室內分布系統設計培訓之無線理論湖南省郵電規劃設計院有限公司2016年一無線概述二無線技術大綱一.無線概述無線概述—每個頻段都有主一.無線概述移動通信的演進互聯網+大數據一.無線概述無線概述--比較固定通信有那些特殊性1、多徑無線傳播無線路徑是一個很復雜的傳播媒介2、手機發射功率有限手機的發射功率客觀限制了蜂窩小區的服務范圍手機電池壽命和對人體危害決定了發射功率大小3、頻率資源有限帶寬一定信道編碼等占用額外頻率資源頻率需要被重復利用==>產生同頻干擾4、用戶行為的不確定性一.無線概述無線概述--比較固定通信有那些特殊性1、多徑傳播2、陰影效應3、地形、地貌4、反射5、信號的相互干擾一.無線概述無線概述—信號傳播、反射、漫反射自由空間信號傳播

信號強度隨距離指數倍衰減鏡面反射漫反射

反射

鏡面反射信號強度:A-->*A(<1)相位:

-->-材料的偏振性決定相位的變化

漫反射信號強度:A-->*A(<<1)相位:

-->隨機相位偏振性影響:隨機

D一.無線概述無線概述--反射強烈的信號反射會帶來無法容忍的信號時延反射信號落在接收機均衡器時間窗口內，可以容忍否則，就會產生信號交疊自干擾直射信號弱，反射信號強均衡器時間窗口16s信號強度延遲時間長距離反射，反射信號落在均衡器窗口外:==>干擾效應一.無線概述無線概述--反射

吸收效應

深度信號衰減相位變化因材料而異去偏極衍射

鍥型模型刀刃模型多刀刃模型AA-5..30dB穿墻時很明顯一.無線概述無線概述--衰落慢衰落(正態衰落)傳播路徑上大的阻擋物引起的陰影效應快衰落(瑞利衰落)幾路信號破壞性的疊加“衰落谷點”,“信號黑洞”timepower2sec4sec6sec+20dBmean

value-20dB正態衰落瑞利衰落一.無線概述無線概述—無線環境傳播損耗在研究傳播時，特定接收機功率接收的信號電平是一個主要特性。由于傳播路徑和地形干擾，傳播信號減小，這種信號減小稱為傳播損耗。自由空間的傳播損耗可以由下式表示：其中f為頻率(MHz)，d為距離(km)。上式與距離d，頻率f成反比，當距離或頻率增加一倍時，自由空間的路徑損耗增加6dB(信號場強衰減4倍）。一.無線概述無線概述—無線環境傳播損耗當已知頻率f還可以簡化上式：式中γ＝2。γ稱為路徑損耗傾斜因子。在實際的信號空間傳播中，地形、信號在不同介質上的繞射、反射、穿透都會導致不同的傳播損耗，不同環境下γ的取值范圍：一無線概述二無線技術大綱二.無線技術移動通信技術—蜂窩理論蜂窩理論

移動通信網是由大區制演變成蜂窩結構的。在大區制條件下，用戶少，話務量低，頻率相對豐富。大區制的網絡由一個基站，功放輸出較大功率，覆蓋一定的區域。在此區域內，使用信道組{f1、f2、f3.....fn}。二.無線技術移動通信技術—蜂窩理論蜂窩理論隨用戶增多，話務量增大，網絡容量的增加，原來信道組（f1,f2...fn)不能滿足需要，采用的辦法是頻率復用網絡無線設計時，將基站發射功率降

低，每一個基站覆蓋

范圍縮小，原

先由一個基站覆蓋的區域，現在由多個基站覆蓋，整個網絡圖如同蜂窩一般。二.無線技術移動通信技術—蜂窩理論蜂窩理論二.無線技術移動通信技術—雙工技術1、單工

單工就是指A只能發信號，而B只能接收信號，通信是單向的，就象燈塔之于航船——燈塔發出光信號而航船只能接收信號以確保自己行駛在正確的航線上。典型應用：收音機、老電視機2、半雙工

半雙工就是指A能發信號給B，B也能發信號給A，但這兩個過程不能同時進行。如果雙方同時處于收狀態，或同時處于發狀態，便不能正常通信了。

典型應用：對講機3、全雙工

全雙工比半雙工又進了一步。在A給B發信號的同時，B也可以給A發信號。典型的例子就是打電話。

A和B在說的同時也能聽到對方說的內容，這就是全雙工。

典型應用：手機二.無線技術移動通信技術—雙工技術雙工方式(TDD、FDD)

TDD和FDD分別指時分雙工和頻分雙工。

FDD：上下行鏈路分別占用對稱的雙向頻段；

TDD：上下行鏈路工作于同一頻率，通過時分方式在時域上調整上下行資源。二.無線技術移動通信技術--多址接入我們首先了解一下多址接入的概念，常用的多址接入根據不同的特點可分為：FDMA、TDMA、CDMA。（為了理解多址，可以簡單的理解為多個人）FDMA:頻分多址技術，即不同的用戶占用不同的頻率，通過不同的頻率來區分不同的用戶。

TDMA:時分多址技術，即不同的用戶占用不同的時間，通過不同的時間段來區分不同的用戶CDMA:碼分多址技術，所有的用戶都占用同樣的時間和頻率，但之間有不同的特征。這個特征為不同的編碼FDMA頻率時間功率頻率時間功率TDMACDMA時間頻率功率Code1Code2CodeN二.無線技術移動通信技術--多址接入:FDMAFDMAFDMA信道每次只能傳遞一路電話，如果一個FDMA信道被分配為話音信道，但沒有使用，并且處于空閑狀態，它不能被其他用戶使用。在分配成語音信道后，基站和移動臺就會同時地連續不斷地發射FDMA通常是窄帶系統，TACS為代表，每信道25kHz帶寬FDMA比TDMA簡單，同步和組幀比特少，系統開銷小FDMA需要精確的RF濾波器，需要雙工器（單天線）非線性效應：許多信道共享一個天線，功率放大器的非線性會產生交調頻率（IM），產生額外的RF輻射時間頻率FDMAFDMA：FrequencyDivisionMultipleAccess頻分多址二.無線技術移動通信技術--多址接入:TDMATDMA多個用戶共享一個載波頻率，分享不同時隙TDMA系統的數據傳遞是不連續的，是分組發射，可以關閉不連續發送，可以利用空閑時隙監聽其他基站，實現切換處理即使使用FDD方式也無需雙工器可以按照不同的用戶提供不同的帶寬TDMA的效率是指發射的數據中信息所占的百分比質量控制通過頻率規劃來實現頻率時間TDMATDMA：TimeDivisionMultipleAccess時分多址二.無線技術移動通信技術--多址接入:CDMACDMA：CodeDivisionMultipleAccess

碼分多址頻率時間碼字CDMA所有用戶在同一時間、同一頻段上、根據編碼獲得業務信道二.無線技術移動通信技術—復用與多址二.無線技術移動通信技術--多址接入:SDMASDMA(SpaceDivisionMultipleAccess)：空分多址

SDMA即在相同時隙、相同頻率或相同地址碼的情況下，可以根據信號不同的中間傳播路徑而區分。SDMA是一種信道增容方式，例如空分—碼分多址（SD-CDMA）。波束形成天線采用智能天線，基站的智能天線形成多個波束覆蓋整個小區，智能天線可定位于每個MS。MSMSMSBTS二.無線技術移動通信技術—各通信技術演進路線電信聯通移動二.無線技術移動通信技術—頻率、帶寬（頻寬）、制式二.無線技術移動通信技術—上下行上下行：一般而言上下行針對設備主體而言，是一個相對概念，設備輸出的叫做上行，輸入設備的叫做下行。

但從網絡的理解層級上理解，上級對下級一般叫做下行，下級對上級一般叫做上行。設備下行上行概念示例上級設備下級設備下行上行通常理解上級設備下級設備下行上行上行下行二.無線技術移動通信技術—常用單位：dB，dBm，dBi，dBd日常表征功率常用W、mW等單位，但是在實際工作當中不方便，于是引入了dBm，dB，dBi，dBd等單位定義：發射功率P為1mW時，折算為dBm后為0dBm公式為：10*log（P/1mW）dBi和dBd是考征增益的值（功率增益），兩者都是一個相對值，但參考基準不一樣。dBi的參考基準為全方向性天線，dBd的參考基準為偶極子，所以兩者略有不同。dBi=dBd+2.15常用于天線增益dB是一個表征相對值的值，當考慮甲的功率相比于乙功率大或小多少個dB時，按下面計算公式：10lg（甲功率/乙功率）10二.無線技術移動通信技術—常用單位：dB，dBm，dBi，dBdWdBmdBmdBmW13030.00301.0023333.01311.2633534.77321.5843636.02332.0053736.99342.5163837.78353.1673838.45363.9883939.03375.0194039.54386.31104040.00397.944010.00功率轉換通用表格（紅色必記）Y=10*log（P/1mW）轉換成以W為單位的過程Y=10*log（P/0.001W）Y=10*log（P/(1W*（10^(-3))）Y=10*log（P/1W*(10^3)）Y=10*log（P/1W)+

10*log(10^3)Y=10*log（P/1W)+10*3Y=30+10*log（P/1W)1010101010101010二.無線技術移動通信技術—話務量話務量概念

話務量的嚴格定義應該叫做話務強度，是電話系統業務多少的度量，它與單位時間（一般取忙時1小時）內的呼叫次數n及呼叫占用信道的平均時間（T）成正比。

A=n×T/3600

系統忙時話務量（A）表示系統的繁忙程度，又稱話務負荷，單位為愛爾蘭Erlang，用符號Erl表示。T以秒為單位。1臺手機打1個小時電話的話務量是：1Erl二.無線技術移動通信技術—話務量話務量概念

平均用戶忙時話務量指一天中話務量最忙時