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来源：　　作者：杨信;崔淑卿;
某水电站无线电通信系统的规划设计和工程实践　
一、前言水利水电工程野外作业量大,易受洪水威胁,及时收集上游流域降雨和河水流量情报,实现对流动施工人员和移动机械的通信,是提高施工效率、增强抗洪能力保证工程安全的重要措施。无线电通信特别是无线电移动通信没有线路工程,以其灵活可靠、应变力强的特点,弥补了有线通信的缺陷,很适合作为水电工程的生产调度和防汛的通信手段.(本文共计4页)　　　　　　　　　　
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　　　　　　【测向小课堂】 新手入门完结篇：无线电通信名词解释（五）
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【传真】利用扫描技术把图象（包括照片、图表、文字）原样从发方传给收方的通信方法。发送时，将原样放在传真发送机上，依照一定次序分成许多黑白深浅不同的小点，通过光电设备的作用，把深浅不同的小点变为强弱不同的电流，然后利用有线或无线电路传送到对方。对方在传真接收机内将收到的信号电流用各种不同的方法，复制出原来的相片、图表或文字。
传真的优点是不需要译电手续，可以直接传送相片、图表、文件、手迹等，从而提高通报效率和减少差错率。它的缺点是占用频带比较宽，而且设备也比较复杂。
【真迹电报】传真电报的一种。用传真方法传送文字或图表愿样（但不包括相片）的电报。可以传送不易或无法用一般电报传送的内容，如亲笔文件、统计图表等。
【单工通报】在同一线路上通报双方的发报和收报必须交替进行，即在一方发报时不能同时收报，收报时也不能同时发报。这种通报方式叫做单工通报。
【双工通报】双方可以同时进行发送和接收的通报方式叫做双工通报方式。
实现双工通报需要满足的条件是：1、收报器能随时接收来报，2、发报器工作时不应影响本方的收报器。
【半双工通报】也称“准双工”通报，是单边带通信的一种特殊方式。是利用对方“发”的间隙向对方发出信号，是一种“受到限制的双工”方式。如平时打电话就是采用“半双工”的方式，对方正在讲话，另一方只能听着。如急于回话，只能利用对方讲话的间隙，插进去讲即可。
【专向对讲话机】通常所说的对讲机。每部话机为一组频率，频率间隔为25KHz，使用时可根据需要配置一各或几个频点。话机输出功率范围为5W以下（一般分为0.5W以下，2W、3W、5W几个等级）。此类话机一般只限于利用本机上配备的小型鞭状天线，作专向对讲使用，不许架高天线作远距离通信，以控制作用距离，减少相互干扰。
【单频组网话机】通常所说的车载台或基地台。每部话机为一组频率，频率间隔为25KHz，使用时可根据需要配置一各或几个频点。其输出功率范围为5～25W（一般分5W、10W、15W、25W）。也可根据某一使用部门的要求，按量生产5W以下的话机，作为组网配套使用。中心台或基地台的发射机输出功率不得超过25W。此类话机主要用于单频单工建网，少数远距离之间的专向通信也可使用。
【双频组网话机】每部话机为一组频率，频率间隔为25KHz，收发频差规定为5.7MHz（D频段）和10MHz（E频段），使用时可根据需要，每部话机配置一定量的频点。此类话机主要用于双频单工（或双工）建网，少数远距离之间的专向通信也可使用。其功率等级范围同单频组网话机。
【无线话筒】每套无线话筒由若干部袖珍发射机（可装在衣袋里，输出功率约0.01W）和一部集中接收机组成，每部袖珍发射机各有一个互不相同的工作频率，集中接收机可以同时接收各部袖珍发射机发出的不同工作频率的话音信号。它适应于舞台讲台等场合。
【无绳电话机】是一种自动电话单机。这种电话单机由主机和付机两部分组成。使用时，将主机接入有线电话网，用户可离开主机几十米远，利用付机收听和拨叫电话。这种电话单机的主机与付机之间是通过无线电连接的，其间通话内容都将暴露于空中，如使用不慎，会造成空中泄密。所以使用时要充分注意。
【袖珍铃话机】每套袖珍铃话机由一部发射机和若干部袖珍接收机组成，发射机作为中心台或基地台，输出功率一般为25W，在较大的工作区域内，可以有控制地使用50W或100W以下的功率。但功率绝不能超过100W。与其配套的若干部袖珍铃接收机只有一个而且相同的频率，使用者可通过中心台向分散的作业点（或人员）做单向传话或传其它信号。如电话号码或汉字等。
【无线寻呼系统】无线寻呼系统，是一种不用语音的单向选择呼叫系统。其接收端是多个可以由用户携带的高灵敏度收信机（俗称袖珍铃）。在收信机收到呼叫时，就会自动振铃、显示数码或汉字，向用户传递特定的信息。
无线寻呼系统可分为专用系统和公用系统两大类。专用系统以采用人工方式的较多。一般在操作台旁有一部有线电话。当操作员收到有线用户呼叫某一袖珍铃时，即进行接续、编码，然后经编码器送到无线发射机进行呼叫；袖珍铃收到呼叫后就自动振铃。公用系统多采用人工和自动两种方式。
【无线寻呼技术】自1984年我国开始建立寻呼网、寻呼业务以来，基本沿用POCSAG编码制式，因此，以前大量的寻呼台采用1200bit/s低速、甚至更低的512bit/s编码方案。POCSAG编码制式的传输速率低，要增加新的用户量只能靠增加频点、增设新台来实现。在寻呼业高速发展阶段，要使用户量继续增加，尤其是在新技术不断应用的情况下，存在着很多问题。FLFX高速寻呼编码是一种全同步、多速率且分时传送的编码格式。FLFX编码格式以每4分钟为一个周期，每个周期分为128帧，并采用1600bit/s基本速率传送，在每帧结构中通过1/2/4基本帧的复用将群呼用户信息集中到一个帧中，实现高速率发送。
寻呼技术与有关的控制技术结合后，可以产生遥测、遥控等方面的应用。例如，通过寻呼技术，可以向远端的设备发出控制信号，如通过一个电话，采用寻呼控制信号，在下班前，就可以遥控打开家中的空调。同样，有些遥测的信息也可以通过寻呼技术，定期的传送到指定的地点。总之，寻呼技术与控制技术结合后，可以产生出许多新的应用。
【移动无线电通信】即移动体（汽车、火车、船舶、飞机）上装备的无线电通信设备与固定（或移动体）地点的无线电设备之间的联络。移动无线电通信包括陆地移动通信，水上移动通信、空中移动通信和公众移动通信等。
移动无线电通信系统通常由一个基台和数个移动台组成。其简要通信过程是：当发话人对基台上的话筒讲话，基台将发话者的语音经话筒、变换器变为电信号，再经发射机发射出去；车辆移动台的接收机接收到电信号后，经变换器、扬声器变换成原来的声波，于是收听者就听到了发话者的语音。
移动无线电通信使用的波段很广阔，有超长波、长波、中波、短波、超短波和微波等。
移动无线电通信可以开展的业务内容很广阔，它能传电报、电话、传真、传送数据和传送图象等。按所采用的传送信号制式的不同，有模拟移动通信和数字移动通信等。
【微波通信】微波常指频率在1000兆赫（MHz）以上（波长在30厘米以下）的电磁波，利用微波传播进行的通信称为微波通信。
微波的传播特性类似于光的传播，一般沿直线传播，绕射能力很弱，一般进行视距内的通信，对于长距离通信可采用接力的方式，为微波接力通信，或称微波中继通信也可利用对流层传播进行通信，称为对流层散射通信；或利用人造卫星进行转发，即卫星通信。
微波通信的特点是：1、频带范围宽，通信容量大，因此微波通信一般都是多路通信；2、传播相对地较稳定。
【毫米波通信】波长从10毫米至1毫米、频率从30吉赫（GHz）至300吉赫（GHz）的电磁波称为毫米波，利用毫米波进行通信的方法叫毫米波通信。毫米波通信分毫米波波导通信和毫米波无线电通信两大类。
毫米波通信的优点是：1、可用频带极宽。毫米波段频带宽度为270吉赫（GHz），为整个短波波段的一万倍；2、方向性强，保密性好；3、干扰很小，几乎不受大气干扰、宇宙干扰和工业干扰的影响，因而通信稳定。
【散射通信】散射通信是一种超视距的通信手段，它利用空中介质对电磁波的散射作用，在两地间进行通信。对流层、电离层、流星余迹、人造散射物体等都具有散射电磁波的性质。如果发射机发出的电磁波辐射到这些地方，就会向各个方向散乱地辐射出去，其中朝斜前方向射去的电磁波能达很远的地方。远出的接收机，如果有足够高的灵敏度，就能将散射来的微弱电磁波接收下来，从而实现通信。
由于散射通信中电磁波传输损耗很大，到达接收端的信号很微弱，为了实现可靠的通信，一般要采用大功率发射机，高灵敏度接收机和高增益、窄波束的天线。
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第一讲无线通信系统概述
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第一章无线通信系统概述
第一章无线通信概述吉林大学通信工程学院 莫秀玲 Email:主要参考书1、无线通信导论，鹏木根，游思晴，北京邮电大学出版社 2、现代无线通信 ，西蒙.赫金著， 电子工业出版社 3、现代无线通信技术，胡健栋编 ，机械工业出版社 4、无线通信原理与应用， [美] Theodre S. Rappaport ， 蔡涛、李 旭、杜振民等译， 电子工业出版社 5、无线传输与接入技术 ，孙雪康，刘勇编著 ，人民邮电出版社 6、无线通信， Andreas F.Molish著,田斌等译， 电子工业出版社 7、微波与卫星通信，人民邮电出版社内容? 无线通信技术原理 ? 无线通信的起源 ? 无线通信系统的分类? 无线通信基础知识 ? 频谱规划 ? 无线通信的技术挑战无线通信技术原理?无线通信的传输媒介是无线电波，其频率要求在300GHz以下（各种射频 规范中常见的有三种定义3KHz~ 300GHz , 9KHz~ 300GHz , 10KHz~ 300GHz ）。?无线通信技术就是指通过无线电波传播信号的一种技术。它的原理在于 通过调制将待传输信息加载于无线电波上并通过天线发送出去，当电波 通过空间传播到达收信端，通过解调将信息恢复出来。?无线通信可以简单分为单条和多条链路的无线传输。单条链路传输是指 信源要把传输的消息通过无线电波发送给信宿，而多条链路的无线传输 是指同时有多个信源要把信息发送给一个或多个信宿。实际上考虑要传 输的业务以及通信控制等，多条链路的无线传输就形成一个无线通信网 络。无线通信技术原理?无线通信传输? 无线传输系统需要发射设备、接收设备和传输媒介。 ? 在发射设备中首先对低频信号进行调制，即将其加载到高频的载波上。频率变换器将信号变换成发射电波所要求的频率，再经功率放 大后，由天线辐射并通过大气空间进行电磁波的传播。? 电波传播过程中受到衰落，接收信号功率很弱，在接收设备经过信号放大、频率变换、解调恢复原始信号。图1-1 无线传输系统结构图无线通信技术原理?无线通信网络? 由无线接入子网（接入层），无线传输子网（传输承载层）、核心子网、业务平台以及网管系统组成。? 无线接入子网:是直接面向用户的网络。一般由无线终端、基站/接入点、基站控制器/无线网络控制器/接入网关等组成。? 传输子网：是用于传输电信号或光信号的网络。可分为过哦及传输网与国内传输网。? 核心子网：除接入网和用户驻地传输网之外的网络，用于实现信息的交换。根据所承载的业务，可分为电路交换和分组交换子网。? 业务平台：是聚合各类应用需求的综合应用系统。 ? 网管系统：是一个软硬件结合以软件为主的分布式网络应用系统，用于管理无线网络，保证其高效正常运行。内容? 无线通信技术原理 ? 无线通信的起源 ? 无线通信系统的分类? 无线通信基础知识 ? 频谱规划 ? 无线通信的技术挑战无线通信起源?人类认识电磁波为100年左右。? 1864年麦克斯韦总结了电磁学实验定律，从数学上预言了电磁波的存在和光的电磁波本质。? 1887年赫兹用实验证明了麦克斯韦理论-----电磁波的存在。为现代的无线电通信提供了理论根据。? 1897年马可尼（Marconi）用无线电波成功实现了在英格兰海峡行驶的船只上，连续不断的通信，开启了无线通信发展的大门。马 可尼成为世界上第一个无线电技术专利的拥有者，并因为对发明 无线电报的贡献而获得诺贝尔物理学奖。? 1902年第一个点到点的无线电链路在美国建立，也称为无线电报。无线通信起源? 1906年范信达（Reginald Fessenden ）进行了第一次无线电广播，他通过调幅技术传输音乐和话音。? 1906年以后，军用和商用的船舶很快采用了无线电技术 ? 早起的陆地移动无线通信记录在警察发面的应用，1921年底特律警察局在车辆上有效的使用了AM无线通信技术进行移动语音通信。? 1927年贝尔实验室在纽约地区试验了电视播放，同时John Baird在英国也进行了类似的实验。? 1946年，第一个移动电话系统在美国圣路易斯投入使用。 ? 1947年，第一个由7个天线塔组成的连接纽约和波士顿的微波中继系统开始运行，这个中继系统可容纳两个城市的2400人同时通话。? 1958年，伴随着SCOR通信卫星的升空，无线通信进入了新时代。无线通信起源? 1977年贝尔实验室提出了蜂窝的概念。蜂窝概念是解决频率不足和用户容量问题的一个重大突破。 进入了现代无线通信的应用。? 2003年起无线通信从几个方面得到发展：? 蜂窝通信在中国、印度市场上新的应用(摄像功能的电话) ? 无线计算机网络（WLAN）取得了意想不到的成功，遵从 IEEE（电气与电子工程协会）808.11标准的设备使得计算 机可以像手机一样具有通用性和可移动性。 ? 无线传感器网络为从远端站点监测和控制工厂甚至是家 居场所提供了可能。无线通信起源? ?电磁场的基本定律―麦克斯韦方程 麦克斯韦方程组阐明电磁场与场源（电荷、电流）的 联系及其与物质相互作用的规律，揭示了电磁波的存 在。? 自由空间中的电磁场 ? 自由电荷和自由电流激发电磁场 ? 静止电荷的静电场―库仑实验定律 ? 恒定电流的静磁场―安培实验定律和比奥-沙伐定律 ? 时变磁场激发的电场―法拉第电磁感应定律 ? 时变电场激发的磁场―麦克斯韦关于位移电流的假说返回无线通信起源振 子磁场 电场 电场 电波传输方向磁场 电场无线电波是一种能量传输形式，在传播过程中，电场和磁场在空间是相 互垂直的，同时这两者又都垂直于传播方向。内容? 无线通信技术原理 ? 无线通信的起源 ? 无线通信系统的分类? 无线通信基础知识 ? 频谱规划 ? 无线通信的技术挑战无线通信系统的分类?电磁波应用的两个方向：? 无线电信息传输： ? 在广大空域传送通信、导航等各种模拟和数字信息。 常用的无线通信系统如：卫星通信、微波通信、蜂窝移动通 信、无线局域网、个域网、固定无线接入等都属于此种应用。 ? 获取电磁波经各种目标或媒质反射（或散射、折射）及在传播 过程中的相互作用而携带的有关目标与媒质信息，或自然电磁 波携带的有关辐射源特性的信息。用以探测研究无法直接采样 测量对象的特性，即遥感。 ? 高功率无线电电力传输： ? 一般为微波功率传输（MPT）无线通信系统的分类?无线通信按应用可分为? 移动 ? 无线接入 ? 微波 ? 卫星?按工作状态可分为? 移动 ? 固定?按在通信网络的位置可分为? 无线接入 ? 无线传输?按所使用频率波段可分为? 长波通信 ? 中波通信 ? 短波通信 ? 超短波通信 ? 微波通信 ?下面按应用分类介绍几个典 型的无线通信系统无线通信系统的分类?蜂窝移动通信? 蜂窝 ? 多址方式 ? 移动性综合业务数字网 公共电话交换网公共电 话交换 网无线通信系统的分类?卫星蜂窝通信? 卫星除了在电视市场应用外，蜂窝通信是卫星的第二个重要 应用。? ‘‘基站”(即卫星)距移动台的距离相当远：对于静止轨道卫 星，距离为36000km；对于低轨 道(LEO)卫星，距离为几百千 米。因此，需要更大的发射功 率，卫星上必须使用高增益天 线(许多情况下移动台也用)，并 且若用户在建筑物内部，则通 信几乎无法进行。无线通信系统的分类?卫星蜂窝通信? 蜂窝尺寸：由于卫星与地球之间的遥远距离，即使就低轨道卫星而言，蜂窝直径小于100km也是不可能的；对静止轨道卫 星，蜂窝区域会更大。这样大的蜂窝尺寸对卫星系统而言，既 是优点也是缺点。积极的一面在于，即使针对地广人稀的区域 也容易做到良好的覆盖。另一方面，这个区域内的频谱效率非 常之低，也就意味着(假定分配给这项业务的频谱有限)只有很 少的人可以同时通信。? 基站费用：建一个基站（卫星）的费用比为陆地系统建造基站要高。不仅通信卫星的发射非常昂贵，而且还必须作为卫星和 PSTN之间连接点的地面站建造适当的基础设施。无线通信系统的分类?无线局域网? 无线局域网(WLAN)的功能属性与无绳电话非常相似――将便携式电脑通过无线链路连接到因特网 (Internet)。? WLAN现已开发出许多标准，以满足高数据速率的需求，并且这些标准都带有IEEE 802.11的标识。最原始的IEEE 802.11标准支持 以1Mb/s的速率传输，最流行的802.11b标准(WiFi)支持高达11Mbit/s 的速率，802.11a标准将速率提升到 55Mbit/s。更高的速率将通过 802.11n标准加以实现。? 在原理上，WLAN设备可以连接到任何采用相同标准的基站(接入点)。接入点的拥有者 可以对接入做出限制――如，通过适当的安全设置。无线通信系统的分类?? ? ? ? ?微波中继抗干扰能力强，线路噪声不累积 保密性强，便于加密 长距离、大容量地面干线无线传输 设备体积小、功耗低 占用频带宽无线通信系统的分类?无线局域网? 无线局域网(WLAN)的功能属性与无绳电话非常相似――将便携式电脑通过无线链路连接到因特网 (Internet)。? WLAN现已开发出许多标准，以满足高数据速率的需求，并且这些标准都带有IEEE 802.11的标识。最原始的IEEE 802.11标准支持 以1Mb/s的速率传输，最流行的802.11b标准(WiFi)支持高达11Mbit/s 的速率，802.11a标准将速率提升到 55Mbit/s。更高的速率将通过 802.11n标准加以实现。? 在原理上，WLAN设备可以连接到任何采用相同标准的基站(接入点)。接入点的拥有者 可以对接入做出限制――如，通过适当的安全设置。无线通信系统的分类?个域网? 当网络覆盖区域变得比 WLAN更小的时候，称之为个域网 (PAN)。此类网络多数是为了达到简单的 “电缆替代”效果。例如，遵从蓝牙 (Bluetooth)标准的设备,支持蜂窝电话和头戴式免持耳机之间不需要 电缆的无线连接，两个设备间的距离小于1m。类似地，娱乐系统 (DVD播放器到电视)中的组件之间、计算机与其外设(打印机，鼠标) 之间以及其他同类的应用都可以通过个域网的覆盖来形成无线链 路。? 许多个域网标准由IEEE 802.15小组开发完成。无线通信系统的分类?固定无线接入? 固定无线接入可看做是无绳电话或WLAN的演化形式，它从根本上替代了用户和陆上有线系统之间的专用线缆连接。与无绳系统的主要差 别在于（1）用户设备不具移动性；（2）基站几乎总是服务于多个用 户。此外，通过固定无线接入设备中继之后的传输距离(在100m到几十 千米之间)要比通过无绳电话中继后的传输距离长得多。?固定无线接入的目的在于：不用从中心交换局到用户所在的办公室 或居所铺设电缆就能向用户提供电话和数据连接。?固定无线接入的主要市场向农村地区提供覆盖和在不具备任何有线 基础设施的发展中国家建立连接。?802.16(WiMax)标准通过在系统中引入有限的移动性，因而也就模糊 了与蜂窝电话技术之间的界限。无线通信系统的分类?WiMax? WiMAX全称为World Interoperability for Microwave Access，即全球微波接入互操作性。WiMAX的另一个名字是802.16。或广带无线接入 (Broadband Wireless Access，BWA)标准。? WIMAX是一项无线城域网(WMAN)技术，是针对微波和毫米波频段提出的一种新的空中接口标准。它用于将无线接入点连接到互联网， 也可连结公司与家庭等环境至有线骨干线路。它可作为线缆和DSL的 无线扩展技术，从而实现无线宽带接入。?WiMAX解决的是无线城域网的问题。WiMAX能把信号传送31英里 之远，而且，网络连接速度也将升至每秒70兆。 3G与WiMax的差别就在于，WiMax倡导的将宽带无线化，而3G倡导 的是将无线宽带化。?无线通信系统的分类速率与覆盖范围的关系无线通信系统的分类宽带接入技术比较技术WiMAX Wi-Fi标准802.16e 802.11a/ b/g使用移动无线 局域网 无线局域 网 无线广域 网 无线广域 网吞吐率高达30 Mbit/s 10MHz BW 高达11~54Mbit/s 高达2 Mbit/s 高达10 Mbit/s,HSDPA技术范围1~3英里 300英尺 1~5英里频率2~6GHz 2.4，5GHz 00 MHz 400,800,900, 00, 2100MHzWCDMA/ 3G TD-SCDMA CDMA2000 1x EV-DO 3G高达2.4 Mbit/s 1~5英里 通常300~600Kbit/s内容? 无线通信技术原理 ? 无线通信的起源与发展 ? 无线通信系统的分类? 无线通信基础知识 ? 频谱规划 ? 无线通信的技术挑战无线通信基础知识信源 编码 信源变 换器 信宿变 换器 信宿 信源 编码 信道 解码 信道 编码 射频与 天线 无线 信道黄色块为接收器 接收信号信源复用调制多址黄色块为发送器已调发射信号解复 用解调多址天线与 射频消息的估计无线通信系统模型无线电工作方式单工通信 双工通信半双工 通信 移动中继方式双工通信双工通信通信双方 均同时进行收发工作。 通信 即任一方讲话时，可以听到对方的话音 。发 话 器A T 发 射 机 天 线 共 用 器 f1 f2B T受 话 器 R f2 f1 Rplay play接 收 机图 1-4 双 工 方 式Mobile Communication Theory双工技术? 双工技术? 频分双工（ FDD ）如WCDMA和GSM、CDMA2000? 上下行频率配对 ? ? 需要成对频段 适合于上下行对称业务；? 时分双工（TDD）如TD-SCDMA? 上下行频率相同 ? ? 可用于任何频段 适合于上下行非对称及对称业务FDD和TDD上行 下行FDD 频分双工移动台发射 基站接收 一个载频 基站发射 移动台接收频率TDD 时分双工时间 时间半双工通信半双工通信 通信双方中，一方使用双频双工方式，即收发信机同时 工作；另一方使用双频单工方式，即收发信机交替工作。发 话 器 A T 发 射 机 受 话 器 R f2 天 线 共 用 器 f1 R f1 f2 B TPlay PlayMobile Communication Theory接 收 机图 1-5 半 双 工 方 式单工通信单工通信 通信双方电台交替地进行收信和发信。 方式同频单工 双频单工受话器 R 接收机 f1(f2) f1 R 发话器 A T 发射机 f1 f1(f2) B TPlay Play同频单工：收发均采用 f1 双频单工：收发分别采用 f1和 f2Mobile Communication Theory中继方式目的 增加通信距离 基本方式 单工中继 双工中继T R T R f1 f2 T R 单工中继 f1 f1 T R 双工中继 T R f2 f2 T R f2 f1 T RMobile Communication Theory天线?在无线系统造价中，天线虽然占了 很少的份额，但是却起着非常重要 的作用，基站的辐射能量都要从天 线发射出去而终端的信号也要通过 天线进行接收。 天线主要作用是把射频载波信号变 成电磁波或者把电磁波变成射频载 波信号。 天线的增益、覆盖方向、波束、可 用驱动功率、天线配置、极化方式 等都影响系统间的通信性能。??天线组成部件以典型的板状天线为例打开天线的外包装，外观来看，天线有以下 三个部分： A. 天线罩 B. 端盖 C. 接头 若将天线外罩打开，天线的内部构造有三 部分组成： A. 槽板――优质铝板加工 B. 馈电网络――优质铝板加工 C. 振子――优质铝板加工天线辐射电磁波的基本原理?当导线上有交变电流流动时，就可以发生电磁波的辐射，辐射的能力与 导线的长度和形状有关。?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；将 两导线张开，这时由于两导线的电流方向相同，由两导线所产生的感应 电动势方向相同，因而辐射较强。?当导线的长度L 远小于波长λ时，辐射很微弱；导线的长度L 增大到可 与波长相比拟时，导线上的电流将大大增加，因而就能形成较强的辐 射。?通常将上述能产生显著辐射的直导线称为振子。振子的角度与电磁波辐射能力的关系天线组成部件――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 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、独立地使用或用作为抛物面天线的馈 半波对称振子可简单、独立地使用或用作为抛物面天线的馈 源，也可采用多个半波对称振子组成天线阵。 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叫做对称振子。每臂长度为四分之一波长、全长为二分之 一波长的振子，称半波对称振子。全长与波长相等的振子，称全波对称振子。 天线需要多个半波对称振子组阵以得到更大的增益1/4波长1/2波长1/4波长 对称振子波长1/2 波长天线主要技术参数?辐射特性（方向图）参数增益、极化、波瓣宽度、前后辐射比、上旁瓣抑制、零 值填充下倾角?传输特性参数驻波系数、频带宽度、隔离度、三阶互调、功率容量?机械特性参数接头型式、天线罩质材、尺寸、重量、风荷、适应环境天线参数-增益天线是将传输线中的电磁能转化成自由空间的电磁波 或将空间电磁波转化成传输线中的电磁能的设备。因 为天线是无源器件，所以仅仅起得是转化作用而不能 放大信号，那么我们为什么又说某型号的天线的增益 是10dbi呢？天线参数-增益有这样一个事实：将外面损坏的基站拿到机房做测试，一般是不接天 线的，打电话是没有问题的，只是覆盖的距离小，接上天线后覆盖距 离明显大多了，毫无疑问天线是有增益的并且还有大小之分，一个无 源器件若想实现正的增益必然有一部分是负增益才行，这就要说到天 线辐射的方向图问题。用垂直平面和水平平面上表示不 同方向辐射电磁波功率大小的曲 线来表示天线的方向性。理想点源（无耗均匀辐射器）增益一般与天线方向图有关，方向 图主瓣越窄，后瓣、副瓣越小，增 益越高。天线参数-增益和全向天线方向图相比可以看 出全向天线在水平方向上突出 了一部分（正的增益），在垂 直方向上少了一部分（负的增 益），由此得出我们若使用的 10dbi全向天线是把一个方向的 能量贴补到另一个方向上来实 现无源增益的全 向 天 线 立 体 方 向 图天线参数-增益天线增益的定义：天线增益是指天线将发射功率往 某一指定方向集中辐射的能力，是用来表示天线集 中辐射的程度。切记：天线本身不增加所辐射信号的能量， 它只是通过天线振子的组合并改变其馈电方 式把能量集中到某一个方向。一般把天线的最大辐射方向上的场强E与理想多向同性天线（理 想点源）均匀辐射场强E相比，以功率密度增强的倍数定义为增 益。增益越高，天线波束的范围就越小。dBd 和 dBi的区别一个单一对称振子具有面包 圈形的方向图辐射一个各向同性的辐射器在所 有方向具有相同的辐射?天线增益一般常用dBd2.15dB对称振子的增益为2.15dB和dBi 两种单位。 ?一个天线与对称振子相比较的增益 用“dBd”表示 ?一个天线与各向同性辐射器相比较的增益 用“dBi”表示 ?如: 3dBd = 5.15dBi天线增益?dBd 和dBi两者有一个固定的dB 差值，即0dBd等于 2.15dBi。 即 dBi=dBd+2.15天线参数-增益?板状天线的高增益是通过多个基本振子排列成天线阵而合成。例：1个 对称振子接收功率：1mW4个对称振子组阵接收功率：4 mWGAIN= 10log(4mW/1mW) = 6dBd天线参数-增益? ?利用反射板可把辐射能控制聚焦到一个方向 反射面放在阵列的一边构成扇形覆盖天线天线 (顶视)“全向阵” 例如在接收机中为4mW功率“扇形覆盖天线 ” 将在接收机中有8mW功率在我们的 ““ 扇形覆盖天线 ”” 中，反射面把功率聚焦到一个方向进一步提高了增益 在我们的 扇形覆盖天线 中，反射面把功率聚焦到一个方向进一步提高了增益 这里 , ,““ 扇形覆盖天线 ””与单个对称振子相比的增益为 10log(8mW/1mW) 这里 扇形覆盖天线 与单个对称振子相比的增益为 10log(8mW/1mW)= =9dBd 9dBd天线参数-天线的方向性?天线的方向性是指天线向一定方向辐射电磁波的能 力。对于接收天线而言，方向性表示天线对不同方向 传来的电波所具有的接收能力。天线的方向性的特性 曲线通常用方向图来表示。?方向图可用来说明天线在空间各个方向上所具有的发 射或接收电磁波的能力。?天线辐射方向图可分为全向辐射方向图和定向辐射方 向图两大类，分别被称为全向天线和定向天线。天线辐射方向图一个单一的对称振子具有“面包圈” 形的方向图顶视侧视在地平面上，为了把信号集中到所需要的地方，要 求把“面包圈” 压成扁平的天线参数-天线方向图反射面放在阵列的一边构成扇形覆盖天线 图中红色所示 为定向天线罩 中的金属反射 板，它的存在 使天线在水平 面的辐射具备 了方向性，适 用于扇形小区 的覆盖。全向天线和定向天线的场强分布（水平截面图和立体辐射方向图）天线参数――半功率角在方向图中通常都有两个瓣或多个瓣，其中最大的瓣 称为主瓣，其余的瓣称为副瓣。 定义为:在主瓣最大辐射方向两侧，辐射强度降低 3 dB（功率密度降低一半）的两点间的夹角定义为波瓣 宽度（又称波束宽度或主瓣宽度或半功率角）。波瓣 宽度越窄，方向性越好，作用距离越远，抗干扰能力 越强。3dB 水平波束宽度 3dB 垂直波束宽度Peak - 3dB Peak - 3dB65°13°天线参数-天线波束宽度3dB 波束宽度水平面方向图10dB 波束宽度 - 10dB点 120° (eg)- 3dB点 60° (eg)峰值峰值- 3dB点 Peak - 3dB 15° (eg) Peak 32° (eg)- 10dB点 Peak - 10dB PeakPeak - 3dBPeak - 10dB垂直面方向图天线参数――极化方式?在天线的各项参数里有一个很重要的参数就是极化方式。天线的 极化就是指天线辐射时形成的电场强度（图中红箭头）方向。当 电场强度方向垂直于地面时，此电波就称为垂直极化波；当电场 强度方向平行于地面时，此电波就称为水平极化波。垂直极化 Vertical水平极化Horizontal双极化天线?双极化天线是由极化彼此正交的两根天线封装在同一天线罩中组 成的，两个天线为一个整体，传输两个独立的波。?采用双线极化天线,可以大大减少天线数目，简化天线工程安 装，降低成本，减少了天线占地空间。在双极化天线中，通常使 用+45°和-45°正交双线极化。V/H (垂直/水平)倾斜 (+/- 45°)极化方式? ?单极化天线多采用垂直线极化 双极化天线多采用?45?双线极化单 极 化 天 线 单 极 化 天 线2个端口双极化天线1个端口单极化与双极化天线欲理解单极化与双极化天线原理，须先理解天线分集的概念天线工作的无线环境（所谓的无线环境指的是天线信号所处的环境，比 如空间、空气流动、房屋、树木等等）是非常复杂的，信号在传播的过 程中会出现严重的衰落（所谓衰落可以理解成信号强度的衰减）现象； 分集技术也就是通过多路相关性很差的信号进行合并，从而减轻衰落对 信号质量的影响；空间分集和极化分集在基站天线技术中经常被用到。?空间分集是采用将两根单极化天线拉开一定的间距，减小接收信号的相关性，从而降低衰落的 产生实现的，因此，采用空间分集需要多个单极化天线。?极化分集采用的是双极化天线，而双极化天线接收两个不同极化方式的信号（也即不相关性较 好的两路信号），从而实现相关性较差的两路信号的合并，降低衰落的产生，因此，采用极化 分集的只需要一幅双极化天线。优缺对比：极化分集相对空间分集节省天线安装空间；而两者分集效果相当。天线参数――阻抗?天线可以看做是一个谐振回路。一个谐振回路当然有其阻抗。 我们对阻抗的要求就是匹配，和天线相连的电路必须有与天线 一样的阻抗。和天线相连的是馈线，天线的阻抗和馈线阻抗必 须一样，才能达到最佳效果。无线通信系统目前使用的天线阻 抗全部是50欧姆。? ?Z A ? Z0 Z A ? Z0ZA表示天线的输入阻抗，Z0为天线的标称特性阻抗天线参数----反射系数、驻波系数在不匹配的情况下,馈线上同时存在入射波和反射波。两者叠加，在入 射波和反射波相位相同的地方振幅相加最大，形成波峰；而在入射波和反 射波相位相反的地方振幅相减为最小，形成波谷。其它各点的振幅则介于 波峰与波谷之间。这种合成波称为驻波。反射波和入射波幅度之比叫作反 射系数。 反射系数Γ＝─────＝─────入射波幅度 （Ｚ?＋Ｚ。） 反射波幅度 （Ｚ?－Ｚ。）驻波波峰电压与波谷电压幅度之比称为驻波系数，也叫电压驻波比 (VSWR) 驻波系数Ｓ＝───────────＝───驻波波谷电压辐度最小值Ｖmin 驻波波峰电压幅度最大值Ｖmax （1+Γ） （1-Γ）终端负载阻抗和特性阻抗越接近，反射系数越小，驻波系数越接近 于１，匹配也就越好。反射(回波)损耗当馈线和天线匹配时，高频能量全部被负载吸收，馈线上只有入 射波，没有反射波。馈线上传输的是行波，馈线上各处的电压幅度相 等，馈线上任意一点的阻抗都等于它的特性阻抗。 而当天线和馈线不匹配时，也就是天线阻抗不等于馈线特性阻抗 时，负载就不能全部将馈线上传输的高频能量吸收，而只能吸收部分 能量。入射波的一部分能量反射回来形成反射波。朝前: 10W 50 ohms 返回: 0.5W 80 ohms 9.5 W这里的反射损耗为 10log(10/0.5) = 13dB天线参数――驻波比驻波比（VSWR）：Voltage Standing Wave Ratio 天线驻波比是表示天馈线与基站匹配程度的指标。它的产生 是由于入射波能量传输到天线输入端后未被全部辐射出去，产生 反射波，迭加而成的。假设基站发射功率是10W ，反射回0.5W ， 由此可算出回波损耗：RL=10lg（入射功率/反射功率 ） RL＝10lg(10/0.5)=13dB， 计算反射系数：RL=-20lg ? , ?＝0.2238 VSWR=(1+?)/(1- ?)＝1.58 一般要求天线的驻波比小于1.5，回波损耗大于14dB；驻波 比是越小越好，但工程上没有必要追求过小的驻波比。 电压驻波比过大，将缩短通信距离，而且反射功率将返回发 射机功放部分。容易烧坏功放管 ，影响通信系统正常工作。天线参数――带宽?天线是有一定带宽的，这意味着虽然谐振频率是一个频率点，但 是在这个频率点附近一定范围内，这付天线的性能都是差不多好 的。这个范围就是带宽。天线的带宽和天线的型式、结构、材料 都有关系。一般来说，振子所用管、线越粗，带宽越宽；天线增 益越高，带宽越窄。我的带宽比你宽对 称 振 子 一 号对 称 振 子 二 号天线带宽当天线的工作波长不是最佳时天线性能要下降 在天线工作频带内,天线性能下降不多,仍然是可以接受的。在 850MHz 1/2 波长振子 最佳在 820 MHz在 890 MHz 天线振子在 820 MHz 1/2 波长 为~ 180mm, 在890 MHz 为~ 170mm 175mm对~ 850MHz 将是最佳的 该天线的频带宽度 = 890 - 820 = 70MHz天线参数――隔离度(极化隔离)隔离代表馈送到一种极化的信号在另外一种极化中出 现的比例在这种情况下的隔离为 10log(1000mW/1mW) = 30dB1000mW (即1W)1mW天线参数――隔离度? ? ?天线的隔离度指的是两根天线或者一根双极化天线的不相关性； 隔离度参数合格保证了同扇区天线分集接收的性能。 当使用多端口天线时，各个端口之间的隔离度应大于30dB。如双 极化天线的两个不同极化端口，室外双频天线的两个不同频段端 口之间，以及双频双极化天线的四个端口之间，隔离度应大于 30dB。单 极 化 天 线 单 极 化 天 线 双极化天线隔离度隔离度天线参数――倾角?天线的倾角是指电波的倾角，而并不是天线振子本身机械上的倾 角。倾角反映了天线接收哪个高度角来的电波最强。对于定向天 线可以通过机械方式调整倾角。全向天线的倾角是通过电子下倾 来实现的。?电子下倾的原理是通过改变共线阵天线振子的相位，改变垂直分 量和水平分量的幅值大小，改变合成分量场强强度，从而使天线 的垂直方向图下倾。由于天线各方向的场强强度同时增大和减 小，保证在改变倾角后天线方向图变化不大，使主瓣方向覆盖距 离缩短，同时又使整个方向图在服务区内减小覆盖面积但又不产 生干扰。天线参数――倾角倾 角 类 型无下倾 机械下倾 固定电子下倾 可调电子下倾 遥控可调电子下倾 机械电调可组合使用不下倾电下倾机械下倾电调下倾与机械下倾实现电下倾的方法无下倾在馈电网络中路径长度相等 各单元相位一样电下倾在馈电网络中路径长度不相等 各单元 有线性相位差－可调移 相器天线参数――倾角?为了加强对基站近区的覆盖尽可能减少死区，同时尽量减少对其它 相邻基站的干扰，天线应避免过高架设，同时应采用下倾的方式。?黄色低架天线和绿色下倾天线产生的死区范围OX”和OX’，均小于图 中兰色高架无下倾天线的死区范围 OX。基站天线下倾对比示意天线方向图覆盖范围的估算α(下倾角） β/2HαS任何传播模型的估计都是默认工作在天线方向图覆盖范 围内的，而方向图的覆盖范围在天线无下倾角是无限的, 实际覆盖范围完全取决于传播模型估计，在有下倾角时 如上图,是有范围的,可以得出天线高度、下倾角和覆盖 α＝arctan(H/S)+β/2 距离三者之间的关系为： α ：下倾角 β： 垂直波束宽度 H ： 天线高度 S ：方向图覆盖范围改变天线倾角，合理进行容量控制对高话务量区也可通过调整基站天线的俯仰角改善照射区的范 围，使基站的业务接入能力加大； 而对低话务量区也可通过调整基站天线的俯仰角加大照射区范 围，吸入更多的话务量，这样可以使整个网络的容量扩大，通话质 量提高。下倾角10 o垂直波束宽 度10 o20mS常规天线与隐形天线及美化天线??三 扇 区 隐 形 天 线行业习惯，大家出门会自主不自主的去注意安装在室内、室外、楼顶及铁塔上的各种 类型的天线（常规天线），过多的天线已经严重影响了环境的美化，同时会让住户产 生很强烈的不安全感，虽然天线的辐射对人体几乎没有什么影响； 于是出于美化环境及消除群众恐慌两个目的，应运而生了隐形天线和美化天线（这两 个概念没有很严格的区分，一般而言隐形天线指的是能将几个扇区天线合并在一个天 线外罩里，而美化天线指的是将天线隐藏在一个经过美化的外罩里，比如路灯等）隐形天线该隐形天线将三个 扇区的三面双极化 天线集成在一个天 线罩内，在保证性 能的情况下，大大 减少了安装的复杂 度，节省了空间。墙 面 伪 装 天 线路 灯 隐 藏 装 饰 天 线美 化 天 线美化天线路灯天线根据不同情况下的要求，有多个分类： ? 路灯草坪灯天线 ? 射灯天线 ? 室内覆盖装饰天线 ? 空调天线 ? 变色龙天线 ? 广告牌天线 ? 隐藏天线 ? ……射灯天线草坪灯天线 广告牌天线 变色龙天线智能天线智能天线分为两大类：多波束智能天线与自适应阵智能天线；自适应阵天 线一般采用4-16天线阵元结构。智能天线技术原理基于自适应天线阵列原理，利用天线阵列的波束合成和指向，产生多 个独立的波束，自适应地调整其方向图以跟踪信号变化；对干扰方向 调零以减少甚至抵消干扰信号，提高接收信号的载干比（C/I），以增 加系统的容量和频谱效率。??智能天线组成由N单元天线阵、A/D转换器、波束形成器（Beam-former）、波束方向 估计及跟踪器等几部分组成智能天线基本原理?智能天线是一个天线阵 列：它由多个天线单元组 成，不同天线单元对信号 施以不同的权值，然后相 加，产生一个输出信号。?原理：使一组天线和对应 的收发信机按照一定的方 式排列和激励，利用波的 干涉原理可以产生强方向 性的辐射方向图。空分多址大大 增加系统容量智能天线基本原理智能天线智能天线的作用?使用智能天线：UE2 UE1? 能量仅指向小区内处于激活?UE4不使用智能天线：? 能量分布于整个状态的移动终端? 正在通信的移动终端在整个UE3小区内? 所有小区内的移小区内处于受跟踪状态自适应阵列? 通过对用户来波方向角的测量， UE1、UE2分配在不同时隙/频率 ? UE3、UE4分配在相同时隙/频率?运用智能天线技术将空间彼此隔开的用户动终端均相互干 扰Talk 普通天线放入同一时隙；而落入同一波束区域内的用 户放入不同的时隙，以减小干扰多波束天 线和自适应阵天线区别? ?智能天线分为两大类：多波束天 线和自适应阵天线。 多波束天线利用多个并行波束覆盖整个用户区，每个波束的指向 是固定的。波束宽度也随阵元数目的确定而确定。随着用户在小 区中的移动，基站选择不同的相应波束，使接收信号最强。因为 用户信号并不一定在固定波束的中心处，当用户位于波束边缘， 干扰信号位于波束中央时，接收效果最差，所以多波束天线不能 实现信号最佳接收，一般只用作接收天线。但是与自适应阵天线 相比，多波束天线具有结构简单、无需判定用户信号到达方向的 优点。 自适应阵天线一般采用4~16天线阵元结构，阵元间距1/2波长。自 适应阵天线是智能天线的主要类型，可以实现全向天线，完成用 户信号接收和发送。自适应阵天线系统采用数字信号处理技术识 别用户信号的不同空间传播方向，提供不同的空间信道，有效克 服了干扰对系统的影响。?内容? 无线通信技术原理 ? 无线通信的起源与发展 ? 无线通信系统的分类? 无线通信基础知识 ? 频谱规划 ? 无线通信的技术挑战无线电波波段频段名 极低频 超低频 特低频 甚低频 低 频 中 频 高 频 甚高频 特高频 超高频 极高频 缩写 ELF SLF ULF VLF LF MF HF VHF UHF SHF EHF 频带范围 30 Hz以下 30 ~300Hz 300 ~3000Hz 3~30kHz 30~300kHz 300kHz~3MHz 3MHz~30MHz 30MHz~300MHz 300MHz~3GHz 3GHz~30GHz 30GHz~300GHz 波段名 极长波 超长波 特长波 甚长波 长 波（LW) 中 波（MW) 短 波（SW) 超短波 分米波 厘米波 毫米波 波长 104km以上 103 ~104km 100~1000km 10~100km 1~10km 100~m 1~10m 10~100cm 1~10cm 1~10mm 卫星波 空间波 表面波、地面 波 天波 地波 特征无线电波波段?如上表可见不同的业务采用不同的频段进行传播，而且 仅仅是在十几GHz以下的频谱得到了应用。无线电波波段?电磁波谱，从波长较长（频率低）到波长越来越短（频率高）的次序排列 为五种不同的种类：? 无线电波频率在300GHz以下，主要用于广播、电视或其他通信。11 14 ? 红外线频率在 3 ? 10 ~ 4 ? 10 Hz 之间，主要用于红外线加热、探测等。14 14 ? 可见光频率在 3.84 ?10 ~ 7.69 ?10 Hz 之间，能引起视觉。? 紫外线频率在8 ? 1014 ~ 3 ?1017 Hz之间，具有较强的杀菌能力，用于消菌、杀毒。14 19 ? X射线频率在 3 ? 10 ~ 5 ?10 Hz 之间，穿透能力很强，常用于金属探测、人体透视等? 注1：1MHz=106Hz； 1GHz=109Hz； 1THz=1012Hz ? 注2： 频率与波长关系：f ? c / ? , 其中c ? 3 ?10 m / s8无线电波波段?无线电波分布在3KHz到300GHz之间，如上表所示。在不同的频段内 的频率具有不同的传播特性：?频率越低，传播损耗越小，覆盖距离越远，绕射能力越强。但是， 低频段频率资源紧张，系统容量有限，因此主要应用于广播、电 视、寻呼等系统。?高频段频率资源丰富，系统容量大；但是频率越高，传播损耗越 大，覆盖距离越近，绕射能力越弱。另外频率越高，技术难度越 大，系统的成本也相应提高。 陆地无线通信系统选择所用频段要综合考虑覆盖效果和容量，UHF频 段与其他频段相比，在覆盖效果和容量之间折衷的比较好，因此被 广泛应用于移动通信领域。随着人们对无线通信的需求越来越多， 需要的容量越来越大，无线通信系统必然要向高频段发展。?无线电波波段?如果把电磁波谱从低到高划分为频段，则可用下面公式表示： 0.3(10nHz)&第n频段&= 3(10nHz) 在实际应用中，VHF以下用频段称呼， UHF以上用分米波、厘米 波、毫米波称呼，在通信中常用的波段代号为： VHF： 30MHz~300MHz L： 1GHz~2GHz（1.6/1.5Ghz） C：4GHz~8GHz（6/4Ghz） UHF： 0.3GHz~3GHz S： 2GHz~4GHz X：8GHz~12GHz（8/7Ghz）?? ? ? ? ? ? ?Ku： 12GHz~18GHz（14/12Ghz； 14/11Ghz ） K： 18GHz~26.5GHz Ka： 27GHz（ 26.5GHz ）~40GHz（30/20Ghz） 另有Q、V、W等波段名。无线电波波段?各个波段常用的信号：? 音频：ELF、SLF 、 ULF 、 VLF ? 视频： ELF到HF ? 雷达：VHF 、 UHF 、 SHF 、 EHF ? 移动通信： UHF ? 微波通信： SHF ? 卫星通信： SHF、 EHF?同学可以根据实际的无线系统应用的频率进行波段的 对应。无线电波传播途径?无线电波可通过多种方式从发射天线传播到接收天线 直射波或地面反射波 绕射波 电离层反射波直射波及地面反射波 （最一般的传播形式）山体绕射波 （阴影区域信号来源）电离层反射波 （超视距通讯途径）无线电波传播途径?直射波：发射天线发出的能量直接到达接收机，可用于卫星和外部 空间通信，也可用于陆上视距传播两个微波塔之间。?地面反射波：从发射天线发出的一些能量经从地球表面反射后到达 接收机。?绕射波：电波传播被障碍物阻挡，同一障碍物高度对长波长产生的 绕射损耗小于短波长。通常电波在山区或者城市中摩天大楼密布的 密集市区的传输时要分析绕射损耗。 电离层反射：传播当电波波长小于1米频率大于300MHz 时电离层是 反射体从电离层反射的电波可能有一个或多个跳跃，这种传播用于 长距离通信?宽带无线接入频谱规划? ????我国目前宽带无线接入应用划分4个频段，即2.4GHz、 3.5GHz、5.8GHz、26GHz。 2.4GHz（MHz）频段是免牌照的；要求采用TDD 模式，最大辐射功率不超过100mW；WLAN802.11相关标 准、工业、科学、医疗设备使用该频段。 5.8GHz（MHz）频段需要领取无线电发射执照； 采用TDD模式，最大辐射功率不超过500mW；该频段主要 给基础电信运营商使用。 3.5GHz（MHz/ MHz）频段是我国首次采 用了评选招标的方式分配频率；采用FDD模式，该频段主 要给基础电信运营商使用。 26GHz （24.507~25.515GHz/ 25.757~2.765GHz），采用FDD模 式，该频段主要给基础电信运营商使用。中国2G频谱分配??目前我国使用的2G公众移动通信系统包括GSM、CDMA （IS-95和1X）以及PHS系统；3G公众移动通信系统包括 TD-SCDMA、WCDMA、cdma2000； 2G陆地移动通信频率主要包括为:GSM900、DCS1800、 CDMA800、PCS1900.? 中国2G频谱资源按照运营商的频段划分 ? 中国移动（GSM）：890-909MHZ 上行 / 935-954MHZ 下行 ? 中国联通（GSM）：909-915MHZ 上行 / 954-960MHZ 下行 ? 中国电信（CDMA）：825-835MHZ 上行/ 870-880MHZ 下行 ? 中国移动： MHZ ? 中国联通： MHZ 上行/ MHZ 下行 上行/ MHZ 下行? 中国联通小灵通：1900MHz-1920MHz频段中国3G频谱分配?频谱资源分配图?中国3G频谱资源?中国联通WCDMA： MHz(上行)/MHz(下行)，共 15MHz×2 ； 中国电信cdma2000： MHz(上行)/MHz(下行)，共 15MHz×2 ；目前在CDMA占用的825-835和915-925频段升级EVDO； 中国移动TD-SCDMA：MHz和MHz，以及小灵通让出的 1900MHz-1920MHz频段，其中核心频段55MHz资源，另外还2300至 2400MHz的补充资源。??内容? 无线通信发展 ? 无线通信基础知识 ? 无线通信系统模型 ? 频谱规划 ? 无线通信的技术挑战无线通信的技术挑战? ? ? ?多径传播 频谱限制 能量限制 用户移动性。无线通信的技术挑战多径传播无线通信的技术挑战小尺度衰落无线通信的技术挑战大尺度衰落无线通信的技术挑战符号间干扰具有不同传播时间的多径分量信道脉冲响应无线通信的技术挑战符号间干扰发射端数据路径1 路径2 路径3接收端合成数据 接收端门限判决 后的输出无线通信的技术挑战?频谱限制? 100-800 MHz: 广播(无线电台、电视) ? 400-500 MHz: 集群系统 ? 800-1000 MHz: 蜂窝移动通信 ? 1.8-2.0 GHz:蜂窝移动通信 ? 2.4-2.5 GHz: 无线局域网 ? 3.3-3.8 GHz: 固定无线接入 ? 4.8-5.8 GHz:无线局域网?频谱资源短缺成为世界通信业的共同问题，如何将频 谱资源发挥更大的效用并创造新价值是现实问题。无线通信的技术挑战?受管制频谱的频率再用? 频率效率?不受管制频谱的频率重用? WLAN使用ISM业务的2.45G频段 ? WLAN接收机收到的干扰来自于微波炉等其他工作于 ISM的设备无线通信的技术挑战? 移动性?移动性与衰落相关? 系统必须知道用户位置无线通信发展趋势分析---新技术? ? ? ? ?高效的信道编码技术 智能天线技术 软件无线电技术 多用户检测与干扰消除 全IP核心网高效的信道编码技术? ?信道编码和交织依赖于信道特性和业务需求 在第三代移动通信系统中都采用了卷积码和Turbo码两种 纠错编码1. 在高速率、对译码时延要求不高的数据链路中使用Turbo码以利于其优异的 纠错性能； 2. 在语音和低速率、对译码时延要求比较苛刻的数据链路中使用卷积码，在 其它逻辑信道中也使用卷积码。软件无线电技术?基本思想高速模数和数模转换器尽可能靠天线处理所有基带信号处理都用软件方式替 代硬件实施。?特点基于同样的硬件环境，针对不同的功能采用不同的软件来实施，其系统升 级、多种模式的运行可以自适应地完成。能够实现多模式通信系统的无缝连 接。?关键部分宽带多频段天线、高速A/D和D/A转换器以及高速信号处理部分无线通信发展趋势分析?软件无线电? 当前无线系统在硬件及软件上存在的问题： ? 多种标准、多种制式、多种协议、多种方案? 困难： ? 互连互通难 ? 设备更新难 ? 研制开发难? 能否搞成一个通用的无线系统： ? 硬件是公用的，除了天线和 RF 前端外，其它都是 DSP ? 所有无线通信过程都用软件实现，而软件环境是开放的 ? 无线协议都遵循一个公共的 Wireless OSI 分层结构无线通信发展趋势分析?软件无线电的关键技术? 多频段天线及 RF前端技术 ? 直接式数字上、下变频技术 ? 高速 DSP 技术? ?标准化无线协议及协议转换技术 软件无线电的应用前景? 多模手机 ? 通用无线平台 ? 通用抗干扰军用电台无线通信发展趋势分析?扩频多址技术? ?缺点：非正交性 ( Non-orthogonality 优点：坚韧性 (Robustness)? 坚韧性体现在： ? 抗多径 ? 抗干扰 ? 蜂窝分割的频率再用 ? 扇区分割的频率再用 ?前沿技术：时空联合处理、智能天线、多用户检测多用户检测与干扰消除?基本思想?? ?把所有用户的信号都当作有用信号处理，而不是当作干扰信 号，充分利用各用户信号的用户码、幅度、定时、延迟等信息 从而大幅度降低多径多址干扰 ，提高频谱效率 包括联合检测和干扰抵消?联合检测：?利用所有用户的相关先验信息，在一步之内将所有用户的信号 分离出来。?使用联合检测的原因：?快速的进行信道估计和相对简单的运算复杂度联合检测技术智能天线＋联合检测全IP核心网? ?真正实现话音和数据的业务融合 将无线话音和无线数据综合到一个技术平台上传输， 这一平台就是IP协议?全IP网络可节约成本，提高可扩展性、灵活性和使网 络运作更有效率等。支持IPv6，解决IP地址的不足和 移动IP?基于移动IP技术，为用户快速、高效、方便地部署丰 富的应用服务成为可能无线通信发展趋势分析?无线ATM的发展背景? ? ?ATM方式在通信网中应用广泛 可移动多媒体业务的发展与普及 无线频谱资源的更加合理利用?无线 ATM 的技术关键?窄带化技术（低到几 Mb/s） 抗误码技术 按信源的信息量动态地分配带宽? ? ?无线 ATM 的应用前景?军事通信、多媒体通信习题1、无线通信系统的组成？ 2、无线电磁波频率和波长的关系？ 3、简述无线电工作的方式。 4、天线增益、极化、驻波比、天线下倾是如何定义 的。 5、无线通信的技术面对哪几方面的挑战？ 6、简述无线电波传播途径。
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