西安电子科技大学：《移动通信系统》课程教学课件（讲稿）第一讲 无线通信概述（主讲：高洋）

第一章无线通信概述 UNTVER

第一章 无线通信概述

无线通信组成 %无线通信传输 ■单条无线链路 ■信源把要传输的消息通过无线电磁波发送给信宿 必无线通信网络 ■多条链路的无线传输：多个信源要把自己的信息发送 给一个或者多个信宿 ■联合考虑要传输的业务以及通信控制等，多条链路的 无线传输就形成一个无线通信网络 Mobile Communication Theory 6

无线通信组成 无线通信传输  单条无线链路  信源把要传输的消息通过无线电磁波发送给信宿 无线通信网络  多条链路的无线传输：多个信源要把自己的信息发送 给 个或者多个信宿 给一个或者多个信宿  联合考虑要传输的业务以及通信控制等，多条链路的 无线传输就形成 无线传输就形成 个无线通信网络 一个无线通信网络 Mobile Communication Theory 6

无线通信传输 必发射设备 变换器（换能器）：将被发送的信息变换为电信号。例如话筒将声音 变为电信号。 ■发射机：将换能器输出的电信号变为强度足够的高频电振荡信号。 天线：将高频电振荡信号变成电磁波信号向传输媒质辐射。 接收设备 。 接收天线：将空间传播到其上的电磁波信号变成高频电振荡信号 ·接收机：将高频电振荡信号变成电信号； ·变换器（换能器）：将电信号恢复成所传送信息 冬传输媒体 ·无线电磁波 变换 发射 接收 变换 器 机 机 器 发射机 接收机 Mobile Communication Theory

无线通信传输  发射设备  变换器（换能器）：将被发送的信息变换为电信号。例如话筒将声音 变为电信号。  发射机：将换能器输出的电信号变为强度足够的高频电振荡信号。  天线：将高频电振荡信号变成电磁波信号向传输媒质辐射。  接收设备  接收天线：将 间传播到其 的 波信号变成高频 振荡信号 空间传播到其上的电磁波信号变成高频电振荡信号  接收机：将高频电振荡信号变成电信号；  变换器（换能器）：将电信号恢复成所传送信息  传输媒体  无线电磁波 Mobile Communication Theory 7

移动通信设备 必无线终端 组 即可以是接收无线信号的接收机，也可以是发送无线 信号的发射设备。 OKIA (a)寻呼机 对讲机 (©)传统手机 (d)内嵌WiF的PDA 冬蜂窝移动通信系统的基站或者无线局域网中的接入点 ·由通信模块及其控制模块的机柜、铁塔以及天线等器 件组成 Mobile Communication Theory 8

移动通信设备  无线终端  即可以是接收无线信号的接收机，也可以是发送无线 信号的发射设备。  蜂窝移动通信系统的基站或者无线局域网中的接入点  由通信模块及其控制模块的机柜、铁塔以及天线等器 件组成 Mobile Communication Theory 8

基站组成 天线 单联馈线卡 接头 跳线 基带处理 顿块 接口与控制 塔顶放大器 电缆 模块 射疑模块 三联馈线卡 接地卡 射模块 基霜处理 机房 块 基带处理 12"跳线 接地卡 相款 避雷器 GPs块 室外接地排 偏置T接头 机柜 馈线孔板 (a)基站的机柜 b)铁塔和天线 Mobile Communication Theory

基站组成 天线 接头 跳线 单联馈线卡 电缆 接地卡 塔顶放大器 三联馈线卡 1/2"跳线 避雷器 接地卡 机房 机柜 室外接地排 偏置T接头 机柜 馈线孔板 Mobile Communication Theory 9

无线通信网络组成 业务平台层 H323 HLR DB AAA ISP 核心网层 P核心网 X X 传输承载层 IPGW v-cw PSTN/Internet 接入层 宽带无线接入 蜂窝移动 接入 Mobile Communication Theory 10

无线通信网络组成 业务平台层 H323 HLR DB AAA ISP 核心网层 IP 核心网 传输承载层 MGW GGSN IPGW V-GW SGSN PSTN/Internet 接入层 宽带无线接入 蜂窝移动 接入 Mobile Communication Theory 10

电磁波分类 频率在300GHz(1GHz=109Hz)以下的波称为无线电波，主要用于 广播，电视或其他通信。 频率在3×1011Hz八4×1014Hz之间的波称为红外线，它的显著特 点是给人以“热”的感觉，常用于医学上的物理治疗或红外线加热，探 测等； 频率在3.84×1014HzN7.69X1014Hz之间的波为可见光，它能 引起人们的视觉： 频率在8X1014HzN3X1017Hz之间的波称为紫外线，具有较强的 杀菌能力，常用于杀菌，消毒： 频率在3X1017HzN5×1019Hz之间的波称为X射线（或伦琴射线 )它的穿透能力很强，常用于金属探测，人体透视等。 在原子核物理中还有频率为1018HzN1022Hz以上的射线，其穿透 能力就更强了。 Mobile Communication Theory 11

电磁波分类  频率在300GHz(1GHz=109Hz)以下的波称为无线电波，主要用于 广播，电视或其他通信。  频率在3×1011Hz ~ 4×1014Hz之间的波称为红外线，它的显著特 点是给人以“热”的感觉，常用于医学 的物理治疗或 外线加热 上的物理治疗或红外线加热，探 测等；  频率在3.84×1014Hz ~ 7.69×1014Hz之间的波为可见光，它能 引起人们的视觉；  频率在8×1014Hz ~ 3×1017Hz之间的波称为紫外线，具有较强的 杀菌能力，常用于杀菌，消毒；  频率在3×1017 Hz ~ 5×1019Hz之间的波称为X射线（或伦琴射线 ）它的穿透能力很强，常用于金属探测，人体透视等。  在原子核物理中还有频率为 在原子核物理中还有频率为1018Hz ~ 10 Hz ~ 1022Hz以上的射线，其穿透 能力就更强了。 Mobile Communication Theory 11

无线电磁波 名称 英文 波长范围 频率范围 极低频（极长波） 100000Km~10000Km 3Hz~30Hz 超低频（超长波） 10000Km~1000Km 30Hz~300Hz 特低频（特长波） ULF 1000Km~100Km 300Hz~3000Hz 甚低频（甚长波） VLF 100Km~10Km 3KHz~30KHz 低频（长波） LF 10000m~1000m 30KHZ300KHz 中频（中波） MF 1000m~~100m 300KHz~3000KHz 高频（短波） HF 100m~10m 3MHz~30MHz 甚高频（米波） VHF 10m~1m 30MHz~300MHz 特高频（分米波） UHF 1m~1dm 300MHz~3000MHz 微 超高频（厘米波） SHF 10cm~1cm 3GHz30GHz 波 极高频（毫米波） EHF 10mm~1mm 30GHz~300GHz 至高频（亚毫米波） 0.3nm~1um 300GHz~1000GHz Mobile Communication Theory

无线电磁波 名称 英文 波长范围 频率范围 极低频（极长波） 100000Km～10000Km 3Hz～30Hz 超低频（超长波） 10000Km～1000Km 30Hz～300Hz 特低频（特长波） ULF 1000Km～100Km 300Hz～3000Hz 甚低频（甚长波） VLF 100Km～10Km 3KHz～30KHz 低频（长波） LF 10000m～1000m 30KHz～300KHz 中频（中波） MF 1000m～100m 300KHz～3000KHz 高频（短波） HF 100m～10m 3MHz～30MHz 甚高频（米波） VHF 10m～1m 30MHz～300MHz 特高频 (分米波) UHF 1m～1dm 300MHz～3000MHz 微 超高频 (厘米波) SHF 10 1 3GH 30GH 波 超高频 (厘米波) SHF 10cm～1cm 3GHz～30GHz 极高频 (毫米波) EHF 10mm～1mm 30GHz～300GHz 至高频 (亚毫米波) 0 3nm～1um 300GHz～1000GHz 12 至高频 (亚毫米波) 0.3nm～1um 300GHz～1000GHz Mobile Communication Theory

无线通信特征 具有使用方便，接入灵活等特点 ”无线电波传播复杂 ■衰落：直射波和随时变化的绕射波、反射波、散射波的叠加，接 收信号的电场强度起伏不定 ·多普勒效应：载波频率将随运动速度的不同，产生不同的频移 冬无线电波干扰 ·互调干扰：是指几个不同频率的信号通过非线性电路时会产生与 有用信号频率相同或相近的频率组合而对通信系统构成的一种干 扰。 ■邻道干扰：是指两个相邻的信道之间的干扰，是由于一个强信号 串入弱信号中干扰弱信号而造成的干扰 ·在相邻载频间预留足够的保护载频，同时使用先进的线性滤波 器以减少邻频的功率泄露。 同信道干扰：是指使用相同无线资源时导致的干扰 ·通过地域隔离实现信道复用 Mobile Communication Theory 13

无线通信特征  具有使用方便，接入灵活等特点  无线电波传播复杂  衰落：直射波和随时变化的绕射波、反射波、散射波的叠加，接 收信号的电场强度起伏不定  多普勒效应：载波频率将随运动速度的不同，产生不同的频移  无线电波干扰  互调干扰：是指 个不 频率的信号通过非线性电路时会产生与 是指几个不同频率的信号通过非线性电路时会产生与 有用信号频率相同或相近的频率组合而对通信系统构成的一种干 扰。  邻道干扰：是指两个相邻的信道之间的干扰，是由于一个强信号 串入弱信号中干扰弱信号而造成的干扰 • 在相邻载频间预留足够的保护载频，同时使用先进的线性滤波 器以减少邻频的功率泄露。  同信道干扰：是指使用相同无线资源时导致的干扰 13 • 通过地域隔离实现信道复用 Mobile Communication Theory

无线通信的历史 ”无线通信的发明首先要追溯到电报和电话的发现 ”1844年，美国人塞约尔，莫尔斯发明了电报机 1875年，贝尔通过让电流在金属导线中传输，实现了话音的远距离传输 ，从而发明了电话 冬基于以上发明，无线通信技术在19世纪应运而生，使通信摆脱了依赖导 线的方式 ■1888年，赫兹发现了电磁波，证实了无线电波的存在： 1895年，波波夫发明了无线电天线，并设计了无线电接收机： 1897年，马可尼实验室证明了运动中无线通信的可应用性，开始了人类对移 动通信的兴趣和追求； ·1946年，贝尔实验室推出了世界上第一个公用汽车电话网； ■从40年代至60年代初，欧美等国家已完成了移动通信网从专网向公网过渡的 开发； 1976年，贝尔在纽约建立了12信道移动电话系统，为543个移动用户提供了 服务： 1978年，贝尔实验室开发了真正意义上的大容量蜂窝式移动电话系统。 Mobile Communication Theory

无线通信的历史  无线通信的发明首先要追溯到电报和电话的发现  1844年，美国人塞约尔·莫尔斯发明了电报机  1875年，贝尔通过让电流在金属导线中传输，实现了话音的远距离传输 ，从而发明了电话  基于以上发明，无线通信技术在 无线通信技术在19世纪应运而生，使通信摆脱了依赖导 使通信摆脱了依赖导 线的方式  1888年，赫兹发现了电磁波，证实了无线电波的存在；  1895年，波波夫发明了无线电天线，并设计了无线电接收机；  1897年，马可尼实验室证明了运动中无线通信的可应用性，开始了人类对移 动通信的兴趣和追求；  1946年，贝尔实验室推出了世界上第一个公用汽车电话网；  从40年代至60年代初，欧美等国家已完成了移动通信网从专网向公网过渡的 开发；  1976年，贝尔在纽约建立了12信道移动电话系统，为543个移动用户提供了 服务； 1978年 贝尔实验室开发了真正意义上的大容量蜂窝式移动电话系统 14  ，贝尔实验室开发了真正意义上的大容量蜂窝式移动电话系统。 Mobile Communication Theory