第1章 无线通信概述
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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。
7. 功率控制无线通信中的功率控制是指通过调整发射功率和接收灵敏度，使得通信质量能够得到最优化。
8. 频谱规划频谱是无线通信中的宝贵资源，频谱规划是为了合理分配和利用频谱资源，以满足不同通信系统的需求。
三、移动通信技术1. 2G技术2G技术（第二代移动通信技术）是指数字蜂窝移动电话系统，采用了GSM、CDMA、TDMA等技术。
电信机务员题库-无线通信专业问答题
问答题重点第一章无线通信概述综合题1.阐述无线通信的基本原理？答：无线通信的基本原理：是由电荷产生电场，电流产生磁场，电荷和电流交替消长的振动可在其周围空间产生互相垂直的电场与磁场、并以光速向四周辐射的电磁波。
电磁波以直线形式在均匀介质中传播，遇到不同介质或障碍物时，会产生反射、吸收、折射、绕射或极化偏转等现象。
为把信息通过无线电波送往远方，必须以电波作为载体，即用变更电波的幅度、频率或相位使信息附加到载频上去，分别称为调幅、调频或调相。
统称调制。
经过调制的电波可在传输媒质中传输到达接收地点，然后再将所需信息提取出来还原，称为解调（即反调制）。
以上的信息传输过程就是无线通信的基本原理。
第二章移动通信一、简答题1.简述移动通信系统中发信机的主要作用？答：发信机的主要作用是将所要传送的信号首先对载波信号进行调制，形成已调载波，已调载波信号经过变频（有的发射机不经过这一步骤）成为射频载波信号送至功率放大器，经功率放大器放大后送至天馈线。
2．解决移动通信多址系统设计的主要问题是什么？答：多址系统的设计主要有两个问题：一是多路复用，也就是将一条通路变成多个物理信道；二是信道分配，即将单个用户分配到某一具体信道上去。
2.简述GSM网络中直放站（中继器）的功能及其工作原理。
直放站的基本功能就是一个频射信号功率增强器，直放站在下行链路中，由施主天线现有的覆盖区域中拾取信号，通过带通滤波器对带通外的信号进行极好的隔离，将滤波的信号经功放放大后再次发射到待覆盖区域。
在上行链路路径中，覆盖区域内的移动台手机的信号以同样的工作方式由上行放大链路处理后发射到相应基站，从而达到基地站与手机的信号传递。
3.小区制移动通信网络的结构？答：小区制移动通信网络包括：移动终端、BSS子系统和MSS子系统等部分。
移动终端与BSS 子系统通过标准的Um无线接口通信，BSS子系统与MSS子系统通过标准的A接口通信。
其中，BSS子系统包括：基站收发信台（BTS）和基站控制器（BSC）两部分；移动交换子系统MSS包括移动交换中心（MSC）、拜访位置寄存器（VLR）、归属位置寄存器（HLR）、鉴权中心（AUC）、设备识别寄存器（EIR）和短消息中心（SC）7个功能单元。
新一代无线通信技术
05
第5章 LoRa技术
Chapter
LoRa是一种长距离无线传输技术，具有低功耗和低成本的特点。它能够实现远距离的通信，非常适用于物联网等领域。
LoRa介绍
LoRa应用场景
提高农业生产效率
农业物联网
建设智慧城市
智能城市
监测空气质量等
环境监测
长电池寿命
省去频繁更换电池的麻烦
减少维护成本
Threats to network infrastructure
网络攻击
01
03
Protection of personal information
隐私保护
02
Unauthorized data disclosure
数据泄露
5G技术的发展
5G技术的快速发展将推动数字化转型，改变人们的生活方式和工作方式。未来，5G将成为连接一切的基础，为人类带来更广阔的发展空间。
Chapter
5G技术架构包括5G核心网、5G无线接入网和5G传输网。5G核心网提供更快速的数据传输，5G无线接入网支持更多设备的连接，5G传输网提供更高效的数据传输速率。
5G技术架构
5G关键技术
Multiple-Input Multiple-Output
Massive MIMO
Focused signal transmission
家庭用户享受更稳定、更快速的网络体验
家庭网络
02
为企业提供高效的网络支持，提升办公效率
办公环境
安全性提升
加密技术的不断更新
网络攻击防护能力的提升
Wi-Fi 6未来发展
网络智能化
智能路由器、智能家居应用的普及
AI技术在网络优化中的应用
第5章 LoRa技术
Chapter
LoRa是一种长距离无线传输技术，具有低功耗和低成本的特点。它能够实现远距离的通信，非常适用于物联网等领域。
LoRa介绍
LoRa应用场景
提高农业生产效率
农业物联网
建设智慧城市
智能城市
监测空气质量等
环境监测
长电池寿命
省去频繁更换电池的麻烦
减少维护成本
Threats to network infrastructure
网络攻击
01
03
Protection of personal information
隐私保护
02
Unauthorized data disclosure
数据泄露
5G技术的发展
5G技术的快速发展将推动数字化转型，改变人们的生活方式和工作方式。未来，5G将成为连接一切的基础，为人类带来更广阔的发展空间。
Chapter
5G技术架构包括5G核心网、5G无线接入网和5G传输网。5G核心网提供更快速的数据传输，5G无线接入网支持更多设备的连接，5G传输网提供更高效的数据传输速率。
5G技术架构
5G关键技术
Multiple-Input Multiple-Output
Massive MIMO
Focused signal transmission
家庭用户享受更稳定、更快速的网络体验
家庭网络
02
为企业提供高效的网络支持，提升办公效率
办公环境
安全性提升
加密技术的不断更新
网络攻击防护能力的提升
Wi-Fi 6未来发展
网络智能化
智能路由器、智能家居应用的普及
AI技术在网络优化中的应用
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。
无线通信系统概论
第1章 绪论
信号的时间特性要求传输该信号的电路的时间特性 （如时间常数）与之相适应。
2. 频谱特性 对于较复杂的信号（如话音信号、 图像信号等）, 用频谱分析法表示较为方便。
0 t
图 1 — 2 信号分解
信号幅度
第1章 绪论
对于周期性信号, 可以表示为许多离散的频率分量 （各分量间成谐频关系）, 例如图 1 — 3即为图 1 — 2所 示信号的频谱图; 对于非周期性信号, 可以用傅里叶变换 的方法分解为连续谱, 信号为连续谱的积分。
•
用对自我的永远不满意，来换取顾客 的永远 满意。2 020年9 月22日 星期二 10时40 分29秒 10:40:2 922 September 2020
•
内部审核定期做，系统维持不会错。 上午10 时40分2 9秒上 午10时4 0分10:40:2920 .9.22
•
来料检验照标准，交期品质必然稳。2 0.9.222 0.9.221 0:4010:40:291 0:40:29 Sep-20
第1章绪论音频放大器调制器激励放大输出功率放大载波振荡器天线开关高频放大混频器中频放大与滤波解调器音频放大器话筒本地振荡器扬声器变频器图11无线通信系统的基本组成第1章绪论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
第1章 绪论
第1章 绪论
➢1.1 无线通信系统概述 ➢1.2 信号、频谱与调制 ➢1.3 本课程的特点 ➢思考题与习题
脆弱的生命需要安全的呵护。10:40:29 10:40:2 910:40 9/22/20 20 10:40:29 AM 安全来于警惕，事故出于麻痹。20.9.2 210:40:2910:4 0Sep-2 022-Sep -20 质量是制造出来的，而不是靠检验出 来的。1 0:40:29 10:40:2 910:40 Tuesday , September 22, 2020 不懂莫逞能事故不上门。20.9.2220.9.2 210:40:2910:4 0:29Sep tember 22, 2020
《无线通信基本知识》课件
多径效应
由于无线电波经过多个路径到 达接收机，产生时间延迟和信 号衰落。
噪声与干扰
包括自然噪声和人为干扰，影 响信号的接收质量。
无线信道容量
在给定带宽和信噪比条件下， 无线信道所能传输的最大数据 速率。
03
无线通信系统组成
发射机与接收机
发射机
负责将信息转换为电磁波信号，通过 天线发送出去。发射机的主要组成部 分包括调制器和振荡器，用于产生载 波信号。
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）
ห้องสมุดไป่ตู้
调相而幅度不变（APM）
05
将低频信号加载到高频载波上，以便传输。 从高频信号中提取出低频信号。 载波的频率随信号变化。 载波的相位随信号变化。 载波的相位和幅度同时随信号变化。
无线通信具有灵活性、移动性、便捷性、广泛覆盖范围等优势， 可以满足不同用户在不同场景下的通信需求。
无线通信的发展历程
早期无线电报
20世纪初，无线电报技术开始出现，主要用于军事 和航海通信。
无线电话
20世纪中叶，无线电话开始出现，最初是模拟信号 传输，后来逐渐演变为数字信号传输。
无线网络技术
随着计算机技术和互联网的发展，无线网络技术逐 渐普及，包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等。
物联网与无线传感器网络的发展趋势
随着技术的不断发展，物联网和无线传感器网络将更加智能化、自组织 化、低功耗化，为人类生活带来更多便利。
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
无线通信工程(一)无线通信概述
无线通信工程
第一章 无线通信概述
教学内容 自测训练题
主要内容安排
第一节 无线通信原理 第二节 无线通信分类和特点 第三节 无线传播环境及其特性
第一节 无线通信原理
无线电通信就是利用电磁波的辐射传播，经过空 间传送信息的通信方式。它是电信网的重要组成部 分，它可以传送电报、电话、传真、图像、数据以 及广播和电视节目等通信业务，也可用于遥控遥测、 报警以及雷达、导航、海上救援等特种业务，具有 机动灵活、建设快、投资影响，如短波 传播受太阳黑子、磁暴、对电离层骚扰、雷电、工业 性干扰和核爆炸等的影响，微波传播则受大气折射、 地面反射、雨雪云雾的影响，这些影响或形成衰落、 或造成干扰，因此无线电通信设备要采取各种技术措 施以消除或尽量减小衰落、干扰和噪声的影响。
为保证高质量的通信，也要对磁环境进行管理以消除 各种电气设备对无线电通信的干扰及通信互相干扰。
（ ）3、无线通信可以传送电报、电话、传真、图像、数据以及广播和电视节 目等通信业务。
（ ）4、无线通信可用于遥控遥测、报警以及雷达、导航、海上救援等特种业 务。
（ ）5、无线微波通信可以进行短距离接力通信。 （ ）6、无线通信中的多径效应不但导致衰落，还产生信号的时延扩展。 （ ）7、无线微波通信可用于海事救援通信或车船飞机的移动通信。 （ ）8、高频段频率资源丰富，系统容量大；但是频率越高，传播损耗越大，
A、直射波
B、反射波
C、绕射波
D、折射波
8、无线通信系统包括（ ）。
A、发射机
B、发射天线
C、接收天线
D、接收机
四、判断题
（ ）1、无线长波通信（包括长波以上）主要由沿地球表面的地波传播，也可 在地面与高空电离层之间形成的波导中传播，通信距离可达数千公里甚 至上万公里。
第一章 无线通信概述
教学内容 自测训练题
主要内容安排
第一节 无线通信原理 第二节 无线通信分类和特点 第三节 无线传播环境及其特性
第一节 无线通信原理
无线电通信就是利用电磁波的辐射传播，经过空 间传送信息的通信方式。它是电信网的重要组成部 分，它可以传送电报、电话、传真、图像、数据以 及广播和电视节目等通信业务，也可用于遥控遥测、 报警以及雷达、导航、海上救援等特种业务，具有 机动灵活、建设快、投资影响，如短波 传播受太阳黑子、磁暴、对电离层骚扰、雷电、工业 性干扰和核爆炸等的影响，微波传播则受大气折射、 地面反射、雨雪云雾的影响，这些影响或形成衰落、 或造成干扰，因此无线电通信设备要采取各种技术措 施以消除或尽量减小衰落、干扰和噪声的影响。
为保证高质量的通信，也要对磁环境进行管理以消除 各种电气设备对无线电通信的干扰及通信互相干扰。
（ ）3、无线通信可以传送电报、电话、传真、图像、数据以及广播和电视节 目等通信业务。
（ ）4、无线通信可用于遥控遥测、报警以及雷达、导航、海上救援等特种业 务。
（ ）5、无线微波通信可以进行短距离接力通信。 （ ）6、无线通信中的多径效应不但导致衰落，还产生信号的时延扩展。 （ ）7、无线微波通信可用于海事救援通信或车船飞机的移动通信。 （ ）8、高频段频率资源丰富，系统容量大；但是频率越高，传播损耗越大，
A、直射波
B、反射波
C、绕射波
D、折射波
8、无线通信系统包括（ ）。
A、发射机
B、发射天线
C、接收天线
D、接收机
四、判断题
（ ）1、无线长波通信（包括长波以上）主要由沿地球表面的地波传播，也可 在地面与高空电离层之间形成的波导中传播，通信距离可达数千公里甚 至上万公里。
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）
无线通信课件chapter
无线通信的应用场景
移动通信
手机、平板电脑等移动设备通 过无线信号实现语音和数据传
输。
物联网
各种传感器、智能家居设备等 通过无线连接实现远程监控和 控制。
无线局域网
家庭、办公室等场所通过无线 网络实现高速数据传输和互联 网接入。
卫星通信
海事、航空、野外等特殊环境 下，通过卫星实现远程通信和
信息传输。
02 无线通信技术基础
无线电波传播方式
直射波传播
无线电波直接从发射机传播到接收机，不受 地面或其他障碍物的影响。
折射波传播
无线电波在传播过程中遇到不同介质的分界 面时发生折射，改变传播方向。
反射波传播
无线电波遇到障碍物时发生反射，改变传播 方向。
多径传播
无线电波在传播过程中经过多个路径到达接 收机，形成多径效应。
物联网和智能家居
无线通信技术将进一步渗透到物联网和智能家居领域，实现各种设备之间的互联互通，提 高生活便利性和智能化水平。
云计算和大数据
无线通信将与云计算、大数据等技术深度融合，为各种业务和应用提供更加高效、智能的 数据处理和分析服务。
无线通信面临的挑战
网络安全
随着无线通信技术的广泛应用，网络安全问题日益突出，如何保 障用户隐私和数据安全成为亟待解决的问题。
卷积码
将输入信息序列转换成另一种形式的输出码序列，具有 纠错能力强、编码效率高等优点。
ABCD
循环码
一种纠错码，具有循环特性，可用于纠正随机错误和突 发错误。
LDPC码
低密度奇偶校验码，具有高纠错能力和低误码率性能。
无线通信多址接入技术
FDMA
频分多址，将频带分成若干个小的频带， 每个用户占用一个小的频带。
无线通信与网络复习
无线通信与网络复习（1）选择与填空第一章无线通信一、填空题1.无线电通信是指利用（电磁波）的辐射和传播，经过空间传送信息的通信方式。
2.中波通信白天主要靠地波传播，夜晚也可由（电离层）反射的天波传播。
3.微波通信可用于高达（2700）路甚至更多的大容量干线通信。
二、单项选择题1.超短波通信只能靠直线方式传输，传输距离约（A）km。
A、50B、100C、150D、2002.中波通信多用于（C）。
A、海上B、水下C、广播D、地下3.（C）设备较简单，机动性大，因此也适用于应急通信和抗灾通信。
A、长波通信B、中波通信C、短波通信D、微波通信4.超短波通信的工作频带较宽，可以传送（B）路以下的话路或数据信号。
A、20B、30C、40D、505.（D）适合于电视广播和移动通信。
A、长波B、中波C、短波D、超短波6.（D）利用对流层大气的不均匀性对微波的散射作用，可以进行散射通信，每个接力段可长达数百公里。
A、长波通信B、中波通信C、短波通信D、微波通信三、多项选择题1.无线通信系统的发射机由（ABCD）和功率放大器等组成。
A、振荡器B、放大器C、调制器D、变频器2.无线通信系统的接收机主要由前置放大器、（ABCD）和低频基带放大器等组成。
A、变频器B、本地振荡器C、中频放大器D、解调器3.无线电通信系统包括（ABCD）。
A、发射机B、发射天线C、接收天线D、接收机第二章微波通信一、填空题1.微波接力通信是利用微波（视距传播）以接力站的接力方式实现的远距离微波通信，也称微波中继通信。
2.数字微波同步技术主要包括位同步、时隙同步及（帧同步）。
3.有源微波接力站是指具有补偿接收信号的传输损耗和失真，并完成频率转换和（路由改向）功能的接力站。
4.有源微波接力站有基带、（中频）和射频三种转接方式。
5.无源微波接力站是指用金属反射板、绕射栅网或以两个背对背微波天线直接联结的方式，来改变（波束传播）方向的接力站。
6.微波站是指地面微波接力系统中的（终端站）或接力站。
模块一课题一无线通信概述
信号处理技术需要具备高效性、 稳定性和可靠性等特性，以确保 信号处理的准确性和实时性。
03
无线通信技术原理
电磁波传播原理
电磁波传播方式
电磁波传播模型
电磁波可以通过无线方式传播，不受 物理线路限制，可实现远距离通信。
建立电磁波传播模型，可以预测和优 化无线通信系统的性能。
电磁波传播特性
电磁波在自由空间中传播时，其强度 随距离的增加而逐渐减弱，受到环境 因素（如建筑物、树木等）影响较大。
调制与解调原理
调制方式
调制是将低频信号加载到高频载 波上的一种技术，常见的调制方 式有调频（FM）、调相（PM）
和调幅（AM）等。
解调方式
解调是将加载在载波上的低频信号 还原的过程，与调制方式相对应， 有相应的解调方式。
调制解调器
调制解调器是实现调制和解调功能 的设备，用于信号的调制和解调过 程。
家庭和企业网络
通过无线信号连接计算机和其他设备，实现高速 数据传输和资源共享。
公共场所网络
在机场、咖啡馆、图书馆等公共场所提供无线接 入服务，方便用户上网。
物联网应用
无线局域网在智能家居、工业自动化等领域发挥 重要作用，实现设备间的互联互通。
蓝牙通信
设备互联
01
通过蓝牙技术实现手机、电脑、耳机、音箱等设备之间的无线
无线通信概述
• 无线通信简介 • 无线通信系统组成 • 无线通信技术原理 • 无线通信的应用场景 • 无线通信的未来发展 • 无线通信安全问题与防护措施
01
无线通信简介
无线通信的定义
无线通信
通过无线电波传送信息的技术，无需使用物理线缆连接发送 者和接收者。
无线通信系统
由发送设备、接收设备、传输介质（无线电波）和通信协议 组成。
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
联通GSM900M系统使用频点为96-124.
第一章 无线通信的基本概念
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
下行：1805.2MHz+(N-512)*0.2
移动GSM1800M系统使用频点为512-561.
频段名称 极低频（ELF） 超低频（SLF） 特低频（ULF） 甚低频（VLF） 低频（LF） 中频（MF） 高频（HF） 甚高频（VHF） 频率范围 3~30Hz 30~300Hz 300~3000Hz 3~30kHz 30~300kHz 300~3000kHz 3~30MHz 30~300MHz 波段名称 极长波 超长波 特长波 甚长波 长波 中波 短波 超短波 （米波） 波长范围 100~10Mm（108~107m） 10~1Mm（107~106m） 1000~100km（106~105m） 100~10km（105~104m） 10~1km（104~103m） 1000~100m（103~102m） 100~10m（102~10m） 10~1m
自由空间损耗公式：Ls=32.45+20lgF+20lgD
思考题
• 何谓无线通信？ • WCDMA的工作频段？该频段属于哪一波段 ？ • 按照自由空间损耗公式计算参考距离为1m处
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常用移动通信系统
5.分组无线网
• 利用无线信道进行分组交换的通信网络。 • 分组传输方式是一种存储转发方式，网络中传送的 信息以“分组”(Packet)为基本单元。 • 适用于实时性要求不高的数据通信。 • 如：ARDIS系统（先进的无线电数据信息系统） Mobitex系统（全国性互连的集群无线电网络） CDPD系统（蜂窝数字分组数据） TETRA系统（全欧集群无线电） IS-54和IS-95系统（第二代北美数字蜂窝）
参考书目3
《蜂窝通信》
邬国扬、孙献璞编著，西安电 子科技大学出版社 特点：系统地阐述了蜂窝网 通信的基本原理、关键技术 和典型的蜂窝网通信系统， 较充分地反映了当代蜂窝网 通信的现状和发展趋向。价 格：23.0
考试问题
平时成绩30分：出勤15分
作业15分
试卷成绩70分：开卷考试
移动无线通信基础
无线通信
授课教师：刘劲
乔布斯传奇人生
开场白
教学目标 参考书目 教学计划
考试问题
教学目标
教学目标：讲授移动无线通信的基本 概念、基本技术和移动无线通信系统基 本构成和工作原理。
教学要求：掌握现代无线通信的基本 概念、初步了解其发展史和发展现状、 掌握移动信道的一些基本概念和初步定 量分析方法、了解现代移动通信的关键 技术、了解重要的移动无线通信系统。
双工（同频、异频） 按多址方式：FDMA、TDMA、CDMA等 按信号形式：模拟网、数字网 按组网形式：大区制、小区制 按覆盖范围：城域网（MAN）、局域网（LAN）、 个域网（ PAN ）、车域网（VAN）
移动无线通信的分类
第一章 概述
按承载业务类型：电话网、数据网、综合业务网、
教材
《无线通信》
[美]Mischa Schwartz 著，许希 斌、李云洲 译，电子工业出 版社
“国外电子与通信教材系列”
价格：39元
参考书目1
《无线通信与网络》
李锵、郭继昌等译，电子工业出 版社 全书将蜂窝移动通信与网络的基 本内容（信号设计，信道特性， 接收机结构，多址接入技术，移 动蜂窝网，系统容量的增加，移 动性管理，无线/有线网络互联） 融合交织在一起，进行了统一且 系统的讲述，并附有大量的说明 性实例。价格：28.0
发展概况——发展史
2. 第二阶段：公用网初期阶段（40中-60初）
第一章 概述
• 在此阶段，移动电话需求强烈，专用移动无线电话系统广泛
应用于警察、出租车、新闻、调度等方面，并开始出现公用 汽车移动无线电话系统。 • 1946年，Bell实验室在圣路易斯建立第一个公用汽车电话网， 称为“城市系统”，频率150MHz。 • 特点：专用网过渡至公用移动网；半双工方式；人工接续； 网络容量小。 • 1947年， Bell实验室提出了蜂窝的构想。
接收机 送受话器
电台乙
双工通信
发射机
f1
f2 双工器
发射机
接收机
送受话器 基站
f2
f1
接收机 送受话器 移动台
双工通信
发送
收发保护频段
接收
f
频分双工（FDD）
… 发送
接收
发送
接收
t
…
时分双工（TDD）
保护时间间隔
上下行链路的概念
由于移动性的要求，移
动台的天线高度和发射 功率都要受到限制，为 了保证用户之间能够有 足够的通信距离，同时 也为了便于系统的管理 和交换，通常采用基站 转发的工作模式。
- 通信的一方或双方在运动状态中进行信息传递的 通信方式。换句话说，移动通信要解决因为人的移 动而产生的动中通信问题。 - 终端的移动性：手机、车载台
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发展概况——发端
塞缪尔· 莫尔斯
（Samuel Finley Breese Morse， 1791-1872）
1837年，莫尔斯发明了 第一台电报机。
多媒体 按服务特性：专用网、公共网 按使用环境：陆地、海上、空中 按使用对象：民用、军用 按系统应用：无线寻呼、无绳电话、公用电话/数 字、调度（集群）
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单工通信
同频单工和异频单工
f1( f1 ) f1( f2 )
发射机
发射机
接收机 送受话器 电台甲
f1( f2 )
f1( f1 )
第一章
概述
主要内容
研究对象 移动无线通信的基础知识
- 定义 - 发展概况 - 特点 - 分类 - 常用移动无线通信系统与频谱资源管理 - 基本技术
标准化组织 本书概述 思考题
研究对象
无线蜂窝网络： 局域网、个域网
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定义
第一章 概述
无线通信 - 以“无线电波”作为媒体进行信息交换的通信称 为无线通信。 - 例如：无线电波、红外线、激光等。 移动无线通信
BS
•
• •
•
大区制与小区制的概念
• 基站：高架天线（数十米~数百米）
•
第一章 概述
大区制：采用一个基站覆盖整个服务范围
大功率发射机（几十~几百瓦） 移动台：几十~几百部、天线低、发射功率小 覆盖半径：几十公里 问题：上行信号差 R 解决办法：分集接收 特点：系统简单、容量小
BS•• •R•R•
第一章 概述
主要特点
3. 噪声与干扰
第一章 概述
噪声：内部噪声、人为噪声、环境噪声
同频干扰与邻频干扰
主要特点
4. 频谱资源紧缺
• 频谱管理
第一章 概述
• 中国移动通信公司GSM使用的频段
- 900MHz（上行905-915；下行950-960） - 1800MHz（1710-1785；1805-1880） • 解决办法： - 开辟和启用新频段 - 研究新技术提高频谱利用率
R
大区制与小区制的概念
小区制：多个基站增大覆盖面积，频率复用 • 基站：小功率发射机（5~10W） • 形式：带状、面状、立体状 • 特点：系统复杂、容量大
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常用移动通信系统
1.蜂窝移动通信系统
常用移动通信系统
2.无绳电话系统 Cordless Telephone（CT）
普通话机
座 机
市话局
IS-95——IS-95B • 3G移动通信网络 与2G根本的不同：CDMA与分组交换技术
发展概况——发展史
6.第六阶段：3G（2000年至今）
• 4G or Beyond 3G
第一章 概述
- 广带接入(broadband)和分布网络
- 超过2Mb/s的非对称数据传输能力 - 广带无线固定接入、广带无线局域网、移动广 带系统和互操作广播网络
赫兹 （1857-1894） 德国物理学家
1887年，赫兹建立了第一 个无线电实验室。
发展概况——发端
第一章 概述
马可尼 （1874-1937） 意大利科学家
马可尼在1899年和1901年 分别实现了横跨英吉利海 峡和大西洋的通信。这些 成功使无线电被广泛用于 船只和船只之间以及船只 海岸之间利用莫尔斯电码 进行的通信。人们称其为 “无线电之父”。
谱利用率低 ；安全保密性差
发展概况——发展史
第一章 概述
5.第五阶段：数字移动通信系统发展和成熟时期（20 世纪80年代中至90年代末） • 特点：传输的所有业务信息均采用数字的形式，并 且还发展了一些新的多址方式，如时分多址／频分 双工（TDMA / FDD）、CDMA等，提供除话音外 的多种业务。 • 第二代数字蜂窝网络（2G） - 2个TDMA标准： IS-136：D-AMPS GSM：全球移动通信系统 - 1个CDMA标准：IS-95
发展概况——发展史
第一章 概述
3. 第三阶段：公用网改善与完善阶段（60中~70中）
• 60年代中期，美国推出了先进移动电话业务——
IMTS，使用150MHz和450MHz频段，采用大区制， 实现了无线频道自动选择，并能够自动接续到公用 电话，是模拟FM技术达到了30年发展的顶峰。
• 德国也推出了具有相同技术水平的B网。
发展概况——发展史
6.第六阶段：3G（2000年至今）
• 2.5G移动通信网络
第一章 概述
- 特点：更高速的数据传输；无线应用协议WAP - 标准： GSM——通用无线分组业务GPRS、高速 电路交换数据HSCSD、演进的增强数据传输速率的 通用分组无线业务EDGE IS136、 PDC——GPRS、 EDGE
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移动无线通信的挑战
无线信道
第一章 概述
用户的移动性
主要特点
1. 电波传播条件恶劣
第一章 概述
原因： • 高层建筑的绕射损耗 • 多径衰落 • 距离影响 两种衰落模型： • 大尺度衰落 • 小尺度衰落
主要特点
2. 具有多谱勒效应
移动台处于运动中时，接收信号会 产生附加频率变化，即多普勒频移。 • 多普勒频移与移动台运动速度、工 作频率及电波与移动方向夹角的关 系：
主要特点
5. 建网技术复杂
第一章 概述
• 位置登记：归属位置寄存器（HLR）与访问
位置寄存器（VLR）记录用户行踪。
• 过区切换 • 提供不同地区、不同运营商网络之间的漫游。 • 用户安全与网络安全的鉴权。
6.移动通信设备需适于在移动环境中使用
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移动通信的分类
第一章 概述
按通信工作方式：单工、双工（FDD、TDD）、半
马可尼正在调试无线电装置
发展概况——发端
电发射器，它仅适用于无线电报。
第一章 概述
早期的无线系统使用的是原始但功率很强的间歇放 德福雷斯特(Do Forest)在1906年发明了真空三极管，
它允许对连续波信号进行调制，并可用于语音传输。 1920年商业化的无线广播在美国和加拿大开始运营。