无线通信技术课后习题答案 ppt课件
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《无线通信技术》教学课件-第10章无线通信技术与物联网
NB-IoT的上下行传输方案
第9章 5G网络中的安全问题
16
3．重传机制 重传是NB-IoT提升覆盖范围的另一个重要手段。重传就是多个子帧传送一个传输块。在 不同场景下，NB-IoT的上下行传输重传次数是由基站侧单独配置的，NB-IoT最大可支持 下行2048次重传，上行128次重传。
二、授权频段物联网技术
NB-IoT技术的性能
NB-IoT设计目标
NB-IoT具有更低的模块成 本，具有广阔的市场前景。
NB-IoT每个小区支持超过 52500个终端用户。
第9章 5G网络中的安全问题
12
NB-IoT将提供改进的室内 覆盖，具有更广的覆盖区 域。
NB-IoT支持长电池使用寿 命。
NB-IoT技术针对延时不敏感的应用
NB-IoT小区在发射功率上也会有限制。
二、授权频段物联网技术
NB-IoT技术的性能
第9章 5G网络中的安全问题
11
NB-IoT是物联网领域新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接。NB-IoT支持待机 时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接，同时能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。
NB-IoT设计目标
二、授权频段物联网技术
二、授权频段物联网技术
NB-IoT的上下行传输方案
第9章 5G网络中的安全问题
14
2．上行传输方案 NB-IoT的上行传输采用单载波频分多址接入（SC-FDMA）方式，引入了单频发射和多频 发射两种模式。 ➢单频发射——上行传输仅使用一个子载波 ➢多频发射——上行传输使用多个子载波
二、授权频段物联网技术
➢ 物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展； ➢ 其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间进行信息交换和通信，也就是
第9章 5G网络中的安全问题
16
3．重传机制 重传是NB-IoT提升覆盖范围的另一个重要手段。重传就是多个子帧传送一个传输块。在 不同场景下，NB-IoT的上下行传输重传次数是由基站侧单独配置的，NB-IoT最大可支持 下行2048次重传，上行128次重传。
二、授权频段物联网技术
NB-IoT技术的性能
NB-IoT设计目标
NB-IoT具有更低的模块成 本，具有广阔的市场前景。
NB-IoT每个小区支持超过 52500个终端用户。
第9章 5G网络中的安全问题
12
NB-IoT将提供改进的室内 覆盖，具有更广的覆盖区 域。
NB-IoT支持长电池使用寿 命。
NB-IoT技术针对延时不敏感的应用
NB-IoT小区在发射功率上也会有限制。
二、授权频段物联网技术
NB-IoT技术的性能
第9章 5G网络中的安全问题
11
NB-IoT是物联网领域新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接。NB-IoT支持待机 时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接，同时能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。
NB-IoT设计目标
二、授权频段物联网技术
二、授权频段物联网技术
NB-IoT的上下行传输方案
第9章 5G网络中的安全问题
14
2．上行传输方案 NB-IoT的上行传输采用单载波频分多址接入（SC-FDMA）方式，引入了单频发射和多频 发射两种模式。 ➢单频发射——上行传输仅使用一个子载波 ➢多频发射——上行传输使用多个子载波
二、授权频段物联网技术
➢ 物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展； ➢ 其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间进行信息交换和通信，也就是
无线通信技术-第三章
16
3.4 三种基本传播机制
• 反射：当电磁波遇到比波长大得多的物体 时发生反射，如地球表面、墙面等；
• 绕射：当接收机和发射机之间的无线路径 被尖锐的边缘阻拦时发生绕射，由阻挡表 面产生的二次波散布于空间，甚至到达阻 挡体的背面，导致波围绕阻挡体产生弯曲；
• 散射：当波穿行的介质中存在小于波长的 物体并单位体积内阻挡体的个数非常巨大 时，将发生散射，如树叶、街道标志等；
2
远场电场辐射 部分的幅度
13
Pr d Pd Ae
2 PG G t t r
4 d
2
Gr 2 Ae 4
图3-4 在自由空间中，从一个 全向点源发出的能流密度情况
14
如果接收天线建模成接收机的一个匹配阻抗 负载，那么接收天线将会感应出一个均方根 电压进入接收机，它是天线中开路电压的一 半（没有负载时，均方根电压等于开路电 压）。接收功率为：
G
4 Ae
2
c 2 c f c
路径损耗：表示信号的衰减，定义为有效
发射功率与接收功率之间的比值，单dB 10log 10log t r 4 2 d 2 Pr
7
路径损耗也可以不包括天线增益，即假设天 线具有单位增益：
23
2. 布儒斯特角
P
r sini
r cos2i
r sini r cos2i
电磁波投射到介质分界面而不发生反射时的
角度，只发生在水平极化时，其反射系数为 0。 当第一介质为自由空间，第二介质相对介电 常数为εr时，布儒斯特角满足：
sin B
1
r 1
r sini r cos 2 i r cos 2i r cos 2i
无线通信.ppt
第3章 无线通信基本技术
解：
系统可用的语音信道的带宽=0.9×（826－810）=
Hale Waihona Puke 14.4 MHz，用户数=1150
最大的语音信道带宽=
14.4 MHz 1150 ≈12.5 kHz
频谱效率=1.68 （b/s）/Hz
最大的信道数据率=1.68×12 500 b/s=21 kb/s FEC编码比率=0.5
第3章 无线通信基本技术
表3-1 用于各种移动通信系统的语音编码方式
第3章 无线通信基本技术
例3-1 某一个数字移动通信系统，其前向信道频率带宽 为810~826 MHz，反向信道频率带宽为940~956 MHz。假设 90%的带宽用于语音业务，用FDMA多址接入方式，至少支 持1150个同时呼叫，调制方案的频谱效率为1.68 （b/s）/Hz， 为避免信道恶化产生的误码率，需要用比率为1/2的FEC前 向纠错编码。请求出用于该系统的语音编码器传输比特率的 上限。
（5） 子带（subband）编码。
该法是将数据变换到频域后，按频域分带，然后用不同的量化器进 行量化，从而达到最优的组合；或者分步渐近编码，在初始时，对某一 频带的信号进行解码，然后逐渐扩展到所有频带。随着解码数据的增加， 解码数据也逐渐变得清晰。
第3章 无线通信基本技术
（6） 模型编码。
该法是在图像编码中，编码时首先将图像中的边界、轮廓、纹理 等结构特征找出来，然后保存这些参数信息，解码时根据结构和参数信 息进行合成，恢复原始图像。具体的模型编码方法有轮廓编码、域分割 编码、分析合成编码、识别合成编码、基于知识的编码和分形编码等。
第3章 无线通信基本技术
美国TDMA蜂窝系统（IS-54）运用8 kb/s的VSELP语音 编解码器，将模拟系统（AMPS）的容量提高了3倍。 CDMA蜂窝系统（IS-95）中所采用的是CELP（码激励线性 预测编码）方式。由于CDMA系统内部具有抗干扰能力和扩 展带宽的能力，所以可以运用低比特率语音编解码器，而无 需考虑对于传输误差的影响。表3-1给出的是部分移动通信 系统中所采用的语音编码类型和它所输出的数据比特率。
无线通信技术课件--ppt1
电波的传播方式
空间波又称为直射波，是由发射点从空间直线传播到接收点的无线电波。 空间波又称为直射波，是由发射点从空间直线传播到接收点的无线电波。直射波 传播距离一般限于视距范围。在传播过程中，它的强度衰减较慢， 传播距离一般限于视距范围。在传播过程中，它的强度衰减较慢，超短波和微波 通信就是利用直射波传播的。在地面进行直射波通信， 通信就是利用直射波传播的。在地面进行直射波通信，其接收点的场强由两路组 一路由发射天线直达接收天线，另一路由地面反射后到达接收天线， 成：一路由发射天线直达接收天线，另一路由地面反射后到达接收天线，如果天 线高度和方向架设不当，容易造成相互干扰（例如电视的重影）。 ）。限制直射波通 线高度和方向架设不当，容易造成相互干扰（例如电视的重影）。限制直射波通 信距离的因素主要是地球表面弧度和山地、楼房等障碍物， 信距离的因素主要是地球表面弧度和山地、楼房等障碍物，因此超短波和微波天 线要求尽量高架。 线要求尽量高架。
四．解决方案（一） 解决方案（
1. 调制：由携有信息的电信号去控制高频振荡信号的某一 调制： 参数，使该参数按照电信号的规律而变化。 参数，使该参数按照电信号的规律而变化。 调制信号：携有信息的电信号。 调制信号：携有信息的电信号。 载波信号：未调制的高频振荡信号。 载波信号：未调制的高频振荡信号。 已调波：经过调制后的高频振荡信号。 已调波：经过调制后的高频振荡信号。 调幅、调角（调频、调相） 调幅、调角（调频、调相）。 解调： 2. 解调： 调制的逆过程，将已调波转换为载有信息的电信号。 调制的逆过程，将已调波转换为载有信息的电信号。
§1.2 无线电通信系统 通信系统的分类（ 一. 通信系统的分类（一）
1. 通信（communication） 通信（ ）
无线通信基础知识ppt课件
第一节 发射机和接收机的结构与工作过程
一、发射机 在无线通信中，发射机的作用是产生一个功率足够大的高频振荡送给发射天线，通过天线转换成空间电磁波传送到接收端。如图2-2所示，主要有音频放大器（话音处理电路）、调制、变频器、高频功率放大器等组成。 （一）各部分功能
典型的移动通信电台组成图
第八节 无线电波的传播
一、无线电波段的划分 在真空中的传播速度都是C，与频率（周期）、波长的关系如下： λ=C*T=C/f (2-106) 这是电磁波的一个基本关系式。知道了频率，利用上述公式就可以计算出波长λ。
无线电波按波长不同又分为长波、中波、短波、超短波、微波等波段，各有不同用途：广播电台使用的频率在中波波段；电视台使用的频率在超短波段；用来测定物体位置的雷达、无线电导航等使用的频率在微波段。 表2-4 无线电波的波段划分
要解决上述问题，就要采取调制的方法。用所要传送的基带信号控制高频振荡信号的某一个参数（如幅度、频率或相位），即把基带信号“附加”到高频振荡上，使基带信号变换为适合传输的高频带通信号，这一过程就是调制，通常将高频振荡信号称为载波，加载了基带信号的高频带通信号称为已调波信号。
第七节 解 调
调制是将要传送的信息“装载”到载波上去的过程，解调则是从已调波上取下传送的信息的过程。调幅波的解调通常称做振幅检波，简称检波，完成检波作用的电路称为检波器；调频波的解调通常称作频率检波，简称鉴频，完成鉴频作用的电路称为鉴频器。 从频谱关系上来看，调制过程是一个频率变换过程，已调波由载波分量和反映调制信号的上下边带分量所组成，同样解调也是一个频率变换过程，输入的是已调波，而输出只是原低频调制信号。
（一）对无线电接收机的主要技术要求
1．应工作于规定的波段和采用适当的解调方式，并应根据系统设计与实际情况决定。 2．应具有高的接收灵敏度。 3．应有好的选择性。 4．应有好的保真度。 5．应有高的工作稳定度。
一、发射机 在无线通信中，发射机的作用是产生一个功率足够大的高频振荡送给发射天线，通过天线转换成空间电磁波传送到接收端。如图2-2所示，主要有音频放大器（话音处理电路）、调制、变频器、高频功率放大器等组成。 （一）各部分功能
典型的移动通信电台组成图
第八节 无线电波的传播
一、无线电波段的划分 在真空中的传播速度都是C，与频率（周期）、波长的关系如下： λ=C*T=C/f (2-106) 这是电磁波的一个基本关系式。知道了频率，利用上述公式就可以计算出波长λ。
无线电波按波长不同又分为长波、中波、短波、超短波、微波等波段，各有不同用途：广播电台使用的频率在中波波段；电视台使用的频率在超短波段；用来测定物体位置的雷达、无线电导航等使用的频率在微波段。 表2-4 无线电波的波段划分
要解决上述问题，就要采取调制的方法。用所要传送的基带信号控制高频振荡信号的某一个参数（如幅度、频率或相位），即把基带信号“附加”到高频振荡上，使基带信号变换为适合传输的高频带通信号，这一过程就是调制，通常将高频振荡信号称为载波，加载了基带信号的高频带通信号称为已调波信号。
第七节 解 调
调制是将要传送的信息“装载”到载波上去的过程，解调则是从已调波上取下传送的信息的过程。调幅波的解调通常称做振幅检波，简称检波，完成检波作用的电路称为检波器；调频波的解调通常称作频率检波，简称鉴频，完成鉴频作用的电路称为鉴频器。 从频谱关系上来看，调制过程是一个频率变换过程，已调波由载波分量和反映调制信号的上下边带分量所组成，同样解调也是一个频率变换过程，输入的是已调波，而输出只是原低频调制信号。
（一）对无线电接收机的主要技术要求
1．应工作于规定的波段和采用适当的解调方式，并应根据系统设计与实际情况决定。 2．应具有高的接收灵敏度。 3．应有好的选择性。 4．应有好的保真度。 5．应有高的工作稳定度。
无线通信基础PPT课件PPT47页
1.3.2 语音编码（信源编码）
第 35
页
语音编码的基本方法：波形编码和参量编码
混合编码： 在混合编码的信号中，既含有若干语音特征参量信息又
含有部分波形编码信息。
规则脉冲激励线性预测编码（RPE-LPC）、矢量和激 励线性预测编码（VSELP）等属于混合编码。在数字移 动通信中得到了广泛应用。
X 第36页，共47页。
X 第25页，共47页。
1.3.1 基本概念
第 25
页
1、通信系统与通信网
（2）数字通信系统
数字调制和解调：数字调制把数字基带信号的频谱从低
频搬到高频，形成适合在信道中传输的频带信号。数字解 调是在接收端恢复数字基带信号。
同步与数字复接：同步使收、发两端的信号在时间上保持
步调一致。数字复接是依据时分复用基本原理把若干个 低速数字信号合并成一个高速的数字信号，以扩大传输 容量，提高传输效率。
式中， ma＝Um为U调cm幅度
X 第16页，共47页。
1.2.1 幅度调制
第 16
页
1、双边带调幅（AM）
Ucm
1/2ma Ucm
1/2ma Ucm
c
c c
（c）
单音调制的双边带调幅波（AM）的波形与频谱
X 第17页，共47页。
1.2.1 幅度调制
第 17
页
2、单边带调制（SSB）
(a)话音信号频谱
X 第26页，共47页。
1.3.1 基本概念
第 26
页
1、通信系统与通信网
（3）通信网
双向、多点通信
X 第27页，共47页。
1.3.1 基本概念
第 27
页
2、信息速率、信噪比、误码率与信道容量
新版超宽带(UWB)无线通信技术课件.ppt
参考文献
[1] J.D. Taylor. Introduction to Ultra Wideband Radar Systems[M]. Boca Raton: CRC, 1995. [2] FCC. FCC Notice of Proposed Rule Making, Revision of Part 15 of the Commission’s Rules
多径衰落的统计特性
图4 UWB信号的信道冲激响应曲线
精品课件
UWB无线室内信道特性
路径损失和阴影衰落特性
路径损失表示为：
PL(d )(dB)
C0
10 nΒιβλιοθήκη log10(4d
)
X
C0是参考距离的路径损失， 是信号中心频率对应的波
长，d是收发天线间的距离，X表示阴影衰落。
图3 一种频谱利用率高的UWB窄脉冲的时域波形和频域波形
精品课件
UWB通信的信号形式
调制载波形式
调制载波形式通过调制载波, 将UWB信号搬移到合 适的频段进行传输, 从而可更加灵活、有效地利用 频谱源。
调制载波系统的信号处理方法与一般通信系统采用 的方法类似, 技术成熟度高, 在目前的工艺条件下, 比基带窄脉冲形式更容易实现高速系统。
述了每簇中电波(rays)的到达。
簇到达的时间分布：
p(Tl | Tl1) exp[(Tl Tl1)], l 0
簇中路径到达的时间分布：
p( k,l | (k1),l ) exp[( k,l (k1),l )], k 0
信道冲激响应模型：
/papers/MultiBand_OFDM_Physical_Layer_Proposal_for_IEEE_80 2.15.3a_Sept_04.pdf[DB/OL]. 2004-9-14. [5] R.Roberts. XtremeSpectrum CFP document. /groups/802/15/pub/2003/ Mar03/03154r0P802-15_TG3aXtremeSpectrum-CFP-Document.pdf[DB/OL]. 2003-3. [6] J.R.Foerster, A.Molisch. A Channel Model for Ultrawideband Indoor Communication[DB/OL]. /reports/docs/TR2003-73.pdf[DB/OL]. 2004-7-2 [7] J.Kunisch, J.Pamp. Measurement Results and Modeling Aspects for the UWB Radio Channel[A]. UWBST(C). Baltimore:IEEE, 2002. 19–24. [8] R.J.M.Cramer, R.A.Scholtz, M.Z.Win. Evaluation of an Ultrawide-band Propagation Channel[J]. IEEE Trans on Antennas Propagation, 2002, 50(5):561-570. [9] D.Cassioli, M.Z.Win, A.R.Molisch. A Statistical Model for the UWB Indoor Channel[A]. Vehicular Technology Conference[C]. Israel:IEEE, 2001. 1159–1163. [10] L.Rusch, C.Prettie, D.Cheung, Q.Li, M.Ho. Characterization of UWB Propagation from 2 to 8 GHz in a Residential Environment[DB/OL]. /technology/ultrawideband/pres_tech.htm. 2004-2-20. [11] Sumit Roy, Jeff R.Foerster, V.Srinivasa Somayazulu, Dave G.Leeper. Ultrawideband Radio Desigan:the Promise of High-speed, Short-range Wireless Connectivity[J]. Proceedings of the IEEE, 2004,92(2),:295-311.
第8课 无线通信技术 课件 七下信息科技浙教版(2023)
亲身体验
使用智能手机的蓝牙功能连接智能手环，读取手环中的 数据。
二、Wi-Fi
Wi-Fi是一种实现无线局域网的通信技术，相对于其他计算机无 线通信技术，具有连接速度快、可靠性高、覆盖范围广等特点，在 家庭物联网中得到广泛应用。例如，在电视机、音箱、开关控制等 设备中植入Wi-Fi模块，通过手机就能实现对这些设备的远程控制。
一、蓝牙
蓝牙技术是一种开放的近距离无线通信技术，广泛应用于手机、 笔记本电脑、音箱(如图)、智能手环(如图)、立体声耳机等设备。
一、蓝牙
蓝牙设备使用前通常需要配对，相当于建立通信联系。蓝牙配 对时，主、从设备都需要先开启蓝牙功能，然后主设备利用蓝牙设 备的查找功能找到从设备并发起配对，配对成功后，就可以实现设 备之间的通信。一个蓝牙主设备可匹配一个或多个从设备。例如， 计算机作为蓝牙主设备时，可同时匹配蓝牙键盘、蓝牙鼠标、蓝牙 音箱等多个蓝牙从设备。
三、NFC
NFC由射频识别演变而来，是一种非接触式识别和互联技术，可 进行近距离无线通信。随着NFC技术的渐趋成熟，越来越多的智能 手机开始支持NFC技术，如NFC刷卡支付、NFC打印。
四、通信的实现
物联网中的传感器在采集数据后，一般需要将数据传送到控制 中心或数据处理平台，才能真正发挥物物相联的作用。因此，物联 网中的传感设备通常配置了Wi-Fi、蓝牙等模块，只要进行适当的 配置，就可以直接联网，实现数据的传送。
第8课 无线通讯技术
学习目标
通过对物联网的无线通信技术；通过物联设备联网的学习和实 践过程，初步掌握物联网的通信方法。
探究
1.手机是通过什么方式向打印机发出打印指令的? 2.运动手环是通过什么途径将运动数据上传到网络的?
建构
北京交通大学无线通信技术课后习题答案PPT课件市公开课一等奖省赛课微课金奖PPT课件
因而d<dR,所以Friis定律不适用。
（b）
第10页
习题4.3
带入给定值得
（c）圆形抛物天线最大尺寸La=2r
2
dR
2L2a
2
2r
8r 2
G par
Ae Aiso
0.55 A
2 / 4
4 2
0.55r 2
2.2
r
2
dR
40 11 2 Gpar
第11页
习题4.8
• 假如我们有一天线增益为6dB基站和一天线增益为2dB移 动台，高度分别为10m和1.5m，工作于能够被认为是理想 传导地面环境。两天线长度分别为0.5m和15cm。基站发 送最大功率是40W而移动台功率为0.1W。二者链路（双 工）中心频率均为900MHz，尽管在实际中它们经过一个 小双工距离（频率差）分开。
习题5.11
• （ 因 尺 分 Y）a为 度 布）。有衰。（则用落则C（信，（/CI号即C）//I和当|I））d干取B|是|d扰小dB有B标信尺是用准号度这信差均平两号为受均个和：到时对干独，数扰立均正信是σ态F号=σ衰9Fd=d落B9B形d叠对B式加数对功（正数率Z态正=差大态X，-
第22页
习题3.2
• 带宽为100kHz系统热噪声功率：（Pn=N0B，B是接收机 带宽（单位为Hz），N0=-174dBm/Hz）
（-174dBm/Hz）+（50dBHz）=-124dBm 由图3.1（见书本P29）知，在载波频率为50MHz处郊区人为
噪声大约为31dB，因而噪声功率成为-93dBm。 接收机接收到信号功率：
• （b）系统使用900MHz频带时能够工作于200km/h
第33页
习题5.4
《无线通信技术》教学课件-第5章毫米波通信系统
IEEE 802.11aj标准定义了控制模式、单载波 （Single-Carrier，SC）模式和OFDM模式3种传输 模式。
二、毫米波的应用
毫米波无线局域网标准化
第5章 毫米波通信系统
22
IEEE 802.11aj标准主要针对物理层和MAC层进行规范。IEEE 802.11aj的物理 层支持540MHz和1080MHz两种信道带宽，采用了前向纠错码和低密度奇偶 校验码，共有1/2、3/4、5/8、13/16四种编码速率，调制方式支持BPSK、 QPSK、16QAM和64QAM，空间支持最大4路数据流传输。
第5章 毫米波通信系统
1
第5章 毫米波通信系统
知识点
KNOWLEDGE
第5章 毫米波通信系统
2
了解毫米波通信的特点，掌握毫米波无 线信道的建模方法
了解毫米波通信的应用研究，了解毫米 波通信在5G系统中的应用
了解毫米波无线局域网通信协议
内容 导航
CONTENTS
第5章 毫米波通信系统
3
毫米波通信的概念及特点
二、毫米波的应用
毫米波无线局域网标准化
第5章 毫米波通信系统
21
IEEE 802.11aj标准主要针对物理层和MAC层进行规范。IEEE 802.11aj的物理 层支持540MHz和1080MHz两种信道带宽，采用了前向纠错码和低密度奇偶 校验码，共有1/2、3/4、5/8、13/16四种编码速率，调制方式支持BPSK、 QPSK、16QAM和64QAM，空间支持最大4路数据流传输。
二、毫米波的应用
毫米波频段部署及应用
第5章 毫米波通信系统
16
【例 5-1】5G 系统毫米波空口试验。 2018 年初，德国电信和中国的华为技术有限公司在德国波恩的德国电信园区成功地完成了
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• （a）推出发送功率PTX和接收功率PRX间的链路预算。 • （b）如果卫星接收机要求最小的接收功率为-120dBm，
那么在地球站天线要求的发送功率为多大？
习题4.2
（a）
（b）
习题4.3
• 要求设计一工作于1GHz，两个相距90m的、有直径为 15m的圆形抛物天线的系统。
（a）Friis定律能够用来计算接收功率吗？ （b）假设Friis定律有效，计算从发射天线输入到接收天线
习题4.10
• Bullington方法：用一个“等价”的单屏来替代多屏。从 发射机出发做各个实际障碍物的切线，选择最陡峭（上升 角最大）的那一条，从接收机出发做各个障碍物的切线， 选择最陡峭的那一条。等价屏就取决于最陡的发射机切线 和最陡接收机切线的交界面。然后利用公式4.27、4.28、 4.29、4.30计算。
习题4.8
• （a）给定的参数为：
将参数带入公式得移动台和基站天线可用接收功率分别为
习题4.8
• （b）若使式（4.24）成立，d4h Th X R/X 41 1/3 1 0 .518 m0
接收功率随距离变化图
习题4.10
• 如图25.1（见课本）所示，用高为2m的天线从高楼的一 侧到另一侧进行通信。将高楼转换为一系列半无限屏，利 用Bulington方法计算由绕射引起的在接收天线处的场强， 其中：（a）f=900MHz（b）f=1800MHz（c）f=2.4GHz。
• 解：
Gpar
Ae Aiso
0.55A
2 / 4
4 2
0.55r2
2.2
r
2
习题4.2
• 当从地球与地球同步卫星进行通信时，发送端与接收端间 的距离大约为35000km。假设自由空间损耗的Friis定律是 适用的（忽略开自大气的各种效应），并且站点有增益分 别为60dB（地球）和20dB（卫星）的抛物面天线，采用 11GHz的载波频率。
习题3.1
• 假定一部接收机由如下部件依次组成：（i）天线连接器和 馈线，衰减为1.5dB；（ii）低噪放大器，噪声系数为为 4dB，增益为10dB；（iii）单位增益的混频器，噪声系数 为1dB。求接收机的噪声系数。
• （a）假如式（4.24）成立，计算接收天线输出处的可用 接收功率（分别为基站天线和移动台天线），表示为距离 d的函数。
• （b）对所有有效的距离d，即式（4.24）成立且天线的远 场条件满足，画出接收功率的图。公式4.24：
P RX dP TG X TG X R X h T d h 2 X R X 2,d4 h Th X R/X
（b）
习题4.3
带入给定值得
（c）圆形抛物天线的最大尺寸La=2r
2
dR2L2a
2
2r
8r2
G pa rA A ies o 0 2 .5 /4 A 5 4 20 .5 5 r22 .2 r 2
dR
40 112
Gpar
习题4.8
• 假如我们有一天线增益为6dB的基站和一天线增益为2dB 的移动台，高度分别为10m和1.5m，工作于可以被认为是 理想的传导地面环境。两天线的长度分别为0.5m和15cm。 基站发送的最大功率是40W而移动台的功率为0.1W。两 者的链路（双工）中心频率均为900MHz，尽管在实际中 它们通过一个小的双工距离（频率差）分开。
习题2.1
• 答：载波频率对衰落有很强的影响。当移动台以λ/2（或 更小）为步长进行移动时，小尺度衰落程度会发生很大变 化。因此，移动距离一定时，载波频率高的系统小尺度衰 落程度变化大。载波频率对阴影衰落有类似的影响。载波 频率越高，阻挡物投射的阴影越“尖锐”，从“光明” （即LOS不被遮蔽）区域到“黑暗”（即LOS被遮蔽）转 变所需移动距离越短。当然移动台与遮蔽物的距离也会对 从“光明”到“黑暗”所需移动距离造成影响。
无线通信
Wireless Communication
习题2.1
• 问：系统的载波频率对以下两种衰落有影响吗？（i）小尺 度衰落（ii）阴影衰落。对于采用低载频和高载频的情形， 当移动距离均为x时，哪种情形下，接收信号功率的变化 更为显著？为什么？
• 衰落：当移动台移动时，信道环境也发生了变化，使得信 号电平也随机波动，这种现象就是信号衰落。
等价图型
习题4.10
• 首先求出等价屏高度h，和发射机到等价屏的距离dTx
10hTx hhTx
6
dTx
16hRx hhRx 10 40dTx
• （a）f=900MHz，λ=1/3m
习题4.10
总的场变：其中E0=exp（-jK0x） 场强：
（b）f=1800MHz，λ=1/6m
习题4.10
（c）f=2.4GHz，λ=0.125m
• 满足要求的符号速率为：R=1/T=1.67ksymbols/s
习题4.1
• 天线增益常被定义相对于全向天线的关系（在各个方向上
的辐射/接收相同）。可以证明这样天线的有效面积为
Aiso=λ2/4π 。计算半径为r的圆形抛物线天线的增益Gpar， 其有效面积 Ae=0.55A，A为其展开的物理面积。
习题2.2
• 考虑如下情形：从BS到MS有一条直接传输路径，而其他 的多径分量则由附近山脉的反射形成。BS与MS之间的距 离是10km,BS与山脉之间的距离和MS与山脉之间的距离 相同，均为14km。直接路径分量和各个反射分量到达接 收机的时间应该分布在0.1倍的符号间隔内，以避免严重 的符号间干扰。满足要求的符号速率是多少？
path1(LOS)
path2
习题2.2
• 附近山脉的反射路径长度：2*14=28km
• 反射路径比直接路径长28-18km，因而相应的延时比直接
路径多：
18103 3108
60s
• 要保证直接路径分量和各个反射分量到达接收机的时间分 布在0.1倍的符号间隔内，则符合间隔应至少为
T=60/0.1=600µs
输出的链路预算。对比PTX和PRX并对结果进行评价。 （c）对与第1题相同的圆形抛物天线，确定瑞利距离和天线
增益Gpar函数关系。
习题4.3
（a）Friis定律适用于天线远场，发送天线和接收天线至少
要间隔一个瑞利距离。
•
dR2La2201.352 150m0（圆形抛物天线的最大尺寸La=2r）
因而d<dR,所以Friis定律不适用。
那么在地球站天线要求的发送功率为多大？
习题4.2
（a）
（b）
习题4.3
• 要求设计一工作于1GHz，两个相距90m的、有直径为 15m的圆形抛物天线的系统。
（a）Friis定律能够用来计算接收功率吗？ （b）假设Friis定律有效，计算从发射天线输入到接收天线
习题4.10
• Bullington方法：用一个“等价”的单屏来替代多屏。从 发射机出发做各个实际障碍物的切线，选择最陡峭（上升 角最大）的那一条，从接收机出发做各个障碍物的切线， 选择最陡峭的那一条。等价屏就取决于最陡的发射机切线 和最陡接收机切线的交界面。然后利用公式4.27、4.28、 4.29、4.30计算。
习题4.8
• （a）给定的参数为：
将参数带入公式得移动台和基站天线可用接收功率分别为
习题4.8
• （b）若使式（4.24）成立，d4h Th X R/X 41 1/3 1 0 .518 m0
接收功率随距离变化图
习题4.10
• 如图25.1（见课本）所示，用高为2m的天线从高楼的一 侧到另一侧进行通信。将高楼转换为一系列半无限屏，利 用Bulington方法计算由绕射引起的在接收天线处的场强， 其中：（a）f=900MHz（b）f=1800MHz（c）f=2.4GHz。
• 解：
Gpar
Ae Aiso
0.55A
2 / 4
4 2
0.55r2
2.2
r
2
习题4.2
• 当从地球与地球同步卫星进行通信时，发送端与接收端间 的距离大约为35000km。假设自由空间损耗的Friis定律是 适用的（忽略开自大气的各种效应），并且站点有增益分 别为60dB（地球）和20dB（卫星）的抛物面天线，采用 11GHz的载波频率。
习题3.1
• 假定一部接收机由如下部件依次组成：（i）天线连接器和 馈线，衰减为1.5dB；（ii）低噪放大器，噪声系数为为 4dB，增益为10dB；（iii）单位增益的混频器，噪声系数 为1dB。求接收机的噪声系数。
• （a）假如式（4.24）成立，计算接收天线输出处的可用 接收功率（分别为基站天线和移动台天线），表示为距离 d的函数。
• （b）对所有有效的距离d，即式（4.24）成立且天线的远 场条件满足，画出接收功率的图。公式4.24：
P RX dP TG X TG X R X h T d h 2 X R X 2,d4 h Th X R/X
（b）
习题4.3
带入给定值得
（c）圆形抛物天线的最大尺寸La=2r
2
dR2L2a
2
2r
8r2
G pa rA A ies o 0 2 .5 /4 A 5 4 20 .5 5 r22 .2 r 2
dR
40 112
Gpar
习题4.8
• 假如我们有一天线增益为6dB的基站和一天线增益为2dB 的移动台，高度分别为10m和1.5m，工作于可以被认为是 理想的传导地面环境。两天线的长度分别为0.5m和15cm。 基站发送的最大功率是40W而移动台的功率为0.1W。两 者的链路（双工）中心频率均为900MHz，尽管在实际中 它们通过一个小的双工距离（频率差）分开。
习题2.1
• 答：载波频率对衰落有很强的影响。当移动台以λ/2（或 更小）为步长进行移动时，小尺度衰落程度会发生很大变 化。因此，移动距离一定时，载波频率高的系统小尺度衰 落程度变化大。载波频率对阴影衰落有类似的影响。载波 频率越高，阻挡物投射的阴影越“尖锐”，从“光明” （即LOS不被遮蔽）区域到“黑暗”（即LOS被遮蔽）转 变所需移动距离越短。当然移动台与遮蔽物的距离也会对 从“光明”到“黑暗”所需移动距离造成影响。
无线通信
Wireless Communication
习题2.1
• 问：系统的载波频率对以下两种衰落有影响吗？（i）小尺 度衰落（ii）阴影衰落。对于采用低载频和高载频的情形， 当移动距离均为x时，哪种情形下，接收信号功率的变化 更为显著？为什么？
• 衰落：当移动台移动时，信道环境也发生了变化，使得信 号电平也随机波动，这种现象就是信号衰落。
等价图型
习题4.10
• 首先求出等价屏高度h，和发射机到等价屏的距离dTx
10hTx hhTx
6
dTx
16hRx hhRx 10 40dTx
• （a）f=900MHz，λ=1/3m
习题4.10
总的场变：其中E0=exp（-jK0x） 场强：
（b）f=1800MHz，λ=1/6m
习题4.10
（c）f=2.4GHz，λ=0.125m
• 满足要求的符号速率为：R=1/T=1.67ksymbols/s
习题4.1
• 天线增益常被定义相对于全向天线的关系（在各个方向上
的辐射/接收相同）。可以证明这样天线的有效面积为
Aiso=λ2/4π 。计算半径为r的圆形抛物线天线的增益Gpar， 其有效面积 Ae=0.55A，A为其展开的物理面积。
习题2.2
• 考虑如下情形：从BS到MS有一条直接传输路径，而其他 的多径分量则由附近山脉的反射形成。BS与MS之间的距 离是10km,BS与山脉之间的距离和MS与山脉之间的距离 相同，均为14km。直接路径分量和各个反射分量到达接 收机的时间应该分布在0.1倍的符号间隔内，以避免严重 的符号间干扰。满足要求的符号速率是多少？
path1(LOS)
path2
习题2.2
• 附近山脉的反射路径长度：2*14=28km
• 反射路径比直接路径长28-18km，因而相应的延时比直接
路径多：
18103 3108
60s
• 要保证直接路径分量和各个反射分量到达接收机的时间分 布在0.1倍的符号间隔内，则符合间隔应至少为
T=60/0.1=600µs
输出的链路预算。对比PTX和PRX并对结果进行评价。 （c）对与第1题相同的圆形抛物天线，确定瑞利距离和天线
增益Gpar函数关系。
习题4.3
（a）Friis定律适用于天线远场，发送天线和接收天线至少
要间隔一个瑞利距离。
•
dR2La2201.352 150m0（圆形抛物天线的最大尺寸La=2r）
因而d<dR,所以Friis定律不适用。