无线通信系统第2章
第二章 无线通信中的调制技术与

调频信号的产生
直接法: 载波的频率直接随着输入的调制信号的 变化而改变; 间接法 先用平衡调制器产生一个窄带调频信号, 然后通过倍频的方式把载波频率提高到 需要的水平。
F动通信中,调频是更为普 遍应用的角度调制,这是因为FM不管信 号的幅度如何,抗干扰能力都很强; 而在调幅中,正如前面所说的那样,抗 干扰能力要弱得多。
0
1
0
ASK调幅 FSK调频
PSK调相
编码技术
为什么要采用编码技术 减小信源信息的冗余(信源编码:无损 编码/有损编码) 增强信息传输中的抗干扰性(信道编码: 纠错码) 保证信息传输中的保密性(加密编码)
语音编码与语音识别
移动通信中的信源编码技术
在数字通信中,通信质量比模拟通信时有了很 大提高; 但在移动通信中,由于信道环境等因素的影响, 必须采用其它方法来提高传输质量,所以要采 用编码技术;
调制 vs. 解调
调制是通过改变高频载波的幅度、相位 或者频率,使其随着发送者(信源)基 带信号幅度的变化而变化来实现的; 而解调则是将基带信号从载波中提取出 来以便预定的接收者(信宿)处理和理 解的过程。
调制在无线通信的作用
频谱搬移:将调制信号转换成适合于传 播的已调信号; 调制方式往往决定一个通信系统的性能
5. 外层空间传播
电磁波由地面发出(或返回),经低空 大气层和电离层而到达外层空间的传播, 如卫星传播,宇宙探测等均属于这种远 距离传播 电磁波穿过电离层外面的空间的传播, 基本上当作自由空间中的传播。
各个波段的传播特点
1. 长波传播的特点 长波的波长很长(传播比较稳定) 地面的凹凸与其他参数的变化对长波 传播的影响可以忽略; 长波穿入电离层的深度很浅,受电离 层变化的影响很小,电离层对长波的吸 收也不大。 能以表面波或天波的形式传播
无线通讯系统安全管理制度

无线通讯系统安全管理制度第一章总则第一条为了加强无线通讯系统的安全管理,保障国家信息安全和网络信息传输的稳定性,根据《中华人民共和国网络安全法》、《计算机信息系统安全保护条例》等法律法规和有关规定,制定本制度。
第二条本制度适用于所有使用无线通讯系统的单位和个人,包括政府机关、企事业单位、学校、科研机构、个人用户等。
第三条无线通讯系统是指利用无线电波进行通讯的系统,包括但不限于移动通信网络、卫星通信系统、微波通信系统、蓝牙通信系统、Wi-Fi系统等。
第四条本制度的目的是规范和加强无线通讯系统的安全管理,促进信息化建设和提高网络信息系统的安全性。
第二章管理机构和责任第五条国家信息化部门负责制定和监督无线通讯系统安全管理的政策和制度。
第六条地方各级信息化部门负责组织和协调本地区无线通讯系统安全管理工作。
第七条无线通讯系统的所有者、运营商和使用单位负责建立健全无线通讯系统安全管理制度,保障无线通讯系统的安全运行。
第八条无线通讯系统的管理员负责具体的安全管理工作,包括系统的监控、维护、更新、备份等。
第九条无线通讯系统的用户应遵守相关安全管理制度,保护自己的通讯设备和信息安全。
第十条监管部门负责对无线通讯系统进行监督和检查,发现安全问题及时通知相关单位进行整改。
第三章安全管理措施第十一条无线通讯系统的所有者、运营商和使用单位应按照国家相关规定进行安全认证和备案登记。
第十二条无线通讯系统的管理员应定期进行系统漏洞扫描和安全评估,及时更新系统补丁和升级安全防护设备。
第十三条无线通讯系统的用户应使用合法、合规的通讯设备和软件,不得使用未经授权的设备和软件。
第十四条无线通讯系统的所有者、运营商和使用单位应建立完善的安全管理制度和应急预案,做好信息安全事件的应对和处理工作。
第十五条无线通讯系统应实施访问控制、身份认证、数据加密等安全措施,防范未经授权的访问和数据泄露。
第十六条无线通讯系统的管理员应对系统设备和设施进行防灾防护工作,确保系统的运行和数据的安全。
02无线通信原理与应用

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2.1.2 工作方式
3、单工通信工作原理:
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2.1.2 工作方式
4、单工通信的特点: 优点:设备简单(收发合用部分电路或部件)、省
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市话局
• 小区制移动通信系统特点 利用小区覆盖,频率重用提高系统容量 系统需要进行频率规划,克服同频干扰 系统需要进行过境切换,保证通话连续 系统需要进行用户管理,保证漫游实现
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2.2.4 蜂窝通信的基本原理
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2.3信道分配策略
1、固定分配 (2)等频距配置法
– 举例
等频距配置时可根据群内的小区数N来确定同一信道组内各信道 之间的频率间隔,例如,第一组用( l,1+N,l+2N,l+3N,…), 第二组用( 2,2+N,2+2N,2+3N,… )等。例如N=7,则信道 的配置为:
第一组1、8、15、22、29、…
电池作为电源的移动台则更不利) —改进做法:移动台采用单工方式,基地台采用双
工方式,即所谓的半双工通信。
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2.1.3 调制方式分类
调制方式、种类的表示符号, 对于调制种类的符号表示要反映调制形式的全貌
和所需带宽。不同的调制种类由四部分构成:
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2.1 无线通信基础知识
2-3第二章移动通信基础(多径效应)

E0d0 d1
E0d0 d1
1 1
1
22
1
22
, ,
2n
,
(2n 1)
n 0,1,2...
1、时不变多径效应
• 当接收机处于不同空间位置时,两路信号具有不同 的相位差 。
• 某些位置相位差φ△为π的偶数倍,两路信号同相相加 ,接收信号比较强。
• 某些位置φ△为π的奇数倍,两路信号反相相减,这 时接收信号可能会非常弱。出现衰落深陷。
均方根(rms)时延扩展 • 功率时延谱的二阶矩的平方根
4、无线多径信道特性参数
无线信道的相干带宽:指一定的频率范围,在该频率范 围内,两个频率分量有很强的幅度相关性。 当两信号的频率间隔超出相干带宽时,幅度相关性 很小。
• 定义为多径时延扩展的倒数
• 工程定义
4、无线多径信道特性参数
无线信号的多普勒扩展 • 指一定的频率范围,在该频率范围内接收
• 平坦衰落:发送信号的所有频率分量经历相同 的衰落(同时放大或衰减)。
• 频率选择性衰落:不同频率分量经历不同的衰 落。
• 快衰落:衰落变化快于基带信号传输。 • 慢衰落:衰落变化慢于基带信号变化。 • 阴影衰落和衰落储备:由于阴影造成的衰落
平坦衰落信道特性
频率选择性信道衰落特性
• 这一部分就介绍到这里
d
vt cos
c
)
0
]
E0 cos[(t)]
f 1 d 2 dt
多普勒频移
fd
vcBiblioteka osfc (1v cos
c
)
v c
fc
c os
fc fd
fd max cos
两个不同多普勒频移信号的干涉效应
现代数字通信-第2章-AWGN信道下的最佳接收机

N0 σ = 2
2 n
∴
⎡ ( r − s )2 ⎤ 1 m ⎥ f ( r sm ) = exp ⎢ − N0 ⎥ ⎢ π N0 ⎣ ⎦
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匹配滤波器
滤波器输入: r ( t ) = s ( t ) + n ( t )
■
s ( t ) ⇔ S (ω )
r (t )
信号检测器的任务:根据接收矢量r对发送信号做出判 决,并使正确判决的概率最大.
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MAP准则(最大后验概率准则) ML准则(最大似然准则)
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最大后验概率(MAP)准则
先验概率(a priori probability):事件未发生就预先知道的发生概率
P sm , m = 1,… , M
k =1
E ⎡ n ' ( t ) rk ⎤ = E ⎡ n ' ( t ) smk ⎤ + E ⎡ n ' ( t ) nk ⎤ = E ⎡ n ' ( t ) nk ⎤ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦
N ⎧⎡ ⎤ ⎫ ⎪ ⎪ = E ⎨ ⎢ n ( t ) − ∑ n jφ j ( t ) ⎥ nk ⎬ = j =1 ⎪ ⎪ ⎦ ⎭ ⎩⎣ N N = 0 φk ( t ) − 0 φk ( t ) = 0 2 2
φ1 ( t ) = 2 T , 0 ≤ t ≤ T 2
φ2 ( t ) = 2 T , T 2 ≤ t ≤ T
s1 ( t ) * h1 ( t )
s1 ( t ) * h2 ( t )
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匹配滤波器型解调器
y1 s ( t ) = s1 ( t ) * h1 ( t ) =
无线通信基础知识

及跳频等
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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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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
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2020/11/16
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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
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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
第2章 无线通信基础 -3教材

E0 d 0 d
e jk d1
E0 d 0 d
e jk d2
1
2
(2-2-14)
1
1
在全反射的情况下,由于d1和d2相差不大,d1 和 d2 的差别
对信号幅度的影响就可以忽略,可以认为 1 1 1
d1 d2 d
但是,对于处在相位项上的d1和d2可能产生对信号幅度有
很大影响的相位差 ,故其距离差不能忽略。
)
2
2ht hr d
(2-2-16)
【9】
第2章 无线通信基础
远场区辐射电场表达式
E
j0i0l sin e j0 (td /c) 4π 0 c2 d
jEe j0 (td /c)
(2-1-1)
并参考式(2-2-5)中引入参考点距离d0的思想,可以导出 经直射路径到达接收机的信号电场强度为
F d
2d T Xd RX
dTX dRX
(2-2-23)
式中:d
arctan
hobs hTX dTX
arctan
hobs hRX d RX
(2-2-24)
【24】
第2章 无线通信基础
由于Fresnel积分的计算比较复杂。通常先确定Fresnel参数 νF,然后利用图2-16查得绕射损耗。
(1) 天线长度L=λ/4=0.833 m。 接收天线的有效面积为
Ae
Gr 2
4π
1.799 1/ 32
4π
0.0159 m2
【19】
第2章 无线通信基础
(2) 由于
4hthr 4 50 1.5 900 m d 1km
第二章无线电通信的基础知识

第三章 MF/HF单边带通信设备第一节电波与天线的基本知识GMDSS系统中,无论是地面系统还是空间系统,都属于无线电通信系统,任何无线电通信系统都包括发射端、接收端、传输信道三全环节,其中无线电波的传播对通信质量有重大的影响,作为通信人员首先应了解无线电波的传播规律。
一、无线电波的基本概念1、无线电波的产生与传播无线电波实质上就是一种电磁波:频率10Hz~1023Hz2、波长、速度、频率的关系λf=c3、无线电波的波段划分二、无线电波的传播途径及其特点1、地波传播沿地表面绕射传播的波:传播距离与频率有关,波长越长,距离越远与地表导电性有关稳定性好,基本不受气候条件影响2、空间传播在地表面上空至少一个波长以上的空间传播3、电离层传播(天线)通过电离层传播:不稳定,有衰落现象;存在盲区(寂静区)三、常用船舶天线1、天线基本理论(1)天线的方向性(2)天线的效率(3)天线的辐射电阻(4)天线的电流分布2、船舶常用天线介绍(1)T型(2)倒L型(3)直立桅杆式天线(4)鞭状天线第三章MF/HF单边带通信设备一、MF/HF单边带通信设备概述GMDSS系统是原有遇险系统的自然发展,是在原有的MF/HF/VHF通信系统进行改造而形成的,在GMDSS系统中,MF/HF不仅要完成无线电话业务,而且还要完成遇险报警,搜救协调通信,搜救现场通信及日常通信,为了保证GMDSS地面通信系统各种功能的实现。
对MF/HF设备提出新的要求:1、设备应形成组合式结构2、设备应有一个合理的操作程序,最重要的是:自动报警;自动值守;自动通信;技术上收发信机能遥控;有频率扫描及频率预置功能,能自动调谐。
3、开机1分钟就能工作,频率转换时间不超过15S4、可靠性高,能连续工作24小时5、发射类型增加了J2B或F1B发射种类:由三个符号组成的第一个符号:主载波调制的种类例:J:单边带抑制载波;第二个符号:调制载波的信号性质“1”:无调制副载波长包含数字信息的单信道“2”、有调调制副载波长包含数字信息的单信道“3”、包含有模拟信息的单信道第三个符号:表示所发射的信息种类B:自动接收电报E:电话C:传真二、通信的一般概念信息源——发射设备——信道——接收设备——接收终端三、单边带信号的特点1、调幅波ωc ωc+ Ωωc- Ω讨论:信息包含在两个边带中包含信息部分和不含信息部分的比例B=2Ω调幅波的包络与调制信号的波形完全一样结论:为了减小功率浪费,只用单边带,就能满足通信的整个过程。
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Choosing Handover Margins
Handover margin ∆ ∆ = P r handover - Pr minimum usable – If ∆ is too large unnecessary handover will occur, burdening the MSC – If ∆ is too small, there maybe insufficient time to complete the handover before a call is lost due to weak signals – Therefore ∆ is chosen carefully
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7-cell reuse pattern
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12-cell reuse pattern
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19-cell reuse pattern
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Co-channel reuse ratio vs. frequency reuse pattern
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Example 2
If a total of 33 MHz of bandwidth is allocated to a particular FDD cellular telephone system which uses two 25 kHz simplex channels to provide full duplex voice and control channels, compute the number of channels available per cell if a system uses four-cell reuse. If 1 MHz of the allocated spectrum is dedicated to control channels, determine an equitable distribution of control channels and traffic channels in each cell for each of the system.
A t = 1.3r 2
A s = 2.0r 2
A h = 2 .6 r 2
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Cellular coverage representation
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The size of a cell
Macrocell large, covering a wide are range of several hundred kilometres (km) to ten km mostly deployed in rural and sparsely populated areas Microcell medium cell, coverage are a smaller than in macro cells range of several hundred metres to a couple of metres deployed mostly in crowded areas, stadiums, shopping malls Picocell small, covering a very small area range of several tens of metres low power antennas, indoor
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Interference and System Capacity
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Six Effective Interfering Cells of Cell 1
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Co-channel reuse ratio Q
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Co-channel reuse ratio vs. frequency reuse pattern
The Cellular Concept: System Design Fundamentals
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Cellular Networks
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Cell shape
Circle: Equilateral triangle: Square: Hexagon:
A c = π r 2 = 3.14r 2
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Trunking and Grade of Sere of Service (GOS)
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About Erlang
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Erlang B formula
where C is the number of trunked channels offered by a trunked radio system and A is the total offered traffic.
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Method of locating co-channel cells
i = 3, j = 2
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Channel Assignment Strategies
Three assignment approaches Fixed and static (most common) Dynamic Hybrid Fixed channel assignment all channels in a cell could be in use all the time –new calls are then blocked (no channels left) –may be solved by borrowing spare channels from nearby cells
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Handover Process
Parties in communication share the same channels – Received signal weakens as mobile moves out of cell – Cell site at some point requests handover to cell with stronger signal strength – MSC switches call to new cell after allocating channels.
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Propagation model
α Di− n
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Co-channel interference ratio
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Example 3
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More exact geometry layout
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Closely approximately as
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Example 4
Trunked mobile network provide cellular service in this area. System has 394 cells with 19 channels each. Find the number of users that can be supported at 2% blocking if each user averages two calls per hour at an average call duration of three minutes. Compute the total number of subscribers that can be supported by this system. Probability of blocking = 2% =0.02 Number of channels per cell used in the system, C=19 Traffic intensity per user, Au = λH= 2 x (3/60) = 0.1 Erlangs from the Erlang B chart, the totalcarried traffic, A, is obtained as 12 Erlangs. Therefore, the number of users that can be supported per cell is U=AIAu= 12/0.1 = 120 Since there are 394 cells, the total number of subscribers that can be supported by System A is equal to 120 x 394 = 47280
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Handover Process
BS2
BS1
BS3
PST N
MSC Trunks
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Handover Process
Handover must not be too frequent or system is kept busy servicing handover requests – handover threshold is set slightly stronger – Minimum usable signal level is normally set to be between -90 dBm and -100 dBm
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Handover (Handoff)