无线通信基础知识.ppt

1、本课程涵盖的内容：第1节：移动通信系统概述第2节：移动通信的特点第3节：移动通信的分类和工作模式第4节：射频频带划分和命名第5节：移动通信中的无线电波传播和分集接收第6节：噪声和干扰第7节：信令技术，无线通信系统基础知识第8节。移动通信系统的信道控制模式第9节。两种控制模式的比较第10节。集群通信系统第11节。天线基础知识第12节：电缆泄漏的基础知识，无线通信系统的基础知识，本课程的主要内容，第1节：移动通信系统概述，1。移动通信分类按活动范围分类航空移动通信海上移动通信陆地移动通信按服务对象分类公共移动通信专用移动通信发展移动通信一般是可能的。第一阶段：20世纪20-50年代。初步测试了无线

2、电波的传播特性。主要用于船舶、军事和警察。主要采用短波频段，采用电子管。到20世纪50年代末，150兆赫甚高频单工汽车公共移动电话系统开始使用。手动频率切换、手动切换和连接非常慢，操作非常不方便。2.移动通信发展历史，第一部分：移动通信系统概述，第二阶段：20世纪50-60年代。使用150兆赫和450兆赫频带。设备由电子管转换成晶体管。从手动拨号切换到自动拨号。在美国和日本，它用于公共安全、消防、出租车和调度。在20世纪50年代中期，移动电话系统和公共电话网络之间的连接得以实现。例如，1964年，MJ系统的移动自动开关投入使用。移动通信发展历史第一节移动通信系统概述第二节移动通信发展历史第三阶

3、段从70年代到80年代初。贝尔实验室从在移动通信设备中使用800兆赫兹集成电路开始，就提出了蜂窝系统的概念和理论，世界各国都开发了不同的移动电话通信系统。例如，1976年，日本的LMTS(陆地移动电话系统)。1979年，美国的高级移动电话服务。第一节：移动通信系统概述；第四阶段：20世纪80年代后现在。大规模和超大规模集成电路、微处理器和微型计算机的发展促进了移动通信的大规模和快速发展。第一代：模拟标准(tacs，80年代中期使用的90号“老大哥”；第二代：数字标准(全球移动通信系统/码分多址等。)；第三代：3G WCDMA(中国联通)、TD-SCDMA(中国移动)、CDMA2000(中国电信

4、)；第一节：移动通信系统概述。第2节，移动通信的特点，1。复杂无线电波传播模式1。多路径效应2。多普勒频移3。严重干扰和噪音4。复杂网络接入模式和信令格式。有限的频率资源使得扩展用户容量变得困难。多径效应的原理：上图(图1)是多径衰落的过程。当局域波信号被许多障碍物阻挡时，例如高楼、小山、移动的车辆等。在传输路径中，它们将被反射或散射，形成到达接收天线的多通道信号。由于到达时间和相位不同，相位相反的不同信号会因叠加而相互削弱，导致信号衰落。多径变化也形成额外的振幅调制和相位调制。振幅波动最严重时可达30dB。第二节，移动通信的特点。第二，移动通信的特点和原理：当接收机和生产者相对移动时，接收机

5、接收到的信号频率会因移动而改变，这就是多普勒效应。2.多普勒频移，2.1多普勒频移与移动速度的关系：f/f=v/c=光速3105Km/s，第2节，移动通信的特点，多径衰落和多普勒频移引起的小尺度衰落对移动接收设备的接收信号具有极大的破坏性，会造成较大的码间干扰和频率矢量降低，因此接收时要求信号功率足够强或接收机灵敏度足够高。多径衰落和多普勒频移引起的衰落属于小范围内的快速衰落。理论和实际结果表明，快衰落的幅度服从瑞利分布，相位服从均匀分布。克服快衰落影响的有效方法是分集接收。第2节，移动通信的特性，第3节，严重干扰和噪声，来自其他移动站的干扰，来自相邻信道的干扰，移动站经过区域的各种电磁干扰，

6、例如远近效应，例如汽车点火和电焊，互调干扰，第2节，移动通信的特性，第4节。网络接入模式和信令格式更加复杂。固定通信和网络接入模式的区别：频率控制、功率控制、切换、漫游地址注册和跟踪等。确定移动通信的信令格式更加复杂。有许多接口类型：接口、Abis接口等。第二节，移动通信的特点，典型移动通信的网络结构和接口复杂，第二节，移动通信的特点，频率资源有限，用户容量难以扩展。空中的无线电频率资源已经非常拥挤。第三节：移动通信的工作模式，同频单工通信：f收发时按下PTT，发射机工作，PTT释放，发射机停止工作。不同频率单工：发送和接收，其他同上。双工通信的双方可以同时通信以传输消息。基站的发射机和接收机

7、分别使用一对天线，移动台通过双工器共享一对天线。双工通信必须使用两个频率f发送和f接收。这是频分双工工作模式的定义。FDD半双工通信基站的工作模式与全双工一致。在移动站按下PTT之后，发射机开始工作，而接收机总是工作。1.移动通信的工作模式，第4节：无线电频带划分和命名，第5节：移动通信中的无线电波传播和分集接收，1。信道概念电缆信道架空明线、电缆、光纤无线信道中波和长波：波沿地面传播。短波：电离层反射传播超短波，微波：直接传播，散射传播，可变参数信道：恒定参数信道：传输特性随时间快速变化；传输特性随时间变化很小，或者其参数在足够长的时间内基本不变。移动通信信道是典型的“变参数信道”。2.分集

8、接收，是指接收机对具有独立衰落特性(携带相同信息)的多个信号进行特定处理，以降低信号电平波动的方法。分集接收：宏分集：主要用于蜂窝通信，也称为多基站分集。微分集：是一种减少快速衰落影响的分集技术，常用于各种无线通信系统。微分集接收的类型：空间分集、频率分集、极化分集、场矢量分集、角度分集、时间分集、分集接收的类型和定义，不同天线的接收信号相互独立，不同频率的接收信号相互独立，极化分集、水平极化和垂直极化相互独立。时间分集不同时间的接收信号相互独立，这被定义为空间分集：如果在两个不同的位置接收到相同的信号，只要两个位置之间的距离在一定程度上很大，在两个位置接收到的信号的衰落就无关紧要。分集接收示

9、意图，空间分集接收的天线距离d配置：间隔距离d与工作波长、地面物体和天线高度有关。一般来说，在城市地区，d=0.5，在郊区，d=0.8越大，相关性越弱。1.选择性合并选择所有接收分支中信噪比最高的分支信号作为合并器2的输出。最大比率合并这是最佳合并模式，如图所示。3.等增益组合为每个分支信号增加相等的增益。分集接收例如，电阻器中的电子热运动半导体中的载流子波动和这里研究的噪声是指通信期间信号传输信道(即信道)上出现的噪声和干扰。1.噪声、热噪声和鸟枪噪声的分类和特征通常是不可避免的，这种噪声通常称为随机噪声。自然噪声：指自然时期的各种辐射，各种宇宙射线进入太空等。人为噪声：各种电气设备中电流或

10、电压急剧变化引起的电磁辐射，如电机、电焊机、高频电气设备等。2.邻信道干扰和同频干扰，是指相邻或相邻信道信号的相互干扰。同频干扰是由频率复用引起的。为了保证接收信号的质量，射频保护比接收机输入端的有用信号电平与同一信道的干扰电平之比必须大于某一值，称为干扰保护比。3。互调干扰，当接收机接收到频率为f的有用信号时，如果以下两个干扰信号同时作用于接收机输入：uf1=uf1 cos 2 f1 tuf 2=uf2 cos 2 F2 t由于器件特性的非线性，这两个信号之间会产生相互作用，并会产生与有用信号频率相近的新的干扰信号现象：除了有用信号的声音外，接收机还会混入哨声和混沌干扰声音。定义：这种由有用

11、信号干扰之间的相互调制引起的失真称为互调失真或互调干扰。三阶互调干扰，F1-F2二阶(偶)F1-F2二阶(偶)2F1-F2三阶(奇)F1-F2三阶(奇)3F1-F2四阶(偶)3F12F2五阶(奇)这里是“奇”和“偶”当频率为F1和F2的任何两个正弦信号作用于非线性器件时，将产生原始的两个正弦波加上无数互调失真项，即无数的组合频率分量如下：mF1nF2其中：m和n是具有三阶互调干扰的任意正整数， 当F1和F2都接近F0时，2F1-F2和F1-2F2的值非常接近F0，所以通常三阶互调指的是通常，设计中给出的可用频率组避免了具有三阶互调干扰的频率点。 信号技术的初步知识，第七节，信号技术，1。定义：

12、信令是在移动站和交换系统之间以及交换系统之间传输的地址信息和管理信息。例如呼叫建立、信道分配和维护、断开信息等。2.信令根据传输模式分类：公共信道信令由专用控制信道传输。优点：传输速度快，适用于大中型无线通信系统或网络。相关的信令信令与语音信道一起传输。优点：节省通道，连接速度慢，适合小型系统。根据信号形式，分为模拟信号、数字信号和3种。模拟信号。定义：模拟信令是指使用不同频率(3003400赫兹语音频带范围)的音频模拟信号或子音频模拟信号来表达各种状态标志、地址信息或运行管理信息的信令模式。以下是模拟信号音频信号音频信号音频信号，子音频信号音频信号，CTCSS信号音频锁定信号双音多频信号等。

13、3。模拟信号，7.3.1。音频信号CCIR最初来自国际无线电咨询委员会，德国电气工业协会推荐的ZVEI信号系统频率表，7.3.2子音频信号，子音频的定义：低于300赫兹和人耳听不见的频率称为子音频。优点：信号和语音互不干扰，提高了信号传输的可靠性。产生和提取：由于传统技术和部件分离，很难产生低于300赫兹的频率。因此，子音频信号的产生通常由数字信号发生器实现，而接收端采用数字滤波和处理技术进行解码。其特点是频率精度高、稳定性好、系统成本低、可靠性高。7.3.3，CTCSS信令，定义：(连续音调编码静噪系统)是连续音调编码静噪系统，也称为音调锁定系统。原理：给语音通道添加子音频。当接收机接收到自

14、己系统的特定子音频时，它打开音频静噪门输出音频信号。优点：可以抑制来自系统外移动站或系统中其他用户的无用语音或无用信令的干扰。7.3.4，DTMF，1697 1209 2697 1330，模拟信令的结论，集群通信系统的技术特征：信令的频繁使用：每个信道在任何时候都是动态释放和重新分配的，以提高频谱利用率。如果用户在实际使用中没有明显的延迟或中断感，就必须快速进行信道切换，这就要求信令系统具有尽可能高的处理速度和传输速度。如果用户数量稍大，信道数量稍大，模拟信号就不能达到令人满意的连接速度。结论：这就是数字信号在集群通信系统中使用的原因。尽管许多集群通信系统仍然是模拟的，但它们都采用数字信号。7

15、.4.1定义7.4.2特征：7.4.3构成7.4.4传输模式7.4.5信令示例，7.4.5 MPT-1327信令介绍，1988年由英国、摩托罗拉、CE和荷兰PHILIPS公司生产。它规定了集群控制器和无线移动站之间的通信协议。群组通信不适合一对一的私人通信，因为它在网络中的通信能力很强，与专用自动交换分机或公共交换电话网的通信能力很弱。MPT-1327信号系统功能。1.系统容量表示每个移动站的位数：20位，高7位，系统识别码，可以有27=128个系统。每个控制中心都是一个系统。低13位：用户识别码213=8192，即每个系统可以识别的用户数为8192；总容量：27213=1288192=104

16、8576；2.MPT-1327信令系统控制功能，信令传输速率：1200b/s调制方式：FFSK快速频移键控信道控制技术：非专用控制信道控制信道不固定，可以传输语音和控制信息。用户进入呼叫状态后，如何向用户发送信令？3、MPT-1327信令连接控制功能，为了防止“冲突”的发生，制定了连接控制规则，以识别被叫方的状态，提高系统利用率。当移动台释放PTT时，它立即恢复信道。集群控制器可以随时要求移动台发送自己的识别码，防止非法用户入侵。4、MPT-1327信令排队功能呼叫排队，同级用户按照发起呼叫的顺序排队，而高级用户可以在队列前面排队。紧急呼叫级别最高。5、MPT-1327信号故障削弱功能，在故障情况下失去集群功能，并返回常规模式。我们1号线的无线系统具