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无线通信与网络chap10PPT课件

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无线通信基本原理PPT课件

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。
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• 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
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SDMA(Space Division Multiple Access)：空分多 址

10第十章 无线通信与网络PPT课件

10第十章 无线通信与网络PPT课件

❖ N 0 噪声功率谱密度 B 已调信号占用的带宽
❖ 目前，扩频技术也得到广泛应用。扩展频谱的 优点： ❖ 很多用户可以在一个频带中同时使用，而不会 相互产生明显的干扰。 ❖ 良好的抗多径干扰的特性。
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3 无线介质接入方案
① 固定分配接入 ❖ 固定分配方式固定地将信 道划分为不同的子信道并分配 给各个用户。 ❖ 常用的固定分配接入方法： ❖ FDMA 频分多址 ❖ TDMA 时分多址 ❖ CDMA 码分多址 ❖ 即分别采用频率、时间或 码字区分不同用户传输的多址 方式。
❖ 从接入网络的组网方式来分，无线通信网可分 为无线广域网、无线局域网和无线个域网。
❖ 根据是否存在固定的网络基础设施来分，无线 系统可分为蜂窝系统和Ad hoc系统。
4
❖ 无线通信的发展前景
❖ 多址技术：将有限的通信资源在多个用户之间进 行有效的切割与分配，在保证多用户之间通信 质量的同时尽可能地降低系统的复杂度并获得 较高系统容量
❖ 软件无线电 ：智能多模式终端的进一步发展， 是无线系统从模拟到数字发展的新阶段
❖ 自适应技术 ：实时检测信道，根据信道状况自 动调整通信参数，包括自适应天线，自适应调 制，自适应信道均衡等
❖ 多用户检测：在接收端尽量消除信道之间的多址 干扰。
5
二、无线通信的基本原理
1 无线电波的传播特性
（a）直射 （c）绕射
❖ 调制信号为数字信号时，通常称为键控（SK: Shift Keying），三种基本的键控方式为振幅键控 （ASK）、频率键控（FSK）和相位键控(PSK)。
10
❖ 调制方案的性能常用它的功率效率和带宽效率
来衡量。
❖功率效率 ： p
Eb N0
带宽效率：B＝RBbps/Hz

无线通信基础ppt课件

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无线网络应用
面向语音的无线网络应用围绕着连接PSTN的无线 网络，这些业务进一步形成局域网应用和广域网 应用。
PSTN（Public Switched Telephone Network），公共 交换电话网络，一种常用旧式电话系统。
面向数据的无线网络应用围绕着Internet和计算 机通信网络。这些业务进一步分为宽带局域与 Ad-hoc（点对点）应用和广域无线数据应用。
无线传输的电磁频谱
无线频谱的分配
频率统一分配（FCC/ITU_R/各个国家）
根据信息类型分配频谱（AM/FM无线电台、TV、 蜂窝电话…）
工业科学医学频段（ISM）
可自由使用但限制功率 专用于非许可的商业用途
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
提纲
无线网络概述
无线传输技术 无线网络-应用 无线网络-发展 无线网络-拓扑
无线蜂窝系统
蜂窝概念 蜂窝系统
无线网络概述
无线传输技术
多路复用 无线传输
多路复用（multiplexing）
为了提高信道利用率，使多路信号沿同 一信道传输而互不干扰的技术
时分多路复用
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。
反射、衍射和散射
无线通信的衰减（fading）
衰减（fading）：传输介质或路径使得接收信 号的能量发生变化
在固定环境下，大气层条件的变化
低频具有更强的穿透力，可以传输更远的距离 频率越高，衰减越严重，发射器需要更大的功率，
全向传播与定向传播

无线通信基础知识PPT课件

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第1页/共68页
自由空间的电波传播
自由空间的传播损耗
L Pt
当G
t=G
r=
1
时，
L
4d
2
Pr
分贝式
L 32.45 20 log f 20 log d
接收换算
Pr (dBm) 10 log Pr (mW )
Pr (dBW ) 10 log Pr (W )
第2页/共68页
电波传播机制
• 反射（Reflection） • 当电磁波遇到比波长大得多的物体时，发生反射。反射发生在地球表面、建筑物和墙壁表面
• 基本概念 实现不同地点、不同用户接入网络的技术
• 多址接入与信道 信道：传输信息的通道
无线信道：(f，t，C，S)
• 分类： 频分多址 (FDMA)，频道划分，频带独享，时间共享 时分多址 (TDMA)，时隙划分，时隙独占，频率共享 码分多址 (CDMA)，码型划分，时隙，频率共享 空分多址 (SDMA)，空间角度划分，频率/时隙/码共享
第20页/共68页
频率复用和蜂窝小区
• 移动通信网的区域覆盖方式分为两类：一类是小 容量的大区制；另一类是大容量的小区制。
• 大区制是指一个基站覆盖整个服务区。为了增大 单基站的服务区域，天线架设要高，发射功率要 大。但是这只能保证移动台可以接收到基站的信 号。反过来，当移动台发射时，由于受到移动台 发射功率的限制，就无法保障通信了。
S K N
• 共同使用全部可用频率的N个小区叫做一簇。如果簇在系 统中共同复制了M次，则信道的总数C，可以作为容量的 一个度量:
C MKN MS
• 其中，N叫做簇的大小，典型值为4、7或12。
第26页/共68页

无线通信基础知识ppt课件

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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。

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

通信与网络PPT课件

20
NA No. M AGE
E
0123
韩三 立
25
0325
刘 明
33
3251
林小 鹏
28
7266
பைடு நூலகம்
马小 明
26
0021
王 海
27
21
22
指针是数据结构中的一个重要概念。上例中每个结 点只有一个指针，指向其下一个结点，称为单项链。 当结点指针多于一个时，就可以构造多种复杂的数 据结构，如双向链表、树、图等。利用指针可以把 数据的逻辑结构与物理结构分离开;数据的物理存储 位置可以任意安排，而在逻辑上通过指针把它们联 系起来。
2)索引文件。有时为了便于检索，除文件本身外， 另外建一张指示逻辑记录和物理记录之间对应关系 的索引表，这类包括文件数据区和索引表两大部分 的文件称为索引文件。
30
三、数据通信与计算机网络
1、计算机网络发展
通信技术是信息技术的一个重要组成部分。数据通信是
20世纪50年代后期随着电子计算机的广泛应用而发展起来的。
❖ 操作系统具备两大功能： ❖ 系统资源的管理者、用户与计算机之间的接口 ❖ 操作系统软件的版本：
单机版：Windows9x、Windows2000、Linux、Unix…… 网络版：Novell、Windows NT…...
8
2、数据库管理软件（Database Management System，DBMS）
3、输入设备
❖ 计算机键盘（Keyboard）、鼠标器(Mouse)； ❖ 图文扫描 仪、条形码阅读器； ❖ 触摸屏、手写体输入 设备、语音输入设备； ❖ 磁盘（带）、A/D，D/A模块。
4
4、输出设备
❖显示器 ❖打印机（针式/激光/喷墨） ❖绘图仪语音合成与输出设备 ❖磁盘（带）、 ❖A/D，D/A模块

无线通信基础知识PPT课件


足够长的 时间内，其参数基本不变。
➢ 移动通信信道是典型的“变参信道”
2、分集接收
定义：所谓分集接收是指接收端对它收到的
多个衰落特性互相独立（携带同一信息）的信 号进行特定处理，以降低信号电平起伏的方法
分集接收的方式： ✓ 宏分集：主要用于蜂窝通信，也叫多基站分集 ✓ 微分集:是一种减小快衰落影响的分集技术，
信令技术预备知识
第七节、信令技术
1、定义：信令是移动台与交换系统之间、交换系统与交换系统之 间相互传送的地址信息，管理信息。例如：呼叫建立、信道分 配与保持、拆线信息等。
2、信令的分类 按照传输方式分：
共路信令 —采用专用控制信道传送 优点：传送速度快，适用与大中型无线通信系统或 网络 。
随路信令—信令与话路信道一起传送。优点：节省信道，接续 速度慢，适用于小型系统。
三阶互调干扰
任意两个频率分别为F1和F2的正弦信号作用于非线性器件时，会 产生出原有的两个正弦波再加上无数个互调失真项，即无数个组 合频率分量 如下式：
mF1±nF2 其中：m、n为任意正整数
F1-F2
2阶（偶次）
F1+F2
2阶（偶次）
2F1-F2
3阶（奇次）
F1-2F2
3阶（奇次）
2F1+F2
3.0 GHz
3
4
5
6 7 8 9 10Fra bibliotek12 14 16 18 20
24
30 GHz
广播
航空
陆地微波
陆地移动
移动电话
卫星
第三节、移动通信的工作方式
1、移动通信的工作方式
① 单工通信
②
同频单工：F发收 按下PTT,发射机工作，松开PTT ，

无线通信PowerPoint演示文稿


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无线通信PowerPoint演示文稿
2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术
（2）蜂窝移动电话系统中的蜂窝
Ø宏蜂窝小区 传统的蜂窝式网络由宏蜂窝小区(Macrocell)构成，每 小区的覆盖半径大多为1km～25km。图2.44是由宏蜂窝组成 的移动通信系统示意图，每个小区分别设有一个基站，它与 处于其服务区内的移动台建立无线通信链路。若干个小区组 成一个区群(蜂窝)，区群内各个小区的基站可通过电缆、光 缆或微波链路与移动交换中心(MSC)相连。移动交换中心通 过PCM（pulse code modulation）电路与市话交换局相连接。
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无线通信PowerPoint演示文稿
2.10.1 蜂窝无线通信发展概述
Ø码分多址访问（CDMA） CDMA（Code Division Multiple Access）的工作原理在
2.10.2中介绍。CDMA有很多优点,如容量是目前流行的GSM的 3~4倍；通话质量大幅度提高,接近有线电话的通话质量；由 于所有小区使用相同的频率故大大简化小区频率规划；保密 性能更强；手机功耗更小,通话时间更长；增强小区的覆盖能 力,减少基站数目；不会与现在的模拟和数字系统产生干扰； 提供可靠的移动数据通信；可靠的软切换方式大大降低了切 换的失败几率。
2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术
Ø 移动台（MS，Mobile Station） 移动台就是移动客户设备部分，它由两部分组成，移动终
端(MS)和客户识别卡（SIM, Subscriber Identity Module ） Ø交换网路子系统（NSS, Network Switching System ）
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无线通信简介PPT课件

无线电频率划分表
2020/2/14
可编辑
2.3 电波传播模式
1、水下传播 电波在海水中的吸收衰减随频率升高而增大，
目前仅用于超长波水下通信。
2、地表波传播 又称地波传播。地面吸收衰减随频率升高而增
大。地波传播用于中频（中波）以下频段。
3、对流层视距传播 在低层大气中，利用直射波的传播模式。传播
2020/2/14
可编辑
多径传播
2020/2/14
可编辑
寂静区
解决寂静区问题的办法是低频率、大仰角。
2020/2/14
可编辑
3.4 短波自适应通信
自适应(Adaptive)：通信系统具有适应通信 条件变化的能力。
短波通信中可能用到的自适应： 频率自适应
功率自适应 分集自适应 自适应均衡 自适应天线阵列
2020/2/14
可编辑
2.1 简单的无线电通信系统
两个无线电台（对讲机） 信号以无线电波的形式传输 无线电波最重要的参数：
频率 功率
频率需符合国家无线电频谱规划 频率决定了设备（特别是天线）的尺寸
2020/2/14
可编辑
2.2 频率、波长、无线电频段划分
频率（f）就是单位时间（1s）内正弦波变化的次 数，单位Hz
信源编码器
信源
2020/2/14
信道 噪声源 ➢➢频使谱信搬息移带，有 ➢以规模适律拟应性信频，号带以传减 ➢数输少信字要误息信求码加号概密率 ➢➢➢可减基增选少带加件信传冗号输余中无以 的需提冗此高余模可以块靠提性高 有➢可效选性件
解调器
信道译码器 接 收 设
解密器 备
信源译码器
信宿
可编辑
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Cellular Wireless Networks
Chapter 10
Cellular Network Organization
Use multiple low-power transmitters (100 W or less)
Areas divided into cells
Each served by its own antenna Served by base station consisting of transmitter,
Signal strength
Must be strong enough between base station and mobile unit to maintain signal quality at the receiver
Must not be so strong as to create too much cochannel interference with channels in another cell using the same frequency band
frequency escaping to adjacent cells The issue is to determine how many cells must
intervene between two cells using the same frequency
Approaches to Cope with Increasing Capacity
Fading
Signal propagation effects may disrupt the signal and cause errors
Handoff Performance Metrics
Cell blocking probability – probability of a new call being blocked
Call dropping probability – probability that a call is terminated due to a handoff
Call completion ped call is not dropped before it terminates
Additional Functions in an MTSO Controlled Call
Call blocking Call termination Call drop Calls to/from fixed and remote mobile
subscriber
Mobile Radio Propagation Effects
Two types of channels available between mobile unit and BS
Control channels – used to exchange information having to do with setting up and maintaining calls
Adding new channels Frequency borrowing – frequencies are taken from
adjacent cells by congested cells Cell splitting – cells in areas of high usage can be
split into smaller cells Cell sectoring – cells are divided into a number of
wedge-shaped sectors, each with their own set of channels Microcells – antennas move to buildings, hills, and lamp posts
Cellular System Overview
Cellular Systems Terms
Base Station (BS) – includes an antenna, a controller, and a number of receivers
Mobile telecommunications switching office (MTSO) – connects calls between mobile units
Adjacent cells assigned different frequencies to avoid interference or crosstalk
Objective is to reuse frequency in nearby cells
10 to 50 frequencies assigned to each cell Transmission power controlled to limit power at that
receiver, and control unit Band of frequencies allocated Cells set up such that antennas of all neighbors are
equidistant (hexagonal pattern)
Frequency Reuse
Traffic channels – carry voice or data connection between users
Steps in an MTSO Controlled Call between Mobile Users
Mobile unit initialization Mobile-originated call Paging Call accepted Ongoing call Handoff