无线通信基本原理、基本概念
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快、慢衰落
快衰落
由于多径传播而引起的接收信号场强短时间内随机快速起伏。
慢衰落
传播路径上阻挡物阴影引起的接收信号强度中值的缓慢变化。
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平衰落和选择性衰落
平衰落
发射信号的频谱特性在 接收机内仍能保持不变的
天线知识
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内容提纲
无线通信基本常识
无线通信概念 无线通信分类 频段的划分 常用通信使用的频段 仙农（Shannon）定理 波长λ、频率f的关系 双工方式与多址方式 蜂窝移动通信
编码 调制 电波传播基本知识 天线知识
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背景知识
通信按传输媒体分为无线通信和有线通信两大 类。移动通信、卫星、微波、无线接入等都是 无线通信，无线通信信号以电磁波的形式通过 空间传送，具有信道不可预见性大，使用灵活、 方便等特点。
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内容提纲
无线通信基本常识 编码
调制
电波传播基本知识
无线通信基本原理、基本概念
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小结
无线通信基本常识
无线通信概念 无线通信分类 频段的划分 常用通信使用的频段 仙农（Shannon）定理 波长λ、频率f的关系 双工方式与多址方式 蜂窝移动通信
无线通信基本原理、基本概念
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内容提纲
无线通信基本常识 编码
信源编码 信道编码
• 语音编码
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常用通信使用频段（续）
微波
4～11GHz,13GHz,15GHz,18GHz
卫星
1.5GHz,2.5GHz,4/6GHz,11/14GHz,12/14GHz,20GHz, 30GHz,40GHz
无线接入
2.4GHz,3.5GHz,5.8GHz,26GHz,28GHz,38GHz
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BPSK调制
调制器 m（t）

S（t）

cosct
星座图 x（t）
Q I
解调器 y（t）

cosct
LPF

S（t）
25
1 T ∫ 0 dt T
r（t）
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QPSK调制
调制器
输入
Rb/2
串并 变换
LPF
本振

90°相移
Rb
﹢
BPF
QPSK
信号
Rb/2
LPF
解调器
接收 信号


BPF
载波恢 复电路 90°相移
LPF
判决电路
符号时 序恢复
复用
恢复电路

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LPF
判决电路
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QAM调制
改变相位和幅度的调制
16QAM 星座图
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小结
调制
调制分类 FSK、GFSK调制 MSK、GMSK调制 BPSK调制 QPSK调制 QAM调制
• 卷积编码 • Turbo编码
调制 电波传播基本知识 天线知识
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信源编码
信源编码：把语言、图像等原始信号转为数字信 号进行的编码。 语音编码
常见通信系统的语言编码
通信系统 PSTN PCM (脉冲编码调制) GSM RPE-LTP （规则脉冲 激励长期预 测编码） 13 CDMA QCELP （高通码激 励线性预测 编码） 1.2/2.4/4.8/9.6 WCDMA AMR （自适应多 速率编码） 4.75～12.2 PHS ADPCM （自适应差 分脉冲编码 调制） 32
降雨损耗对电波传播的影响
频率大于等于10GHz以上的电磁波需考虑降雨 损耗对信号传播的影响； 频率小于10GHz以下的电磁波则不需考虑降雨 损耗对信号传播的影响 ； 降雨强度越大、频率越高则降雨损耗越大。
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36Байду номын сангаас
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多普勒频移 基站与移动台间的相对运动会引起频率 调制，这种现象叫多普勒频移 。
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王伟平、区细成
课程简介
面向对象：初级设计人员 课程目的：理解和掌握无线通信基本原理、常 用名词术语的基本含义。 课程要求：理解和掌握无线通信的概念、系统 组成、频段的划分、常用通信使用频段、编码、 调制、电波传播的基本知识及描述天线特性的 各种参数的定义.
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线极化：电场取向固定不变。 园极化：电场取向随时间作圆的变动。 Y 椭圆极化：电场取向 Y 随时间作椭圆的变动
按传播空间分：
表面波传播
以绕射方式，沿着地球表面传播。
天波传播
通过高空电离层反射传播。
空间波传播
通过直线传播和地面反射传播。
散射传播
利用大气对流层和电离层的不均匀性来散射传播。
长波（表面波传播）；中波、短波（表面波、天波传播）；微波(空 间波、散射波传播)。
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语音编码
编码数率 （kb/s）
64
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信道编码
信道编码（Channel Coding）：在被发送信息上 增加冗余的数据 卷积编码
适用于语音 业务在内的
Information Bits (Input)
g
0
c
0
速率相对较
低的业务数 据编码。
Code Symbols (Output)
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内容提纲
无线通信基本常识 编码 调制 电波传播基本知识
天线知识
波传播的方式 自由空间传播 大、小尺度路径损耗 快、慢衰落 平衰落和选择性衰落 降雨损耗对电波传播的影响 多普勒频移 极化 分集 干扰
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波传播的方式
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仙农（Shannon）定理
C=Blog2(1+S/N)
C－信道容量（bit/s) B－信道带宽(Hz) S－信号功率（W） N－噪声功率（W）
扩频通信即据此原理。
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波长λ、频率f的关系
c=f*λ
c 为光速，数值为3×108m/s。 f 为频率，单位Hz λ 为波长，单位为m
波传播的方式（续）
按传播行为方式分：
绕射
当接收机和发射机之间的无线路径被尖利的边缘阻挡时发生绕射。
反射
当电波遇到比波长大得多的物体时发生反射。
散射
当波穿行的介质存在小于波长的物体并且单位体积内阻挡体的个数非 常大时，发生散射。
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自由空间传播
电波在理想的完全无阻挡的真空中的传播。 计算公式：
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双工方式与多址方式
双工方式
TDD（时分双工）：收发信共用一射频频点，上、下行链路使用
不同的时隙来进行通信。
FDD（频分双工）：收发信使用一个不同的射频频点来进行通信。
多址方式
TDMA(时分多址)：传送给不同终端用户的信息通过同一载波的不
同时隙来区分。
FDMA（频分多址）：传送给不同终端用户的信息通过不同频点载
波来区分。 区分。
CDMA(码分多址)：传送给不同终端用户的信息通过不同码调制来
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蜂窝移动通信
覆盖区分成若干个小的区域（小区），每个小 区至少用一台发射机进行覆盖。
小区/ 基站 小区
基站
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多普勒频移fd=V/λ*COSθ，单位Hz
V －移动台移动 速率，单位m/s； λ －波长，单位为m； θ －移动台运动方向 与入射波的夹角。
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s
V 多普勒效应示意图
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极化
波的极化是指电场的取向随时间变化的方式。 电场矢量的两个正交分量具有不同振幅和相位 关系时，可能形成三种不同的极化:
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内容提纲
无线通信基本常识 编码 调制
电波传播基本知识 天线知识
调制分类 FSK、GFSK调制 MSK、GMSK调制 BPSK调制 QPSK调制 QAM调制
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调制分类
ASK(幅移键控） 非恒定包络 QAM （ 正交幅度调制） BFSK(二进制频移键控） FSK (频移键控）MFSK（ （多进制频移键控） BPSK（ （二进制相移键控） DPSK（ （差分二进制相移键控） PSK 恒定包络 （ （相移键控） QPSK ( 正交四相相移键控） MSK（最小频移键控） CPM GMSK（ 高斯MSK） ） （连续相位调制） （ ） TFM（平滑调频）