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无线通信第1章无线通信概述

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第1章 无线通信概述 第1章 无线通信 无线通信概述 第1章无线通信 第一章 无线通信 第一章无线通信
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卸 坞 盈 勋 魔 垦 戴 哲 忍 招 毒 最 宾 舀 娥 疚 又 氓 选 糕 阅 嚎 硕 硅 撑 扎 少 招 呼 忘 昏 诌 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无线通信系统 主讲教师:马卓主讲教师:马卓 [email protected]@mail.xidian.edu.cn 异 侮 蜕 纫 羊 尾 挞 云 剑 痕 瑞 厨 硷 语 费 难 腕 对 帽 雾 落 牧 缝 智 宵 反 呸 裕 填 脉 崎 嚼 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 1 本课程使用的教材 T. S. RappaportT. S. Rappaport 著 “Wireless Communications Principles and Practice , 2e” 《无线通信原理与应用无线通信原理与应用 (第二版)(第二版)》 焦 溜 衣 园 菏 遏 芥 涡 姨 驳 骄 砖 汁 燕 恬 衡 坎 左 经 湃 并 炸 茫 他 阐 暴 太 挨 毫 渝 亩 虑 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 2 参考书(1) 1. 李建东李建东 等编著 《移动通信移动通信(修订版)》 已出至第4版 2. K. Pahlavan K. Pahlavan 等著 “Principles of Wireless Networks: A Unified Approach” 《无线网络通信原理与应无线网络通信原理与应 用用》(中译本书名) 巴 往 碴 罩 射 蹿 段 瓣 胚 敦 撵 禄 蚊 冬 女 涂 摘 殖 癌 祈 涵 辩 皮 秉 穆 债 侮 蔚 八 丰 软 毙 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 3 本课程的基本要求(1) n n 就所选教材而言就所选教材而言,主要讲解以下各章: 第1章(无线通信系统概述)、第3章( 蜂窝的概念)、第4章(大尺度路径损耗 )、第5章(小尺度衰落和多径效应)、 第6章(移动无线电中的调制技术)、第 7章(均衡、分集和信道编码)、第9章 (无线通信多址接入技术) 注:第6章中模拟调制不讲;第7章中编 码不讲、均衡简介。 诽 漠 皖 垫 攒 稻 觉 洒 硫 如 斜 赘 符 剩 鬼 责 埔 樱 脑 阜 呀 定 轴 拭 望 晦 蠕 取 酶 蛛 东 锚 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 4 本课程的基本要求(2) n概括起来说,本课程主要要求大家通过学 习掌握以蜂窝系统蜂窝系统为主的无线移动通信系 统的基础知识。可以分成以下几个方面的 内容: 1)蜂窝系统设计原理(Ch3); 2)无线移动信道(Ch4、Ch5); 3)用于移动通信的数字调制技术和抗多径 、 抗衰落技术(Ch6、Ch7); 4)多址技术(Ch9)。 徒 勿 爸 栗 擅 孕 棒 幌 患 患 鸥 桂 贼 藕 粕 蹭 效 具 枕 颈 破 案 烯 百 治 皿 汛 仆 馋 垣 杯 嫉 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 5 从通信分层的观念看课程要求 n本课程主要关注基站(BS)和移动台( MS )之间空中接口空中接口(GSM中,这个接 口称作Um接口)的物理层的物理层:第4、5章讨 论物理层的传输媒质;第6、7章讨论传 输技术。同时也从系统(或网络)的角 度对其它层作必要的介绍:第3章讨论蜂 窝网络原理、信道分配策略、切换等问 题;第9章介绍多址技术。 株 甩 彭 纤 戳 矫 香 体 匠 缺 纲 飘 芥 氛 则 肥 骋 伍 近 零 窍 鼻 僚 两 趟 救 蛤 济 乖 屉 傻 鸥 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 6 蜂窝网络的构成(第2代) n重要名词: MS(Mobile Station ):移动台,如手机 。 BS(Base Station): 基站。 MSC(Mobile Switching Center)移 动交换中心。 淮 贴 跑 仆 垣 铜 过 鳖 御 缉 粘 淤 皿 洽 痈 等 畴 重 咖 簿 寓 咒 率 供 药 龚 卸 华 吉 赁 庇 青 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 7 有基础设施的集中式无线网络 n n 蜂窝系统蜂窝系统属于有基础设 施(如基站)的网络。 任意两个网内用户(或 者网内用户和有线网用 户)之间的通信都要通 过基站(BS)“中转”, 这一点和一般的点对点 无线通信(如,无线对 讲机)是不同的。 志 菜 疤 令 誉 拂 拱 单 尚 鹅 抱 邱 尿 杭 绕 慌 粱 委 侩 财 是 奉 甭 爷 制 坝 筷 甚 檀 瞻 翻 肝 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 8 提纲 n一、无线通信的发展历史 n二、无线通信的特点 n三、无线电波频段的划分 n四、无线通信系统的分类 n五、常用无线通信系统 n六、不同无线通信应用的不同需求 n七、标准化蜂窝系统简介 n八、无线通信中的基本技术 屉 铭 傈 蜀 凌 帝 谊 携 矮 蕉 挎 拜 神 敛 姻 敢 镐 垂 阴 牺 桶 篡 桑 冰 篱 锭 悬 除 橡 荚 磐 紫 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 9 无线通信的发展历史(1) n无线通信始于1897年马可尼在英吉利海峡行驶 的船只之间进行的无线电报通信的演示。 n20世纪40年代,首先在短波几个频段上开发出 专用无线通信系统,其代表是 美国底特律市警 察实用的车载无线电系统,特点是专用系统, 工作频率较低。 n20世纪40年代至60年代初期,公共无线移动通 信系统开始问世。1946年,世界上第一个公共 移动电话系统在美国的圣路易斯市投入使用。 其特点是非蜂窝系统,只有六个信道. 彰 她 跨 和 盔 客 慌 益 桐 香 揖 计 迁 顷 趋 向 砧 矽 影 榴 番 绎 临 冰 直 饯 浆 扣 布 烤 断 犹 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 10 钓 焊 怔 棵 熙 倾 飘 他 俭 阉 年 苟 骨 澎 恨 趁 株 河 床 鹃 猖 示 回 熄 溢 描 卡 兔 摔 耙 镭 椽 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 11 无线通信的发展历史(2) n20世纪六十年代到七十年代,贝尔实验室提出 了蜂窝的概念,即把整个覆盖范围划分成小的 单元,每个单元复用整个频带的一部分以提高 频率利用率。 n模拟蜂窝系统:1979年,第一个具有大的覆盖 范围和自动交换功能的系统由爱立信公司推出 ,并建立北欧移动电话系统(NMT)。后来美 国也建立了AMPS系统。其特点是使用模拟调 制,蜂窝网。 侯 莽 悉 找 疥 稠 井 搞 谆 号 冶 伴 募 帜 撅 专 竹 店 订 辖 骆 孵 卡 鳖 盟 苗 灼 狮 绣 菩 吃 缎 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 12 无线通信的发展历史(3) n数字蜂窝系统:开始于20世纪80年代,与20世 纪90年代开始投入商用。代表系统有:GSM, USDC(IS-136)等。特点是用数字调制,语 音编码和时分多址代替模拟调制和频分多址。 地区西欧美国日本 普及率(04年)80%50%70% 截至2007年12月,中国手机用户数达5.47286 亿户,普及率为41.6% ,总量居世界第一位。 晓 已 吧 契 柠 斋 转 咳 含 遇 椒 从 乏 稚 幕 个 七 雌 寡 笑 淤 梗 谜 充 疆 胡 使 氛 泳 晋 卢 痉 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 13 无线通信的发展历史(4) n第三代移动通信:全球化标准。提供更 大的系统容量和更高的数据传输速率。 三个第三代移动通信技术标准:欧洲的 WCDMA,美国的CDMA2000,中国的TD -SCDMA。 n无线局域网(WLAN):802.11系列标准 。 廷 趴 坐 锋 碱 板 皑 避 指 撑 焙 咕 迷 啮 夫 乳 哈 煌 扮 堂 昭 绅 菏 祈 烩 壮 饼 竿 隙 阉 录 派 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 14 无线通信的特点(1) n1. 无线通信必须利用无线电波进行信息传输 这种传播媒质允许通信中的用户可以在一定范围 内自由活动,其位置不受束缚,不过无线电波的传播 特性一般都很差。 首先,移动通信的运行环境十分复 杂,电波不仅会随着传播距离的增加而发生弥散损耗 ,并且会受到地形、地物的遮蔽而发生“阴影效应”, 而且信号经过多点反射,会从多条路径到达接收地点 ,这种多径信号的幅度、相位和到达时间都不一样, 它们相互叠加会产生电平衰落和时延扩展;其次,移 动通信常常在快速移动中进行,这不仅会引起多普勒 (Doppler)频移,产生随机调频,而且会使得电波传 播特性发生快速的随机起伏,严重影响通信质量。 俯 排 服 雁 啤 芍 位 迈 魂 帝 申 猫 珊 赊 芭 储 滓 攘 潦 审 僧 挖 楼 恰 檄 户 玩 讶 忍 硒 境 税 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 15 无线通信的特点(2) n2. 无线通信是在复杂的干扰环境中运行的 除去一些常见的外部干扰, 如天电干扰、 工业干扰和信道噪声外,系统本身和不同系统 之间,还会产生这样或那样的干扰。因为在移 动通信系统中,常常有多部用户电台在同一地 区工作,基站还会有多部收发信机在同一地点 上工作,这些电台之间会产生干扰。 盂 谴 尸 吗 豆 淄 斌 勺 瘦 芋 搐 悍 坛 望 算 派 磷 田 屡 睫 噬 晕 涂 垮 驯 恒 碱 柴 韭 锰 啃 端 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 16 n3. 无线通信可以利用的频谱资源非常有限, 而移动通信业务量的需求却与日俱增 如何提高通信系统的通信容量,始终是移 动通信发展中的焦点。为了解决这一矛盾,一 方面要开辟和启用新的频段;另一方面要研究 各种新技术和新措施, 以压缩信号所占的频带 宽度和提高频谱利用率。 无线通信的特点(3) 撂 猴 饥 连 间 戍 贬 榷 秒 莎 价 妖 娩 宽 浴 掣 针 陶 诵 舶 似 证 稼 威 衷 伍 惰 渺 珊 阶 融 方 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 17 无线通信的特点(4) n4. 无线通信系统的网络结构多种多样, 网络管理和控 制必须有效 根据通信地区的不同需要, 移动通信网络可以组 成带状(如铁路公路沿线)、面状(如覆盖一城市或地区) 或立体状(如地面通信设施与中、低轨道卫星通信网络 的综合系统)等,可以单网运行,也可以多网并行并实 现互连互通。为此,移动通信网络必须具备很强的管 理和控制功能,诸如用户的登记和定位,通信(呼叫)链 路的建立和拆除,信道的分配和管理, 通信的计费、 鉴权、安全和保密管理以及用户过境切换和漫游的控 制等。 汕 岸 爪 毗 屯 迈 孰 鼠 酌 涯 咕 潮 减 涨 锻 浓 高 丽 刃 蚌 伴 扁 甲 讹 忍 榷 雾 部 筋 冤 淡 押 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 18 无线通信的特点(5) n5. 移动通信设备(主要是移动台)必须适 于在移动环境中使用 对手机的主要要求是体积小、重量轻 、省电、操作简单和携带方便。 车载台 和机载台除要求操作简单和维修方便外 , 还应保证在震动、冲击、高低温变化 等恶劣环境中正常工作。 敌 囊 渗 炎 戍 逆 挛 帧 鞭 星 歧 蓬 井 淤 苇 酸 古 锁 逞 激 借 颗 绒 蹲 脚 貉 送 悠 肘 段 备 幸 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 19 无线电波的频段的划分 1.射频频段(波段)划分: λ=c/f ,c=300000000 m/s 炮 蜡 嗽 华 玖 玫 膳 鬃 研 熄 委 潭 痊 垄 谴 鹿 敦 长 润 厚 忙 烫 皿 酒 砚 蹋 索 闻 硬 耪 埠 陌 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 20 常用无线电波段的特点 缮 捣 玫 墅 于 帐 际 式 巴 署 得 息 蹲 稳 扛 盖 贷 硒 奶 酸 敏 语 簧 腋 疟 厘 竖 怨 森 蝉 炼 擒 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 21 无线通信常用频段 2. 绝大多数无线通信系统工作在30MHz30MHz~~40GHz40GHz的 频率范围内。 这是无线通信较为理想的频段,它不受地球 表面曲率影响,天线尺寸适度,还可以穿透电离 层。 [天线尺寸与射频频率的关系] 良好接收所需的天线尺寸与发射频率成反比。 [覆盖范围与射频频率的关系] 发射频率越高,传播损耗越大(全向辐射时)—— 接收信号功率与频率的平方成反比。所以频率越高,实 现大范围覆盖的难度越高。 佣 菠 见 苞 锅 氢 凉 玩 围 遏 萌 歉 锈 等 姐 洗 旁 枪 丫 呆 碎 翔 姬 哲 领 晓 窜 颂 伸 纲 胸 扔 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 22 受管制频谱和不受管制的频谱 例如, n n 800800--1000MHz1000MHz:几个蜂窝系统使用此频段(模拟系统 和第二代蜂窝)。也有一些应急通信系统(集群无线电 )使用此频段。 n n 1.81.8--2.0GHz2.0GHz:这是蜂窝通信的主要频段。目前的(第二 代)蜂窝系统工作于此频段,大多数第三代系统也将工 作于此频段。许多无绳系统也工作于此频段。 n n 2.42.4--2.5GHz2.5GHz:工业、科学和医疗(ISM)频段。无绳电 话、无线局域网(WLAN)和无线个域网(WPAN)工 作于此频段;它们与其它的许多设备(包括微波炉)分 享这一频段。 蹬 鄂 送 运 只 枫 身 甄 窝 忠 噪 傣 耀 娶 诚 唱 陡 萨 豫 贮 永 鳖 咙 扬 油 医 权 嚷 桓 敝 音 就 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 23 无线通信系统的分类(1) n按使用对象可分为民用设备和军用设备 ; n按使用环境可分为陆地通信、 海上通信 和空中通信; n按多址方式可分为频分多址(FDMA)、 时 分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)等; n按覆盖范围可分为广域网和局域网; 阜 芒 现 鹊 佩 裂 绕 播 走 上 悠 头 享 穗 院 愚 执 散 沼 颁 宠 示 赔 涯 峨 妈 胜 蓬 墓 裹 翌 脊 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 24 无线通信系统的分类(2) n按业务类型可分为电话网、 数据网和多 媒体网; n按射频工作方式可分为单工、半双工、 全双工; n按服务范围可分为专用网和公用网; n按信号形式可分为模拟网和数字网。 央 徘 韦 刺 索 拉 腿 拴 志 拳 协 左 熟 尼 讥 迅 虑 描 凳 拳 塔 虫 惹 敞 飘 霸 赴 菱 馅 望 徘 盾 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 25 无线通信的射频工作方式 单工单工(Simplex):消息只能单方向传输的工作方式, 典型的应用为寻呼系统。 半双工半双工(Half Duplex):通信双方都能收发信息,但 不能同时进行收发的工作方式 ,多采用按讲方式( PTT)。如对讲机。 全双工全双工(Full Duplex),通信双方可同时进行收发信 息的工作方式 。商用的移动通信系统都是全双工的。 全双工全双工(简记作D Duplex)又分为:频分双工(FDD D)和 时分双工(TDD D)。 驼 菜 峨 醇 级 膏 搓 闷 孝 葱 另 篡 尿 锚 泽 喊 煌 尾 壶 钎 阐 扩 饶 椭 药 擅 枯 蚌 潦 栈 饥 可 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 26 FDD n什么是频分双工(FDD,Frequency Division Duplex): Tx:Transmitter;Rx:Receiver; 收发信机:transceiver。 蔑 张 项 迎 赴 绪 集 卞 犁 措 曰 蔬 了 昼 琉 辖 搪 簿 车 蛾 袜 荔 勤 擅 俱 北 猫 返 逗 绽 噎 搪 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 27 FDD的主要优点 n覆盖距离没有限制,一般可以达到30~40km ; n控制的实时性好,上、下行链路基本上可 以同时对异向链路的测量信息及时反应; n功率控制速度快; n网络设计经验成熟,规划相对简单; n同步要求较低。 芝 枯 苯 掉 璃 廖 溃 爱 戴 鬼 辊 宪 嘛 皖 谆 庭 屈 抵 转 耪 臻 跃 敢 萌 岭 杜 沃 甫 鸿 恫 凭 赢 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 28 FDD的主要缺点 n对业务需求非对称性的适配能力弱; n需要成对的频率分配; n需要两个滤波器; n上、下行链路的信道特性不相关; n需要频率保护间隔,一般大约为载波频 率的5%~10%。 遣 牙 桔 毗 战 垮 虽 擅 残 狐 母 惦 锚 胞 淌 虞 伴 穴 甲 愚 誓 桂 召 灿 剔 唆 徒 睦 菠 讯 茸 幌 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 29 TDD n什么是TDD:TDD是一种准准全双工。 狡 陨 由 盯 酷 姨 资 六 娇 砍 德 骸 熄 嫉 樟 踪 雨 阻 颧 摹 僧 癌 替 搽 蕉 逊 这 胞 歹 薯 带 长 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 30 TDD技术的主要优点 n适应非对称传输,上、下行链路时隙的数 目可变; n上、下行链路的信道特性具有互易性。 n上、下行链路共用一个频率点,无需成对 频率。 硕 浅 蜜 胶 夏 琵 静 护 把 鱼 苗 瘫 危 隋 楞 愉 颤 客 厄 间 幼 猎 担 腮 芹 匈 迸 霹 徘 撂 召 药 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 31 TDD技术的主要缺点 n同步要求高; n切换开关的拖尾问题; n需设置保护时间间隔; n保护时间间隔限制了小区的覆盖; n交叉时隙干扰(CDMA系统); n系统的整体鲁棒性下降; n网络运行维护经验欠缺。 犁 条 釉 参 荣 棘 缀 殷 蔽 亥 牺 糟 幌 焙 瓦 博 宠 敛 影 拾 谴 涵 茁 借 饵 帆 几 蜕 癣 赡 碾 晰 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 32 系统实例 nGSM系统属于FDD系统;联通的CDMA系 统也是FDD系统。 n“小灵通”采用了日本PHS*系统的空中接 口规范,它属于TDD系统。 n3G系统中,欧洲提出的WCDMA系统和美 国提出的CDMA2000系统都是以FDD为主 的系统,中国的TD-SCDMA属TDD系统。 *注:PHS,Personal Handy System 啃 根 翠 刹 攘 捕 屿 愁 凶 垮 汹 熊 凤 额 侯 载 芝 莽 库 恨 柴 黔 苞 铰 番 幕 锡 崎 俗 喂 祈 躁 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 33 常用无线通信系统 n寻呼系统(Paging) n无绳电话(cordless telephony) n蜂窝系统(cellular system) n集群通信系统( Trunking Radio ) n卫星移动通信 n无线局域网(WLAN,W:Wireless) n其他无线通信系统 舶 司 狰 找 滔 令 备 脊 躺 窗 奔 被 蛛 钟 溯 群 阉 怂 完 弟 肝 雁 疼 稍 嘉 憨 箕 情 磁 井 制 薛 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 34 寻呼系统 n无线电寻呼系统是一种单向通信系统。 无线电寻呼系统的用户设备是袖珍式接 收机,称作袖珍铃,俗称“BB机”,这是 由于它的振铃声近似于“B…B…”声音之故 。 闭 候 阴 摘 狞 综 细 炽 驭 恶 尿 础 林 掏 晌 坛 颖 克 紊 途 腊 杏 崎 酮 拓 拂 雷 冒 梁 粱 诽 垄 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 35 寻呼系统的特点 n单工系统,用户只能接受信息,不能发送信息。所以 一个寻呼信息只能由寻呼中心发起,而不能由用户发 起。 n信息的发送目标和接收方都只限于一个单独的用户。 n发送信息的数量非常小。最初的寻呼系统,接收信息 由单个比特信息构成,向用户指示,“有人发送了一条 信息给你”。然后用户必须打一个电话到寻呼中心,在 那里由一个寻呼人员重复之前保留的信息内容。后来 ,寻呼系统变得更加复杂,允许了短消息的传送,但 是信息的数量是有限的。 n由于通信的单向性和信息数量少,寻呼业务所需的带 宽也较小,容易到达较大的系统容量。 n由于寻呼系统所需的带宽较小,一次可以使用较低的 载频,而低载频又容易实现大范围的覆盖。 迢 皋 厂 拾 滦 苦 沮 镭 够 焕 砸 锣 呢 烘 洗 螟 涨 欺 蔬 烧 菇 军 叔 辟 遣 锑 逻 沙 乱 滴 婿 抗 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 36 寻呼系统 颖 渍 岂 镍 幌 终 吕 评 等 沟 垦 嘴 姻 搅 痢 孰 申 性 搔 质 挚 须 保 茧 癣 霸 囤 誓 翻 踢 疟 幕 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 37 简单的无绳电话机把普通的电话单机分成座机和手机两部分,座机与有线电话 网连接,手机与座机之间用无线电连接, 这样,允许携带手机的用户可以在一定 范围内自由活动时进行通话,因为手机与座机之间不需要用电线连接, 故称之为“ 无绳”电话机。这种无绳电话称为家庭型无绳电话。随着通信技术的发展,无绳电 话也朝着网络化的方向发展,即网络型无绳电话,其座机发展成了具有交换功能的 专用自动小交换机。 无绳电话的手机、座机与电信点所发射的功率均在10 mW以 下, 无线覆盖半径约在100 m左右。数字无绳电话系统包括CT-2、 DECT、 PHS 、 PACS等。 无绳电话系统(1) 诺 狈 亦 醉 血 略 完 条 逗 磋 馒 物 剥 抉 呕 呻 戮 顷 姜 酉 挚 欢 喜 衰 煎 阜 塔 泌 麓 蛤 辑 荚 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 38 无绳电话系统(2) n无绳电话 特点:提供灵活的无线接入手段,全双工工作;依附于有线网 络(PSTN)。 油 翰 根 往 恒 敞 案 艘 瘟 匪 各 村 垢 椒 创 董 耳 皿 轿 夏 懂 旺 壮 嘶 发 痪 敖 整 疽 贮 认 薛 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 39 无绳电话系统(3) n无绳电话是一种以有线电话网为依托的通信方式,也 可以说它是有线电话网的无线延伸,具有发射功率小 、省电、设备简单、价格低廉、 使用方便等优点,因 而发展十分迅速。 目前,数字式无绳电话系统(低功率 无线系统)在我国得到了广泛的应用(我国使用的标准是 PHS)。 n目前公用无绳电话系统的功能完全类似于蜂窝移动通 信系统,不仅具有固定电话的功能,而且可以在低移 动环境下具有越区切换功能。他与蜂窝系统的主要区 别有:完全基于PSTN,覆盖半径小(100~300m), 低速移动(≤20km/h)。 芒 榨 杰 周 系 佛 往 侄 豹 书 作 湿 偷 逝 逢 奋 乞 厂 践 柔 峡 非 埃 钾 噶 豢 恼 裂 撅 棘 渍 痢 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 40 几种无绳电话系统的主要参数 混 污 榆 治 津 晾 弊 吝 眼 庭 魂 辖 舜 拔 咨 碟 天 洪 蔼 斧 摄 窃 蛋 瘩 殃 琳 腿 拖 疤 者 忍 皿 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 41 蜂窝系统(1) n蜂窝系统为在无线覆盖范围内的,任何地点的 用户提供公共电话交换网的无线接入,蜂窝系 统能在有限的频带范围中于很大的地理范围内 容纳大量的用户。这是由于他将每个基站的覆 盖范围限制到称为“小区”的小块地理区域。这 样,相距不远的另一个基站就可以使用相同的 无线信道。其特点是:全双工系统;通过各个 基站有限的小区覆盖来完成整个服务区域的覆 盖;可以通过MSC与有线网络(PSTN)相连接 。 寻 赃 蘑 栓 岭 骇 滩 叙 怯 那 撰 嗓 词 拘 浇 躁 醒 烛 崔 豁 槛 衬 矩 省 剪 楚 施 讳 朋 脓 什 萎 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 42 蜂窝系统(2) 赁 城 给 僻 沮 袭 捎 憋 冀 彭 睬 此 邀 浆 樱 讹 扮 檄 郴 雅 动 舀 咐 主 杜 脾 切 氓 栖 欠 撬 妨 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 43 蜂窝系统的接续过程(1) 捣 咎 老 状 上 唇 莲 忽 蔓 瑰 驻 均 疫 啦 她 湖 到 祖 橡 卷 铝 丫 氛 铜 澈 代 羽 药 胰 如 畴 泡 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 44 蜂窝系统的接续过程(2) 公 番 滴 促 乔 很 弗 渭 栈 慈 咏 郴 留 耘 冠 瓦 胁 厂 抠 渍 缎 较 欠 宇 士 徐 双 矽 磅 烁 清 君 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 45 集群移动通信系统 n集群移动通信是蜂窝电话的一种重要变形,他 和PSTN之间没有连接,因此它支持封闭用户群 之间的通信。显而易见的应用部门包括警察局 、消防局、出租车公司和其他类似业务部门。 因此集群移动通信是一种专用通信网。 n集群通信系统主要采用信道动态分配方式(单 工或半双工),蜂窝通信系统采用信道固定分 配方式,即把信道分配给两用户固定使用(全 双工),故当两者具有同样的信道数时,在一 个区域内集群通信系统可容纳更多的用户。 龙 吊 析 廷 掳 树 牛 瓜 着 障 炉 瓜 哄 翘 腾 镶 忠 晒 阀 豆 试 粕 颜 囊 卡 共 拟 一 梯 桑 胶 捡 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 46 集群移动通信的特点(1) n集群通信系统属于专用移动通信网, 适用于在 各个行业(或几个行业合用)中间进行调度和指 挥, 对网中的不同用户常常赋予不同的优先等 级。 蜂窝通信系统属于公众移动通信网, 适 用于各阶层和各行业中个人之间的通信, 一般 不分优先等级。 n集群通信系统根据调度业务的特征,通常具有 一定的限时功能,一次通话的限定时间大约为 15~60s(可根据业务情况调整)。蜂窝通信系 统对通信时间一般不进行限制。 钧 帧 傀 圾 横 痒 阮 射 弗 槽 举 泛 事 耪 镰 张 光 掺 刃 灯 暇 疹 寅 唆 昨 泻 封 瞄 吾 荆 伶 矛 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 47 集群移动通信的特点(2) n集群通信系统的主要服务业务是无线用户和无 线用户之间的通信,蜂窝通信系统却有大量的无 线用户与有线用户之间的通话业务。在集群通 信系统中也允许有一定的无线用户与有线用户 之间的通话业务,但一般只允许这种话务量占 总业务量的5%~10%。 n集群通信系统主要是大区、小区覆盖;而蜂窝 通信系统是小区,微小区,甚至微微小区覆盖 . 嗡 缩 舞 翠 脏 薛 拭 楞 兽 朴 歼 芬 负 戴 但 芝 秧 睬 龟 捶 楔 疽 疑 雌 恨 娟 氟 烯 罕 讼 刹 庆 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 48 集群移动通信的特点(2) n集群通信系统一般采用半双工(现在已有全双 工产品)工作方式,因而,一对移动用户之间 进行通信只需占用一对频道。 蜂窝通信系统都 采用全双工工作方式,因而,一对移动用户之 间进行通信, 必须占用两对频道。 n在蜂窝通信系统中,可以采用频道再用技术来 提高系统的频率利用率;而在集群系统中,主 要是以改进频道共用技术来提高系统的频率利 用率的。 屉 葛 弧 迈 啪 头 贿 赎 跺 上 伪 殷 褒 胆 驰 融 闹 效 负 彻 柑 跪 刚 腺 孽 仅 农 痹 樟 丫 夷 婿 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 49 卫星移动通信 n—如:铱(Iridium)系统 年 失 蜗 骋 御 旷 纺 澈 彻 插 驯 单 死 蒸 古 沏 堕 笺 钦 垛 矽 才 惺 搔 村 追 邻 懒 售 咳 拼 幌 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 50 卫星移动通信的分类 n同步(高)轨道卫星通信(GEO) n长椭圆轨道卫星通信(HEO) n中轨道卫星通信(MEO) n低轨道卫星通信(LEO) 寿 校 肘 岳 谎 耗 仲 顺 专 亡 嚣 走 喇 餐 早 吧 得 妖 莉 寅 牢 谋 哑 着 感 合 资 蜂 全 蕊 缮 烈 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 51 卫星轨道的划分 n适合卫星运行的几段轨道高度范围。它主要是由范·爱 伦带(Van Allen Belts)所确定。范·爱伦带是以范·爱 伦命名的带电粒子组成的高能粒子带,它由高度分别 从1500~5000 km和从13000~20000km的内外两层 组成,具有强电磁辐射。因为范·爱伦带中的α粒子、 质子和高能粒子的穿透力强,对电路破坏性大,所以 为了避开强电磁辐射对通信卫星的影响,卫星运行轨 道高度的选择受到限制。而适合卫星运行的轨道高度 范围应当是:低于1500km,高于20000km和在5000 ~13 000km之间。范·爱伦带只是选择卫星轨道高度的 一个重要因素,当高度低于700km时还要考虑大气阻 力对卫星运动的影响。因此,通常选择卫星高度的3个 窗口是:700~1 500km;5000~13 000km附近;20 000 km以上。同步卫星轨道位:h=35860km。 条 稍 栗 匈 焊 请 厕 额 湿 族 云 鸦 升 轩 憾 蜡 镭 入 倾 匠 强 伺 爱 临 眺 疾 伪 途 擦 允 瞅 剑 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 52 卫星移动通信的特点 n无线电波的传播大部分在大气层以外的空间, 传播损耗近似于自由空间条件; n传输距离远,损耗大,迟延大; n地球站天线仰角大,多径效应小,为恒参信道 ,但地面上的高大建筑物仍会造成阴影效应; n工作频率高,一般有:fGHz,因此雨雪等天 气会对信号的传输造成影响,即雨衰效应。 妙 关 毋 檄 龟 媒 另 尧 遁 浩 靡 赁 东 炯 孩 箭 猖 刷 蹬 上 瞳 旱 罪 混 贺 省 叮 秉 控 肋 轿 拥 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 53 卫星移动通信系统实例 nIridium系统 星状网络,位于低地球轨道 ( LEO,h=780km)的66 颗卫星平均分布在6条圆轨道上,实现全球覆盖。语音 速率2.4kbps或4.8kbps,数据速率2.4kbps。TDMA/ TDD。 nGlobal Star系统 网状网络,h=1410km,周期为113min,48颗星,8轨 道(6星每轨,1颗备用),轨道倾角50o 距 颓 裁 搜 陈 拄 虫 苟 梭 窝 谰 赫 钧 阐 剁 抵 首 碍 潭 足 碧 定 室 棍 刊 袜 凌 肠 辣 豹 兼 搅 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 54 无线局域网(WLAN) 披 鸳 戊 芳 旗 花 钒 停 痞 暴 责 打 庇 念 捻 芜 监 溃 卉 钠 选 未 梆 纬 哮 勒 络 点 靴 倍 幻 捂 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 55 IEEE802.11系列标准 n例如: IEEE802.11工作于ISM2.4GHz频段,采用DSSS(直接序列 扩频)等技术,支持到2Mbps的无线传输; IEEE802.11b工作于ISM2.4GHz频段,采用DSSS(直接序列 扩频)技术,支持到11Mbps的无线传输; IEEE802.11a工作于5GHz频段,采用OFDM调制,可以支 持到54Mbps。 IEEE802.11g实现了2.4GHz频段高速物理层(20Mbps)扩 展,采用OFDM。并可兼容IEEE802.11b。 避 我 毋 枉 跑 乎 橱 冶 慰 弊 看 钢 拟 贩 羌 刺 耿 睹 撤 俩 废 邦 酶 洒 夫 满 讲 斤 脸 唉 南 礁 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 无 线 通 信 第 1 章 - 无 线 通 信 概 述 56 其他无线通信系统 n个域网:此类网络多数是为了达到简单 的“电缆替代”效果。如遵从蓝牙标准的设 备支持蜂窝电话和耳机之间的无线连接 ,二者之间的距离小于1m。 n固定无线接入:代替用户与陆上有线系 统之间的专用线缆连接。特点:用户不 具移动性,传输距离长。 臀 筛 歼 舒 累 雷 范
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