无线通信基础：信道编码与抗干扰技术

"无线通信基础知识点，包括信道编码的目的、无线传播特性、多址接入技术以及扩频通信的原理和应用。" 信道编码在通信系统中扮演着至关重要的角色，其主要目的是为了提高数据传输的可靠性和效率。在原始数据流中添加冗余信息，使得接收端即使在存在传输错误的情况下，也能检测并纠正错误，从而确保信息的准确传递。不同的编码技术对应着不同的错误纠正能力： 1. 无纠错编码：这类编码的误码率（BER）相对较高，通常在10^-1到10^-2之间，对于要求不高的通信场景可能勉强满足需求。 2. 卷积编码：通过复杂的编码结构，卷积编码能显著降低误码率，达到10^-3，适用于语音通信和控制信道，例如在WCDMA系统中，卷积编码常用于话音和控制信道，其编码速率有1/2和1/3两种，以维特比软译码算法进行解码，适合实时业务，因为它能处理中等程度的信道误差且具有较低的时延。 3. Turbo码：作为更先进的编码技术，Turbo码能将误码率降低至10^-6，因此非常适合对误码率敏感但对时延不敏感的数据业务，如网页浏览、文件传输和电子邮件等多媒体服务。在WCDMA系统中，Turbo码用于数据业务信道，具有1/3的编码速率，支持较长的分组传输。 无线传播特性方面，无线信号在传播过程中会受到多种因素的影响： - 电磁波传播：包括直射、反射、散射和绕射，这些现象决定了信号的覆盖范围和质量。 - 信号衰减：分为路径损耗、大尺度变化（慢衰落）和小尺度衰落（快衰落）。路径损耗导致幅度大幅度衰减，慢衰落是具有对数正态分布的中等幅度衰减，而快衰落则表现为快速变化的幅度衰减。 - 快衰落通常可以用瑞利分布（非视距传播）和莱斯分布（视距传播）来描述，而多普勒效应则反映了传播频率随传播路径变化而引起的效应。 在无线通信中，解决这些问题的关键技术包括多址接入、扩频和信道编码等： - 多址接入技术：包括频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）。FDMA将频谱划分为不同的频段分配给用户；TDMA则将时间划分为多个时隙，每个用户占用一个时隙；而CDMA允许所有用户在同一时间和频段内共享资源，通过独特的编码区分不同的用户。 - 扩频通信：通过将信号的频谱展宽进行传输，利用Shannon定理提高抗干扰能力。扩频通信有直接扩频（DS-SS）等类型，其中伪噪声序列与基带数据相乘以扩展信号，伪噪声由伪噪声生成器产生。 无线通信的挑战在于如何在复杂的传播环境中保证数据的准确无误传输。信道编码、无线传播特性的理解以及有效利用多址接入和扩频技术都是关键的解决方案。这些知识点对于理解和设计现代无线通信系统至关重要。