无线通信系统第2章

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第二章无线通信中的调制技术与

调频信号的产生

直接法：载波的频率直接随着输入的调制信号的变化而改变；间接法先用平衡调制器产生一个窄带调频信号，然后通过倍频的方式把载波频率提高到需要的水平。
F动通信中，调频是更为普遍应用的角度调制，这是因为FM不管信号的幅度如何，抗干扰能力都很强; 而在调幅中，正如前面所说的那样，抗干扰能力要弱得多。
0
1
0
ASK调幅 FSK调频
PSK调相
编码技术

为什么要采用编码技术减小信源信息的冗余（信源编码：无损编码/有损编码）增强信息传输中的抗干扰性（信道编码：纠错码）保证信息传输中的保密性（加密编码）
语音编码与语音识别
移动通信中的信源编码技术

在数字通信中，通信质量比模拟通信时有了很大提高；但在移动通信中，由于信道环境等因素的影响，必须采用其它方法来提高传输质量，所以要采用编码技术；
调制 vs. 解调

调制是通过改变高频载波的幅度、相位或者频率，使其随着发送者（信源）基带信号幅度的变化而变化来实现的；而解调则是将基带信号从载波中提取出来以便预定的接收者（信宿）处理和理解的过程。
调制在无线通信的作用

频谱搬移：将调制信号转换成适合于传播的已调信号；调制方式往往决定一个通信系统的性能
5. 外层空间传播

电磁波由地面发出（或返回），经低空大气层和电离层而到达外层空间的传播，如卫星传播，宇宙探测等均属于这种远距离传播电磁波穿过电离层外面的空间的传播，基本上当作自由空间中的传播。
各个波段的传播特点

1. 长波传播的特点长波的波长很长(传播比较稳定) 地面的凹凸与其他参数的变化对长波传播的影响可以忽略；长波穿入电离层的深度很浅，受电离层变化的影响很小，电离层对长波的吸收也不大。能以表面波或天波的形式传播

无线通讯系统安全管理制度

无线通讯系统安全管理制度第一章总则第一条为了加强无线通讯系统的安全管理，保障国家信息安全和网络信息传输的稳定性，根据《中华人民共和国网络安全法》、《计算机信息系统安全保护条例》等法律法规和有关规定，制定本制度。

第二条本制度适用于所有使用无线通讯系统的单位和个人，包括政府机关、企事业单位、学校、科研机构、个人用户等。

第三条无线通讯系统是指利用无线电波进行通讯的系统，包括但不限于移动通信网络、卫星通信系统、微波通信系统、蓝牙通信系统、Wi-Fi系统等。

第四条本制度的目的是规范和加强无线通讯系统的安全管理，促进信息化建设和提高网络信息系统的安全性。

第二章管理机构和责任第五条国家信息化部门负责制定和监督无线通讯系统安全管理的政策和制度。

第六条地方各级信息化部门负责组织和协调本地区无线通讯系统安全管理工作。

第七条无线通讯系统的所有者、运营商和使用单位负责建立健全无线通讯系统安全管理制度，保障无线通讯系统的安全运行。

第八条无线通讯系统的管理员负责具体的安全管理工作，包括系统的监控、维护、更新、备份等。

第九条无线通讯系统的用户应遵守相关安全管理制度，保护自己的通讯设备和信息安全。

第十条监管部门负责对无线通讯系统进行监督和检查，发现安全问题及时通知相关单位进行整改。

第三章安全管理措施第十一条无线通讯系统的所有者、运营商和使用单位应按照国家相关规定进行安全认证和备案登记。

第十二条无线通讯系统的管理员应定期进行系统漏洞扫描和安全评估，及时更新系统补丁和升级安全防护设备。

第十三条无线通讯系统的用户应使用合法、合规的通讯设备和软件，不得使用未经授权的设备和软件。

第十四条无线通讯系统的所有者、运营商和使用单位应建立完善的安全管理制度和应急预案，做好信息安全事件的应对和处理工作。

第十五条无线通讯系统应实施访问控制、身份认证、数据加密等安全措施，防范未经授权的访问和数据泄露。

第十六条无线通讯系统的管理员应对系统设备和设施进行防灾防护工作，确保系统的运行和数据的安全。

02无线通信原理与应用

Institute of Communication Engineering UST
8
2.1.2 工作方式
3、单工通信工作原理：
Institute of Communication Engineering UST
9
2.1.2 工作方式
4、单工通信的特点：优点：设备简单（收发合用部分电路或部件）、省
19
市话局
• 小区制移动通信系统特点利用小区覆盖，频率重用提高系统容量系统需要进行频率规划，克服同频干扰系统需要进行过境切换，保证通话连续系统需要进行用户管理，保证漫游实现
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20
2.2.4 蜂窝通信的基本原理
34
2.3信道分配策略
1、固定分配（2）等频距配置法
– 举例
等频距配置时可根据群内的小区数N来确定同一信道组内各信道之间的频率间隔，例如，第一组用（ l，1＋N，l＋2N，l＋3N，…），第二组用（ 2，2＋N，2＋2N，2＋3N，… ）等。例如N=7，则信道的配置为：
第一组1、8、15、22、29、…
电池作为电源的移动台则更不利） —改进做法：移动台采用单工方式，基地台采用双
工方式，即所谓的半双工通信。
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14
2.1.3 调制方式分类
调制方式、种类的表示符号，对于调制种类的符号表示要反映调制形式的全貌
和所需带宽。不同的调制种类由四部分构成：
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2
2.1 无线通信基础知识

2-3第二章移动通信基础(多径效应)

E0d0 d1
E0d0 d1
1 1
1
22
1
22
, ,
2n
,
(2n 1)
n 0,1,2...
1、时不变多径效应
• 当接收机处于不同空间位置时，两路信号具有不同的相位差。
• 某些位置相位差φ△为π的偶数倍，两路信号同相相加，接收信号比较强。
• 某些位置φ△为π的奇数倍，两路信号反相相减，这时接收信号可能会非常弱。出现衰落深陷。
均方根（rms）时延扩展 • 功率时延谱的二阶矩的平方根
4、无线多径信道特性参数
无线信道的相干带宽：指一定的频率范围，在该频率范围内，两个频率分量有很强的幅度相关性。当两信号的频率间隔超出相干带宽时，幅度相关性很小。
• 定义为多径时延扩展的倒数
• 工程定义
4、无线多径信道特性参数
无线信号的多普勒扩展 • 指一定的频率范围，在该频率范围内接收
• 平坦衰落：发送信号的所有频率分量经历相同的衰落（同时放大或衰减）。
• 频率选择性衰落：不同频率分量经历不同的衰落。
• 快衰落：衰落变化快于基带信号传输。 • 慢衰落：衰落变化慢于基带信号变化。 • 阴影衰落和衰落储备：由于阴影造成的衰落
平坦衰落信道特性
频率选择性信道衰落特性
• 这一部分就介绍到这里
d
vt cos
c
)
0
]
E0 cos[(t)]
f 1 d 2 dt
多普勒频移
fd
vcBiblioteka osfc (1v cos
c
)
v c
fc
c os
fc fd
fd max cos
两个不同多普勒频移信号的干涉效应

现代数字通信-第2章-AWGN信道下的最佳接收机

E [ n] = 0,
N0 σ = 2
2 n
∴
⎡ ( r − s )2 ⎤ 1 m ⎥ f ( r sm ) = exp ⎢ − N0 ⎥ ⎢ π N0 ⎣ ⎦
2009-09-24
8
匹配滤波器
滤波器输入： r ( t ) = s ( t ) + n ( t )
■
s ( t ) ⇔ S (ω )
r (t )
信号检测器的任务：根据接收矢量r对发送信号做出判决，并使正确判决的概率最大.
2009-09-24
MAP准则(最大后验概率准则) ML准则(最大似然准则)
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最大后验概率(MAP)准则
先验概率(a priori probability)：事件未发生就预先知道的发生概率
P sm , m = 1,… , M
k =1
E ⎡ n ' ( t ) rk ⎤ = E ⎡ n ' ( t ) smk ⎤ + E ⎡ n ' ( t ) nk ⎤ = E ⎡ n ' ( t ) nk ⎤ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦
N ⎧⎡ ⎤ ⎫ ⎪ ⎪ = E ⎨ ⎢ n ( t ) − ∑ n jφ j ( t ) ⎥ nk ⎬ = j =1 ⎪ ⎪ ⎦ ⎭ ⎩⎣ N N = 0 φk ( t ) − 0 φk ( t ) = 0 2 2
φ1 ( t ) = 2 T , 0 ≤ t ≤ T 2
φ2 ( t ) = 2 T , T 2 ≤ t ≤ T
s1 ( t ) * h1 ( t )
s1 ( t ) * h2 ( t )
2009-09-24
15
匹配滤波器型解调器
y1 s ( t ) = s1 ( t ) * h1 ( t ) =

无线通信基础知识

管理、小区配置数据、功率控制、定位和切换 ➢ BTS：收发信台，负责无线传输、无线分集、信道加密
及跳频等
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无线通信基础知识
第二章 GSM通信系统概述
网络交换子系统（NSS）
NSS主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能
功能实体： MSC/VLR HLR/AUC EIR
下行：1805.2MHz+(N-512)*0.2
➢移动GSM1800M系统使用频点为512-561.
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无线通信基础知识
第一章无线通信的基本概念
1.3 联通GSM900M数字蜂窝网移动通信系统：
➢工作频段：上行909~915MHz 下行954~960 MHz
➢频率与信道之间换算公式：上行：F=890+0.2*指令载波频率号下行：F=935+0.2*指令载波频率号
无线通信基础知识
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2020/11/16
无线通信基础知识
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课程内容
第一章无线通信基本概念第二章 GSM通信系统概述第三章 CDMA通信系统概述第四章射频基础知识
无线通信基础知识
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第一章无线通信的基本概念
第一节无线通信概述第二节无线通信频段和
上行：F=885+0.2*（指令载波频率号-999）下行：F=930+0.2*（指令载波频率号-999）
无线通信基础知识
第一章无线通信的基本概念
1.2 移动GSM1800M数字蜂窝网移动通信系统：
➢工作频段：上行1710-1720MHz 下行1805-1815MHz
➢频率与信道之间换算公式：上行：1710.2MHz+(N-512)*0.2

第2章无线通信基础 -3教材

E0 d 0 d
e jk d1

E0 d 0 d
e jk d2
1
2
（2-2-14）
1
1
在全反射的情况下，由于d1和d2相差不大，d1 和 d2 的差别
对信号幅度的影响就可以忽略，可以认为 1 1 1
d1 d2 d
但是，对于处在相位项上的d1和d2可能产生对信号幅度有
很大影响的相位差，故其距离差不能忽略。
)
2

2ht hr d
（2-2-16）
【9】
第2章无线通信基础
远场区辐射电场表达式
E

j0i0l sin e j0 (td /c) 4π 0 c2 d

jEe j0 (td /c)
（2-1-1）
并参考式（2-2-5）中引入参考点距离d0的思想，可以导出经直射路径到达接收机的信号电场强度为
F d
2d T Xd RX
dTX dRX
（2-2-23）
式中：d

arctan
hobs hTX dTX

arctan
hobs hRX d RX

（2-2-24）
【24】
第2章无线通信基础
由于Fresnel积分的计算比较复杂。通常先确定Fresnel参数 νF，然后利用图2-16查得绕射损耗。
(1) 天线长度L=λ/4=0.833 m。接收天线的有效面积为
Ae

Gr 2
4π
1.799 1/ 32
4π
0.0159 m2
【19】
第2章无线通信基础
(2) 由于
4hthr 4 50 1.5 900 m d 1km

第二章无线电通信的基础知识

第三章 MF/HF单边带通信设备第一节电波与天线的基本知识GMDSS系统中，无论是地面系统还是空间系统，都属于无线电通信系统，任何无线电通信系统都包括发射端、接收端、传输信道三全环节，其中无线电波的传播对通信质量有重大的影响，作为通信人员首先应了解无线电波的传播规律。

一、无线电波的基本概念1、无线电波的产生与传播无线电波实质上就是一种电磁波：频率10Hz~1023Hz2、波长、速度、频率的关系λf=c3、无线电波的波段划分二、无线电波的传播途径及其特点1、地波传播沿地表面绕射传播的波：传播距离与频率有关，波长越长，距离越远与地表导电性有关稳定性好，基本不受气候条件影响2、空间传播在地表面上空至少一个波长以上的空间传播3、电离层传播（天线）通过电离层传播：不稳定，有衰落现象；存在盲区（寂静区）三、常用船舶天线1、天线基本理论（1）天线的方向性（2）天线的效率（3）天线的辐射电阻（4）天线的电流分布2、船舶常用天线介绍（1）T型（2）倒L型（3）直立桅杆式天线（4）鞭状天线第三章MF/HF单边带通信设备一、MF/HF单边带通信设备概述GMDSS系统是原有遇险系统的自然发展，是在原有的MF/HF/VHF通信系统进行改造而形成的，在GMDSS系统中，MF/HF不仅要完成无线电话业务，而且还要完成遇险报警，搜救协调通信，搜救现场通信及日常通信，为了保证GMDSS地面通信系统各种功能的实现。

对MF/HF设备提出新的要求：1、设备应形成组合式结构2、设备应有一个合理的操作程序，最重要的是：自动报警；自动值守；自动通信；技术上收发信机能遥控；有频率扫描及频率预置功能，能自动调谐。

3、开机1分钟就能工作，频率转换时间不超过15S4、可靠性高，能连续工作24小时5、发射类型增加了J2B或F1B发射种类：由三个符号组成的第一个符号：主载波调制的种类例：J：单边带抑制载波；第二个符号：调制载波的信号性质“1”：无调制副载波长包含数字信息的单信道“2”、有调调制副载波长包含数字信息的单信道“3”、包含有模拟信息的单信道第三个符号：表示所发射的信息种类B：自动接收电报E：电话C：传真二、通信的一般概念信息源——发射设备——信道——接收设备——接收终端三、单边带信号的特点1、调幅波ωc ωc+ Ωωc- Ω讨论：信息包含在两个边带中包含信息部分和不含信息部分的比例B=2Ω调幅波的包络与调制信号的波形完全一样结论：为了减小功率浪费，只用单边带，就能满足通信的整个过程。

cdma技术

第二章室分系统原理及关键技术2.1 CDMA 定义CDMA是码分多址数字无线通信技术的英文缩写（code division multiple access）,他是在数字技术的分支——扩频技术上发展起来的一种全新的无线通信技术。

该技术得到广泛的应用，美国移动通信公司首选CDMA。

目前全球的CDMA 用户已超过1亿多。

国际电信联盟（itu）已将CDMA定为未来移动电话的统一标准。

码分多址是一种利用扩频技术所形成的不同的码序列实现的多址方式。

它不像FDMA、TDMA那样把用户的信息从频率和时间上进行分离，它可在一个信道上同时传输多个用户的信息，也就是说，允许用户之间的相互干扰。

其关键是信息在传输以前要进行特殊的编码，编码后的信息混合后不会丢失原来的信息。

有多少个互为正交的码序列，就可以有多少个用户同时在一个载波上通信。

每个发射机都有自己唯一的代码（伪随机码），同时接收机也知道要接收的代码，用这个代码作为信号的滤波器，接收机就能从所有其他信号的背景中恢复成原来的信息码（这个过程称为解扩）。

2.2 CDMA原理CDMA是码分多址的英文缩写(Code Division Multiple Access)，它是在数字技术的分支--扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。

CDMA技术的原理是基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。

接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。

CDMA原理如图2-1所示。

图2-1 CDMA技术原理2.3 CDMA系统构成CDMA系统构整个系统由移动终端MT（Mobile Terminal）、基站收发信机BT（Base Transceiver）、基站控制器BSC（Base Station Control）和移动交换中心MSC（Mobile Switching Center）、分组控制功能PCF（Packet Control Function）模块及分组数据服务节点PDSN（Packet Data Sever Node）等部分组成。

ISM频带及短距离无线通信设备天线基础(第二章)

ISM频带及小范围设备天线基础：第二章在此将介绍RF和天线的基础知识以及实际的天线设计原理。

Matthew Loy，Iboun Sylla，德州仪器天线类型及其特性此章节将详细讲解下列常见天线：半波振子天线(half-wave dipole)、四分之一波长单极天线(quarter wave monopole)、横向模式螺旋天线(transversal mode helical)以及小型环状天线(small loop)。

半波振子天线6.半波振子天线半波振子天线（图6）是众多的其它天线的基础，同时也作为一类基准天线，用以测量天线的增益及辐射功率密度。

在谐振频率上，例如，振子天线长度等于半波长的频率上，我们将在天线中心的终端上获得最小化的电压及最大化的电流，从而使阻抗实现了最小化。

因此，我们可以将半波振子天线与图2所给出的串联RLC谐振电路做比较。

对于无损的半波谐振天线，其等效谐振电路的串联电阻等于辐射电阻(radiation resistance)，通常介于60 Ω与73 Ω之间，取决于天线长度与直径的比率。

谐振电路（或天线）的带宽取决于L与C的比率。

直径较大的绕线意味着较大的电容及较小的电感，从而在串联电阻一定的条件下给出了较大的带宽。

这就是用于度量的天线之所以具有独特的大绕线直径的原因。

与各向同性辐射体（仅作假想）正好相反，诸如半波谐振等实际天线都或多或少的具有独特的方向辐射特性。

天线的辐射方向图是辐射功率密度的归一化极坐标图，在距天线恒定距离的水平或垂直平面上测得。

图7展示了半波振子天线的辐射方向图。

7. 半波振子天线的辐射方向图由于振子(dipole)沿轴向对称，因而三维辐射方向图可通过轴向旋转得到。

半波振子天线的各向同性增益为2.15dB。

因此，在垂直于旋转轴的方向上，辐射功率密度将比各向同性辐射体大2.15dB。

而在旋转轴的方向上则没有辐射。

半波振子将产生线性化的极化，使得电场矢量符合（换言之即“平行于”）旋转轴的方向。

物联网与短距离无线通信技术第二章

--2.1-2蓝牙技术概述->号-BLUETOOTH1.0技术指标和系统参数-工作频段-ISM频段，2.4 22.480GHz-双工方式-全双工，TDD时分双工-业务类型-支持电路交换和分组交换业务-数据速率-1M /s-非同步信道速率-非对称连接721kb/s/57.6kb/s,对称连接432.6kb/s-64 kb/ -功率-美国FCC要求<0dBm1mW,其他国家可扩展到100mW
2.12蓝牙技术概述-≥号-它推动和扩大了无线通信的应用范围，使网络-中的各种数据和语音设备能互连互通，从实现-个人区域内的快速灵活的数据和语音通信。“蓝-牙”技术的目的是使特定的移动电话、便携式电-脑以及各种便式通信设备的主机之间在近距离-内实现无缝的资源共享
2.12蓝牙技术概述-≥号-作为一种无线数据与语音通信的开放性全球规范-蓝牙技术以低成本的近距离无线连接为础，为-固定与移动设备通信环境建立一个特别连接，完成-数据信息的短程无线传输。其实质内容是要建立通-用的无电空中接口Radio Air Interface及-其控制软件的公开标准，使通信和计算机进一步结-合，使不厂家生产的便携式设备在没有电线或电-缆相互连接的情况下，能够在近距离范围内具有互-用、互操作的性能Inte operability.
2.12蓝牙技术概述-≥号-蓝牙是一个开放性的无线通信标准，设计者的初-衷是用隐形的连接线代替线缆。其目标宗旨是：保-持联系，不靠电缆，拒绝插头，并以此重塑人们的生-活方式。它将取代目前多种电缆连接方案，通过统一的短程无线链路，在各信息设备之间可以穿过墙壁或-公文包，实现方便快捷、灵活安全、低成本小功耗的-话音和数据信
2.11“蓝牙”的由来->号-1998年2月，瑞典爱立信-ERICSSON、芬兰诺基亚NOKIA-日本东芝 OSHIBA、美国IBM和英特尔Intel公司五-家著名厂商，组成了一个特殊利益集团（有的书译为特别兴趣小组SIGSpecial Interest Group。之后，蓝牙引起了越来-越多企业的关注。-1999年1 月，比尔盖茨专程到拉斯维加斯一间只有11名员-工的小公司访问，只因这家公司已研制成功一种含蓝牙技术的胸-卡随后，微软便宣布加入S1G。目前，包括索尼、惠普、戴尔-在内的2500多家公司都签署了相关协议加入该组织，享这一先-进技术，而且数目还在不断的增长，从而在全球范围内掀起了一-股蓝牙热潮。这么多的精英公司集中在一项术的大旗下在商-业史上是史无前例的，一项公开的全球统一的技术规范得到了卫-业界如此广泛的关注和支持，也是以所罕见的。这说明基手此-项技术的产品具gt;-1000年后的今天，世界范围内电子设备技术高速发-展。瑞典的爱立信公司于19 4年成立了一个专项科研小-组，对移动电话及其附件的低能耗、低费用无线连接的-可能性进行研究，他们的最初目的于建立无线电话与-PC卡、耳机及桌面设备等产品的连接。但是随着研究的-深入，科研人员越来越感到这项技术所独的个性和巨-大的商业潜力，同时也意识到凭借一家企业的实力根本-无法继续研究，于是，爱立信将其公诸于世，并极说-服其他企业加入到它的研究中来。-他们共同的目标是建立一个全球性的小范围无线通信-技术，并将此技术命名为蓝牙”，来表达要将这种全-新的无线传输技术在全球推广，并实现全球通用的雄心

第02章、WSN体系结构

主要功能：
➢ 为数据终端设备(Data Terminal Equipment，DTE)提供传送数据的通路。
➢ 传输数据。
➢ 其他管理工作（如：信道状态评估、能量检测等）。
1.物理层的基本概念
通常物理接口标准对物理接口的四个特性进行了描述，这四个特性的内容是指：
➢ 机械特性：
规定了物理链接时使用的可接插连接器的形状和尺寸，连接器中的引脚数量和排列情况等。
通信网络或Internet，与观测节点进行交互。观测节点向网络发布查
询请求和控制指令，接收传感节点返回的目标信息。目标
外部网络
（UAV、卫星通信网、互联网等）
观测节点
远程任务管理
用户
数据传输或信令交换
传感器节点
感知现场
体系结构概述
传感器节点具有原始数据采集、本地信息处理、无线数据传输及与其它节点协同工作的能力，这些节点群随机部署在监测区域内部或附近，能够通过自组织方式构成网络。
无线传感器网络系统通常包括传感器节点(sensor node)、汇聚节点(sink node)和管理节点。大量传感器节点随机部署在监测区域 (sensor field)内部或附近，具有无线通信与计算能力的微小传感器网络节点通过自组织的方式构成的能够根据环境自主完成指定任务的分布式智能化网络系统，并以协作的方式实现感知、采集和处理网络覆盖区域中的信息，通过多跳后路由到汇聚节点，最后通过互联网或者卫星到达数据处理中心管理节点。用户通过管理节点沿着相反的方向对传感器网络进行配置和管理，发布监测任务以及收集监测数据。
2. 无线通信物理层的主要技术
调制技术
➢ 调制和解调技术是无线通信系统的关键技术之一。通常信号源的编码信息(即信源)含有直流分量和频率较低的频率分量，称为基带信号。基带信号往往不能作为传输信号，因而要将基带信号转换为相对基带频率而言频率非常高的带通信号，以便于进行信道传输。通常将带通信号称为已调信号，而基带信号称为调制信号。

第二章 5 无线通信信道无线信道中的多普勒效应

2006-9-1
11/22
目录
1. 2.
自由空间中电磁波的多普勒频移非自由空间中电磁波的多普勒扩展
2006-9-1
12/22
非自由空间中电磁波的多普勒扩展
z
典型的非自由空间中，例如信道中存在某些物体引起的反射、散射、绕射、透射等现象时，信道的多普勒现象是多普勒扩展(Doppler spread)。
自由空间中电磁波的多普勒频移非自由空间中电磁波的多普勒扩展相干时间
2006-9-1
19/22
相干时间
z
z
在非自由空间、时间选择性衰落信道中，对于无线通信接收机接收到的信号，在两个时刻对接收信号的复包络采样，如果两个时刻对复包络的采样信号基本相等，则称这两个时刻内的接收机接收到的信号在相干时间内。满足两个时刻复包络采样信号基本相等条件的最远的两个时刻，称为相干时间(coherence time)。
z
设无线通信发射机发射信号的带宽为 ∆f ，则发射机发射信号的频率范围为： ∆f ∆f ft ∈ fc − , fc + 2 2 窄带信号：
∆f ∆f ≈ fc + fc − 2 2
z
z
对于窄带无线通信系统来说，频带低端的多普勒频移与高端的是一样的，这就使得调整接收机本振频率对接收机天线接收到信号的中心频率，就可以消除多普勒频移的影响。
自由空间中电磁波的多普勒频移
z
无线信道多普勒效应的存在，使得接收机可靠检测发射机发射信号变得较为困难。
2006-9-1
4/22
自由空间中电磁波的多普勒频移
接收机移动速度v
号信方达到
θ
z
向

第1-2章-无线通信概述

发生了什么？
发生了什么？
无线通信的发展历史——酝酿
20世纪六十年代到七十年代，贝尔实验室提出了蜂窝的概念，即把整个覆盖范围划分成小的单元，每个单元复用整个频带的一部分以提高频率利用率。
模拟蜂窝系统：1979年，第一个具有大的覆盖范围和自动交换功能的系统由爱立信公司推出，并建立北欧移动电话系统（NMT）。后来美国也建立了 AMPS系统。其特点是使用模拟调制，蜂窝网。
信和空中通信；按多址方式可分为频分多址(FDMA)、
时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA) 等；按覆盖范围可分为广域网和局域网；
无线通信系统的分类(2)
按业务类型可分为电话网、数据网和多媒体网；
按射频工作方式可分为单工、半双工、全双工；
按服务范围可分为专用网和公用网；按信号形式可分为模拟网和数字网。
全双工（简记作Duplex）又分为：频分双工（FDD）双工（FDD，Frequency Division Duplex）：
Tx：Transmitter；Rx：Receiver；收发信机：transceiver。
TDD
什么是TDD：TDD是一种准全双工。
注：第6章中模拟调制不讲；第7章中编码和均衡简介。
本课程的基本要求（2）
概括起来说，本课程主要要求大家通过学习掌握以蜂窝系统为主的无线移动通信系统的基础知识。可以分成以下几个方面的内容： 1）蜂窝系统设计原理（Ch3）； 2）无线移动信道（Ch4、Ch5）； 3）用于移动通信的数字调制技术和抗多径、抗衰落技术（Ch6、Ch7）；
第1-2章-无线通信概述
2021年8月13日星期五
本课程使用的教材
T. S. Rappaport 著 “Wireless

第2章路径损耗和阴影衰落

|
E
|
2
|
Ed
| sin( )
2
2
|
Ed
| sin( 2 hT hR R
)
PR
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4PT
(
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)2
GT
GR
sin2 ( 2 hT hR R
)
—修正的Friis方程
如果R比hT hR大得多，sin可用来近似，
PR
PT
GT
2
路径损耗、阴影及多径与距离的关系
Pr (dB) Pt
仅路径损耗阴影及路径损耗多径、阴影及路径损耗
log(d )
3
2.1 无线电波传播
1）自由空间或视距传输（直射）； 2）反射：当无线电波遇到碰到几何尺寸比电磁波波长大
得多的物体，发生反射，如建筑物、山脉和过往车辆等； 3）绕射：当无线电波被尖利边缘阻挡时会发生绕射；
29
2.4.1 地面传播：物理模型
二、绕射
来构造一个圆族，经过每个圆从T到R的路径长度为：
R q / 2 q为整数，额外路径长度为半
波长的整数倍的点的集合；
R h2 d1 d2 , v h （2 d1 d2）
2 d1d2
d1d 2
h rq
qd1d2 ,
d1 d2
vq 2q
即菲涅尔-基尔霍夫绕射参数vq定义了一个额外路径不变的椭圆；
其中：(t) 2 f (t)t (t)
7
2.2 发送和接收信号模型
s(t) (t) cos((t) 0 ) cos(2 fct) (t) sin((t) 0) sin(2 fct) 可定义载频为fc的带通信号s(t) sI (t) cos(2 fct) sQ (t) sin(2 fct)