无线通信理论与技术 Wireless Communications Theory and Techniques
课程教学目标
本课程着重讲授无线通信基础知识，主要内容包括无线信道模
型与容量、扩频技术与多址技术、阵列信号处理与空时信号处 理、MIMO与空时编码及无线传输新技术等。
本课程期望通过课堂讲授与课下练习，为从事无线移动通信方
当山岳高度不等于200 m 时，查得 的Kjs 值还需乘以一个系数
0.07 H '
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电波传播
6. 斜坡地形的修正因子Ksp——(增益因子)
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电波传播
散射波
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电波传播
散射/散射波传播 当波穿行的介质中存在小于波长的物体并且单位体积
内阻挡体的个数非常巨大时，发生散射。散射波产生 于粗糙表面，小物体或其他不规则物体。
在实际的通信系统中，树叶、街道标志和灯柱等会引
工程 人体区域网络及其应用 宽带无线接入技术 认知无线电和软件无线电 微波和毫米波理论与技术 多用户和多址接入方案 无线光通信 无线网络规划和优化 无线资源管理和干扰控制
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无线通信理论与技术 Wireless Communications: Theory and Techniques
天线高度增益因子Hm(hm, f)
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电波传播
2. 郊区修正因子Kmr
3.
(增益因子)
25 d ＝ 1 km 20 d ＝ 5 km d ＝ 10 km 15 d ≥20 km 10
开阔区、准开阔区修正因子（Qo，Qr）
35
Qo : 开阔区 Qr : 准开阔区
30
丘陵地形的修正因子Kh
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丘陵地形微小修正值Khf
电波传播
5. 孤立山岳地形的修正因子
Kjs——(增益因子) 当电波传播路径上有近似刃 形的单独山岳时，若求山背 后的场强时， 则应考虑绕射 衰耗、阴影效应、屏蔽吸收 等附加衰耗。 这时可用孤立 山岳修正因子Kjs加以修正
电波传播 （一） 无线信道模型
电波传播 标量信道模型 矢量信道模型 无线信道仿真基础
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电波传播
直射 反射 绕射 散射 穿透
下面分别介绍！
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电波传播
直射波
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课程主要教学资源
张贤达， 通信信号处理，国防出版社, 2000 A.J维特比 著 李世鹤 等译，CDNA扩频通信原理，人民邮电出版社，
2000 Gross F B, Smart antennas for wireless communications with Matlab, Mcgraw-Hill, 2005 Arogyaswami Paulraj, Introduction to Space-Time Wireless Communications, Cambridge University Press, 2008 IEL 数据库关于3D MIMO/Massive MIMO 的论文 其它相关数据库新技术文献
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电波传播
绕射波
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电波传播
电波传播机制
阻挡体 反射（引起多径衰落） 比传输波长大的多的物 体 绕射 散射 尖利边缘 粗糙表面
已讨论的自由空间直射、平坦地面反射、绕射以及散射 等传播模式，都属于确定性方法，它们是通过电磁理论 的直接求解或射线理论的近似求解来得到无线链路中的 传播情况，它们只适合于非常简单的环境。虽然如此， 它们提供基本的传播机制是非常有用的。
电波传播
直射传播（视距传播，LOS，Line of Sight） 收发两端处在视距范围内，能互相“看得见”的电波
直线传播方式。
是超短波（30MHz~300MHz）、
微波（300MHz~300GHz）和 卫星通信的传播方式。
视距传播时易受到高山和大的建
筑物的阻隔，为了加大传输距离， 把发射天线架高。由于受地球曲面 的影响，一般传输距离不过50千米 左右。采用接力通信的方式。
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电波传播
空间波传播（LOS传播） 自由空间的传播损耗：在理想的、均匀的、各向同性的
介质中传播，只存在电磁波能量扩散而引起的传播损耗。
2 PG G Pr t t 2 r 2 (4 ) d L
Pt为发射功率，以球面波辐射 Gt，Gr分别表示发射天线和接收天线增益，d 为发射
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电波传播

奥村(Okumura)模型——修正模型
模型适用的范围：频率为150～1500 MHz，基地站天
线高度为30～200 m，移动台天线高度为1～10 m， 传播距离为1～20 km。 标准模型：
实际路径损耗
LT Lbs Am ( f , d )
自由空间传 播损耗
1. 市区传播衰耗中值修正(大城市准平滑地形)
基站高度 200m，移动 台3m
（1）基本衰耗中值Am(f, d) Am(f, d)与工作频率、通信距离的关系。可以看出随 着工作频率的升高或通信距离的增大，传播衰耗都会 增加 （2）基站天线高度因子Hb(hb,d) （3）移动台天线高度因子Hm(hm,f)
发散射。
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电波传播
散射/散射波传播 主要用于无法建立微波接力站的地区大海、岛屿之间
的通信。
利用对流层散射和电离层散射传播。 是超短波和微波
传播方式，通信距离600～800千米。
散射信号一般很弱，散射通信时，使用大功率发射机、
高灵敏和方向性很强的天线。
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电波传播
70 市区 hb＝ 200 m hm ＝ 3 m 60 d / km 60 50 50 100 90 80 70
Hale Waihona Puke 基本衰耗中值 A m(f , d ) / dB
100 90 80 70 60
40 30 20 10 5 3 2 1
40
50 40
30
30 20 10
电波传播
反射波
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电波传播
天波传播（电离层反射传播） 无线电波经天空中电离层（离地面约40-800千米高）
的反射或折射后返回地面的传播方式。
短波（3MHz~30MHz）的传播方式。 电离层对长波和中波吸收较多。而超短波及微波可
以穿过电离层。 短波传输时，因电离层的变 化, 信号起伏变化较大, 接收 信号时强时弱; 晚上电离层较 稳定,传播效果也较好, 信号较 稳定 。
20
5 3 2 1
d / km
10
100
200
300
500 700 1000
2000 3000
频率 / MHz
基本衰耗中值Am(f, d)
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高度增益因子Hb(hb,d)
电波传播
市区准平滑地形的 路径传播衰耗中值 应为
LT Lbs Am ( f , d ) H b (hb , d ) H m (hm , f )
1000
LT 2000
QO Qr K mr
15 100
200
300
500 700 1000
2000
频率 / MHz
频率 f / MHz
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电波传播
4.
丘陵地的修正因子——(增益因子)
丘陵地的地形参数可用“地形起伏”高度Δh表示。其定义 是： 自接收点向发射点延伸10 km范围内，地形起伏的90%与 10%处的高度差
开阔区修正因子 Q o / dB 准开阔区修正因子 Q r / dB
郊区修正因子 K mr / dB
25
Qo
传播衰耗中值
5
Lbs Am ( f , d ) H b (hb , d ) H m (hm , f ) QO Qr K mr
20
Qr
0 100
200 300
500 700
间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式，近些年信息通信领域 中，发展最快、应用最广的就是无线通信技术。在移动中实现的无线 通信又通称为移动通信，人们把二者合称为无线移动通信。
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无线通信
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无线通信
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无线通信
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无线通信研究领域
天线系统和无线电频率（RF） 太赫兹和红外技术与工程 车载通信与网络 无线空中接口和连接控制 无线传播信道建模 无线多媒体通信与计算 无线电力传输 无线传感器网络 无线系统架构及应用 无线通信和路由
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任课教师简介
要求
自律 课程群 无线通信理论与技术 225734840，要求真名加入，并 以真名修改群名片 成绩计算 期末考试60%+平时40%（考勤+作业）
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研究生与本科生的区别
本科生 研究生
以学习书本知识为主的学生
David Tse and Pramod Viswanath,Fundamentals of Wireless
Communication，Cambridge University Press, 2005 （ /~dtse/book.html ） Theodore S.Rappaport ,Wireless Communications: Principles and Practice(Second Edition) , Prentice Hall Press,2002 ( /rappaport/ ) B. Clerckx and C. Oestges, MIMO Wireless Networks: Channels, Techniques and Standards for Multi-Antenna, Multi-User and Multi-Cell Systems, Academic Press, 2013 ( /bruno.clerckx/Teaching.html ) T. Brown, Practical Guide to MIMO Radio Channel with MATLAB Examples , Wiley Press, 2012 ( /Personal/T.Brown/MIMObo ok/ )