碼設備復雜和ARQ方式信息連貫性差的缺點。(3)混合糾錯(HEC)方式差錯控制編碼方式3.4信道編碼3.4信道編碼ARQFECHEC糾錯碼隨機誤碼糾錯碼突發誤碼糾錯碼分組碼卷積碼分組碼交織碼線性碼非線性碼系統卷積碼非系統卷積碼比特交織碼字節交織碼循環碼非循環碼BCH碼RS碼奇偶校驗碼漢明碼糾錯碼分類3.4信道編碼卷積碼若以（n,k,m）來描述卷積碼，其中k為每次輸入到卷積編碼器的bit數，n為每個k元組碼字對應的卷積碼輸出n元組碼字，m為編碼存儲度，也就是卷積編碼器的k元組的級數，稱m+1=K為編碼約束度m稱為約束長度。卷積碼將k元組輸入碼元編成n元組輸出碼元，但k和n通常很小，特別適合以串行形式進

卷積碼的編碼器行傳輸，時延小。

Turbo碼在第三代移動通信系統(IMT-2000）中己經將Turbo碼作為其傳輸高速數據的信道編碼標準。3.4信道編碼91目錄第一章通信基礎概念第二章通信網的組成第三章通信網的基礎技術第四章基礎數據網第五章移動通信網

為了使通信網中任何兩個用戶之間都能交換信息，可借助交換網絡實現。

隨著電信業務從以話音為主向以數據為主轉移，交換技術也相應地從傳統的電路交換技術逐步轉向給予分株的數據交換和寬帶交換，以及適應下一代網絡基于IP的業務綜合特點的軟交換方向發展。DBCAFEG4.1交換技術主要的交換方式1電路交換電路交換的特點是：①在通信開始時要首先建立連接；②

一個連接在通信期間始終占用該電路

③

交換機對傳輸的信息不作處理

④

一旦連接建立以后，信息在系統中的傳輸時延基本上是一個恒定值。

4.1交換技術2分組交換

分組交換（PacketSwitching）是數據通信的一種交換方式。它利用存儲—轉發的方式進行交換。

（1）虛電路方式所謂虛電路是指兩個用戶在進行通信之前要通過網絡建立邏輯上的連接。

（2）數據報方式數據報方式是獨立地傳送每一個數據分組。

4.1交換技術3ATM交換

ATM（AsynchronousTransferMode）即異步傳送模式，又叫異步轉移模式。它是寬帶ISDN中的一種基本交換方式。4IP交換IP交換（IPSwitch）是Ipsilon公司開發的一種高效的IPoverATM技術。它只對數據流的第一個數據包進行路由地址處理，按路由轉發，隨后按已計算的路由在ATM網上建立虛電路VC。以后的數據包沿著VC以直通（Cut-Through）方式進行傳輸，不再經過路由器，從而將數據包的轉發速度提高到第2層交換機的速度。

4.1交換技術三級認證試題ATM技術4、2基礎數據網4、2基礎數據網三級認證試題

RAN是無線接入網（RadioAccessNetwork）的簡稱，目的是為無線基站和核心網之間提供穩定高效的承載和回傳網絡。在2G和3G時代，RAN網絡主要承擔BTS（基站）和BSC（基站控制器）之間的承載，通常采用MSTP等傳輸技術組網，實現全程業務冗余、快速故障切換、保證較好QOS和傳輸質量。RAN的技術演進在貼近IP化的目標下形成了偏傳輸的PTN路線和偏IP的MPLSVPN路線（俗稱IPRAN）。中國電信選擇了IP化的MPLSVPN路線，主要承載CDMA的1x和DO業務，以及未來的LTE業務，同時承載基站動環監控和安防等附屬業務。

4.3IPRAN五級認證樣題四級認證樣題四級認證樣題三級認證樣題五級認證樣題106目錄第一章通信基礎概念第二章通信網的組成第三章通信網的基礎技術第四章基礎數據網第五章移動通信網107傳播特性直接關系到通信設備的能力、天線高度的確定、通信距離的計算、以及為實現優質可靠的通信所必須采用的技術措施等一系列系統設計問題。移動通信系統的無線信道環境比固定無線通信的信道環境更復雜，必須根據移動通信的特點按照不同的傳播環境和地理特征進行分析和仿真。5.1無線傳播概述108１．１無線電波什么叫無線電波？無線電波是一種能量傳輸形式，在傳播過程中，電場和磁場在空間是相互垂直的，同時這兩者又都垂直于傳播方向。無線電波什么叫無線電波？無線電波是一種能量傳輸形式,在傳播過程中，電場和磁場在空間是相互垂直的，同時這兩者又都垂直于傳播方向。5.1無線傳播概述109

無線電波頻率劃分不同頻段內的頻率具有不同的傳輸特性5.1無線傳播概述110無線電波的傳播特點5.1無線傳播概述111無線電波的傳播示意圖5.1無線傳播概述112無線電波的波長公式5.1無線傳播概述113無線電波的傳播速率、頻率無線電波是電磁波，在真空中的傳播速度是每秒30萬千米。無線電波的波長波長＝無線電波的速率/無線電波的頻率。

800M電波的波長：約37.5CM1900M電波的波長：約15.8CM5.1無線傳播概述114

無線電波傳播途徑5.1無線傳播概述115表面波傳播

電波是緊靠著地面傳播的，地面的性質，地貌，地物等的情況都會影響電波的傳播。一方面使電波發生變化和引起電波的吸收。另一方面由于地球表面是球型，使沿它傳播的電波發生繞射。外層空間傳播

電磁波由地面發出，經低空大氣層和電離層而到達外層空間的傳播，如衛星傳播、宇宙探測等均屬于這種遠距離傳播。宇宙空間近似于真空狀態，傳輸特性比較穩定。電波的各種傳播方式5.1無線傳播概述116天波傳播

籍此電離層的反射作用，電波在地面與電離層之間來回反射傳播至較遠的地方。我們把經過電離層反射到地面的電波叫作天波。散射傳播

當天線輻射出去的電波，投射到那些不均勻體的時候，類似于光的散射和反射現象，電波發生散射或反射，一部分能量傳播到接收點，這種傳播稱為散射傳播。

電波的各種傳播方式5.1無線傳播概述117空間波傳播—移動通信

電磁波直接從發射天線傳播到接收天線，另外還可以經地面反射而到達接收天線。所以接收天線處的場強是直接波和反射波的合成場強，直接波不受地面影響，地面反射波要經過地面的反射，因此要受到反射點地質地形的影響。

空間波在大氣的底層傳播，傳播的距離受到地球曲率和低空大氣層的影響。收，發天線之間的最大距離被限制在視線范圍內，要擴大通信距離，就必須增加天線高度。一般地說，視線距離可以達到50km左右。電波的各種傳播方式5.1無線傳播概述118移動通信電波的三種基本傳播方式在移動通信中，影響傳播的三種最基本的機制為反射、繞射和散射。（接收功率或它的反面，路徑損耗）是基于反射、散射和繞射的大尺度傳播模型預測的最重要的參數。這三種傳播機制也描述了小尺度衰弱和多徑傳播。5.1無線傳播概述119移動通信電波的三種基本傳播方式－反射當電磁波遇到比波長大得多的物體時發生反射，反射發生于地球表面、建筑物和墻壁表面。反射波和傳輸波的電場強度取決于費涅爾Fresnel）反射系數G。反射系數為材料的函數，并與極性、入射角和頻率有關。5.1無線傳播概述五級認證試題121移動通信電波的三種基本傳播方式－繞射當接收機和發射機之間的無線路徑被尖利的邊緣阻擋時發生繞射。由阻擋表面產生的二次波散布于空間，甚至于阻擋體的背面。當接收機和發射機之間不存在視距路徑，圍繞阻擋體也產生波彎曲。在高頻波段，繞射與反射一樣，依賴于物體的形狀，以及繞射點入射波振幅、相位和極化的情況。5.1無線傳播概述122移動通信電波的三種基本傳播方式－散射當電磁波穿行的介質中存在小于或等于波長的物體并且單位體積內阻擋體的個數非常巨大時，發生散射。散射波產生于粗糙表面、小物體或其它不規則物體。在實際通信系統中，樹葉、街道標志和燈柱都會引發散射。5.1無線傳播概述123模擬有線信道中典型的信噪比約為46dB。通過選擇合適的材料與精心加工，可以確保有一個相對穩定的電氣環境。信噪比的波動通常不超過l一2dB。陸地移動系統中，移動臺處于城市建筑群之中或處于地形復雜的區域，其天線將接收從多條路徑傳來的信號，再加移動臺本身的運動，使得移動臺和基站之間的無線信道多變且難以控制。衰落是經常發生的，衰落深度可達30dB。無線信道包括了電波的多徑傳播，時延擴展，衰落特性以及多普勒效應5.2移動信道的復雜性124

移動通信中的多徑傳播特性移動信道環境5.2移動信道的復雜性125

移動通信中的多徑傳播特性陸地移動信道的主要特征是多徑傳播。傳播過程中會遇到各種建筑物、樹木、植被以及起伏的地形，會引起電波的反射，如上圖所示。這樣，到達移動臺天線的信號不是單一路徑來的，而是許多路徑來的眾多反射波的合成。由于電波通過各個路徑的距離不同，因而各條反射波到達時間不同，相位也就不同。不同相位的多個信號在接收端疊加，有時同相疊加而增強，有時反相疊加而減弱。這樣，接收信號的幅度將急劇變化，即產生了衰落。這種衰落是由于多徑現象所引起的，稱為多徑衰落。5.2移動信道的復雜性126

移動通信中的多徑傳播特性通常在移動通信系統中，基站用固定的高天線，移動臺用接近地面的低天線。例如，基站天線通常高30m，最高可達90m；移動臺天線通常高2m～3m。移動臺周圍的區域稱為近端區域，該區域內的物體造成的反射是造成多徑效應的主要原因。離移動臺較遠的區域稱為遠端區域，在遠端區域，只有高層建筑、較高的山峰等的反射才能對該移動臺構成多徑，而且這些路徑要比近端區域中建筑物所引起的多徑的長度要長。5.2移動信道的復雜性127由于電波通過各個路徑的距離不同，因而各個路徑來的反射波到達時間不同，相位也就不同。不同相位的多個信號在接收端迭加，有時迭加而加強（方向相同），有時迭加而減弱（方向相反）。這樣，接收信號的幅度將急劇變化，即產生了快衰落。在城市環境中，一輛快速行駛車輛上的移動臺的接收信號在一秒鐘之內的顯著衰落可達數十次。多徑傳播使接收端的信號近似于一種叫做Rayleigh分布的數學分布，故多徑快衰落又稱為Rayleigh衰落。多徑衰弱，可以從時間和空間兩個方面來描述和測試。多徑衰弱是產生小尺寸衰弱的重要原因。多徑衰落5.2移動信道的復雜性128

移動通信中的陰影效應當電波在傳播路徑上遇到起伏地形、建筑物、植被（高大的樹林）等障礙物的阻擋時，會產生電磁場的陰影。移動臺在運動中通過不同障礙物的陰影時，就構成接收天線處場強中值的變化，從而引起衰落，稱為陰影衰落。由于這種衰落的變化速率較慢，又稱為慢衰落。慢衰落是以較大的空間尺度來度量的衰落。5.2移動信道的復雜性129

移動通信中的陰影效應慢衰落速率主要決定于傳播環境，即移動臺周圍地形，包括山丘起伏，建筑物的分布與高度，街道走向，基站天線的位置與高度，移動臺行進速度等，而與頻率無關。慢衰落的深度，即接收信號局部中值電平變化的幅度取決于信號頻率與障礙物狀況。頻率較高的信號比頻率較低的信號容易穿透建筑物，而頻率較低的信號比頻率較高的信號更具有較強的繞射能力。慢衰落的特性是與環境特征密切相關的，可用電場實測的方法找出其統計規律。5.2移動信道的復雜性130接收信號除瞬時值出現快衰落之外，場強平均值也會出現緩慢變化。這種由陰影效應和氣象原因引起的信號變化稱為慢衰落。慢衰落接收信號近似服從一種叫做對數正態分布的數學分布，變化幅度取決于障礙物狀況、工作頻率、障礙物和移動臺移動速度等?？焖ヂ浜吐ヂ涫怯上嗷オ毩⒌脑虍a生，隨著移動臺的移動，這二者構成移動通信接收信號不穩定的因素。

慢衰落5.2移動信道的復雜性三級認證試題132 由于電波通過各個路徑的距離不同，因而各個路徑來的反射波到達時間不同，也就是各信號的時延不同。當發送端發送一個極窄的脈沖信號時，移動臺接收的信號由許多不同時延的脈沖組成，我們稱為時延擴展。時延擴展5.2移動信道的復雜性133

在移動通信中，當移動臺移向基站時，頻率變高，遠離基站時，頻率變低，所以我們在移動通信中要充分考慮“多普勒效應”,這也加大了移動通信的復雜性。

最大多普勒頻移fm與載波頻率fc及接收機最大移動速度vm相關：

fm=fc

vm/C

其中c為無線電波傳播速度。

發射機的載波頻率為910MHz，以步行速度1.33m/s移動由此引起的最大多普勒頻移為±4Hz；以60英里/小時的速度移動，則多普勒頻移將增加到±120Hz。多普勒頻移5.2移動信道的復雜性134無線網絡規劃簡單，頻率復用系數高，工程設計簡單，擴容方便5.3CDMA移動通信的特點AMPS,D-AMPS,N-AMPSCDMA303010kHz200kHz1250kHz131Users8Users20Users1111111111111112344325617TypicalFrequencyReuseN=7TypicalFrequencyReuseN=4TypicalFrequencyReuseN=1Vulnerability:C/I@17dBVulnerability:C/I@

12-14dBVulnerability:Eb/No

@

6--7dBGSM135覆蓋范圍大，是標準GSM的2倍左右，相同覆蓋范圍所用的基站少，節省投資;覆蓋1000km2：GSM需要200個基站，CDMA只需50個基站。5.3CDMA移動通信的特點136頻譜利用率高，相同頻譜情況下容量是模擬系統的8~10倍;是GSM的5.5倍；FrequencyTimePowerFrequencyTimePowerFrequencyTimePowerFDMATDMACDMA采用調頻的多址技術.業務信道在不同頻段分配給不同的用戶。TACS、AMPS采用時分的多址技術。業務信道在不同的時間分配給不同的用戶GSM、DAMPSCDMA是采用擴頻的碼分多址技術。所有用戶在同一時間、同一頻段上、根據不同的編碼獲得業務信道5.3CDMA移動通信的特點137隱蔽性好，保密性好。有效信號淹沒在噪聲中。偽隨機序列信源信號TX解調信號RX偽隨機序列擴頻信號5.3CDMA移動通信的特點五級認證試題139CDMA：小區/扇區切換采用軟/更軟切換切換是先接續再中斷服務質量高,有效減低掉話其他無線系統：小區/扇區切換采用硬切換切換是先中斷再接續容易產生掉話更軟切換：同一基站、相同頻率、不同扇區的CDMA信道間。采用獨特的軟切換技術，降低了掉話率；5.3CDMA移動通信的特點140話音質量高，采用8K、8KEVRC、13K語音編碼技術，良好的背景噪聲抑制功能；話音質量高話音質量64kPCM13kGSM8kCDMA13kCDMA8kEVRCCDMA5.3CDMA移動通信的特點141采用完善的功率控制、話音激活技術，降低了手機發射功率，增加了系統容量，延長了電池使用時間，對人體健康的影響最小輻射小發射功率小：功率控制，語音激活.5.3CDMA移動通信的特點142Eb/NtEb:業務信道上的每比特能量Nt:噪聲功率譜密度。包括熱噪聲和干擾。我們使用Eb/Nt表示來自某個特定移動臺的反向業務信道的強度。如果反向鏈路質量比較好，則Eb/Nt值較大；反之，則比較小。5.4常用名詞解釋143Ec/Io的定義Ec/IodB-25-15-100EcIoEnergyofdesiredpilotaloneTotalenergyreceivedI0=Totalpower1.25MHz=ECI0PilotP1’spowerTotalpower1.2288M/s1.25MHz=PilotP1’spowerTotalpowerEc/IoMeasuresthe“strength”ofthepilotForetellsthereadabilityoftheassociatedtrafficchannelsGuidessofthandoffdecisionsCanbedegradedbystrongRFfromothercells,sectorsCanbedegradedbynoise5.4常用名詞解釋144Ec/Io的定義Ec:每碼片的能量。Io:手機收到的總功率,包括有用信號及干擾。

Ec/Io：表示導頻信道，Eb/Nt，表示的是業務信道。5.4常用名詞解釋145Ec/IoEc/Io越大，說明有用信號的比例越大。在某一點上Ec/Io大，有兩種可能性。一是Ec很大，在這里占據主導水平，另一種是Ec不大，但是Io很小，也就是說這里來自其他基站的雜亂導頻信號很少，所以Ec/Io也可以較大。后一種情況屬于弱覆蓋區域，因為Ec小，Io也小，所以RSSI也小，所以也可能出現掉話的情況。在某一點上Ec/Io小，也有兩種可能，一是Ec小，RSSI也小，這也是弱覆蓋區域。另一種是Ec小，RSSI卻不小，這說明了Io也就是總強度信號并不差。這種情況經常是BSC切換數據配置出了問題，沒有將附近較強的導頻信號加入相鄰小區表，所以手機不能識別附近的強導頻信號，將其作為一種干擾信號處理。在路測中，這種情況的典型現象是手機在移動中