第一章无线通信基础.ppt

第一页，共三十三页，2022年，8月28日 1946年，美国在圣路易丝城建立了世界上第一个公用汽车电话系统。 1947年，美国贝尔实验室提出了蜂窝通信的概念，可采用多小区制构成蜂窝移动通信系统。 1948年，晶体管问世；香农提出信息论，并成为信息论的奠基人，半个多世纪以来无人超越。 20世纪60年代初，集成电路问世。 1962年，世界上第一颗商业同步卫星‘‘晨鸟’’上天，标志同步卫星通信进入实用阶段，美国成功研制了脉码调制设备，应用于电话的多路化通信。 20世纪80年代，超大规模集成电路出现，商用移动通信迅速发展。 第二页，共三十三页，2022年，8月28日 无线通信技术的发展 宽带、数字、复用、高速、覆盖广、终端小、大容量 无线通信发展趋势 宽带、高速、多媒体业务、移动网络、智能化、个性化。 第三页，共三十三页，2022年，8月28日 1.2 无线通信系统的基本构成 1.2.1无线通信系统的组成 根据传输介质的不同，可以分为有线通信和无线通信。有线通信利用导线（传输线路）来传递信息。 第四页，共三十三页，2022年，8月28日 无线通信系统，是利用空间电磁波作为传输介质在空中传递信号。原始的信息如语音、数据、图像等都是频率比较低的信号，例如音频信号在300Hz~3.4KHz，视频信号不超过6MHz。这样的信号不利于天线的辐射和电磁波的传播。 因此发信设备要将低频信息加到高频载波信号上，这个过程叫调制；频率变换器进一步将信号变换成发射电波所需要的频率（如短波频率、微波频率），经过功率放大，再通过天线辐射出去进行传输。 在接收设备中也要经过信号放大，频率变换，最后通过解调的过程再将原始信息恢复出来，从而完成无线通信的过程。 第五页，共三十三页，2022年，8月28日 第六页，共三十三页，2022年，8月28日 1.2.2 无线通信系统特点 无线通信系统具有独特的特点 ① 省去铺设线缆的费用； ② 很容易跨越水域，克服山脉峡谷等造成的传输障碍，利用自由空间进行通信使它具有了不可替代的灵活性； ③ 比较容易获得较远的通信距离。 ④ 开放的信道易受外界因素的影响。 第七页，共三十三页，2022年，8月28日 1.2.3 单工与双工通信 半双工系统 允许双向通信，但发送和接收都使用相同的无线信道，在同一时间，用户只能发送或接受信息。 双工通信 是指通信双方可同时进行发送和接收的工作方式，是通过提供两条同样的但相互独立的信道(FDD)，或一条无线信道上相邻的时隙(TDD)进行发送和接收。 第八页，共三十三页，2022年，8月28日 频分双工(FDD)方式，在基站使用独立的发送和接收天线来容纳两个独立的信道。但是在用户单元只有一根天线用来和基站之间进行发送和接收，用户单元内部使用双工器来使一根天线能同时进行发送和接收。 时分双工(TDD)方式，在时间上分享同一信道，将其一部分时间用于从基站向用户发送信息，而其余的时间用于从用户向基站发送信息。 第九页，共三十三页，2022年，8月28日 同频单工方式 第十页，共三十三页，2022年，8月28日 双频双工方式 第十一页，共三十三页，2022年，8月28日 1.2.4 无线通信网络 第十二页，共三十三页，2022年，8月28日 1.3 无线电波的传输特性 无线电波是一种电磁波，与光波一样在自由空间中以直线方式传播，传播速度为3?108 m/s ，同时也具有折射、反射、绕射和干涉等波的特性。 无线电波是以横向电磁波（TEM）形式在空间中传播的，其中电场磁场跟无线电波的传播方向是相互垂直的。 1.3.1 电磁波的极化 第十三页，共三十三页，2022年，8月28日 1.3.2 无线电波的传播方式 1. 地波传播 地波是沿地球表面传播的一种电磁波，属于绕射波。地波传播的频率一般限制在2MHZ以下。 地波传播的优点：若提供足够大的功率，则可以在世界上任何两地之间进行长距离通信，而且，大气条件的改变基本不影响地波传播。其缺点是需要很大的发射功率，传输信号的频率受限。 第十四页，共三十三页，2022年，8月28日 2. 空间波传播 电磁波在靠近地面的低空大气层中传播，由直射波和地面反射波相叠加，因此接收点的场强为二者之和。这种传播方式用于超短波和微波通信。 频率在30MHZ以上的调频广播和电视信号发射都是空间波传播。 第十五页，