附加频率: 落入信道内的干扰信号 的频率, 接收机在接收有用信号
的同时, 也接收干扰信号, 干扰信号的频率随移动台的移动变化
基站
fd
v
cos
移动台
天线
All wireless devices have at least one antenna; most use the same antenna to transmit and receive
调制解调技术很多, 差异性表现在效率,能耗,复杂度等
基带传输:不调制, 计算机或终端等设备直接发出的二进制数字信 号(即“1”或“0”, 方波固有的频带称为基带信号)
频带传输: 先将基带信号变换(调制)成较高频率范围的模拟信号( 频带信号), 再在模拟信道中传输
基带传输要求信道有较宽通频带，设备简单，但传输距离较短； 频带传输则相反
电视与调频广播、无线寻呼、地面移动通信 短波广播、业余无线电 中波广播、航海与航空导航信标 航海与航空导航信标、航空导航
导航、声纳、航空 军事潜艇通信
多径效应
电磁波多径传播, 造成多径 信号幅度、相位及到达时 间不同, 多径信号叠加将产 生电平衰退(fading)和时延 扩展, 产生附加调频噪声, 接收信号失真
第 二章 无线通信与移动网络技术
内容
2.1 无线通信技术基础 2.2 无线个域网 2.3 无线局域网 2.4 无线城域网 2.5 无线广域网
2.1 无线通信技术基础
2.1.1 无线通信 2.1.2 调制解调技术 2.1.3 无线信道接入技术 2.1.4 多址接入 2.1.5 无线通信网络系统分类
红外光
微米波
300GHz
极高频(EHF)
特高频(SHF)
3000MHz
超高频(UHF)
频率
远程探测、激光通信、光空间通信 雷达、射电天文学 微波链路、卫星通信
电视与调频广播、无绳电话、个人无线电
30MHz
甚高频(VHF) 高频(HF)
中频(MF)
300kHz
低频(LFF)
扩频射频带宽大于被传输的信号带宽, 数十至数十万倍 射频带宽由扩频函数确定
2.1.3 无线信道接入技术
在无线通信中, 信道共享
控制共享信道的接入是MAC子层的主要任务 协议设计原则: 公平性(多节点公平使用信道); 高利用率
无线信道接入技术
动态多点随机接入技术
ALOHA协议; 带冲突避免的载波侦听多址接入协议(CSMA/CA)
智能天线
波束转换智能天线 (b)
自适应阵列智能天线(a)
2.1.2 调制解调技术
载波: 无线通信都采用某种调制方式将信号加载在连续的 无线电波上进行传输
调制解调技术:数字信号与模拟信号之间进行转换, 以便 计算机进行远距离数据通信
无线通信中不可或缺的环节, 决定无线通信能力的关键技术之一 在带宽有限的信道中提高数字信号的传输效率
基站
反射体
直射波
反射波
散射波 散射体
移动台
阴影衰退
快衰落:大尺度衰落, 常由地形、阴影引起. 快衰落速率达每秒30 ～40次, 衰落深度(信号变动范围)达30dB. 又称瞬时性衰落
慢衰落:小尺度衰落, 常由多径, 信号干扰引起, 产生多普勒效应
基站
障碍物
移动台
多普勒(Doppler)效应
移动台与基站的相对运动引起接收信号的附加频率变化, 距离越近, 附加频率越高
无线电频谱
电磁波频谱相当宽, 包括红外线, 可见光, X射线 国际电信联盟(ITU)定义3000GHz以下的电磁频谱为无
线电通信专用资源
无线接入容量, 有限的自然资源 无线电频谱为人类共享
频率划分受政策、技术、可使用的无线电设备等限制
ITU当前只划分了9KHz~400GHz范围 由于传播特性所限, 无线通信业务一般工作在300GHz以下 各频段所对应的业务与应用参见下图 频率资源紧张已成为 世界各国面临的难题
斯电报码发射与接收试验, 通信距离超过3000公里 1909年, 马可尼获得诺贝尔物理学奖
电磁波
Frequency (f) is the number of oscillations (cycles) per second. Unit is Hertz or Hz Wavelength(λ) is the distance covered by one oscillation (cycle) as the wave travels through space
2.1.1 无线通信
– 中国古代 烽火台 – 1865年, 麦克斯韦(J. C. Maxwell)建立了著名的电、磁、
光现象相统一的麦克斯韦方程 – 1887年, 赫兹(H. R. Hertz)首次证明了在数米远两点之间
可以发射和检测电磁波 – 1895年, 波波夫在俄国彼得堡的物理化学分会上, 宣读关
The antenna must be at least one quarter wavelength in size to work well.
So, no matter how small you make a cellular phone, the antenna is going to have to be about this size!
扩展频谱
扩频/展频:
传输信号的频谱经扩频函数扩展成宽频信号再传输 接收端采用相同的编码进行解调及处理, 恢复原始数据
扩频通信频带带宽提高通信的抗干扰能力和安全性
单位频带内功率降低, 对其它电子设备的干扰减小 衰落具有频率选择性, 仅对一小部分信号造成影响
直接序列扩频(DSSS)和跳频扩频(HFSS), 后者应用较多, 扩频原则:
于“金属屑与电振荡关系”的论文, 并当众展示了他发 明的无线电接收机
无线通信
马可尼的贡献贯穿在无线电、电视、移动电话、卫星通信等领域 1895年, 马可尼(G. M. Marconi) 成功进行了约3公里的无线电通信 1897年, 马可尼赴英国发展, 获得科学界和实业界的重视与支持,
并取得专利 1897年, 马可尼建立了世界上第一家无线电器材公司-马可尼公司 1901年, 马可尼在英格兰与纽芬兰之间进行了横跨大西洋的莫尔