PPT模板下载： 行业PPT模板： 节日PPT模板： PPT素材下载： PPT图表下载： 优秀PPT下载： PPT教程： Word教程： Excel教程： 资料下载： PPT课件下载： 范文下载： 试卷下载： 教案下载： 内容九内容八内容七内容六内容五内容四内容三内容二内容一城市轨道交通通信技术城市轨道交通通信技术标题八项目四项目四无线通信技术无线通信技术学习目标学习目标（1）了解城市轨道交通无线通信技术 （2）了解无线通信技术在轨道交通中的应用 （3）掌握城市轨道交通无线专用、信号控制系统的车地无线通信技术的概念、特点、构成 （4）掌握专用无线集群、信号控制系统的车地无线通信技术在轨道交通中的应用技术 （5）掌握专用无线集群、信号控制系统的车地无线通信技术的基本工作原理 标题八项目四项目四无线通信技术无线通信技术无线通信系统概述信号控制系统车-地无线通信技术专用无线集群通信系统 标题八任务一任务一 无线通信系统概述无线通信系统概述 无线通信系统的定义、特点及模型 一、无线通信系统的定义无线通信系统的定义 1. 无线通信（wireless communication）系统是指利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性，进行信息交流的一种通信方式。
在移动中实现的无线通信通称为移动通信，人们把上述两者合称为无线移动通信 标题八无线通信系统的特点无线通信系统的特点 2.（1）利用无线电磁波进行信息传输占用无线频谱资源2）（3）电磁波信号强度随着距离增加而不断衰减无线移动通信引起多普勒效应4）（5）在复杂的干扰环境中运行6）干扰源有环境的干扰和无线信号间的干扰 任务一任务一 无线通信系统概述无线通信系统概述标题八无线通信系统的模型无线通信系统的模型 3. 通信系统是指通信过程中所需要的一切技术设备和传输媒介构成的总体通信系统由发送端、接收端和传输媒介组成通信机的发送端由信息源和发射机组成，接收端由接收机和终端设备组成，信号通过空间电磁波传送发射机（TX）对原始信号进行转换，形成已调制射频信号（高频电磁波），通过发射天线送出接收机（RX）接收信号，放大、变频后，将其进行解调，再传送给终端设备无线通信系统的模型如图4-1所示任务一任务一 无线通信系统概述无线通信系统概述标题八图图4-1 4-1 无线通信系统的模型无线通信系统的模型任务一任务一 无线通信系统概述无线通信系统概述标题八 无线通信的工作方式和多址技术 二、无线通信的工作方式无线通信的工作方式 1.任务一任务一 无线通信系统概述无线通信系统概述 （1）单工通信。
单工通信是指通信双方电台交替地进行收信和发信根据收、发频率的异同，单工通信又可分为同频单工和异频单工 采用“按键”控制方式时，通常双方接收机均处于守候状态单工通信设备简单，功耗小，但操作不便，通话时易产生断断续续的现象其一般应用于用户少的专用调度系统，常用于点对点通信标题八任务一任务一 无线通信系统概述无线通信系统概述 （2）半双工通信半双工通信是指基站双工工作、移动台单工工作；信息双向传输，使用两个频率其设备简单，功耗小，克服了通话断断续续的现象，但操作仍不大方便，主要用于专用移动通信系统 （3）双工通信双工通信是指通信双方可同时进行传输消息的工作方式，也称全双工通信 收发双方采用一对频率，同时进行工作双工通信可分为同频双工和异频双工异频双工采用的是频分双工（frequency division duplexing,FDD）技术，同频双工采用的是时分双工（time division duplexing，TDD）技术标题八无线通信的多址技术无线通信的多址技术 1.1 1）多址技术的概念）多址技术的概念 多址技术是指把处于不同地点的多个用户接入一个公共传输媒介，实现各用户之间通信的技术多址技术多用于无线通信。
多址技术又称为多址连接技术 在移动通信系统工作中，很多用户都要同时通过一个基站和其他用户进行联系通信必须对不同的移动用户和基站发出的信号赋予不同特征，以使基站能够从众多移动用户的信号中区分出是哪一部发出来的信号，各移动用户也能识别出基站发出的信号中哪个是发给自己的信号解决这些问题的技术办法称为多址技术任务一任务一 无线通信系统概述无线通信系统概述标题八2 2）多址技术的种类）多址技术的种类1）频分多址技术（2）时分多址技术（3）码分多址技术任务一任务一 无线通信系统概述无线通信系统概述标题八3 3）三种多址技术系统的特点比较）三种多址技术系统的特点比较 （1）FDMA系统的特点 优点FDMA信道每次只能传送一个信息,每个信道占用一个载频，每个信道对应的每个载波仅支持一个电路连接，所以FDMA通常在窄带系统中实现基站系统庞大复杂，这是因为移动台有多少信道，就需要多少部收发信机任务一任务一 无线通信系统概述无线通信系统概述标题八（2）TDMA系统的特点 TDMA系统的突发传输速率高，远大于语音编码速率TDMA系统需要较高的同步开销 发射信号速率随时隙信道的增大而提高，如果达到100 kb/s以上，码间串扰将加大，必须采用自适应均衡，基站复杂性减小。
时隙信道共用一个载波，占据相同带宽，只需一部收发信机，互调干扰小，抗干扰能力强，频率利用率高，系统容量大；越区切换简单，越区切换时不必中断信息的传输，即传输数据不会因越区切换而丢失 任务一任务一 无线通信系统概述无线通信系统概述标题八（3）CDMA系统的特点 CDMA系统的许多用户共享同一频率不管使用的是TDD技术还是FDD技术，CDMA系统通信容量大，容量具有随机软特性，具有平滑的软切换和有效的宏分集低信号功率谱密度使其有两方面的好处：具有较强的抗窄带干扰能力；对窄带系统的干扰很小，有可能与其他系统共用频段，使有限的频谱资源得到更充分的使用 任务一任务一 无线通信系统概述无线通信系统概述标题八图图4-2 4-2 多址技术比较多址技术比较任务一任务一 无线通信系统概述无线通信系统概述标题八4 4）多址技术的应用）多址技术的应用 TDSCDM网采用TDMA/CDMA混合多址方式 （3）CDMA网采用CDMA/FDMA混合多址方式2）GSM网采用TDMA/FDMA混合多址方式1）模拟式蜂窝移动通信网采用FDMA任务一任务一 无线通信系统概述无线通信系统概述标题八 无线通信系统的基本构成 三、发射机发射机 1. 无线通信系统的发射机主要由编码器、调制器和放大器等组成。
发射机对原始电信号进行转换，形成射频（radio frequency，RF）信号图4-3所示为发射机功能流程 任务一任务一 无线通信系统概述无线通信系统概述标题八图图4-3 4-3 发射机功能流程发射机功能流程 任务一任务一 无线通信系统概述无线通信系统概述标题八接收机接收机 2. 无线通信系统的接收机主要由放大器、调制器和解码器等组成射频信号经过处理后，输出音频信号或将数据送到终端设备图图4-4 4-4 接收机功能流程接收机功能流程任务一任务一 无线通信系统概述无线通信系统概述标题八天线天线 3. 无线通信天线是无线电设备中用来辐射和接收无线电波的一种金属感应装置，称为天线天线为发射机或接收机与传播无线电波的媒介间提供所需要的耦合与发射机和接收机一样，天线也是无线电设备的一个重要组成部分 任务一任务一 无线通信系统概述无线通信系统概述标题八 无线通信的天线技术 四、天线的作用天线的作用 1. 在任何无线电通信设备系统中，总存在一个向空间辐射电磁能量和从空间接收电磁能量的装置，这个装置就是天线 天线发射无线电波时，把高频电流转换为电磁波；接收无线电波时，把电磁波转换为高频电流图4-5所示为空间电波与电路电流通过天线转换。
任务一任务一 无线通信系统概述无线通信系统概述标题八图图4-5 4-5 空间电波与电路电流通过天线转换空间电波与电路电流通过天线转换任务一任务一 无线通信系统概述无线通信系统概述标题八天线的分类天线的分类 2. （1）天线按工作性质可分为发射天线、接收天线和收发共用天线 （2）天线按工作频段可分为超长波天线、长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线和微波天线 （3）天线按方向可分为全向天线和定向天线 （4）天线按维数可分为一维天线和二维天线 （5）天线按结构形式可分为线状天线和面状天线 （6）天线按用途可分为通信天线、广播天线、电视天线、雷达天线、导航天线和测向天线 任务一任务一 无线通信系统概述无线通信系统概述标题八天线的结构天线的结构 3. 天线一般由辐射体（振子）、馈电网络、连接器、反射板（仅定向天线用）、天线罩、附件和安装支架组成 为分析和研究天线的性能，一般将天线按结构形式分为两大类：一类是半径远小于波长的金属导线构成的线状天线，另一类是尺寸大于波长的金属或介质面构成的面状天线线状天线主要用于长、中、短波频段，面状天线主要用于厘米或毫米波频段；甚高频段一般以线状天线为主，而特高频段则线、面状天线兼用。
线状天线和面状天线的基本工作原理是相同的 任务一任务一 无线通信系统概述无线通信系统概述标题八天线的基本工作原理天线的基本工作原理 4. 天线的基本工作原理是：发射时，它将电路中的高频电流或传输线上的导行波转换为某种极化的空间电磁波，向规定的方向发射出去；接收时，则将来自空间特定方向的某种极化的电磁波有效地转换为电路中的高频电流或或传输线上的导行波 根据麦克斯韦方程的物理含义，可知变化的电场可以产生磁场，变化的磁场可以产生电场天线的辐射原理如图4-6所示电磁波辐射与场区的划分如图4-7所示 任务一任务一 无线通信系统概述无线通信系统概述标题八图图4-6 4-6 天线的辐射原理天线的辐射原理图图4-7 4-7 电磁波辐射与场区的划分电磁波辐射与场区的划分任务一任务一 无线通信系统概述无线通信系统概述标题八1 1）电磁波的辐射）电磁波的辐射 导线上有交变电流流动时，就可以发生电磁波的辐射，电磁波辐射的能力与导线的长度和形状有关如图4-8（a）所示，若两导线的距离很近，电场被束缚在两导线之间，因而辐射很微弱；如图4-8（b）、（c）所示，若将两导线张开，电场就散播在周围空间，因而辐射增强 图图4-8 4-8 电磁波的辐射电磁波的辐射任务一任务一 无线通信系统概述无线通信系统概述标题八2 2）对称振子）对称振子 对称振子是一种经典的、迄今为止使用最广泛的天线，单个半波对称振子可简单、独立地使用或用作抛物面天线的馈源，也可采用多个半波对称振子组成天线阵。
两臂长度相等的振子称为对称振子每臂长度为1/4波长、全长为1/2波长的振子，称为半波对称振子，如图4-9所示另外，还有一种异型半波对称振子，可看成将全波对称振子折合成一个窄长的矩形框，并将全波对称振子的两个端点相叠，这个窄长的矩形框称为折合振子，折合振子的长度也是为1/2波长，故称为半波折合振子，如图4-10所示 任务一任务一 无线通信系统概述无线通信系统概述标题八图图4-10 4-10 半波折合振子半波折合振子图图4-9 4-9 半波对称振子半波对称振子任务一任务一 无线通信系统概述无线通信系统概述标题八3 3）天线的方向性）天线的方向性 发射天线的基本功能之一是把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去，基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向辐射垂直放置的半波对称振子具有平放的“面包圈”形的立体方向图，如图4-11（a）所示立体方向图虽然立体感强，但是绘制困难，图4-11（b）、（c）给出了它的两个主平面方向图，平面方向图描述天线在某指定平面上的方向性从图4-11（b）可以看出，在振子的轴线方向上辐射为零，最大辐射方向在水平面上；而从图4-11（c）可以看出，水平面各个方向上的辐射一样大。
任务一任务一 无线通信系统概述无线通信系统概述标题八图图4-11 4-11 天线的方向性天线的方向性任务一任务一 无线通信系统概述无线通信系统概述标题八 （1）天线。