无线通信基础课件

无线通信基础课件汇报人：AA2024-01-24目录CONTENTS无线通信概述电磁波与天线基础无线通信调制与解调技术无线通信传输信道与多址技术无线通信协议与网络架构无线通信系统性能评估与优化01无线通信概述CHAPTER无线通信是指利用电磁波在自由空间中传播的特性进行信息交换的通信方式。定义从早期的模拟通信到数字通信，再到当前的移动通信和卫星通信，无线通信技术在不断演进和发展。发展历程无线通信的定义与发展无线通信系统主要由发射机、信道和接收机三部分组成。根据传输距离、传输介质、调制方式等多种因素，无线通信系统可分为多种类型，如微波通信、卫星通信、移动通信等。无线通信系统的组成与分类分类组成移动通信卫星通信物联网其他领域无线通信的应用领域01020304手机通信、无线局域网（WLAN）、无线个域网（WPAN）等。卫星电话、卫星电视、卫星导航等。智能家居、智能交通、工业自动化等。军事通信、航空航天、遥感遥测等。02电磁波与天线基础CHAPTER

电磁波的基本性质电磁波的产生变化的电场和磁场相互激发，形成电磁波。电磁波的传播电磁波在真空中以光速传播，不需要介质。电磁波的频谱电磁波的频率范围非常广，从极低频到极高频，包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线等。天线的基本原理天线是将传输线上的导行波变换成在无界媒介（通常是自由空间）中传播的电磁波，或者进行相反的变换。天线的分类根据天线的方向性、增益、极化方式、工作频带、结构形式等特性进行分类，如偶极子天线、单极子天线、阵列天线、微带天线等。天线的基本原理与分类天线的性能指标包括方向性、增益、输入阻抗、驻波比、极化方式等。天线的性能指标在选择天线时，需要考虑天线的性能指标、工作频率、应用场景等因素。例如，在移动通信中，需要选择具有宽频带、低剖面、小型化等特点的天线；在卫星通信中，需要选择具有高增益、低噪声等特点的天线。天线的选用天线的性能指标与选用03无线通信调制与解调技术CHAPTER通过改变载波的振幅来传递信息，如普通调幅广播。振幅调制（AM）频率调制（FM）相位调制（PM）通过改变载波的频率来传递信息，如调频广播和电视伴音。通过改变载波的相位来传递信息，实际应用较少。030201模拟调制与解调技术03相移键控（PSK）利用载波的相位变化来表示数字信号“1”和“0”，如QPSK、8PSK等。01振幅键控（ASK）利用载波的振幅变化来表示数字信号“1”和“0”。02频移键控（FSK）利用载波的频率变化来表示数字信号“1”和“0”，如电话拨号音。数字调制与解调技术扩频通信原理通过扩展信号的频谱来提高抗干扰能力和保密性，包括直接序列扩频（DS-SS）和跳频扩频（FH-SS）两种方式。扩频通信应用广泛应用于军事通信、卫星通信、移动通信等领域，如CDMA、WCDMA等移动通信标准采用了扩频通信技术。扩频通信原理及应用04无线通信传输信道与多址技术CHAPTER无线传输信道特性及建模路径损耗随着距离的增加，信号强度逐渐减弱。多径效应由于反射、折射等原因，信号沿多条路径传播，造成接收信号的幅度和相位波动。建筑物、地形等障碍物对信号造成的遮挡效应。阴影效应基于大量测量数据的统计分析，建立信道参数的概率分布模型。统计模型无线传输信道特性及建模物理模型根据电磁波传播理论和实际环境参数，建立信道冲激响应模型。混合模型结合统计模型和物理模型的特点，提高模型的准确性和实用性。无线传输信道特性及建模多址技术原理通过不同的地址码区分不同的用户信号，实现多用户同时通信。地址码需具有良好的自相关性和互相关性，以降低误码率和提高系统容量。多址技术原理及分类时分多址（TDMA）将时间轴划分成若干个时隙，每个时隙分配给一个用户。码分多址（CDMA）利用扩频技术，为每个用户分配一个独特的地址码，实现多用户同时通信。频分多址（FDMA）将通信系统的总频段划分成若干个子频段，每个子频段分配给一个用户。多址技术原理及分类蜂窝移动通信系统概述采用小区制结构，将服务区划分为若干个小区，每个小区设立一个基站。移动台在不同小区间移动时，通过越区切换保持通信的连续性。蜂窝移动通信中的多址技术蜂窝移动通信中的多址技术选择第一代模拟蜂窝移动通信系统主要采用FDMA技术。第二代数字蜂窝移动通信系统主要采用TDMA技术，如GSM系统。第三代及后续蜂窝移动通信系统主要采用CDMA技术，如WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA等。01020304蜂窝移动通信中的多址技术05无线通信协议与网络架构CHAPTER无线通信协议概述及分类规定无线设备间通信规则和标准的集合。无线通信协议定义根据通信距离、传输速度、应用场景等可分为短距离通信协议（如蓝牙、ZigBee）、无线局域网协议（如Wi-Fi）、无线广域网协议（如4G、5G）等。无线通信协议分类123定义了无线局域网物理层和媒体访问控制层规范，包括Wi-Fi、WiMAX等技术。IEEE802.11标准基于IEEE802.11标准，用于实现无线设备间的局域网通信，具有传输速度快、覆盖范围广等优点。Wi-Fi协议基于IEEE802.16标准，用于实现城域网范围内的无线宽带接入，具有高带宽、低延迟等特点。WiMAX协议无线局域网协议标准介绍2G/3G/4G移动通信协议分别基于GSM、UMTS、LTE等技术，用于实现移动终端与基站间的无线通信，具有覆盖范围广、可移动性强等特点。5G移动通信协议基于新型空口技术和网络架构，具有超高带宽、超低延迟、海量连接等特性，是未来无线通信发展的重要方向。卫星通信协议通过卫星实现地球站之间的无线通信，具有覆盖范围广、通信距离远等优点，但传输延迟较大。无线广域网协议标准介绍06无线通信系统性能评估与优化CHAPTER吞吐量误码率时延可靠性无线通信系统性能评估指标衡量系统传输数据的能力，通常以比特率（bps）或数据包率（pps）表示。衡量系统传输延迟的性能指标，包括处理时延、传播时延和排队时延等。衡量系统传输错误的概率，即接收端收到的错误比特数与总比特数之比。衡量系统在给定条件下正常工作的能力，通常以故障率、恢复时间等参数表示。ABCD无线通信系统优化方法介绍功率控制通过调整发射功率来提高信号质量，减少干扰和降低能耗。多输入多输出（MIMO）利用多天线技术提高系统容量和吞吐量，改善信号质量。信道编码采用纠错编码技术来提高数据传输的可靠性，降低误码率。资源分配根据用户需求和系统资源状况，合理分配时隙、频率、功率等资源，提高系统效率。某运营商网络存在覆盖不足、干扰严重、容量不足等问题，导致用户投诉率高，业务发