DSP技术在移动通信中的应用
DSP技术在移动通信中的应用
2011年10月18日15:02 来源:本站整理作者:秩名我要评论(0)
目前移动终端结构中有两种主要趋向。一种是面对不断变化的标准,强调使用可编程DSP的灵活性;另一种是强调用专用集成电路(ASIC)实现的高效性。将来这两个方面必将结合起来。
DSP在GSM中的应用
GSM的功能框图如图1所示。图中一个典型的数字通信模块包括:信号压缩、差错检测、加密、调制和均衡。
在GSM阶段1里编码器用短形脉冲激励线性预温编码技术将语音压缩到13Kb/s,大多数硬件工程师都认为话音编码器应该由DSP来实现。现在DSP在如图1所示的功能图中,开始承担物理层的其它功能了。
在演进的标准中灵活性是非常重要的。GSM阶段2中引进了增强全速率(EFR)和半速率(HR)话音编码。半速率在达到相同的语音质量的情况下,压缩速率更高,达到5.6Kb/s,但代价是复杂性增加。增强全速率能够提供更好的话音质量和性能,其代价是复杂度更高,它是应用一种叫做矢量和激励线性预测(VSELP)的算法来实现的。
随着这些变化,物理层的性能越来越好,费用越来越低,功率更节省。因此,每一代移动终端的物理层都同前一代有一些微小的差别,而基于ASIC的解决方案的升级就比较困难而且代价也比较大。因为现在有专门为无线应用设计的低功耗DSP,用ASIC实现DSP完成的功能而节省的功率不足以让系统设计师放弃用DSP设计的灵活性。
随着GSM移动终端的演进,它已经逐渐发展到不仅仅实现简单的电话功能,这就使得不仅仅在物理层而且在其它层也可以用到DSP。尤其是随着第三代移动通信的到来,无线数据业务的应用,这一趋势将会加速。
DSP向低功耗发展的趋势
新一代DSP增强的结构、设计和处理能力提供了更好的性能并且功耗更低,适合电池供电的应用。我们知道许多通信算法是乘和累加(MuAcc)运算。所以我们用每百万个MuAcc 消耗的mW来评估DSP的功率消耗。据统计,目前DSP的功耗每18个月就降低一半。由于DSP用的静态逻辑,主要的功率消耗就是对器件内部电容的充放电上,这个动态的功率消耗如下式所示:
p=ac×V摆幅×V电源×f
上式中P代表消耗的功率,a代表每个时钟周期内内部节点的周期数,v摆幅和v电源相等,f代表频率。整个芯片的动态功率消耗是电路里所有节点的P的和。从上式看到,由于每个节点的动态功率消耗同供电电压的平方成正比,那么降低供电电压对节省功率是很重要的。但是,仅仅降低供电电压而不改进技术,是不完善的。因此在降低供电电压的同时还要改进技术才能使性能提高和功耗下降。
下面我们以TI的TMS320C54x为例,介绍它的低功耗设计。TMS320C54x是专门为无线通信应用而设计的DSP芯片。另外,随着无线市场的不断增长,市场上已经出现了另外几种专门为无线应用设计的DSP芯片。
C54x的结构和指令集都设计了具有节省功率的特性。C54x应用改进的哈佛结构,具有三个数据存储总线、一个程序存储总线、两个数据地址产生器和一个程序地址产生器。这种结构使得可以同时存取数,适合多操作数运算,从而完成同样的功能所需的周期变少。
C54x为节省功率的另外一个策略就是增加特殊指令,这些指令能够执行在无线应用中的重要算法。还有一个比较选择存储单元(CSSU)大大加速了Viterbi译码的速度。
C54x指令集还包含几条专用指令,包括:单条指令重复和指令块重复、条件指令、欧几里德距离计算、FIR(有限脉冲响应)和LMS(最小均方)滤波器运算指令等。所有一切,便利目前用DSP完成IS-54/136标准里的VSELP时消耗7.4mW功率,在GSM语音编码时消耗1.3mW功率。
在低功率DSP中功率管理是非常重要的,C54x应用了一种混合功率管理策略,即娄活的内部时钟控制和三种用户控制空闲模式:关闭CPU,关闭CPU和片内外设、只保持存储器状态的整个器件的关闭。基于数字锁相环的时钟发生器和北法器结合允许用户能够优化应用的频率和功耗。
未来移动能信器件的应用和结构
蜂窝通信自从1983年商用以来有几个发展趋势,最重要就是从模拟到数字的发展,这使得系统的容量增大,用户数增多,这驱动了对功能强大的DSP的需求。
传统的蜂窝电话用双处理器结构实际上是一个简单的调制解调器。将来以数据业务为主的终端将会有新的结构,它必须增加处理资源去支持复杂度不断增加的用户界面,处理除了话音之外的更加复杂的数据业务和更加复杂的应用环境。其中,一个解决方案就是一个DSP 核心加上协处理器结构,另外一种结构是多个DSP加上额外的硬件来加速复杂的处理。
总之,低功耗DSP将在未来的移动通信中得到更加广泛的应用。
移动通信技术现状及前景
六安职业技术学院毕业设计(论文) 移动通信技术 姓名:姚彬 指导教师:项莉萍 专业名称:应用电子技术0802 所在系部:信息工程系 二○一一年六月
毕业论文(设计)开题报告
毕业论文(设计)开题报告成绩评定表
毕业论文(设计)成绩评定
摘要 在信息化时代移动通信已越来越为人们所关注,因此移动通信技术的发展及移动通信技术前景的发展越来越显得重要。本课题主要研究的是移动通信技术的发展及移动通信技术前景及相关知识,分析了其应用前景和我国目前的发展状况。 关键词:第三代移动通信系统,移动通信,个人通信网,发展历程 Abstract Mobile communications in the information age has become increasingly of concern to people, so the development of mobile communications technology and the development of future mobile communication technologies become increasingly more important. The main research topic is the development of mobile communications technology and the prospects for mobile communications technology and related knowledge, analysis of its prospects and our current state of development. Key Words:third-generation mobile communication systems, mobile communications, personal communications network, the development process.
移动通信原理与系统(北京邮电出版社)课后答案
第一章概述 1.1简述移动通信的特点: 答:①移动通信利用无线电波进行信息传输; ②移动通信在强干扰环境下工作; ③通信容量有限; ④通信系统复杂; ⑤对移动台的要求高。 1.2移动台主要受哪些干扰影响?哪些干扰是蜂窝系统所特有的? 答:①互调干扰; ②邻道干扰; ③同频干扰;(蜂窝系统所特有的) ④多址干扰。 1.3简述蜂窝式移动通信的发展历史,说明各代移动通信系统的特点。 答:第一代(1G)以模拟式蜂窝网为主要特征,是20世纪70年代末80年代初就开始商用的。其中最有代表性的是北美的AMPS(Advanced Mobile Phone System)、欧洲的TACS(Total Access Communication System)两大系统,另外还有北欧的NMT 及日本的HCMTS系统等。 从技术特色上看,1G以解决两个动态性中最基本的用户这一重动态性为核心并适当考虑到第二重信道动态性。主要是措施是采用频分多址FDMA方式实现对用户的动态寻址功能,并以蜂窝式网络结构和频率规划实现载频再用方式,达到扩大覆盖服务范围和满足用户数量增长的需求。在信道动态特性匹配上,适当采用了性能优良的模拟调频方式,并利用基站二重空间分集方式抵抗空间选择性衰落。 第二代(2G)以数字化为主要特征,构成数字式蜂窝移动通信系统,它于20世纪90年代初正式走向商用。其中最具有代表性的有欧洲的时分多址(TDMA)GSM(GSM原意为Group Special Mobile,1989年以后改为Global System for Mobile Communication)、北美的码分多址(CDMA)的IS-95 两大系统,另外还有日本的PDC 系统等。 从技术特色上看,它是以数字化为基础,较全面地考虑了信道与用户的二重动态特性及相应的匹配措施。主要的实现措施有:采用TDMA(GSM)、CDMA(IS-95)方式实现对用户的动态寻址功能,并以数字式蜂窝网络结构和频率(相位)规划实现载频(相位)再用方式,从而扩大覆盖服务范围和满足用户数量增长的需求。在对信道动态特性的匹配上采取了下面一系列措施: (1)采用抗干扰性能优良的数字式调制:GMSK(GSM)、QPSK(IS-95),性能优良的抗干扰纠错编码:卷积码(GSM、IS-95)、级联码(GSM); (2)采用功率控制技术抵抗慢衰落和远近效应,这对于CDMA方式的IS-95尤为重要; (3)采用自适应均衡(GSM)和Rake 接收(IS-95)抗频率选择性衰落与多径干扰; (4)采用信道交织编码,如采用帧间交织方式(GSM)和块交织方式(IS-95)抗时间选择性衰落。 第三代(3G)以多媒体业务为主要特征,它于本世纪初刚刚投入商业化运营。其中最具有代表性的有北美的CDMA2000、欧洲和日本的WCDMA及我国提出的TD-SCDMA三大系统,另外还有欧洲的DECT及北美的UMC-136。 从技术上看,3G 是在2G 系统适配信道与用户二重动态特性的基础上又引入了业务的动态性,即在3G 系统中,用户业务既可以是单一的语音、数据、图像,也可以是多媒体业务,且用户选择业务是随机的,这个是第三重动态性的引入使系统大大复杂化。所以第三代是在第二代数字化基础上的、以业务多媒体化为主要目标,全面考虑并完善对信道、用户二重动态特性匹配特性,并适当考虑到业务的动态性能,尽力采用相应措施予以实现的技术。其主要实现措施有: (1)继续采用第二代(2G)中所采用的所有行之有效的措施; (2)对CDMA扩频方式应一分为二,一方面扩频提高了抗干扰性,提高了通信容量;另一方面由于扩
移动通信原理与系统-教学大纲
《移动通信》课程教学大纲 一、课程名称:(移动通信原理与系统) ( 32学时) 二、先修课程:通信原理、通信网基础 三、适用专业:通信工程专业 四、课程教学目的 本课程是通信工程本科专业课。移动通信是当今通信领域发展最快、应用最广和最前沿的通信技术。移动通信的最终目标是实现任何人可以在任何地点、任何时间与其他任何人进行任何方式的通信。移动通信技术包括了组网技术、多址技术、语音编码技术、抗干扰抗衰落技术、调制解调技术、交换技术以及各种接口协议和网管等等多方面的技术。因此从某种意义上可以说,移动通信系统汇集了当今通信领域内各种先进的技术。通过本课程的学习使学生了解和掌握移动通信的基本理论,了解和掌握移动通信的发展、蜂窝移动通信系统的基本概念、移动通信的信道、移动通信系统的调制和抗干扰技术、语音编码技术、移动通信中的多址接入、移动通信网以及GSM系统、CDMA系统和3G技术以及未来无线通信的发展等。 五、课程教学基本要求 1.理解和掌握无线信道和传播、传播损耗模型; 2.掌握移动通信中的信源编码的基本概念和调制解调技术; 3.理解和掌握移动通信中的各种抗衰落抗干扰技术; 4.掌握移动通信系统的组网技术; 5.掌握GSM移动通信系统、理解GPRS系统的基本原理以及EDGE的基本原理; 6.掌握基于CDMA20001X系统、WCDMA系统和TD-SCDMA系统的基本原理和应用; 7.了解未来移动通信的发展。 六、教学内容及学时分配(不含实验) 第一章概述 1学时 第二章移动通信电波传播环境与传播预测模型 4学时内容: ●无线传播的特点以及对无线通信的影响; ●无线信道的特性,研究方法 ●无线信道的分析基础(分布,特性参数等) ●简单介绍建模技术和仿真技术基础 ●介绍常见的几种传播预测模型 ●说明应用范围和应用方法
4G移动通信技术与应用
2.提升空口速率的技术是? 1.高阶调制和AMC 2.MIMO和波速赋型 3.增大带宽 数字信号3种最基本的调制方法是? 调幅ASK 调频FSK 调相PSK 讨论题3:OFDMA本质上是哪两种多址技术的结合? TDMA和FDMA 讨论题5:TD-LTE与LTEFDD对比,有哪些不同点? TD–LTE和LTEFDD的不同点 1.频段:TD–LTE的上下行共用20MHZ,;LTEFDD上下行各占20MHZ。 2.双工模式:TD–LTE使用TDD模式;LTEFDD用FDD模式。 3.帧结构:TD–LTE为type2类型;LTE–FDD为type1类型。 4.上下行子帧配置: TD-LTE根据不同上下行子帧设置分配给上行和下行的帧个数,可灵活调整; LTEFDD的所有子帧只能分配给上行或下行。 5.同步:TD-LTE的时间同步,主同步信号和辅同步信号符号的位置与FDD不同; LTEFDD在支持emBMS时才需要考虑时间同步。 6.RRU:TD-LTE需要TIR转换器,会带来2~2.5dB插损和新增延迟; LTEFDD需要双工器,会产生1dB插损。 7.波束赋型:TD-LTE支持波束赋型;LTEFDD不支持。 8.MIMO模式:TD-LTE支持模式1~8LTEFDD支持模式1~6。 9.网络干扰:TD-LTE需要整网严格同步;TEFDD在使用不同频谱时,保护带能避免干扰,相邻 小区使用相同频谱时,同步不严格。 讨论题6:ICIC的实现方式有哪些? 静态ICIC、动态ICIC、自适应ICIC 讨论题7:SON的引入和部署可分为哪四个阶段? 自规划、自部署、自优化、易维护 讨论题8:LTE空中接口支持哪些带宽?Uu接口大写字母U和小写字母u分别表示什么? 1.LTE接口支持的的带宽有以下六种:1.4MHz,3MHz,5MHz,10MHz,15MHz,20MHz 2.大写字母U表示用户网络接口,小写字母u表示通用接口。 讨论题9:接口协议的架构称为协议栈,通用接口协议栈结构为三层两面的结构,三层是指哪三层? 层指的是物理层,数据链路层,网络层
吉大19春学期《移动通信原理与应用》在线作业一
(单选题)1: W-CDMA系统采用的多址方式为()。 A: FDMA B: CDMA C: TDMA D: FDMA/ CDMA 正确答案: (单选题)2: GSM1800收发频率间隔为()。 A: 95MHz B: 45MHz C: 35MHz D: 25MHz 正确答案: (单选题)3: 跳频能有效地改善以下()现象。 A: 远近效应 B: 阴影效应 C: 多经效应 D: 码间干扰 正确答案: (单选题)4: 在移动通信系统中,中国的移动国家代码为( )。A: 86 B: 086 C: 460 D: 0086 正确答案: (单选题)5: GPRS系统可以提供高达()的理论数据传输速率。A: 14.4Kb/s B: 115.2Kb/s C: 171.2Kb/s D: 384Kb/s 正确答案: (单选题)6: N-CDMA系统采用的多址方式为( )。 A: FDMA B: CDMA C: TDMA D: FDMA/CDMA 正确答案: (单选题)7: 数字移动通信网的优点是()。 A: 频率利用率低
B: 不能与ISDN兼容 C: 抗干扰能力强 D: 话音质量差 正确答案: (单选题)8: GSM900收发频率间隔为()。 A: 25MHz B: 35MHz C: 45MHz D: 75MHz 正确答案: (单选题)9: 下面说法正确的是()。 A: GSM手机比CDMA手机最低发射功率小 B: 光纤通信使用的光波工作波段是毫米波 C: WCDMA是在GSM网络基础上发展演进的 D: 在通信系统中,电缆比光缆的传输质量好 正确答案: (单选题)10: 开环功率控制的精度()闭环功率控制的精度。 A: 大于 B: 小于 C: 接近 D: 不好说 正确答案: (多选题)11: 相比目前的定向天线而言,智能天线具有以下()优点。A: 降低用户间干扰 B: 增强覆盖 C: 实现结构简单 D: 提高系统容量 正确答案: (多选题)12: GSM支持的基本业务又分为()。 A: 补充业务 B: 电信业务 C: 承载业务 D: 附属业务 正确答案: (多选题)13: 常用的多址技术包括()。 A: 频分多址(FDMA) B: 时分多址(TDMA) C: 码分多址(CDMA)
dsp原理与应用考试复习题答案
d s p原理与应用考试复习 题答案 The latest revision on November 22, 2020
填空: 1.TI公司的定点DSP系列、TMS320C5000系列和 系列。 2.TMS320X2812主频高达150mhz,采用哈佛总线结构模式。 3.TMS320X2812芯片的封装方式有176引脚的PGF低剖面四芯线扁平LQFP封装和179针的GHH球形网络阵列BGA封装。 4.TMS320X2812的事件管理器模块包括 2个通用定时器、 3个比较单元、 3个捕获单元、以及 1个正交编码电路。 5.CMD文件的有两大功能,一是通过MEMORY伪指令来指示存储空间,二是通过sections伪指令来分配到存储空间。 6.“# pragma DATA_SECTION”命令用来定义数据段,“# pragma DATA_SECTION”命令用来定义。 7.TMS320X2812三级中断分别是CPU级、 PIE中断和外设级。 8.F2812存储器被划分成程序空间和数据空间、保留区和 CPU中断向量。 9.SCI模块的信号有外部信号、控制信号和中断信号。 10.F2812 DSP中传送执行指令所需的地址需要用到 PAB 、DRAB和EAB 这3条地址总线。 语言程序经过编译后会生成两大类的段:代码段和数据段。
简答: 1.DSP芯片有哪些主要特点DSP的主要特点有: 1.哈佛结构 2.多总线结构 3.流水线结构 4.多处理单元 5特殊的DSP指令 6.指令周期短 7.运算精度高 8.硬件配置强。 2.简述典型DSP应用系统的构成。 一个典型的DSP系统应包括抗混叠滤波器、数据采集A/D转换器、数字信号处理器DSP、D/A转换器和低 通滤波器等组成。 输入信号首先进行带限滤波和抽样,然后进行数模变换将信号变换成数字比特流,根据奈奎斯特抽样定理,对低通模拟信号,为保持信号的不丢失,抽样频率至少必须是输入带限信号最高频率的2倍。 3.简述DSP应用系统的一般设计开发过程。如何选择DSP芯片 答:DSP应用系统的一般开发过程有:系统需求说明;定义技术指标;选择DSP芯片及外围芯片;软件设计说明、软件编程与测试;硬件设计说明、硬件电力与调试;系统集成;系统测试,样机、中试与产品。
《移动通信原理与系统》考点
移动通信原理与系统 第1章概论 1.(了解)4G网络应该是一个无缝连接的网络,也就是说各种无线和有线网络都能以IP协议为基础连接到IP核心网。当然为了与传统的网络互连则需要用网关建立网络的互联,所以将来的4G网络将是一个复杂的多协议的网络。 2.所谓移动通信,是指通信双方或至少有一方处于运动中进行信息交换的通信方式。 移动通信系统包括无绳电话、无线寻呼、陆地蜂窝移动通信、卫星移动通信等。无线通信是移动通信的基础。 3.移动通信主要的干扰有:互调干扰、邻道干扰、同频干扰。(以下为了解) 1)互调干扰。指两个或多个信号作用在通信设备的非线性器件上,产生与有用信号频率相近的组合频率,从而对通信系统构成干扰。 2)邻道干扰。指相邻或邻近的信道(或频道)之间的干扰,是由于一个强信号串扰弱信号而造成的干扰。 3)同频干扰。指相同载频电台之间的干扰。 4.按照通话的状态和频率的使用方法,可以将移动通信的工作方式分成:单工通信、双工通信、半双工通信。 第2章移动通信电波传播与传播预测模型 1.移动通信的信道是基站天线、移动用户天线和两副天线之间的传播路径。 对移动无线电波传播特性的研究就是对移动信道特性的研究。 移动信道的基本特性是衰落特性。 2.阴影衰落:由于传播环境中的地形起伏、建筑物及其他障碍物对电磁波的遮蔽所引起的衰落。 多径衰落:无线电波呢在传播路径上受到周围环境中地形地物的作用而产生的反射、绕射和散射,使其到达接收机时是从多条路径传来的多个信号的叠加,这种多径传播多引起的信号在接收端幅度、相位和到达时间的随机变化将导致严重的衰落。 无线信道分为大尺度传播模型和小尺度传播模型。大尺度模型主要是用于描述发射机与接收机之间的长距离(几百或几千米)上信号强度的变化。小尺度衰落模型用于描述短距离(几个波长)或短时间(秒级)内信号强度的快速变化。 3.在自由空间中,设发射点处地发射功率为P t,以球面波辐射;设接收的功率为P r,则 P r=(A r/4πd2)P t G t 式中,A r=λ2G r/4π,λ为工作波长,G t、G r分别表示发射天线和接收天线增益,d为发射天线和接收天线间的距离。 4.极化是指电磁波在传播的过程中,其电场矢量的方向和幅度随时间变化的状态。 电磁波的极化可分为线极化、圆极化和椭圆极化。 线极化存在两种特殊的情况:电场方向平行于地面的水平极化和垂直于地面的垂直极化。在移动通信中常用垂直极化天线。 5.极化失配:接收天线的极化方式只有同被接收的电磁波的极化形式一致时,才能有效地接收到信号,否则将使接收信号质量变坏,甚至完全收不到信号。 6.阴影衰落又称慢衰落,其特点是衰落与无线电传播地形和地理的分布、高度有关。 7.多径衰落属于小尺度衰落,其基本特性表现在信号的幅度衰落和时延扩展。 8.多普勒频移:f d=(v/λ)cosα,式中v为移动速度;λ为波长;α为入射波与移动台方向之间的夹角;v/λ=f m为最大多普勒频移。
DSP技术应用及发展前景浅析
DSP技术应用及发展前景浅析 【摘要】数字信号处理(DSP)是广泛应用于许多领域的新兴学科,因其具有可程控、可预见性、精度高、稳定性好、可靠性和可重复性好、易于实现自适应算法、大规模集成等优点,广泛应用于实时信号处理系统中。本文概述了DSP技术在各个领域的应用状况,以及在未来的发展前景。 【关键词】数字信号处理数据处理信息技术 1 引言 20世纪60年代以来,随着计算机和信息技术的飞速发展,数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。在过去的二十多年时间里,数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。数字信号处理是利用计算机或专用处理设备,以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理,以得到符合人们需要的信号形式。 2 DSP目前的主要应用领域 DSP技术在数据通信、汽车电子、图像处理以及声音处理等领域应用广泛。 (1)数字化移动电话 数字移动电话可划为两大类:高速移动电话和低速移动电话。而无论是高速移动电话还是低速移动电话,都要用至少1个DSP,因此,高速发展的数字化移动电话急需极为大量的DSP器件。 (2)数据调制解调器 数字信号处理器的传统应用领域之一,就是调制解调器。调制解调器是联系通信与多媒体信息处理系统的纽带。利用PC机通过调制解调器经由电话线路,实现拨号连接Internet 是最简便的访问形式。由于Internet用户急剧增加,由PC机上利用浏览程序调用活动图像信息量增大,就需要使用数据传送速度更高的调制解调器。这就意味,在高速调制解调器里需要更高性能的DSP器件。 (3)磁盘/光盘控制器需求 多种信息存储媒体产品的迅速发展,诸如磁盘存储器、CD-ROM和DVD (DigitalVersatileDisk)-ROM的纷纷上市。今日的磁盘驱动器HDD,存储容量已相当可观,大型HDD姑且不谈,就连普通PC机的HDD的存储容量也远在1GB以上,小型HDD 向高密度、高存储容量和高速存取方向发展,其控制器必须具备高精度和高速响应特性,它所用的DSP性能也是今非昔比,高速DSP是必不可少的关键性器件。 (4)图形图像处理需求 DVD里应用的活动图像压缩/解压缩用MPEG2编码/译码器,同时也广泛地应用于视频点播VOD、高品位有线电视和卫星广播等诸多领域。这些领域应用的DSP应该具备更高的处理速度和功能。而且,活动图像压缩/解压技术也日新月异,例如,DCT变换域编码很难提高压缩比与重构图像质量,于是出现了对以视觉感知特性为指导的小波分析图像压缩方法。新的算法出现,要求相应的高性能DSP。 (5)汽车电子系统及其它应用领域 汽车电子系统日益兴旺发达,诸如装设红外线和毫米波雷达,将需用DSP进行分析。利用摄像机拍摄的图像数据需要经过DSP处理,才能在驾驶系统里显示出来,供驾驶人员参考。因此,DSP在汽车电子领域的应用也必然会越来越广泛。 (6)声音处理。 声音数字压缩技术早已开始应用,其中以脉冲编码调制(PCM)的方法最普遍。由于其
浅析5G移动通信技术的发展前景及应用
浅析5G移动通信技术的发展前景及应用 摘要在移动通信技术飞速发展,并且已经广泛地运用到大众的日常生活中的今天,移动通信技术为人们的生活带来了诸多便利。随着人们对互联网和移动终端的需求愈发强烈,特别是物联网的发展,对网络通信速度有着更高的要求,这些产业需求无疑是推动5G网络发展的重要动力。但是目前,5G移动通信技术依然是探索性阶段,本文将针对性阐述5G移动通信技术研究过程中的一些关键性技术,展望移动通信技术的未来发展,以期促进5G移动通信技术的发展。 关键词5G移动通信技术;发展方向;关键技术 前言 随着移动通信技术被广泛运用到大众的生活,大众对于移动通信技术也提出了更高的要求。移動通信技术在保证自身功能日趋完善的同时,也要满足用户日益复杂、多样的需求。5G技术正是在这样的前提下诞生的,并且具备高功能性和高效能,为客户提供更加丰富多样的应用体验。有科学家指出,5G技术目前还处于研究阶段,在未来的几年里,4G还将保持移动通信行业的主导地位,并依旧在持续高速发展。但5G 移动通信技术很有可能在2020 年正式进入市场,并逐渐被广大用户接受和认可。本文将以5G移动通信技术为依托,探究与5G 相关的关键性技术和其未来的发展趋势。 1 5G移动通信技术的未来发展前景 5G,是第五代移动通信技术的简称。相比于4G技术,5G将是移动通信技术革命性的转变。5G技术专为互联网而生,且相比于4G技术,它将拥有更大的容量,更快的响应速度,更多的设备支持,更短的时间消耗,更低的功耗要求[1]。从用户体验来看,在5G技术支持下,下载一部高清电影只需要几秒钟的时间。换言之,5G的出现就是要为用户提供更高效、更快捷、更方便、更全面的优质服务。该技术可以通过智能手机、可穿戴通信设备和智能物联网设备等移动设备终端实现更广泛的连续覆盖。相比于4G技术只能满足智能手机的技术需求的局限,5G移动通信技术将为未来物联网的发展提供超大的带宽,它的容量将会是目前广泛应用的4G技术的1000倍,真正实现“万物皆可联”的梦想,这为智能家居生活,智能办公需求等提供前所未有的发展空间。是21世纪最具革命性的技术变革。 2 5G移动通信技术中的关键性技术应用 5G移动通信正朝着网络多元化、宽带化、综合化、智能化的方向发展。它将从前“人与人”的沟通,转变为”人与物”、“物与物”的沟通。将为人们在获取信息、感知信息、参与信息制造和控制信息的能力上带来革命性的飞跃。5G技术的研发不会孤立进行,开发过程中也将吸收4G的优秀技术特性,如wifi局域网和蜂窝网,将会形成一个更智能、更广泛的网络新体系。随着各种智能新产品
DSP技术与应用
课程结业论文 TM1300 DSP系统以太网通信接口的 设计 课程名称:DSP原理及应用 任课教师:许善祥 所在学院:信息技术学院 专业:电气工程及其自动化 班级:电气(2)班 学生姓名: 学号: 中国·大庆2015 年 5 月
DSP技术在计算机工程中的应用 基于DSP的MPEG4视频编码技术研究与实现 摘要 视频编码是多媒体通信中的核心技术,它不但关系到通信带宽,也关系到通信过程中的图像质量。随着多媒体技术在网络的广泛应用,视频编码技术更加显得重要。与之相适应,各种多媒体数据压缩编码标准也在不断地发展和完善。MPEG.4是现在最重要最有影响的多媒体数据编码国际标准之一。基于对象的编码思想使其具有高压缩比、可扩展性、可交互性等许多特点。ADI公司的Blacfin系列的DSP在图像处理方面有其出色的表现和较低的价格而获得关注。本文基于ADSP.BF561 DSP的特点,探讨了MPEG.4在BF561上的视频数据的实时编码的实现。本论文首先系统介绍了MPEG.4编码的特点以及选用BF561的原因,接着分析了MPEG.4的主要技术,并介绍了MPEG.4简单编码框架编码器的软件实现方案,给出了方案流程图,在VC++环境下用C语言实现了MPEG.4简单框架的视频压缩功能。其次,研究了核心算法DCT变换和运动估计的优化算法,通过分析运动向量的分布相关性,结合提前中止准则,提出了基于起点预测的改进菱形运动估计算法。另外根据BF561双核的特点,设计了一种基于宏块层并行算法。最后,本文从硬件平台特征出发,在存储器设置、DMA控制和代码等方面对编码方案进行优化。经本方案优化后,编码器的编码效果得到很大的提高,能够在BF561处理器上实现CIF格式30帧 /秒的码率,达到预期的目标。 第一章绪论 1.1课题提出 21世纪的人类社会将是信息化社会,数字化后的信息,尤其是数字化后的视频信息具有海量数据性,它给信息的存储和传输造成很大的困难,己成为人类有效地获取和使用信息的瓶颈问题之一。1895年电影的诞生第一次将视频信号带给了人类社会,随着电视的发明和普及,视频信号走进了千家万户。数字技术的广泛应用,对视频信号的存储和传输带来了一次革命,但是从模拟转换到数字的原始视频信号的数据量是惊人的,单纯地靠提高存储容量或信道传输速率的做法是不切实际的,以传输未经处理的标准清晰度电视(SDTV,Standard Definition Television)的图像格式为例,704像素(水平)*480像素(垂直),帧频60HZ/隔行扫描,其每秒的数据量是:704*480*30*1.5(4:2:0)=15206400Bytes。更不用说,现在流行的高清电视(HDTV,Hign Definition Television),其数据量是标清的5倍多,这显然远远超出了目前Intemet通信信道的能
移动通信技术及应用
1.1什么叫移动通信? 移动通信是通信的双方,至少有一方是在移动中进行信息传输和交换,移动体与固定点之间的通信,也可以移动体与移动体之间的通信。 移动通信的关键点在于动中通,它的特点是移动性,表现在终端的移动性,业务的移动性,个人身份的移动性。移动通信目标是实现5W+4Z的通信,4z是移动化,个性化,智能化和虚拟化。 1.3移动通信特点:移动性,无线性,综合性,设备小型化,网络复杂性。 1.4按照通信占用频道的方式,集群系统可分为消息集群,传输集群,和准传输集群。 移动卫星系统由空间分系统,地球站群,跟踪遥测及指令分系统和监控管理分系统。 Wlan两种拓扑结构,即自组织网络和基础结构网络。 2.1电波的传播方式有地面波,直射波,反射波,电离层波。障碍物对电波的传播会产生自由空间传播损耗和绕射损耗。 2.2多径现象造成多径衰落和脉冲展宽。多径时散现象造成码间干扰和频率选择性衰落。 延时扩展包络模型可用脉冲响应和衰减指数响应。通行可靠性T称为可通率,与中断率r 关系:T=1—R. 2.4蜂窝移动通信特点:有频率复用功能,有越区切换功能,可信道分配与小区分裂,网络设备增多使系统构成复杂 2.5移动通信系统基本网络结构:移动台子系统,基站子系统,网络子系统,操作支持系统。网络接口:外部接口,交换子系统mss内部接口,接入子系统内部接口。 Sim卡储存信息包括持卡者相关信息,ic卡识别信息,gsm应用目录,电信应用目录。 2.6噪声分内部,外部。内部指热噪声,白噪声,高斯噪声。外部有自然和人为。 发射机噪声由振荡器,倍频器,调制器,电源脉冲造成。同频干扰:共道干扰。 3.1语音编码方向:降低话音编码速率,提高话音质量。分类:波形编码,参数编码,混合编码。ARM语音编码由3gpp. Gsm语音编码:预处理,线性预测编码分析,短时分析滤波,长时分析,规则码激励序列编码。ARM关键技术:V AD话音激活检测技术,RDA速率判决,ECU差错隐藏,CAN舒适背景噪声产生。 3.3扩频通信:直接序列,跳频,跳时,混合扩频系统4种。特点:传输信息所用信号的带宽远远大于信息本身带宽。理论:信息论,抗干扰理论。性能指标:处理增益,抗干扰容限。 3.4分集技术应用:IS-95用二重空间接收,三代用发端分集技术。隐分集分:交织编码技术,跳频技术,直接扩频技术。合并技术方式:最大比值合并,等增益合并,选择式合并。 显分集:空间,时间,频率,角度,极化,场分量,多径分集。 3.6OFDM采用子载波传输,在抗多径衰落性方面优势明显。原理:将高速串行数据变换成多路相对低速并行数据,对不同的载波进行调制。子载波分为:集中式,分布式。 3.7软件无线电提供:语音编码,信道调制,载波频率,加密算法等业务。包括:宽带多波段天线,射频前端,宽带A/D D/A转换器,通用dsp处理器。特点:具有完全可编程特性,A/D和D/A向射频天线靠近,充满充分利用DSP器件的速度和软件资源。 3.8智能天线核心:信号处理。内容包括:接收准则,自适应算法。自适应算法有:基于时间参考方式算法,基于盲处理方式算法,基于空间参考方式算法。 4.1GSM组成:移动台子系统,基站子系统,网络子系统,管理子系统。特点:有越区切换功能,可实现国际漫游,可实现数据加密,有电子邮箱。业务:承载业务或数据业务,电信业务,补充ISDN业务。935—960伪基站发,移动台收,890—915交换 4.2无线接口指移动终端与网络的接口,自下而上分物理层,数据链路层,第三层。TDMA 包括:时隙,突发脉冲序列。突发脉冲序列:常规(nb),频率校正(fb),同步(sb),接入(ab),空闲(db).
dsp技术及应用试题及答案(一)
dsp技术及应用试题及答案(一) dsp技术及应用试题及答案【一】 1.1 DSP的概念是什么?本书说指的DSP是什么? 答:DSP有两个概念。一是数字信号处理(Digital Signal Processing),指以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理;二是数字信号处理器(Digital Signal Processor),指是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器,其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。本书中的DSP主要指后者,讲述数字信号处理器的应用。 1.2 什么是哈佛结构和冯?诺伊曼结构?它们有什么区别? 答:(1) 冯·诺伊曼(Von Neuman)结构 该结构采用单存储空间,即程序指令和数据共用一个存储空间,使用单一的地址和数据总线,取指令和取操作数都是通过一条总线分时进行。当进行高速运算时,不但不能同时进行取指令和取操作数,而且还会造成数据传输通道的瓶颈现象,其工作速度较慢。 (2)哈佛(Harvard)结构 该结构采用双存储空间,程序存储器和数据存储器分开,
有各自独立的程序总线和数据总线,可独立编址和独立访问,可对程序和数据进行独立传输,使取指令操作、指令执行操作、数据吞吐并行完成,大大地提高了数据处理能力和指令的执行速度,非常适合于实时的数字信号处理。 1.3 已知一个16进制数3000H,若该数分别用Q0、Q5、Q15表示,试计算该数的大小。 答:3000H=12288。若用Q0表示,则该数就是12288;若用Q5表示,则该数就是12288*2-5=384;若用Q15表示,则该数就是12288*2-15=0.375 1.4 若某一个变量用Q10表示,试计算该变量所能表示的数值范围和精度。答:Q10能表示的数值范围是-32~31.9990234,其精度为2-10 1.5 若x=0.4567,试分别用Q15、Q14、Q5将该数转换为定点数。 答:Q15:x*215=int(0.4567*32768)=14965;Q14:x*214=int(0.4567*16384)=7482;Q5:x*25=int(0.4567*32)=14。 注意:结果都要取整;可以十进制也可以是十六进制。dsp技术及应用试题及答案【二】 2.1 TMS320C54x芯片的CPU主要由哪几部分组成? 答:CPU主要组成是40位的算术逻辑运算单元ALU; 40位的累加器A和B;
无线通信技术应用与发展
无线通信技术应用及发展 无线通信技术热点领域 近几年来,全球通信技术的发展日新月异,尤其是近两三年来,无线通信技术的发展速度与应用领域已经超过了固定通信技术,呈现出如火如荼的发展态势。其中最具代表性的有蜂窝移动通信、宽带无线接入,也包括集群通信、卫星通信,以及手机视频业务与技术。 蜂窝移动通信从上世纪80年代出现到现在,已经发展到了第三代移动通信技术,目前业界正在研究面向未来第四代移动通信的技术;宽带无线接入也在全球不断升温,近几年来我国的宽带无线用户数增长势头强劲。宽带无线接入研究重点主要包括无线城域网(WMAN)、无线局域网(WLAN)和无线个域网(WPAN)技术;模拟集群通信的应用开始得比较早,但随着技术的发展,数字集群通信技术越来越赢得大家的关注;卫星通信以其特殊的技术特性,已经成为无线通信技术中不可忽视的一个领域;手机视频广播作为一种新的无线业务与技术,正在成为目前最热门的无线应用之一。 无线通信技术演进路线 2.1 无线技术与业务发展趋势
无线技术与业务有以下几个发展趋势: (1)网络覆盖的无缝化,即用户在任何时间、任何地点都能实现网络的接入。 (2)宽带化是未来通信发展的一个必然趋势,窄带的、低速的网络会逐渐被宽带网络所取代。 (3)融合趋势明显加快,包括:技术融合、网络融合、业务融合。 (4)数据速率越来越高,频谱带宽越来越宽,频段越来越高,覆盖距离越来越短。 (5)终端智能化越来越高,为各种新业务的提供创造了条件和实现手段。 (6)从两个方向相向发展—— ①移动网增加数据业务:1xEV-DO、HSDPA等技术的出现使移动网的数据速率逐渐增加,在原来的移动网上叠加,覆盖可以连续;另外,WiMAX的出现加速了新的3G增强型技术的发展;
移动通信原理与系统(总结)
第一、二章 1、900 MHz 频段: 890~915 MHz (移动台发、基站收)—上行 935~960 MHz (基站发、移动台收)—下行 2、移动通信的工作方式:单工通信、双工通信、半双工通信 3、单工通信: (1)定义:通信双方电台交替地进行收信和发信。 (2)方式:根据通信双方是否使用相同的频率,单工制又分为同频单工和双频单工。 4、双工通信定义:通信双方均同时进行收发工作。即任一方讲话时,可以听到对方的话音。有时也叫全双工通信。 5、半双工通信:通信双方中,一方使用双频双工方式,即收发信机同时工作;另一方使用双频单工方式,即收发信机交替工作。 6、移动通信的分类方法: (1)按多址方式:频分多址(FDMA )、时分多址(TDMA )和码分多址(CDMA ) (2)按业务类型:电话网、数据网和综合业务网。 (3)按工作方式:同频单工、双频单工、双频双工和半双工。 7、三种基本电波的传播机制:反射、绕射和散射。 8、阴影衰落定义:移动无线通信信道传播环境中的地形起伏、建筑物及其它障碍物对电波传播路径的阻挡而形成的电磁场阴影效应。阴影衰落的信号电平起伏是相对缓慢的,又称为慢衰落。 9、多普勒频移公式:fd=v *cos α/λ v :移动速度 λ:波长 α:入射波与移动台移动方向之间的夹角。 v/λ=fm :最大多普勒频移 移动台朝向入射波方向运动,则多普勒频移为正(接收信号频率上升),反之若移动台背向入射波方向运动,则多普勒频移为负(接收信号频率下降)。 10、多径衰落信道的分类: (1)由于时间色散导致发送信号产生的平坦衰落和频率选择性衰落。 (2)根据发送信号与信道变化快慢程度的比较,也就是频率色散引起的信号失真,可将信道分为快衰落信道和慢衰落信道。 11、平坦衰落信道的条件可概括为:Bs<
《移动通信原理与应用》实验报告
重庆交通大学信息科学与工程学院综合性设计性实验报告 专业:通信工程专业12级 学号:631206040218 姓名:柴闯闯 实验所属课程:移动通信原理与应用 实验室(中心):信息技术软件实验室 指导教师:谭晋 2014年11月
一、题目 扩频通信系统仿真实验 二、仿真要求 ①传输的数据随机产生,要求采用频带传输(DPSK调制); ②扩频码要求采用周期为63(或127)的m序列; ③仿真从基站发送数据到三个不同的用户,各不同用户分别进行数据接收; ④设计三种不同的功率延迟分布,从基站到达三个不同的用户分别经过多径衰落(路径数分别为2,3,4); ⑤三个用户接收端分别解出各自的数据并与发送前的数据进行差错比较。 三、仿真方案详细设计 (1)通信系统的总体框图如下: 由上图可以看出,整个设计由发送端、信道和接收机三个部分组成。 ①发射机原理
发送端首先产生三组用户数据和三组不同的m序列,并用三组m序列分别对用户信息进行扩频。再将扩频信号与载波进行DPSK调制,得到高频的已调调信号并将其送入无线的多径信道。 ②无线信道 信道模拟成无线的多径多用户信道,在这个信道中有三个用户进行数据传输,每个用户的数据分别通过三径传输到达接收端。三径会有不同的延时,衰减。最终,还要将三径用户数据增加高斯白噪声。 ③接收机原理 接收端会接收到有燥的三径信息的叠加。首先,要对接收到的三径信息进行解扩,分离出三组用户信息;其次,在将解扩后的信息进行带通滤波去除带外噪声;最后,分别对三组用户信息进行解调得到原始数据,在对接收到的数据进行误码率统计,得出系统的性能指标。 (2)功能模块的详细设计 ①扩频码(m序列)的产生 扩频码为伪随机码,可以m序列、Golden序列。本设计采用自相关特性好,互相关特性较差的m序列,为了节省运算量,我选取了周期为63扩频序列,经过计算易知要产生周期为63的m序列需要长度为6的反馈系数,经过查找资料得出三组反馈系数(八进制)45、67、75,其对应的二进制为1000011、1100111、1101101。并将二进制与移位寄存器级数对应,以1000011为例,设初始化各寄存器单元内容为1,其具体的寄存器结构图如下所示:
DSP技术及应用课后部分习题答案
第二章 3.简述TI公司C2000/C5000/C6000系列DSP的特点及主要用途? 1.C2000系列DSP控制器,具有良好的性能集成Flosh存储器,高速A/D 转换器以及可靠的CAN模块,主要应用于数字化控制。用途:工业驱动,供电、OPS。 2.C5000系列杰出的性能和优良的性能价格比,广泛应用,尤其在通信领域。IP电话机和IP电话网关。 3.C6000系列采用指令集以及流水应用,使许多指令得以运行,推出三个系列。用途:数字通信和图像处理。 5.TMS320C54X芯片的CPU主要由哪些部分构成? ①先进的多总线结构(1条程序总线、3条数据总线、4条地址总线) ②40位算术逻辑运算单元(ALU),包括1个40位桶形移位寄存器和2个独立的40位累加器 ③17x17位并行乘法器,与40位专用加法器相连,用于非流水线式单周期乘法/累加(MAC)运算 ④比较、选择、存储单元(CSSU),用于加法/比较选择 ⑤指数编码器,可以在单个周期内计算40位累加器中数值的指数 ⑥双地址生成器,包括8个辅助寄存器和2个辅助寄存器算术运算单元(ARAU) 6.简述TMS320C54X芯片的程序空间 7.简述TMS320C54X芯片的中断系统(P42) 答: 2.中断处理步骤(1) 接受中断请求;(2)应答中断;(3)执行中断服务程序(ISR)
9.TMS320C54x 有哪几种基本的数据寻址方式 ①立即寻址 ②绝对寻址 ③累加器寻址 ④直接寻址 ⑤间接寻址 ⑥存储器映像寄存器寻址 ⑦堆栈寻址 10.使用循环寻址时,必须遵循的3个原则是什么?试举例说明循环寻址的用法。(P60) 答:1.把循环缓冲区的首地址放在符合上述算法的N的边界地址上 2、使用一个小于或等于缓冲区大小的步长 3、在开始寻址前,辅助寄存器必须指向循环缓冲区内的一个元素 举例:LD * +AR1(8)a% , A STL A, *+AR1(8)%; 11. TMS320C54x的指令集包含了哪几种基本类型的操作? 答:数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、程序控制指令、并行操作指令和重复操作指令 12.汇编语句格式包含哪几种部分?编写汇编语句需要注意哪些问题? 答:[标号][:]空格[助记符]空格[操作数]空格[;注释] 1、所有的语句必须以一个标号、空格、星号或分号开始。 2、标号是可选项,若使用,则必须从第一列开始。 3、包含有一个汇编伪指令的语句必须在一行完全指定。 4、每个区必须使用一个或多个空格分开,Tab字符与空格等效 5、注释是可选项,如果注释从第一列开始,前面必须加星号或分号;从其它列开始就必须用分号开头 6、如果源程序很长,需要书写若干行,可以在前一行用反斜杠字符结束,
移动通信技术的运用与进展
移动通信技术的运用与进展1前言 随着移动通信技术的不断发展,广大用户对其性能也提出了更高的要求,除语音功能服务之外,对娱乐类、生活类、工具类也有了新的要求,其业务也向便捷、丰富、娱乐等方向发展。为了更好的对移动通信技术进行开发与运用,以下将对我国的移动通信技术的应用与发展进行研究,并作出如下分析。 2移动通信技术的发展 2.1模拟移动通信技术的运用 模拟移动通信技术作为第一代的移动通信技术,它主要对频分多址技术和模拟技术加以运用。其主要采用的是1G系统,1G的制式也存在着许多种,我国主要采用的是TACS技术,其传输速率可以达到每秒2.4kB。但传输的带宽会对其造成限制,在TACS技术中移动通信还不具备长途漫游的功能,只能在特定的区域内实现移动通信的系统功能。虽然该系统在运用过程中取得了一定的成效,但其存在的弊端也日益显露,如频谱的利用率较低、业务量少、传输速率低、易被偷听、制式教多且不能兼容等[2]。
2.2数字移动通信技术的运用 数字移动通信技术作为第二代的移动通信技术,其对1G的发展进行接替,2G制式一直被广泛运用,即使到目前其还拥有着一定的客户群体。2G主要是对时分多址与码分多址技术加以运用。世界各国多对GSM和CDMA制式加以采用,在我国主要运用的是GSM标准。其传输速率在每秒10kb以上。与第一代的移动通信技术相比,其保密性更强,同时其频谱的使用率和频率段更高。与此同时,2G可以顺利的进行异地性的漫游,所能开展的业务也更多,其带宽也更大[3]。但其在国际制式上还缺乏统一的标准,漫游局限于同一制式下的区域,同时也难以实现许多高速率的业务,如:多媒体业务,数据的应用还是受到许多的限制。 2.3第三代移动通信技术的运用 在第3代的移动通信技术中,主要运用的是3G系统,其大体上是对2G进行了线性方面的扩展,他主要是基于:包交换和电路交换的骨干式架构。在目前情况下,最为多见的3G标准有:CDMA2000、UMTS(W-CDMA)、TD-SCDMA、FO-MA等。而WCDMA标准是目前应用范围最广、接纳程度最高的。在3G系统中多对CDMA技术进行广泛运用,码分多址技术的是一种数字式扩频多址的通信技术,经过