第一章无线通信系统概述
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MIMO-OFDM无线信道与系统
第一章无线信道1.1 概述无线信道系统主要借助无线电波在空中或水中的媒介传播来实现无线通信，其性能主要受到移动无线信道的制约和影响。
与有线通信不同，无线通信系统的发射机和接收机之间的传播路径非常复杂，从简单的室内传播到几千米或几十千米的视距（LOS）传播，会遭遇各种复杂的地物，如建筑物、山脉和树叶等障碍物的非视距（NLOS）传播。
由于无线信道不像有线信道那样固定并可预见，而是具有很大的随机性，甚至移动台的速度都会对信号电平的衰减产生影响，以上因素都造成无线信道非常难以分析。
仔细分析无线信道的传输特点，是提高无线传输效率和质量的前提，一般用统计方法来分析和建模无线信道。
1.2信号传播方式在无线环境下进行通信，信号可能要经过许多的障碍物，如大楼、街道、树木以及移动的汽车等。
信号的传播途径大致可分为4种：（1）直线传播在较广阔的地区，如郊区或农村。
然而在城市环境中，直线传播很少见。
（2）反射信号往往经过大的建筑物、平坦的地面和高山反射。
反射是信号传播的一种重要途径。
（3）折射信号经过障碍物的边界时，经折射绕过障碍物而到达目的地，信号经折射后衰减很大。
因此，在无线信道模型中，一般忽略这种传播途径。
（4）散射当信号遇到一个或多个较小的障碍物时，出现散射现象，即信号分成了许多个随机方向的信号。
散射在城市通信中为最重要的一种传播方式。
信号经散射后很难预测，因此理论上的建模往往建立在统计分析的基础上。
在实际环境中，信号利用障碍物的反射、散射或直线传播等，经多条路径到达接收端，即多径传播，从而形成了多径传播。
1.3移动无线信道的衰落特性移动无线信道是一种时变多径信道。
无线电信号通过移动信道时会遭受来自不同途径的衰减损害，这些来自不同途径的衰减损害对通信系统的性能带来极大的影响。
这些算还可以归纳为三类。
接收信号的功率可用公式（2-1）表示为：()()()n P d d S d R d -=⋅⋅ 式中，d 表示移动台到基站的距离。
高频电子线路-曾兴雯1.
Tan Yueheng
Department of P.&E.I.S
Hengyang normal university
高频电子线路
无线电信号的调制
所谓调制, 就是用调制信号去控制高频载波 的参数, 使载波信号的某一个或几个参数（振幅、 频率或相位）按照调制信号的规律变化。
根据载波受调制参数的不同, 调制分为三种 基本方式, 它们是振幅调制（调幅）、 频率调制 （调频）、 相位调制（调相）, 分别用AM、 FM、 PM表示， 还可以有组合调制方式。
Tan Yueheng
Department of P.&E.I.S
Hengyang normal university
高频电子线路
无线通信系统的类型
按照无线通信系中关键部分的不同特性, 有以下 一些类型:
（1）按照工作频段或传输手段分类, 有中波通信、 短波通信、超短波通信、微波通信和卫星通信等。
高频电子线路
电报、电话和移动通信
Tan Yueheng
Department of P.&E.I.S
Hengyang normal university
高频电子线路
电报、电话和移动通信
Tan Yueheng
Department of P.&E.I.S
Hengyang normal university
电电路路信链链道接接信信道道 或或者者无无线线信信道道 有有线线或或者者无无电线线（（ 路电电链话话接））信语语音道音通通信信系系统统 或者无线信道
有线或者无线（有有电线线话或或）者语者音通信系统 无无线线信信道道
有有线线（（或或））无无线线广广播播系系统统
有线或者 无线信道
第一。通信系统概述
6
（4）数字图象通信 图象通信，信息量大，传输信道宽。 近年来已发展成熟的数字图象压缩技术解决了上述问 题，减小了传输信道的带宽。正是数字图象通信推进 了多媒体技术。 （5）移动卫星通信 通常是指：利用卫星中继站实现地 面、空中、海上移动用户间或移动用户与固定用户间 的相互通信。 （6）程控交换 系指由程序控制的信息交换，这是一项 交换和计算机技术相结合的信息交换新技术。 。电路交换 °分组交换
9
1.3 通信的发展趋势
（1）综合网络 电信网与计算机网和电视网融合成的 新通信网技术是一种发展趋势。 （2）通信网络是向数字化、综合化、宽带化发展 （3）大容量干线网 卫星通信、陆地微波接力通信和 光纤通信的发展与融合。 （4）移动通信和固定通信结合 组成个人通信网 （PCN），PCN将向全球化、综合化、智能化和多 媒体方向发展。 （5）广播电视技术的发展 是从数字化带来广播制式 的多元化。HDTV（高清晰度电视）在数字传输方 面已获成功；DAB（数字电声广播）当前已确认为 下一代的广播，大有发展前途。
10
（6）互联网络（internet） 高速发展，容入 语音（IP电话） （7）标准化 随着通信网的演变，不断制定或 修订网络标准的，通信网是一个复杂的大系 统，对一个国家和全球来说都应是全程全网 的，因而要有一个统一的标准。
11
2
通信的种类（1）
（1）按业务内容可分为： 电报、 电话、 数据通信（计算机数据） 传真，图象等。 （2）按所传送的信号形式可分为： 模拟通信——普通的电话、传真、电视电话。 数字通信——电报、数据通信信——电信号在导线、电缆、波导上传输的 通信，应分别称为：明线通信、电缆通信、波导通 信。 无线通信——电波在空间传播的通信。现有两种分 类法： 按传输方式又可分为： 移动通信 散射通信、 卫星通信 微波中继通信
（4）数字图象通信 图象通信，信息量大，传输信道宽。 近年来已发展成熟的数字图象压缩技术解决了上述问 题，减小了传输信道的带宽。正是数字图象通信推进 了多媒体技术。 （5）移动卫星通信 通常是指：利用卫星中继站实现地 面、空中、海上移动用户间或移动用户与固定用户间 的相互通信。 （6）程控交换 系指由程序控制的信息交换，这是一项 交换和计算机技术相结合的信息交换新技术。 。电路交换 °分组交换
9
1.3 通信的发展趋势
（1）综合网络 电信网与计算机网和电视网融合成的 新通信网技术是一种发展趋势。 （2）通信网络是向数字化、综合化、宽带化发展 （3）大容量干线网 卫星通信、陆地微波接力通信和 光纤通信的发展与融合。 （4）移动通信和固定通信结合 组成个人通信网 （PCN），PCN将向全球化、综合化、智能化和多 媒体方向发展。 （5）广播电视技术的发展 是从数字化带来广播制式 的多元化。HDTV（高清晰度电视）在数字传输方 面已获成功；DAB（数字电声广播）当前已确认为 下一代的广播，大有发展前途。
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（6）互联网络（internet） 高速发展，容入 语音（IP电话） （7）标准化 随着通信网的演变，不断制定或 修订网络标准的，通信网是一个复杂的大系 统，对一个国家和全球来说都应是全程全网 的，因而要有一个统一的标准。
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通信的种类（1）
（1）按业务内容可分为： 电报、 电话、 数据通信（计算机数据） 传真，图象等。 （2）按所传送的信号形式可分为： 模拟通信——普通的电话、传真、电视电话。 数字通信——电报、数据通信信——电信号在导线、电缆、波导上传输的 通信，应分别称为：明线通信、电缆通信、波导通 信。 无线通信——电波在空间传播的通信。现有两种分 类法： 按传输方式又可分为： 移动通信 散射通信、 卫星通信 微波中继通信
第一章 无线通信网络概述
※1.1 无线通信网概述
1.1.1无线通信网的发展 1.1.1无线通信网的发展
第一章 无线通信网概述
※1.1 无线通信网概述 1.1.1无线通信网的发展 1.1.1无线通信网的发展
无线电报——1896年 古列尔默· 无线电报——1896年 古列尔默·马可尼 通信卫星——20世纪60年代 通信卫星——20世纪60年代 无线网络——WPAN、WMAN、 无线网络——WPAN、WMAN、WLAN 蜂窝、移动电话——手机 蜂窝、移动电话——手机 宽带——家庭、办公 宽带——家庭、办公 未来趋势——WiFi、 未来趋势——WiFi、ZigBee
1.1.1无线通信网的发展 1.1.1无线通信网的发展
按传输媒质
无线通信：是指传输媒质看不见、摸不着( 电磁波) 无线通信：是指传输媒质看不见、摸不着(如电磁波) 的一种通信形式。( 的一种通信形式。(微波通信、短波通信、 移动通信、卫星通信、 散射通信) 散射通信)
第一章 无线通信网概述
※1.1 无线通信网概述
第一章 无线通信网概述
※1.1 无线通信网概述
第1代移动通信（1G） 代移动通信（1G） 缺点： 频谱效率较低，有限频谱资源和无线用户容量之间的矛 盾十分突出。 不利于用户漫游、不能传送数据信息，容易被窃 听等。 主要代表：美国AMPS系统，英国TACS，北欧NMT主要代表：美国AMPS系统，英国TACS，北欧NMT-900
第一章 无线通信网概述
※1.1 无线通信网概述
无线通信网的Biblioteka 展无线通信技术概述第一章 无线通信网概述
※1.1 无线通信网概述
1.1.1无线通信网的发展 1.1.1无线通信网的发展
通信，指人与人或人与自然之间通过某种行 通信，指人与人或人与自然之间通过某种行 为或媒介进行的信息交流与传递，从广义上指需 要信息的双方或多方在不违背各自意愿的情况下 无论采用何种方法，使用何种媒质，将信息从某 方准确安全传送到另方。
1.1.1无线通信网的发展 1.1.1无线通信网的发展
第一章 无线通信网概述
※1.1 无线通信网概述 1.1.1无线通信网的发展 1.1.1无线通信网的发展
无线电报——1896年 古列尔默· 无线电报——1896年 古列尔默·马可尼 通信卫星——20世纪60年代 通信卫星——20世纪60年代 无线网络——WPAN、WMAN、 无线网络——WPAN、WMAN、WLAN 蜂窝、移动电话——手机 蜂窝、移动电话——手机 宽带——家庭、办公 宽带——家庭、办公 未来趋势——WiFi、 未来趋势——WiFi、ZigBee
1.1.1无线通信网的发展 1.1.1无线通信网的发展
按传输媒质
无线通信：是指传输媒质看不见、摸不着( 电磁波) 无线通信：是指传输媒质看不见、摸不着(如电磁波) 的一种通信形式。( 的一种通信形式。(微波通信、短波通信、 移动通信、卫星通信、 散射通信) 散射通信)
第一章 无线通信网概述
※1.1 无线通信网概述
第一章 无线通信网概述
※1.1 无线通信网概述
第1代移动通信（1G） 代移动通信（1G） 缺点： 频谱效率较低，有限频谱资源和无线用户容量之间的矛 盾十分突出。 不利于用户漫游、不能传送数据信息，容易被窃 听等。 主要代表：美国AMPS系统，英国TACS，北欧NMT主要代表：美国AMPS系统，英国TACS，北欧NMT-900
第一章 无线通信网概述
※1.1 无线通信网概述
无线通信网的Biblioteka 展无线通信技术概述第一章 无线通信网概述
※1.1 无线通信网概述
1.1.1无线通信网的发展 1.1.1无线通信网的发展
通信，指人与人或人与自然之间通过某种行 通信，指人与人或人与自然之间通过某种行 为或媒介进行的信息交流与传递，从广义上指需 要信息的双方或多方在不违背各自意愿的情况下 无论采用何种方法，使用何种媒质，将信息从某 方准确安全传送到另方。
无线通信概述
［覆盖范围与射频频率的关系］ 发射频率越高，传播损耗越大（全向辐射时）—
—接收信号功率与频率的平方成反比。所以频率越高， 实现大范围覆盖的难度越高。
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无线通信概述
1.4 无线信道与电波传播特 性
无线电波以“横向电磁波”的形式在空间 中传播。
--电场、磁场和无线电波的传播方向都相互 垂直的。
曾获诺贝尔物理奖
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无线通信概述
1.1 历史（5/11）
n 1906年之后的一段时间里，军用和商 用船舶很快采用了无线电技术，1912 年在泰坦尼克号邮轮沉船事件中拯救 了700多个生命而备受称赞。
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无线通信概述
1.1 历史（6/11）
n 1928年，美国底特律警察局率先使用 装备贝茨发明的能适应移动车辆震动 影响的无线电收发信机—超外差AM接 收机的警用车辆无线电移动系统（单 向），标志移动通信开始。
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无线通信概述
1.1 历史（9/11）
n 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）。不久，高级移动电话服务 （AMPS）于1983年在北美建立。
国内外使用的模拟蜂窝移动通信系统主要有： ➢北美的AMPS ➢日本的HCMTS ➢英国与中国采用的TACS ➢前西德的C450 ➢法国的Radio Comm2000
•第二代蜂窝系统最初主要 提供语音业务，后来逐步演 变到可以提供电子邮件、互 联网接入、短消息等数据业 务。截至2013年3月底，中 国共有11.46亿移动通信服 务用户。
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无线通信概述
1.1 历史（11/11）
—接收信号功率与频率的平方成反比。所以频率越高， 实现大范围覆盖的难度越高。
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无线通信概述
1.4 无线信道与电波传播特 性
无线电波以“横向电磁波”的形式在空间 中传播。
--电场、磁场和无线电波的传播方向都相互 垂直的。
曾获诺贝尔物理奖
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无线通信概述
1.1 历史（5/11）
n 1906年之后的一段时间里，军用和商 用船舶很快采用了无线电技术，1912 年在泰坦尼克号邮轮沉船事件中拯救 了700多个生命而备受称赞。
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无线通信概述
1.1 历史（6/11）
n 1928年，美国底特律警察局率先使用 装备贝茨发明的能适应移动车辆震动 影响的无线电收发信机—超外差AM接 收机的警用车辆无线电移动系统（单 向），标志移动通信开始。
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无线通信概述
1.1 历史（9/11）
n 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）。不久，高级移动电话服务 （AMPS）于1983年在北美建立。
国内外使用的模拟蜂窝移动通信系统主要有： ➢北美的AMPS ➢日本的HCMTS ➢英国与中国采用的TACS ➢前西德的C450 ➢法国的Radio Comm2000
•第二代蜂窝系统最初主要 提供语音业务，后来逐步演 变到可以提供电子邮件、互 联网接入、短消息等数据业 务。截至2013年3月底，中 国共有11.46亿移动通信服 务用户。
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无线通信概述
1.1 历史（11/11）
[高频电子线路].曾兴雯第1章绪论
![[高频电子线路].曾兴雯第1章绪论](https://img.taocdn.com/s3/m/4f76195327284b73f2425088.png)
第1章 绪论
3. 频率特性 任何信号都具有一定的频率或波长。我们这里所讲的 频率特性就是无线电信号的频率或波长。电磁波辐射的波 谱很宽，如图 1-6 所示。
第1章 绪论
图 1-6 电磁波波谱
第1章 绪论
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。在自由空间中，波长与频率存在以下关系:
第1章 绪论
高频电子线路
学时：48+8
第1章 绪论
《高频电子线路》课程的重要性——专业基础课，承前启后 高等数学 电路分析 模电 信号与系统
高频电子线路 通信原理
第1章 绪论
电子线路的分类
工作频率：低频电子线路、高频电子线路、微波电子线路 流通的信号形式：模拟电子线路、数字电子线路 集成度的高低：分立电路和集成电路。 包含的元件性质：线性电子线路和非线性电子线路。
不同的调制信号和不同的调制方式，其调制特性不同。 调制的逆过程称为解调（Demodulation）或检波，其作用是将 已调信号中的原调制信号恢复出来。
第1章 绪论
接收机的结构：
（1）超外差：在接收过程中，将射频输入信号与本地振荡器产生的 信号混频，由混频器后的中频滤波器选出射频信号与本振信号频率 两者的和频或差频。
第1章 绪论
思考题
课后1-1,1-3,1-6
第1章 绪论
应当指出，实际的通信设备比上面所举例子要复杂 得多。比如发射机的振荡器和接收机的本地振荡器就可 以用更复杂的组件——频率合成器(FS)来代替，它可以 产生大量所需频率的信号。
第1章 绪论
在无线通信系统中通常需要某些反馈控制电路，这些反馈控 制电路主要是自动增益控制(AGC) ，自动频率控制(AFC)电路和 自动相位控制(APC)电路(也称锁相环PLL)。此外，还要考虑高频 电路中所用的元件、器件和组件，以及信道或接收机中的干扰与 噪声问题。需要说明的是，虽然许多通信设备可以用集成电路(IC) 来实现，但是上述的单元电路通常都是由有源的和无源的元器件 构成的，既有线性电路，也有非线性电路。这些基本单元电路的 组成、原理及有关技术问题，就是本书的研究对象。
《无线通信技术》课程教学大纲
《无线通信技术》课程教学大纲课程名称：无线通信技术/Wireless Communication Technique课程代码：020166学时：32 学分：2 讲课学时：32 上机/实验学时：0 考核方式：考查先修课程：《计算机网络技术》、《计算机通信技术》、《数字移动通信》、《现代交换技术》适用专业：计算机科学与技术专业开课院系：电子电气工程学院教材：邹涛. 网络与无线通信技术. 人民邮电出版社. 2004主要参考书：[1] XIAODONG WANG, H.VINCENT POOR. 无线通信系统---信号检测与处理技术. 电子工业出版社. 2004[2] ROY BLAKE. 无线通信技术. 科学出版社. 2004[3] 马建仓,罗亚军,赵玉亭. 蓝牙核心技术及应用. 科学出版社. 2003一、课程性质、任务本课程是计算机科学与技术专业的选修课。
通过对本课程的学习，掌握、了解移动网络、无线接入技术、无线局域网等网络技术及无线通信技术，为未来参加工作、增加就业竞争力打下良好的基础。
二、课程的内容和基本要求第一章概论第二章无线通信、移动通信与因特网1.无线通信系统概述2.移动集群通信3.蜂窝移动通信4.我国公用无线数据网5.无线通信的发展趋势6.无线计算机通信的发展及移动计算网第三章无线接入技术1.无线接入的分类2.无线接入系统结构3.无线接入工程的设计4.无线接入的应用5.宽带无线接入第四章无线局域网1.无线局哉网的组成及特点2.无线局哉网的协议体系3.几种无线局域网技术和标准介绍4.无线局域网中的扩频技术5.无线局域网的应用方案6.无线局域网的安全性7.无线局域网的应用领域及发展第五章W AP技术1. WAP概述2 .WAP模型3 .WAP4 .WAP网关5 .WAP的安全性6 .WAP的前景第六章无线寻呼、电话与因特网1.无线寻呼与因特网2.因特网与即时通信技术3.电话、计算机与因特网第七章蓝牙技术1.蓝牙技术概述2.蓝牙系统结构及协议堆栈3.蓝牙产品及应用4.蓝牙技术存在的问题及发展前景四、对学生能力培养的要求要求学生在学习本课程以后，从计算机网络的系统组成、组网和应用各方面理解和掌握较新的网络及无线通信技术。
短距离无线通信设备检测第一章无线通信基础
信，不能同时进行。 （3）双工通信方式（全双工通信方式） 所谓双工通信就是指无线通信双方可同时进行发信和收信。 这时收信与发信必须采用不同的工作频率，称为频分双工
（FDD）。
1.5 无线介质的特性
I. 有线介质和无线介质的比较 有线介质提供了一种可靠的、定向的（guided）连接，它把
携带信息的电信号从一个固定终端传输到另一个固定终端 （双绞线、同轴电缆、光缆）。 与有线介质相比，无线介质是不可靠的，带宽低并且有广播 特性。但是由于无线介质具有无束缚的特点，它可以被用在 无线通信中（常用的无线频率有1GHz—蜂窝电话、2GHz—PCS 和WLAN、5GHz—WLAN、28～60GHz—本地多点分布业务[LMDS] 和点到点的基站连接以及用于光通信的IR频率 ）。
I. 有线介质和无线介质的比较
随着时间的推进，无线网络在电子设备上的费用变得越来 越不重要，而进入建筑物的穿透能力和区分需要许可证的 频段和免许可证的频段变得十分重要。
当无线通信采用频率为2.4GHz或5GHz等频率时，这些频率 属于微波频段。
中波主要沿地面传播，绕射能力强，适用于广播和海上通信。 短波具有较强的电离层发射能力，适用于环球通信。 与中波、短波不同，微波的特点是频率高、波长短、直线传播，在
信号的衰落 快衰落：由于各个路径来的反射波到达时间不同，相位 也就不同。不同相位的多个信号在接收端迭加，有时迭 加而加强（方向相同），有时迭加而减弱（方向相反）。 这样，接收信号的幅度将急剧变化，即产生了快衰落。 这种衰落是由多种路径引起的，所以称为多径衰落。 慢衰落：此外，由地区位置的改变以及气象条件变化造 成的电波的折射传播随时间的变化，从而多径传播到达 固定接收点的信号的时延随之产生变化称为慢衰落。
（FDD）。
1.5 无线介质的特性
I. 有线介质和无线介质的比较 有线介质提供了一种可靠的、定向的（guided）连接，它把
携带信息的电信号从一个固定终端传输到另一个固定终端 （双绞线、同轴电缆、光缆）。 与有线介质相比，无线介质是不可靠的，带宽低并且有广播 特性。但是由于无线介质具有无束缚的特点，它可以被用在 无线通信中（常用的无线频率有1GHz—蜂窝电话、2GHz—PCS 和WLAN、5GHz—WLAN、28～60GHz—本地多点分布业务[LMDS] 和点到点的基站连接以及用于光通信的IR频率 ）。
I. 有线介质和无线介质的比较
随着时间的推进，无线网络在电子设备上的费用变得越来 越不重要，而进入建筑物的穿透能力和区分需要许可证的 频段和免许可证的频段变得十分重要。
当无线通信采用频率为2.4GHz或5GHz等频率时，这些频率 属于微波频段。
中波主要沿地面传播，绕射能力强，适用于广播和海上通信。 短波具有较强的电离层发射能力，适用于环球通信。 与中波、短波不同，微波的特点是频率高、波长短、直线传播，在
信号的衰落 快衰落：由于各个路径来的反射波到达时间不同，相位 也就不同。不同相位的多个信号在接收端迭加，有时迭 加而加强（方向相同），有时迭加而减弱（方向相反）。 这样，接收信号的幅度将急剧变化，即产生了快衰落。 这种衰落是由多种路径引起的，所以称为多径衰落。 慢衰落：此外，由地区位置的改变以及气象条件变化造 成的电波的折射传播随时间的变化，从而多径传播到达 固定接收点的信号的时延随之产生变化称为慢衰落。
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
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
通信技术与系统-第一章 通信系统概述
调制
信道
解调
信宿
模拟通信系统
2
按信号特征分类
信源
信源 编码
加密
信道 编码
调制
信道
信宿
信源 译码
解密
信道 解码解调来自数字通信系统按信号特征分类
数字通信系统多了信源编码(解码)和信 道编码(解码)功能模块；
信源编码完成的是将模拟信息(模拟信号) 转换成数字信号的功能(信源解码功能相 反)；信道编码是将信源编码输出的数字 信号变成适合于信道传输的码型(信道解 码功能相反)，以提高传输的有效性和可 靠性。
编码信道与调制信道有明显的不同。调制信道 对信号的影响是通过乘性干扰及加性干扰使已 调制信号发生模拟性的变化；而编码信道对信 号的影响则是一种数字序列的变换，即把一种 数字序列变成另一种数字序列(产生误码)。
传输介质
传输介质(通信介质)指的是可以传播(传 输)电信号(光信号)的物质。
从通信系统的角度上看，就是连接通信双方 收、发信设备并负责信号传输的物质(物理 实体)。
按通信方式分类
按通信终端之间的连接方式可划分为两点间 直通方式和交换方式。直通方式是通信双方 直接用专线连接；而交换式的通信双方必须 经过一个称为交换机的设备才能连接起来， 如电话系统。
按数字信号传输的顺序，在数据通信中(主 要指计算机通信)，通信方式又有串行通信 与并行通信之分。
按同步方式的不同，还可以分为同步通信和 异步通信。
有线介质——同轴电缆示意图
外部绝缘体
内部导体
内部绝缘体 铝制编织导体(屏蔽) (a) 一段同轴电缆
(b) 一段与连接器相连的同轴电缆
有线介质——同轴电缆示意图
基站用射频同轴电缆 (50Ω同轴电缆)
1.1 无线电通信系统的构成
1、噪声与干扰的定义 2、起伏噪声与白噪声的定义 3、电阻热噪声的功率谱密度 4、等效噪声带宽的定义、用额定功率表示的噪声系数、多级放大器噪声 系数、噪声温度定义
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第五章 非线性电路分析方法 与混频器
1、非线性电路分析方法：幂级数、开关函数、模拟乘法器、时变跨导、 器件非线性的影响 2、混频器的功能和工作原理 3、二极管混频电路：平衡式、双平衡式 4、超外差式接收机的构成和工作原理 5、混频器干扰：镜像干扰、中频干扰、三阶互调干扰 6、混频器的中频选择、二次混频方案 7、接收机灵敏度和动态范围的计算 8、接收机方案：超外差、直放式、甚低中频式、镜频抑制方案、数字中频 9、接收机与发射机的性能指标
激励放大
输出功 率放大
载波 振荡器
先调制再功率放大
天线开关
扬 声 器
音频 放大器
解调器
中频放大 与滤波
混频器
高频放大
本地 振荡器
无线通信系统的基本组成
超外差式接收机
无线电通信调幅广播发射机、接收机组成与工作原理 高电平调制发射机框图
超外差式接收机框图
超外差接收机的主要特点就是由频率固定的中频放大 器来完成对接收信号的选择和放大。 当信号频率改变时, 只要相应地改PAM，PPM（UWB），PCM（PSTN）
1.3 线性VS非线性
非线性电路不满足组叠加定理 非线性产生新的频率分量 电子线路工作于非线性状态，因此存在与线性电子线路不同的分析
方法 解析法：幂级数分析方法，指数函数分析方法，折线法 时变参量分析方法：时变跨导电路分析，模拟乘法器电路分析，
第四章 高频小信号放大器
1、高频小信号放大器的质量指标 增益：电压增益、功率增益、增益的分贝表示 通频带：半功率点、3dB带宽 选择性：矩形系数（Kr0.1和Kr0.01）、抑制比 工作稳定性：增益、通频带和选择性三个参数的稳定性。 噪声系数：单级、多级
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第五章 非线性电路分析方法 与混频器
1、非线性电路分析方法：幂级数、开关函数、模拟乘法器、时变跨导、 器件非线性的影响 2、混频器的功能和工作原理 3、二极管混频电路：平衡式、双平衡式 4、超外差式接收机的构成和工作原理 5、混频器干扰：镜像干扰、中频干扰、三阶互调干扰 6、混频器的中频选择、二次混频方案 7、接收机灵敏度和动态范围的计算 8、接收机方案：超外差、直放式、甚低中频式、镜频抑制方案、数字中频 9、接收机与发射机的性能指标
激励放大
输出功 率放大
载波 振荡器
先调制再功率放大
天线开关
扬 声 器
音频 放大器
解调器
中频放大 与滤波
混频器
高频放大
本地 振荡器
无线通信系统的基本组成
超外差式接收机
无线电通信调幅广播发射机、接收机组成与工作原理 高电平调制发射机框图
超外差式接收机框图
超外差接收机的主要特点就是由频率固定的中频放大 器来完成对接收信号的选择和放大。 当信号频率改变时, 只要相应地改PAM，PPM（UWB），PCM（PSTN）
1.3 线性VS非线性
非线性电路不满足组叠加定理 非线性产生新的频率分量 电子线路工作于非线性状态，因此存在与线性电子线路不同的分析
方法 解析法：幂级数分析方法，指数函数分析方法，折线法 时变参量分析方法：时变跨导电路分析，模拟乘法器电路分析，
第四章 高频小信号放大器
1、高频小信号放大器的质量指标 增益：电压增益、功率增益、增益的分贝表示 通频带：半功率点、3dB带宽 选择性：矩形系数（Kr0.1和Kr0.01）、抑制比 工作稳定性：增益、通频带和选择性三个参数的稳定性。 噪声系数：单级、多级
无线网络知识要点
⽆线⽹络知识要点第⼀章⽆线通信（或⽆线电通信）是指利⽤⽆线电波传播信息的通信⽅式。
⽆线电波是指在⾃由空间传播的电磁波。
与有线通信相⽐，⽆线通信不需要架设传输线路，不受通信距离限制，机动性能好，建⽴迅速。
1837年美国⼈莫尔斯(Morse)发明了有线电报1876年美国⼈贝尔(Bell)发明了有线电话1865年英国⼈麦克斯维尔(Maxwell)预测了电磁波的存在1886⾄1888年德国⼈赫兹(Hertz)验证了电磁波的存在1899和1901年英国⼈马可尼(Marconi)实现了⽆线通信1946年美国电报公司(AT&T)建设了移动电话服务系统。
1962年出现了寻呼机1979年在⽇本出现了蜂窝⽆线服务系统1982年提出并成⽴了GSM1988年美国⾼通公司提出CDMA⽆线电波以“横向电磁波”的形式在空间中传播。
传播速度为3 * 108m/s。
⾃由空间是不存在能量损耗的空间。
⽆线电波在⾃由空间传播时不存在能量损耗，但是会因为波的扩展⽽产⽣衰减。
衰减与发射天线增益、接收天线增益、发射机与接收机之间的距离有关。
卫星作为中继器的⽆线通信。
地球静⽌卫星：距离地球表⾯⾼度为35784Km的卫星的轨道周期等于地球⾃转⼀周所需的时间，如果卫星运动的⽅向与地球⾃转的⽅向⼀致，则卫星就会保持在地球表⾯上空的某⼀点⼏乎静⽌不变。
低轨道卫星：轨道⾼度在1500Km以下中轨道卫星：轨道⾼度在10000-15000Km⾼轨道卫星：轨道⾼度在20000Km以上⽹络分类：1. 按⽹络的地理位置分类1）局域⽹：简称LAN 2）城域⽹：简称MAN 3）⼴域⽹：简称WAN 2. 按⽹络的拓扑结构分类1）星型⽹络 2）环形⽹络 3）总线型⽹络（树型）3. 按传输介质（基础设施）分类1）有线⽹ 2）光纤⽹ 3）⽆线⽹4. 按通信⽅式分类1）点对点传输⽹络 2）⼴播式传输⽹络5. 按⽹络使⽤的⽬的分类1）共享资源⽹ 2）数据处理⽹ 3）数据传输⽹：⽤来收集、交换、传输数据的⽹络，如情报检索⽹络6.按服务⽅式分类1）客户机/服务器⽹络 2）对等⽹第⼆章从信源得到的电信号频率很低，称为基带信号。
通信原理知识点
判断
数字调制系统中，同一种调制方式采用不同 解调形式时，误码率是不同的。
判断
FSK属于非线性调制。
作图
设发送的数字信息为110010001110，码元速率为 1000Bd，2ASK、2PSK及2DPSK载波频率为 1000Hz，2FSK载波频率为1000Hz（对应“1”码） 和2000Hz（对应“0”码），试分别画出2ASK、 2FSK、2PSK及2DPSK信号的时域波形. 解：
、作图
• • • • • • 单极性归零及不归零码 双极性归零及不归零码 曼彻斯特码及差分曼彻斯特码 CMI AMI HDB3码的变换与反变换和波形
三、计算
• 传输速率与信道带宽的计算
第六章 数字调制系统
一、概念 • 什么是调制？调制的作用有哪些？调制器 有哪些常见方式？ • 二进制ASK、 FSK、PSK有效性和可靠性比 较 • 多进制与二进制数字调制的有效性和可靠 性比较 • MPSK与MQAM的区别 • 常用的几种调制技术特点及应用（QAM、 MSK、OFDM、扩频）
二、计算
• 信息量的计算 I=Log2[1/P(x)] • 传信率与传码率的计算 • 传信率与传码率的互换 Rb=RBlog2M • 频带利用率计算 η=系统速率/信道提供的带宽 • 误码率的计算 Pe=传错的码元数/传输的总码元数
三、框图
• 通信系统的基本模型 • 数字通信系统的组成框图
第三章 信源编码
1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0
注意，如不作特别说明， 默认为： 2PSK信号与载波同相表示 “1”，反相表示“0”。 2DPSK信号与前一码元相 位相反表示“1”，与前一 码元相位相反表示“0”。
载波
2ASK
机车综合无线通信设备(CIR)
液晶显示屏 可配置式功能按键
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嵌入式安装MMI
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打印机
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送受话器
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第三章 功能说明
1. 调度通信
1.1 GSM-R调度通信
1.1.1 个呼
司机→调度 单键呼叫
司机→前站 单键呼叫
司机→本站 单键呼叫
个GPS天线、一个450MHz天线） 各种连接电缆
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设备组成图
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7
2. 主 机
电源单元 电池单元 GSM-R语音单元 GSM-R数据单元 GPS单元
记录单元 主控单元 450MHz机车电台
单元 数据接口单元
电路数据方式实时性强，可实时传送数据 信息，缺点是占用网络资源较大。
GPRS方式占用网络资源少，但是GPRS方 式延时比电路数据方式大，对实时性要求 比较高的业务不适于用GPRS方式传输。
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2.1.1 无线车次号
2.1.1.1 通信方式
数据传输采用GPRS方式(UDP协议)。
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2
2.特点
20.01.2020
集成化程度高，结构坚固。
传输可靠，话音质量高，误码率小。
采用可视化的操作终端，界面友好，便于操 作。
具有出入库检测功能。
具有车次号接口。
具有列车尾部风压检测功能。
具有自动和手动转换工作模式的功能。
具有录音接口。
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嵌入式安装MMI
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打印机
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送受话器
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第三章 功能说明
1. 调度通信
1.1 GSM-R调度通信
1.1.1 个呼
司机→调度 单键呼叫
司机→前站 单键呼叫
司机→本站 单键呼叫
个GPS天线、一个450MHz天线） 各种连接电缆
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设备组成图
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2. 主 机
电源单元 电池单元 GSM-R语音单元 GSM-R数据单元 GPS单元
记录单元 主控单元 450MHz机车电台
单元 数据接口单元
电路数据方式实时性强，可实时传送数据 信息，缺点是占用网络资源较大。
GPRS方式占用网络资源少，但是GPRS方 式延时比电路数据方式大，对实时性要求 比较高的业务不适于用GPRS方式传输。
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2.1.1 无线车次号
2.1.1.1 通信方式
数据传输采用GPRS方式(UDP协议)。
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2.特点
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集成化程度高，结构坚固。
传输可靠，话音质量高，误码率小。
采用可视化的操作终端，界面友好，便于操 作。
具有出入库检测功能。
具有车次号接口。
具有列车尾部风压检测功能。
具有自动和手动转换工作模式的功能。
具有录音接口。
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在原理上，WLAN设备可以连接到任何采用
相同标准的基站(接入点)。接入点的拥有者 可以对接入做出限制——如，通过适当的安全设置。
无线通信系统的分类
微波中继
抗干扰能力强，线路噪声不累积 保密性强，便于加密 长距离、大容量地面干线无线传输 设备体积小、功耗低 占用频带宽
无线通信系统的分类
WLAN现已开发出许多标准，以满足高数据速率的需求，并且这
些标准都带有IEEE 802.11的标识。最原始的IEEE 802.11标准支持 以1Mb/s的速率传输，最流行的802.11b标准(WiFi)支持高达11Mbit/s 的速率，802.11a标准将速率提升到 55Mbit/s。更高的速率将通过 802.11n标准加以实现。
传输子网：是用于传输电信号或光信号的网络。可分为过哦及传输
网与国内传输网。
核心子网：除接入网和用户驻地传输网之外的网络，用于实现信息
的交换。根据所承载的业务，可分为电路交换和分组交换子网。
业务平台：是聚合各类应用需求的综合应用系统。 网管系统：是一个软硬件结合以软件为主的分布式网络应用系统，
无线局域网
无线局域网(WLAN)的功能属性与无绳电话非常相似——将便携式
电脑通过无线链路连接到因特网 (Internet)。
WLAN现已开发出许多标准，以满足高数据速率的需求，并且这
些标准都带有IEEE 802.11的标识。最原始的IEEE 802.11标准支持 以1Mb/s的速率传输，最流行的802.11b标准(WiFi)支持高达11Mbit/s 的速率，802.11a标准将速率提升到 55Mbit/s。更高的速率将通过 802.11n标准加以实现。
用于管理无线网络，保证其高效正常运行。
内容
无线通信技术原理 无线通信的起源 无线通信系统的
分类
无线通信基础知识 频谱规划 无线通信的技术挑战
无线通信起源
人类认识电磁波为100年左右。
1864年麦克斯韦总结了电磁学实验定律，从数学上预言了电磁波的
存在和光的电磁波本质。
无线通信系统的分类
无线通信按应用可分为
移动 无线接入 微波 卫星
按工作状态可分为
移动 固定
按在通信网络的位置可分为
无线接入 无线传输
按所使用频率波段可分为
长波通信 中波通信 短波通信 超短波通信 微波通信
下面按应用分类介绍几个典 型的无线通信系统
在原理上，WLAN设备可以连接到任何采用
相同标准的基站(接入点)。接入点的拥有者 可以对接入做出限制——如，通过适当的安全设置。
无线通信系统的分类
个域网
当网络覆盖区域变得比 WLAN更小的时候，称之为个域网 (PAN)。此
类网络多数是为了达到简单的 “电缆替代”效果。例如，遵从蓝牙 (Bluetooth)标准的设备,支持蜂窝电话和头戴式免持耳机之间不需要 电缆的无线连接，两个设备间的距离小于1m。类似地，娱乐系统 (DVD播放器到电视)中的组件之间、计算机与其外设(打印机，鼠标) 之间以及其他同类的应用都可以通过个域网的覆盖来形成无线链 路。
返回
无线通信起源
振 子
磁场 电场 电场 电波传输方向
磁场 电场
无线电波是一种能量传输形式，在传播过程中，电场和磁场在空间是相 互垂直的，同时这两者又都垂直于传播方向。
内容
无线通信技术原理 无线通信的起源 无线通信系统的
分类
无线通信基础知识 频谱规划 无线通信的技术挑战
无线通信系统的分类
1902年第一个点到点的无线电链路在美国建立，也称为无线电报。
无线通信起源
1906年范信达
（Reginald Fessenden ）进行了第一次无线电广播，
他通过调幅技术传输音乐和话音。
1906年以后，军用和商用的船舶很快采用了无线电技术 早起的陆地移动无线通信记录在警察发面的应用，1921年底特律警
无线通信起源
电磁场的基本定律—麦克斯韦方程 麦克斯韦方程组阐明电磁场与场源（电荷、电流）的 联系及其与物质相互作用的规律，揭示了电磁波的存 在。
自由空间中的电磁场 自由电荷和自由电流激发电磁场 静止电荷的静电场—库仑实验定律 恒定电流的静磁场—安培实验定律和比奥-沙伐定律 时变磁场激发的电场—法拉第电磁感应定律 时变电场激发的磁场—麦克斯韦关于位移电流的假说
1887年赫兹用实验证明了麦克斯韦理论-----电磁波的存在。为现代
的无线电通信提供了理论根据。
1897年马可尼（Marconi）用无线电波成功实现了在英格兰海峡行
驶的船只上，连续不断的通信，开启了无线通信发展的大门。马 可尼成为世界上第一个无线电技术专利的拥有者，并因为对发明 无线电报的贡献而获得诺贝尔物理学奖。
无线通信系统的分类
蜂窝移动通信
蜂窝 多址方式 移动性
综合业务数字网 公共电话交换网
公共电 话交换 网
无线通信系统的分类
卫星蜂窝通信
卫星除了在电视市场应用外，
蜂窝通信是卫星的第二个重要 应用。
‘‘基站”(即卫星)距移动台的距
离相当远：对于静止轨道卫 星，距离为36000km；对于低轨 道(LEO)卫星，距离为几百千 米。因此，需要更大的发射功 率，卫星上必须使用高增益天 线(许多情况下移动台也用)，并 且若用户在建筑物内部，则通 信几乎无法进行。
无线通信系统的分类
卫星蜂窝通信
蜂窝尺寸：由于卫星与地球之间的遥远距离，即使就低轨道卫
星而言，蜂窝直径小于100km也是不可能的；对静止轨道卫 星，蜂窝区域会更大。这样大的蜂窝尺寸对卫星系统而言，既 是优点也是缺点。积极的一面在于，即使针对地广人稀的区域 也容易做到良好的覆盖。另一方面，这个区域内的频谱效率非 常之低，也就意味着(假定分配给这项业务的频谱有限)只有很 少的人可以同时通信。
无线通信技术就是指通过无线电波传播信号的一种技术。它的原理在于 通过调制将待传输信息加载于无线电波上并通过天线发送出去，当电波 通过空间传播到达收信端，通过解调将信息恢复出来。
无线通信可以简单分为单条和多条链路的无线传输。单条链路传输是指 信源要把传输的消息通过无线电波发送给信宿，而多条链路的无线传输 是指同时有多个信源要把信息发送给一个或多个信宿。实际上考虑要传 输的业务以及通信控制等，多条链路的无线传输就形成一个无线通信网 络。
许多个域网标准由IEEE 802.15小组开发完成。
无线通信系统的分类
固定无线接入
固定无线接入可看做是无绳电话或WLAN的演化形式，它从根本上替
代了用户和陆上有线系统之间的专用线缆连接。与无绳系统的主要差 别在于（1）用户设备不具移动性；（2）基站几乎总是服务于多个用 户。此外，通过固定无线接入设备中继之后的传输距离(在100m到几十 千米之间)要比通过无绳电话中继后的传输距离长得多。
固定无线接入的目的在于：不用从中心交换局到用户所在的办公室 或居所铺设电缆就能向用户提供电话和数据连接。
固定无线接入的主要市场向农村地区提供覆盖和在不具备任何有线 基础设施的发展中国家建立连接。
802.16(WiMax)标准通过在系统中引入有限的移动性，因而也就模糊 了与蜂窝电话技术之间的界限。
基站费用：建一个基站（卫星）的费用比为陆地系统建造基站
要高。不仅通信卫星的发射非常昂贵，而且还必须作为卫星和 PSTN之间连接点的地面站建造适当的基础设施。
无线通信系统的分类
无线局域网
无线局域网(WLAN)的功能属性与无绳电话非常相似——将便携式
电脑通过无线链路连接到因特网 (Internet)。
无线通信技术原理
无线通信传输
无线传输系统需要发射设备、接收设备和传输媒介。 在发射设备中首先对低频信号进行调制，即将其加载到高频的载波
上。频率变换器将信号变换成发射电波所要求的频率，再经功率放 大后，由天线辐射并通过大气空间进行电磁波的传播。
电波传播过程中受到衰落，接收信号功率很弱，在接收设备经过信
察局在车辆上有效的使用了AM无线通信技术进行移动语音通信。
1927年贝尔实验室在纽约地区试验了电视播放，同时John Baird在
英国也进行了类似的实验。
1946年，第一个移动电话系统在美国圣路易斯投入使用。 1947年，第一个由7个天线塔组成的连接纽约和波士顿的微波中继
系统开始运行，这个中继系统可容纳两个城市的2400人同时通话。
内容
无线通信技术原理 无线通信的起源 无线通信系统的
分类
无线通信基础知识 频谱规划 无线通信的技术挑战
无线通信技术原理
无线通信的传输媒介是无线电波，其频率要求在300GHz以下（各种射频 规范中常见的有三种定义3KHz~ 300GHz , 9KHz~ 300GHz , 10KHz~ 300GHz ）。
第一章无线通信概述
吉林大学通信工程学院 莫秀玲 Email:jlmoxiuling@
主要参考书
1、无线通信导论，鹏木根，游思晴，北京邮电大学出版社 2、现代无线通信 ，西蒙.赫金著， 电子工业出版社 3、现代无线通信技术，胡健栋编 ，机械工业出版社 4、无线通信原理与应用， [美] Theodre S. Rappaport ， 蔡涛、李 旭、杜振民等译， 电子工业出版社 5、无线传输与接入技术 ，孙雪康，刘勇编著 ，人民邮电出版社 6、无线通信， Andreas F.Molish著,田斌等译， 电子工业出版社 7、微波与卫星通信，人民邮电出版社
无线通信系统的分类
WiMax
相同标准的基站(接入点)。接入点的拥有者 可以对接入做出限制——如，通过适当的安全设置。
无线通信系统的分类
微波中继
抗干扰能力强，线路噪声不累积 保密性强，便于加密 长距离、大容量地面干线无线传输 设备体积小、功耗低 占用频带宽
无线通信系统的分类
WLAN现已开发出许多标准，以满足高数据速率的需求，并且这
些标准都带有IEEE 802.11的标识。最原始的IEEE 802.11标准支持 以1Mb/s的速率传输，最流行的802.11b标准(WiFi)支持高达11Mbit/s 的速率，802.11a标准将速率提升到 55Mbit/s。更高的速率将通过 802.11n标准加以实现。
传输子网：是用于传输电信号或光信号的网络。可分为过哦及传输
网与国内传输网。
核心子网：除接入网和用户驻地传输网之外的网络，用于实现信息
的交换。根据所承载的业务，可分为电路交换和分组交换子网。
业务平台：是聚合各类应用需求的综合应用系统。 网管系统：是一个软硬件结合以软件为主的分布式网络应用系统，
无线局域网
无线局域网(WLAN)的功能属性与无绳电话非常相似——将便携式
电脑通过无线链路连接到因特网 (Internet)。
WLAN现已开发出许多标准，以满足高数据速率的需求，并且这
些标准都带有IEEE 802.11的标识。最原始的IEEE 802.11标准支持 以1Mb/s的速率传输，最流行的802.11b标准(WiFi)支持高达11Mbit/s 的速率，802.11a标准将速率提升到 55Mbit/s。更高的速率将通过 802.11n标准加以实现。
用于管理无线网络，保证其高效正常运行。
内容
无线通信技术原理 无线通信的起源 无线通信系统的
分类
无线通信基础知识 频谱规划 无线通信的技术挑战
无线通信起源
人类认识电磁波为100年左右。
1864年麦克斯韦总结了电磁学实验定律，从数学上预言了电磁波的
存在和光的电磁波本质。
无线通信系统的分类
无线通信按应用可分为
移动 无线接入 微波 卫星
按工作状态可分为
移动 固定
按在通信网络的位置可分为
无线接入 无线传输
按所使用频率波段可分为
长波通信 中波通信 短波通信 超短波通信 微波通信
下面按应用分类介绍几个典 型的无线通信系统
在原理上，WLAN设备可以连接到任何采用
相同标准的基站(接入点)。接入点的拥有者 可以对接入做出限制——如，通过适当的安全设置。
无线通信系统的分类
个域网
当网络覆盖区域变得比 WLAN更小的时候，称之为个域网 (PAN)。此
类网络多数是为了达到简单的 “电缆替代”效果。例如，遵从蓝牙 (Bluetooth)标准的设备,支持蜂窝电话和头戴式免持耳机之间不需要 电缆的无线连接，两个设备间的距离小于1m。类似地，娱乐系统 (DVD播放器到电视)中的组件之间、计算机与其外设(打印机，鼠标) 之间以及其他同类的应用都可以通过个域网的覆盖来形成无线链 路。
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无线通信起源
振 子
磁场 电场 电场 电波传输方向
磁场 电场
无线电波是一种能量传输形式，在传播过程中，电场和磁场在空间是相 互垂直的，同时这两者又都垂直于传播方向。
内容
无线通信技术原理 无线通信的起源 无线通信系统的
分类
无线通信基础知识 频谱规划 无线通信的技术挑战
无线通信系统的分类
1902年第一个点到点的无线电链路在美国建立，也称为无线电报。
无线通信起源
1906年范信达
（Reginald Fessenden ）进行了第一次无线电广播，
他通过调幅技术传输音乐和话音。
1906年以后，军用和商用的船舶很快采用了无线电技术 早起的陆地移动无线通信记录在警察发面的应用，1921年底特律警
无线通信起源
电磁场的基本定律—麦克斯韦方程 麦克斯韦方程组阐明电磁场与场源（电荷、电流）的 联系及其与物质相互作用的规律，揭示了电磁波的存 在。
自由空间中的电磁场 自由电荷和自由电流激发电磁场 静止电荷的静电场—库仑实验定律 恒定电流的静磁场—安培实验定律和比奥-沙伐定律 时变磁场激发的电场—法拉第电磁感应定律 时变电场激发的磁场—麦克斯韦关于位移电流的假说
1887年赫兹用实验证明了麦克斯韦理论-----电磁波的存在。为现代
的无线电通信提供了理论根据。
1897年马可尼（Marconi）用无线电波成功实现了在英格兰海峡行
驶的船只上，连续不断的通信，开启了无线通信发展的大门。马 可尼成为世界上第一个无线电技术专利的拥有者，并因为对发明 无线电报的贡献而获得诺贝尔物理学奖。
无线通信系统的分类
蜂窝移动通信
蜂窝 多址方式 移动性
综合业务数字网 公共电话交换网
公共电 话交换 网
无线通信系统的分类
卫星蜂窝通信
卫星除了在电视市场应用外，
蜂窝通信是卫星的第二个重要 应用。
‘‘基站”(即卫星)距移动台的距
离相当远：对于静止轨道卫 星，距离为36000km；对于低轨 道(LEO)卫星，距离为几百千 米。因此，需要更大的发射功 率，卫星上必须使用高增益天 线(许多情况下移动台也用)，并 且若用户在建筑物内部，则通 信几乎无法进行。
无线通信系统的分类
卫星蜂窝通信
蜂窝尺寸：由于卫星与地球之间的遥远距离，即使就低轨道卫
星而言，蜂窝直径小于100km也是不可能的；对静止轨道卫 星，蜂窝区域会更大。这样大的蜂窝尺寸对卫星系统而言，既 是优点也是缺点。积极的一面在于，即使针对地广人稀的区域 也容易做到良好的覆盖。另一方面，这个区域内的频谱效率非 常之低，也就意味着(假定分配给这项业务的频谱有限)只有很 少的人可以同时通信。
无线通信技术就是指通过无线电波传播信号的一种技术。它的原理在于 通过调制将待传输信息加载于无线电波上并通过天线发送出去，当电波 通过空间传播到达收信端，通过解调将信息恢复出来。
无线通信可以简单分为单条和多条链路的无线传输。单条链路传输是指 信源要把传输的消息通过无线电波发送给信宿，而多条链路的无线传输 是指同时有多个信源要把信息发送给一个或多个信宿。实际上考虑要传 输的业务以及通信控制等，多条链路的无线传输就形成一个无线通信网 络。
许多个域网标准由IEEE 802.15小组开发完成。
无线通信系统的分类
固定无线接入
固定无线接入可看做是无绳电话或WLAN的演化形式，它从根本上替
代了用户和陆上有线系统之间的专用线缆连接。与无绳系统的主要差 别在于（1）用户设备不具移动性；（2）基站几乎总是服务于多个用 户。此外，通过固定无线接入设备中继之后的传输距离(在100m到几十 千米之间)要比通过无绳电话中继后的传输距离长得多。
固定无线接入的目的在于：不用从中心交换局到用户所在的办公室 或居所铺设电缆就能向用户提供电话和数据连接。
固定无线接入的主要市场向农村地区提供覆盖和在不具备任何有线 基础设施的发展中国家建立连接。
802.16(WiMax)标准通过在系统中引入有限的移动性，因而也就模糊 了与蜂窝电话技术之间的界限。
基站费用：建一个基站（卫星）的费用比为陆地系统建造基站
要高。不仅通信卫星的发射非常昂贵，而且还必须作为卫星和 PSTN之间连接点的地面站建造适当的基础设施。
无线通信系统的分类
无线局域网
无线局域网(WLAN)的功能属性与无绳电话非常相似——将便携式
电脑通过无线链路连接到因特网 (Internet)。
无线通信技术原理
无线通信传输
无线传输系统需要发射设备、接收设备和传输媒介。 在发射设备中首先对低频信号进行调制，即将其加载到高频的载波
上。频率变换器将信号变换成发射电波所要求的频率，再经功率放 大后，由天线辐射并通过大气空间进行电磁波的传播。
电波传播过程中受到衰落，接收信号功率很弱，在接收设备经过信
察局在车辆上有效的使用了AM无线通信技术进行移动语音通信。
1927年贝尔实验室在纽约地区试验了电视播放，同时John Baird在
英国也进行了类似的实验。
1946年，第一个移动电话系统在美国圣路易斯投入使用。 1947年，第一个由7个天线塔组成的连接纽约和波士顿的微波中继
系统开始运行，这个中继系统可容纳两个城市的2400人同时通话。
内容
无线通信技术原理 无线通信的起源 无线通信系统的
分类
无线通信基础知识 频谱规划 无线通信的技术挑战
无线通信技术原理
无线通信的传输媒介是无线电波，其频率要求在300GHz以下（各种射频 规范中常见的有三种定义3KHz~ 300GHz , 9KHz~ 300GHz , 10KHz~ 300GHz ）。
第一章无线通信概述
吉林大学通信工程学院 莫秀玲 Email:jlmoxiuling@
主要参考书
1、无线通信导论，鹏木根，游思晴，北京邮电大学出版社 2、现代无线通信 ，西蒙.赫金著， 电子工业出版社 3、现代无线通信技术，胡健栋编 ，机械工业出版社 4、无线通信原理与应用， [美] Theodre S. Rappaport ， 蔡涛、李 旭、杜振民等译， 电子工业出版社 5、无线传输与接入技术 ，孙雪康，刘勇编著 ，人民邮电出版社 6、无线通信， Andreas F.Molish著,田斌等译， 电子工业出版社 7、微波与卫星通信，人民邮电出版社
无线通信系统的分类
WiMax