无线通信原理与应用第二章 传输技术基础PPT课件
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无线通信基本原理PPT课件
波束形成天线采用智能天线， 基站的智能天线形成多个波束覆盖 整个小区，智能天线可定位于每个 MS。
MS MS
BTS MS
41
移动通信基本原理
一、蜂窝理论 二、网络结构 三、多址技术 四、概念辨析
42
a)话务量概念
话务量的严格定义应该叫做话务强度，是电 话系统业务多少的度量，它与单位时间（一般取 忙时1小时）内的呼叫次数n及呼叫占用信道的平 均时间（T）成正比。
• 在分配成语音信道后，基站和移动台就会同时地连续不断地发射 • FDMA通常是窄带系统，TACS为代表，每信道25kHz带宽 • FDMA比TDMA简单，同步和组帧比特少，系统开销小
• FDMA需要精确的RF滤波器，需要双工器（单天线）
• 非线性效应：许多信道共享一个天线，功率放大器的非线性会产生交 调频率（IM），产生额外的RF辐射
18
无线传播模型和校正
随着网络规模的扩大，对通信质量要求的提高，网络规划、 覆盖预测已不可能靠手工运算来完成。通过计算机应用传播模 型就能够很好的解决这一问题。通过模型进行预测能够得到误 差在10dB以内的路径损耗的本地均值。
·移动通信中用到的传播模型有很多,常见的有：
● Hata-Okumura模型 ● Walfisch-Ikegami模型 ● Planet通用模型 不同的模型有不同的特点，有各自的适用范围。
39
• CDMA：Code Division Multiple Access 码分多
址
频率
时间
码字
CDMA
所有用户在同一时间、同一频段上、根据编码获 得业务信道
40
SDMA(Space Division Multiple Access)：空分多 址
MS MS
BTS MS
41
移动通信基本原理
一、蜂窝理论 二、网络结构 三、多址技术 四、概念辨析
42
a)话务量概念
话务量的严格定义应该叫做话务强度，是电 话系统业务多少的度量，它与单位时间（一般取 忙时1小时）内的呼叫次数n及呼叫占用信道的平 均时间（T）成正比。
• 在分配成语音信道后，基站和移动台就会同时地连续不断地发射 • FDMA通常是窄带系统，TACS为代表，每信道25kHz带宽 • FDMA比TDMA简单，同步和组帧比特少，系统开销小
• FDMA需要精确的RF滤波器，需要双工器（单天线）
• 非线性效应：许多信道共享一个天线，功率放大器的非线性会产生交 调频率（IM），产生额外的RF辐射
18
无线传播模型和校正
随着网络规模的扩大，对通信质量要求的提高，网络规划、 覆盖预测已不可能靠手工运算来完成。通过计算机应用传播模 型就能够很好的解决这一问题。通过模型进行预测能够得到误 差在10dB以内的路径损耗的本地均值。
·移动通信中用到的传播模型有很多,常见的有：
● Hata-Okumura模型 ● Walfisch-Ikegami模型 ● Planet通用模型 不同的模型有不同的特点，有各自的适用范围。
39
• CDMA：Code Division Multiple Access 码分多
址
频率
时间
码字
CDMA
所有用户在同一时间、同一频段上、根据编码获 得业务信道
40
SDMA(Space Division Multiple Access)：空分多 址
《无线传输技术》课件
调相（PM）
02
通过改变载波信号的相位来传递信息，具有抗干扰能力强、信
号质量稳定等优点。
调相调频（PM/FM）
03
结合调相和调频两种调制方式，具有更高的信息传输效率和更
好的抗干扰能力。
无线信号的编码方式
模拟信号编码
将模拟信号转换为数字信号进行 传输，具有抗干扰能力强、传输 质量高等优点。
数字信号编码
大气折射
无线电波在大气中传播时，由于大气密度和温度的变化，会导致电 波传播路径发生弯曲。
地球曲率传播
由于地球表面曲率的影响，无线电波在地面传播时会受到一定的限 制，需要考虑到地球曲率对信号传播的影响。
无线信号的调制方式
调频（FM）
01
通过改变载波信号的频率来传递信息，具有抗干扰能力强、信
号质量稳定等优点。
将数字信号转换为适合传输的格 式进行传输，具有传输速度快、 可靠性高等优点。
03
无线传输技术标准
IEEE 802.11标准
IEEE 802.11标准，也被称为Wi-Fi，是一种无线局域网（ WLAN）标准。
它定义了无线局域网技术的电子和电气要求，包括物理层和 数据链路层。该标准支持多种传输速率，包括2Mbps、 54Mbps（在802.11g及以后的版本中）以及600Mbps（在 802.11ac及以后的版本中）。
终端之间的通信。
无线网络
利用无线传输技术构建 无线网络，实现计算机 、智能设备之间的互联
互通。
物联网
利用无线传输技术实现 物联网设备的互联互通 ，实现智能化管理和控
制。
卫星通信
利用卫星进行无线信号 传输，实现全球范围内
的通信和信息传递。
02
无线通信原理与应用-第二章 传输技术基础
Frequency-Domain Concepts
Any electromagnetic signal can be shown to consist of a collection of periodic analog signals (sine waves) at different amplitudes, frequencies, and phases The period of the total signal is equal to the period of the fundamental frequency
Or, the distance between two points of corresponding phase of two consecutive cycles
Sine Wave Parameters
General sine wave
s(t ) = A sin(2ft + )
Figure 2.3 shows the effect of varying each of the three parameters
Relationship between Data Rate and Bandwidth
The greater the bandwidth, the higher the information-carrying capacity Conclusions
Any digital waveform will have infinite bandwidth BUT the transmission system will limit the bandwidth that can be transmitted AND, for any given medium, the greater the bandwidth transmitted, the greater the cost HOWEVER, limiting the bandwidth creates distortions
无线电通信-1.-2-无线电信号传输原理课件
✓检波器 ✓鉴频器 ✓鉴相器
30
1.2.4 无线电信号的接收
u无线电发射机和接收机原理框图
发射机
消息 信号源
放大器
调制器
已调波 放大器
发射 天线
高频 振荡 器
解调器
谐振放大器 或倍频器
中频 放大 器
放大器
混频器
视频显示器 扬声器等等
本地 振荡 器
高频 放大器
接收机
接收 天线
选择 电路
31
1.2.5 信号及其频谱
6
1.2.2 通信系统简介
u2 发送设备
➢两大任务
✓调制： 将基带信号转换成适合信道传输特性 的频带信号； ✓放大： 是指对调制信号和已调信号的电压和 功率放大、滤波等处理过程，以保证送入信 道足够大的已调信号功率。
➢对基带信号进行变换的原因
✓由于要传输的信息种类多样，其对应的基带 信号特性各异，这些基带信号往往并不适合 信道的直接传输。
✓地波 ✓天波
10
1.2.2 通信系统简介
u (2)无线通信信道
➢① 地波
✓地面波： 沿地面传播的无线电波。 适用于长 波和超长波。 ✓空间波： 在发射天线与接收天线间直线传播 的无线电波, 发射天线和接收天线较高，接收 点的电磁波由直接波和地面反射波合成。 适 用于超短波。
➢② 天波
11
1.2.2 通信系统简介
➢相应的波长为：
λ= c/f = 3×108/f = 106~105m
1.2.3 无线电信号的产生和发射
u基带信号
➢无线通信系统中传输的信号可以是声音、 图像、数据等，其波形复杂，有连续信号， 也有离散信号，但都具有一定的频率范围， 这种信号称为基带信号。 ➢基带信号不可能直接发射出去，只有利 用高频信号作为“载波”才能有效地将有 用信号用电磁波的形式发射出去。
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1.2.4 无线电信号的接收
u无线电发射机和接收机原理框图
发射机
消息 信号源
放大器
调制器
已调波 放大器
发射 天线
高频 振荡 器
解调器
谐振放大器 或倍频器
中频 放大 器
放大器
混频器
视频显示器 扬声器等等
本地 振荡 器
高频 放大器
接收机
接收 天线
选择 电路
31
1.2.5 信号及其频谱
6
1.2.2 通信系统简介
u2 发送设备
➢两大任务
✓调制： 将基带信号转换成适合信道传输特性 的频带信号； ✓放大： 是指对调制信号和已调信号的电压和 功率放大、滤波等处理过程，以保证送入信 道足够大的已调信号功率。
➢对基带信号进行变换的原因
✓由于要传输的信息种类多样，其对应的基带 信号特性各异，这些基带信号往往并不适合 信道的直接传输。
✓地波 ✓天波
10
1.2.2 通信系统简介
u (2)无线通信信道
➢① 地波
✓地面波： 沿地面传播的无线电波。 适用于长 波和超长波。 ✓空间波： 在发射天线与接收天线间直线传播 的无线电波, 发射天线和接收天线较高，接收 点的电磁波由直接波和地面反射波合成。 适 用于超短波。
➢② 天波
11
1.2.2 通信系统简介
➢相应的波长为：
λ= c/f = 3×108/f = 106~105m
1.2.3 无线电信号的产生和发射
u基带信号
➢无线通信系统中传输的信号可以是声音、 图像、数据等，其波形复杂，有连续信号， 也有离散信号，但都具有一定的频率范围， 这种信号称为基带信号。 ➢基带信号不可能直接发射出去，只有利 用高频信号作为“载波”才能有效地将有 用信号用电磁波的形式发射出去。
【可编辑全文】无线通信基础PPT课件PPT47页
变和衰落，这就是无线电波传输中的多径衰落。
X 第11页，共47页。
1.1.2 无线电波的传播特性
第 11
页
3、无线电波传输中的多径衰落 多径衰落可能引起两种特殊的选择性衰落： （1）频率选择性衰落
（2）时间选择性衰落
X 第12页，共47页。
1.1.2 无线电波的传播特性
第 12
页
4、电离层的结构及其对短波信道的影响
由于受到周围建筑物以及地面的反射和散射作用， 往往使同一波源发出的信号沿多条不同的传输路径， 以不同的时间到达接收机。这些经不同路径到达的波， 称为多径波。由于不同路径的信号的传播距离及传播时延
不同，到达接收机时的相位也就不同，从而使接收到的信 号的幅度有时因同相叠加而增强，有时又因反相叠加而减 弱。这样，接收信号的幅度就会产生剧烈的变化，造成畸
X 第3页，共47页。
1.1.1 无线电波段的划分
第 3
页
本书讨论的无线通信覆盖的无线电波频率范围
主要是HF、VHF、UHF和SHF波段。
X 第4页，共47页。
1.1.1 无线电波段的划分
第 4
页
分米波段 ，特高频（UHF），波长为1m-10cm
微 波 厘米波段，超高频（SHF），波长为10-1cm 频 段
1.3.1 基本概念
第 32
页
3、基带传输与频带传输
基带信号：由信源直接生成的信号。
频带信号：基带信号经调制后生成的信号。
在数字通信系统中，在传输距离不太远的情况下，将来自
信息源的数字基带信号直接传输，称为数字基带传输。
将数字基带信号经过载波调制，把频谱搬移到高频 处再传输，这种传输称为数字频带传输。
路径衰耗与距离的n次方成比例，其中n称为路径衰 耗指数，不同传输环境取不同的值。
X 第11页，共47页。
1.1.2 无线电波的传播特性
第 11
页
3、无线电波传输中的多径衰落 多径衰落可能引起两种特殊的选择性衰落： （1）频率选择性衰落
（2）时间选择性衰落
X 第12页，共47页。
1.1.2 无线电波的传播特性
第 12
页
4、电离层的结构及其对短波信道的影响
由于受到周围建筑物以及地面的反射和散射作用， 往往使同一波源发出的信号沿多条不同的传输路径， 以不同的时间到达接收机。这些经不同路径到达的波， 称为多径波。由于不同路径的信号的传播距离及传播时延
不同，到达接收机时的相位也就不同，从而使接收到的信 号的幅度有时因同相叠加而增强，有时又因反相叠加而减 弱。这样，接收信号的幅度就会产生剧烈的变化，造成畸
X 第3页，共47页。
1.1.1 无线电波段的划分
第 3
页
本书讨论的无线通信覆盖的无线电波频率范围
主要是HF、VHF、UHF和SHF波段。
X 第4页，共47页。
1.1.1 无线电波段的划分
第 4
页
分米波段 ，特高频（UHF），波长为1m-10cm
微 波 厘米波段，超高频（SHF），波长为10-1cm 频 段
1.3.1 基本概念
第 32
页
3、基带传输与频带传输
基带信号：由信源直接生成的信号。
频带信号：基带信号经调制后生成的信号。
在数字通信系统中，在传输距离不太远的情况下，将来自
信息源的数字基带信号直接传输，称为数字基带传输。
将数字基带信号经过载波调制，把频谱搬移到高频 处再传输，这种传输称为数字频带传输。
路径衰耗与距离的n次方成比例，其中n称为路径衰 耗指数，不同传输环境取不同的值。
无线通信基础知识ppt课件
最新版整理pΒιβλιοθήκη t30（一）互调干扰
▪ 1.互调干扰的概念 ▪ 互调干扰的基本原因是由于部件的非线性引起的，
由于多个信号加至非线性器件上产生大量组合频 率，与有用信号频率相近的组合频率(互调产物) ， 对系统造成干扰就是互调干扰。
最新版整理ppt
31
▪ （二）邻道干扰 ▪ （1）邻道干扰概念 ▪ 所谓邻道干扰是相邻的或邻近频道的信号相互干扰。 ▪ （二）邻道干扰 ▪ （1）邻道干扰概念 ▪ 所谓邻道干扰是相邻的或邻近频道的信号相互干扰。无线通信系统
音乐、图像等基带信号。由无线通信理论可知，当天线
的几何尺寸和要传递的电信号的波长相近时，电信号才
能有效地从天线从以电磁波的形式辐射出去。以语音信
号为例，语音信号变换为电信号后其频率范围从几十赫
到几千赫，一般将300Hz到3000Hz的频率发送出去即可
取得较满意的话音传输效果，但300Hz到3000Hz电信号
最新版整理ppt
28
第九节 噪声和干扰
▪ 一、噪声 ▪ 噪声是一种随机信号，其频谱分布于整个
无线电工作频率范围，因此它是影响各类 收信机性能的主要因素之一。 ▪ 一般可分为：① 内部噪声；②自然噪声； ③ 人为噪声。
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29
二、干扰
▪ 在无线电通信网中，由于众多电台之间的 相互作用，相互影响，可产生互调干扰、 阻塞干扰、邻道干扰和同频干扰，其中互 调干扰、阻塞干扰和同频干扰对通信网影 响较严重，应格外注意。
▪ 无线电接收机的工作过程正好与发射机工作过程 相反，它的任务是将天线接收下来的高频电信号， 经变换与放大，还原为原来的音频信号。
▪ 移动通信电台接收机基本上都采用二次变频的超 外差式接收机，其组成如图2-4所示
02无线通信原理与应用
3
43
2
754
3 4
分裂后小区结构
Institute of Communication Engineering UST
28
四 、 过境切换
BS
BS
BS
BS
BS BS
BS
MSC:扫描接收、判定位置、
准备信道、切换信道
Institute of Communication Engineering UST
30
2.3信道分配策略
1、固定分配 （1）分区分组配置法
– 举例 设给定的频段以等间隔划分为信道，按顺序分别标明各信道的号 码为：1，2，3，…。 若每个区群有7个小区，每个小区需6个信道，按上述原则进行分 配，可得到：
• 第一组 1、5、14、20、34、36 • 第二组 2、9、13、18、21、31 • 第三组 3、8、19、25、33、40 • 第四组 4、12、16、22、37、39 • 第五组 6、10、27、30、32、41 • 第六组 7、11、24、26、29、35 • 第七组 15、17、25、28、38、42
34
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、…
最前面的数字表示这种调制种类所占用的带宽（单位为kHz）； 第二部分为一个字母，说明主载波的调制形式； 第三部分为一个数字，说明信息传输种类； 第四部分为一个字母，表明辅助特性。
第2章无线通信技术基础PPT28页
第2章无线通信技术基础
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
1
0
、
倚
南ห้องสมุดไป่ตู้
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
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露
凝
无
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氛
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高
风
景
澈
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7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
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后
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于
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9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
1
0
、
倚
南ห้องสมุดไป่ตู้
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
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Frequency-Domain Concepts
Any electromagnetic signal can be shown to consist of a collection of periodic analog signals (sine waves) at different amplitudes, frequencies, and phases
Aperiodic signal - analog or digital signal pattern that doesn't repeat over time
Peak amplitude (A) - maximum value or strength of the signal over time; typically measured in volts
(a) A = 1, f = 1 Hz, = 0; thus T = 1s (b) Reduced peak amplitude; A=0.5 (c) Increased frequency; f = 2, thus T = ½ (d) Phase shift; = /4 radians (45 degrees)
Transmission Fundamentals
Chapter 2
1
Electromagnetic Signal
Function of time Can also be expressed as a function of
frequency
Signal consists of components of different frequencies
Frequency (f )
Rate, in cycles per second, or Hertz (Hz) at which the signal repeats
Time-Domain Concepts
Period (T ) - amount of time it takes for one repetition of the signal
Spectrum - range of frequencies that a signal contains
Absolute bandwidth - width of the spectrum of a signal
Effective bandwidth (or just bandwidth) - narrow band of frequencies that most of the signal’s energy is contained in
note: 2 radians = 360°= 1 period
Sine Wave Parameters
Time vs. Distance
When the horizontal axis is time, as in Figure 2.3, graphs display the value of a signal at a given point in space as a function of time
With the horizontal axis in space, graphs display the value of a signal at a given point in time as a function of distance
At a particular instant of time, the intensity of the signal varies as a function of distance from the source
Periodic signal - analog or digital signal pattern that repeats over time
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
s(t +T ) = s(t ) -¥< t < +¥
where T is the period of the signal
Time-Domain Concepts
Or, the distance between two points of corresponding phase of two consecutive cycles
Sine Wave Parameters
General sine wave
s(t ) = A sin(2ft + )
Figure 2.3 shows the effect of varying each of the three parameters
Frequency-Domain Concepts
Fundamental frequency - when all frequency components of a signal are integer multiples of one frequency, it’s referred to as the fundamental frequency
Time-Domain Concepts
Analog signal - signal intensity varies in a smooth fashion over time
No breaks or discontinuities in the signal
Digital signal - signal intensity maintains a constant level for some period of time and then changes to another constant level
T = 1/f
Phase () - measure of the relative position in time within a single period of a signal
Wavelength () - distance occupied by a single cycle of the signal