无线通信基本原理、基本概念(1)

1无线通信基本原理、基本概念1、无线频段的划分波段名称频段（f）范围波长（λ）范围长波15～100KHz20000～3000m中长波100～150KHz3000～2000m中短波150～1500KHz2000～200m短波1.5～30MHz200～10m超短波30～300MHz10～1m微波(分米波)300～3000MHz1m～10cm微波（厘米波）3～30GHz10～1cm微波（毫米波）30～300GHz1cm～1mm微波（超毫米波）大于300GHz小于1mm2、我国常用移动通信使用频段(a)GSM900：上行：890～915MHz，下行：935～960MHz，每载波带宽200KHz；GSM1800：上行：1710～1720MHz，下行：1805～1815MHz，每载波带宽200KHz；(b)CDMA2000：上行：825～835MHz，下行：870～880MHz，每载波带宽1.23MHz；(c)PHS：1900～1920MHz，每载波带宽300KHz；(d)集群：上行806～821MHz，下行851～866MHz，每载波带宽25KHz；3、波长λ、频率f的关系为c=f*λ式中：c为光速，数值为3×108m/s，f单位为Hz，λ单位为m。4、波传播的几种方式a)表面波传播：以绕射方式，沿着地球表面传播。b)天波传播：通过高空电离层反射传播。c)空间波传播：通过直线传播和地面反射传播。d)散射传播：利用大气对流层和电离层的不均匀性来散射传播。长波一般通过表面波传播；中波、短波一般通过表面波或天波传播；微波一般通过空间波、散射波传播。5、仙农（Shannon）定理C=Blog2(1+S/N)上式中C为信道容量，B为信道带宽，S/N为信噪比。扩频通信即据此原理。6、TDD、FDD、TDMA、FDMA、CDMA的区别2a)TDD（时分双工）收发信共用一射频频带，上、下行链路使用不同的时隙来进行通信。b)FDD（频分双工）收发信使用一个不同的射频频率来进行通信。c)TDMA(时分多址)传送给不同终端用户的信息通过同一载波的不同时隙来区分。d)FDMA（频分多址）传送给不同终端用户的信息通过不同载波来区分。CDMA(码分多址)传送给不同终端用户的信息通过不同码调制来区分。7、大尺度路径损耗和小尺度路径损耗大尺度路径损耗：无线信号经长距离上的场强变化，又叫慢衰落。自由空间损耗即属于典型的大尺度路径损耗。小尺度路径损耗：无线信号经过短时间或短距离传播后其幅度快速衰落，又叫快衰落。多经传播是引起小尺度传播的主要原因。8、平衰落和选择性衰落平衰落：发射信号的频谱特性在接收机内仍能保持不变的衰落。选择性衰落：发射信号的频谱特性在接收机内发生了畸变的衰落。f功率谱密度f0发信频谱图f功率谱密度f0收信频谱图平衰落f功率谱密度f0发信频谱图f功率谱密度f0收信频谱图选择性衰落9、极化波的极化是指电场的取向随时间变化的方式。电场矢量的两个正交分量具有不同振幅和相位关系时，可能形成三种不同的极化：线极化、园极化和椭圆极化。3XYXYXY线极化圆极化椭圆极化10、多普勒频移基站与移动台间的相对运动会引起频率调制，这种现相叫多普勒频移。多普勒频移fd=V/λ*COSθV－移动台移动速率，单位m/s；λ－波长，单位为mθ－移动台运动方向与入射波的夹角。sV多普勒效应示意图11、2PSK/4PSK/4QAM/16QAM010π/2π3π/22PSK星座图1π/2π3π/2014PSK/4QAM星座图0(11)(01)(10)(00)0π/2π3π/216QAM星座图(1111)(0010)0(1110)(1010)(1011)(0011)(0111)(0001)(0110)(0000)(0101)(1000)(1001)(1101)(1100)12、GSM/CDMA2000/WCDMA/PHS的语音编码类型及速率标准所采用的语音编码类型所采用的语音编码速率GSMRPE－LTP(规则脉冲激励－长期预测编码)13kb/sCDMA2000CELP(码激励线性预测编码)1.2/2.4/4.8/9.6kb/s4WCDMAAMR(自适应多速率编码)12.2kb/sPHSADPCM(自适应差分脉冲编码调制)32kb/s13、dBi、dBd的区别与关系两者均为用来表示天线增益的单位。前者是用理想点源全向天线（其增益为1）为参考得出的天线增益dB值；后者是用半波耦极子的天线增益为参考得出的天线增益dB值。两者之间的关系为同一天线增益用前者表示的值为后者值加2.15dB。14、分集通过多个接收机接收同一内容的信号，然后通过选择最好的一路信号或几路接收到的信号同相合成。分集主要有频率分集、空间分集、极化分集、时间分集。15、自由空间传播发射机和接收机之间完全无阻挡的视距传播。自由空间损耗LF＝92.4+20log(d*f0),单位dB。式中d为发射机与接收机之间的距离，单位km；f0射频中心频率，单位GHz。16、降雨损耗对电波传播的影响频率大于等于10GHz以上的电磁波需考虑降雨损耗对信号传播的影响，频率小于10GHz以下的电磁波则不需考虑降雨损耗对信号传播的影响，降雨强度越大、频率越高则降雨损耗越大。17、链路预算的一般原理链路预算的目的是为了计算在满足一定的覆盖率或可用性条件下的无线信号的最大覆盖半径。链路计算的方法为：（1）计算允许的最大路径损耗LMAXLMAX=PTX-LC-LTK+GTX+GRX-LRK-LB-SRX-LI-LS式中：LMAX－允许的最大路径损耗，单位dB；PTX―发射机发射功率，单位dBm；LC－发信合路器损耗值，单位dB；LTK－发信馈线损耗值，单位dB；GTX－发信天线增益，单位dBi；GRX－收信天线增益，单位dBi；LRK－收信馈线损耗值，单位dB；LB－收信分路器损耗值，单位dB；SRX－接收机灵敏度，单位dBm；LI－预留的干预余量，单位dBLS－预留的衰落余量，单位dB。5（2）根据传播模式，由LMAX计算最大覆盖半径。