无线电通信原理 第四章(英文)
通信原理(第四章)
27
第4章 信 道 章
四进制编码信道模型
0 0
1 送
端
发
1
收 端
接
2
2
3
3
28ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第4章 信 道 章
4.4 信道特性对信号传输的影响 恒参信道的影响 恒参信道对信号传输的影响是确定的或者 是变化极其缓慢的。因此,其传输特性可以 等效为一个线性时不变网络。 只要知道网络 的传输特性,就可以采用信号分析方法,分 析信号及其网络特性。 线性网络的传输特性可以用幅度频率特 性和相位频率特性来表征。 现在我们首先讨论 理想情况下的恒参信道特性。
平流层 60 km 对流层 10 km 0 km 地 面
6
第4章 信 道 章
电离层对于传播的影响 反射 散射
7
第4章 信 道 章
电磁波的分类: 电磁波的分类: 地波 频率 < 2 MHz 有绕射能力 距离: 距离:数百或数千千米 天波 频率: 频率:2 ~ 30 MHz 特点: 特点:被电离层反射 一次反射距离: 一次反射距离:< 4000 km 寂静区: 寂静区:
13
第4章 信 道 章
4.2 有线信道
明线
14
第4章 信 道 章
对称电缆:由许多对双绞线组成, 对称电缆:由许多对双绞线组成,分非屏蔽 (UTP)和屏蔽(STP)两种。 )和屏蔽( )两种。
塑料外皮
双绞线( 5对)
图4-9 双绞线
15
第4章 信 道 章
同轴电缆
16
第4章 信 道 章
n2 n1 折射率
25
第4章 信 道 章
4.3.2 编码信道模型
调制信道对信号的影响是通过k(t)和 使已调信号发生波形 调制信道对信号的影响是通过 和n(t)使已调信号发生波形 失真。 失真。 编码信道对信号的影响则是一种数字序列的变换, 编码信道对信号的影响则是一种数字序列的变换,即将 一种数字序列变成另一种数字序列。 一种数字序列变成另一种数字序列。误码 输入、输出都是数字信号, 输入、输出都是数字信号,关心的是误码率而不是信号 失真情况,但误码与调制信道有关, 失真情况,但误码与调制信道有关,无调制解调器时误码由 发滤波器设计不当及n(t)引起 引起。 收、发滤波器设计不当及 引起。 编码信道模型是用数字的转移概率来描述。 编码信道模型是用数字的转移概率来描述。
通信原理第四章 (樊昌信第七版)PPT课件
则接收信号为
2 1
fo(t) = K f(t - 1 ) + K f(t - 2 ) 相对时延差
F o () = K F () e j 1 + K F () e j ( 1 )
信道传输函数
H()F F o(( ))K Keejj 11((1 1 eejj ))
常数衰减因子 确定的传输时延因子 与信号频率有关的复因子
课件
精选课件
1
第4章 信道
通信原理(第7版)
樊昌信 曹丽娜 编著
精选课件
2
本章内容:
第4章 信道
信道分类
信道模型
恒参/随参信道特性对信号传输的影响
信道噪声
信道容量
定义·分类
模型·特性
影响·措施
信道噪声 信道容量
精选课件
3
概述
信道的定义与分类
n 狭义信道:
—传输媒质 有线信道 ——明线、电缆、光纤 无线信道 ——自由空间或大气层
1. 传输特性
H ()H ()ej ()
H() ~ 幅频特性
()~ 相频特性
2. 无失真传输
H()Kejtd
H() K
()td
精选课件
27
n 无失真传输(理想恒参信道)特性曲线:
恒参信道
|H()|
K
() td
td
0
H() K
幅频特性
0
0
()td
()d() d
td
相频特性
群迟延特性
精选课件
28
n 理想恒参信道的冲激响应:
恒参信道
H()Kejtd
h(t)K(ttd)
若输入信号为s(t),则理想恒参信道的输出:
无线通信原理与应用-4.2 自由空间传播模型
Wireless Communications Principles and Practice
第四章 移动无线电传播:大尺度路径损耗
电气工程学院 通信工程系
无线通信原理与应用
Wireless Communications Principles and Practice
§4.2 自由空间传播模型
电气工程学院 通信工程系
无线通信原理与应用
Wireless Communications Principles and Practice
例4.2:如果发射机发射50瓦的功率,将其换算成(a)dBm和(b)dBW。如果该发射 机为单位增益天线,并且载频为900MHz,求出在自由空间中距天线100m处接收 功率为多少dBm。10km处Pr为多少?假定接收天线为单位增益。 解: 已知: 发射功率,Pt= 50W,载频fc= 900MHz,使用公式(4.9) (a)发射功率
电气工程学院 通信工程系
无线通信原理与应用
Wireless Communications Principles and Practice
例题4.1:求解最大尺寸为1m,工作频率为900M Hz的天线的远场 距离。
解: 已知: 天线最大尺寸,D=1m 工作频率 f= 900MHz
使用公式(4.7a)可获得远地距离为:
自由空间中距发射机d处天线的接收功率由公式4.1给出(Friis公式 或自由空间公式)
其中:
Pt: 为发射功率;
Pr(d):是接收功率,为T-R距离的函数;
Gt: 是发射天线增益;
Gr: 是接收天线增益;
D: 是T-R间距离,单位为米;
L: 是与传播无关的系统损耗因子(L大于等于1);
无线通信基本原理课件
• 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 Divisionቤተ መጻሕፍቲ ባይዱMultiple Access):空分多 址
SDMA 即在相同时隙、相同频 率或相同地址码的情况下,可以根 据信号不同的中间传播路径而区分。 SDMA是一种信道增容方式,例如 空分—码分多址(SD-CDMA)。
频率
频率
FDMA
时间
TDMA
时间
FDMA:Frequency Division Multiple Access频分多址
TDMA:Time Division Multiple Access时分多址
37
• FDMA
• FDMA信道每次只能传递一路电话,如果一个FDMA信道被分配为话 音信道,但没有使用,并且处于空闲状态,它不能被其他用户使用。
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。
• 在典型的蜂窝移动通信环境中,移动台一般比基站天 线矮很多,接收机与发射机之间的直达路径往往被建 筑物或其他物体所阻碍。所以,在蜂窝基站与移动台 之间的通信不一定是通过直达路径,而是通过许多其 他路径完成的。
航空电子系统(无线电通信部分)
SSB人们想到既然只有上、下边带才包含有
用信息,能否不发射载波,只发射上、下边 带进行通讯。这种不发射载波,只发射上、 下边带(或上、下边带一起发射)的通讯方 式称为双边带通讯。但是由于在功率利用和 频谱节约等方面双边带仍不够理想,因此发 明了只发射一个边带(上边带或下边带)的 单边带通讯。尽管单边带通讯是一种高效率 的无线电通讯方式,但与调幅通讯制相比, 单边带设备要求要很高。优点是节约频谱, 节省功率 。缺点主要是设备复杂昂贵单边带 利多弊少,还是被广泛使用 。
天线是发射机的终端,天线的输入阻抗随工作频率变 化而变化,由于高频通信系统工作频段覆盖面大,所 以天线阻抗变化大,为使发射机阻抗与天线输入阻抗 匹配,使发射机输出功率尽可能大的供给天线,必须 采用天调。
020/9/12
(三)单边带工作原理(补充)
AM 现行的普通调幅电台是将语言信号加以 放大后对载波信号进行调制的。被调制后的射 频信号送至天线发射。而接收时使用的是普通 的调幅接收机,调幅式发射机是把载波和上、 下边带一起发射到空间去的,但是实际上载波 仅仅起到运载信号的作用,它本身不包含有用 信号,有用的信号是下上边带。
使用天调的原因 为使天线与 收发机的阻抗匹配
频率覆盖系数为
30MHZ/2MHZ=15
天线 凹槽天线 被设计成使
得耦合器能够将天线阻抗与发 射机的高频电缆50特性阻抗 相匹配
12 2020/9/12
天调的原因------解决阻抗匹配问题
在无线电传输中常会遇到负载阻抗与信号源输出阻抗 不等的情况,如把它们连在一起就得不到最大输出功 率,为此设计了一个网络连接在负载和信号源之间, 把实际负载阻抗转换为信号源所需负载,以便得到最 大功率。------阻抗匹配
通信原理(英文版)课件
36
l 4-ary coding channel model
0
0
1
Transmitting end
2
1
Receiving end
2
3
3
Figure 1.4.12 4-ary coding channel model
37
1.4.4 Influence of channel characteristics on signal transmission
2
1.2 Message, information & signal
lMessage:speech, letters, figures, images…
lInformation:effective content of message. Different types of messages may contain the same information
# Information content I = I [ P(x) ],P(x) – Occurrence probability
# Definition:I = loga [1/P(x)] = -logaP(x) # Usually, set a = 2, the unit of the information content will be called a bit.
0
ω
0
Ideal characteristic
Ideal characteristic: phase --- () = k ;
group delay --- () = d()/d = k
Influence of distortion: waveform distortion, inter-symbol interference
通信原理(英文版)
【Example 2.4】Find the waveform and the frequency spectral density of a sample function. Solution: The definition of the sample function is
sin t Sa ( t ) t
d(t)
1
(f)
0
t
0
f
meaning of d function: It is a pulse with infinite height, infinitesimal width, and unit area. Sa(t) has the following property:
Physical
F ( ) lim
/2 / 2
cos 0 te
jt
sin[( 0 ) / 2] sin[( 0 ) / 2] dt lim 2 ( ) / 2 ( ) / 2 0 0
The frequency spectral density of d(t):
( f ) d (t )e
jt
d (t ) 0
t 0
dt 1 d (t )dt 1
7
d(t)
and its frequency spectral density:
f (t ) f (t 1) t
1
Its frequency spectrum:
1 C ( jn 0 ) T0
T0 / 2
T0 / 2
s(t )e
无线通信原理双语lecture.ppt
2019/12/18
16
WLAN Infrastructure
•Network between devices in home and office environment; •Typically gives access to a fixed infrastructure
• Cognitive and Software Defined Radio,
IEEE 802.22(proposed), et al
Area, …
The output of Wireless System Modeling and Design: International standard (IP): 802.11,802.16,GSM…
2019/12/18
17
1.5 WPANs and WMANs
WPANs: Wireless Personal Area Networks
3G Offers enhancements to current applications including greater data speeds, increased capacity for voice and data and a broader range of services.
In 2000, ITU approved the following three standards:
• Wireless Sensor Networks • 3G and beyond • 3.9G (LTE), 4G,et al
Coverage (range)
Wireless Key techniques
无线电通信原理 第一章(英文)
Goal of Mobile communication
Personal Communication System(PCS)
Whoever Whenever Wherever Whomever Whatever
2020/7/18
25
统一的IP核心网 All IP based:
2020/7/18
9
Current Wireless Systems
▪Cellular Systems ▪Satellite Systems ▪Wireless LAN ▪Wireless MAN ▪Wireless PAN
2020/7/18
10
Wireless Communications System Definitions
2020/7/18
7
Titanic
2020/7/18
"Those who had been saved, had been saved through one man, Mr. Marconi... and his marvellous invention"
8
History of wireless communication
AMPS 30KHz FM FDMA TACS 25KHz FM FDMA
2020/7/18
13
2nd generation of mobile technology
•Digital cellular systems •Supporting high bit rate voice, limited data communication •Improved quality Include standards
无线通信原理与应用-4.6 地面反射(双线)模型
d d ''d ' 2hr ht d
相位差和到达的时延如下:
2d
and
d
d c
注意当d变大 , d’’和d’之差
变小
电气工程学院 通信工程系
无线通信原理与应用
Wireless Communications Principles and Practice
那么,ELOS 和 Eground 振幅基本相同,仅是相位不同
PTotal
E2 Total
120
Ae
PtGtGr
ห้องสมุดไป่ตู้
ht hr d4
(4.52)
双线模型的路径损耗单位是dB,表示为
PL(dB) 10 log Pt Pr ,total
40 log d {10 log Gt 10 log Gr
10 log ht
10 log hr )
(4.53)
电气工程学院 通信工程系
无线通信原理与应用
Wireless Communications Principles and Practice
(b) 由于 d hr ht
场强为:
Er (d )
2E0d0 d
2hr ht d
2
103 1103 5 103
•
2 50 1.5
0.333(5 103 )
113.1106V / m
图示
电气工程学院 通信工程系
无线通信原理与应用
Wireless Communications Principles and Practice
d d ''d ' (ht hr )2 d 2 (ht hr )2 d 2
当T-R距离d远远大于ht+hr时,使用泰勒(Taylor )进行近似化简:
[工学]第四章NBDP
二、NBDP的调制
•2FSK,其中心频率(副载波)为1700Hz,频移为85Hz;
•空号频率为 fC+1785Hz,传号频率为 fC+1615Hz;
•ARQ单元与SSB收发信机连接做NBDP通信的工作方式为F1B或J2B; •NBDP信号即频移键控信号,可以看作是两个频率不同的ASK信号的
合成:一个是传号谱、中心频率为 f1,一个是空号谱、中心频率为 f2;
9
S
19
A
GMDSS原理与操作
再由7字母识别信号所对应的数字序列获得3个校验和信号,方法如下:
(1)7字母识别信号通过查表,得所对应的7个数字: N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7
(2)按下面的模20加,得3个校验和数字(CN):
CN1=N1⊕N2⊕N3 CN2=N3⊕N4⊕N5 模20加
NBDP传送过程中出现一个错码,一定被检出的原因 •接收端通过数一个码字中1的个数或0的个数,不符合
4:3恒比规则的码字,则接收端都认为该码字接收错误;
•当出现一位错误时,必不符合4:3恒比规则; •有时出现二位错误时,也能够检出; •当一个1错成0,同时一个0错成1时,这样的两位错误不 能检出。
主台(MS):发起呼叫的电台 副台(SS):被呼叫的电台 -----整个ARQ通信过程中,主台和副台的关系不变。
信息发射台(ISS)、信息接收台(IRS) -----在ARQ通信过程中,ISS和IRS关系可以互换,称作转台。
GMDSS原理与操作
ARQ的信息字组
键盘操作预先编辑、存入ARQ单元。 报文自动分割为以三个字符一组的信息字组;不满三个字符时,自动 插入“β”。 报文的所有信息字组被顺序、交替地编号为信息字组1、信息字组2。
第四章《通信原理》信道
理想无失真信道, 理想无失真信道,它的
H ( jω ) = ke
jω t d
H ( jω ) = k 幅频特性 (ω ) = ωt d 相频特性
实际的信道往往不能满足这些要求。例如电话信号 实际的信道往往不能满足这些要求。 的频带在300Hz 3400Hz范围内 300Hz范围内; 的频带在300Hz-3400Hz范围内;而电话信道的幅频特性 和相频特性示于下图。
调制信道 编码信道
1、调制信道 指从调制器输出到解调器输入端的所有变换装置 及传输媒介。因为从调制解调角度而言, 及传输媒介。因为从调制解调角度而言,调制信道仅 对已调信号进行传输,因此可视为一个整体。 对已调信号进行传输,因此可视为一个整体。
2、编码信道 、 指从编码器输出到译码器输入端的所有变换装置 及传输媒介。因为从编译码的角度而言, 及传输媒介。因为从编译码的角度而言,它们之间的 一切环节只起了传输数字信号的作用, 一切环节只起了传输数字信号的作用,因此可视为一 个整体。 个整体。
第四章 信道
在讲通信系统模型中我们知道, 在讲通信系统模型中我们知道,信道是信息传 输的媒介。它可分为两大类:有线信道和无线信道。 输的媒介。它可分为两大类:有线信道和无线信道。 传统的固定电话网用有线信道作为传输媒介。 传统的固定电话网用有线信道作为传输媒介。而无 线电广播则是用无线信道传播电台节目。 线电广播则是用无线信道传播电台节目。 信号在信道中传输,一方面受信道特性的影响; 信号在信道中传输,一方面受信道特性的影响; 另一方面还要受到信道中噪声的影响。 另一方面还要受到信道中噪声的影响。本章简单介 绍信道特性和信道中的噪声, 绍信道特性和信道中的噪声,以及信道特性对信号 传输的影响。 传输的影响。
一、加性噪声的分类
第四章 VHF无线电话通信
4.码语通信法
VHF无线电话码语通信程序包括:呼叫与回答、识 别、信文发送及通信结束。 1)呼叫 呼叫指明的船(台):发送收信方的呼号或名称,逐字拼 读,不超过三次; 呼叫附近所有船(台):发送“CQ”不超过三次 2)识别 发送“DE”及发信船(台)的呼号或名称逐字拼读,不超 过三次; 收信方按1)、2)的相同程序回答。 3)信文发送 首先发送“INTERCO”(此码不需逐字拼读)或“YU” 然后发送信文(所有码组均应拼读发送),信文中的名称、 地名可用明语发送,但在明语之前应发送“YZ” 4)结束 发信方发送“AR”或“over”; 收信方回答“R”
三、通话中注意事项 1.船舶进出港口或在港口防台时,应加强与港 口联系,按时守听有关岸台的通话表; 2.听到有两条以上船舶同时播发信息时,应首 先回答最近或有碰撞危险的船舶; 3.当不能肯定所听到的呼叫是对本船时,就不 应回答,但应立即播发自己的船位、航向、 航速及船名; 4.船舶间在近距离通信时,应使用“小功率” 发射,以压缩听程,减少干扰。
第三节
遇险、紧急、安全通信
一、概述 1.海上遇险报警的途径 遇险船舶如何快速正确地发出遇险报警, 以便在最短的时间内获得救助,这是至关 重要的。IMO制定了 遇险船船长GMDSS操 作指南(GMDSS operation guidance for masters of ships in distress situation)
四、通话程序
1.双方互知船名,利用VHF协调避让行动时 2.彼此不知对方船名时
五、船舶间的正确识别
船舶间利用VHF协调避让行动的关键在于初始呼叫中如 何正确地彼此识别。 1.能见度不良时 1)播发本船的信息,以便他船收听并识别; 2)呼叫他船的船位; 3)呼叫他船相对于本船的方位、距离。 2.船舶在互见中 可根据他船的船首向、船舶性质、船壳颜色等特征呼叫。
通信原理_第四章 信道
内容简介 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章
通信原理
第四章
信
道
东北大学网
短波电离层反射信道 (1) 传播路径
地面高度为60km — 400km
反射层 入射角φo 4000km D F2 F1 E 吸收层
地球
■ □ □ □
电离层: 各个层次的高度、厚度、电子密度等都会随时间变化。 一次或多次反射的距离也会发生变化,且与入射角有关。 不同层次(F1、F2)的不同高度上都会产生反射。
通信原理
4.1 无线信道
第四章
信
道
东北大学网
内容简介 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章
通信原理
第四章
信
道
东北大学网
一 地球大气层的结构:
对流层:地面上 0 ~ 10 km 平流层:约10 ~ 60 km 电离层:约60 ~ 400 km
60 km 对流层 10 km 0 km 地 面 电离层
典型的模拟信道是调制信道。 典型的数字信道是编码信道。
内容简介 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章
通信原理
第四章
信
道
东北大学网
引言(调制信道与编码信道) 调制信道与编码信道分别是模拟信道与数字信道的 典型例子。
自编码器
调 制 器
发 送 转 换 器
传输媒体 调制信道 编码信道
第四章
信
道
东北大学网
通信卫星
卫星中继信道
内容简介 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章
通信原理
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
无线电通信原理
无线电通信原理无线电通信原理是一种通过电磁波传输信息的技术。
它利用电磁波在空间中传播的特性,将信号编码成电磁波,并通过发射设备发送到接收设备,从而实现信息的传输。
无线电通信的基础是信号的调制和解调过程。
调制是将要传输的信号转换为适合在空间中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)和相位调制(PM)等。
解调则是将接收到的电磁波信号还原为原始信号的过程。
在无线电通信中,发射设备通过天线将调制后的信号转换为电磁波,并以一定的频率发送出去。
接收设备的天线接收到电磁波信号后,将其转换为电信号,并经过解调过程得到原始的信号。
发送和接收过程中,天线扮演着关键的角色,它既用于发送电磁波,又用于接收电磁波。
无线电通信中还涉及到一些重要的概念,如频率、波长和带宽。
频率指电磁波振荡的次数,以赫兹(Hz)为单位表示。
波长则是相邻两个振荡点之间的距离,通常以米(m)为单位表示。
带宽则是一个信号中所包含的频率范围,它直接影响信息传输的速率和质量。
在无线电通信中,还存在一些常见的干扰问题,如多径效应和信号衰减。
多径效应是指电磁波在传输过程中经历多条路径,导致接收到多个相位相同但幅度不同的信号,从而干扰信号的完整性。
信号衰减则是指电磁波在传播过程中损失能量,导致信号强度下降。
为了提高无线电通信质量和距离,通信系统往往会采取一些增强技术,如使用中继站进行信号扩展,采用天线阵列进行波束赋形等。
总之,无线电通信原理是一种通过电磁波传输信息的技术。
它通过信号的调制和解调过程实现信息的传输,涉及到频率、波长、带宽等概念,并面临干扰和衰减等问题。
为提高通信质量和距离,还可以采取一些增强技术。
无线通信原理与应用-4.4 三种基本传播机制
无线通信原理与应用
Wireless Communications Principles and Practice
• 接收功率还受到下列因素的影响 – 大障碍物引起的反射 – 小障碍物引起的散射 – 物体边缘引起的衍射 – 不同介质密度引起的折射
绕射
原理与应用
Wireless Communications Principles and Practice
第四章 移动无线电传播:大尺度路径损耗
电气工程学院 通信工程系
无线通信原理与应用
Wireless Communications Principles and Practice
§4.4 三种基本传播机制
散射
移动通信系统中影响传播的三种最基本的机制: ① 反射:当电磁波遇到比波长大得多的物体时发生反射,反射发生于地球表面、
建豌物和墙壁表面。 ② 绕射:当接收机和发射机之间的无线路径被尖利的边缘阻挡时发生绕射。由
阻挡表面产生的二次波散布于空间,甚至于阻挡体的背面。当发射机和接收 机之间不存在视距路径,围绕阻挡体也产生波的弯曲。在高频波段,绕射与 反射一样,依赖于物体的形状,以及绕射点入射波的振幅、相位和极化情况。 ③ 散射:当波穿行的介质中存在小于波长的物体并且单位体积内阻挡体的个数 非常巨大时,发生散射。散射波产生于粗糙表面、小物体或其他不规则物体。 在实际的通信系统中,树叶、街道标志和灯柱等会引发散射。 接收功率(或它的反面,路径损耗)是基于反射、散射和绕射的大尺度传播 模型预测的最重要的参数。这三种传播机制也描述了小尺度衰落和多径传播。
无线电通讯原理
无线电通讯原理Wireless radio communication is a method of transmitting information through the air using electromagnetic waves. 无线电通讯是一种通过电磁波在空气中传输信息的方法。
It has revolutionized the way we communicate and has become an integral part of modern society. 它彻底改变了我们的通讯方式,成为现代社会不可或缺的一部分。
From the early days of Marconi's invention to the present day, wireless radio communication has evolved significantly. 从马可尼发明的早期日子到现在,无线电通讯已经有了显著的发展。
Today, it is used in various applications, including broadcasting, mobile communication, satellite communication, and more. 如今,它被广泛应用于包括广播、移动通信、卫星通信等各种领域。
One of the key principles behind wireless radio communication is modulation, which allows the information to be encoded into the electromagnetic waves. 无线电通讯背后的一个关键原则是调制,这使得信息可以被编码进电磁波中。
There are various modulation techniques used in wireless communication, such as amplitude modulation (AM), frequency modulation (FM), and phase modulation (PM). 无线通信中使用了各种调制技术,如幅度调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
2020/7/18
10
the time varying discrete-time impulse response model for a multipath radio channel
2020/7/18
11
N 1
hb (t,t ) ai (t,t ) exp[ ji (t,t )] (t ti (t)) i0
Local area: no greater than 6m outdoor Local area: no greater than 2m indoor
2020/7/18
14
Parameters of Mobile Multipath Channels
• Time Dispersion Parameters • Coherent bandwidth • Doppler Spread • Coherence Time
•We need a few major parameters for easy –Compare different channels (delay, bandwidth, spectrum, etc) –Develop design guide lines for wireless signals
-If the vehicle is moving directly towards the transmitter
f 26.82 165Hz 0.162
-If the vehicle is moving perpendicular to the angle of arrival of
the transmitted signal
t : time variation due to motion/Doppler shift
t: multipath delay (time-dispersion)
2020/7/18
9
Impulse response of wireless channels (con’t)
• The impulse response of the time-variant multipath channel is a random process
y(t) h(t,t ) x(t) h(t,t )x(t t )dt
or y(t) x(t) h(t,t ) x(t )h(t,t t )dt
2020/7/18
8
h(t, t ) complex passband channel hb (t, t ) complex baseband equivalent channel
•So far, we have channel model –Good: it gives every detail about the channel –Bad: it is hard to see any essential characteristics of channels, such as what signal can pass, what signal can not pass
Are measured by channel sounding techniques Plots of relative received power as a function of excess delay They are found by averaging instantenous power delay measurements over a local area
f 0
2020/7/18
5
Coherence Bandwidth&Coherence Time
2020/7/18
6
Characteristics of Radio Channel
• (Large path loss) • Multipath (reflection, scattering) • Time-variant (time-varying, a consequence of the
(0.1)(1)2
(0.1)(2)2
(0.01)(0)2
21.07s2
[0.010.10.11]
t 21.07(4.38)2 1.37s
2020/7/18
17
Coherence Bandwidth
• Coherence bandwidth is a statistical measure of the range of frequencies over which the channel can be consider “flat”(i.e. , a channel which passes all spectral components with approximately equal gain and linear phase)
• Fading[path loss, slow fading, fast fading] (multipath and time-variant)
• Time spread (multipath) • Frequency spread (time-variant)
2020/7/18
7
Impulse response of wireless channels
Where t RMS delay spread
Bc
1
5 t
RMS delay spread (time dispersion parameters) and coherence bandwidth are parameters which describe multipath nature of the radio
surroundings • signals wider than coherence bandwidth of radio
channel
2020/7/18
3
Time-variant multipath channel
2020/7/18
4
Doppler Shift
Example
-Carrier frequency fc = 1850 MHz (i.e. = 16.2 cm) -Vehicle speed v = 60 mph = 26.82 m/s
• The impulse response h(t,t) completely characterizes the channel and is a function of both t and t
• The received signal can be expressed as a convolution of the channel impulse response h(t,t) with the transmitted signal x(t)
• The signal passed through a time-variant multipath channel is a random process
• describe multipath delay as the excess delay, relative to the first arriving multipath component with excess delay t0 = 0
• The mobile channel can be modeled as a linear, time varying filter with impulse response h(t,t), where t is the channel multipath delay for a fixed t.
area
|
hb (t
)
|2
E
N 1
aie ji (t
ti )
2
i0
–It is a function: power~ delay, i.e., the average received power with some delay.
2020/7/18
13
Power Delay Profiles
• Two frequencies separated greater than Bc have different channel response
• If the coherence bandwidth is defined as the bandwidth over which the frequency correlation function is above 0.5, then the coherence bandwidth is approximately
2020/7/18
12
•Such parameters can be derived from channel model
–Specifically, from “power delay profile” of the channel
–Power delay profile is the spatial/time average over a local
Mobile Radio Propagation: Small-Scale Fading and Multipath
2020/7/18
1
2020/7/18
2
Small-Scale fading
Fading (small-scale) is a more rapid fluctuation of signals
2 k
t 2 k ak 2 k P(t k )
k
k
2020/7/18
16
Example
1.37 µs
0 dB
-10 dB
-20 dB
-30 dB 012
t 5 (µs)