無線通信基礎(chǔ)

1、頻段名稱頻率范圍波段名稱波長范圍極低頻（ELF）330Hz極長波10010Mm（108107m）超低頻（SLF）30300Hz超長波101Mm（107106m）特低頻（ULF）3003000Hz特長波1000100km（106105m）甚低頻（VLF）330kHz甚長波10010km（105104m）低頻（LF）30300kHz長波101km（104103m）中頻（MF）3003000kHz中波1000100m（103102m）高頻（HF）330MHz短波10010m（10210m）甚高頻（VHF）30300MHz超短波（米波）101m特高頻（UHF）3003000MHz微波0分米波10.1m

2、（110-1m）超高頻（SHF）330GHz厘米波101cm（10-110-2m）極高頻（EHF）30300GHz毫米波101mm（10-210-3m）至高頻（THF）3003000GHz亞毫米波10.1mm（10-310-4m）光波310-3310-5mm（310-6310-8m） 收信機(jī)的主要作用是把天線接收下來的射頻載波信號首先進(jìn)行低噪收信機(jī)的主要作用是把天線接收下來的射頻載波信號首先進(jìn)行低噪聲放大，然后經(jīng)過變頻（一次、兩次甚至三次變頻）、中頻放大和聲放大，然后經(jīng)過變頻（一次、兩次甚至三次變頻）、中頻放大和解調(diào)后還原出原始信號，最后經(jīng)低頻放大器放大輸出。解調(diào)后還原出原始信號，最后經(jīng)低頻放

3、大器放大輸出。用戶用戶1 用戶用戶2 用戶用戶3用戶用戶1用戶用戶2用戶用戶3時間時間頻率頻率時間時間時間時間頻率頻率頻率頻率碼碼FDMATDMACDMA用戶用戶3用戶用戶2用戶用戶1所有用戶在同一時間、所有用戶在同一時間、同一頻段上、根據(jù)編碼同一頻段上、根據(jù)編碼獲得業(yè)務(wù)信道,如獲得業(yè)務(wù)信道,如WCDMA, CDMA2000WCDMA, CDMA2000業(yè)務(wù)信道在不同業(yè)務(wù)信道在不同頻段分配給不同用戶頻段分配給不同用戶如：AMPS、TACS如：AMPS、TACS業(yè)務(wù)信道在不同業(yè)務(wù)信道在不同時間分配給不同用戶時間分配給不同用戶如：DAMPS、GSM如：DAMPS、GSM1 287364 51 28

4、7364 51 287364 51 287364 51 287364 51 287364 51 287364 51 287364 51 287364 51 287364 5數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)傳傳輸輸方方向向1 111111 12 222222 27 777777 76 666666 63 333333 34 444444 41 287364 51 287364 55 555555 58 888888 8交織 軟切換 更軟切換 硬切換 接力切換可分為：上行功率控制和下行功率控制不同制式的系統(tǒng)功率控制種類很多。無線電波的傳播方式主要有以下幾種：傳播損耗的定義傳播損耗的定義傳播損耗與距離的一般關(guān)系傳播損耗與距

5、離的一般關(guān)系在移動通信中，隨著傳播距離的增加，傳播損耗將增加。在120公里范圍內(nèi)，大致為40dB/dec。dec為10倍距離。當(dāng)距離在增大時，將增大至5060dB/dec。對于某一無線電鏈路，從發(fā)射天線輸出端的信號經(jīng)過一定的傳播路徑，到達(dá)接收天線的輸入端時，功率電平的損耗（或衰減）值，一般用dB表示。 1、自由空間的傳播損耗：、自由空間的傳播損耗： 2、繞射損耗：、繞射損耗：4、建筑物貫穿損耗、建筑物貫穿損耗kmMHzbfdfLlog20log205 .32繞射損耗分單刃繞射、多刃繞射、圓球形繞射；繞射損耗一般比較大，其中圓球形繞射損耗最大。多刃繞射損耗可以由單刃繞射損耗累加得到。 3、反射損

6、耗：、反射損耗：反射損耗與反射面的反射系數(shù)（擴(kuò)散系數(shù)、鏡面反射系數(shù)、漫反射系數(shù)等）有關(guān)，也和反射角的大小有關(guān)。建筑物的貫穿損耗是指電波通過建筑物的外層結(jié)構(gòu)時所受到的衰減，它等于建筑物外與建筑物內(nèi)的場強(qiáng)中值之差。900MHz，一般中等城市取1318dB，大城市取20dB；1800MHz加5dB 5、人體損耗、人體損耗：手持機(jī)位于使用者的腰部和肩部時，接收的信號場強(qiáng)比天線離開人體幾個波長時將分別降低47dB和12dB。一般人體損耗設(shè)為3dB。 7、植被損耗：、植被損耗：一般車內(nèi)損耗為810dB。植被損耗與樹林的稠密程度、樹葉形狀（針葉、闊葉）、樹林的厚度、樹林與接收天線的距離等有關(guān)；在樹林內(nèi)部（0

7、.2dB/m（900M）、0.3dB/m（1800M）；部分穿過樹林（繞射或20dB/dec）；接收天線周圍有樹林，低于樹林，大致為10dB； 6、車內(nèi)損耗：、車內(nèi)損耗： 1、自由空間的傳播損耗：、自由空間的傳播損耗： 2、繞射損耗：、繞射損耗：4、建筑物貫穿損耗、建筑物貫穿損耗kmMHzbfdfLlog20log205 .32繞射損耗分單刃繞射、多刃繞射、圓球形繞射；繞射損耗一般比較大，其中圓球形繞射損耗最大。多刃繞射損耗可以由單刃繞射損耗累加得到。 3、反射損耗：、反射損耗：反射損耗與反射面的反射系數(shù)（擴(kuò)散系數(shù)、鏡面反射系數(shù)、漫反射系數(shù)等）有關(guān)，也和反射角的大小有關(guān)。建筑物的貫穿損耗是指電

8、波通過建筑物的外層結(jié)構(gòu)時所受到的衰減，它等于建筑物外與建筑物內(nèi)的場強(qiáng)中值之差。900MHz，一般中等城市取1318dB，大城市取20dB；1800MHz加5dB1、傳播模型的概念傳播損耗的計算公式稱為傳播模型。2、傳播模型概述傳播模型分為統(tǒng)計型模型和決定型模型。統(tǒng)計型模型是利用測試數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)計分析得到的傳播模型，一般計算量要小，對電子地圖的數(shù)據(jù)要求也較低，統(tǒng)計型模型一般可以利用測試數(shù)據(jù)加以修正。決定型模型是根據(jù)傳播路徑上的地物、建筑物的幾何信息，利用波的繞射、反射的理論的模型。一般計算量大，對電子地圖的數(shù)據(jù)要求也較高，需要建筑物的信息，一般不能利用測試數(shù)據(jù)加以修正。5、傳播模型的選擇傳播模型

9、的選擇3、常見的統(tǒng)計型模型常見的統(tǒng)計型模型Okumura-Hata模型；COST-231模型；通用模型；4、常見的決定型模型常見的決定型模型COST-231-Walfish-Ikegami；射線跟蹤模型；城區(qū)環(huán)境類型：如密集城區(qū)（建筑物）、一般城區(qū)、郊區(qū)、農(nóng)村等；地形地貌特點：如丘陵、開闊地、樹林、水體、斜坡、山峰等；覆蓋區(qū)半徑：大于20公里、120公里；400500米或更近；模型是和的頻段：不同的頻段使用不同的模型室內(nèi)型的微蜂窩等等；Egli模型；Lee模型（點到點模型）；6、傳播模型的要求傳播模型的要求預(yù)測結(jié)果與測試結(jié)果相比，平均偏差小于3dB，標(biāo)準(zhǔn)偏差小于8dB，不規(guī)則地形小于10dB。

10、標(biāo)準(zhǔn)偏差越小,則預(yù)測的準(zhǔn)確性越高。1、適用條件、適用條件: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120km；準(zhǔn)平滑地區(qū)、城區(qū)、郊區(qū)、開闊地、丘陵、山地、水域等；2、基本思想：、基本思想：給出城市環(huán)境中的傳播模型作為中值路損的基本模型，其它環(huán)境使用修正因子。Okumura-Hata模型3、城市環(huán)境的基本模型公式、城市環(huán)境的基本模型公式: 4、修正因子：、修正因子：城區(qū)類型：郊區(qū)、開闊地、準(zhǔn)開闊地、農(nóng)村等；地形類型：丘陵、斜坡、孤立山峰、水陸混合；城市特有的修正因子：街道走向、建筑物密度；)(lglg55. 69 .44()(lg82.13lg1

11、6.2655.69dhhahfLbmbb城 5、整體模型公式：、整體模型公式：rmruspimhsstreetbQQKRKKKKaSKLL000)( 6、天線有效高度的影響：、天線有效高度的影響：在其它條件不變的情況下，天線有效高度增加一倍，損耗減少6dB；Okumura-Hata模型在1km處的天線高度增益比實際要小，因此實際使用中也有使用修正量的。 7、針對、針對1800頻段的頻段的COST-231模型模型思想與Okumura-Hata模型一樣；也是利用測試數(shù)據(jù)擬合的結(jié)果。在1800頻段比Okumura-Hata模型更合適。)(lglg55. 69 .44()(lg82.13lg9 .33

12、3 .46dhhahfLbmbb城通信系統(tǒng)中的通用模型通信系統(tǒng)中的通用模型 1、適用條件、適用條件: 2、基本思想：、基本思想：統(tǒng)一Okumura-Hata模型和Cost-231模型的公式；在城區(qū)和地形修正因子基礎(chǔ)上，增加了地物的修正因子；各個參數(shù)K都是可以利用測試數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。任何系統(tǒng)；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120km；準(zhǔn)平滑地區(qū)、城區(qū)、郊區(qū)、開闊地、丘陵、山地、水域等； 3、通用模型公式、通用模型公式: 4、修正因子：、修正因子：主要是城區(qū)類型修正因子K5、地物修正因子K(Clutter)，路損斜率K2，繞射損耗作用系數(shù)K(d)。其它參數(shù)也可以

13、修正。 2）、兩段式公式）、兩段式公式:0022215432210543211lg)()(lglglglg)(lglglglgdddKKKhaLKKKhdKhKdKKddKhaLKKKhdKhKdKKLstreetmddclutterbbstreetmddclutterbbb城1）、一段式公式）、一段式公式streetmddclutterbbbKhaLKKKhdKhKdKKL)(lglglglg54321城 5、地物修正因子：、地物修正因子：介于01，在多徑傳播占主導(dǎo)的城市，一般取0.50.65，在郊區(qū)取0.70.85，在多徑傳播不明顯的農(nóng)村地區(qū)取0.91。只考慮移動臺所在地物的修正因子?？紤]移動臺與基站方向一段距離內(nèi)地物因子的加權(quán)平均?？紤]移動臺在傳播方向上前后一段距離內(nèi)地物因子的加權(quán)平均。 6、繞射損耗作用系數(shù)：、繞射損耗作用系數(shù)：理論背景：其它條件不變時，移動臺周圍的50400波長的環(huán)境基本決定傳播損耗。由于在電波傳播路徑上的情況的多樣性以及電子地圖的柵格精度的不同，有幾種處理方法：COST-231-Walfish-Ikegami模型模型1、適用條件、適用條件:900/1800M：移動臺天線高度為110米；通信距離為20m5km； 2、基本思想：、基本思想：使用幾何繞射理論，將模型分為視通和