無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) - 0304資料

1、無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)(jch)通信(tng xn)系統(tǒng)培訓(xùn)教程無線網(wǎng)優(yōu)產(chǎn)品線共九十八頁課程(kchng)目的學(xué)習(xí)完本課程，你將能夠：了解無線通信的背景分類了解無線通信的系統(tǒng)組成了解無線通信的各種( zhn)規(guī)范了解無線通信的電波傳播了解無線通信的傳播模型了解無線通信的多址技術(shù)了解無線通信的抗衰落了解無線通信的抗干擾共九十八頁目錄(ml)歷史及發(fā)展系統(tǒng)(xtng)及網(wǎng)絡(luò)組成及規(guī)范電波傳播傳播模型多址技術(shù)抗衰落抗干擾共九十八頁物理(wl)發(fā)現(xiàn)模擬(mn)通信得到發(fā)展通信技術(shù)發(fā)展開辟模擬通信新紀(jì)元物理發(fā)現(xiàn)1928年奈奎斯特準(zhǔn)則和取樣定理1948年山農(nóng)定理在理論上為數(shù)字通信準(zhǔn)備了條件物理發(fā)現(xiàn)20世紀(jì)50年代發(fā)

2、明半導(dǎo)體20世紀(jì)60年代發(fā)明集成電路開辟了數(shù)字通信新紀(jì)元數(shù)字通信得到發(fā)展通信技術(shù)發(fā)展1906年發(fā)明電子管物理發(fā)現(xiàn)20世紀(jì)40年代提出靜止衛(wèi)星概念，但無法實現(xiàn)1963年第一次實現(xiàn)同步衛(wèi)星通信通信技術(shù)發(fā)展開辟空間通信新紀(jì)元20世紀(jì)50年代航天技術(shù)物理發(fā)現(xiàn)光纖通信得到發(fā)展通信技術(shù)發(fā)展開辟光纖通信新紀(jì)元20世紀(jì)60年代發(fā)明激光20世紀(jì)70年代高錕發(fā)明光導(dǎo)纖維歷史與發(fā)展共九十八頁51G2G3G2.5G80s初80s末96年2002年無線通信(tng xn)系統(tǒng)時間(shjin)GSMPDCD-AMPS IS-95AW-CDMACDMA2000TD-SCDMAAMPSTACSNMTNTTJ-TACS GP

3、RSIS-95B第一代(80年代)模擬第二代(90年代)數(shù)字第三代(2000)FDMATDMA為主、CDMA800/900/1800/1900MHz450/800/900MHzCDMA為主、TDMA2GHz、擴展頻段4GLTE第四代(2010)2010年移動通信技術(shù)發(fā)展歷程共九十八頁20102008200019872010年，中國移動用戶(yngh)總數(shù)為5.84億，3G用戶數(shù)2070萬；2010年，中國聯(lián)通用戶總數(shù)為1.53億，3G用戶數(shù)1131萬；2010年，中國電信用戶數(shù)接近1億2009年，工信部發(fā)放給中國移動、中國電信和中國聯(lián)通3G牌照2008年，中國聯(lián)通，開通WCDMA試驗網(wǎng)2008

4、年，中國移動啟動TD-SCDMA社會化測試和試商用工作2008年，中國電信收購中國聯(lián)通CDMA網(wǎng)，進入移動通信領(lǐng)域(ln y)2002年，中國聯(lián)通CDMA移動通信網(wǎng)正式開通商用。2005年，中國移動GRPS正式商用，進入2.5G時代。2000年，中國電信、中國移動正式掛牌成立。1999年，移動通信分營工作啟動，移動電信分家1996年，移動電話實現(xiàn)全國漫游，并開始提供國際漫游服務(wù)。 1995年，GSM數(shù)字電話網(wǎng)正式開通。1994年，中國聯(lián)通成立1994年，郵電部移動通信局成立，負(fù)責(zé)運營移動通信業(yè)務(wù)。1987年，第一個模擬蜂窩移動電話系統(tǒng)在廣東省建成并投入商用20132013年，工信部發(fā)放給中國移

5、動、中國電信和中國聯(lián)通4G牌照中國移動通信發(fā)展簡史共九十八頁目錄(ml)歷史及發(fā)展系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)組成及規(guī)范電波傳播傳播模型(mxng)多址技術(shù)抗衰落抗干擾共九十八頁按照連接方式電路連接、分組連接等按照應(yīng)用背景固定接入、移動接入、數(shù)據(jù)接入等按照多址方式點對點、點對多點等按照傳播方式地面視距、地面超視距、對流層散射、電離層反射、衛(wèi)星等按照頻段范圍短波、超短波、微波、毫米波等無線系統(tǒng)分類一共九十八頁短波/超短波通信天波（電離層）：數(shù)據(jù)/電話、單邊帶地波：小型接力機、單雙工電臺、對講機微波通信微波接力（模擬、數(shù)字）、散射、點對多點微波電視、電話、數(shù)據(jù)衛(wèi)星通信高軌道（同步靜止）、中軌道、低軌道電視、電話、數(shù)

6、據(jù)移動通信蜂窩電話、無繩電話、無線數(shù)據(jù)、集群系統(tǒng)、尋呼系統(tǒng)衛(wèi)星移動系統(tǒng)無線系統(tǒng)分類二共九十八頁長波30300 KHz10-1km中波0.3-1.5 MHz1000-200m短波1.5-30 MHz100-10m超短波米波30-300 MHz10-1m微波分米波0.33 GHz100-10cm厘米波30-300 GHz10-1cm毫米波30-300 GHz 10-1mm亞毫米波300-3000 GHz1-0.1mm光波紅外光3103-3105 GHz100-1m可見光3105-3106 GHz0.8-0.4m波長(bchng)共九十八頁無線數(shù)據(jù)接入WLAN、WWAN、WMAN、WHAN、WPAN

7、、WVAN802.11、HIPERLAN，Bluetooth無線移動接入2G3G4G無線固定接入WLL，ISM，LMDS地面無線系統(tǒng)應(yīng)用(yngyng)分類共九十八頁主要性能頻率規(guī)劃傳輸質(zhì)量傳輸范圍標(biāo)準(zhǔn)及協(xié)議用戶容量業(yè)務(wù)種類無線系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)的主要(zhyo)性能共九十八頁GSM900頻段為885890(上行)/930935(下行)（此頻段屬于EGSM），890909(上行)/935954(下行) （此頻段屬于PGSM），共24MGSM1800頻段為17101720(上行)/18051815(下行)，共10MTD-SCDMAA頻段：20102025MHz，建設(shè)最好的，最早使用的，廣泛室外使用的頻段

8、F頻段：18801920MHz，考慮與小靈通干擾，應(yīng)從低開始使用E頻率：23202370MHz，主要室內(nèi)(sh ni)使用，室內(nèi)(sh ni)防止與WLAN沖突TD-LTE頻段為1880 -1900 MHz、2320-2370 MHz、2575-2635 MHz中國移動的頻率(pnl)劃分共九十八頁中國聯(lián)通GSM900頻段(pn dun)為909915 (上行)/954960(下行)，共6MGSM1800頻段為17451755(上行)/18401850(下行) ，共10MWCDMA分配的頻率是19401955MHz(上行)/21302145MHz(下行)LTE頻段為：2300-2320 MHz

9、、2555-2575 MHz；中國電信800M的頻段：825-835 MHz(上行)/870-880 MHz(下行),共10MHz;CDMA2000分配的頻率是19201935MHz(上行)/21102125MHz(下行) LTE頻段為：2370-2390 MHz、2635-2655 MHz；聯(lián)通和電信(dinxn)的頻率劃分共九十八頁什么是蜂窩？引入蜂窩概念是無線移動通信的重大突破，其主要目的是為了在有限的頻譜資源(zyun)上提供更多的移動電話用戶服務(wù)。蜂窩的主要特點：通過控制發(fā)射功率使得頻譜資源在一個大區(qū)的不同小區(qū)間重復(fù)利用，通過將小區(qū)劃分成更小的小區(qū)的方法（小區(qū)分裂）來增大系統(tǒng)的容量。

10、無線移動(ydng)接入-蜂窩系統(tǒng)共九十八頁容量小區(qū)容量：每個小區(qū)在給定工作頻段(pn dun)上所能支持的最大用戶數(shù)。系統(tǒng)容量：整個系統(tǒng)在給定頻段上單位面積所能支持的用戶數(shù)。影響容量的因素：可用帶寬；要求的載波-干擾比；頻率再用因子；小區(qū)大小；提高容量的其它措施，如：話音激活、扇區(qū)化等。比較CDMA（IS-95）比TDMA（GSM）的系統(tǒng)容量可提高34倍。無線移動(ydng)接入-容量共九十八頁無線移動(ydng)接入-2G蜂窩的概念每載波帶寬: 200kHz基本物理層技術(shù)復(fù)用方式: TDMA +FDMA每載波8個時隙網(wǎng)絡(luò)功能(gngnng)電路交換硬切換共九十八頁第三代蜂窩(fngw)系統(tǒng)

11、WCDMA：機會/問題WCDMA特點強調(diào)寬帶技術(shù)，最小帶寬5MHzBTS間不需要同步和GPS正反向信道相干解調(diào)機會/問題WCDMA基本參數(shù)碼片速率：4.096/8.192/16.3843Mc/s,波道間隔：5/10/20 MHz功率控制速率：1600b/s編碼方式：卷積碼 R=1/3, 1/2, k=9和Turbo Code無線移動(ydng)接入-3G共九十八頁第三代蜂窩(fngw)系統(tǒng)CDMA-2000：機會/問題以IS-95為基礎(chǔ)相同的碼片速率、軟切換技術(shù)、功率控制技術(shù)機會/問題技術(shù)改進反向信道連續(xù)導(dǎo)頻和相干解調(diào)多載波方式提高傳輸速率機會/問題基本參數(shù)碼片速率：1.2288/3.686M

12、c/s,波道間隔：N1.25/5 MHz功率控制速率：800b/s編碼方式：卷積碼 R=1/4, 1/3, 1/2, k=9和Turbo Code無線移動(ydng)接入-3G共九十八頁無線移動(ydng)接入-3G蜂窩的概念每載波帶寬: 1.6MHz相鄰小區(qū)可以(ky)使用相同頻率基本物理層技術(shù)復(fù)用方式:TDMA+CDMA+FDMASDMA每時隙有16個碼道數(shù)字調(diào)制(QPSK)網(wǎng)絡(luò)功能電路，包交換硬，接力切換共九十八頁第四代蜂窩系統(tǒng)TD-LTE：信道帶寬靈活配置1.4M，3M，5M，10M，15M，20M功率控制(kngzh)：開環(huán)結(jié)合閉環(huán)MIMO多天線技術(shù)：支持雙工方式：TDD子幀上下行配

13、置:無線幀中多種子幀上下行配置方式HARQ:個數(shù)與延時隨上下行配置方式不同而不同調(diào)度周期:隨上下行配置方式不同而不同，最小1ms無線移動(ydng)接入-4G共九十八頁 我國發(fā)放TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000三張牌照，將分屬中國移動、中國聯(lián)通和中國電信。 TD-SCDMA： 特點：在頻譜利用率、對業(yè)務(wù)支持具有靈活性等獨特優(yōu)勢。 優(yōu)勢：中國(zhn u)自有3G技術(shù)，獲政府支持 WCDMA： 特點：基于GSM網(wǎng)發(fā)展出來的3G技術(shù)規(guī)范，是歐洲提出的寬帶CDMA技術(shù)。 優(yōu)勢：有較高的擴頻增益，發(fā)展空間較大，全球漫游能力最強，技術(shù)成熟性最佳。 CDMA2000： 特點：是由窄帶CDMA

14、(CDMA IS95)技術(shù)發(fā)展而來的寬帶CDMA技術(shù)，由美國高通公司為主導(dǎo)提出。 優(yōu)勢：可以從原有的CDMA1X直接升級到3G，建設(shè)成本低廉。 國內(nèi)3G網(wǎng)絡(luò)(wnglu)形勢共九十八頁 LTE是英文Long Term Evolution的縮寫。LTE也被通俗的稱為3.9G，具有100Mbps的數(shù)據(jù)下載能力，被視作從3G向4G演進的主流技術(shù)。 LTE的研究，包含了一些普遍認(rèn)為很重要的部分(b fen)，如等待時間的減少、更高的用戶數(shù)據(jù)速率、系統(tǒng)容量和覆蓋的改善以及運營成本的降低。 3GPP長期演進(LTE)項目是近幾年來3GPP啟動的最大的新技術(shù)研發(fā)項目，這種以O(shè)FDM/FDMA為核心的技術(shù)可以

15、被看作“準(zhǔn)4G”技術(shù)。 3GPP LTE項目的主要性能目標(biāo)包括：在20MHz頻譜帶寬能夠提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率；改善小區(qū)邊緣用戶的性能；提高小區(qū)容量；降低系統(tǒng)延遲，用戶平面內(nèi)部單向傳輸時延低于5ms，控制平面從睡眠狀態(tài)到激活狀態(tài)遷移時間低于50ms，從駐留狀態(tài)到激活狀態(tài)的遷移時間小于100ms；支持100Km半徑的小區(qū)覆蓋；能夠為350Km/h高速移動用戶提供100kbps的接入服務(wù)；支持成對或非成對頻譜，并可靈活配置1.25 MHz到20MHz多種帶寬。LTE網(wǎng)絡(luò)(wnglu)共九十八頁目錄(ml)歷史及發(fā)展系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)組成及規(guī)范電波傳播傳播模型多址技術(shù)(jsh)抗

16、衰落抗干擾共九十八頁組成(z chn)框圖25發(fā)基帶單元(dnyun)發(fā)中頻單元發(fā)射頻單元發(fā)天線單元收基帶單元收中頻單元收射頻單元收天線單元無線傳播信道基帶信號： 即基本的信息信號，指發(fā)射機調(diào)制之前或接收機調(diào)制之后的信號；中頻信號： 是基帶信號或射頻信號經(jīng)過變頻而獲得的一種信號.為了使放大器的穩(wěn)定的工作和減小干擾.射頻信號： 就是我們所說的電磁波.可以向空間輻射共九十八頁基帶單元(dnyun)框圖26發(fā)端(fdun)接口處理發(fā)端信道處理發(fā)端調(diào)制映射發(fā)端基帶濾波收端接口處理收端信道處理收端解調(diào)映射收端基帶濾波比特流及時鐘輸入比特流及時鐘輸出復(fù)接、分接擾碼、去擾糾錯、交織均衡、去干擾擴頻映射二進/

17、多進映射基帶成形匹配濾波基帶復(fù)矢量信號輸出基帶復(fù)矢量信號輸入共九十八頁中頻(zhngpn)單元框圖27復(fù)數(shù)(fsh)調(diào)制器中頻放大濾波復(fù)數(shù)解調(diào)器中頻信道處理AGC中頻放大收端中頻濾波發(fā)送中頻信號輸出接收中頻信號輸入基帶復(fù)矢量信號輸入基帶復(fù)矢量信號輸出發(fā)端中頻本振載波時鐘同步共九十八頁射頻單元(dnyun)框圖28上變頻器射頻(sh pn)功率放大下變頻器射頻信道處理射頻前置放大收端射頻濾波發(fā)送射頻信號輸出接收射頻信號輸入接收中頻信號輸出發(fā)端射頻本振收端射頻本振發(fā)送中頻信號輸入發(fā)端射頻濾波頻率控制共九十八頁天線單元(dnyun)框圖29發(fā)送射頻信號(xnho)輸入接收射頻信號輸出天線收發(fā)雙工FD

18、D/TDD發(fā)射信號接收信號共九十八頁多址方式雙工方式調(diào)制解調(diào)(ji dio)方式信道編碼方式信源編碼方式發(fā)送頻譜發(fā)送功率信道速率誤碼門限工作頻段及頻譜安排傳輸(chun sh)距離及傳輸(chun sh)方式傳輸容量傳輸質(zhì)量業(yè)務(wù)方式供電方式及耗電量環(huán)境條件可靠性性能指標(biāo)概述共九十八頁工作(gngzu)頻段：根據(jù)頻譜規(guī)劃，劃分給該項業(yè)務(wù)的工作(gngzu)頻率范圍。波道配置：根據(jù)頻譜規(guī)劃，在工作頻段內(nèi)劃分出若干個波道，供用戶選用。收發(fā)配置：根據(jù)頻譜規(guī)劃，在工作頻段內(nèi)劃分出發(fā)送和接收子頻段。頻段(pn dun)寬度波道間隔收發(fā)頻差ffff1f1f1f2工作頻段及頻譜安排共九十八頁發(fā)送(f sn)頻

19、譜框架發(fā)送功率為了保證有一個較好的電磁環(huán)境，無線通信系統(tǒng)的發(fā)送功率有較嚴(yán)格的規(guī)定(gudng)。發(fā)送功率的等級：無繩電話：毫瓦級移動電話：瓦級微波通信：十瓦級衛(wèi)星通信：百瓦級主瓣寬度：B帶外輻射：Lf0fBLdB發(fā)送頻譜和發(fā)送功率共九十八頁技術(shù)體制(tzh)：考慮原則 在給定的頻率(pnl)、功率和空間條件下實現(xiàn)最大的傳輸容量。在給定的信道衰落和干擾條件下實現(xiàn)最好的業(yè)務(wù)質(zhì)量。成本、體積、重量、耗電等。有效性可靠性靈活性實用性為固定及移動用戶提供最靈活的無線接入手段。 技術(shù)體制-考慮原則共九十八頁技術(shù)體制：關(guān)于有效性 采用有效的信源編碼技術(shù)，在保證原始消息質(zhì)量的條件下，盡可能壓縮傳輸所需的比特率

20、。控制發(fā)射機的功率，在通信區(qū)域內(nèi)劃分出許多蜂窩狀小區(qū)，從而提高無線頻 譜的利用率。采用高效率的調(diào)制技術(shù)（包括頻譜成形技術(shù)），盡可能壓縮傳輸給定比特率所需的帶寬。 利用天線的自動定向或扇區(qū)劃分，在通信區(qū)域內(nèi)形成許多定向的小區(qū)，從而提高無線頻譜利用率。信源編碼技術(shù)蜂窩技術(shù)調(diào)制技術(shù)智能天線技術(shù)技術(shù)(jsh)體制-有效性共九十八頁冗余度技術(shù)：糾錯編碼，比特上的冗余度；擴頻與跳頻，頻率上的冗余度；電平儲備，功率上的冗余度；備份切換，設(shè)備上的冗余度。抵銷技術(shù)：均衡，用頻域或時域的方法校正信道的傳遞函數(shù)；分集，用多重頻率、時間或天線接收的信號抵銷多徑效應(yīng)；多用戶檢測；自適應(yīng)干擾抵銷。技術(shù)體制：關(guān)于可靠性技術(shù)

21、(jsh)體制-可靠性共九十八頁無線多路無線多路是無線通信靈活性的表現(xiàn)之一。無線多路一般遵循多路電話的標(biāo)準(zhǔn)，如：PDH的基群、二次群等，SDH的STM-1等。采用TDM體制。無線通信還能提供靈活的旁路業(yè)務(wù)。無線多址無線多址接入是無線通信靈活性的表現(xiàn)之二。采用FDMA、TDMA、CDMA、SDMA等多址接入技術(shù)。既能固定接入，也能移動接入。在蜂窩移動系統(tǒng)中，越區(qū)和漫游技術(shù)的重要性。技術(shù)體制：關(guān)于靈活性技術(shù)(jsh)體制-靈活性共九十八頁便攜性便于攜帶，是無線通信作為個人通信物理層基礎(chǔ)的重要特點。為了滿足便攜性，對個人便攜終端（如：手機）的體積、重量、功耗都提出了很高的要求。為解決此問題需要綜合的

22、技術(shù)。經(jīng)濟性隨著個人通信的發(fā)展，無線通信已從傳統(tǒng)的投資類產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為市場巨大的消費類產(chǎn)品。在市場競爭的推動下，無線通信產(chǎn)品的成本價格必須大幅度下降。降低成本的關(guān)鍵：采用系統(tǒng)集成技術(shù)和批量生產(chǎn)技術(shù)。技術(shù)體制：關(guān)于實用性技術(shù)(jsh)體制-實用性共九十八頁目錄(ml)歷史及發(fā)展系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)(wnglu)組成及規(guī)范電波傳播傳播模型多址技術(shù)抗衰落抗干擾共九十八頁無線電波(wxin dinb)無線電波是無線通信中信息傳播的載體無線電波無處不在無線廣播無線電視衛(wèi)星通信(wixng tngxn)移動通信雷達(dá)共九十八頁無線電波(wxin dinb)無線電波(wxin dinb)的傳播速度、頻率和波長共九十八頁無線

23、電波(wxin dinb)傳播機制直射反射(fnsh)散射繞射（衍射）共九十八頁反射(fnsh)發(fā)生在光滑(gung hu)的、遠(yuǎn)大于波長的介質(zhì)表面，如平坦的陸地、海面、建筑物和墻壁等物體的表面共九十八頁繞射當(dāng)接收機和發(fā)射機之間的無線路徑被物體(wt)的邊緣阻擋時發(fā)生繞射繞射使得無線電信號(xnho)能夠傳播到阻擋物后面。共九十八頁繞射損耗(snho)收發(fā)之間有阻擋物和沒有(mi yu)阻擋物兩種情況接收場強的比值共九十八頁散射(snsh)當(dāng)電磁波穿行(chun xn)的介質(zhì)中存在小于波長的物體并且單位體積內(nèi)阻擋體的個數(shù)非常巨大時，發(fā)生散射散射波產(chǎn)生于粗糙表面、小物體或其它不規(guī)則物體。在實際通

24、信系統(tǒng)中，樹葉、街道標(biāo)志和燈柱等都會引發(fā)散射 共九十八頁城區(qū)(chngq)的電波傳播很少有直射波能直接(zhji)到達(dá)移動臺，大部分情況，接收的信號主要是反射波、繞射波和散射波的疊加 共九十八頁城區(qū)的電波(din b)傳播電波在城市峽谷(xig)中的波導(dǎo)效應(yīng)共九十八頁開闊地的電波(din b)傳播在開闊地，電波傳播方式相對簡單，主要以直射波和反射(fnsh)波為主，平坦地面?zhèn)鞑サ穆窂綋p耗為式中有y = 4 。該式表明增加天線高度一倍，可補償6dB損耗 ；而移動臺接收功率隨距離的4次方變化，即距離增大一倍，接收到的功率減小12dB。共九十八頁陸地移動(ydng)通信中的無線信號陸地?zé)o線電波傳播極

25、其復(fù)雜，存在直射、反射、繞射和散射等多種傳播方式和多徑，有時會引起嚴(yán)重的信號衰落(shuilu) 基站發(fā)出的無線電信號的傳播路徑損耗受地面地形地物的影響很大，基站越高信號傳得越遠(yuǎn) 無線電波傳播還和頻率相關(guān)，頻率越高，傳播路徑損耗越大，繞射能力越弱，傳播的距離也越近共九十八頁自由空間的電波(din b)傳播自由空間電波傳播損耗(snho)是無線電工程的一個基本參數(shù)，可提供一個有用的比較標(biāo)準(zhǔn)，來評價傳輸路徑的性能所謂自由空間是指充滿均勻、線性、各向同性理想介質(zhì)的無限大空間。在自由空間中，電磁波能量沒有介質(zhì)損耗，還不需要考慮邊界條件無限大真空空間是自由空間的一個典例共九十八頁自由空間的電波(din

26、b)傳播Pr:接收信號功率Pt：發(fā)射信號功率Gt：發(fā)射天線(tinxin)增益Gr：接收天線增益d：接收和發(fā)射天線之間的距離：射頻信號波長共九十八頁自由空間傳播的路徑(ljng)損耗自由空間傳播路徑損耗，兩個天線在自由空間條件下的特性(txng),以理想全向天線為例： 其中，f為頻率，d為距離。上式與距離d成反比，當(dāng)d增加一倍，自由空間路徑損耗增加6分貝。同時當(dāng)減小波長l （提高頻率f ）路徑損耗增大。共九十八頁自由空間傳播(chunb)的路徑損耗自由空間的路徑損耗(snho)與頻率和距離的關(guān)系：共九十八頁自由空間的路徑損耗(snho)計算前提條件必須要滿足(mnz)天線的遠(yuǎn)場，天線的近場與遠(yuǎn)

27、場是以距離 劃分： （D 為天線的最大物理尺寸）且要求及如工作頻段850M的一個室外基站天線，假設(shè)天線的最大尺寸為2m，我們計算得到其遠(yuǎn)場距離為：共九十八頁菲涅爾區(qū)微波傳輸中可以這么簡單的理解： 從發(fā)射機到接收機傳播路徑上，有直射波和反射波，在直射波波下面的橢圓形區(qū)叫做菲涅爾區(qū)。奇數(shù)菲涅爾區(qū)依次和直射波相差半波長奇數(shù)倍，但是同相位到達(dá)，可以對直射波做有益的補充。偶數(shù)菲涅爾正好相反，可以削弱直射波的能量。一般設(shè)計的要求只需要第一菲尼爾區(qū)。無線電波波束的菲涅耳區(qū)是一個(y )直接環(huán)繞在可見視線通路周圍的橢球區(qū)域。其厚度會因信號通路長度和信號頻率的不同而有變化菲涅爾區(qū)一共九十八頁 正如上圖所示，當(dāng)堅

28、硬物體突入菲涅耳區(qū)內(nèi)的信號通道時，銳邊衍射就會使部分信號偏轉(zhuǎn)，致使其到達(dá)接收天線的時間(shjin)略微晚于直接信號。由于這些偏轉(zhuǎn)的信號與直接信號有相位差，所以它們會降低其功率或者將其完全抵消。如果樹木或其他“軟”物體突入菲涅耳區(qū)，它們就會削弱通過的信號(降低其強度)。簡而言之，盡管事實上你能夠看到一個位置，但這并不意味著你就能夠建立到該位置的優(yōu)質(zhì)無線微波電鏈路。菲涅爾區(qū)二共九十八頁菲涅爾區(qū)半徑與距離從發(fā)射機到接收機傳播路徑上，有直射波和反射波，反射波的電場方向正好 與原來相反，相位相差180度；如果天線高度較低且距離較遠(yuǎn)時，直射波路 徑與反射波路徑差較小，則反射波將會產(chǎn)生破壞作用。 實際傳播

29、環(huán)境中，第一菲涅爾區(qū)定義為包含一些反射點的橢圓體，在這些(zhxi)反 射點上反射波和直射波的路徑差小于半個波長。 在長為d路徑上某一點（到發(fā)射機距離為dt ，到接收機距離為dr）的第一菲涅 爾區(qū)的半徑為菲涅爾區(qū)三共九十八頁舉例說明：在典型的城市基站覆蓋距離為2km的路徑上某點，假設(shè)該點距離發(fā)射天線100m，對于900MHz頻率而言該點第一菲涅爾區(qū)半徑h05m。為獲得最理想的覆蓋范圍，天線周圍凈空要求(yoqi)為50100m。對900M的GSM來說，在此距離的第一菲涅爾區(qū)半徑約為5m，這意味著基站天線底部要高出周圍環(huán)境5m。巧妙利用周圍建筑物的高度，可以得到我們想要的基站覆蓋范圍。菲涅爾區(qū)四

30、共九十八頁目錄(ml)歷史及發(fā)展系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)組成及規(guī)范電波傳播傳播模型(mxng)多址技術(shù)抗衰落抗干擾共九十八頁傳播模型(mxng)的分類傳播模型按性質(zhì)(xngzh)來分可以分為:經(jīng)驗?zāi)Ｐ桶虢?jīng)驗?zāi)Ｐ痛_定性模型經(jīng)驗?zāi)Ｐ褪歉鶕?jù)大量的測試結(jié)果統(tǒng)計分析后導(dǎo)出的公式如：OkumuraHata模型COST231-Hata模型共九十八頁半經(jīng)驗(jngyn)模型半經(jīng)驗(jngyn)模型是在經(jīng)驗(jngyn)性模型基礎(chǔ)上改進而成COST231 Walfisch-Ikegami模型校正之后的Standard Macrocell模型共九十八頁確定性模型(mxng)確定性模型是對實際的現(xiàn)場環(huán)境直接應(yīng)用電磁理論計算的方法

31、環(huán)境的描述從地形地物數(shù)據(jù)庫中得到，環(huán)境描述的精度決定確定性模型的精度通?；趲缀卫@射理論（GTD）、物理光學(xué)(w l un xu)（PO）的射線跟蹤或其他精確方法Ray Tracing模型共九十八頁常用傳播(chunb)模型OkumuraHata模型:適用于 900MHz 宏蜂窩(fngw)預(yù)測COST231Hata模型:適用于1800MHz 宏蜂窩預(yù)測COST231WIM模型:適用于900和1800MHz 微蜂窩預(yù)測Keenan-Motley:適用于900和1800MHz 室內(nèi)環(huán)境預(yù)測規(guī)劃軟件ASSET中使用:適用于900和1800MHz 宏蜂窩預(yù)測共九十八頁OkumuraHata模型(mx

32、ng)Hata 在 Okumura 模型基礎(chǔ)上，設(shè)定了一系列的限制條件，通過曲線擬合出來的經(jīng)驗公式模型假設(shè)條件：作為(zuwi)兩個全向天線之間的傳播損耗處理；作為準(zhǔn)平滑地形而不是不規(guī)則地形處理；以城市市區(qū)的傳播損耗公式作為標(biāo)準(zhǔn)，其他地區(qū)采用校正公式進行修正。適用頻段f為1501500MHz；基站天線有效高度為30200米；移動臺天線高度為110米；通信距離為135km；共九十八頁OkumuraHata模型(mxng) 為天線高度增益校正因子 為在郊區(qū)(jioq)和開闊區(qū)域中應(yīng)用小城市的校正因子共九十八頁COST231-Hata模型(mxng) COST231-Hata模型也是以O(shè)kumura

33、等人的測試結(jié)果為依據(jù)，通過對較高頻段的Okumura傳播曲線進行分析得到的公式適用條件(tiojin):f為15002000MHz；基站天線有效高度為30200米；移動臺天線高度為110米；通信距離為135km；共九十八頁Cost231-WIM模型(mxng)公式 共九十八頁Standard Macrocell模型(mxng) 移動臺距基站的距離 基站天線的有效高度 繞射損耗 地物校正因子 共九十八頁室外(sh wi)傳播模型的應(yīng)用共九十八頁不同精度(jn d)的模型共九十八頁Keenan-Motley模型(mxng)對數(shù)距離(jl)模型1378.72.18零售倉庫895.21.81食品雜貨店

34、倉庫306.75.22通過三層306.55.04通過二層735.14.19通過一層50112.92.76同一樓層63416.33.14所有位置測試點數(shù)ns 注：國外某建筑物的實測得到的路徑損耗指數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差共九十八頁衰減(shui jin)因子模型衰減因子(ynz)模型注：國外某建筑物的實測得到的FAF和測量與預(yù)測誤差的標(biāo)準(zhǔn)差 路徑損耗指數(shù)n1典型取值為2.8FAF (dB)位置數(shù)辦公樓1通過一層12.97.052通過二層18.72.89通過三層24.41.79通過四層271.59辦公樓2通過一層16.22.921通過二層27.55.421通過三層31.67.221s 共九十八頁室內(nèi)傳播(chu

35、nb)模型的應(yīng)用共九十八頁傳播模型(mxng)矯正 為了獲得符合本地區(qū)實際(shj)環(huán)境的無線傳播模型，提高覆蓋預(yù)測的準(zhǔn)確性，為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃打好基礎(chǔ)，必須進行傳播模型的校正。CW測試即連續(xù)波測試，是進行模型校正的必經(jīng)步驟，通過CW測試和數(shù)字地圖可以獲得進行模型校正的數(shù)據(jù)。這些測試數(shù)據(jù)中的經(jīng)緯度信息和接收電平形成模型校正的數(shù)據(jù)源。 利用隨機過程的理論分析移動通信的傳播，可以表示為： 其中x為距離，r(x)為接收信號，r0（x）為瑞利衰落 ，m（x）為本地均值，也就是長期衰落和空間傳播損耗的合成。共九十八頁目錄(ml)歷史及發(fā)展系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)組成及規(guī)范(gufn)電波傳播傳播模型多址技術(shù)抗衰落抗干擾共九十

36、八頁信號(xnho)分割 多址技術(shù)是指把處于不同地點的多個用戶接入一個公共傳輸媒質(zhì)，實現(xiàn)各用戶之間通信的技術(shù)，又稱為“多址連接”技術(shù)?？偣卜譃?：FDMA：頻分多址是把不同的用戶分配在頻率不同的信道上。 TDMA：時分多址是把不同的用戶分配在時隙不同的信道上。 SDMA：空分多址是利用空間分割構(gòu)成不同的信道。 CDMA：碼分多址允許所有使用者同時使用全部頻帶，且把其他使用者發(fā)出(fch)訊號視為雜訊，完全不必考慮到訊號碰撞 (collision) 問題。CDMA中所提供語音編碼技術(shù)，通話品質(zhì)比目前GSM好，且可把用戶對話時周圍環(huán)境噪音降低，使通話更清晰。 共九十八頁雙工(shun n)技術(shù)多址

37、還要考慮雙工方式FDD：收發(fā)(shuf)頻率分開、接收和發(fā)送通過濾波器來完成；特點：合理安排頻率；TDD：收發(fā)共用一個頻率、接收和發(fā)送通過開關(guān)來完成；特點：收發(fā)存在時間間隔。共九十八頁各種( zhn)系統(tǒng)中國移動用的是TD-SCDMATD表示雙工方式是時分雙工TDD,S表示同步，CDMA表示多址方式是碼分多址，實際中TD-SCDMA中的“址”是由時間T,頻率F和擴頻碼字C共同決定(judng)的。（注意TD-SCDMA不要讀成了TDS-CDMA。）中國聯(lián)通用的是WCDMAW表示寬帶的意思，寬帶就是占用更多車道的意思，WCDMA雙工方式是FDD，WCDMA中的“址”是頻率F和擴頻碼字C共同決定。

38、中國電信用的是CDMA2000雙工方式是FDD，CDMA2000中的“址”是頻率F和擴頻碼字C共同決定。GSM系統(tǒng)用FDD雙工方式和TDMA多址方式，以傳輸話音和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為目的。共九十八頁頻分多址信道(xn do)配置FDMA/FDD、TDD信道(xn do)配置圖代碼時間頻率信道1信道2信道3信道n共九十八頁時分多址信道(xn do)配置TDMA/TDD、FDD 信道(xn do)配置圖代碼時隙時間頻率信道N信道1信道2信道3共九十八頁空分多址利用天線實現(xiàn)空分多址控制(kngzh)用戶的空間輻射能量；使用定向波束天線服務(wù)于不同用戶；扇形天線是一種基本方式；自適應(yīng)天線，效果更好；最適合和T

39、DMA及CDMA系統(tǒng)結(jié)合。共九十八頁目錄(ml)歷史及發(fā)展系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)(wnglu)組成及規(guī)范電波傳播傳播模型多址技術(shù)抗衰落抗干擾共九十八頁什么叫衰落？在無線通信的信道傳輸(chun sh)過程中，由于大氣及地面的影響而發(fā)生傳播損耗及傳播延時隨時間變化的現(xiàn)象叫做衰落。衰落根據(jù)其頻率特性可以分為二類：非頻率選擇性衰落（又稱平衰落）和頻率選擇性衰落。衰落根據(jù)其時間特性可以分為二類：快衰落和慢衰落。概述(i sh)共九十八頁快衰落（Fast Fading）：主要由于多徑傳播而產(chǎn)生的衰落，由于移動體周圍有許多散射、反射和折射體，引起信號的多徑傳輸，使到達(dá)的信號之間相互(xingh)疊加，其合成信號幅度表

40、現(xiàn)為快速的起伏變化，其變化率比慢衰落快，故稱它為快衰落，慢衰落（Slow Fading）：由于移動臺的不斷運動，電波傳播路徑地形地貌是不斷變化的，因而局部中值也是不斷變化的這種變化所造成的衰落比多徑效應(yīng)引起的快衰落要慢得多，稱為慢衰落?？焖ヂ?shuilu)與慢衰落(shuilu)共九十八頁概述(i sh)衰落的影響接收電平降低，無法保證正常通信。接收波形畸變，產(chǎn)生嚴(yán)重的誤碼。傳播延時變化，破壞與時延有關(guān)的同步。在快衰落情況下，由于電平變化迅速，影響某些跟蹤過程?？顾ヂ涫菬o線通信必需認(rèn)真解決的問題！如何對抗衰落減少通信距離；增加發(fā)送功率；調(diào)整天線高度；選擇合適路由；在移動通信中采用微蜂窩、直放

41、站；采用分集技術(shù)、均衡技術(shù)、瑞克技術(shù)、糾錯技術(shù)等。共九十八頁對抗原理頻率選擇性衰落主要是由于多徑效應(yīng)引起的。多徑效應(yīng)最嚴(yán)重的后果之一是在信道傳遞函數(shù)中引入一個非理想的Hc(f)，破壞奈奎斯特準(zhǔn)則和匹配濾波(lb)準(zhǔn)則，從而產(chǎn)生碼間串?dāng)_，使有效的Eb/No惡化。對抗頻率選擇性衰落就是要消除非理想Hc(f)的影響。對抗頻率選擇性衰落的主要方法:分集技術(shù)：對不同途徑的多徑信號進行合并；瑞克技術(shù)：對時間上擴散的信號進行分離與合并；均衡技術(shù)：減少碼間干擾；糾錯技術(shù)：通過添加糾錯編碼，提高系統(tǒng)可靠性 。頻率選擇性衰落的對抗(dukng)技術(shù)共九十八頁原理：利用無線傳播環(huán)境中來自不同途徑的多徑信號的統(tǒng)計獨立

42、性進行合并，從而實現(xiàn)分集。首先要找出來自不同途徑的多徑信號，這些途徑可以是不同的空間、不同的極化、不同的頻率、不同的時間。其次要以某種方法進行合并。 應(yīng)該指出： 分集技術(shù)不僅能改善頻率選擇性衰落(shuilu)，同時也能改善非頻率選擇性衰落(shuilu)。分集原理(yunl)共九十八頁分集方式(fngsh)分集方式 不同天線的接收信號相互獨立水平極化和垂直極化的信號相互獨立不同頻率的接收信號相互獨立不同時間的接收信號相互獨立空間分集極化分集頻率分集時間分集共九十八頁分集方式(fngsh)從分集信號中以什么方式作為輸出選擇最好的支路作為輸出，其它支路丟棄調(diào)整各個支路的相位，使之同相，然后按照各