无线通信基本原理.ppt

1、a，1，无线电通讯的基本原理1，无线电波传播的基本理论2，移动通讯的基本原理，a，2，1，无线电波传播的基本理论，a，3，无线电波传播的基本原理无线电波传播方式：a，4，无线电波传播的基本原理无线电波传播方式：a，5，无线电波传播的基本原理频谱划分，通常无线电波从极次低频10KHz到极超高频率的顶点300 GHz (通常被分成8个地域，参照下表： a、6，从移动电信系统中的频带的区分：上表可知，移动通讯频带位于UHF频带的范围内，是以空间波传输的。 在无线传播的基本原理频谱划分、a、7、无线传播的基本原理传播途径、UHF频带中，从信号发送器到接收机的电磁波的主要传播模式是直接辐射与散射，即视距

2、直线传播和来自建筑物平面的反射或人工、来自自然物体的折射。 在典型的蜂窝移动通讯环境中，移动站通常低于基站收发台的天线，且接收机与信号发送器之间的直接路径往往被建筑物或其它物体干扰。 因此，蜂窝基站收发台和移动站之间的通讯不一定是直接路径，而是在许多其它路径上执行。a、8、无线传播的基本原理传播路径(多径效应)、a、9、无线传播环境信号的衰落，快衰落：大量的传播路径的存在发生所谓的多径效应现象，其复合波的振幅和相位根据移动站的运动而发生较大的变化，即所谓的快衰落或多径衰落。 由于其电场强度概率函数服从瑞利衰落，因此也被称为瑞利衰落。 合成波的振幅和相位随移动台的运动而变化很大，衰落的振幅、相位

3、、角度是随机的。a、1.0、无线传播环境信号的衰落、衰落，a、1.1、无线传播环境信号的衰落、衰落：移动台接收到的信号除了瞬时发生高速瑞利衰落外，其电场强度的中位数还根据地域的位置变化而比较缓慢变化，即所谓的慢衰落或阴影电波的传播途径如果挡住了建筑物、树林、地形起伏等障碍物，就会产生电磁场的影响。 衰落的深度取决于位置/位置，衰落的速度取决于移动站的移动速度。a、1.2、无线传播环境信号的衰落、慢衰落、a、1.3、无线传播环境信号的衰落，综合地说，蜂窝环境具有多径效应、来自建筑物的表面或其它物体的反射、散射所引起的短期的衰落这两种影响的第二种是，路径引起的主要的信号强度的缓和即，信道适应了瑞利

4、分布快速衰落，并且信号幅度满足了对数正态分布的慢衰落被多重日式榻榻米。a、1.4、无线传播环境信号衰落，以及应对高速衰落的主要措施，即，分集时间空间分集频率分集极化分集克服低速衰落的主要方法是提高发送功率、提高接收灵敏度、宏分集等。a、1.5、无线传播环境的传播损失是研究传播时特定接收机的功率接收信号电平是一个主要特性。 由于传播途径和地形的干扰作用，传播信号减少，这种减少称为传播损失。 在自由空间中的传播损耗以频率(MHz )表示f，并以距离(km )表示d。 上式与距离d、频率f成反比，距离和频率为2倍时，自由空间的路径损失增加了6dB (信号电场强度衰减了4倍)。a、1.6、无线传播环境

5、的传播损失、已知的频率f为上式：式中2也能够简化。 称为路径损失倾斜因子。 在实际信号空间传播中，在不同介质上的地形、信号的衍射、反射和透射导致不同的传播损耗，并且在不同环境下的值范围：a、1.7、无线传播环境传播损耗，a、1.8、无线电波传播受到地形结构和人为环境的影响，从而无线传播环境直接确定无线传播方式。影响电波传播方式的主要因素有：自然地形(高山、丘陵、平原、水域)的人工建筑数量、分布、材料特性植被特征性气象状况、无线传播环境的传播损失、a、1.9、无线传播模型和校正，随着网络规模的扩大，对通讯质量的要求不断提高，网络规划、垄断预测不可手工作业对计算机应用传播模型，可以很好地解决这个问

6、题。 使用模型的预测可得到误差在10dB以内的路径损耗的局部平均值。 用于移动通讯的传播模型很多，Hata-Okumura模型Walfisch-Ikegami模型Planet共同模型有不同的特征，有各自的适用范围。 a、2.0、无线传播模型和校正、平面公共模型是l (db )=PTX-prx=-k1-k2d-k3 (heff )-k4 (diffraction )-K5 (heff ) d-K6 (hme fff )-k集群式，prx是接收功率PTX是发送功率(dBm) K1是片偏移常数(dB) K2是距离衰减常数K3是基站收发台天线的高补偿校正因数K4是多衍射损失的校正因数K5是(Heff)

7、 d复用修正因子K6是移动台天线的有效高增益修整系数d是从基站收发台到移动台的距离(m ) Heff是基站收发台天线的有效高度(m) K4(Diffraction )是障碍物时的衍射路径损耗，Kclutter或地形阻尼系数(dB) Hmeff是移动台的天线的有效高度，a、2.1、无线传播模型和校准、传播模型是地形、障碍物和人为环境对电波传播中的路径损耗造成的影响传播模型是移动通讯网小区规划的基础。 采用模型的价值是在保证精度的同时节省工时费和时间。a、2.2、2、移动通讯的基本原理、一、蜂窝理论二、网络结构三、宽带码分多址技术四、概念分析、a、2.3、蜂窝理论、移动通讯网由地域制向蜂窝结构转变

8、。 在地区制条件下，用户少，话务量量低，频率比较丰富。 地域制的网络是一个基站收发台，放大器输出很大的电力，复盖了一定的地域。 此区域使用通道组f1、f2、f3、 fn。a、2.4、蜂窝理论、随着用户的增加，话务量量增加、网络容量增加，原来的信道组(f1，f2.fn )无法满足需求，采用的方法有频率复用、a、2.5、蜂窝理论、网络无线设计时降低基站收发台的发送功率、各基站收发台的垄断范围最初基站收发台垄断的区域，现在是多个基站收发台垄断，整体的网状图类似蜂窝。a、2.6、蜂窝理论、a、2.7、移动通信业务的基本原理、一、蜂窝理论二、网络结构三、宽带码分多址技术四、概念辨析、a、2.8、网络结构

9、、a、2.9、网络结构、a， 3.0、网络结构、BTS、BSC、MSC/VLR、BSC、其他MSC、BSTS、BSTS、a接口、Abis接口、1:身份验证、2:确认、注册网络结构3G、a、3.2、网络结构3G、功能上，3G网络用户针织面料可以被分成无线接入网网络(RAN )和核心网络(CN )。 无线接入网网络用于处理所有与无线相关的功能，其中CN处理UMTS系统中的所有语音呼叫、数据连接和外部网络的交换和路由。 上述两个用户针织面料与用户设备一起配置整个UMTS系统。a、3.3、网络结构3G、a、3.4、移动通信业务的基本原理、1、蜂窝理论2、网络结构3、宽带码分多址技术4、概念分析、a、3

10、.5、移动通信业务系统的宽带码分多址方式FDMA TDMA CDMA SDMA、移动通信系统应当尽可能有效地利用分配的频率。 由于频率资源有限，使有限的资源成为更多的移动用户服务是移动通讯技术的持续更新发展的主题。 移动通信业务系统采用或开发了FDMA、TDMA、CDMA和SDMA宽带码分多址方案。另外，a、3.6、常规的宽带码分多址技术、FDMA :频分多路复用网站数据库频率划分宽带码分多址FDMA :时分复用网站数据库同时宽带码分多址、a、37、FDMA FDMA信道，虽然一个FDMA信道被分配给语音信道，但没有FDMA信道，并且如果空闲则只能由其它用户使用当分配语音信号信道时，基站收发台

11、和移动站连续向云同步发送FDMA通常是窄带系统，而TACS通常是每信道25kHz的带宽FDMA比TDMA简单，同步和组信息帧二进制位较少，系统开销小的FDMA需要准确的RF滤波器需要双工器(单天线)的非线性效应：许多信道共享一个天线，并且功率放大器的非线性产生正交调谐频率(IM )，产生额外的RF辐射，其中a、3.8、TDMA的多个用户共享一个载波频率，并且不同时间槽TDMA系统的数据所谓在报文分组发送中，即使使用可关闭不连续发送、并实现可在空闲时间槽中监听其他基站收发台的切换处理的FDD方式，也无需双工器而能够向不同用户提供不同带宽TDMA的效率， 信息在发送数据中所占的比例质量管理通过频率

12、计划来实现，a，3.9，CDMA:codedivisionmultipleaccess码分多路复用，所有用户在同一时间、同一频带，通过编码来获得业务信道的a，4.0， 在相同时间槽、相同频率或相同地址查询密码的情况下，空分多址、sdma可以根据不同的中间传播路径来区分。 SDMA是诸如空分码分多路复用(SD-CDMA )之类的信道容量方案。 波束成形天线采用智能天线，其中基站收发台的智能天线由多个波束复盖整个小区，并且智能天线可以定位在每个MS中。a、4.1、移动通信业务的基本原理、一、蜂窝理论二、网络结构三、宽带码分多址技术四、概念分析、a、4.2、a )话务量的概念、话务量的严格定义应被称

13、为话务量的强度，电话系统的通信量尺度，它称为单位时间(一般很忙时的1小时)内的调用次数n 如果A=nT/3600系统忙，则话务量量(a )表示系统的忙度，也称为话务量负载，单位为文件南非兰特Erlang，用符号Erl表示。 t以秒为单位。 a、4.3、话务量的概念、平均用户忙时话务量量是指，1天的话务量量最忙的时间平均用户的来电量和发信话务量量的和。 在计算信道的数量时采用忙碌时话务量量保证了忙碌时间以外的时间无线信道呼叫丢失率显着地低于忙碌时指示符，维持恒定的服务质量等级所需要的。 在a、4.4、话务量的概念文件南非兰特b表、话务量理论中，文件南非兰特b函数最符合多个信道的公共电话系统的实际

14、，1、假设系统信道数n是有限值和用户数MN。 2、单位时间内的调用次数与系统的用户数无关，是独立常数。 3 .用户调用后，如果没有空闲频道，则废弃调用请求。 4、通话时间长度的概率分布遵循指数规则。 在这样的系统的情况下，a、4.5、话务量概念文件南非兰特b表示，n信道中的k信道被云同步占用的概率为Pk=(Ak/k！ 中国语： I从1到n，其中k=1，2，3，n。 如果占据n信道，由于重新呼叫会损害呼叫损失，所以云同步将占据n信道的概率是呼损率(GOS:Grade of service )，即PN=(AN/N！ 中国语： 将从b I到n的式子称为文件南非兰特式、a、4.6、话务量的概念文件南非

15、兰特b表，根据上式，得到话务量量b、话务量量a和信道数n的关系，得到文件南非兰特b表。 在文件南非兰特b的表中，如果话务量量和呼叫丢失率是已知的，则从表中检测必要的信道数。如果信道数n和呼叫丢失率是已知的，则可以从该表中计算n个信道的负载话务量量。a、4.7、话务量的概念文件南非兰特根据b表、a、4.8、b) dB的概念，dBm是做评估功率的绝对值的值，计算式是： 10lgP (功率值/1mw )。 dBi、dBd、dBi和dBd是男同志的做评估值(功率男同志)，两者都是相对值，但参考标准不同。 两者稍有不同，因为dBi的参考标准是全向天线，而dBd的参考标准是偶极。显示相同的增益，与用dBd表示相比，认为用dBi表示的增益大2. 15。 dB是表示相对值的值，考虑到甲的功率比乙的功率大还是小，根据下面的计算式： 10lg (甲的功率/乙的功率)，a，4.9，b) dB的概念，dBm是做评估功率的绝对值的值，计算式： 10lgP (功率值/1mw )。 dBi、dBd、dBi和dBd是男同志的做评估值(功率男同志)，两者都是相对值，但参考标准不同。 两者稍有不同，因为dBi的参考标