无线通信技术基础知识
无线通信知识点总结
无线通信知识点总结
一、无线通信概述
无线通信是指通过无线电波传输信息的通信方式。无线通信广泛应用于移动通信、卫星通信、无线局域网、物联网等各个领域。无线通信技术的发展历程可以追溯至19世纪初,随着科学技术的进步和电子通信技术的发展,无线通信不断得到改进和完善,为人们的生活和工作带来了巨大便利。
二、无线通信基本原理
1. 无线电波的发射与接收
无线通信中的信息传输是通过无线电波进行的。发射无线电波需要一个发射器,而接收无线电波需要一个接收器。发射器将模拟信号或数字信号转换成无线电波,并通过天线进行辐射。接收器则用天线接收无线电波,并将其转换成模拟信号或数字信号,被传输到接收端。
2. 调制与解调
调制是将要传输的信息信号与载波信号结合在一起的过程。调制技术主要包括幅度调制(AM)、频率调制(FM)和相移调制(PM)。解调则是将接收到的调制信号分离成原始信息信号和载波信号的过程。
3. 多路复用
多路复用是将多个信号通过同一信道进行传输的技术。常见的多路复用技术包括频分复用(FDMA)、时分复用(TDMA)、码分复用(CDMA)等。
4. 数字调制
数字调制是将数字信号转换成模拟信号的过程。常见的数字调制方式有脉冲编码调制(PCM)和正交频分复用(OFDM)等。
5. 天线技术
天线是无线通信中非常重要的组成部分,它能够将电磁波转化为电信号,或将电信号转化为电磁波。常见的天线形式包括全向天线、定向天线和扇形天线等。
6. 信道编码
信道编码是为了提高信道传输的可靠性而对数字信息进行编码的技术。常见的信道编码技术包括奇偶校验码、卷积码和低密度奇偶校验(LDPC)码等。
无线通信专业(专业基础知识和专业技术知识)
一、无线通信专业
(一)无线通信专业基础知识
1.无线通信原理:
(1)无线收发信设备知识;
(2)无线信道的特性;
(3)调制技术;
(4)编码技术;
(5)天线基本原理及相关参数;
(6)跳频技术。
2.无线通信系统基础知识:
(1)无线通信传输系统的组成及工作原理;
(2)无线通信系统的制式、性能及分布状况、系统联网常识;
(3)无线接口信令;
(4)各种传输方式;
(5)无线通信系统工作原理;
(6)无线通信系统网络结构。
3.无线通信业务知识:
(1)移动交换机的组成及电路结构;
(2)移动交换机的工作原理;
(3)移动交换机的维护常识;
(4)相关仪器、仪表的使用和基本知识。
4.各种传输方式、工作原理、网络结构。
5.其他知识:
本专业维护规程。
(二)无线通信专业技术知识
无线通信专业分为无线传输系统、微波传输系统、卫星通信传输系统、无线接入四个职业功能,每个职业功能还分为不同的工作内容。每个工作内容为一个考试模块,考生只需选择某一考试模块参加考试。
一、无线传输系统
●工作内容:长波、中波、短波、超短波
●专业能力要求:1.掌握测试仪表、工具的使用方法。
2.能够对分析测试结果,提出改进质量的技术措施。
3.掌握设备的软硬件构成及所使用的软件语言。
4.掌握各种电源设备的工作原理和性能。
5.熟练掌握主要测试仪表的原理和使用方法。
6.具备主持制定大中型工程计划并组织实施的能力。
7.完成设备的大修、更新、改造,组织新设备的安装、测试开通。
●相关知识:1.电波传播特性。
2.针对大功率发射机设备的风冷、水冷循环系统原理。
3.无线通信原理。
无线通信基础知识
折射
电磁波在传播时,遇到墙体等障碍物,就会穿过障碍物继续传播,这种现象就称为折射,电磁波的折射和光线 在透明物体中的折射有很强的类似性。如图2.4所示:
2.2.2 无线电磁波的衰落和分集技术
• 无线信号从天线到用户之间的信道衰落,按 照衰落特性的不同,可以分为慢衰落和快衰 落两种。
11
慢衰落
由地形和障碍物阻挡而造成的阴影效应,致使接收到的信号强度下降,信号强度随地理环境的改变而缓慢变化,这 种衰落称为慢衰落,又称为阴影衰落。慢衰落的场强中值服从对数正态分布,且与位置和地点相关,衰落的速度取 决于移动台的速度,它反映了传播在空间距离的接收信号电平值的变化趋势。
• 5. 干扰:包括干扰的性质以及干扰的强度
2.3.2 无线信道模型
• 无线信道模型一般可分为室内传播模型和室外传播模型,后者又可以分为宏蜂窝模型和微蜂窝模型。
• 1) 室内传播模型:室内传播模型的主要特点是覆盖范围小、环境变动较大、不受气候影响,但 受建筑材料影响大。典型模型包括:对数距离路径损耗模型、Ericsson多重断点模型等;
快衰落
由于多径效应,导致在接收点合成波的振幅和相位,随移动台的运动而剧烈变化 ,这种由多径效应而 导致的衰落称为快衰落,又因其场强中值服从瑞利分布,故也称为瑞利衰落。它主要反映微观小范围 内几个波长量级接收电平的均值变化趋势。快衰落可以细分为以下3类: (1)时间选择性衰落:移动台快速移动时,由于多普勒效应导致频率扩散,从而引起的衰落。时间 选择性衰落在移动台高速运动时影响较大。 (2)空间选择性衰落:由于多径效应,导致在不同地点的传输路径衰落特性不相同。它是产生红灯 效应的主要原因。 (3)频率选择性衰落:不同的频率在同一空间传播时,其衰落也各不相同,这种现象就是频率选择 性衰落。往往空间环境越复杂,频率选择性衰落越强。
无线通信应知应会
趋肤效应: skin Effect 从一个导体的横截面看,导体中心的感抗对交流电的阻碍作用比外层或表面大很多。 交流电通过导体时,导体表面电流密度大,中心电流密度小的这种现象。 峰均比: peak-to-average ratio,PAR 在一定概率下(通常取0.01%)的峰值功率跟系统总的平均功率的比 峰值因子:Crest Factory,CF 在概率为0.01%处的PAR 峰均比过大影响射频器件的应用效率
自由空间传播模型:Free Space Propagation Model 理想型 自由空间传播损耗:发射点的无线信号在整个球面内均匀地向外扩散,扩散到接收 天线处,落在天线有效接收面积上的能量与发射总能量的比。 损耗指与距离、电波频率有关系。
第一篇.无线基础篇
1.4无线传播建模-成本利润模型
• 第1章 无线电波传播
射线跟踪模型:Ray Tracing Model,RTM 在分析某种场景下,无线电波从发射点传播到接收点,理论上所有可能的传播途径, 包括直射、反射、绕射等,在接收点进行信号叠加,计算出接收信号场强。 包括Volcano模型、Wavesight模型、Winprop模型 奥村模型: Okumura Model SPM: Standard Propagation Model 标准传播模型 李氏准则: lee’s Criteria
第一篇.无线基础篇
1.2电磁波的传播:台球运动
无线通信的知识点整理
无线通信的知识点整理
无线通信是指通过无线电波等无线方式传输信息的通信方式,它是
现代社会中不可或缺的一部分。随着科技的不断进步,无线通信技术
也在不断发展和创新。本文将对无线通信的一些基本知识点进行整理
和介绍。
一、无线通信的定义和分类
无线通信是一种通过无线电波将信息从一个地点传输到另一个地点
的通信方式。根据通信距离的不同,无线通信可分为远程无线通信、
近程无线通信和局域无线通信等。
1.远程无线通信:远程无线通信主要是指长距离的通信,如卫星通信、移动通信等。这种通信方式适用于需要进行遥远距离信息传输的
场景。
2.近程无线通信:近程无线通信通常用于相对较近的通信距离,如
蓝牙通信、红外线通信等。这种通信方式适用于需要在相对近的范围
内进行信息传输的场景。
3.局域无线通信:局域无线通信是指在一个有限的区域内进行通信,如Wi-Fi通信、无线传感器网络等。这种通信方式适用于需要在特定范围内进行信息传输的场景。
二、无线通信的基本原理
无线通信的基本原理是通过无线电波传输信息。在通信过程中,需要经历信号的调制、传输、接收和解调等过程。
1.调制与解调:调制是将要传输的信息转化成适合无线传输的信号形式,例如将模拟信号转换为数字信号。解调则是将接收到的信号转换为原始信息。
2.传输与接收:传输过程中,信息通过无线电波等传播介质发送出去,在接收端通过天线接收到信号。天线将接收到的信号转换成电信号,并传送到接收设备。
三、无线通信的常见技术和应用
无线通信涉及众多技术和应用,下面将简要介绍一些常见的技术和应用。
1.移动通信技术:移动通信技术是指通过无线方式实现移动设备间的通信。其中包括2G、3G、4G和5G等不同代的移动通信技术,每一代技术都在无线传输速度、覆盖范围和用户体验等方面有所提升。
无线通信基础知识
无线通信基础知识
无线通信是指通过无线电波进行信息传输的一种通信方式。它的优点
是可以免去布线的繁琐工作,使得通信更加便捷和灵活。在现代社会中,无线通信已经成为人们生活中不可或缺的一部分,如移动电话、
Wi-Fi网络、蓝牙设备等。
无线通信技术主要包括以下几个方面:
1. 传输介质:无线电波是无线通信的传输介质。它们是由电场和磁场
交替变化形成的电磁波。
2. 调制技术:调制技术是将数字或模拟信号转换成适合于在无线电波
中传输的形式。常见的调制技术有振幅调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)等。
3. 天线技术:天线是将电能转换成电磁波并向空间辐射出去的装置。
不同类型的天线适用于不同频率范围内的通信。
4. 信道:在无线通信中,信道指信息从发送端到接收端所经过的路径。由于空气中存在各种干扰因素,如多径效应、衰落等,导致信息传输
的可靠性受到影响。
5. 编码技术:编码技术是将原始信息转换成一定规则下的编码形式,以提高信息传输的可靠性和安全性。常见的编码技术有卷积码、纠错码等。
6. 调制解调器:调制解调器是无线通信系统中必不可少的设备,用于将数字信号转换成模拟信号,并将其发送到天线上进行传输。同时,在接收端,调制解调器还能将接收到的模拟信号转换成数字信号。
7. 无线网络:无线网络是指利用无线通信技术连接多个设备并进行数据交换的网络。常见的无线网络包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等。
总而言之,了解无线通信基础知识可以帮助我们更好地理解现代通信技术,并更好地应用于我们日常生活中。
无线通信的基本原理
无线通信的基本原理
无线通信是指通过无线电波或其他电磁波来传输信息的一种通信方式。其基本原理包括以下几个方面:
1. 模拟信号和数字信号:无线通信可以传输模拟信号或数字信号。模拟信号是连续变化的电信号,可以直接传输声音、图像等信息。数字信号是离散的电信号,通过将模拟信号进行数字化编码后传输,主要用于传输计算机数据。
2. 调制与解调:在无线通信中,信息信号需要通过调制来转换为适合传输的高频信号。调制将信息信号与高频信号进行合成,以实现信号的传输。解调则是将接收到的信号进行分解,恢复出原始的信息信号。
3. 载波与频率:无线通信使用的是由振荡器产生的连续波形,称为载波。通过调整载波的频率,可以实现不同的通信频段和信道。
4. 调幅和调频:调幅(AM)和调频(FM)是常见的调制方式。调幅是通过调整电磁波的振幅来传输信息,而调频则是通过调整电磁波的频率来传输信息。调幅适用于模拟信号的传输,而调频适用于数字信号的传输。
5. 天线与接收机:天线是无线通信系统中负责发送和接收电磁波的装置。发送端的天线将调制后的信号转化为电磁波进行发送,而接收端的天线则接收并将电磁波转化为电信号。
6. 编码与解码:在数字通信中,信息需要进行编码和解码。编码是将原始信息转换为适合传输的数据格式,解码则是接收端将接收到的数据进行还原,恢复出原始信息。
7. 多址与分频技术:在无线通信中,多个用户需要共享有限的频段资源。为了实现多用户同时进行通信,采用多址技术将用户的信号进行编码和解码,以区分不同用户。分频技术则将频段划分为多个子信道,分配给不同用户进行通信。
《无线通信基本知识》课件
扩频通信原理
80%
直接序列扩频(DS)
通过将信号分散到更宽的频带上 ,降低信号的功率谱密度。
100%
跳频扩频(FH)
通过在多个频率之间快速跳变, 降低被干扰的风险。
80%
时间扩频(TH)
通过将信号分散到不同的时间区 间,降低信号的功率谱密度。
无线信道特性
01
02
03
04
传播损耗
随着距离的增加而增大,受到 环境、障碍物等因素的影响。
无线局域网(WLAN)
总结词
无线局域网(WLAN)是一种利用无线 通信技术实现局域网络连接的技术。
VS
详细描述
WLAN通过无线电波传输数据,支持多台 设备同时连接,提供高速数据传输速率。 它广泛应用于企业、学校、酒店等场所, 提供无线办公、上网服务等功能。
无线城域网(WMAN)
总结词
无线城域网(WMAN)是一种利用无线通信技术实现城市范围内网络覆盖的技术。
无线电波在经过不同介质时发生折射,改变传播 方向。
反射波
无线电波遇到障碍物时发生反射,改变传播方向 。
多径传播
无线电波经过多个路径到达接收机,产生多径效 应。
调制与解调技术
01
调制
02
解调
03 调频(FM)
04
调相(PM)
调相而幅度不变(APM)
无线通信基础知识要点
无线通信基础知识要点
一、引言
无线通信作为现代通信技术的重要组成部分,已经深入到我们生活的方方面面。本文将介绍无线通信的基础知识要点,帮助读者了解无线通信的原理和应用。
二、无线通信的原理
无线通信是通过无线电波传输信号进行数据传输的技术。它利用电磁波在空间中传播的特性,将信息编码成电磁波信号,并通过天线传输和接收信号。
1. 电磁波的特性
电磁波是由电场和磁场交替变化而形成的波动现象。无线通信主要使用的是无线电波,其波长范围广泛,包括了无线电、微波、红外线和可见光等。
2. 调制与解调
调制是将待传输的信息信号转换成适合无线传输的电磁波信号的过程,解调则是将接收到的电磁波信号恢复成原始的信息信号的过程。调制和解调过程中常用的调制方式包括频率调制、相位调制和幅度调制。
三、无线通信的基本组成部分
无线通信系统由多个组成部分组成,每个部分起着不同的作用。
1. 发射设备
发射设备包括信源、调制器和发射天线。信源产生需要传输的原始信号,调制器将信源产生的信号调制成适合无线传输的信号,发射天线用于将调制后的信号转换成无线电波并进行传输。
2. 传输介质
无线通信的传输介质主要是空气或真空中的电磁波。电磁波在传播过程中会受到多径传播、衰落等影响,因此需要进行信号处理和调制技术来提高传输质量。
3. 接收设备
接收设备由接收天线、解调器和接收器组成。接收天线接收到传输的电磁波信号后,解调器将信号解调为原始信号,接收器用于对解调后的信号进行处理和分析。
四、无线通信的应用
无线通信在现代社会中有广泛的应用,涉及到多个领域和行业。
无线通信专业技术重要知识点
无线通信技术基础知识点总结
第1章电磁场和电磁波
1.电磁场的概念
静电场/静磁场:电场磁场不随时间变化,但在不同空间位置可以有不同的值。
时谐电磁场:电场随时间的变化的正弦函数,但在不同的空间位置可以有不同的幅度和相位。
时变电磁场:在空间某点的电磁场随时间的变化时普通的时间函数,如果变换到频域,其频谱包涵各种频率分量。
2电磁波的概念
电磁波:磁场的变化要产生电场,而且电场的变化也要产生磁场。时变电磁场在这种相互作用下,产生电磁辐射,即为“电磁波”。
电磁波的传输:电磁波不需要依靠介质传送,这一点非常重要!各种电磁波在真空中的传输速度是固定的(光速,3×108米/秒)。光波本身就是电磁波,无线电波也具有和光波同样的特性,比如当它通过不同介质时,也会发生折射、反射、绕射、散射和吸收等现象。电磁波为横波,电磁波的磁场、电场及其传输方向三者互相垂直。电磁波的传播有沿地面传播的地面波,还有从空中传播的空间波。波长越长的地面波,其衰减也越少。电磁波的波长越长也越容易绕过障碍物继续传播。中波或短波等空中电波则是靠围绕地球的电离层与地面的反复反射而传播(电离层在距离地面50 ~ 400公里之间)。
趋肤效应:射频信号不是存在于导体中就是以波的形式存在于自由空间中。当射频信号存在于导体中时,它只是存在于导体的表面。如果将射频信号放在一个球形的实心导体上,那么它只出现在该导体的表面,不会进入导体内部,如果可以将一个检测仪器放在球里面,它将检测不到射频信号的存在。射频信号所呈现的这种现象称为“趋肤效应”。
发射机:把要传送的信号对载波进行调制,经功放放大,再送到天馈线。 接收机:把收下来的射频载波信号先进行低噪声放大,经变频、中放、解调出原始信号。
无线通信基础知识
无线通信基础知识
无线通信作为现代通信领域中不可或缺的一部分,已经深入到我们生活的方方面面。从手机通讯到无人机控制,无线通信技术的应用无处不在。要理解无线通信的基础知识,我们首先需要了解几个重要的概念。
无线通信是指通过无线电波或红外线等无线电磁波进行信息传输的技术。它与有线通信相比,具有灵活性高、覆盖范围广等优势。无线通信系统通常由发射端、传输介质和接收端组成。发射端通过调制将要传输的信息转换成无线电波,经传输介质传输后,接收端再进行解调还原成原始信息。
无线通信系统中常用的调制技术有幅度调制、频率调制和相位调制等。幅度调制是通过改变载波信号的振幅来传输信息,频率调制是改变载波信号的频率,相位调制则是改变载波信号的相位。不同的调制技术适用于不同的通信场景,选择合适的调制方式可以提高通信系统的性能。
无线通信系统中常用的调制解调器有调制器和解调器两部分。调制器将要传输的数字信号转换成模拟信号,然后通过无线电传输出去;而解调器则负责接收无线电信号,将其转换成数字信号供接收端处理。调制解调器的设计直接影响到通信系统的传输质量和效率。
无线通信系统中常用的频谱分配方式有频分复用、时分复用和码分
复用等。频分复用是将频段划分成若干个子频段,不同用户使用不同的子频段进行通信;时分复用则是将时间划分成若干个时隙,不同用户在不同时隙传输数据;码分复用则是通过不同的扩频码将数据进行编码,实现多用户同时传输。
无线通信系统中常用的调制误码率性能分析方法有误码率曲线和误比特率曲线等。误码率曲线是描述调制技术在不同信噪比下的误码率性能,通过误码率曲线可以评估系统的抗干扰能力;而误比特率曲线则是描述在不同信噪比下,系统每传输一个比特出现误码的概率,是评估系统传输质量的重要指标。
无线通信技术的基本原理介绍
无线通信技术的基本原理介绍
无线通信技术是现代社会中不可或缺的一部分。它通过无线电波或红外线等无
线电磁波传输信息。本文将介绍无线通信技术的基本原理以及其应用。
一、无线通信技术的基本原理
1. 无线电波传输:无线通信技术主要依靠无线电波进行信息的传输。无线电波
是一种电磁波,具有波长和频率之间的关系。不同的频率对应着不同的波长,波长越短,频率越高。我们常见的无线通信技术包括无线电、微波和红外线通信。
2. 调制与解调:调制是将要传输的信息信号转化为适合在无线电波中传播的高
频信号的过程。解调则将接收到的高频信号转化为原始的信息信号。调制与解调过程中常用的调制方式有幅度调制(AM)、频率调制(FM)和脉冲调制(PM)等。
3. 接收与发送:无线通信技术的基本原理是通过发送端将信息信号转化为无线
电波传输出去,接收端接收到无线电波后将其转化为原始的信息信号。发送端和接收端之间需要使用天线进行信号的收发。
4. 多址技术:多址技术是为了在有限的无线频谱资源中实现多个用户之间的通
信而设计的。它包括频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)和正交频分多址(OFDMA)等多种技术。
二、无线通信技术的应用
1. 移动通信:移动通信是无线通信技术最广泛应用的领域之一。它使用户可以
随时随地进行语音通话、短信发送以及数据传输等。移动通信技术包括2G、3G、
4G和5G等不同的网络技术。
2. 无线局域网(WLAN):无线局域网技术允许用户通过无线方式连接到本地
网络,并实现无线上网。无线局域网常见的标准包括Wi-Fi(IEEE 802.11)系列标准。
无线通信基础知识
发射机
在无线通信中,发射机的作用是产生一个功率足够大的高频振荡送给发射天线,通过天线转换成空间电磁波传送到接收端。如图2-2所示,主要有音频放大器(话音处理电路)、调制、变频器、高频功率放大器等组成。
各部分功能
1
2
3
(二)对无线电发射机的主要技术要求
按照调制方式的不同来划分,有调幅、调频、调相以及混合调制等。
按照传送的消息的类型分类,有模拟通信和数字通信,也可以分为话音通信、图像通信、数据通信和多媒体通信等。
1. 发送设备 (1)信息源:提供需要传送的信息。 (2)变换器(换能器):将被发送的信息变换为电信号。例如话筒将声音变为电信号。 (3)发射机:将换能器输出的电信号变为足够强度的高频振荡。 (4)发射天线:将高频振荡变成电磁波向传输媒质辐射。 2.接收设备 (1)接收天线:将空间传播到其上的电磁波变换成高频电信号。 (2)接收机:将高频电信号放大、变换成较低频率的电信号。 (3)变换器(换能器):将电信号变换成所传送信息。 (4)受信人:信息的最终接受者。 3.传输媒体 无线通信的传播媒体是无线电波,不同频段无线电波信号的产生、放大和接收的方法不同, 传播的能力和方式也不同。在自由空间中, 波长与频率存在以下关系:c = f λ。其中c为光速,f 和λ分别为无线电波的频率和波长。
低频部分:声音的变换与放大。这部分的频率较低,叫“低频部分”。
无线通信的基本原理与技术
无线通信的基本原理与技术
无线通信是指通过无线电波或红外线等无线介质传输信息的一种通信方式。它在现代社会中得到广泛应用,包括手机通信、卫星通信、无线电广播等。本文将介绍无线通信的基本原理和常见的技术。
一、无线通信的基本原理
1. 电磁波的产生和传播:
- 电磁波是由变化的电场和磁场相互作用产生的。当电流通过导体时,会产生电磁场,其中的震荡就形成了电磁波。
- 电磁波具有无线传播的特性,可通过空气、真空等介质传输。
2. 调制与解调:
- 调制是将原始信号转换为适合传播的电磁波的过程。常见的调制方式有振幅调制(AM)、频率调制(FM)、相位调制(PM)等。
- 解调是将接收到的信号还原成原始信号的过程。解调器会对接收到的信号进行解析和还原,使其能被输出设备识别。
3. 天线的作用:
- 天线是无线通信中重要的传输介质,它可以将电磁波能量转换为目标设备能够识别的电信号。
- 不同类型的天线适用于不同的通信频率和传输距离。
二、无线通信的技术
1. 蜂窝网络技术:
- 蜂窝网络是一种广泛应用于手机通信的技术。它将通信区域划分为小区,每个小区都有一个基站负责提供信号覆盖和通信服务。
- 用户的通信信号会通过基站之间的切换来实现移动过程中的无缝通信。
2. 卫星通信技术:
- 卫星通信利用人造卫星作为中继站点,将通信信号从发射地点传输到接收地点。它可以实现全球范围内的通信覆盖。
- 发送端将信号通过天线发射到卫星上,卫星再将信号发射回地面接收站,最后解码还原成原始信号。
3. 蓝牙技术:
- 蓝牙技术是一种短距离无线通信技术,常用于设备之间的数据传输。它使用2.4GHz的无线电频率,具有低功耗和低成本的特点。
第1章 无线通信基础知识
噪声对数字信号传输造成的影响
信噪比
信噪比:SNR(Signal to Noise Ratio) 信号在传输过程中不可避免地要受到噪 声的影响,信噪比是用来描述在此过程 中信号受噪声影响程度的量,它是衡量 传输系统性能的重要指标之一。
大哥大瞬间
GSM手机的出现通信
八、让手机走近每一个人——GSM手机 的出现通信
1982年,欧洲成立了GSM(移动通信特别组),任务是 制订泛欧移动通信漫游的标准。
GSM手机的出现通信
全球首款商用/量产的GSM手 机Nokia 1011
中国大陆第一款GSM手机: 爱立信GH337
波波夫、兴奋地说:―用我一生的精力去装电灯,对 广阔的俄罗斯来说,只不过照亮了很小一角,要是我 能指挥电磁波,就可飞越整个世界!”
无线电报的发明
马可尼(1874-1937)意大利人 1894年 在父亲的庄园试验 1896年 去伦敦 1897年 建立无线电报公司
马可尼
1899年 首次实现英法无线通信 1916年 实现短波无线电通信 1929年 建立世界性无线通信网 曾获诺贝尔奖金 曾参加法西斯党
sum13579 t sum1357 s sum um13 135
频域无法观测时域的特性
无线通信的基础知识
多普勒频移
原因:移动体在x轴上以速度v移动时会引起多
普勒(Doppler)频率漂移
表达式
多普勒频移 f d 式中 v 移动速度 λ 波长
v
cosα
入射电波
x
α 入射波与移动台移动方向之间的夹角 f m = v 最大多普勒(Doppler)频移
12
多普勒频移
多普勒频移与移动台运动的方向、速度以及无线电 波入射方向之间的夹角有关: 若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)。 信号经过不同方向传播,其多径分量造成接收机信 号的多普勒扩散,因而增加了信号带宽。
17
移动通信网的基本概念
切换和位置更新:采用蜂窝式组网后,切换 技术就是一个重要的问题。对于不同的多址 方式,切换技术也有所不同。位置更新是移 动通信所特有的,由于移动用户要在移动网 络中任意移动,网络需要在任何时刻联系到 用户,以有效的管理移动用户。完成这种功 能的技术称为移动性管理。
8
时延扩展(多径时散)
(delay spread)在多径传播条件下,当发射端发送 一个极窄的脉冲信号 s (t ) a (t ) 时,经过多条不同 的传播路径后,接收端信号则为一串脉冲组成(可 能是离散的,也可能联成一片),即
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无线通信技术
1.传输介质
传输介质是连接通信设备,为通信设备之间提供信息传输的物理通道;是信息传输的实际载体。有线通信与无线通信中的信号传输,都是电磁波在不同介质中的传播过程,在这一过程中对电磁波频谱的使用从根本上决定了通信过程的信息传输能力。
传输介质可以分为三大类:①有线通信,②无线通信,③光纤通信。
对于不同的传输介质,适宜使用不同的频率。具体情况可见下表。
不同传输媒介可提供不同的通信的带宽。带宽即是可供使用的频谱宽度,高带宽传输介
质可以承载较高的比特率。
2无线信道简介
信道又指“通路”,两点之间用于收发的单向或双向通路。可分为有线、无线两大类。
无线信道相对于有线信道通信质量差很多。有限信道典型的信噪比约为46dB,(信号电平比噪声电平高4万倍)。无限信道信噪比波动通常不超过2dB,同时有多重因素会导致信号衰落(骤然降低)。引起衰落的因素有环境有关。
无线信道的传播机制
无线信道基本传播机制如下:
①直射:即无线信号在自由空间中的传播;
②反射:当电磁波遇到比波长大得多的物体时,发生反射,反射一般在地球表面,建筑物、墙壁表面发生;
③绕射:当接收机和发射机之间的无线路径被尖锐的物体边缘阻挡时发生绕射;
④散射:当无线路径中存在小于波长的物体并且单位体积内这种障碍物体的数量较多的时候发生散射。散射发生在粗糙表面、小物体或其它不规则物体上,一般树叶、灯柱等会引起散射。
无线信道的指标
(1)传播损耗:包括以下三类。
①路径损耗:电波弥散特性造成,反映在公里量级空间距离内,接收信号电平的衰减(也称为大尺度衰落);
②阴影衰落:即慢衰落,是接收信号的场强在长时间内的缓慢变化,一般由于电波在传播路径上遇到由于障碍物的电磁场阴影区所引起的;
③多径衰落:即快衰落,是接收信号场强在整个波长内迅速的随机变化,一般主要由于多径效应引起的。
(2)传播时延:包括传播时延的平均值、传播时延的最大值和传播时延的统计特性等;
(3)时延扩展:信号通过不同的路径沿不同的方向到达接收端会引起时延扩展,时延扩展是对信道色散效应的描述;
(4)多普勒扩展:是一种由于多普勒频移现象引起的衰落过程的频率扩散,又称时间选择性衰落,是对信道时变效应的描述;
(5)干扰:包括干扰的性质以及干扰的强度。
无线信道模型
无线信道模型一般可分为室内传播模型和室外传播模型,后者又可以分为宏蜂窝模型和微蜂窝模型。
(1)室内传播模型:室内传播模型的主要特点是覆盖范围小、环境变动较大、不受气候影响,但受建筑材料影响大。典型模型包括:对数距离路径损耗模型、Ericsson多重断点模型等;
(2)室外宏蜂窝模型:当基站天线架设较高、覆盖范围较大时所使用的一类模型。实际使用中一般是几种宏蜂窝模型结合使用来完成网络规划;
(3)室外微蜂窝模型:当基站天线的架设高度在3~6m时,多使用室外微蜂窝模型;其描述的损耗可分为视距损耗与非视距损耗。
3信道复用
基本概念
信道复用是指多个用户同时使用一条信道。为了区分多个用户的信号,理论上采用正交划分的方法。复用方法有以下三大类:
第一类,多路复用:实现的方法有①频分复用、②时分复用、③码分复用、④空分复用、⑤极化复用、⑥波分复用。
第二类,多路复接:充分利用频带和时间,预先分配给多个用户资源,使得每条信道为多个用户共享。
第三类,多址接入:与多路复用方式不同,多址接入的用户网络资源可动态分配,可由用户在远端随时提出共享要求(例如卫星网络、以太网)。实现的方法包括①频分多址、②时分多址、③码分多址、④空分多址、⑤极化多址、⑥波分多址、⑦利用统计信号特性多址等。
无线通信的多址复用技术
信道分割:赋予各个信号不同的特征,根据信号特征之间的差异来区分,实现互不干扰的通信。
无线通信信号的有三个维度,如下图。
无线通信信号的三个维度:频率、时间、码型
无线通信的信道复用方法有三种:频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)。
频分多址方式如下图,该技术较为成熟,在模拟蜂窝移动通信系统、卫星通信、少部分移动通信中使用该种方式、一点多址微波通信中,均有此类技术应用。
频分多址(FDMA)
时分多址(FDMA)将传递时间分割成周期性的帧,每一帧在分隔成若干个间隙,各用户在同一频带中,使用各自指定的时隙。
此类通信方法由于实际信道中幅频特性、相频特性不理想,同时由于多径效应等因素影响,可能形成码间串扰。
时分多址(FDMA)只能传送数字信号,按照收发方式的区别,可分为频分双工方式(FDD)和时分双工(TDD)。FDD中上行链路与下行链路占用不同的频段,帧结构可相同也可不同;TDD占用同一个频率,采用不同时隙发送和接收,无需使用双工器。
时分多址(TDMA)
码分多址(CDMA):以相互正交的码序列区分用户。基于频谱扩展的通信方式,即扩频方式。不同用户采用不同的码序列对信号进行解析。CDMA是今后无线通信中主要的多址手段。
码分多址(CDMA)
空分多址(SDMA):利用不同用户的空间特征(即用户的位置)区分用户,采用窄波天线对准用户,每个用户只能获取到对准的天线发送来的信号,最终实现分址。该方式主要应用于卫星通信,未来随着智能天线的发展,在其他领域也将有一定发展空间。
4扩频通信技术
扩频通信简述
扩频通信具有如下特征:
①其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必须的最小宽度;
②频带的扩展通过独立的码序列完成,与所传信息数据无关。;
③抗干扰能力强、误码率低、暴民性能强、功率谱密度低、易于实现大容量多址通信。扩频通信实现方法
扩频技术利用伪随机编码对将要传输的信息数据进行调制,实现频谱扩展后在传输;在接收端,采用相同的伪随机码进行调制及相关处理,恢复成原始信息数据。此过程有以下两个特点:
①信息的频谱扩展后形成宽带传输;
②相关处理后恢复成窄带信息数据。
扩频技术的实现需要以下三方面的机制:
(1)信号扥频谱被展宽。频带是指信息带宽(如语音信息带宽为300~3400Hz,图像信息带宽一般为6MHz)。扩频通信的信号带宽(可理解为电磁波的频率)要比信息带宽(可理解为比特率)高100~1000倍。