1、授課教師：王偉平、區細成無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程2課程簡介面向對象：初級設計人員課程目的：理解和掌握無線通信基本原理、常用名詞術語的基本含義。 課程要求：理解和掌握無線通信的概念、系統組成、頻段的劃分、常用通信使用頻段、編碼、調制、電波傳播的基本知識及描述天線特性的各種參數的定義. 無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程3背景知識通信按傳輸媒體分為無線通信和有線通信兩大類。移動通信、衛星、微波、無線接入等都是無線通信，無線通信信號以電磁波的形式通過空間傳送，具有信道不可預見性大，使用靈活、方便等特點。無線通信基本原理、基本概念2

2、005-2006無線專業技能認證課程4內容提綱無線通信基本常識編碼調制電波傳播基本知識天線知識無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程5內容提綱無線通信基本常識無線通信概念無線通信分類頻段的劃分常用通信使用的頻段仙農（Shannon）定理波長、頻率f的關系雙工方式與多址方式蜂窩移動通信編碼調制電波傳播基本知識天線知識無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程6無線通信概念利用電磁波的輻射和傳播，經過空間傳送信息的通信方式。無線通信系統簡略框圖編碼調制射頻收解調信源輸出射頻發解碼信源輸入ADA無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認

3、證課程7無線通信分類按技術體制分類：模擬、數字、數模兼容按工作波長分類：長、中波、短波等按無線應用分類：移動、無線接入、微波、衛星等按工作狀態分類：固定、移動等按在通信網中的位置分類：無線傳輸、無線接入無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程8無線頻段的劃分序號 頻段名稱 頻率范圍 波段名稱（波長） 1 極低頻（ELF） 330Hz 極長波（10010Mm） 2 超低頻（SLF） 30300Hz 超長波（101Mm） 3 特低頻（ULF） 3003000Hz 特長波（10.1Mm） 4 甚低頻（VLF） 330kHz 甚長波（10010km） 5 低頻（LF） 3030

4、0kHz 長波（101km） 6 中頻（MF） 3003000kHz 中波（1000100m） 7 高頻（HF） 330MHz 短波（10010m） 8 甚高頻（VHF） 30300MHz 米波（101m） 9 特高頻（UHF） 3003000MHz 分米波（10.1m） 10 超高頻（SHF） 330GHz 厘米波（101cm） 11 極高頻（EHF） 30300GHz 毫米波（101mm） 12 至高頻 3003000GHz 絲米波（10.1mm） 無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程9常用通信使用頻段移動通信頻頻段段（MHz） 單單載載波波帶帶寬寬（MHz）

5、制制式式 上上行行 下下行行 GSM900 885915 930960 0.2 GSM1800 17101755 18051850 0.2 CDMA 1X 825835 870880 1.25 19201980(主主) 21102170(主主) 5 3G FDD 17551785(補補) 18501880(補補) 5 18801920(主主)、20102025（主主） 1.6 TD-SCDMA 23002400(補補)、 1.6 PHS 19001920 0.3 集集群群 806821 851866 0.025 無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程10常用通信使用頻

6、段（續）微波411GHz,13GHz,15GHz,18GHz衛星1.5GHz,2.5GHz,4/6GHz,11/14GHz,12/14GHz,20GHz,30GHz,40GHz無線接入2.4GHz,3.5GHz,5.8GHz,26GHz,28GHz,38GHz無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程11仙農（Shannon）定理C=Blog2(1+S/N) C信道容量（bit/s)B信道帶寬(Hz)S信號功率（W）N噪聲功率（W）擴頻通信即據此原理。無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程12波長、頻率f的關系c=f* c 為光速，數值為3108

7、m/s。 f 為頻率，單位Hz為波長，單位為m無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程13雙工方式與多址方式雙工方式TDD（時分雙工）：收發信共用一射頻頻點，上、下行鏈路使用不同的時隙來進行通信。FDD（頻分雙工）：收發信使用一個不同的射頻頻點來進行通信。多址方式TDMA(時分多址)：傳送給不同終端用戶的信息通過同一載波的不同時隙來區分。 FDMA（頻分多址）：傳送給不同終端用戶的信息通過不同頻點載波來區分。CDMA(碼分多址)：傳送給不同終端用戶的信息通過不同碼調制來區分。無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程14蜂窩移動通信覆蓋區分成若干個

8、小的區域（小區），每個小區至少用一臺發射機進行覆蓋。小區基站小區/基站無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程15小結無線通信基本常識無線通信概念無線通信分類頻段的劃分常用通信使用的頻段仙農（Shannon）定理波長、頻率f的關系雙工方式與多址方式蜂窩移動通信無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程16內容提綱無線通信基本常識編碼信源編碼 語音編碼信道編碼 卷積編碼 Turbo編碼調制電波傳播基本知識天線知識無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程17信源編碼信源編碼：把語言、圖像等原始信號轉為數字信號進行的編碼。語音編碼

9、常見通信系統的語言編碼通信系統 PSTN GSM CDMA WCDMA PHS 語音編碼 PCM (脈沖編碼調制) RPE-LTP （規則脈沖激勵長期預測編碼） QCELP （高通碼激勵線性預測編碼） AMR （自適應多數率編碼） ADPCM （自適應差分脈沖編碼調制） 編碼數率（kb/s） 64 13 1.2/2.4/4.8/9.6 4.7512.2 32 無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程18信道編碼信道編碼（Channel Coding）：在被發送信息上增加冗余的數據卷積編碼適用于語音業務在內的 速率相對較 低的業務數 據編碼。Information Bit

10、s (Input)Code Symbols (Output)0g1g1c0c（前向鏈路卷積編碼：編碼率（前向鏈路卷積編碼：編碼率1/2，約束長度，約束長度9）無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程19信道編碼（續）Turbo編碼 適用于傳輸 速率較高但 實時性要求 不高的業務 數據編碼。無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程20小結編碼信源編碼 語音編碼信道編碼 卷積編碼 Turbo編碼無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程21內容提綱無線通信基本常識編碼調制調制分類FSK、GFSK調制MSK、GMSK調制BPSK調

11、制QPSK調制QAM調制電波傳播基本知識天線知識無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程22調制分類數字調制BFSK(二進制頻移鍵控）MFSK（多進制頻移鍵控）FSK(頻移鍵控）ASK(幅移鍵控）非恒定包絡DPSK（差分二進制相移鍵控）BPSK（二進制相移鍵控）PSK（相移鍵控）CPM（連續相位調制）MSK（最小頻移鍵控）GMSK（高斯）TFM（平滑調頻）恒定包絡BFSK(二進制頻移鍵控）MFSK（多進制頻移鍵控）FSK(頻移鍵控）（(ASK(幅移鍵控）QAM正交幅度調制）非恒定包絡（QPSK (正交四相相移鍵控）（CPM（連續相位調制）MSK（最小頻移鍵控）GMSK（

12、MSK）TFM（平滑調頻）（）MSK（最小頻移鍵控）GMSK（）TFM（平滑調頻）無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程23FSK、GFSK調制無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程24MSK、GMSK調制MSKMSK調制調制調制調制/ /解調技術解調技術解調技術解調技術差分編碼串/并轉換ak碼bk碼調制器調制器解調器解調器無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程25BPSK調制調制器調制器解調器解調器 m（t）S（t）x（t）cos ct m（t）S（t）x（t）cos ct y（t）S（t）r（t）cos ctLP

13、FdtT1T0 y（t）S（t）r（t）cos ctLPFdtT1T0星座圖星座圖QI無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程26QPSK調制調制器調制器解調器解調器 LPFRb/2 LPFRb/2串并串并變換變換本振本振90相移相移BPF輸入輸入RbQPSK信號信號 LPFRb/2 LPFRb/2串并串并變換變換本振本振90相移相移BPF輸入輸入RbQPSK信號信號 LPF LPF載波恢載波恢復電路復電路90相移相移BPF接收接收信號信號恢復電路恢復電路符號時符號時序恢復序恢復判決電路判決電路判決電路判決電路復用復用 LPF LPF載波恢載波恢復電路復電路90相移相移

14、BPF接收接收信號信號恢復電路恢復電路符號時符號時序恢復序恢復判決電路判決電路判決電路判決電路復用復用無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程27QAM調制改變相位和幅度的調制16QAM16QAM星座圖星座圖無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程28小結調制調制分類FSK、GFSK調制MSK、GMSK調制BPSK調制QPSK調制QAM調制無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程29內容提綱無線通信基本常識編碼調制電波傳播基本知識波傳播的方式自由空間傳播大、小尺度路徑損耗快、慢衰落平衰落和選擇性衰落降雨損耗對電波傳播的影響

15、多普勒頻移極化分集 干擾天線知識無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程30波傳播的方式按傳播空間分：表面波傳播 以繞射方式，沿著地球表面傳播。 天波傳播 通過高空電離層反射傳播。 空間波傳播 通過直線傳播和地面反射傳播。 散射傳播 利用大氣對流層和電離層的不均勻性來散射傳播。長波（表面波傳播）；中波、短波（表面波、天波傳播）；微波(空間波、散射波傳播)。無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程31波傳播的方式（續）按傳播行為方式分：繞射 當接收機和發射機之間的無線路徑被尖利的邊緣阻擋時發生繞射。反射 當電波遇到比波長大得多的物體時發生反射。散射

16、當波穿行的介質存在小于波長的物體并且單位體積內阻擋體的個數非常大時，發生散射。無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程32自由空間傳播電波在理想的完全無阻擋的真空中的傳播。計算公式：LF92.4+20log(d*f0) ,單位dB。 d為發射機與接收機之間的距離，單位km； f0為射頻中心頻率，單位GHz。無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程33大、小尺度路徑損耗大尺度路徑損耗 無線信號經長距離上的場強變化。如，自由空間損耗。 小尺度路徑損耗 無線信號經過短時間或短距離傳播后其幅度快速衰落，又叫快衰落。多徑傳播是引起小尺度傳播的主要原因無線通

17、信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程34快、慢衰落快衰落 由于多徑傳播而引起的接收信號場強短時間內隨機快速起伏。慢衰落 傳播路徑上阻擋物陰影引起的接收信號強度中值的緩慢變化。無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程35平衰落和選擇性衰落平衰落 發射信號的頻譜特性在接收機內仍能保持不變的衰落。 選擇性衰落 發射信號的頻譜特性在接收機內發生了畸變的衰落。 射頻帶寬大于相干帶寬時，易發生選擇性衰落。f功率譜密度f0發信頻譜圖f功率譜密度f0收信頻譜圖平衰落f功率譜密度f0發信頻譜圖f功率譜密度f0收信頻譜圖選擇性衰落無線通信基本原理、基本概念2005-2

18、006無線專業技能認證課程36降雨損耗對電波傳播的影響頻率大于等于10GHz以上的電磁波需考慮降雨損耗對信號傳播的影響； 頻率小于10GHz以下的電磁波則不需考慮降雨損耗對信號傳播的影響 ；降雨強度越大、頻率越高則降雨損耗越大。無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程37多普勒頻移基站與移動臺間的相對運動會引起頻率調制，這種現象叫多普勒頻移 。多普勒頻移fd=V/*COS，單位Hz V 移動臺移動 速率，單位m/s； 波長，單位為m； 移動臺運動方向 與入射波的夾角。sV多普勒效應示意圖無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程38極化波的極化是指

19、電場的取向隨時間變化的方式。電場矢量的兩個正交分量具有不同振幅和相位關系時，可能形成三種不同的極化: 線極化：電場取向固定不變。園極化：電場取向隨時間作圓的變動。 橢圓極化：電場取向隨時間作橢圓的變動XYXYXY線極化圓極化橢圓極化無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程39分集分集目的：對抗衰落通過多個接收機接收同一內容的信號，然后通過選擇最好的一路信號或幾路接收到的信號同相合成。分集主要有：頻率分集用多個載波傳輸同一信號空間分集用多個天線接收或發射同一信號極化分集在不同的極化方式傳輸同一信號時間分集在不同的時隙上傳輸同一信號無線通信基本原理、基本概念2005-200

20、6無線專業技能認證課程40干擾按系統分：系統內干擾、系統外干擾按頻譜分：鄰頻干擾、同頻干擾按干擾產生的原因分：互調干擾、雜散干擾、阻塞干擾無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程41小結電波傳播基本知識波傳播的方式自由空間傳播大、小尺度路徑損耗快、慢衰落平衰落和選擇性衰落降雨損耗對電波傳播的影響多普勒頻移極化分集干擾無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程42內容提綱無線通信基本常識編碼調制電波傳播基本知識天線知識天線類型描述天線的參數無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程43天線類型按形狀分類：鞭狀、板狀、吸頂、拋物面

21、等按方向性分類：全向、定向按極化分類：單極化、雙極化按下傾分類：機械下傾、電下傾按頻帶分類：單頻、雙頻、多頻按安裝位置分類：室內、室外無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程44描述天線的參數天線增益 在相同輸入功率的情況下，天線最大方向的功率密度 與參考的功率密度之比值。半功率角 比最大方向增益小3dB的兩方向之間的夾角。天線前后比（F/B） 天線最大方向與其相反方向的增益之比值。無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程45描述天線的參數（續）天線方向性圖-180 -160 -140 -120 -100-80 -60 -40 -20020 40

22、 60 80 100120140160180-40-35-30-25-20-15-10-50水平Gain dB最大增益16.359-180 -160 -140 -120 -100-80 -60 -40 -20020 40 60 80 100120140160180-40-35-30-25-20-15-10-50水平Gain dB最大增益16.359-180 -160 -140 -120 -100-80 -60 -40 -20020 40 60 80 100120140160180-40-35-30-25-20-15-10-50水平Gain dB最大增益16.359-180 -160 -140

23、-120 -100-80 -60 -40 -20020 40 60 80 100120140160180-40-35-30-25-20-15-10-50垂直Gain dB最大增益16.697-180 -160 -140 -120 -100-80 -60 -40 -20020 40 60 80 100120140160180-40-35-30-25-20-15-10-50垂直Gain dB最大增益16.697-180 -160 -140 -120 -100-80 -60 -40 -20020 40 60 80 100120140160180-40-35-30-25-20-15-10-50垂直Gain dB最大增益16.697無線通信基本原理、基本概念2005-2006無線專業技能認證課程46描述天線的參數（續）天線輸入阻抗天線輸入電壓與輸入電流之比。饋線阻抗與天線輸入阻抗不匹配時，會發生反射，形成駐波。天線駐波比（VSWR）駐波最大電壓與最小電壓的比值。天線交叉極化隔離度（XPD）是指在同極化射束方向性圖的峰值上的信號電平與給定方向