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无线通信理论与技术-chapter1

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新一代无线通信技术

新一代无线通信技术
05
第5章 LoRa技术
Chapter
LoRa是一种长距离无线传输技术，具有低功耗和低成本的特点。它能够实现远距离的通信，非常适用于物联网等领域。
LoRa介绍
LoRa应用场景
提高农业生产效率
农业物联网
建设智慧城市
智能城市
监测空气质量等
环境监测
长电池寿命
省去频繁更换电池的麻烦
减少维护成本
Threats to network infrastructure
网络攻击
01
03
Protection of personal information
隐私保护
02
Unauthorized data disclosure
数据泄露
5G技术的发展
5G技术的快速发展将推动数字化转型，改变人们的生活方式和工作方式。未来，5G将成为连接一切的基础，为人类带来更广阔的发展空间。
Chapter
5G技术架构包括5G核心网、5G无线接入网和5G传输网。5G核心网提供更快速的数据传输，5G无线接入网支持更多设备的连接，5G传输网提供更高效的数据传输速率。
5G技术架构
5G关键技术
Multiple-Input Multiple-Output
Massive MIMO
Focused signal transmission
家庭用户享受更稳定、更快速的网络体验
家庭网络
02
为企业提供高效的网络支持，提升办公效率
办公环境
安全性提升
加密技术的不断更新
网络攻击防护能力的提升
Wi-Fi 6未来发展
网络智能化
智能路由器、智能家居应用的普及
AI技术在网络优化中的应用

无线通信基础PPT课件PPT47页

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

无线通信原理与应用(第二版)(1)

无线通信原理与应用(第二版)(1)
为了理解频率复用的概念，考虑一个共有S个可用的双向信道的蜂窝系统。如果每个小区都分 配 k 个信道（k < S），S 个信道在 N 个小区中分为各不相同的、各自独立的信道组，而且每个信道 组有相同的信道数目，那么可用信道的总数可表示为
(3.1)
共同使用全部可用频率的 N 个小区称为一个簇。如果簇在系统中复制了 M 次，则双向信道的 总数 C 可以作为容量的一个度量：
解： 已知：总带宽 = 33 MHz 信道带宽 = 25 kHz × 2 单向信道 = 50 kHz/ 双向信道 总的可用信道 = 33 000/50 = 660 个信道
(a) N = 4 每个小区的信道数目 = 660/4 ≈ 165 个信道
(b) N = 7 每个小区的信道数目 = 660/7 ≈ 95 个信道
3.2 频率复用
蜂窝无线系统依赖于整个覆盖区域内信道的智能分配和复用[Oet83]。每个蜂窝基站都分配一 组无线信道，这组信道用于称为“小区”的一个小地理范围内，该信道组所包含的信道不能在其相 邻小区中使用。基站天线的设计要做到能覆盖某一特定小区。通过将覆盖范围限制在小区边界以内， 相同的信道组就可用于覆盖不同的小区。要求这些同信道组的小区两两之间的距离足够远，从而使 其相互间的干扰水平在可接受的范围内。为整个系统中的所有基站选择和分配信道组的设计过程称 为频率复用或频率规划[Mac79]。
为了充分利用无线频谱，必须要有一个能实现既增加用户容量又以减小干扰为目标的频率复用 方案。为了达到这些目标，已经发展了各种不同的信道分配策略。信道分配策略可以分为两类：固 定的和动态的。选择哪一种信道分配策略将会影响系统的性能，特别是在移动用户从一个小区切换 到另一个小区时的呼叫处理方面（[Tek91], [LiC93], [Sun94], [Rap93b]）。

无线通信系统与技术(中国通信学会普通高等教育“十二五”规划教材立项项目)

无线通信系统与技术(中国通信学会普通高等教育“十二五”规划教材立项项目)

4 无线通信系统与技术 9
7．其他 业余无线电是无线电爱好者参与的无线电台通信，受到广大无线电爱好者的喜爱，在全 世界总共大约有三百万人以上。业余无线电台可以使用整个频谱上很多开放的频带，爱好者 使用不同的编码方式和技术。有些后来商用的技术，比如调频、单边带调幅、数字分组无线 电和卫星信号转发器，都是由业余爱好者首先应用的。 无线电还广泛应用于导航、雷达和天文学等其他领域。
第 章 无线通信概述 3
1
政府、消防、警察和商业使用的专用电台通常在专用频段上采用窄带调频技术，这些应 用通常使用 5kHz 的带宽。相对于调频广播或电视伴音的 16kHz 带宽，保真度上不得不作出 牺牲。 短波频段的民用或军用语音通信通常用于船舶、飞机或孤立地点间的通信。大多数情况 下，都采用单边带（SSB）调制技术，可以节省带宽，并且可以更有效地利用发射功率。 陆地集群无线电（TETRA）是一种为军队、警察、急救及交通等特殊部门设计的数字集 群电话系统，采用集群调度通信的方式，可以更有效地利用有限的频率资源。 2．电视 通常的模拟电视信号采用将图像调幅、伴音调频合并成在同一信号中传播。 数字电视采用 MPEG-2 图像压缩技术，由此大约仅需模拟电视信号一半的带宽。 3．移动通信 蜂窝电话或移动电话是当前最普遍应用的无线通信方式。蜂窝电话覆盖区通常分为多个 小区。每个小区由一个基站发射机覆盖。理论上，小区的形状为蜂窝状六边形，这也是蜂窝 电话名称的来源。运营商已经开始提供第三代移动通信系统（3G）服务，其主导标准为基于 码分多址（CDMA）技术的各类标准。 卫星电话系统存在两类形式：一类是基于地球同步卫星的电话系统，例如国际海事卫星 （Inmarsat）系统，使用地球同步卫星，用户端采用定向的高增益天线通过卫星接入公众业务 电话网络。 另一类是基于低轨道卫星系统的电话系统， 例如铱 （Iridium） 系统 、全 球 星 （Global Star）系统，直接使用手机天线可以进行双向通信。这两类系统都能够提供全球覆盖服务。 4．数据传输 数字微波、卫星等通信通常采用正交幅度调制（QAM） 。QAM 调制方式是同时利用信号 的幅度和相位加载信息。这样，可以在同样的带宽上传递更大的数据量。 IEEE 802.11 是当前无线局域网（WLAN）的标准。它采用 2GHz 或 5GHz 频段，数据传 输速率为 11Mbit/s 或 54Mbit/s。 蓝牙（Bluetooth）是一种短距离无线通信的技术。 全球微波互联接入（WiMAX） ，是一项高速无线数据网络标准，能提供许多种应用服务， 包括最后一千米无线宽带接入、热点（hotspot） 、小区回程线路以及作为商业用途在企业间的 高速连接，在概念上类似 WLAN，但 WiMAX 改善了性能，并允许更大的传送距离。 5．紧急服务 无线电紧急定位信标 （EPIRBs）是用来在紧急情况下对人员、车辆、船舶等通过卫星 进行定位的小型无线电发射机。它的作用是为救援人员提供目标的精确位置，以便提供及时 的救援。 6．辨识 利用主动和被动无线电装置，可以辨识以及表明物体身份。

经典著作：无线通信与网络技术(第2版)

经典著作：无线通信与网络技术(第2版)

第1章引言本书介绍了有关无线通信和网络技术方面的内容，包括加剧的竞争和数字技术的引进在内的诸多因素给无线应用市场带来了空前发展。

本章，我们将讨论驱动这一新兴的电信革命的几个关键性因素。

本书连同本书的Web站点，为读者提供了诸多的材料。

按照讨论惯例，这一章仅对全书做一个概述。

1.1无线通信时代的到来古列尔默·马可尼在1896年发明了无线电报1。

他在1901年把长波无线电信号从康沃尔(Cornwall，位于英国的西南部)跨过大西洋传送到3200公里之外的圣约翰(St.John，位于加拿大)的纽芬兰岛(Newfoundland)。

他的发明使双方可以通过彼此发送用模拟信号编码的字母数字符号来进行通信。

一个世纪以来，无线技术的发展为人类带来了无线电、电视、移动电话和通信卫星。

现在，几乎所有类型的信息都可以发送到世界的各个角落。

近年来，更为引人关注的是卫星通信、无线网络和蜂窝技术。

通信卫星是在20世纪60年代首次发射的，那时它们仅能处理240路语音话路。

今天的通信卫星承载了大约所有语音流量的1/3，以及国家之间的所有电视信号[EVAN98]。

现代通信卫星对所处理的信号一般都会有1/4 s的传播延迟。

新型的卫星是运行在低地球轨道上的，因而其固有的信号延迟会较小，这类卫星已经发射用于提供诸如Internet接入这样的数据服务。

无线网络技术使商业企业能够发展广域网(WAN)、城域网(MAN)和局域网(LAN)而无需电缆设备。

IEEE开发了作为无线局域网标准的802.11，蓝牙(Bluetooth)工业联盟也在致力于能提供一个无缝的无线网络技术。

蜂窝或移动电话是马可尼无线电报的现代对等技术，它提供了双方的、双向的通信。

第一代无线电话使用的是模拟技术，这种设备笨重且覆盖范围是不规则的，然而它们成功地向人们展示了移动通信的固有便捷性。

现在的无线设备已经采用了数字技术。

与模拟网络相比，数字网络可以承载更高的信息量并提供更好的接收和安全性。

通信技术概论 第一章绪论2

通信技术概论 第一章绪论2
♣ 可靠性是指接收端所恢复信号的准确程度。可靠性反 映消息传输的质量问题。
1.4 通信系统的模型与指标
模拟通信系统的指标
模拟通信系统的有效性可用在给定信道内可传电话路数 的多少来衡量。
模拟通信系统的可靠性常用信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR）来衡量，信噪比越大其可靠性越高。
1.5 通信系统的分类
（a）模拟通信
声音信号
附加了杂音的信号
将带有杂音、畸变的 信号原封不动传出去
用户线
（b）数字通信
用脉冲传送声音信号
模拟交换机
模拟中继线
用户线
模拟交换机 在脉冲上附加了杂音
脉冲经“再生”后杂音 被消除，还原成“干净” 的原脉冲
用户线
数字中继线
用户线
内藏CODEC
数字交换机
数字交换机
1000-10 km
地波
10 -1 km 1000-100 m 100 -10 m
10 - 1 m 10- 1 dm
中远程、地下通信、无线导 航
中波广播、业余无线电
短波通信、短波电台、航海 通信
电视、调频广播、电离层下 散射
移动通信、遥测、雷达导航、 蓝牙
地波或天波
地波或天波
天波
视距波、散射 波
视距波、散射 波
1.6 通信系统的传输方式
♣ 单工通信是指消息只能单方向传输的工作方式，因此只 占用一个信道，如图1.6.1所示。广播、遥测、遥控、无线寻呼 等都是单工通信等。
发端
信道
收端
图1.6.1 单工通信方式
发
射
台
寻呼机
1.6 通信系统的传输方式
♣ 半双工通信是指通信双方都能收发消息，但不能同时进 行收和发，如图1.6.2所示。如使用同一载频的对讲机等。

无线网络技术复习

无线网络技术复习

无线网络技术复习无线网络技术第1章绪论1、无线网络分类从无线网络覆盖范围看系统内部互连/无线个域网无线局域网无线城域网/广域网从无线网络的应用角度看，还可以划分出无线传感器网络无线Mesh网络无线穿戴网络无线体域网等，这些网络一般是基于已有的无线网络技术，针对具体的应用而构建的无线网络。

2、无线局域网的分类第一类是有固定基础设施的：预先建立起来的、能够覆盖一定地理范围的一批固定基站，采用802.11标准的WLAN。

如蜂窝移动电话。

最小构件是基本服务集（BSS），一个BSS包括一个基站和若干个移动站。

第二类是无固定基础设施的：没有预先建好的固定接入点（AP），而是由一些处于平等状态的移动站之间相互通信组成临时网络。

自组织网络/移动Ad hoc网络。

服务范围有限，一般也不与外界的其他网络连接。

3、网络协议层次设计应注意的问题分层时应注意使每一层的功能非常明确，层数适当。

层数太少，会使每一层协议太复杂层数太多，会在描述和综合各层功能时太过分散标识发送方和接收方的机制数据传输的规则——单向、双向、多逻辑信道差错控制问题报文到达顺序问题流量控制问题报文的拆分、传输、重组问题多路复用和多路解复用问题路由选择4、协议和服务的关系协议：控制两个对等实体进行通信的规则的集合。

服务：由下层向上层通过层间接口（服务访问点，SAP）提供的功能。

协议与服务的关系：协议是水平的，服务是垂直的服务是某一层内完成的能够被高一层利用的功能两个对等实体（服务用户）通过协议进行通信，目的是为上一层提供服务5、无线网络的协议模型研究的重点是什么？第2章无线传输技术基础1、相关概念（1）传输媒体可分为导向的(guided)和非导向的(unguided)两类。

（2）天线发射的信号重要属性：方向性。

（3）无线传输的两种基本构造类型定向结构：发射天线将电磁波聚集成波束后发射出去，因此，发射和接收天线必须精确校准。

全向结构：发送信号沿所有方向传播，并能够被多数天线接收到。

Chapter_1-通信电子线路(第3版)-陈启兴-清华大学出版社

Chapter_1-通信电子线路(第3版)-陈启兴-清华大学出版社
雷达着陆系统、射电天文、铁路设施、科学研究
300G~3000G 1mm~0.1mm 超极高频（亚毫米波）
2021/3/17
12
1.2通信电子线路的研究对象 （续）
超长波：30kHz以下 超短波：30MHz ~ 1000MHz 微波：1000MHz以上
地面传播
电波传播方式
直线传播
电力层反射传播
线性电路：全部由线性或工作于线性状态的元器件组 成的电路。
作原理; (4)“通信电子线路”课程的主要研究内容和学
习方法。
2021/3/17
3
1.1 无线电信号的传输原理
1864年, 英国物理学家J. C. 麦克斯韦(J. Clerk Maxwell): “电磁场的动力理论” ，得出了电磁场方程，并从理论上 证明了电磁波的存在。
1887年，德国物理学家H. 赫兹(H. Hertz)在实验中证实 了电磁波的客观存在。这个著名的赫兹实验证明了麦克斯 韦理论的正确性。
器件的规律进行分析。
2021/3/17
14
1.2 通信电子线路的研究对象 （续）
非线性电路的基本特点： 1 频率分量有增减，或者比例关系有变化； 2 不能用叠加原理； 3 工作信号幅度比较小，工作点取得合适时，可以
近似按线性电路来分析。
2021/3/17
15
10
1.2通信电子线路的研究对象
研究对象: 通信系统发送设备和接收设备中的各种完成 高频信号处理电路的功能、原理和组成。
本课程研究的大部分电路都是非线性电路。
2021/3/17
11
1.2通信电子线路的研究对象 （续）
频率范围(Hz)
波长(m)
3k~30k 30k~300k

《无线通信基本技术》课件

《无线通信基本技术》课件

W i-Fi
无线局域网技术，用于无线互 联和上网。
蓝牙
用于短距离无线通信，连接各 种设备和传输数据。
无线通信中的关键技术和挑战
1 频谱管理
有效管理不同频段的使用，以免干扰和提高通信质量。
2 安全性
保护通信隐私，防止数据泄露和安全漏洞。
3 容量和速度
实现高容量和高速率的数据传输，以满足日益增长的通信需求。
未来无线通信的将在全球范围内得到广泛应用，实现高速低延迟的通信。
物联网的扩展
物联网设备将变得更加智能和互联，实现更多领域的应用。
增强现实和虚拟现实
利用无线通信技术，增强现实和虚拟现实将在娱乐和教育中得到更广泛的应用。
结论和展望
无线通信技术在全球范围内得到广泛应用，将在未来继续发展，推动社会进 步和创新。
无线通信基本技术
无线通信的基本概念和原理。探索无线通信技术的工作原理以及在现代社会 中的重要性。
无线通信的发展历程
1
20世纪50年代
2
移动电话诞生，使人们不再局限于有
线通信。
3
20世纪初
电报和无线电技术的出现奠定了无线 通信的基础。
21 世纪初
3G和4G技术的普及，加速了无线通信 的发展。
无线通信技术的应用领域
物联网
通过无线通信技术连接智能设备，实现智能 家居和智慧城市。
卫星通信
通过卫星网络提供全球范围内的通信覆盖， 支持远程通信。
移动通信
无线电信号的传输使人们能够方便地进行电 话通话和信息传递。
军事通信
无线通信技术在军事领域中发挥着关键作用， 用于指挥和战术通信。
主要的无线通信标准和协议
5G
下一代无线通信标准，具有更 高的速度和更低的延迟。

无线通信基础知识ppt课件

无线通信基础知识ppt课件
要。发射机的调制性能包括：调制灵敏度、调制频率特性和调制线性等。 调制性能好，就意味着发射机传送信号的信号噪声比提高，频率特性改善， 非线性失真减小。 ▪ 4.要尽量减小寄生辐射 ▪ 发射机中产生的谐波分量如果通过天线辐射出去，将对其它电台产生有害 的干扰，因此必须将谐波辐射抑制到一定程度，从而减小干扰。
▪ （一）各部分功能
最新版整理ppt
6
典型的移动通信电台组成图
最新版整理ppt
7
代移动通信电台的组成
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8
（二）对无线电发射机的主要技术要求
▪ 1.要有一定的工作波段和足够的频率准确度和稳定度 ▪ 2.要有足够的功率输出 ▪ 3.调制性能要好 ▪ 调制是发射机的主要工作部分，因此，调制性能的好坏，对发射机至关重
以下关系：c = f λ。其中c为光速，f 和λ分别为无线电波的频率和波长。
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5
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。
用所要传送的基带信号控制高频振荡信号的某一个参数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
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3

第1-2章-无线通信概述

第1-2章-无线通信概述

发生了什么？
发生了什么？
无线通信的发展历史——酝酿
20世纪六十年代到七十年代，贝尔实 验室提出了蜂窝的概念，即把整个覆盖 范围划分成小的单元，每个单元复用整 个频带的一部分以提高频率利用率。
模拟蜂窝系统：1979年，第一个具有 大的覆盖范围和自动交换功能的系统由 爱立信公司推出，并建立北欧移动电话 系统（NMT）。后来美国也建立了 AMPS系统。其特点是使用模拟调制， 蜂窝网。
信和空中通信； 按多址方式可分为频分多址(FDMA)、
时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA) 等； 按覆盖范围可分为广域网和局域网；
无线通信系统的分类(2)
按业务类型可分为电话网、 数据网和 多媒体网；
按射频工作方式可分为单工、半双工、 全双工；
按服务范围可分为专用网和公用网； 按信号形式可分为模拟网和数字网。
全双工（简记作Duplex）又分为：频分双工（FDD） 双工（FDD，Frequency Division Duplex）：
Tx：Transmitter；Rx：Receiver； 收发信机：transceiver。
TDD
什么是TDD：TDD是一种准全双工。
注：第6章中模拟调制不讲；第7章中 编码和均衡简介。
本课程的基本要求（2）
概括起来说，本课程主要要求大家通过 学 习掌握以蜂窝系统为主的无线移动通信 系 统的基础知识。可以分成以下几个方面 的内容： 1）蜂窝系统设计原理（Ch3）； 2）无线移动信道（Ch4、Ch5）； 3）用于移动通信的数字调制技术和抗多 径、 抗衰落技术（Ch6、Ch7）；
第1-2章-无线通信概述
2021年8月13日星期五
本课程使用的教材
T. S. Rappaport 著 “Wireless

无线通信基本技术课件

无线通信基本技术课件

技术原理
TDMA将时间划分为多个小段，每个用户使用一 个小段进行通信的多址技术。
特点
TDMA可以提高频谱利用率，但需要精确的同步 和定时控制。
3
应用场景
第二代移动通信系统中的GSM和IS-136，以及 第三代移动通信系统中的UMTS。
码分多址接入（CDMA）
技术原理
CDMA使用不同的码序 列对用户进行区分，多 个用户可以在同一频段 上同时进行通信。
无线通信发展
无线通信历史可以追溯到19世纪 末，从最初的无线电报开始，逐 渐发展到现在的移动通信、卫星 通信、微波通信等领域。
无线通信的种类和特点
无线通信种类
无线通信包括移动通信、卫星通信、 微波通信等，其中移动通信是最为广 泛使用的无线通信方式。
无线通信特点
无线通信具有灵活、便捷、无需线路 等优点，可以实现在不同地点之间的 信息交换，同时也有着易受干扰、稳 定性较差等缺点。
03
无线多址接入技术
频分多址接入（FDMA）
技术原理
FDMA是一种将无线电频 谱划分为多个小段，每个 用户使用一个小段进行通 信的多址技术。
特点
FDMA具有实现简单、稳 定性高的优点，但频谱利 用率较低。
应用场景
早期的移动通信系统，如 第一代和第二代移动通信 系统。
时分多址接入（TDMA）
1 2
应用场景
第五代移动通信系统中的MIMO和Beamforming 技术。
04
无线通信关键技术
智能天线技术
智能天线技术简介
智能天线是一种基于信号传播方向和相位信息进行信号处 理的技术，能够实现对无线信号的定向接收和发射。
技术原理
智能天线通过在多个维度上接收信号，并利用信号处理算 法对接收到的信号进行加权合并，以增强所需信号、抑制 干扰信号。

无线通信技术精品PPT课件

无线通信技术精品PPT课件

20射还与障碍物表面的粗糙度有关。表 面越粗糙，越容易引起散射。 例如，
– 在户外，树木和路标都会导致移动电话信号 的散射。
– 在室内，椅子、书籍和计算机都会导致无线 Lan信号的散射。
2020/11/30
13
反射、衍射和散射
2020/11/30
与此同时，无线电通信逐渐被用于战争。在第一次和第二次世界 大战中，它都发挥了很大的威力，以致有人把第二次世界大战称
之为“无线电战争”。
2020/11/30
3
10.1概述
二、无线通信的特点
1.传输环境的复杂性 2.电磁波的传播不需要任何有形介质 3.接收信号的时变多径 4.多个无线电载波同存于同一空间 5.频率资源有限，需统一划分
14
10.2 无线传播环境及其特性
10.2.1 天线基本知识
1. 天线方向性 2.天线增益 3. 波瓣宽度 4. 天线的极化
2020/11/30
15
天线方向性
天线的基本功能是把从馈线输入的能量向周围 空间辐射出去，辐射的无线电波强度随空间方 位不同而不同，根据天线辐射强度的空间分布 特点可分为无方向性、全向天线和定向天线。
7
全向传播与定向传播
定向传播（directional）
– 天线把所有的能量集中于一 小束电磁波
2020/11/30
全向传播（Omnidirectional）
– 信号沿所有方向传播
– 可被所有的天线接收
– 发射设备和接收设备不必在物理
上对准
8
无线信号传播
理想情况下，无线信号在从发射器到接 收器间的一条直线上传播，称为“视线” （line of sight, LOS）
米，电文内容为——“海因里斯·赫兹”；在1897年5月18日，意大利的马

无线通信原理和应用课后习题

无线通信原理和应用课后习题

《无线通信原理及应用》课后习题第1章无线传感器网络概述1、无线传感器网络的定义？2、传感器节点结构及其各部分功能？3、无线自主网的定义？4、传感网与无线自主网的主要区别？5、传感器网络的特点？6、传感器网络的应用主要包括那些方面？7、传感器网络的关键技术包括那些？第2章路由协议1、传统路由协议主要功能？2、无线传感器网络路由协议与传统路由协议有什么不同点？3、无线传感器网络的路由协议的特点？4、传感器网络路由机制的要求有哪些？5、根据传感器网络的不同应用敏感度不同，可将传感器网络的路由协议分为：6、能量路由策略主要有哪几种？7、能量多路径路由的基本思想？8、能量多路径路由的基本过程？9、定向扩散路由的基本思想？10、定向扩散路由机制的基本过程？11、谣传路由的基本思想？12、GEAR路由的基本过程？13、传感器网络有三种存储监测数据的主要方式？14、GEM路由的基本思想？15、虚拟极坐标建立过程的步骤？16、边界定位的地理路由的基本思想？17、一个信标节点确定边界节点的过程？18、目前，研究人员提出的可靠路由协议主要从两个方面考虑？19、基于不想交路径的多路径路由机制的基本思想？20、ReInForM路由的基本过程？21、SPEED协议的基本过程？22、SPEED协议主要由几部分组成？第3章MAC协议1、在设计无线传感器网络的MAC协议时，需要着重考虑哪几个方面？2、在无线传感器网络中，人们经过大量实验和理论分析，总结出可能造成网络能量浪费的主要原因包括哪几方面？3、传感器网络的MAC协议分哪三类？4、基于竞争的MAC协议的基本思想？5、IEEE 802.11MAC协议有哪两种访问控制方式？6、S-MAC协议工作机制？7、流量自适应侦听机制的基本思想？8、Sift协议的设计目的？9、Sift协议的核心思想？10、Sift协议的工作原理？第4章拓扑控制1、网络的拓扑结构控制与优化有着十分重要的意义，主要表现在以下几个方面？2、传感器网络中的拓扑控制按照研究方向可以分为哪两类？3、拓扑结构的常见算法有哪些？4、基于节点度算法的核心思想？5、基于邻近图的算法的作用？6、什么是LEACH算法？7、LEACH算法的实现过程？8、GAF算法的基本思想是什么？9、GAF算法的执行过程10、TopDisc算法的基本思想是什么？11、STEM-B (STEM-BEACON)算法的基本思想是什么？12、ASCENT算法执行分哪几个阶段？第5章1、IEEE 802. 15. 4标准的实现目标？2、IEEE 802. 15. 4标准定义的LR-WPAN网络具有哪些特点？3、IEEE 802. 15. 4网络根据应用的需要可以哪些网络结构。

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无线通信理论与技术 Wireless Communications Theory and Techniques
课程教学目标
本课程着重讲授无线通信基础知识，主要内容包括无线信道模
型与容量、扩频技术与多址技术、阵列信号处理与空时信号处 理、MIMO与空时编码及无线传输新技术等。
本课程期望通过课堂讲授与课下练习，为从事无线移动通信方
当山岳高度不等于200 m 时，查得 的Kjs 值还需乘以一个系数
0.07 H '
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电波传播
6. 斜坡地形的修正因子Ksp——(增益因子)
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电波传播
散射波
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电波传播
散射/散射波传播 当波穿行的介质中存在小于波长的物体并且单位体积
内阻挡体的个数非常巨大时，发生散射。散射波产生 于粗糙表面，小物体或其他不规则物体。
在实际的通信系统中，树叶、街道标志和灯柱等会引
工程 人体区域网络及其应用 宽带无线接入技术 认知无线电和软件无线电 微波和毫米波理论与技术 多用户和多址接入方案 无线光通信 无线网络规划和优化 无线资源管理和干扰控制
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无线通信理论与技术 Wireless Communications: Theory and Techniques
天线高度增益因子Hm(hm, f)
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电波传播
2. 郊区修正因子Kmr
3.
(增益因子)
25 d ＝ 1 km 20 d ＝ 5 km d ＝ 10 km 15 d ≥20 km 10
开阔区、准开阔区修正因子（Qo，Qr）
35
Qo : 开阔区 Qr : 准开阔区
30
丘陵地形的修正因子Kh
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丘陵地形微小修正值Khf
电波传播
5. 孤立山岳地形的修正因子
Kjs——(增益因子) 当电波传播路径上有近似刃 形的单独山岳时，若求山背 后的场强时， 则应考虑绕射 衰耗、阴影效应、屏蔽吸收 等附加衰耗。 这时可用孤立 山岳修正因子Kjs加以修正
电波传播 （一） 无线信道模型
电波传播 标量信道模型 矢量信道模型 无线信道仿真基础
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电波传播
直射 反射 绕射 散射 穿透
下面分别介绍！
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电波传播
直射波
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课程主要教学资源
张贤达， 通信信号处理，国防出版社, 2000 A.J维特比 著 李世鹤 等译，CDNA扩频通信原理，人民邮电出版社，
2000 Gross F B, Smart antennas for wireless communications with Matlab, Mcgraw-Hill, 2005 Arogyaswami Paulraj, Introduction to Space-Time Wireless Communications, Cambridge University Press, 2008 IEL 数据库关于3D MIMO/Massive MIMO 的论文 其它相关数据库新技术文献
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电波传播
绕射波
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电波传播
电波传播机制
阻挡体 反射（引起多径衰落） 比传输波长大的多的物 体 绕射 散射 尖利边缘 粗糙表面
已讨论的自由空间直射、平坦地面反射、绕射以及散射 等传播模式，都属于确定性方法，它们是通过电磁理论 的直接求解或射线理论的近似求解来得到无线链路中的 传播情况，它们只适合于非常简单的环境。虽然如此， 它们提供基本的传播机制是非常有用的。
电波传播
直射传播（视距传播，LOS，Line of Sight） 收发两端处在视距范围内，能互相“看得见”的电波
直线传播方式。
是超短波（30MHz~300MHz）、
微波（300MHz~300GHz）和 卫星通信的传播方式。
视距传播时易受到高山和大的建
筑物的阻隔，为了加大传输距离， 把发射天线架高。由于受地球曲面 的影响，一般传输距离不过50千米 左右。采用接力通信的方式。
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电波传播
空间波传播（LOS传播） 自由空间的传播损耗：在理想的、均匀的、各向同性的
介质中传播，只存在电磁波能量扩散而引起的传播损耗。
2 PG G Pr t t 2 r 2 (4 ) d L
Pt为发射功率，以球面波辐射 Gt，Gr分别表示发射天线和接收天线增益，d 为发射
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电波传播

奥村(Okumura)模型——修正模型
模型适用的范围：频率为150～1500 MHz，基地站天
线高度为30～200 m，移动台天线高度为1～10 m， 传播距离为1～20 km。 标准模型：
实际路径损耗
LT Lbs Am ( f , d )
自由空间传 播损耗
1. 市区传播衰耗中值修正(大城市准平滑地形)
基站高度 200m，移动 台3m
（1）基本衰耗中值Am(f, d) Am(f, d)与工作频率、通信距离的关系。可以看出随 着工作频率的升高或通信距离的增大，传播衰耗都会 增加 （2）基站天线高度因子Hb(hb,d) （3）移动台天线高度因子Hm(hm,f)
发散射。
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电波传播
散射/散射波传播 主要用于无法建立微波接力站的地区大海、岛屿之间
的通信。
利用对流层散射和电离层散射传播。 是超短波和微波
传播方式，通信距离600～800千米。
散射信号一般很弱，散射通信时，使用大功率发射机、
高灵敏和方向性很强的天线。
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电波传播
70 市区 hb＝ 200 m hm ＝ 3 m 60 d / km 60 50 50 100 90 80 70
Hale Waihona Puke 基本衰耗中值 A m(f , d ) / dB
100 90 80 70 60
40 30 20 10 5 3 2 1
40
50 40
30
30 20 10
电波传播
反射波
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电波传播
天波传播（电离层反射传播） 无线电波经天空中电离层（离地面约40-800千米高）
的反射或折射后返回地面的传播方式。
短波（3MHz~30MHz）的传播方式。 电离层对长波和中波吸收较多。而超短波及微波可
以穿过电离层。 短波传输时，因电离层的变 化, 信号起伏变化较大, 接收 信号时强时弱; 晚上电离层较 稳定,传播效果也较好, 信号较 稳定 。
20
5 3 2 1
d / km
10
100
200
300
500 700 1000
2000 3000
频率 / MHz
基本衰耗中值Am(f, d)
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高度增益因子Hb(hb,d)
电波传播
市区准平滑地形的 路径传播衰耗中值 应为
LT Lbs Am ( f , d ) H b (hb , d ) H m (hm , f )
1000
LT 2000
QO Qr K mr
15 100
200
300
500 700 1000
2000
频率 / MHz
频率 f / MHz
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电波传播
4.
丘陵地的修正因子——(增益因子)
丘陵地的地形参数可用“地形起伏”高度Δh表示。其定义 是： 自接收点向发射点延伸10 km范围内，地形起伏的90%与 10%处的高度差
开阔区修正因子 Q o / dB 准开阔区修正因子 Q r / dB
郊区修正因子 K mr / dB
25
Qo
传播衰耗中值
5
Lbs Am ( f , d ) H b (hb , d ) H m (hm , f ) QO Qr K mr
20
Qr
0 100
200 300
500 700
间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式，近些年信息通信领域 中，发展最快、应用最广的就是无线通信技术。在移动中实现的无线 通信又通称为移动通信，人们把二者合称为无线移动通信。
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无线通信
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无线通信
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无线通信
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无线通信研究领域
天线系统和无线电频率（RF） 太赫兹和红外技术与工程 车载通信与网络 无线空中接口和连接控制 无线传播信道建模 无线多媒体通信与计算 无线电力传输 无线传感器网络 无线系统架构及应用 无线通信和路由
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任课教师简介
要求
自律 课程群 无线通信理论与技术 225734840，要求真名加入，并 以真名修改群名片 成绩计算 期末考试60%+平时40%（考勤+作业）
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研究生与本科生的区别
本科生 研究生
以学习书本知识为主的学生
David Tse and Pramod Viswanath,Fundamentals of Wireless
Communication，Cambridge University Press, 2005 （ /~dtse/book.html ） Theodore S.Rappaport ,Wireless Communications: Principles and Practice(Second Edition) , Prentice Hall Press,2002 ( /rappaport/ ) B. Clerckx and C. Oestges, MIMO Wireless Networks: Channels, Techniques and Standards for Multi-Antenna, Multi-User and Multi-Cell Systems, Academic Press, 2013 ( /bruno.clerckx/Teaching.html ) T. Brown, Practical Guide to MIMO Radio Channel with MATLAB Examples , Wiley Press, 2012 ( /Personal/T.Brown/MIMObo ok/ )