北大无线通信讲义第二章
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无线通信原理与应用-第二章 传输技术基础
Frequency-Domain Concepts
Any electromagnetic signal can be shown to consist of a collection of periodic analog signals (sine waves) at different amplitudes, frequencies, and phases The period of the total signal is equal to the period of the fundamental frequency
Or, the distance between two points of corresponding phase of two consecutive cycles
Sine Wave Parameters
General sine wave
s(t ) = A sin(2ft + )
Figure 2.3 shows the effect of varying each of the three parameters
Relationship between Data Rate and Bandwidth
The greater the bandwidth, the higher the information-carrying capacity Conclusions
Any digital waveform will have infinite bandwidth BUT the transmission system will limit the bandwidth that can be transmitted AND, for any given medium, the greater the bandwidth transmitted, the greater the cost HOWEVER, limiting the bandwidth creates distortions
北大无线通信课件：第二章 无线通信模型
一般地讲，co-channel 干扰强度是小区半径R 和co-channel 小区间距D的函数。增加D/R值， 即增大co-channel小区的间距与小区覆盖半径 的比值，它相当于增大co-channel小区的RF的 隔离度。 定义Q为Frequency Reuse比为： Q = D/R (2-5)
对六边形小区，R定义为六边形的中心到小区 最远的距离。于是有 Q= (2-6) 3N 式中Q值越小Co-channel 干扰越大，而此时小 区系统容量越大（因为cluster 尺度越小）。 相反，大的Q值可以减小co-channel 干扰但却而 减小区系统容量。因此，不难看出减小Cochannel 干扰是以减小容量为代价的。
在Trunking 系统中， 每个用户对信道的负 载密度贡献定义为： 呼叫频度乘以用户每次通 话的平均时间： （2-10） Aµ = µH µ 式中： 和H分别代表呼叫频度和平均每次通话 时间。如果系统服务区内有U个用户，则他们 对信道总共的负载密度贡献为： A=U Aµ (2-11) 若系统有C个信道， 则每个信道负载密度为： (2-12) A = UA / C
2.1 频率再使用 （Frequency Reuse） ） 早期的移动通讯设计思想是用安装在高塔 天线大功率发射的方法尽可能地覆盖大的通讯 面积。这种方法确实可以实现大面积覆盖，但 是它排除了频率再使用的可能性。例如：70年 代Bell 在纽约的移动通信系统虽可覆盖上千平 方英里的范围，但仅能提供12个通信业务信道。 频率再使用概念的引入使得解决上述问题 有了突破性进展，由此诞生了一个利用有限频 段覆盖无限大面积的通讯方案。
图2-1. 六边形小区示意图
中心激励与边缘激励（ 中心激励与边缘激励（Center-Excited Cell， ， Edge-Excited Cell） ） 在六边形设计中，BS可以设计在六边形的中 心（称为：Center-Excited Cell）或设计在三线交 点 处 （ 称 为 ： Edge-Excited Cell ） 。 通 常 ， 在 Center-Excited cell中使用全向天线，而在Edgeexcited cell中则使用扇形天线。在实际应用中， 由于环境的复杂性，小区的形状并非严格的六边 形。因此，它的设计必须参考实际测量结果。 大 多数小区允许其辐射半径的相对偏差为1/4。
lecture2_2
49
四种函数之间的关系
50
相关概念（11）
多普勒频移fd：移动台或周围物体运动时的路径差造 成接收信号相位的变化引起多普勒频移。多普勒频移 与移动台运动速度及运动方向、与电波入射方向之间 的夹角有关。
f d cos
多普勒扩展BD：多普勒功率谱不为0的频率范围。其值 等于最大多普勒频移fm。
44
多径衰落的分类
基于多径时延扩展的小尺度衰落比较
衰落类型 比较项
平坦衰落
BS<<BC 或 TS>>στm 信道增益可能随时间变 化，但信道在任何时刻 对信号各频率分量的增 益是一致的。 码间干扰可以忽略 信号时间波形不失真， 但幅度随时间变化
频选性衰落
BS>BC 或 TS< στm 信道在任何时刻对信号 各频率分量的增益有所 不同——具有频率选择 性。 码间干扰严重 信号时间波形会发生失 真
5
6
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8
阴影衰落
衰落储备的计算
由于阴影衰落的影响，为了保证一定的覆盖概率，必须保留一定 的阴影衰落裕量，其大小与阴影衰落标准方差和覆盖概率有关。 在实际工程中，一般以75%的边缘覆盖概率为目标，它对应的小 区内覆盖概率为90%，标准差一般取5～12dB，蜂窝系统一般取 8dB
Pr1 (d ) p1 Q
Bc
1 5 rms
信号带宽小于信道相干带宽时，信道呈现平坦衰落性 ；否则，信道呈现频率选择性衰落，引起码间干扰。 因此，必须保证数据速率小于信道的时延衰落速率Bc
43
多径衰落的分类
基于多径时延扩展的小尺度衰落分类
通常，当TS>10σTm，信道为平坦衰落信道；反之，信 道为频率选择性信道。
无线通信02
无线通信
2011年3月1日
第二讲
无线通信的信道
•引言 •自由空间传播 •地面视距传播 •地引言（1）：无线通信信道的分类
理想无线信道？非理想无线信道？ 理想：无阻挡、无衰落、无时变、无干扰，自由空间 传播。 固定无线信道？移动无线信道？ 视距无线信道？非视距无线信道？ 视距，如：地面视距、卫星。 非视距，如：地面绕射、对流层散射、电离层折射。 有干扰无线信道？无干扰无线信道？ 干扰，如：系统内部的干扰、系统外部的非敌意干扰、 敌意干扰。
A = Gr 2 / 4 其中Gr为接收天线增益， 为 自由空间波长
代入Pr公式。得到： Pr = Gr GT PT ( / 4 d)2 令：
Pr / PT = Gr GT / LS 其中LS定义为自由空间传 播损耗。 则：
LS = (4 d / )2 = (4 f d / c )2
以分贝数表示：
引言（2）：无线通信信道的指标
传播衰减 －衰减的平均值 －衰减的最大值 －衰减的统计特性 传播延时 －延时的平均值 －延时的最大值 －延时的统计特性
延时扩展 －对信道色散效应的描 述 多普勒扩展 －对信道时变效应的描 述 干扰 －干扰的性质 －干扰的强度
引言（3）：无线传播信道的模型
h(, t) s(t)
R
实际地球半径
dn
折射率随高度的变化率
dh
K
等效地球半径因子
K一般取值为4 / 3
地面效应之一：费涅尔半径和余隙
利用波动光学的惠更 斯－费涅尔原理，在 遇到障碍物时将产生 附加损耗。 障碍物到T，R连线的 垂直距离为hc，称为 余隙。一阶费涅尔半 径为h1，定义hc/h1为 相对余隙。就可以从 右图求出附加损耗。
大气效应之二：雨雾衰减
2011年3月1日
第二讲
无线通信的信道
•引言 •自由空间传播 •地面视距传播 •地引言（1）：无线通信信道的分类
理想无线信道？非理想无线信道？ 理想：无阻挡、无衰落、无时变、无干扰，自由空间 传播。 固定无线信道？移动无线信道？ 视距无线信道？非视距无线信道？ 视距，如：地面视距、卫星。 非视距，如：地面绕射、对流层散射、电离层折射。 有干扰无线信道？无干扰无线信道？ 干扰，如：系统内部的干扰、系统外部的非敌意干扰、 敌意干扰。
A = Gr 2 / 4 其中Gr为接收天线增益， 为 自由空间波长
代入Pr公式。得到： Pr = Gr GT PT ( / 4 d)2 令：
Pr / PT = Gr GT / LS 其中LS定义为自由空间传 播损耗。 则：
LS = (4 d / )2 = (4 f d / c )2
以分贝数表示：
引言（2）：无线通信信道的指标
传播衰减 －衰减的平均值 －衰减的最大值 －衰减的统计特性 传播延时 －延时的平均值 －延时的最大值 －延时的统计特性
延时扩展 －对信道色散效应的描 述 多普勒扩展 －对信道时变效应的描 述 干扰 －干扰的性质 －干扰的强度
引言（3）：无线传播信道的模型
h(, t) s(t)
R
实际地球半径
dn
折射率随高度的变化率
dh
K
等效地球半径因子
K一般取值为4 / 3
地面效应之一：费涅尔半径和余隙
利用波动光学的惠更 斯－费涅尔原理，在 遇到障碍物时将产生 附加损耗。 障碍物到T，R连线的 垂直距离为hc，称为 余隙。一阶费涅尔半 径为h1，定义hc/h1为 相对余隙。就可以从 右图求出附加损耗。
大气效应之二：雨雾衰减
无线通信原理双语讲义第一二讲
⽆线通信原理双语讲义第⼀⼆讲Course Code: B020305Course Title: Wireless Communications Principle and Practice (T. S. Rappaport 2004) Academic Year : 2015 Semester: 2Lecturer: Gao Huanqin (Room1610), College of Commu. and Inform.Engineering,NJUPT Lectures: 32 hours, lectured in English partially.E-mail Address: gaohq@/doc/e24373aa26fff705cc170ad9.html .au前⾔Preface (PP:1)本节课是本课程的第⼀堂课，介绍课程的相关信息；讲授第⼀章教学内容“⽆线通信概述”，它涉及英⽂教科书的第⼀、第⼆章内容。
Content（教学内容）s: Provide fundamental treatment about many practical and theoretical concepts that form the basis of wireless communications, especially fundamental cellular radio concepts such as frequency reuse. Propagation path loss prediction models for cellular networks, multiple access method. ⽆线通信基础相关的基本理论、概念与应⽤，突出基本概念与基础理论，例如蜂窝⽹中频率复⽤。
基础理论例如传播路径损耗预测模型，多址接⼊技术等。
Objective of the course（教学⽬标）: After the course the student has a good basic knowledge of cellular and personal communication systems and the systems evolving from it. Also, the student will get a basic knowledge of the design of cellular networks and understand the special requirements, which result from the mobile radio environment. 通过本课程的学习让同学了解⽆线蜂窝通信系统的基本概念、基础理论以及系统演进，了解移动⽆线环境下的蜂窝通信⽹络系统的设计及需求。
北大无线通信课件：第一章
1． 分集技术 2．智能天线 3．自适应算法 4．均衡器
*第七章 通信系统 第七章
1.第三代移动通信标准 TDD-WCDMA标准的介绍 2.OFDM system 3.Enhanced CDMA (1)SSS-CDMA (2)Pre-CDMA system
第一章 绪论
自从1897年 Guyliemo Marconi 成功开发了旨在 保持地面与英吉利海峡上航行船只连续通信的 无线电设备，人们开始了对移动通信技术和系 统应用的研究。由于世界上采用移动通信设备 的人数迅猛增长，随之而来的商业效应以其巨 大的动力推动了该领域科技发展。这种发展势 头比其他任何技术来得更猛。移动通信的工业 和经营业为适应市场需求而迅速膨胀。图1-1通 过市场比较的方法较为科学地描述了移动通信 的发展状况。
图1-1. 移动通信业与各种电子产品的发展状况的比较
一个国家的通信事业发展除了受市场的 影响外， 影响外，它还受到 （1）政府政策的制约 ） （2）技术实力的影响 ）
1934年，美国建立了194个调幅 (AM) 警属无线通信系 统提供58个州警站适用。 1935年， Edwin Armstrong 首次展示了他的调频（FM） 技术, 使得调频方法成为当时世界上主要的 无线通信信号调制手段。
1965年，AT&T Bell Labs 引入了蜂窝（Cellular）的概念后， 该技术称为频率重复使用技术（Frequency Reuse）。 1983年，Bell Labs在蜂窝概念的基础上建立了 Advanced Mobile Phone System (AMPS) 的通讯频率 设置在824-849 MHz之间(前向信道)和869-894 HMZ 之间(反向信道)。双向信道带宽为 60kHz。 1989年，移动通信得到了联邦政府允许1MHz带宽的增加。从 而完备了无线通信系统所需的频率资源。 1991年，U.S. Digital Cellular System 在美得到了应用。利用 数字信号（speech Coding & 1/4 PSK modulation）处 理和TDMA (Time Division Multiple Access, TDMA) 技术，将原来30kHz一个信道扩至三个信道。而后 的语音编码技术使通信信道增至为6。
*第七章 通信系统 第七章
1.第三代移动通信标准 TDD-WCDMA标准的介绍 2.OFDM system 3.Enhanced CDMA (1)SSS-CDMA (2)Pre-CDMA system
第一章 绪论
自从1897年 Guyliemo Marconi 成功开发了旨在 保持地面与英吉利海峡上航行船只连续通信的 无线电设备，人们开始了对移动通信技术和系 统应用的研究。由于世界上采用移动通信设备 的人数迅猛增长，随之而来的商业效应以其巨 大的动力推动了该领域科技发展。这种发展势 头比其他任何技术来得更猛。移动通信的工业 和经营业为适应市场需求而迅速膨胀。图1-1通 过市场比较的方法较为科学地描述了移动通信 的发展状况。
图1-1. 移动通信业与各种电子产品的发展状况的比较
一个国家的通信事业发展除了受市场的 影响外， 影响外，它还受到 （1）政府政策的制约 ） （2）技术实力的影响 ）
1934年，美国建立了194个调幅 (AM) 警属无线通信系 统提供58个州警站适用。 1935年， Edwin Armstrong 首次展示了他的调频（FM） 技术, 使得调频方法成为当时世界上主要的 无线通信信号调制手段。
1965年，AT&T Bell Labs 引入了蜂窝（Cellular）的概念后， 该技术称为频率重复使用技术（Frequency Reuse）。 1983年，Bell Labs在蜂窝概念的基础上建立了 Advanced Mobile Phone System (AMPS) 的通讯频率 设置在824-849 MHz之间(前向信道)和869-894 HMZ 之间(反向信道)。双向信道带宽为 60kHz。 1989年，移动通信得到了联邦政府允许1MHz带宽的增加。从 而完备了无线通信系统所需的频率资源。 1991年，U.S. Digital Cellular System 在美得到了应用。利用 数字信号（speech Coding & 1/4 PSK modulation）处 理和TDMA (Time Division Multiple Access, TDMA) 技术，将原来30kHz一个信道扩至三个信道。而后 的语音编码技术使通信信道增至为6。
无线通信原理第二单元
UHF 无 短 高 一般 好 最佳
800/900 MHz 无 短 高 一般 一般 最佳
频谱管理
信道容量
信道容量是指分配给同一频率的用户数量。
频谱管理（续一）
为什么需要频率分配？
•
任何无线系统开始运作前，都必须取得频谱许可证。 系统应该在一个支持它的功能的频带内运作，并清除潜在干扰 台。
•
频谱管理（续二）
频带特征
• 对于无线通信来说很重要的频带特征是：
– 传播 – 噪声 – 传送距离
频带特征（续一）
• •
一种无线波相对于障碍物的传播方式，障碍物包括大气。 三种类型
i.
地波传播
ii. 天波传播 iii. 视线传播
频率越低
衰减(信号损失)越 小
频带特征（续二）
i. 地波传播
• 无线电波能沿着地球曲面传播到很远的地方。 • 在300千赫以下，情况正好相反。
由于地球曲面、高度、传送距离而对应的最大阻塞距离
低频
高频
障碍物
频带特征（续五）
总结–传播特征
地波 300 KHz以下 世界范围通信
天波
300 KHz - 30 MHz
电视广播
视线
30 MHz - 900 MHz
无线通信
频带特征（续六）
电磁噪声干扰来自机器和发动机
频带特征（续七）
噪声（续）
• • 在城区噪声比较高。 噪声对接收机有影响，对发射机没有影响。
•
提高频率有助于降低噪声。
频带特征（续八）
噪声（续）
• 在边缘地区地区噪声问题可能会很严重。 – 噪声来自各个方向 • • 如果有用信号与噪声相比太弱，最终会被噪声淹没。 使用增益天线可以解决这个问题 – 增益天线放大来自所需方向的信号
北邮杨鸿文老师通信原理讲义-2
(6)
∞
∑ 其 中 b (t ) = an g (t − nTb ) 是 单 极 性 NRZ 码 ， an ∈{0,1} ， g (t ) 是 矩 形 脉 冲 。 n=−∞
∞
∑ b (t ) = an g (t − nTb ) ， an 是 an 二进制取反。这个式子表明 2FSK 是两个 OOK 之和。 n=−∞
二 OOK
1. OOK 信号
OOK 信号可建模为 DSB 调制：
s (t ) = b (t ) cos 2π fct
(1)
∞
∑ 其中 b (t ) = an g (t − nTs ) 是单极性 PAM 信号， an ∈{0,1} 。一般情况下， g (t ) 是持续 n=−∞
时间为 Ts = Tb 的 NRZ 脉冲。本章主要考虑调制解调问题，故除非另有说明，默认基带脉冲
s
(
t
)
=
⎪⎨⎧s1 ⎪⎩
(
t
)
= s2
g (t ) cos (t) = 0
ωct
发1
，
发0
(3)
其中 g (t ) 是基带脉冲形状。有脉冲/无脉冲谁对应 1，谁对应 0 无关紧要。对于 NRZ 矩形脉
冲，上式又可写成
s
(
t
)
=
⎧⎪⎨s1 ⎪⎩
(
t) = s2 (
A
t)
cos =0
ωct
发1 发0 ， 0 ≤ t ≤ Tb
3/6
<清北启航 >
Lecture Notes for 04116~04118
<清北启航 >
#24
2006/12/03
对于式(5)所示的相位不连续 FSK 信号，它是任意二元信号的一个例子。根据先前所讲， 它的最佳接收是扣除均值成分后对信号的差进行匹配接收，也可以等效成两个支路，每个支
无线通讯类高等数学教材
无线通讯类高等数学教材无线通信类高等数学教材无线通信是现代社会中不可或缺的一部分，它在各个领域发挥着重要作用。
而高等数学作为无线通信的基础学科，更是无线通信工程师必不可少的知识。
本教材将全面介绍无线通信中所需要的高等数学知识，以帮助读者更好地理解和应用无线通信技术。
第一章微积分1.1 导数和微分在无线通信中，信号的变化率是十分重要的，而微积分正是用来研究变化率的工具之一。
本节将介绍导数和微分的基本概念，并讲解其在无线通信中的应用。
1.2 极限和连续性无线通信系统中，信号的极限行为和连续性是需要被严格考虑的。
本节将对极限和连续性的概念进行详细讲解，并提供与无线通信相关的具体例子。
1.3 偏导数和全微分在无线通信系统中，往往需要同时考虑多个变量对系统性能的影响。
本节将引入偏导数和全微分的概念，以帮助读者理解和分析多变量函数在无线通信中的应用。
1.4 积分与无线通信无线通信系统中，对信号的积分和累积有时是必要的。
本节将介绍不定积分和定积分的概念，以及其在无线通信技术中的具体应用，如信号处理和信道估计等。
第二章线性代数2.1 矩阵与向量在无线通信系统中，往往需要对信号进行向量化处理。
本节将介绍矩阵和向量的基本概念，并讲解其在无线通信中的具体应用，如信道矩阵表示和向量信号处理等。
2.2 矩阵变换与特征值分解在无线通信系统中，矩阵变换和特征值分解是非常常见的操作。
本节将介绍矩阵的常见变换，如旋转、缩放和投影等，并讲解其在无线通信中的实际应用。
2.3 线性方程组的求解在无线通信系统中，往往需要求解大规模的线性方程组以得到系统的解。
本节将介绍线性方程组的求解方法，如高斯消元法和矩阵求逆等，并提供其在无线通信系统中的具体应用。
第三章概率论与随机过程3.1 概率与随机变量在无线通信系统中，信号往往受到噪声的干扰。
本节将介绍概率和随机变量的概念，并讲解其在无线通信系统中的应用，如信号检测和误码率分析等。
3.2 概率分布与统计特性在无线通信系统中，往往需要对随机信号进行概率分布和统计特性的分析。
无线通信原理第二章
技术实现信息的传递。
调制方式
主要包括振幅键控（ASK）、频 移键控（FSK）和相移键控 （PSK）等。
应用场景
广泛应用于移动通信、卫星通 信、无线局域网等领域。
优缺点
优点是抗干扰能力强、传输质 量高；缺点是传输距离相对较
短，且需要较高的带宽。
扩频传输技术
原理
实现方式
应用场景
通过将信号频谱扩展至远大 于信息带宽的方式，提高信 号的抗干扰能力和安全性。
时延
数据从发送端传输到接收端所需的时间，对于实时性要 求较高的应用具有重要意义。
ABCD
误码率
传输过程中发生错误的比特数与总传输比特数之比，反 映了系统的可靠性。
评估方法
包括仿真评估、实验评估、理论分析等，用于定量或定 性地评价系统性能。
链路预算与覆盖规划
01
02
03
链路预算
分析无线通信系统中各个 环节的信号衰减和增益， 确保信号在传输过程中满 足质量要求。
频分多址的原理与应用
频分多址是将信道划分为多个频段，每个用户占 用一个频段进行通信，适用于模拟通信系统。
码分多址的原理与应用
码分多址是利用不同的扩频码来区分不同用户的 通信，具有抗干扰能力强、频谱利用率高等优点 ，广泛应用于3G、4G等移动通信系统中。
03 无线传输技术
模拟传输技术
01
02
03
04
数字中频接收机
将中频信号数字化处理，提高抗干 扰能力和灵活性。
03
02
直接转换式接收机
结构简单、成本低，但选择性较差， 易受干扰。
软件无线电接收机
基于软定义无线电技术，可实现 多模式、多频段接收。
04
调制方式
主要包括振幅键控（ASK）、频 移键控（FSK）和相移键控 （PSK）等。
应用场景
广泛应用于移动通信、卫星通 信、无线局域网等领域。
优缺点
优点是抗干扰能力强、传输质 量高；缺点是传输距离相对较
短，且需要较高的带宽。
扩频传输技术
原理
实现方式
应用场景
通过将信号频谱扩展至远大 于信息带宽的方式，提高信 号的抗干扰能力和安全性。
时延
数据从发送端传输到接收端所需的时间，对于实时性要 求较高的应用具有重要意义。
ABCD
误码率
传输过程中发生错误的比特数与总传输比特数之比，反 映了系统的可靠性。
评估方法
包括仿真评估、实验评估、理论分析等，用于定量或定 性地评价系统性能。
链路预算与覆盖规划
01
02
03
链路预算
分析无线通信系统中各个 环节的信号衰减和增益， 确保信号在传输过程中满 足质量要求。
频分多址的原理与应用
频分多址是将信道划分为多个频段，每个用户占 用一个频段进行通信，适用于模拟通信系统。
码分多址的原理与应用
码分多址是利用不同的扩频码来区分不同用户的 通信，具有抗干扰能力强、频谱利用率高等优点 ，广泛应用于3G、4G等移动通信系统中。
03 无线传输技术
模拟传输技术
01
02
03
04
数字中频接收机
将中频信号数字化处理，提高抗干 扰能力和灵活性。
03
02
直接转换式接收机
结构简单、成本低，但选择性较差， 易受干扰。
软件无线电接收机
基于软定义无线电技术，可实现 多模式、多频段接收。
04
无线通信基础_教学课件_2
45
50
多径时延大于脉冲宽度
第23页 共102页
第二章 无线信道的特性 4、多径时延（时间色散）
路径2 路径1 路径3
1 0 -1 0 1 0 -1 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 5 10 15 20 25 30 35 40 45
2.1 多径传播环境
50
50
基站 (BS)
例如GSM：fc=900MHz,τ≈0.55ns，Δd=16.7cm
第15页 共102页
第二章 无线信道的特性 3、衰落（Fading）—— 小尺度衰落
2.1 多径传播环境
r (t ) 1 cos(2 fct ) 2 cos(2 fc (t )) 两个矢量求和，则有接收信号：r (t ) cos(2 fct )
2.4.1 自由空间传播模型（教材2.4.1） 2.4.2 光滑平面上的电波传播（教材2.4.2）
2.4.3 带有阴影的对数距离路径损耗
（教材2.4.3，2.4.6 ）
2.4.4 室外/室内传播模型（教材2.4.4/ 2.4.5）
第29页 共102页
2.4 大尺度路径损耗与阴影衰落
第二章 无线信道的特性
多径时延小于脉冲宽度
第25页 共102页
第二章 无线信道的特性 5、多普勒频移（频率色散）
2.1 多径传播环境
当发射机与接收机之间有相对运动时，收到的 电波将发生频率的变化，此变化称为多普勒频移。
S
Vf c 多普勒频率：f d cos (t ) c
l (t ) X d V
Y
第26页 共102页
多径时延小于脉冲宽度
第24页 共102页
第二章 无线信道的特性 4、多径时延（时间色散）
无线通信基础知识ppt课件
最新版整理pΒιβλιοθήκη t30（一）互调干扰
▪ 1.互调干扰的概念 ▪ 互调干扰的基本原因是由于部件的非线性引起的，
由于多个信号加至非线性器件上产生大量组合频 率，与有用信号频率相近的组合频率(互调产物) ， 对系统造成干扰就是互调干扰。
最新版整理ppt
31
▪ （二）邻道干扰 ▪ （1）邻道干扰概念 ▪ 所谓邻道干扰是相邻的或邻近频道的信号相互干扰。 ▪ （二）邻道干扰 ▪ （1）邻道干扰概念 ▪ 所谓邻道干扰是相邻的或邻近频道的信号相互干扰。无线通信系统
音乐、图像等基带信号。由无线通信理论可知，当天线
的几何尺寸和要传递的电信号的波长相近时，电信号才
能有效地从天线从以电磁波的形式辐射出去。以语音信
号为例，语音信号变换为电信号后其频率范围从几十赫
到几千赫，一般将300Hz到3000Hz的频率发送出去即可
取得较满意的话音传输效果，但300Hz到3000Hz电信号
最新版整理ppt
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第九节 噪声和干扰
▪ 一、噪声 ▪ 噪声是一种随机信号，其频谱分布于整个
无线电工作频率范围，因此它是影响各类 收信机性能的主要因素之一。 ▪ 一般可分为：① 内部噪声；②自然噪声； ③ 人为噪声。
最新版整理ppt
29
二、干扰
▪ 在无线电通信网中，由于众多电台之间的 相互作用，相互影响，可产生互调干扰、 阻塞干扰、邻道干扰和同频干扰，其中互 调干扰、阻塞干扰和同频干扰对通信网影 响较严重，应格外注意。
▪ 无线电接收机的工作过程正好与发射机工作过程 相反，它的任务是将天线接收下来的高频电信号， 经变换与放大，还原为原来的音频信号。
▪ 移动通信电台接收机基本上都采用二次变频的超 外差式接收机，其组成如图2-4所示
第2章无线通信技术基础ppt课件
i 1
i 1
22
进一步地：
R ( t ) x c ( t ) cc ( o t ) x s ( t s ) sc i ( t ) n U ( t ) cc t o ( t ) s]
其中： n
xc (t ) Ri (t ) cos i (t )
i 1
U (t)
x
2 c
(
t
)
x
2 s
第二章 无线通讯技术根底
• 本章涉及的主要问题: • 点对点无线通讯包含的主要处置环节有
哪些?
• 什么是扩频通讯? • 信令在通讯网的作用是怎样的? • 电波传播的根本特性
1
•2.1 无线通讯信号处置流程
语音
语音 编码
信道 编码
调制
语音
语音 解码
信道 解码
解调
功率 放大
无 线 传 输
接纳
存在于基站与挪动终端的通讯过程中的点对点通讯，包括了编码 、调制、同步、平衡等根本通讯技术。
4
•2.4 调制和解调
– 定义：利用数字信号来控制载波的振幅、频率或相位
，可分为移幅键控(ASK)、移频键控(FSK)和移相键控 (PSK);
– 各系统采用的方式： –PHS： /4-QPSK； – GSM：GMSK〔高斯滤波的最小移频键控〕； – CDMA：QPSK/OQPSK – 解调方式： – 相关解调：利用本地同频率/相位的载波； – 非相关解调：微分电路+包络检波；
• 例： • 有线 网的拨号音、忙音、拨号、振铃、回铃等。
• 信令系统与用户信息传输系统是二个相伴随的系统共同构成
整个通讯系统。信令系统可以看成整个通讯系统的神经中枢
。
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《移动通信》第二讲
蜂窝系统概念
马猛 2010-03
1
内容
1
2 3 4 5 6
2
频率复用 信道分配及切换 干扰和系统容量
中继和系统容量 提高蜂窝系统的容量 小结
I. 频率复用
早期的移动通讯设计思想 是用安装在高塔天线大功 率发射的方法尽可能地覆 盖大的通讯面积。这种方 法确实可以实现大面积覆 盖，但是它排除了频率再 使用的可能性。 70年代Bell Lab在纽约 的移动通信系统虽可覆盖 上千平方英里的范围，但 仅能提供12个通信业务信 道。 单基站的大区制 覆盖面积大 系统容量低
3
I. 频率复用
蜂窝系统 （Cellular System） 覆盖面积小 系统容量高
蜂窝小区1
蜂窝小区2 蜂窝小区8 蜂窝小区3 蜂窝小区5 蜂窝小区4
蜂窝小区7 蜂窝小区9 蜂窝小区6
4
I. 频率复用
蜂窝技术是将有限的无线频谱资源在空间上重复 使用，以提高通信容量的一种方法。 频率复用是蜂窝系统提高通信容量的关键。 两个问题： 如何划分小区区域？ 如何分配频率？
10
I. 频率复用
簇（Cluster）的概念
共同使用全部可用频率 的N个小区称为一个簇。 整个区域的覆盖就通过 簇的平移复制而成。 簇中小区的个数N 称为 簇尺寸。 不同簇之间使用相同频 率的小区的最小距离D称 为再用距离。
f4 f2 f4 f2 f4 f3
f3 f1 f3 f1
f1
14
I. 频率复用
例题：一个FDD蜂窝电话系统，总带宽为33MHz，使用 两个25kHz作为双向的话音和控制信道，当系统为（a） 4小区复用，（b）7小区复用时，计算每个小区中可用信 道的数目。如果其中已有1MHz作为控制信道用，确定在 以上系统中，每个小区的控制信道和话音信道的均匀分配 方案。 解：一对双向信道带宽：25kHz × 2＝50kHz 总共可用信道＝33000/50=660 个信道 （a） N＝4 每个小区信道数目＝660/4＝165个信道 （b） N＝7 每个小区信道数目＝660/7＝95个信道
5
I. 频率复用 划分区域要求： 无缝无重叠覆盖 覆盖效率－－接近圆形
• 天线辐射图决定了小区大致的形状 • 假定所有基站都采用中心激励的全向天线、 相同的发射功率，理想传播环境，这时每个 基站所能被接收的功率大于某个门限的区域 构成一个圆形的小区。
6
I. 频率复用
蜂窝小区的形状：可重排实现无缝覆盖的图形中，六边形 最接近圆形
19
II. 信道分配及切换
设定某个略强于接收机可接受服务质量的 最小可用信号作为切换门限，接收信号低 于门限值则进行切换。 为防止不必要的切换和切换掉机，切换信 号门限是经过仔细策划而设置的。首先， 切换必须在信号衰落到原BS可容忍的最 p 小接收值，表示为 min （通常为 -90dBm ~ -100dBm）之前完成。设切换门限 为 ph ，则 ph pmin
在无线蜂窝系统中，每个小区需要使用一个频率 （对TDD），或一对频率（对FDD），在对基站发射 功率严格控制的情况下，相隔距离足够远的两个小 区，可以重复使用这个频率，以提高频谱资源的利 用率。这种方法称为蜂窝系统的频率再用 （Frequency reuse)。
9
I. 频率复用
同频小区的干扰是需 要考虑的一个重要问 题； 为减小临小区同频干 扰，需要加大同频小 区的距离； 同频小区之间用其它 频率的小区隔离。
7
I. 频率复用
从几何球状问题的角度，六边形的小区布置最有 利于减小小区之间的干扰。 实际小区的划分 实际小区的形状是不规则的； 通常允许将基站安置的位置与理论上的位置有 1/4小区半径的偏差。
8
I. 频率复用
频率复用（ Frequency Reuse ，或称频率 再用）原理
N i ij j 2
2
N=4
N=7
同频复用比例：
Q D / R 3N
R：小区半径， D：频率再用距离
N=12 N=12
13
I. 频率复用
频率复用对蜂窝系统容量的影响
设：在蜂窝系统中，每个小区有k个信道，由N个小区 组成一个簇，在这个簇中共有S个不同信道，即： S = kN 如果这个簇被重复使用了M 次，总共的信道个数为： C = MS = MkN 结论： 整个系统容量正比于复用次数M。在总信道数S一定 的情况下，M越大总容量越大； 如果保持容量C不变，减小N 则须使M值增大。这 种作法相当于在保持系统通信容量不变的前提下， 减少使用不同信道的小区个数，则这些信道的重复 用次数必须增加，即：频率复用效率增加。 定义：频率复用因子为 1/N。
17
II. 信道分配及切换 考虑到干扰抑制、容量最大化等因素，信 道分配策略要复杂得多 用户之间互干扰的抑制； 信道的自适应分配
18
II. 信道分配及切换 切换 当移动站在不中断通讯的情况下从一小 区穿进另一小区时，MSC自动地将这个 通讯业务切换到第二小区的一个信道上 的过程称之为切换。 这个过程不仅包括识别一个新的BS过程。 而且还包括把语音信道和控制信令信道 同时切换到另一个BS上的过程。
15
I. 频率复用
控制信道：1MHz带宽，1000/50＝20个信道 当N＝4时，每个小区分5个控制信道和160个话音 信道。
16
II. 信道分配及切换
信 道 分 配 策 略 Strategies) (Channel Assignment
固定分配策略 每一小区事先分配了一定数量的信道。任何从呼叫到通 讯建立都必须建立在本小区有空闲信道的基础之上。否 则，呼叫将被拒绝。 动态分配策略 在本小区无空闲信道的情况下，通过MSC到相邻近小区 中借用一个信道使通讯得以建立。 MSC分配频率条件：1. 小区没有使用该频率，2. 最小 频率复用距离内的小区也没使用该频率。 缺点：增大了MSC的处理负担。
f3 f1 f3 f1
f2 f4 f2
f3
f1 f3 f1
D
f4
f2
N＝4
11
I. 频率复用
•如何进行频率再用
f1 f1 f1 f1源自f1f1i=1,j=1; N＝3; D=3R
12
I. 频率复用
每个簇的小区数量N必须 满足： 其中 i和 j 分别为沿小区的 一个链路跨越 i 个小区, 再逆时针旋转60度跨越 j 个小区。典型值：1，3， 4，7，12.
蜂窝系统概念
马猛 2010-03
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内容
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2 3 4 5 6
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频率复用 信道分配及切换 干扰和系统容量
中继和系统容量 提高蜂窝系统的容量 小结
I. 频率复用
早期的移动通讯设计思想 是用安装在高塔天线大功 率发射的方法尽可能地覆 盖大的通讯面积。这种方 法确实可以实现大面积覆 盖，但是它排除了频率再 使用的可能性。 70年代Bell Lab在纽约 的移动通信系统虽可覆盖 上千平方英里的范围，但 仅能提供12个通信业务信 道。 单基站的大区制 覆盖面积大 系统容量低
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I. 频率复用
蜂窝系统 （Cellular System） 覆盖面积小 系统容量高
蜂窝小区1
蜂窝小区2 蜂窝小区8 蜂窝小区3 蜂窝小区5 蜂窝小区4
蜂窝小区7 蜂窝小区9 蜂窝小区6
4
I. 频率复用
蜂窝技术是将有限的无线频谱资源在空间上重复 使用，以提高通信容量的一种方法。 频率复用是蜂窝系统提高通信容量的关键。 两个问题： 如何划分小区区域？ 如何分配频率？
10
I. 频率复用
簇（Cluster）的概念
共同使用全部可用频率 的N个小区称为一个簇。 整个区域的覆盖就通过 簇的平移复制而成。 簇中小区的个数N 称为 簇尺寸。 不同簇之间使用相同频 率的小区的最小距离D称 为再用距离。
f4 f2 f4 f2 f4 f3
f3 f1 f3 f1
f1
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I. 频率复用
例题：一个FDD蜂窝电话系统，总带宽为33MHz，使用 两个25kHz作为双向的话音和控制信道，当系统为（a） 4小区复用，（b）7小区复用时，计算每个小区中可用信 道的数目。如果其中已有1MHz作为控制信道用，确定在 以上系统中，每个小区的控制信道和话音信道的均匀分配 方案。 解：一对双向信道带宽：25kHz × 2＝50kHz 总共可用信道＝33000/50=660 个信道 （a） N＝4 每个小区信道数目＝660/4＝165个信道 （b） N＝7 每个小区信道数目＝660/7＝95个信道
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I. 频率复用 划分区域要求： 无缝无重叠覆盖 覆盖效率－－接近圆形
• 天线辐射图决定了小区大致的形状 • 假定所有基站都采用中心激励的全向天线、 相同的发射功率，理想传播环境，这时每个 基站所能被接收的功率大于某个门限的区域 构成一个圆形的小区。
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I. 频率复用
蜂窝小区的形状：可重排实现无缝覆盖的图形中，六边形 最接近圆形
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II. 信道分配及切换
设定某个略强于接收机可接受服务质量的 最小可用信号作为切换门限，接收信号低 于门限值则进行切换。 为防止不必要的切换和切换掉机，切换信 号门限是经过仔细策划而设置的。首先， 切换必须在信号衰落到原BS可容忍的最 p 小接收值，表示为 min （通常为 -90dBm ~ -100dBm）之前完成。设切换门限 为 ph ，则 ph pmin
在无线蜂窝系统中，每个小区需要使用一个频率 （对TDD），或一对频率（对FDD），在对基站发射 功率严格控制的情况下，相隔距离足够远的两个小 区，可以重复使用这个频率，以提高频谱资源的利 用率。这种方法称为蜂窝系统的频率再用 （Frequency reuse)。
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I. 频率复用
同频小区的干扰是需 要考虑的一个重要问 题； 为减小临小区同频干 扰，需要加大同频小 区的距离； 同频小区之间用其它 频率的小区隔离。
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I. 频率复用
从几何球状问题的角度，六边形的小区布置最有 利于减小小区之间的干扰。 实际小区的划分 实际小区的形状是不规则的； 通常允许将基站安置的位置与理论上的位置有 1/4小区半径的偏差。
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I. 频率复用
频率复用（ Frequency Reuse ，或称频率 再用）原理
N i ij j 2
2
N=4
N=7
同频复用比例：
Q D / R 3N
R：小区半径， D：频率再用距离
N=12 N=12
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I. 频率复用
频率复用对蜂窝系统容量的影响
设：在蜂窝系统中，每个小区有k个信道，由N个小区 组成一个簇，在这个簇中共有S个不同信道，即： S = kN 如果这个簇被重复使用了M 次，总共的信道个数为： C = MS = MkN 结论： 整个系统容量正比于复用次数M。在总信道数S一定 的情况下，M越大总容量越大； 如果保持容量C不变，减小N 则须使M值增大。这 种作法相当于在保持系统通信容量不变的前提下， 减少使用不同信道的小区个数，则这些信道的重复 用次数必须增加，即：频率复用效率增加。 定义：频率复用因子为 1/N。
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II. 信道分配及切换 考虑到干扰抑制、容量最大化等因素，信 道分配策略要复杂得多 用户之间互干扰的抑制； 信道的自适应分配
18
II. 信道分配及切换 切换 当移动站在不中断通讯的情况下从一小 区穿进另一小区时，MSC自动地将这个 通讯业务切换到第二小区的一个信道上 的过程称之为切换。 这个过程不仅包括识别一个新的BS过程。 而且还包括把语音信道和控制信令信道 同时切换到另一个BS上的过程。
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I. 频率复用
控制信道：1MHz带宽，1000/50＝20个信道 当N＝4时，每个小区分5个控制信道和160个话音 信道。
16
II. 信道分配及切换
信 道 分 配 策 略 Strategies) (Channel Assignment
固定分配策略 每一小区事先分配了一定数量的信道。任何从呼叫到通 讯建立都必须建立在本小区有空闲信道的基础之上。否 则，呼叫将被拒绝。 动态分配策略 在本小区无空闲信道的情况下，通过MSC到相邻近小区 中借用一个信道使通讯得以建立。 MSC分配频率条件：1. 小区没有使用该频率，2. 最小 频率复用距离内的小区也没使用该频率。 缺点：增大了MSC的处理负担。
f3 f1 f3 f1
f2 f4 f2
f3
f1 f3 f1
D
f4
f2
N＝4
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I. 频率复用
•如何进行频率再用
f1 f1 f1 f1源自f1f1i=1,j=1; N＝3; D=3R
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I. 频率复用
每个簇的小区数量N必须 满足： 其中 i和 j 分别为沿小区的 一个链路跨越 i 个小区, 再逆时针旋转60度跨越 j 个小区。典型值：1，3， 4，7，12.