无线通讯系统-基础知识

无线通讯系统基础知识一、基本概念二、电波传输三、通讯系统中的干扰四、中继台的关键技术参数与天馈系统济南欧卡通信科技有限公司一、基本概念1、技术体制FDMA 频分多址专业无线通信调制类型：16K0F3E（最高音频3KHz+最大频偏5KHz）×2=16KHz 占用带宽：频分多址是把通讯系统的总频段划分成若干个等间隔的频道，或称信道，分配给不同的用户使用，这些频道互不交叠，其宽度应能传输一路数字语言信息，而相邻的频道之间无明显的串扰，这种通信系统的基站必须同时发射和接收不同频率的信号，任何两个移动用户之间进行通信，都必须经过基站进行中转，因而必须同时占有四个频道才能实现双工通信，不过手机在通信时所占的频道并不是固定指配的，它通常是通信建立阶段由系统控制中心临时分配的，通信结束后，移动台将退出它占有的频道，这些频道可以重新分配给别的用户使用TDMA 时分多址MOTOTRBO摩托罗拉数字通讯产品中国移动GSM手机时分多址的优点：频率利用率高（约为FDMA的4倍）保密性好时分多址是把时间分割成周期性的帧(Frame)每一个帧再分割成若干个时隙向基站发送信号，在满足定时和同步的条件下，基站可以分别在各时隙中接收到各移动终端的信号而不混扰。

同时，基站发向多个移动终端的信号都按顺序安排在予定的时隙中传输，各移动终端只要在指定的时隙内接收，就能在合路的信号中把发给它的信号区分并接收下来。

TDMA 较之FDMA 具有通信口号质量高，保密较好，系统容量较大等优点，但它必须有精确的定时和同步以保证移动终端和基站间正常通信，技术上比较复杂。

CDMA 码分多址 中国联通CDMA 手机码分多址通信系统中，不同用户传输信息所用的信号不是靠频率不同或时隙不同来区分，而是用各自不同的编码序列来区分，或者说，靠信号的不同波形来区分。

如果从频域或时域来观察，多个ＣＤＭＡ信号是互相重叠的。

接收机用相关器可以在多个ＣＤＭＡ信号中选出其中使用预定码型的信号。

其它使用不同码型的信号因为和接收机本地产生的码型不同而不能被解调。

它们的存在类似于在信道中引入了噪声和干扰，通常称之为多址干扰2、 分贝（dB ）分贝表示一种单位，即两种电或声功率之比或两种电压或电流值或类似声量之比；分贝还是一种测量声音相对响度的单位。

这是无线电领域中常用到的一个术语由此派生出dBm 、dBw 、dBv 、dB μv 、dBd 、dBi ……等一系列术语。

该术语的引用主要为了计算方便，即利用数学对数原理，将乘除法运算简化为加减法的运算。

常用的分贝有dBm 、dBw 、dB μv ，分别定义如下：odBm=1mw 【来由 10lg = odBm 】 1mw 1mw （参照值）odBw=1w 【来由 10lg = odBw 】 odB μv=1μv 【来由 20lg = odB μv 】 如果已知某数值的mw 或dBm 可用上述公式，相互换算。

举例：a 、5mw 等于多少dBm ？10lg =10lg5=10×0.699=7dBm b 、13dBm 等于多少mw ？13dBm=10lg 1.3=lgX X=19.95=20(mw)常用dBm 与功率mw 及w 的换算：0dBm=1mw 30dBm=1w3dBm=2mw 40dBm=10w10dBm=10mw 43dBm=20w20dBm=100mw 46dBm=40w为计算系统基站覆盖半径、电波路径衰耗方便,接收机灵敏度引用与发射机相同的dBm 的单位，例如：接收机灵敏度标称为-110dBm 或-120dBm ，那么灵敏度μv 与dBm 是如何换算呢？电压与功率之间的换算必然要涉及到阻抗，通常无线通讯设备RF 阻抗均为50Ωμv 与dBm 之间换换算公式10lg 【 ×103 】=x （dBm ） 变换公式 20lg μv-107=x （dBm ）举例：a 、0.35μv 等于多少dBm ？20lg0.35-107=-9-107=-116(dBm)b 、-120 dBm 等于多少μv ？1w 1w （参照值）1μv 1μv （参照值）5mw 1mwXmw 1mw (μv ×10-6)2 5020lgx （μv ）-107=-12020lgx （μv ）=-13lgx （μv ）= =-0.65 10-0.65=0.22μv常用dBm 与电压μv 的换算-121 dBm=0.2μv -110dBm=0.7μv-120 dBm=0.22μv -100dBm=2.2μv-119 dBm=0.25μv -90dBm=7μv-118 dBm=0.28μv -80dBm=22μv-117 dBm=0.32μv -70dBm=70μv-116 dBm=0.35μv -60dBm=220μv-115 dBm=0.4μv -50dBm=700μv-114 dBm=0.45μv -40dBm=2.2mv-113 dBm=0.5μv -30dBm=7mv-112 dBm=0.56μv -20dBm=22mv3、信纳比（SINAD ）-保证声音不失真和较好的信噪比信纳比是反映无线设备接收机接收信号复原语音信号后对信号质量进行评价的一项指标，即接收机输出信号中，有用信号（S ）、噪声（N ）、失真（D ）相互间的比位：-13 20S （信号）+N （噪声）+D （失真）N （噪声）+D （失真）信纳比术语的引入鉴于两种原因，第一是能客观地反映人耳听力对声音的判别力，测量标准中规定接收机灵敏度定义为12dB 信纳比是基于人耳从噪声、失真信号中提取有用信号的最低限度，第二是仪表测量该指标的可行性，即将S+D+N 信号叠加在一起测出一电压值，再通过1KHz 高质量滤波器滤除有用信号，剩余N+D 电压，就可计算测出信纳比。

那么12dB 信纳比是怎样的概念，经下式计算：12db ＝20lg=3.98＝4得知有用信号占总信号的75%，失真和噪声无用信号占总信号的25%。

信纳比概念的引入可全面综合性的考核接收机的性能指标，其中噪声反映接收微弱信号的能力，或者反映所接收信号的强度。

失真反映接收机所接收信号的带宽，以及高频放大电路的动态范围（保真度）。

在一个系统中，信纳比越高，反映通话质量越好。

4、音频响应-保证声音不变调输入信号电平不变时，在规定的音频范围内，接收机输出电平随音频频率而变化的特性，称为音频响应。

发射机的预加重特性： +1/-3dB （6dB/Oct.预加重@ 300～3000Hz ） 接收机的去加重特性： +1/-3dB （-6dB/Oct.去加重@ 300～3000Hz ） 平滑特性（FLAT ） ： 在300～3000Hz 范围内保持平坦实测：GM3188/GM3688 在10～5000Hz 范围内平坦度非常好 实际意义：① 数据传输，要求在10～5000Hz 范围内平坦度好 ② 平滑中继：用于多私线分组+8dB 0频率—Hz图2 接收音频响应5、天线-增益及安装方法天线是无源器件，不可能像有源器件具有放大作用。

天线增益有dBi和dBd。

两者都是相对值，但参考基准不一样。

dBi的参考基准为点源天线（全向天线）；dBd的参考基准为半波振子天线。

一般认为dBi和dBd表示同一个增益，用dBi表示的值比用dBd表示的要大2.15 dBi。

dBi 相对于点源天线（全向天线）的增益dBd 相对于半波振子天线的增益0 dBd = 2.15 dBi例：对于一面增益为16dBd的天线，其增益折算成单位为dBi时，则为18.15dBi●无线通讯电波传播的极化方式是垂直极化定向天线安装时振子与地面是垂直的，有效夹角为30°。

●电视发射信号是水平极化定向天线安装时振子与地面是水平的。

天线安装时注意事项：大于45°避雷针天线铁塔●天线顶端与避雷针的夹角要大于45°（主动避雷）●可加装避雷器（被动避雷），避雷器的地线一定要接好天线与馈线的接头处不要受力6、波长（λ）在交变或振荡现象中，一个完整波的位移。

波长通常从波峰到波峰或从波谷到波谷测量，以米为单位。

无线电波和光波传播速度是相同的即30万Km/s。

不同频率电波传播速度是一样的，波长反映频率第一周期传播的距离。

频率与波长的关系：光速Array频率为使用方便推出工程计算工式：例如: 150MHz、400MHz频率的波长分别是多少?7、无线通讯的匹配驻波比SWR：全称为电压驻波比。

是传输线上驻波的最大电压与最小电压之比。

是传输线负载阻抗和特性阻抗失配的一种度量电压驻波比VSWR=Vmax = Vi+Vr = Pi + PrVmin Vi-Vr Pi - Pr 其理想值为1，最差的情况为∞。

具体值可以通过测量获得。

在无线电通信中，天线与馈线的阻抗不匹配或天线与发信机的阻抗不匹配，高频能量就会产生反射折回，并与前进的部分干扰汇合发生驻波。

如果 SWR 的值等于 1，则表示发射传输给天线的电波没有任何反射，全部发射出去，这是最理想的情况。

如果 SWR 值大于 1，则表示有一部分电波被反射回来，最终变成热量，使得馈线升温。

被返射的电波在发射台输出口也可产生相当高的电压，有可能损坏发射台。

8、射频接口类型国外型号国内型号使用上限频率M SL16 500 MHzN L16 4 GHzBNC Q9 11 GHz9、无线通讯方式：（1）单工通讯方式：无线电波单方向传输。

发送端和接收端的身份是固定的，发送端只能发送信息，不能接收信息；接收端只能接收信息，不能发送信息，数据信号仅从一端传送到另一端，即信息流是单方向的。

例如：寻呼发射机、调频广播发射台、调频收音机的通讯方式均称之为单工通讯工作方式。

（2）半双工通讯方式：无线电波虽然双方向传输。

但同一时刻对于某通讯对象而言，发射时不能接收，接收时不能发射，例如：经常使用的对讲机和车载台均称之为半双工通讯工作方式。

（3）双工通讯方式：双工通信是指在同一时刻信息可以进行双向传输，和打电话一样，说的同时也能听，边说边听。

这种发射机和接收机分别在两个不同的频率上（两个频率差有一定要求）能同时进行工作的双工机。

双工机包括双工手持机、双工车载机、双工基地台/中转台例如：中继台、GSM手机、有线电话等均称之为全双工通讯工作方式。

二、电波传输1、常用无线电频段划分中频MF300～3000KHz （中波）高频HF 3～30 MHz （短波）甚高频VHF 30～300 MHz （米波）超高频UHF300～3000 MHz （分米波）2、我国移动通讯频段的划分VHF 137～167MHz 供民用移动通讯业务（业余）UHF 335.4～399.9MHz 供武警、公安、司法移动通讯业务403～423MHz 供民用移动通讯业务（业余）450～470MHz 供重要部门移动通讯业务（铁路）另外VHF 223～235MHz 主供数据传输业务UHF 880～960MHz 公用移动通讯网业务48.5-88.5/167-223 MHz 电视1-5频道/ 6-12频道88-108 MHz 调频广播108-137 MHz 航空指挥电台3、电波传输方式主要有三种：（1）地波传播（沿地面传输）（2）天波传播（依靠电离层反射传输）（3）视距传播（无阻挡传输）目前我们使用的VHF还是UHF主要以视距传输为主，VHF略有地波传播的特点，因此我们常说具有绕射能力，相对UHF而言，通讯距离较远。