《现代通信技术基础》第5章
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5.2 无线通信的关键技术
❖ 在无线通信中，为了充分利用信道，在多点之间实现相互间 互不干扰的多边通信，常采用不同的多址技术，如频分多址、 时分多址、码分多址、空分多址等。同时，还采用了多类先 进的调制技术，如具有抗干扰能力强和信号隐蔽等突出特点 的扩频技术；具有无线环境高速传输特征的正交频分复用 （OFDM）技术等。
现代通信技术基础
第二版
Introduction to Modern Communication Technology
第5章 无线通信
本章学习目标
❖ 理解无线传播的基本特性。 ❖ 了解天线及无线信道的基本知识。 ❖ 了解无线通信中的关键技术应用特点。 ❖ 了解微波通信技术及其应用特点。 ❖ 了解卫星通信技术及其应用特点。 ❖ 了解无线接入技术及其应用特点。
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5.2.1 多址技术
1. 多址接入概述
❖ 在无线通信中，一个信道只容纳一个用户进行通话；许多同 时通话的用户，可以共享无线媒体；用某种方式可区分不同 的用户，即为多址方式。解决多址接入的方法称为多址接入 技术。
❖ 如图5-3所示多址接入。
多址技术
2. 频分多址（FDMA）技术
（1）FDMA系统原理 ❖ FDMA原理：将给定频谱资源按频率划分，把传输频带划分
无线传播的基本特性
（3）移动环境 ❖ 当发射机和接收机的一方或多方均处于运动中时，将会使接
收信号的频率发生偏移，即多普勒效应，且移动速度越快， 多普勒效应越严重。
无线传播的基本特性
3. 电波的多径传播和衰落
（1）长期慢衰落 （2）短期快衰落 ❖ 如图5-2所示。
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5.1.2 天线基本知识
1. 天线的作用
❖ 无线通信是利用无线电波进行通信。无线电发射机输出的射 频信号功率通过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波 形式辐射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接收下来 （仅接收很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机
天线基本知识
2. 天线的特性
（1）天线方向性 ❖ 发射天线有两种基本功能：一是把从馈线取得的能量向周围
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5.1 无线通信概述
❖ 无线通信系统大致可以分成两类，一类是利用无线电波来解 决信息传输问题，如微波传输系统、卫星传输系统；另外一 类是利用无线方式作为系统接入，形成具有覆盖能力的通信 网络，如陆地移动通信系统、卫星移动通信系统以及各种短 距离无线通信等。
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5.1.1 无线传播的基本特性
天线基本知识
（3）天线的极化 ❖ 天线辐射时形成的电场强度方向。当电场强度方向垂直（或
平行）于地面时，此电波称为垂直（或水平）极化波。由于 电波的特性，决定了水平极化传播的信号在贴近地面时将在 大地表面产生极化电流。
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5.1.3 无线通信的频率资源
1. 长波信道 2. 中波信道 3. 短波信道 4. 超短波信道 5. 微波信道 6. 卫星信道 7. 散射信道
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内容简介
❖5.3 微波通信 ▪ 5.3.1 微波通信概述 ▪ 5.3.2 微波中继通信 ▪ 5.3.3 微波通信技术的应用与发展
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内容简介
❖5.4 卫星通信 ▪ 5.4.1 卫星通信概述 ▪ 5.4.2 卫星通信系统 ▪ 5.4.3 卫星移动通信
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❖5.5 无线接入 ▪ 5.5.1 无线接入概述 ▪ 5.5.2 无线个域网（WPAN） ▪ 5.5.3 蓝牙技术 ▪ 5.5.4 超宽带无线电（UWB）技术
无线传播的基本特性
（2）多径传播 ❖ 尽管视距传播使用从发射机到接收机的直接路径，但是接收
机有时也能拾取反射信号，直接信号与反射信号将会相互干 扰，干扰是加强型或削弱型，取决于两信号间相位关系。若 两信号为同相，结果信号则加强；若两信号的相位相差 180 度，则会有部分抵消，其效应称为衰落 。如图5-1所示。
无线传播的基本特性
2. 电波的地面传播
❖ 电波的地球表面传播与自由空间传播的最明显区别：地面 传播的范围常常受到地平面的限制，信号从地球本身反射 回来，而且在发射机与接收机之间存在各种各样的障碍物
（1）视距传播 ❖ 视距传播的实际通信距离受到地球表面曲率的限制，一般
无线通信的视距距离要比可视 的视距长1／3。
空间辐射出去；二是将大部分能量向所需的方向辐射。天线 根据其方向性可分为全向天线和方向性（或定向）天线。
天线基本知识
（2）天线增益 ❖ 在输入功率相等的条件下，实际天线与理Байду номын сангаас的球型辐射单元
在空间同一点处所产生信号的功率密度之比，定量描述一个 天线把输入功率集中辐射的程度。 ❖ 其物理含义为：在相同距离上某点产生相同大小信号所需发 送信号的功率比。
❖ 无线信道的基本特征如下： ❖ 带宽有限 ❖ 干扰和噪声影响大 ❖ 在移动通信中存在多径衰落
无线传播的基本特性
1. 电波的自由空间传播
❖ 无线电波是由导体中或由若干导体组成的天线中的电子流动 而产生的，并以横向电磁波（TEM）的形式在空间中传播。
❖ 自由空间是指理想的电磁波传播环境。自由空间传播损耗的 实质是因电波扩散损失的能量，其特点是接收电平与距离的 平方及频率的平方均成反比关系。
内容简介
❖5.1 无线通信概述 ❖5.2 无线通信的主要关键技术 ❖5.3 微波通信 ❖5.4 卫星通信 ❖5.5 无线接入
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内容简介
❖5.1 无线通信概述 ▪ 5.1.1 无线传播的基本特性 ▪ 5.1.2 天线基本知识 ▪ 5.1.3 无线通信的频率资源
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❖5.2 无线通信的主要关键技术 ▪ 5.2.1 多址技术 ▪ 5.2.2 扩频技术 ▪ 5.2.3 正交频分复用（OFDM）技术
多址技术
3. 时分多址（TDMA）技术
为若干较窄且互不重叠的子频带（或称信道），每个用户分 配到一个固定子频带，按频带区分用户；将信号调制到该子 频带内，各用户信号同时传送；接收时分别按频带提取，实 现多址通信。
多址技术
（2）FDMA系统应用 ❖ 在模拟蜂窝移动通信系统中，采用频分多址方式是唯一的选
择；在数字蜂窝移动通信系统中，则很少采用纯频分的方式。 其目前仍在卫星通信、移动通信、一点多址微波通信等系统 中应用。
5.2 无线通信的关键技术
❖ 在无线通信中，为了充分利用信道，在多点之间实现相互间 互不干扰的多边通信，常采用不同的多址技术，如频分多址、 时分多址、码分多址、空分多址等。同时，还采用了多类先 进的调制技术，如具有抗干扰能力强和信号隐蔽等突出特点 的扩频技术；具有无线环境高速传输特征的正交频分复用 （OFDM）技术等。
现代通信技术基础
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第5章 无线通信
本章学习目标
❖ 理解无线传播的基本特性。 ❖ 了解天线及无线信道的基本知识。 ❖ 了解无线通信中的关键技术应用特点。 ❖ 了解微波通信技术及其应用特点。 ❖ 了解卫星通信技术及其应用特点。 ❖ 了解无线接入技术及其应用特点。
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5.2.1 多址技术
1. 多址接入概述
❖ 在无线通信中，一个信道只容纳一个用户进行通话；许多同 时通话的用户，可以共享无线媒体；用某种方式可区分不同 的用户，即为多址方式。解决多址接入的方法称为多址接入 技术。
❖ 如图5-3所示多址接入。
多址技术
2. 频分多址（FDMA）技术
（1）FDMA系统原理 ❖ FDMA原理：将给定频谱资源按频率划分，把传输频带划分
无线传播的基本特性
（3）移动环境 ❖ 当发射机和接收机的一方或多方均处于运动中时，将会使接
收信号的频率发生偏移，即多普勒效应，且移动速度越快， 多普勒效应越严重。
无线传播的基本特性
3. 电波的多径传播和衰落
（1）长期慢衰落 （2）短期快衰落 ❖ 如图5-2所示。
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5.1.2 天线基本知识
1. 天线的作用
❖ 无线通信是利用无线电波进行通信。无线电发射机输出的射 频信号功率通过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波 形式辐射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接收下来 （仅接收很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机
天线基本知识
2. 天线的特性
（1）天线方向性 ❖ 发射天线有两种基本功能：一是把从馈线取得的能量向周围
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5.1 无线通信概述
❖ 无线通信系统大致可以分成两类，一类是利用无线电波来解 决信息传输问题，如微波传输系统、卫星传输系统；另外一 类是利用无线方式作为系统接入，形成具有覆盖能力的通信 网络，如陆地移动通信系统、卫星移动通信系统以及各种短 距离无线通信等。
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5.1.1 无线传播的基本特性
天线基本知识
（3）天线的极化 ❖ 天线辐射时形成的电场强度方向。当电场强度方向垂直（或
平行）于地面时，此电波称为垂直（或水平）极化波。由于 电波的特性，决定了水平极化传播的信号在贴近地面时将在 大地表面产生极化电流。
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5.1.3 无线通信的频率资源
1. 长波信道 2. 中波信道 3. 短波信道 4. 超短波信道 5. 微波信道 6. 卫星信道 7. 散射信道
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❖5.3 微波通信 ▪ 5.3.1 微波通信概述 ▪ 5.3.2 微波中继通信 ▪ 5.3.3 微波通信技术的应用与发展
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❖5.4 卫星通信 ▪ 5.4.1 卫星通信概述 ▪ 5.4.2 卫星通信系统 ▪ 5.4.3 卫星移动通信
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❖5.5 无线接入 ▪ 5.5.1 无线接入概述 ▪ 5.5.2 无线个域网（WPAN） ▪ 5.5.3 蓝牙技术 ▪ 5.5.4 超宽带无线电（UWB）技术
无线传播的基本特性
（2）多径传播 ❖ 尽管视距传播使用从发射机到接收机的直接路径，但是接收
机有时也能拾取反射信号，直接信号与反射信号将会相互干 扰，干扰是加强型或削弱型，取决于两信号间相位关系。若 两信号为同相，结果信号则加强；若两信号的相位相差 180 度，则会有部分抵消，其效应称为衰落 。如图5-1所示。
无线传播的基本特性
2. 电波的地面传播
❖ 电波的地球表面传播与自由空间传播的最明显区别：地面 传播的范围常常受到地平面的限制，信号从地球本身反射 回来，而且在发射机与接收机之间存在各种各样的障碍物
（1）视距传播 ❖ 视距传播的实际通信距离受到地球表面曲率的限制，一般
无线通信的视距距离要比可视 的视距长1／3。
空间辐射出去；二是将大部分能量向所需的方向辐射。天线 根据其方向性可分为全向天线和方向性（或定向）天线。
天线基本知识
（2）天线增益 ❖ 在输入功率相等的条件下，实际天线与理Байду номын сангаас的球型辐射单元
在空间同一点处所产生信号的功率密度之比，定量描述一个 天线把输入功率集中辐射的程度。 ❖ 其物理含义为：在相同距离上某点产生相同大小信号所需发 送信号的功率比。
❖ 无线信道的基本特征如下： ❖ 带宽有限 ❖ 干扰和噪声影响大 ❖ 在移动通信中存在多径衰落
无线传播的基本特性
1. 电波的自由空间传播
❖ 无线电波是由导体中或由若干导体组成的天线中的电子流动 而产生的，并以横向电磁波（TEM）的形式在空间中传播。
❖ 自由空间是指理想的电磁波传播环境。自由空间传播损耗的 实质是因电波扩散损失的能量，其特点是接收电平与距离的 平方及频率的平方均成反比关系。
内容简介
❖5.1 无线通信概述 ❖5.2 无线通信的主要关键技术 ❖5.3 微波通信 ❖5.4 卫星通信 ❖5.5 无线接入
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❖5.1 无线通信概述 ▪ 5.1.1 无线传播的基本特性 ▪ 5.1.2 天线基本知识 ▪ 5.1.3 无线通信的频率资源
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❖5.2 无线通信的主要关键技术 ▪ 5.2.1 多址技术 ▪ 5.2.2 扩频技术 ▪ 5.2.3 正交频分复用（OFDM）技术
多址技术
3. 时分多址（TDMA）技术
为若干较窄且互不重叠的子频带（或称信道），每个用户分 配到一个固定子频带，按频带区分用户；将信号调制到该子 频带内，各用户信号同时传送；接收时分别按频带提取，实 现多址通信。
多址技术
（2）FDMA系统应用 ❖ 在模拟蜂窝移动通信系统中，采用频分多址方式是唯一的选
择；在数字蜂窝移动通信系统中，则很少采用纯频分的方式。 其目前仍在卫星通信、移动通信、一点多址微波通信等系统 中应用。