《无线通信基础》PPT课件

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1、1.1引言无线通信技术发展大事记：1885年，俄国人波波夫和意大利人马可尼分别发明了无线电报机。1897年，马可尼进行横跨海峡的无线电通信试验取得成功。1906年，美国人佛雷斯特发明了电子管，为无线电通信奠定了基础。1921年，美国底特律和密执安警察厅开始使用车载无线电台，是最早的无线语音通信。1946年，美国在圣路易丝城建立了世界上第一个公用汽车电话系统。1947年，美国贝尔实验室提出了蜂窝通信的概念，可采用多小区制构成蜂窝移动通信系统。1948年，晶体管问世；香农提出信息论，并成为信息论的奠基人，半个多世纪以来无人超越。2

2、0世纪60年代初，集成电路问世。1962年，世界上第一颗商业同步卫星‘‘晨鸟’’上天，标志同步卫星通信进入实用阶段，美国成功研制了脉码调制设备，应用于电话的多路化通信。20世纪80年代，超大规模集成电路出现，商用移动通信迅速发展。无线通信技术的发展宽带、数字、复用、高速、覆盖广、终端小、大容量无线通信发展趋势宽带、高速、多媒体业务、移动网络、智能化、个性化。1.2无线通信系统的基本构成1.2.1无线通信系统的组成根据传输介质的不同，可以分为有线通信和无线通信。有线通信利用导线（传输线路）来传递信息。无线通信系统，是利用空间电

3、磁波作为传输介质在空中传递信号。原始的信息如语音、数据、图像等都是频率比较低的信号，例如音频信号在300Hz~3.4KHz，视频信号不超过6MHz。这样的信号不利于天线的辐射和电磁波的传播。因此发信设备要将低频信息加到高频载波信号上，这个过程叫调制；频率变换器进一步将信号变换成发射电波所需要的频率（如短波频率、微波频率），经过功率放大，再通过天线辐射出去进行传输。在接收设备中也要经过信号放大，频率变换，最后通过解调的过程再将原始信息恢复出来，从而完成无线通信的过程。1.2.2无线通信系统特点无线通信系统具有独特的特点①省去

4、铺设线缆的费用；②很容易跨越水域，克服山脉峡谷等造成的传输障碍，利用自由空间进行通信使它具有了不可替代的灵活性；③比较容易获得较远的通信距离。④开放的信道易受外界因素的影响。1.2.3单工与双工通信半双工系统允许双向通信，但发送和接收都使用相同的无线信道，在同一时间，用户只能发送或接受信息。双工通信是指通信双方可同时进行发送和接收的工作方式，是通过提供两条同样的但相互独立的信道(FDD)，或一条无线信道上相邻的时隙(TDD)进行发送和接收。频分双工(FDD)方式，在基站使用独立的发送和接收天线来容纳两个独立的信道。但是在用户单

5、元只有一根天线用来和基站之间进行发送和接收，用户单元内部使用双工器来使一根天线能同时进行发送和接收。时分双工(TDD)方式，在时间上分享同一信道，将其一部分时间用于从基站向用户发送信息，而其余的时间用于从用户向基站发送信息。同频单工方式双频双工方式1.2.4无线通信网络1.3无线电波的传输特性无线电波是一种电磁波，与光波一样在自由空间中以直线方式传播，传播速度为3108m/s，同时也具有折射、反射、绕射和干涉等波的特性。无线电波是以横向电磁波（TEM）形式在空间中传播的，其中电场磁场跟无线电波的传播方向是相互垂直的。1.

6、3.1电磁波的极化1.3.2无线电波的传播方式1.地波传播地波是沿地球表面传播的一种电磁波，属于绕射波。地波传播的频率一般限制在2MHZ以下。地波传播的优点：若提供足够大的功率，则可以在世界上任何两地之间进行长距离通信，而且，大气条件的改变基本不影响地波传播。其缺点是需要很大的发射功率，传输信号的频率受限。2.空间波传播电磁波在靠近地面的低空大气层中传播，由直射波和地面反射波相叠加，因此接收点的场强为二者之和。这种传播方式用于超短波和微波通信。频率在30MHZ以上的调频广播和电视信号发射都是空间波传播。3.天波传播天波传播的

7、优点是损耗小，传播距离远。一次或数次反射可达近10000km。但是电离层状态容易变化，会随着昼夜或季节的变化而变动，使天波传播不够稳定。4.对流层传播从地面上升到离开地面大约10Km的范围称为对流层。1.3.3传播路径损耗模型1.自由空间传播模型距离增加，则传输损耗增加；频率越高，损耗越大。实际中，由于移动通信系统分布于很不规则的地区，电磁波的传输环境非常复杂，在估算传播路径损耗时，必须对不同的频段使用不同的电波传播模型，室内和室外电波传输环境也有很大的不同，因此选用的模型也有很大差异。1.4无线信道特性电磁波传播所经过的路径

8、，就称为无线信道◆恒参信道是指表征其传输特性的参数变化极微，且变化速度极慢，在相当长的时间内可以把它们看成是基本不变的，例如有线信道以及无线信道中地表波的传播。◆变参信道是指传输特性随时间变化比较快速或急剧，信号在传输中的衰减值不稳定，存在衰落、传输时延、多径传输效应等。移动