《无线通信基础》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无线通信基础（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、无线通信基础,Future ,05,无线通信发展历程,04,无线通信的分类,03,利用无线电波进行通信,02,频率、波长与频谱,01,空间传播的信号，包括无线电波信号和光信号都有特定的频率和波长波长=光速/频率,频率高 = 信号变化快,频率与波长,无线电波频段划分,无线电波是一种电磁波，其传播速度与光速相同无线电波具有直射、绕射、反射与折射等现象无线电波的三种传播途径（如图）：,无线电波传播途径,无线电波传播途径-视线传播,无线电波传播途径-视线传播,无线电波传播途径-视线传播,无线电波传播途径-视线传播,Future ,05,无线通信发展历程,04,无线通信的分类,03,利用无线电波进行通信
2、,02,频率、波长与频谱,01,无线通信技术是以无线电波为介质的通信技术。为避免系统间的互相干扰，所有无线通信系统使用国际（或国家）规定的频率资源，不同的无线通信系统使用不同的无线频段。 无线通信的基本特征： 带宽有限。其取决于可使用的频率资源和信道的传播特性。 干扰和噪声影响大。由无线通信工作的电磁环境所决定。 在移动通信中存在多种衰落：包括自由空间传播损耗衰落，多径衰落，快衰落等。,通信-将含有信息的消息有效而可靠地由一地传输到另一地（其它地方）的过程,利用无线电波通信-无线通信,为了克服各种干扰和衰落，除了要有一定的功率，还需要帮手：天线1.天线的作用 发射天线：将电发射机输出的射频信号
3、功率，通过天线以电磁波形式辐射出去。 接收天线：将空间中有用的电磁波信号接收下来（仅仅接收很小很小一部分功率）送到无线电接收机。2.天线的特性 天线方向性：全向天线和定向天线 天线的增益：在相同距离上某点产生相同大小信号所需发送信号的功率比 天线的极化：是指天线辐射时形成的电场强度方向,天线的作用,话音信号在空间直接发送存在的问题音频频率：20Hz20KHz 人声频率：300Hz3.4KHz对应波长：约10000km1000km天线尺寸 天线尺寸与被辐射信号的波长相比拟时(大于波长的1/10)，信号才能被天线有效的辐射出去。对于音频范围20Hz20kHz来说，这样的天线不可能实现。干扰与信号选
4、择 如果直接发射，多家电台的发射信号频率范围大致相同，接收机无法区分。,无线电波传输存在的问题,调制技术,图1.2 无线通信发送设备,发送设备中的调制技术,图1.3 无线通信接收设备,接收设备中的调制技术,随路信令：CTCSS/CDCSSCTCSS 是一种将低于音频频率的频率(67250.5Hz)附加在音频信号中一并传送的技术。因其频率范围在标准音频以下，即小于300Hz，故称为亚音频CDCSS传输速率为134.4HZ，被称为亚音数码。其作用和CTCSS相同，区别在于它是以数字编码方式来作为静音是否开启的条件。选呼信令：DTMF，2-Tone，5-ToneDTMF(双音多频信令)高、低频群各包
5、含4个频率。一个高频信号和一个低频信号叠加成一个组合信号，代表一个数字，高、低频群共可组合成16种组合信号分别代表0-9、*、#、A、B、C、D。2-Tone(两音信令)由两个音频信号构成：A Tone + B Tone，先发A Tone一段时间，然后间隔一段时间，再发B Tone一段时间。注意与DTMF不同，DTMF是两个频率叠加后同时发出，Two-Tone是两个频率一前一后发出。5-Tone(五音信令)工作方式与两音信令相同，区别在于由五个音组成 数字信令：MPT-1327，Tetra信令，DMR信令信令是为了避免干扰，不去接收不想听到的话音，注意与加密的区别！,什么是信令？ - 通信的双
6、方约定通过某种形式传递指令,信令,Future ,05,无线通信发展历程,04,无线通信的分类,03,利用无线电波进行通信,02,频率、波长与频谱,01,无线通信技术是以无线电波为介质的通信技术。从不同角度可以对无线通信进行分类：,无线通信的分类,按工作方式分-单工通信，半双工通信，双工通信按信号特征分-模拟通信、数字通信按信号复用方式分-FDMA、TDMA、CDMA按传输频率分-VHF、UHF，微波通信，光通信按调制方式分-AM,FM,PM,QAM,FSK,按消息物理特征分-语音、文字、图象、数据等,数据通信按信号传送方向，可以有以下三个基本方式：1.单工通信 在通信线路上，数据只可按一个固
7、定的方向传送而不能进行相反方向传送的通信方式称为单工通信，如无线电广播或有线电广播、电视广播就属于这种类型。2.半双工通信 通信的双方都可以发送信息，但双方不能同时发送（当然也不能同时接收）。称为半双工通信。对讲机就属于这种类型。3.全双工通信 通信的双方可以同时发送和接收信息称为全双工通信。日常生活中使用的电话就属于这种类型。 单项通信只需要一条信道，而双向交替通信或双向同时通信则都需要两条信道（每个方向各一条）。显然，双向同时通信的传输效率最高。,单工、半双工、全双工通信,单工、半双工、全双工通信,通信终端内部结构示意图：,定义：我们说话产生的声音信号，无论在时间上或是在幅度上都是连续的，
8、这样的信号称为模拟信号。模拟通信的含义就是在信道中直接传输模拟信号。模型：,模拟通信,数字通信,定义：数字信号是一种离散的、脉冲有无的组合形式，它负载的是数字信息。通常数字信号只有两种取值(用0和1表示)。具体数字信号的含义，需要经过解码，解密，并转换为模拟信号才能被理解。数字通信是指用数字信号作为载体来传输信息，或者用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式。模型：,优点抗干扰能力强（中继、再生） 差错可控制（采用纠错编码） 数字信号易存储及加工处理（用计算机进行处理） 易加密（保密通信） 可综合传递各种消息（综合业务数字网） 缺点和问题设备复杂（差错控制要编/解码器，加密要加/解密器）
9、调制解调与模拟的侧重点不一样信号带宽不同(数字信号频带更宽),数字通信与模拟通信,目前广泛采用的复用技术有：频分多路复用（FDMA）、时分多路复用（TDMA）、码分多路复用（CDMA）以及在光纤传输网中广泛采用的波分复用（WDMA）。频分多路复用频分多路复用（frequency division multiplexing Accessing）就是将具有一定带宽的信道分割为若干个有较小频带的子信道，每个子信道供一个用户使用。这样在信道中就可同时传送多个不同频率的信号。,信道复用技术,频分复用,信道复用技术,时分多路复用时分多路复用(Time Division Multiplexing Acces
10、s，TDMA)是将一条物理信道的传输时间分成若干个时间片轮流地给多个信号源使用，每个时间片被复用的一路信号占用。这样，当有多路信号准备传输时，一个信道就能在不同的时间片传输多路信号。,码分多路复用 码分多路复用(Code Division Multiplexing Access)则是一种用于移动通信系统的新技术。码分多路复用技术的基础是微波扩频通信。扩频通信的特征是使用比发送的数据速率高许多倍的伪随机码对载荷数据的基带信号的频谱进行扩展，形成宽带低功率频谱密度的信号来发射。 CDMA的特点是频率和时间资源均为共享，因此在频率和时间资源紧缺的情况下，CDMA技术将独具魅力，这也是CDMA受到人们
11、普遍关注的缘故。,信道复用技术,Future ,05,无线通信发展历程,04,无线通信的分类,03,利用无线电波进行通信,02,频率、波长与频谱,01, 无线通信发展历程之第一阶段 20世纪20年代至50年代初，无线通信主要用于舰船和 军用，采用短波频段和电子管是这一阶段的特征。这 一阶段才出现150MHZ的甚高频单工汽车无线电话系统（MTS），它采用的是人工切换频率和人工交换制,接续慢，操作不便。 备注：最早的陆上无线通信是在20世纪20年代底特律警察局首先将无线电台装在汽车上实施的，可以说他们是无线通信的创始者。只有接收机，工作频率是2MHZ, 并且是单向通信，体积宠大。1930年，车上才
12、开始有发射机，实现了双向的无线通信。因为体积问题，真正的最早应用是可以认为是在海上，装在舰船上。,无线通信发展历程, 无线通信发展历程之第二阶段,50-60年代，采用150MHZ甚高频，并开始使用特高频的450MHZ频段，设备由电子管向半导体过渡，使得无线台向小型化迈进了一步。此时无线通信在美国、日本都开始用于公安、消防、出租车及调度方面。此阶段交换制度由人工交换发展到用户拨号的专用自动交换。,无线通信发展历程, 无线通信发展历程之第三阶段,70年代：在这一阶段中，无线通信发展又有一个飞跃主要表现在：人们开始使用800MHZ频段，包括对该频段的电波传播测试、研究和对设备的研制；集成电路应用于无
13、线通信设备中；美国贝尔实验室提出蜂窝系统的概念和理论，并于70年代末进行了AMPS（Advanced Mobile PhoneSystem）实验；无线通信设备（特别是电台和手持机）的重量、体积和功耗大大降低。,无线通信发展历程, 无线通信发展历程之第四阶段,80年代以后。由于大规模、超大规模集成电路和徽处理机、微计算机的大量应用，无线通信向着范围更加广泛、各类和形式更加多样的方向发展。系统容量扩大，业务种类增多，信息传输及时，设备在小型化、自动化、智能化、程控化和微机化上迈进了一大步，无线通信得到了前所未有的发展。,再往后：无线通信和互联网的结合（M+1）将是发展的方向。WCDMA和CDMA2
14、000、TD-SCDMA等第三代无线通信系统现在已经在部分地区使用。,无线通信发展历程,专用无线电移动通信系统大量应用于军队、公安、急救等部门，也广泛应用于生产调度、内部通信等。如： 150MHz、350MHz、450MHz对讲机、 800MHz集群通信系统、 800MHz专用CDMA系统,目前频率资源使用情况,目前为公众网无线电移动通信系统划分的频率有：CDMA 825-835MHz/870-880MHzGSM 885-915MHz/ 930-960MHz 1710-1755MHz/ 1805-1850MHz 上述频率共计2*85MHz,2 x 60 MHz,2 x 30 MHz,FDD,T
15、DD,15MHz,Satellite,1785,1850,1755,1880,1920,1980,2010,2025,2110,2170,2300,2400,Satellite,40 MHz,2200,公网3G频率资源规划,未来数字通信系统的候选频段：410-430MHz（20M带宽）450-470MHz（20M带宽）470-806/862MHz（300M以上带宽）2300-2400MHz（100M带宽）2700-2900MHz（200M带宽）3400-4200MHz（800M带宽）4400-5000MHz（600M带宽）,“后3G”频率资源规划,Future ,05,无线通信发展历程,04,无线通信的分类,03,利用无线电波进行通信,02,频率、波长与频谱,01,Future,思考：,无线电波传播途径有哪三种？特点是什么？无线通信为什么要使用天线和信令？数字通信和模拟通信的模型是怎么样的？如何理解FDMA，TDMA和CDMA技术？,Thank you !,
