第3章 无线通信基本技术-2讲解

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

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。

2005-2006无线专业技能认证课程
常用通信使用频段
移动通信
制式 GSM900 GSM1800 CDMA 1X 3G FDD
TD-SCDMA
PHS 集群
频段（MHz）
上行
下行
885～915
930～960
1710～1755
1805～1850
825～835
870～880
1920～1980(主) 2110～2170(主)
2005-2006无线专业技能认证课程
无线通信基本原理、基本概念
2005-2006无线专业技能认证课程
无线通信基本原理、基本概念
2005-2006无线专业技能认证课程
无线通信分类
按技术体制分类：模拟、数字、数模兼容 按工作波长分类：长、中波、短波等 按无线应用分类：移动、无线接入、微波、卫星等 按工作状态分类：固定、移动等 按在通信网中的位置分类：无线传输、无线接入
10
2005-2006无线专业技能认证课程
仙农（Shannon）定理
C=Blog2(1+S/N)
C－信道容量（bit/s) B－信道带宽(Hz) S－信号功率（W） N－噪声功率（W）
扩频通信即据此原理。
无线通信基本原理、基本概念
11
2005-2006无线专业技能认证课程
波长λ、频率f的关系
c=f*λ
常用通信使用频段（续）
微波
4～11GHz,13GHz,15GHz,18GHz
卫星
1.5GHz,2.5GHz,4/6GHz,11/14GHz,12/14GHz,20GHz, 30GHz,40GHz
无线接入
2.4GHz,3.5GHz,5.8GHz,26GHz,28GHz,38GHz

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