无线通信技术课件--ppt1
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无线通信基本原理PPT课件
波束形成天线采用智能天线, 基站的智能天线形成多个波束覆盖 整个小区,智能天线可定位于每个 MS。
MS MS
BTS MS
41
移动通信基本原理
一、蜂窝理论 二、网络结构 三、多址技术 四、概念辨析
42
a)话务量概念
话务量的严格定义应该叫做话务强度,是电 话系统业务多少的度量,它与单位时间(一般取 忙时1小时)内的呼叫次数n及呼叫占用信道的平 均时间(T)成正比。
• 在分配成语音信道后,基站和移动台就会同时地连续不断地发射 • FDMA通常是窄带系统,TACS为代表,每信道25kHz带宽 • FDMA比TDMA简单,同步和组帧比特少,系统开销小
• FDMA需要精确的RF滤波器,需要双工器(单天线)
• 非线性效应:许多信道共享一个天线,功率放大器的非线性会产生交 调频率(IM),产生额外的RF辐射
18
无线传播模型和校正
随着网络规模的扩大,对通信质量要求的提高,网络规划、 覆盖预测已不可能靠手工运算来完成。通过计算机应用传播模 型就能够很好的解决这一问题。通过模型进行预测能够得到误 差在10dB以内的路径损耗的本地均值。
·移动通信中用到的传播模型有很多,常见的有:
● Hata-Okumura模型 ● Walfisch-Ikegami模型 ● Planet通用模型 不同的模型有不同的特点,有各自的适用范围。
39
• CDMA:Code Division Multiple Access 码分多
址
频率
时间
码字
CDMA
所有用户在同一时间、同一频段上、根据编码获 得业务信道
40
SDMA(Space Division Multiple Access):空分多 址
MS MS
BTS MS
41
移动通信基本原理
一、蜂窝理论 二、网络结构 三、多址技术 四、概念辨析
42
a)话务量概念
话务量的严格定义应该叫做话务强度,是电 话系统业务多少的度量,它与单位时间(一般取 忙时1小时)内的呼叫次数n及呼叫占用信道的平 均时间(T)成正比。
• 在分配成语音信道后,基站和移动台就会同时地连续不断地发射 • FDMA通常是窄带系统,TACS为代表,每信道25kHz带宽 • FDMA比TDMA简单,同步和组帧比特少,系统开销小
• FDMA需要精确的RF滤波器,需要双工器(单天线)
• 非线性效应:许多信道共享一个天线,功率放大器的非线性会产生交 调频率(IM),产生额外的RF辐射
18
无线传播模型和校正
随着网络规模的扩大,对通信质量要求的提高,网络规划、 覆盖预测已不可能靠手工运算来完成。通过计算机应用传播模 型就能够很好的解决这一问题。通过模型进行预测能够得到误 差在10dB以内的路径损耗的本地均值。
·移动通信中用到的传播模型有很多,常见的有:
● Hata-Okumura模型 ● Walfisch-Ikegami模型 ● Planet通用模型 不同的模型有不同的特点,有各自的适用范围。
39
• CDMA:Code Division Multiple Access 码分多
址
频率
时间
码字
CDMA
所有用户在同一时间、同一频段上、根据编码获 得业务信道
40
SDMA(Space Division Multiple Access):空分多 址
无线通信基础ppt课件
无线网络应用
面向语音的无线网络应用围绕着连接PSTN的无线 网络,这些业务进一步形成局域网应用和广域网 应用。
PSTN(Public Switched Telephone Network),公共 交换电话网络,一种常用旧式电话系统。
面向数据的无线网络应用围绕着Internet和计算 机通信网络。这些业务进一步分为宽带局域与 Ad-hoc(点对点)应用和广域无线数据应用。
无线传输的电磁频谱
无线频谱的分配
频率统一分配(FCC/ITU_R/各个国家)
根据信息类型分配频谱(AM/FM无线电台、TV、 蜂窝电话…)
工业科学医学频段(ISM)
可自由使用但限制功率 专用于非许可的商业用途
救护车、出租车、无线遥控玩具、无线电家用设备等
工业科学医学频段
提纲
无线网络概述
无线传输技术 无线网络-应用 无线网络-发展 无线网络-拓扑
无线蜂窝系统
蜂窝概念 蜂窝系统
无线网络概述
无线传输技术
多路复用 无线传输
多路复用(multiplexing)
为了提高信道利用率,使多路信号沿同 一信道传输而互不干扰的技术
时分多路复用
例如,
在户外,树木和路标都会导致移动电话信号 的散射。
在室内,椅子、书籍和计算机都会导致无线 Lan信号的散射。
反射、衍射和散射
无线通信的衰减(fading)
衰减(fading):传输介质或路径使得接收信 号的能量发生变化
在固定环境下,大气层条件的变化
低频具有更强的穿透力,可以传输更远的距离 频率越高,衰减越严重,发射器需要更大的功率,
全向传播与定向传播
无线通信基础知识PPT课件
第1页/共68页
自由空间的电波传播
自由空间的传播损耗
L Pt
当G
t=G
r=
1
时,
L
4d
2
Pr
分贝式
L 32.45 20 log f 20 log d
接收换算
Pr (dBm) 10 log Pr (mW )
Pr (dBW ) 10 log Pr (W )
第2页/共68页
电波传播机制
• 反射(Reflection) • 当电磁波遇到比波长大得多的物体时,发生反射。反射发生在地球表面、建筑物和墙壁表面
• 基本概念 实现不同地点、不同用户接入网络的技术
• 多址接入与信道 信道:传输信息的通道
无线信道:(f,t,C,S)
• 分类: 频分多址 (FDMA),频道划分,频带独享,时间共享 时分多址 (TDMA),时隙划分,时隙独占,频率共享 码分多址 (CDMA),码型划分,时隙,频率共享 空分多址 (SDMA),空间角度划分,频率/时隙/码共享
第20页/共68页
频率复用和蜂窝小区
• 移动通信网的区域覆盖方式分为两类:一类是小 容量的大区制;另一类是大容量的小区制。
• 大区制是指一个基站覆盖整个服务区。为了增大 单基站的服务区域,天线架设要高,发射功率要 大。但是这只能保证移动台可以接收到基站的信 号。反过来,当移动台发射时,由于受到移动台 发射功率的限制,就无法保障通信了。
S K N
• 共同使用全部可用频率的N个小区叫做一簇。如果簇在系 统中共同复制了M次,则信道的总数C,可以作为容量的 一个度量:
C MKN MS
• 其中,N叫做簇的大小,典型值为4、7或12。
第26页/共68页
无线通信基础知识ppt课件
第一节 发射机和接收机的结构与工作过程
一、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。 (一)各部分功能
典型的移动通信电台组成图
第八节 无线电波的传播
一、无线电波段的划分 在真空中的传播速度都是C,与频率(周期)、波长的关系如下: λ=C*T=C/f (2-106) 这是电磁波的一个基本关系式。知道了频率,利用上述公式就可以计算出波长λ。
无线电波按波长不同又分为长波、中波、短波、超短波、微波等波段,各有不同用途:广播电台使用的频率在中波波段;电视台使用的频率在超短波段;用来测定物体位置的雷达、无线电导航等使用的频率在微波段。 表2-4 无线电波的波段划分
要解决上述问题,就要采取调制的方法。用所要传送的基带信号控制高频振荡信号的某一个参数(如幅度、频率或相位),即把基带信号“附加”到高频振荡上,使基带信号变换为适合传输的高频带通信号,这一过程就是调制,通常将高频振荡信号称为载波,加载了基带信号的高频带通信号称为已调波信号。
第七节 解 调
调制是将要传送的信息“装载”到载波上去的过程,解调则是从已调波上取下传送的信息的过程。调幅波的解调通常称做振幅检波,简称检波,完成检波作用的电路称为检波器;调频波的解调通常称作频率检波,简称鉴频,完成鉴频作用的电路称为鉴频器。 从频谱关系上来看,调制过程是一个频率变换过程,已调波由载波分量和反映调制信号的上下边带分量所组成,同样解调也是一个频率变换过程,输入的是已调波,而输出只是原低频调制信号。
(一)对无线电接收机的主要技术要求
1.应工作于规定的波段和采用适当的解调方式,并应根据系统设计与实际情况决定。 2.应具有高的接收灵敏度。 3.应有好的选择性。 4.应有好的保真度。 5.应有高的工作稳定度。
一、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。 (一)各部分功能
典型的移动通信电台组成图
第八节 无线电波的传播
一、无线电波段的划分 在真空中的传播速度都是C,与频率(周期)、波长的关系如下: λ=C*T=C/f (2-106) 这是电磁波的一个基本关系式。知道了频率,利用上述公式就可以计算出波长λ。
无线电波按波长不同又分为长波、中波、短波、超短波、微波等波段,各有不同用途:广播电台使用的频率在中波波段;电视台使用的频率在超短波段;用来测定物体位置的雷达、无线电导航等使用的频率在微波段。 表2-4 无线电波的波段划分
要解决上述问题,就要采取调制的方法。用所要传送的基带信号控制高频振荡信号的某一个参数(如幅度、频率或相位),即把基带信号“附加”到高频振荡上,使基带信号变换为适合传输的高频带通信号,这一过程就是调制,通常将高频振荡信号称为载波,加载了基带信号的高频带通信号称为已调波信号。
第七节 解 调
调制是将要传送的信息“装载”到载波上去的过程,解调则是从已调波上取下传送的信息的过程。调幅波的解调通常称做振幅检波,简称检波,完成检波作用的电路称为检波器;调频波的解调通常称作频率检波,简称鉴频,完成鉴频作用的电路称为鉴频器。 从频谱关系上来看,调制过程是一个频率变换过程,已调波由载波分量和反映调制信号的上下边带分量所组成,同样解调也是一个频率变换过程,输入的是已调波,而输出只是原低频调制信号。
(一)对无线电接收机的主要技术要求
1.应工作于规定的波段和采用适当的解调方式,并应根据系统设计与实际情况决定。 2.应具有高的接收灵敏度。 3.应有好的选择性。 4.应有好的保真度。 5.应有高的工作稳定度。
最新《无线通信基本原理、基本概念》总结教学讲义PPT课件
2005-2006无线专业技能认证课程
常用通信使用频段
移动通信
制式 GSM900 GSM1800 CDMA 1X 3G FDD
TD-SCDMA
PHS 集群
频段(MHz)
上行
下行
885~915
930~960
1710~1755
1805~1850
825~835
870~880
1920~1980(主) 2110~2170(主)
2005-2006无线专业技能认证课程
无线通信基本原理、基本概念
2005-2006无线专业技能认证课程
无线通信基本原理、基本概念
2005-2006无线专业技能认证课程
无线通信分类
按技术体制分类:模拟、数字、数模兼容 按工作波长分类:长、中波、短波等 按无线应用分类:移动、无线接入、微波、卫星等 按工作状态分类:固定、移动等 按在通信网中的位置分类:无线传输、无线接入
10
2005-2006无线专业技能认证课程
仙农(Shannon)定理
C=Blog2(1+S/N)
C-信道容量(bit/s) B-信道带宽(Hz) S-信号功率(W) N-噪声功率(W)
扩频通信即据此原理。
无线通信基本原理、基本概念
11
2005-2006无线专业技能认证课程
波长λ、频率f的关系
c=f*λ
常用通信使用频段(续)
微波
4~11GHz,13GHz,15GHz,18GHz
卫星
1.5GHz,2.5GHz,4/6GHz,11/14GHz,12/14GHz,20GHz, 30GHz,40GHz
无线接入
2.4GHz,3.5GHz,5.8GHz,26GHz,28GHz,38GHz
常用通信使用频段
移动通信
制式 GSM900 GSM1800 CDMA 1X 3G FDD
TD-SCDMA
PHS 集群
频段(MHz)
上行
下行
885~915
930~960
1710~1755
1805~1850
825~835
870~880
1920~1980(主) 2110~2170(主)
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无线通信基本原理、基本概念
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无线通信基本原理、基本概念
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无线通信分类
按技术体制分类:模拟、数字、数模兼容 按工作波长分类:长、中波、短波等 按无线应用分类:移动、无线接入、微波、卫星等 按工作状态分类:固定、移动等 按在通信网中的位置分类:无线传输、无线接入
10
2005-2006无线专业技能认证课程
仙农(Shannon)定理
C=Blog2(1+S/N)
C-信道容量(bit/s) B-信道带宽(Hz) S-信号功率(W) N-噪声功率(W)
扩频通信即据此原理。
无线通信基本原理、基本概念
11
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波长λ、频率f的关系
c=f*λ
常用通信使用频段(续)
微波
4~11GHz,13GHz,15GHz,18GHz
卫星
1.5GHz,2.5GHz,4/6GHz,11/14GHz,12/14GHz,20GHz, 30GHz,40GHz
无线接入
2.4GHz,3.5GHz,5.8GHz,26GHz,28GHz,38GHz
无线通信基础知识PPT课件
足够长的 时间内,其参数基本不变。
➢ 移动通信信道是典型的“变参信道”
2、分集接收
定义:所谓分集接收是指接收端对它收到的
多个衰落特性互相独立(携带同一信息)的信 号进行特定处理,以降低信号电平起伏的方法
分集接收的方式: ✓ 宏分集:主要用于蜂窝通信,也叫多基站分集 ✓ 微分集:是一种减小快衰落影响的分集技术,
信令技术预备知识
第七节、信令技术
1、定义:信令是移动台与交换系统之间、交换系统与交换系统之 间相互传送的地址信息,管理信息。例如:呼叫建立、信道分 配与保持、拆线信息等。
2、信令的分类 按照传输方式分:
共路信令 —采用专用控制信道传送 优点:传送速度快,适用与大中型无线通信系统或 网络 。
随路信令—信令与话路信道一起传送。优点:节省信道,接续 速度慢,适用于小型系统。
三阶互调干扰
任意两个频率分别为F1和F2的正弦信号作用于非线性器件时,会 产生出原有的两个正弦波再加上无数个互调失真项,即无数个组 合频率分量 如下式:
mF1±nF2 其中:m、n为任意正整数
F1-F2
2阶(偶次)
F1+F2
2阶(偶次)
2F1-F2
3阶(奇次)
F1-2F2
3阶(奇次)
2F1+F2
3.0 GHz
3
4
5
6 7 8 9 10Fra bibliotek12 14 16 18 20
24
30 GHz
广播
航空
陆地微波
陆地移动
移动电话
卫星
第三节、移动通信的工作方式
1、移动通信的工作方式
① 单工通信
②
同频单工:F发收 按下PTT,发射机工作,松开PTT ,
无线通信技术概述 PPT
蓝牙协议的最初版本为IEEE802.15.1,对应于蓝牙1.1实现, 速度为1Mbps,由SIG负责开发,后期又发展了多个版本。
- 21 -
1.3.1 蓝牙技术——特点
蓝牙工作在2.4GHz的 ISM频 段,全球大多数国家ISM频段 的范围是2.4-2.4835GHz。
蓝牙采用电路交换和分组交换 技术,支持异步数据信道、三路 语音信道以及异步数据与同步语 音同时传输的信道。
网络的融合化
包括核心网、接入技术,以及业务的融合 核心网的融合表现为移动与固定网络,通信、计算机与广 电网,以及信息通信网与基于传感器和RFID的物联网融合。
无线通信终端的信息个人化
移动智能终端将是移动智能网与IP技术的进一步融合
无线通信技术的跨行业创新应用
多个学科,如健康、生物、环境、信息之间彼此关联
越洋通信、中距离通信、地 下岩层通信、远距离导航
船用通信、业余无线电通信、 移动通信、中距离导航 远距离短波通信、国际定点 通信 电离层散射、流星余迹通信、 人造电离层通信、对空间飞 行体通信、移动通信 小容量微波中继通信、对流 层散射通信、中容量微波通 信 大容量微波中继通信、数字 通信、卫星通信 卫星通信、对流层散射通信、 微波接力通信、波导通信
- 27 -
1.3.2 WiFi技术——特点
IEEE802.11b的无线电波覆盖半径最 远可达300米,Vivato公司推出的新型 交换机能把目前WiFi无线网络的通信 距离扩大到约6.5公里。 覆盖范围广 传输速度快 IEEE802.11b速度为11Mbps, IEEE802.11a/g为54Mbps, IEEE802.11n为300Mbps。
- 20 -
1.3.1 蓝牙技术——起源
无线网络ppt第一章
(6)表示层 表示层(Presentation Layer)是OSI模型的第六层,它为上层用户 提供共同的数据或信息的语法表示变换。它代表应用进程协商数据表 示,完成数据转换、格式化和文本压缩等功能。表示层处理交换信息 的表示方式,包括数据加密与解密、数据压缩与解压缩等。
(7)应用层 应用层(Application Layer)是OSI模型的最高层,它直接为 最终用户服务。其主要功能是为软件提供接口以使程序能使用 网络服务。应用层是面向用户服务的层次,它的协议很多,使 用不同的网络协议来提供相关网络服务。
卫星
地球
地面站(接收)
图1-5 卫星微波通信的基本原理
卫星微波通信是指利用人 造卫星进行中转的通信方式。 卫星通信系统由卫星和地球站 两部分组成。卫星在空中起中 继站的作用,把地球站发上来 的电磁波放大后回送另一地球 站。如图1-5所示是卫星微波 通信的基本原理。
1.3.4 卫星微波通信
地球站是卫星系统形成的 链路。由于每一颗通信卫星可 俯视地球1/3的面积,所以利 用在定点同步轨道上等距离分 布的三颗卫星,就能同全球进 行通信,如图1-6所示。
1.2.1 无线电的管理机构
无线通信采用电磁波 进行信号的传输。电磁波 可运载的信息量与它的带 宽有关。但电磁波难以生 成和调制,穿过建筑物的 特性不好,且对生物有害。 如图1-1所示的电磁波的 2.1 无线电的管理机构
在真空中,所有的 电磁波以相同的速度传播, 与频率无关,大约为 3×108m/s。电磁波可运 载的信息量与它的带宽有 关。在无线网络中,通常 采用微波进行信息传输, 表1-1列出了无线通信中 常见的频谱划分。
通信卫星
通信卫星 地球
通信卫星
图1-5 基于卫星微波的全球通信
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
。
无线通信简介PPT课件
无线电频率划分表
2020/2/14
可编辑
2.3 电波传播模式
1、水下传播 电波在海水中的吸收衰减随频率升高而增大,
目前仅用于超长波水下通信。
2、地表波传播 又称地波传播。地面吸收衰减随频率升高而增
大。地波传播用于中频(中波)以下频段。
3、对流层视距传播 在低层大气中,利用直射波的传播模式。传播
2020/2/14
可编辑
多径传播
2020/2/14
可编辑
寂静区
解决寂静区问题的办法是低频率、大仰角。
2020/2/14
可编辑
3.4 短波自适应通信
自适应(Adaptive):通信系统具有适应通信 条件变化的能力。
短波通信中可能用到的自适应: 频率自适应
功率自适应 分集自适应 自适应均衡 自适应天线阵列
2020/2/14
可编辑
2.1 简单的无线电通信系统
两个无线电台(对讲机) 信号以无线电波的形式传输 无线电波最重要的参数:
频率 功率
频率需符合国家无线电频谱规划 频率决定了设备(特别是天线)的尺寸
2020/2/14
可编辑
2.2 频率、波长、无线电频段划分
频率(f)就是单位时间(1s)内正弦波变化的次 数,单位Hz
信源编码器
信源
2020/2/14
信道 噪声源 ➢➢频使谱信搬息移带,有 ➢以规模适律拟应性信频,号带以传减 ➢数输少信字要误息信求码加号概密率 ➢➢➢可减基增选少带加件信传冗号输余中无以 的需提冗此高余模可以块靠提性高 有➢可效选性件
解调器
信道译码器 接 收 设
解密器 备
信源译码器
信宿
可编辑
2020/2/14
可编辑
2.3 电波传播模式
1、水下传播 电波在海水中的吸收衰减随频率升高而增大,
目前仅用于超长波水下通信。
2、地表波传播 又称地波传播。地面吸收衰减随频率升高而增
大。地波传播用于中频(中波)以下频段。
3、对流层视距传播 在低层大气中,利用直射波的传播模式。传播
2020/2/14
可编辑
多径传播
2020/2/14
可编辑
寂静区
解决寂静区问题的办法是低频率、大仰角。
2020/2/14
可编辑
3.4 短波自适应通信
自适应(Adaptive):通信系统具有适应通信 条件变化的能力。
短波通信中可能用到的自适应: 频率自适应
功率自适应 分集自适应 自适应均衡 自适应天线阵列
2020/2/14
可编辑
2.1 简单的无线电通信系统
两个无线电台(对讲机) 信号以无线电波的形式传输 无线电波最重要的参数:
频率 功率
频率需符合国家无线电频谱规划 频率决定了设备(特别是天线)的尺寸
2020/2/14
可编辑
2.2 频率、波长、无线电频段划分
频率(f)就是单位时间(1s)内正弦波变化的次 数,单位Hz
信源编码器
信源
2020/2/14
信道 噪声源 ➢➢频使谱信搬息移带,有 ➢以规模适律拟应性信频,号带以传减 ➢数输少信字要误息信求码加号概密率 ➢➢➢可减基增选少带加件信传冗号输余中无以 的需提冗此高余模可以块靠提性高 有➢可效选性件
解调器
信道译码器 接 收 设
解密器 备
信源译码器
信宿
可编辑
无线通信技术精品PPT课件
20射还与障碍物表面的粗糙度有关。表 面越粗糙,越容易引起散射。 例如,
– 在户外,树木和路标都会导致移动电话信号 的散射。
– 在室内,椅子、书籍和计算机都会导致无线 Lan信号的散射。
2020/11/30
13
反射、衍射和散射
2020/11/30
与此同时,无线电通信逐渐被用于战争。在第一次和第二次世界 大战中,它都发挥了很大的威力,以致有人把第二次世界大战称
之为“无线电战争”。
2020/11/30
3
10.1概述
二、无线通信的特点
1.传输环境的复杂性 2.电磁波的传播不需要任何有形介质 3.接收信号的时变多径 4.多个无线电载波同存于同一空间 5.频率资源有限,需统一划分
14
10.2 无线传播环境及其特性
10.2.1 天线基本知识
1. 天线方向性 2.天线增益 3. 波瓣宽度 4. 天线的极化
2020/11/30
15
天线方向性
天线的基本功能是把从馈线输入的能量向周围 空间辐射出去,辐射的无线电波强度随空间方 位不同而不同,根据天线辐射强度的空间分布 特点可分为无方向性、全向天线和定向天线。
7
全向传播与定向传播
定向传播(directional)
– 天线把所有的能量集中于一 小束电磁波
2020/11/30
全向传播(Omnidirectional)
– 信号沿所有方向传播
– 可被所有的天线接收
– 发射设备和接收设备不必在物理
上对准
8
无线信号传播
理想情况下,无线信号在从发射器到接 收器间的一条直线上传播,称为“视线” (line of sight, LOS)
米,电文内容为——“海因里斯·赫兹”;在1897年5月18日,意大利的马
无线通信基本技术PPT课件
3.2 信道编码
3.2.1
1. 信道编码是为了保证通信系统的传输可靠性,克服信道中 的噪声及干扰而专门设计的一类抗干扰技术和方法。它根据一 定的规律在待发送的信息码元中加入一些必要的监督码元。在 接收端利用这些监督码元与信息码元之间的规律,发现和纠正 差错,以提高信息码元传输的可靠性。待发送的码元称为信息 码元,人为加入的多余码元称为监督码元。信道编码的目的是 试图以最少的监督码元为代价,以换取最大的可靠性的提高。
以最简单的(7,3)线性分组码为例,其信息码元每3位 一组进行编码,即输入信息位长度k=3,编码器输出码组长度 n=7,监督位长度n-k=7-3=4,因此编码效率为 k 3 。
n7
(1) (7,3)
设输入信息为
输出码元为
u=(u0 u1 u2)
c=(c0 c1 c2 c3 c4 c5 c6)
解: 系统可用的语音信道的带宽=0.9×(826-810)= 14.4 MHz,用户数=1150
14.4 MHz 最大的语音信道带宽= 1150 ≈12.5 kHz
频谱效率=1.68 (b/s)/Hz
最大的信道数据率=1.68×12 500 b/s=21 kb/s FEC编码比率=0.5
最大的净数据率=21×0.5 kb/s=10.5 kb/s 这样,需要的语音编码器的数据速率等于或小于10.5 kb/s
美国TDMA蜂窝系统(IS-54)运用8 kb/s的VSELP语音 编解码器,将模拟系统(AMPS)的容量提高了3倍。 CDMA蜂窝系统(IS-95)中所采用的是CELP(码激励线性 预测编码)方式。由于CDMA系统内部具有抗干扰能力和扩 展带宽的能力,所以可以运用低比特率语音编解码器,而无 需考虑对于传输误差的影响。表3-1给出的是部分移动通信 系统中所采用的语音编码类型和它所输出的数据比特率。
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电波的传播方式
空间波又称为直射波,是由发射点从空间直线传播到接收点的无线电波。 空间波又称为直射波,是由发射点从空间直线传播到接收点的无线电波。直射波 传播距离一般限于视距范围。在传播过程中,它的强度衰减较慢, 传播距离一般限于视距范围。在传播过程中,它的强度衰减较慢,超短波和微波 通信就是利用直射波传播的。在地面进行直射波通信, 通信就是利用直射波传播的。在地面进行直射波通信,其接收点的场强由两路组 一路由发射天线直达接收天线,另一路由地面反射后到达接收天线, 成:一路由发射天线直达接收天线,另一路由地面反射后到达接收天线,如果天 线高度和方向架设不当,容易造成相互干扰(例如电视的重影)。 )。限制直射波通 线高度和方向架设不当,容易造成相互干扰(例如电视的重影)。限制直射波通 信距离的因素主要是地球表面弧度和山地、楼房等障碍物, 信距离的因素主要是地球表面弧度和山地、楼房等障碍物,因此超短波和微波天 线要求尽量高架。 线要求尽量高架。
四.解决方案(一) 解决方案(
1. 调制:由携有信息的电信号去控制高频振荡信号的某一 调制: 参数,使该参数按照电信号的规律而变化。 参数,使该参数按照电信号的规律而变化。 调制信号:携有信息的电信号。 调制信号:携有信息的电信号。 载波信号:未调制的高频振荡信号。 载波信号:未调制的高频振荡信号。 已调波:经过调制后的高频振荡信号。 已调波:经过调制后的高频振荡信号。 调幅、调角(调频、调相) 调幅、调角(调频、调相)。 解调: 2. 解调: 调制的逆过程,将已调波转换为载有信息的电信号。 调制的逆过程,将已调波转换为载有信息的电信号。
§1.2 无线电通信系统 通信系统的分类( 一. 通信系统的分类(一)
1. 通信(communication) 通信( )
一切将信息从发送者传送到接收者的过程。其主要任务是传递信息。 一切将信息从发送者传送到接收者的过程。其主要任务是传递信息。 信息从发送者传送到接收者的过程 自古以来,信息就如同物质和能量一样, 自古以来,信息就如同物质和能量一样,是人类赖以生存和发展的 基础资源之一。人类通信的历史可以追溯到远古时代,文字、信标、 基础资源之一。人类通信的历史可以追溯到远古时代,文字、信标、烽 火及驿站等作为主要的通信方式,曾经延续了几千年。 火及驿站等作为主要的通信方式,曾经延续了几千年。 电通信的发展历史从1837年美国人莫尔斯发明人工电报装置开始, 年美国人莫尔斯发明人工电报装置开始, 电通信的发展历史从 年美国人莫尔斯发明人工电报装置开始 至今不过170年。翻开厚厚的电信史册,沿着历史的脚步一路走来,在技 至今不过 年 翻开厚厚的电信史册,沿着历史的脚步一路走来, 术和市场需求的双重驱动下, 术和市场需求的双重驱动下,仅有一百多年历史的电通信发生了翻天覆 地的巨变,取得了令人惊叹的辉煌成就。 地的巨变,取得了令人惊叹的电磁波
在自由空间中, 波长与频率存在以下关系: c = f λ式中: c为光 速, f 和λ分别为无线电波的频率和波长, 因此, 无线电波也可 以认为是一种频率相对较低的电磁波。 对频率或波长进行 分段, 分别称为频段或波段。 不同频段信号的产生、放大和 接收的方法不同, 传播的能力和方式也不同, 因而它们的分析 方法和应用范围也不同。无线电波只是一种波长比较长的电 磁波, 占据的频率范围很广。
(a) 地面波; (b) 天波; (c) 空间波
无线电波的波段划分表
波段名称 长波波段 (LW) 波长范围 频率范围 频段名称 低频 (LF) 传播方式 应用场合
1000~10000m 1000~10000m
30~300KHz 30~300KHz
地波
远距离通信
中波波段 (MW)
100~1000m 100~1000m
300~3000KHz 300~3000KHz
中频 (MF)
地波,天波 地波,
广播,通信, 广播,通信, 导航
短波波段 (SW)
10~100m 10~100m
3~30MHz 30MHz
高频 (HF)
天波,地波 天波,
广播, 广播, 中距离通信 移动通信,电视广播, 移动通信,电视广播, 调频广播,雷达导, 调频广播,雷达导, 航等 通信,中继通信,卫 通信, 中继通信, 星通信,电视广播, 星通信,电视广播, 雷达 中继通信,雷达,卫 中继通信,雷达, 星通信
3~30GHz 30GHz
特高频 (SHF)
直线传播
毫米波波段 (ESW)
1~10mm 10mm
30~300GHz 30~300GHz
极高频 (EHF)
直线传播
微波通信, 微波通信,雷达
3. 接收设备 接收是发射的逆过程 ( 1) 接收天线 : 将空间传播到其上的电磁波 ) 接收天线: 将空间传播到其上的电磁波→ 高频电振荡 (2)接收机:高频电振荡 )接收机: (3)换能器:将电信号 )换能器:
电磁波波谱
沿大地与空气的分界面传播的电波叫地表面波, 沿大地与空气的分界面传播的电波叫地表面波, 简称地波。绕射传播。 简称地波。绕射传播。传播途径主要取决于地 天波: 天波:利用天空的电离层折射和反射而传播的 面的电特性。地波在传播过程中, 面的电特性。地波在传播过程中,由于能量逐 电波,也叫天空波。 电波,也叫天空波。电离层只对短波波段的电 渐被大地吸收,很快减弱(波长越短, 渐被大地吸收,很快减弱(波长越短 磁波产生反射作用, 磁波产生反射作用,因此天波传播主要用于短 决定传播方式和传播特点的关键因素是无线电信号的频率。 ,减弱越 ),因而传播距离不远 因而传播距离不远。 快),因而传播距离不远。但地波不受气候影 波远距离通信。两个突出特点: 波远距离通信。两个突出特点:一是传播距离 可靠性高。超长波、长波、 响,可靠性高。超长波、长波、中波无线电信 同时产生中间静区地带,二是传播不稳定, 远,同时产生中间静区地带,二是传播不稳定, 都是利用地波传播的。 号,都是利用地波传播的。短波近距离通信也 随昼夜和季节的变化而变化。因此, 随昼夜和季节的变化而变化。因此,短波通信 利用地波传播。 利用地波传播。 要经常更换波段,以保证质量。 要经常更换波段,以保证质量。
单元一 绪论
1.1 线性电路与非线性电路 1.2 无线电通信系统 1.3 收音机电路 1.4 非线性单元电路的任务功能 分析方法及其课程特点
单元一 绪论 本讲导航
教学内容
1.1 线性电路与非线性电路 1.2 无线电通信系统(一)
教学目的
1.了解线性电路与非线性电路的基本概念 2.了解通信系统的分类 3.掌握无线通信系统的组成及调制、解调的基本概念
无线通信技术
欢迎大家
课程的应用
无线通信技术广泛应用于通信系统和各种设 备中。无线电通信、广播、雷达、 备中。无线电通信、广播、雷达、导航等都是利 用高频无线电波来传递信息。 用高频无线电波来传递信息。尽管它们在传递信 息形式、工作方式及设备体制等方面有很大不同, 息形式、工作方式及设备体制等方面有很大不同, 但设备中产生和接收、 但设备中产生和接收、检测高频信号的基本电路 大致相同。 大致相同。 所谓“高频” 广义上讲就是适于无线电传 所谓“高频”,广义上讲就是适于无线电传 播的无线电频率,通常又称 射频” 又称“ 播的无线电频率,通常又称“射频”。为什么无 线电传播要用高频? 线电传播要用高频?
教学重点
无线通信系统的组成及调制、解调的基本概念
线性电路与非线性电路( §1.1 线性电路与非线性电路(一)
电子器件严格上均为非线性的, 电子器件严格上均为非线性的,故所构成的电子 线路均为非线性电子线路。但是, 线路均为非线性电子线路。但是,依据器件的使用条 件不同,所表现的非线性程度不同。 件不同,所表现的非线性程度不同。 线性电路:对信号进行处理时, 线性电路:对信号进行处理时,尽量使用器件特 性的线性部分。电路基本是线性的, 性的线性部分。电路基本是线性的,但存在不希望有 的失真。 的失真。 非线性电路:对信号进行处理时, 非线性电路:对信号进行处理时,使用了器件特 性的非线性部分,利用器件的非线性完成振荡、 性的非线性部分,利用器件的非线性完成振荡、频率 变换等功能。 变换等功能。
通信系统的分类( 一. 通信系统的分类(三)
2. 通信系统
可以分为电话、电报、 可以分为电话、电报、传真通 信系统,广播电视通信系统, 信系统,广播电视通信系统, 实现信息传送过程的系统。 实现信息传送过程的系统。 数据通信系统等; 数据通信系统等;
3. 分类
(1)按传输的信息的物理特征分。 )按传输的信息的物理特征分。 (2)按信道传输的信号传送类型分。 )按信道传输的信号传送类型分。 (3)按传输媒介(信道)的物理特征分。 )按传输媒介(信道)的物理特征分。
线性电路与非线性电路( §1.1 线性电路与非线性电路(二)
小信号条件下,由于输入信号足够小,电路可 小信号条件下,由于输入信号足够小, 以用线性等效电路表示, 以用线性等效电路表示,如线性电子线路部分讨论 过的各种小信号放大器。器件的特性, 过的各种小信号放大器。器件的特性,归属线性电 子线路。 子线路。 大信号条件下,由于输入信号较大,必然涉及 大信号条件下,由于输入信号较大, 到器件的非线性部分,例如功率放大器, 到器件的非线性部分,例如功率放大器,这样就不 能用线性等效电路表示电子器件的特征, 能用线性等效电路表示电子器件的特征,而必须用 非线性电路的分析方法。 非线性电路的分析方法。所以功放归在非线性电子 线路的范畴。 线路的范畴。
二.无线通信系统
组成:发送设备 接收设备 接收设备+传输媒体 组成:发送设备+接收设备 传输媒体
无线通信系统
1. 发送设备 (1)换能器:将被发送的信息变换为电信号。例 )换能器:将被发送的信息变换为电信号。 如话筒将声音变为电信号。 如话筒将声音变为电信号。 (2)发射机:将换能器输出的电信号变为强度足 )发射机: 够的高频电振荡。 够的高频电振荡。 (3)天线:将高频电振荡变成电磁波向传输媒质 )天线: 辐射。 辐射。