现代通信概论第八章.ppt

*现代通信概论第8章无线通信系统8.1无线通信概述8.2无线信道的传播机制8.3无线信道的描述8.4分集与合并8.5扩频系统8.1无线通信概述无线通信是利用电磁波信号可以在空中传播的特性进行信息交换的一种通信方式。01利用无线通信方式把信息从一地传送到另一地所用的所有设备的总和称为无线通信系统。018.1.1无线通信的频谱8.1.2无线通信的链路1820年，丹麦物理学家奥斯特发现，金属导线中有电流通过时，附近的磁针便会发生偏转。学徒出身的英国物理学家法拉第指出，奥斯特的实验证明了“电能生磁”。1864年，麦克斯韦预言电磁波存在，建立了麦克斯韦方程组。1887年，德国人赫兹透过闪炼的水花，第一次证实电磁波的存在，设计出了世界上第一副无线电天线。1895年5月7日，波波夫发明的无线电接收机。联政府把5月7日定为“无线电发明日”。1896年6月，21岁的意大利青年马可尼发明无线电收报机，并在英国取得专利。当时通信距离只有30米。8.1.3无线通信发展历程8.1.3无线通信发展历程(续)1920年，调幅无线电广播1924年，移动无线电话1931年，世界上第一条微波线路1936年，调频无线电广播1938年，电视广播1948年，香农提出信息论，建立了通信统计理论1955年，世界第一条对流层散射通信线路，全长2600公里1968年，150兆赫移动通信频段上首先开通模拟寻呼系统1969年，阿波罗11号登月，用无线电话与地球通信，并成功地实现了月面电视中继8.1.3无线通信发展历程(续)1971年，夏威夷大学，无线分组网络ALOHANET1983年，贝尔试验室研制成功模拟蜂窝系统-先进移动电话系统(AMPS)在芝加哥出现1989年，美国发射了第一颗全球定位系统(GPS)工作卫星1991年7月，泛欧数字移动通信网(GSM)开始投入商用1995年9月，世界上第一个商用CDMA系统在香港投入使用2001年10月，日本NTT、DoCoMo推出宽带码分多址(WCDMA)商用移动网络2008年4月中国TD-SCDMA在北京等8个城市，正式启动社会化业务测试和试商用工作8.1.4无线通信分类BluetoothS-UMTSSatelliteBroadbandSDHDVB-TDABGSMGPRS/EDGEDECTIRUMTSSatellite/HAPSBroadcastingCellularmobileIndoorDVB-SWirelessLocalLoopBodyLANsPersonalAreaNetworksUMTS++LocalAreaNetworksRFIDUWBMicrowaveDVB-HBroadbandW-LANCDMAGSM-RxMDSTETRA……Zigbee8.1.4无线通信分类更高的传输速率8.1.5无线通信面临的挑战”Internet网络发展迅速01多媒体综合业务增加028.1.5无线通信面临的挑战(续)恶劣的传输环境8.1.5无线通信面临的挑战(续)光纤通信的带宽几乎是无限的：每根光纤达几十Tbps无线作为接入手段与有线网有很大的差距有限的频谱资源可供无线通信的频带宽度有限：全部带宽小于1THz8.1.5无线通信面临的挑战(续)覆盖和频率的关系自由空间损耗8.1.5无线通信面临的挑战(续)低发射功率下一代无线通信系统的要求信息速率高达100Mbps～1Gbps工作频率提高到5GHz或更高传统传输方式无法满足2GHz、2MbpsGSM基站43dbm(19-20w)，手机2wCDMA基站38dbm(6-7w)，手机0.2w5GHz、100Mbps——基站30W？直射反射透射绕射散射8.2无线信道的传播机制直射定义：电磁波的直射传播(又称视距传播)是指发射机发射的电磁波直接传播到无线通信接收机。01自由空间传播损耗01应用卫星通信微波通信移动通信01反射与透射定义反射：发射机发射的电磁波，入射到比载波波长大的平面上，反射出来的电磁波再被无线通信接收机的天线接收。透射：电磁波入射到某一物体时，一部分能量的信号经反射、绕射或散射后在空气中传播，另一部分能量的信号进入该物体中传播。地面反射模型(多径的接收叠加场强)应用短波通信流星余际远距离传输室内接收绕射01020304定义：无线通信发射机发射的电磁波，照射到物体的不规则突出表面的边缘(如：房顶的