无线通信原理及其应用 刘朝洋 10.1-10.3

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2.1.2 工作方式
3、双工通信工作原理：
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2.1.2 工作方式
4、双工通信的特点： 优点：使用方便（同普通电话一样） 缺点：设备较复杂、耗电大（特别对移动环境下以
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
无线通信原理与应用
BSS
MS
Um
OMC-R
操作维护中心
BTS
MS MS
BTS 基站 基B收T站S基发收站信发机信机 收发信机
Abis
BSC 基站 控制器
A接口
MSC 移动交换中心
数字移动通信
2002年10月
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第2章 蜂窝系统设计的基础
2.1 无线通信基础知识 2.2 蜂窝移动通信的基本技术 2.3 蜂窝通信中的干扰与信道配置 2.4 蜂窝通信系统的容量与服务等级
BS
MSC
市话局
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• 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
一、小区、区群与频率重用 小区形状的确定
小区的实际覆盖
想象的 覆盖
理想的 覆盖
绕射性能越强，电波频率越高，反射 性能越强。
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2.1.2 工作方式
移动通信按工作方式及频率使用方 式分，可分为：单工（同频、异频单 工）、双工（同频、异频双工）和半 双工通信。
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2.1.2 工作方式
一、单工通信 1、单工通信概念：所谓单工通信是指

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

技术实现信息的传递。
调制方式
主要包括振幅键控（ASK）、频 移键控（FSK）和相移键控 （PSK）等。
应用场景
广泛应用于移动通信、卫星通 信、无线局域网等领域。
优缺点
优点是抗干扰能力强、传输质 量高；缺点是传输距离相对较
短，且需要较高的带宽。
扩频传输技术
原理
实现方式
应用场景
通过将信号频谱扩展至远大 于信息带宽的方式，提高信 号的抗干扰能力和安全性。
时延
数据从发送端传输到接收端所需的时间，对于实时性要 求较高的应用具有重要意义。
ABCD
误码率
传输过程中发生错误的比特数与总传输比特数之比，反 映了系统的可靠性。
评估方法
包括仿真评估、实验评估、理论分析等，用于定量或定 性地评价系统性能。
链路预算与覆盖规划
01
02
03
链路预算
分析无线通信系统中各个 环节的信号衰减和增益， 确保信号在传输过程中满 足质量要求。
频分多址的原理与应用
频分多址是将信道划分为多个频段，每个用户占 用一个频段进行通信，适用于模拟通信系统。
码分多址的原理与应用
码分多址是利用不同的扩频码来区分不同用户的 通信，具有抗干扰能力强、频谱利用率高等优点 ，广泛应用于3G、4G等移动通信系统中。
03 无线传输技术
模拟传输技术
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02
03
04
数字中频接收机
将中频信号数字化处理，提高抗干 扰能力和灵活性。
03
02
直接转换式接收机
结构简单、成本低，但选择性较差， 易受干扰。
软件无线电接收机
基于软定义无线电技术，可实现 多模式、多频段接收。
04

无冲突的MA 和 允许冲突的MA 。
MA的适用性
话音业务特点：实时、速率恒定，且具有一定的 端到端时延要求。
数据业务特点：突发（峰值速率远大于平均速 率）、而对传输的实时性却要求不高。
允许冲突的MA
允许冲突的MA是指用户对信道的使用具 有系统无法控制（或不必控制）的突发 性和随机性，从而在共用信道时会发生 冲突的多址方式。
确切地说， TDMA即 TDMA/FDMA CDMA即 CDMA/FDMA
时分多址 TDMA
TDMA的帧和时隙
GSM帧结构
GSM时隙的类型
在GSM术语中，时隙又被称为突发 （burst），根据功用不同，GSM共有5 种突发类型：
常规突发，也就是业务突发； 频率校正突发； 同步突发； 随机接入突发； 空闲突发
使多个用户同时进行通信的问题可以被 划分为两个部分：
对某个特定基站而言，怎样与多个移动台同 时通信？多址问题
多个基站情况下，如何将频谱资源分配给它 们以使得可能用户的总数最大化？以及这些 基站在给定地理区域上如何布置？蜂窝网 络规划问题（第3章已介绍过）
多址是一个什么样的问题？3
公用通信网络使用通信资源（如频谱）的特点： 为了提高资源的使用效率，通信资源为用户所共 享。
无线通信原理与应用
第9章 无线通信多址接入技术
主要内容
多址是一个什么样的问题？ 允许冲突的多址方式简介 双工方式的回顾 无冲突的多址方式简介 系统容量
多址是一个什么样的问题？1
一个无线通信系统使用分配给其特定业务的指定 频段。
例如：美国当初为AMPS系统分配的频段是： 824～849MHz（共25MHz） 用于反向通信， 869～896MHz（共25MHz） 用于前向通信。