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无线通信跟网络第2章章节 资料文档

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5G移动通信 无线网络优化技术与实践 第2章 5G无线网络典型技术特点

5G移动通信 无线网络优化技术与实践 第2章 5G无线网络典型技术特点

5G移动通信 无线网络优化技术与实践
第2章 5G无线网络典型技术特点
2.1 5G物理层新技术设计
• 2.1.1 全新的广播信道波束设计-SS/PBCH • 系统消息设计是无线通信系统中重要概念之一，小区级系统消息主要为了配置小区驻留、提
供用户接入、互操作等一系列重要参数配置。5G NR对于系统消息进行了一定程度的简化，相 比4G不仅在同步信号以及系统消息设计方面都进行了完全不同的设计，因此有必要重新认知。 • 有别于4G将小区下行同步信号以及物理广播信道分离设计，5G中将小区主辅同步信号（SS， Synchronization Signal）与物理广播信道（PBCH，Physical Broadcast Channel）进行了某种程度 上的耦合，以SS/PBCH资源块的形式出现，简称为SSB。在4G系统中，主辅同步信号占用基带 频域的位置是固定的，例如主辅同步信号PSS/SSS固定占用整个频域带宽中间连续62个RE的位 置，PBCH固定占用整个频域带宽中间6个连续PRB的位置，而5G NR中SSB占用频域资源20个连 续PRB，最多共计240个连续RE资源，其中主辅同步信号分别占用SSB中第1个和第3个OFDM符 号中连续的127个RE资源，如图2-1所示。
第2章 5G无线网络典型技术特点
2.1 5G物理层新技术设计
• 2.1.1 全新的广播信道波束设计-SS/PBCH
• 5G NR系统组网中，每个小区的SSB频域中心位置尽管都可以进行差异化灵活配置，但为了避 免与业务信道的干扰，在实际组网规划中建议各个小区的SSB中心频点统一设置。尽管5G系统 中在频域可能存在配置多个SSB，但是包含有效MIB信息的SSB只有一个，并且该SSB的中心频 点设置应遵循如下几个准则：
• NSA模式下SSB的中心频点与PointA通过RRC重配通知UE，SSB的中心频点满足channel raster设 置准则即可；
数据通信与网络chapter02 共43页PPT资料

数据通信与网络chapter02 共43页PPT资料

2.6
Figure 2.3 The interaction between layers in the OSI model
2.7
Figure 2.4 An exchange using the OSI model
2.8

2-3 LAYERS IN THE OSI MODEL
In this section we briefly describe the functions of each layer in the OSI model.
2.10
Note
The physical layer is responsible for movements of individual bits from one hop (node) to the next.
2.11
Figure 2.6 Data link layer
2.12
Note
The data link layer is responsible for moving frames from one hop (node) to the next.
Topics discussed in this section:
Layered Architecture Peer-to-Peer Processes Encapsulation
2.4
Note
ISO is the organization. OSI is the model.
2.5
Figure 2.2 Seven layers of the OSI model
2.25
Note
The application layer is responsible for providing services to the user.
北大无线通信讲义第二章

北大无线通信讲义第二章


21
II. 信道分配及切换
切换控制方式 在第一代模拟蜂窝系统中，信号的强度是由BS检测 并由MSC监视的。BS通过检测所有语音信道判断移 动站相对自己的位置。此外，每一BS还有另一个接 收机检测相邻BS中的移动站的信号。这个接收机称 为定位器。定位器是由MSC控制监视那些可能需要 切换的MS发出的信号。基于本BS语音信道和相邻BS 定位器检测的结果，MSC决定是否需要切换。 第二代数字TDMA通讯系统中，切换是以MS辅助决 定的。每个MS检测周围BS发出的信号，并不断向本 BS汇报。当它发现从某个BS来的信号强度超出本BS 信号一定电平或是持续了一定的时间，就准备进行切 换。这种切换方式的切换速度大大高于第一代通讯系 统，而且MSC也可以从该项繁重的任务中解放出来。 应该指出, 不同系统在接受和处理切换的策略可能很 不相同的。它们主要体现在切换优先权的设置上。
f4 f3 f1 f3 f1 f2 f4 f2 f4 f3 f1 f3 f1 f3 f1 N＝4 f2 f4 f2 f2 f4 f3 f1 f3 f1
D
11
I. 频率复用
•如何进行频率再用
f1 f1 f1 f1
f1
f1
i=1,j=1; N＝3; D=3R
12
I. 频率复用
每个簇的小区数量N必须 每个簇的小区数量 必须 满足： 满足：
17
II. 信道分配及切换 考虑到干扰抑制、容量最大化等因素， 考虑到干扰抑制、容量最大化等因素，信 道分配策略要复杂得多 用户之间互干扰的抑制； 用户之间互干扰的抑制； 信道的自适应分配
18
II. 信道分配及切换 切换 当移动站在不中断通讯的情况下从一小 区穿进另一小区时，MSC自动地将这个 通讯业务切换到第二小区的一个信道上 的过程称之为切换。 这个过程不仅包括识别一个新的BS过程。 而且还包括把语音信道和控制信令信道 同时切. 频率复用
无线通信基础知识ppt课件

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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。
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▪ （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
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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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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
第二章 无线通信与网络

第二章 无线通信与网络

救护车、出租车、无线遥控玩具、无线电家用设备等
工业科学医学频段
无线通信涉及到的大气层
长波（低频）传播
波长1公里~10公里，频率为30~300kHz 可沿地表传播或靠电离层反射传播，但电离 层对其吸收较强，衰落严重 在陆地一般传播距离为几十到几百公里
中波（中频MF）传播
波长100米~1000米，频率300~3000kHz 可沿地表传播或靠电离层反射传播 在白天，电离层的D层对中波吸收较为严重，难以 天波的形式传播 在夜间，电离层的D层消失，E层电子密度下降， 高度上升，对中波吸收减小，可由E层反射，因此， 夜间中波除靠地波传播外，还靠天波传播
散射（Scattering）
散射：当入境信号遇到比波长小的物体 （树叶、街牌、灯柱）就发散成几个弱 的出境信号
反射、衍射和散射(
LOS 视距通信
)
多径（multipath）传播的影响
多径（Multipath）:障碍物反射信号，使得接 收端接收到多个不同延迟的信号
一个信号的多个拷贝以不同的相位到达
实现多路服用的关键
把多路信号汇合到一条信道上之后，在接收端 必须能正确地分割出各种信号
分割信号的依据：信号之间的差别
信号频率上的不同 信号出现时间上的不同 信号码型结构上的不同 频分多路复用 时分多路复用 码分多路复用
频分多址接入
The total system bandwidth is divided into channels which are allocated to the different users.
7C29822.030-Cimini-9/97
时分多址接入
Time is divided into slots which are allocated to the different users.
第2章 IEEE 802.15.4无线传感器网络通信标准

第2章 IEEE 802.15.4无线传感器网络通信标准


2.6 MAC/PHY信息交互流程
• ③ 上层服务接口（high layer service interface）。针对工业应用，无线网关要求 提供上层服务及接口，使用户可以通过无线网 关对现场设备进行组态、调校。上层服务接口 位于ZigBee APS层与TCP/IP层之间，为系统 实现各种服务提供通用接口。
2.6 MAC/PHY信息交互流程
• 无线网关的通信模型如图所示。
2.6 MAC/PHY信息交互流程
• 模型主要包括以下3个方面： • ① 无线通信机制。现场设备与无线网关之间 数据通信采用了ZigBee无线通信技术。 ZigBee无线通信技术采用CSMACA接入方式 ，有效避免了无线电载波之间的冲突，保证了 数据传输的可靠性。其MAC层和物理层由 IEEE802.15.4工作小组制定，NWK和APS则 由ZigBee联盟来制定，其他部分——ZDO（ ZigBee设备对象）和ZAO（ZigBee应用对象 ），由用户根据不同应用来完成。
2.3 协议栈架构
IEEE 802.15.4 协议的特点 数据率 250kbps （2450 MHz） 20 kbps （868 MHz，915 MHz） M 等候时间 作用范围 每个网络节点 电池寿命 10~50ms 到 1s 一般 10cm 到 10m，最多达 100m 最多可达 65534 通过采用不对称能耗节点及无源模式等优 化手段，延长电池寿命，使电池使用寿命 匹配其储存寿命
2.2 网络组成和拓扑结构
• IEEE 802.15.4网络根据应用的需要可以组织 成两种拓扑结构：星型网络拓扑结构和点对点 网络拓扑。 • 点对点网络中也需要网络协调器，负责实现管 理链路状态信息，认证设备身份等功能。但与 星型网络不同，点对点网络只要彼此都在对方 的无线辐射范围之内，任何两个设备之都可以 直接通信。
IEEE_802 11技术_第二章

IEEE_802 11技术_第二章


IEEE 802.11技术
● 利用差分四相相移键控(DQPSK)调制的2 Mb/s。 ● 利用差分二相相移键控(DBPSK)调制的1 Mb/s。 在DSSS中，将2.4 GHz的频宽划分成14个22 MHz的信 道(Channel)，邻近的信道互相重叠，在14个信道内，只有 3个信道是互相不覆盖的，数据就是从这14个信道中的一 个进行传送而不需要进行信道之间的跳跃。在不同的国家， 信道的划分是不相同的。
IEEE 802.11技术
接入点就像是无线网络的一个无线基站，将多个无线的 接入站聚合到有线的网络上。
无线局域网采用的传输媒体或介质分为射频(Radio Frequency，RF)无线电波(Radio Wave)和光波两类。
射频无线电波主要使用无线电波和微波(Microwave)，光 波主要使用红外线(Infrared)。
IEEE 802.11技术
这些网络使用一个基本组件，IEEE 802.1l标准称之 为基本服务集(BSS)，它提供一个覆盖区域，使BSS中的 站点保持充分的连接。
一个站点可以在BSS内自由移动，但如果它离开了 BSS区域内就不能够直接与其他站点建立连接了。
IEEE 802.11技术
1) IBSS网络 IBSS是一个独立的BSS，它没有接入点作为连接的中心。 这种网络又叫做对等网(Peer to Peer)或者非结构组网(Ad hoc)， 其网络结构如图2-2所示。 该方式连接的设备之间都能直接通信而不用经过一个无 线接入点与有线网络进行连接。在IBSS网络中，只有一个 公用广播信道，各站点都可竞争公用信道，采用 CSMA/CAMAC协议。
IBSS网络在不需要访问有线网络中的资源，而只需要 实现无线设备之间互相通信的环境中特别有用，如宾馆、 会议中心或者机场等。
无线通信技术基础_02无线通信系统

无线通信技术基础_02无线通信系统

无线通信技术基础
第2章、无线通信系统
内容介绍
无线通信是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换 的一种通信方式。近年来，在信息通信技术领域中发展最快、应用最广的就 是无线通信技术。无 线通信的应用已深入到人们生活和工作的各个方面，移动通信系统、无 线局域网、蓝牙、卫星通信系统、微波通信系统、数字广播和电视等都是最 热门的无线通信技术应用。 无线通信系统是以无线通信技术为核心组成的通信设施，无线通信系统 具有和有线通信系统不同的特点，可以为人类提供更加灵活的、无处不在的 通信服务。
需要双工器来完成收信和发信的隔离。收信与发信也可以使用相同的频率，
在不同的时间发送信号，称为时分双工（TDD），这时通信双方的设备需 要射频开关来完成收信和发信的隔离。典型应用：蜂窝移动通信系统。
送话器
A T f1 双工器或 射频开关 R f2（f1） 双工器或 射频开关 f1 f2（f1）
B T
送话器
信源
发信机
天馈
天馈
收信机
信宿
第2.3节、无线通信系统的组成
发信机：发信机的主要作用是将需要传送的信源信号发送出去。 首先，用信源信号对高频载波（正弦波）进行调制形成调制载波。 然后，调制载波经过中频放大、变频和滤波后成为射频载波。 最后，将射频载波送到功率放大器经过放大后再送至天线发射出去。
收发信机B 发信机
天馈
天馈
收信机
收信机
第2.4节、无线通信系统的数字化
早期的无线通信系统基本都是采用模拟调频技术。模拟无线通信系统的 产生是由它的时代背景决定的，20世纪70 ~ 80年代，采用模拟无线通 信技术是一个必然的选择。模拟蜂窝移动通信系统发展迅速，获得了很 大成功，但是由于受到模拟技术的限制，暴露出了很多问题。 频率利用率较低。 提供的业务种类有限，特别是不能提供高速数据业务。 保密性差，易被窃听。 移动设备成本高，体积大。 网络管理与控制存在很多问题。 这些问题很难在模拟技术的框架内得到解决，必须突破模拟技术束缚。 随着数字通信技术的日趋成熟，为蜂窝系统从模拟系统发展到数字系统奠 定了基础。
无线通信与网络

无线通信与网络


译者序
译者序
近几年中，包括UWB、蓝牙、WLAN、WiMAX、Mobile-Fi、ZigBee等各种无线新技术的出现，随时、随地、 随心所欲地连接到Internet，让络无处不在的梦想几乎触手可及。在企业、家庭内部，无线应用将彻底改变人们 日常工作、生活的方式。随着802.11标准的发展，无线局域技术也已日臻成熟，而且其传输速率、通信距离也在 不断增加，能够满足诸多场合的应用需求。除了组以外，无线络在下一步的发展中还可以结合自身的..
无线通信与网络
20xx年清华大学出版社出版的图书
01 内容简介
03 推荐
目录
02 译者序 04 作品目录
基本信息
《无线通信与络》是2005年10月1日清华大学出版社出版的图书，作者是斯托林斯，译者是何军。本书可作 为通信和计算机专业本科生和研究生的教材或教学参考书，是从事无线通信和络方面研究的科研和工程技术人员 的基础参考读物。
内容简介
内容简介
《无线通信与络》无线技术已成为电信和络界最激动人心的领域。移动使用的迅猛增长、各种卫星服务，以 及现在的无线因特和无线局域正对电信和络产生巨大的改变。本书分为以下几个部分讨论了这一领域中的关键内 容。 ●技术和体系结构：汇集了用来表征和区分无线通信和络的一些概念和知识，包括频带、信号编码技术、差 错校验技术以及络体系结构等。 ●络类型：本书介绍了无线络的重要类型，包括卫星、蜂窝、固定无线接入和们的优点。 ●应用：在无线基础结构之上 已经开发出了许多关键的技术和应用，特别是移动IP和无线Web接入。
作品目录
作品目录
第1章引言 1.1无线通信时代的到来 1.2蜂窝革命 1.3全球蜂窝络 1.4宽带 1.5未来趋势 1.6无线技术中的问题 1.7本书概要 1.8 Internet和Web资源 第2章传输基础 2.1传输信息的信号
《网络与通信技术》第2章

《网络与通信技术》第2章

频域信号只与 峰值和频率相 关，不显示一 个周期中的振 幅变化。
2.Leabharlann 时域和频域2.1 数据通信系统基本知识
2.1.2 周期模拟信号 3. 单频模拟信号
2.1 数据通信系统基本知识
2.1.2 周期模拟信号 4. 周期模拟复合信号
2.1 数据通信系统基本知识
2.1.2 周期模拟信号 5. 非周期模拟信号
2.1 数据通信系统基本知识
2.1.2 周期模拟信号 6. 信号的带宽
复合信号包含 的频率范围称 为带宽。通常， 带宽用信号最 高频率与最低 频率的差值表 示。 其它的定义？

7.
信道的带宽？
2.1 数据通信系统基本知识
2.1.2 周期模拟信号 模拟信号的特征：


无论是周期信号还是非周期信号，两个信号的频率分布（带宽）都 是在有限范围内 ； 周期模拟信号的频谱图是离散的；而非模拟周期信号的频谱图是连 续的。
2.1 数据通信系统基本知识
2.1.4 传输损耗 3. 噪声：是另一个损耗原因 。有以下几种类型的噪声：



热噪声：是电缆中的电子随机移动而产生的额外信号，而不是信号 发送装置发送的。 感应噪声：来源是发动机和设备，这些设备工作时相当于发射天线， 而传输介质称为接收天线。 串扰：是电缆之间的相互影响。 脉冲噪声：是一种尖峰信号，来自输电线、闪电等。

2.1 数据通信系统基本知识
2.1.1 模拟与数字 3. 信号的分类：四种
周期模拟信号 周期数字信号 非周期模拟信号 非周期数字信号
4. 常用的：周期模拟信号和非周期数字信号（原因？）
2.1 数据通信系统基本知识
2.1.2 周期模拟信号 1. 正弦信号
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放大信号能量
不幸的是，同时放大了噪声
数字信号传输
更容易衰减 中继器：接收数字信号，还原成0和1，再编码传
输。
19
信道容量
噪声（noise）是造成信号失真的主要原因。 对任意信道，在给定条件下数据传输的最大速率（单位为
bps）被称为信道容量（channel capacity） 几个概念
的失真（distortion）
11
模拟和数字数据传输
数据：信息的载体 信号：数据的电磁表示 传输：通过传送信号进行数据通信的行为
12
模拟和数字数据传输
典型的模拟数据：语音、图像 典型的数字数据：文本
10log10 300 25
语音：100Hz~7KHz 25dB：最大的声音是最 小声音能量的300倍 （25dB）
信号的高频部分比低频部分衰减更大，整个信号失真
衰减造成数字信号 失真
模拟和数字信号可以用于传输模拟和数字内容
15
模拟数据/信号和数字数据/信号之间的转换
模拟数据模拟信号：声波（语音，3003400Hz）转换为电磁波
数字数据模拟信号：调制解调器（Modem）
将数字内容调制为模拟载波信号
便于使用现代化的数字技术和数字网络（例如Internet）
数字内容，模拟信号传输
一些传输介质只能够传输模拟信号，光纤、卫星
模拟内容，模拟信号传输
例如，语音电磁波
18
模拟和数字信号传输
模拟信号传输
以模拟信号的方式传输模拟或者数字内容 模拟信号易衰减，每传输一定距离，使用放大器
奇数k,k 1
k
例1，考虑频率f、3f、5f的正弦信号叠加所得信号， 如果f=1MHz，带宽为4MHz。如果用此信号近似为方 波，则一个bit占用时间1/2f，传输速率为2f=2Mbps。
例2，考虑同样的信号，但是f=2MHz，则带宽为 8MHz。此时一个bit占用时间1/2f，传输速率为 4Mbps。
频率f、3f 、5f 、7f的正弦信号相加
(4 / )[sin(2 ft) (1/ 3)sin(2 (3 f )t) (1/ 5)sin(2 (5 f )t) (1/ 7)sin(2 (7 f )t)] 9
将所有f 的奇数倍正弦信号叠加，可得到方波信号

s(t) A 4 sin(2 kft)
例3，考虑频率f、3f的正弦信号叠加所得信号，
f=2MHz，带宽为4MHz。此时码速率为4Mbps。但是
较之例1，信号更加失真，接收端识别信号的难度变
大。
10
结论：
数字信号方波包含无穷带宽 信号传输系统通常仅具有有限的带宽 对任意传输介质，占用的带宽越大，成本越高 在有限的带宽内传输信号，会造成信号一定程度
第二讲 无线信号传输概述
1
电磁信号
是时间的函数，也可以描述为频率的函数 模拟信号和数字信号
模拟信号（analog signal）：信号强度随时间连续变化 数字信号（digital signal）：信号强度在一定时间段内保持
在一个稳定的水平。
模拟信号
数字信号
2
周期信号（periodic signal）：周期性地重复的信号
13
模拟和数字数据信号
模拟信号：连续变化的电磁波；可在一系列介质中 传输，但是不同频率的信号传输特性不同。
典型介质
双绞线、同轴电缆 光纤 大气层、太空
14
数字信号：由一系列高低电平组成，可以在铜质线 缆中传输
数字信号较之模拟信号的优势在于更便宜，并且不 容易受到噪声的干扰。劣势在于数字信号更容易衰 减。
信号所有频率的范围被称为信号的频谱(Spectrum)，例如上 例中信号的频谱为[f, 3f]。
信号频谱的宽度被称为信号的带宽（bandwidth），例如上 例中信号的带宽为3f-f=2f
6
sin(2 ft)
(1/ 3)sin(2 (3 f )t)
(4 / ) [sin(2 ft) (1/ 3)sin(2 (3 f )t)]
7
信号数据传输速率和带宽的关系
通常来说，信号的带宽越大，其传输数据的能力就 越强
例如：令方波的正电平为1，负电平为0，则信号在 1/f 时间内可以传送两个bit的数据，数据传输速率为
2f bit/秒（bps）。
8
方波由哪些频率构成？
频率f、3f、5f的正弦信号相加
(4 / )[sin(2 ft) (1/ 3)sin(2 (3 f )t) (1/ 5)sin(2(5 f )t)]
s(t T) s(t) t
3
一个典型的正弦波信号包含三个参数：振幅 （A），频率（f）和相移（φ ）。
频率 f：单位时间内信号重复自己的次数，单位是 赫兹（Hz）。
周期 T：T=1/f 波长 λ：信号在一个周期内向前传播的距离，
λ=vT，其中v是信号在介质中传播的速率。
5
信号的频域分解
任意一个电磁信号可以视为由多个频率的周期信号 组成（由傅立叶变换保证）
例如： s(t) (4 / ) (sin(2 ft) (1/ 3)sin(2 (3 f )t))
当构成信号的所有频率都是某个频率的整数倍时，这个频 率被称为该信号的基本频率。如上例中f。信号的周期=信 号中基本频率对应的周期。
16
模拟数据数字信号：语音转换为数字信号， 编解码器（codec，coder-decoder）
数字数据数字信号：数字收发器 （transceiver）
17
选取不同的信号传输类型
数字内容，数字信号传输
数字信号直接用数字化方式传输比调制为模拟信号更方便 便宜
模拟内容，数字信号传输
电磁波在真空中的速率 c = 3×108米/秒 电信号在线缆众传输的速度是2/9 – 1/3光速
相移φ ：信号在时间上的偏移量
一个典型的正弦信号 s(t) Asin(2 ft )
4
A=1, f=1, Φ=0
A=0.5, f=1, Φ=0
A=1, f=2, Φ=0
A=1, f=1, Φ=π/4