室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)培訓(xùn)之無線理論湖南省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司2016年一無線概述二無線技術(shù)大綱一.無線概述無線概述—每個(gè)頻段都有主一.無線概述移動(dòng)通信的演進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)一.無線概述無線概述--比較固定通信有那些特殊性1、多徑無線傳播無線路徑是一個(gè)很復(fù)雜的傳播媒介2、手機(jī)發(fā)射功率有限手機(jī)的發(fā)射功率客觀限制了蜂窩小區(qū)的服務(wù)范圍手機(jī)電池壽命和對(duì)人體危害決定了發(fā)射功率大小3、頻率資源有限帶寬一定信道編碼等占用額外頻率資源頻率需要被重復(fù)利用==>產(chǎn)生同頻干擾4、用戶行為的不確定性一.無線概述無線概述--比較固定通信有那些特殊性1、多徑傳播2、陰影效應(yīng)3、地形、地貌4、反射5、信號(hào)的相互干擾一.無線概述無線概述—信號(hào)傳播、反射、漫反射自由空間信號(hào)傳播

信號(hào)強(qiáng)度隨距離指數(shù)倍衰減鏡面反射漫反射

反射

鏡面反射信號(hào)強(qiáng)度:A-->*A(<1)相位:

-->-材料的偏振性決定相位的變化

漫反射信號(hào)強(qiáng)度:A-->*A(<<1)相位:

-->隨機(jī)相位偏振性影響:隨機(jī)

D一.無線概述無線概述--反射強(qiáng)烈的信號(hào)反射會(huì)帶來無法容忍的信號(hào)時(shí)延反射信號(hào)落在接收機(jī)均衡器時(shí)間窗口內(nèi)，可以容忍否則，就會(huì)產(chǎn)生信號(hào)交疊自干擾直射信號(hào)弱，反射信號(hào)強(qiáng)均衡器時(shí)間窗口16s信號(hào)強(qiáng)度延遲時(shí)間長距離反射，反射信號(hào)落在均衡器窗口外:==>干擾效應(yīng)一.無線概述無線概述--反射

吸收效應(yīng)

深度信號(hào)衰減相位變化因材料而異去偏極衍射

鍥型模型刀刃模型多刀刃模型AA-5..30dB穿墻時(shí)很明顯一.無線概述無線概述--衰落慢衰落(正態(tài)衰落)傳播路徑上大的阻擋物引起的陰影效應(yīng)快衰落(瑞利衰落)幾路信號(hào)破壞性的疊加“衰落谷點(diǎn)”,“信號(hào)黑洞”timepower2sec4sec6sec+20dBmean

value-20dB正態(tài)衰落瑞利衰落一.無線概述無線概述—無線環(huán)境傳播損耗在研究傳播時(shí)，特定接收機(jī)功率接收的信號(hào)電平是一個(gè)主要特性。由于傳播路徑和地形干擾，傳播信號(hào)減小，這種信號(hào)減小稱為傳播損耗。自由空間的傳播損耗可以由下式表示：其中f為頻率(MHz)，d為距離(km)。上式與距離d，頻率f成反比，當(dāng)距離或頻率增加一倍時(shí)，自由空間的路徑損耗增加6dB(信號(hào)場強(qiáng)衰減4倍）。一.無線概述無線概述—無線環(huán)境傳播損耗當(dāng)已知頻率f還可以簡化上式：式中γ＝2。γ稱為路徑損耗傾斜因子。在實(shí)際的信號(hào)空間傳播中，地形、信號(hào)在不同介質(zhì)上的繞射、反射、穿透都會(huì)導(dǎo)致不同的傳播損耗，不同環(huán)境下γ的取值范圍：一無線概述二無線技術(shù)大綱二.無線技術(shù)移動(dòng)通信技術(shù)—蜂窩理論蜂窩理論

移動(dòng)通信網(wǎng)是由大區(qū)制演變成蜂窩結(jié)構(gòu)的。在大區(qū)制條件下，用戶少，話務(wù)量低，頻率相對(duì)豐富。大區(qū)制的網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)基站，功放輸出較大功率，覆蓋一定的區(qū)域。在此區(qū)域內(nèi)，使用信道組{f1、f2、f3.....fn}。二.無線技術(shù)移動(dòng)通信技術(shù)—蜂窩理論蜂窩理論隨用戶增多，話務(wù)量增大，網(wǎng)絡(luò)容量的增加，原來信道組（f1,f2...fn)不能滿足需要，采用的辦法是頻率復(fù)用網(wǎng)絡(luò)無線設(shè)計(jì)時(shí)，將基站發(fā)射功率降

低，每一個(gè)基站覆蓋

范圍縮小，原

先由一個(gè)基站覆蓋的區(qū)域，現(xiàn)在由多個(gè)基站覆蓋，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)圖如同蜂窩一般。二.無線技術(shù)移動(dòng)通信技術(shù)—蜂窩理論蜂窩理論二.無線技術(shù)移動(dòng)通信技術(shù)—雙工技術(shù)1、單工

單工就是指A只能發(fā)信號(hào)，而B只能接收信號(hào)，通信是單向的，就象燈塔之于航船——燈塔發(fā)出光信號(hào)而航船只能接收信號(hào)以確保自己行駛在正確的航線上。典型應(yīng)用：收音機(jī)、老電視機(jī)2、半雙工

半雙工就是指A能發(fā)信號(hào)給B，B也能發(fā)信號(hào)給A，但這兩個(gè)過程不能同時(shí)進(jìn)行。如果雙方同時(shí)處于收狀態(tài)，或同時(shí)處于發(fā)狀態(tài)，便不能正常通信了。

典型應(yīng)用：對(duì)講機(jī)3、全雙工

全雙工比半雙工又進(jìn)了一步。在A給B發(fā)信號(hào)的同時(shí)，B也可以給A發(fā)信號(hào)。典型的例子就是打電話。

A和B在說的同時(shí)也能聽到對(duì)方說的內(nèi)容，這就是全雙工。

典型應(yīng)用：手機(jī)二.無線技術(shù)移動(dòng)通信技術(shù)—雙工技術(shù)雙工方式(TDD、FDD)

TDD和FDD分別指時(shí)分雙工和頻分雙工。

FDD：上下行鏈路分別占用對(duì)稱的雙向頻段；

TDD：上下行鏈路工作于同一頻率，通過時(shí)分方式在時(shí)域上調(diào)整上下行資源。二.無線技術(shù)移動(dòng)通信技術(shù)--多址接入我們首先了解一下多址接入的概念，常用的多址接入根據(jù)不同的特點(diǎn)可分為：FDMA、TDMA、CDMA。（為了理解多址，可以簡單的理解為多個(gè)人）FDMA:頻分多址技術(shù)，即不同的用戶占用不同的頻率，通過不同的頻率來區(qū)分不同的用戶。

TDMA:時(shí)分多址技術(shù)，即不同的用戶占用不同的時(shí)間，通過不同的時(shí)間段來區(qū)分不同的用戶CDMA:碼分多址技術(shù)，所有的用戶都占用同樣的時(shí)間和頻率，但之間有不同的特征。這個(gè)特征為不同的編碼FDMA頻率時(shí)間功率頻率時(shí)間功率TDMACDMA時(shí)間頻率功率Code1Code2CodeN二.無線技術(shù)移動(dòng)通信技術(shù)--多址接入:FDMAFDMAFDMA信道每次只能傳遞一路電話，如果一個(gè)FDMA信道被分配為話音信道，但沒有使用，并且處于空閑狀態(tài)，它不能被其他用戶使用。在分配成語音信道后，基站和移動(dòng)臺(tái)就會(huì)同時(shí)地連續(xù)不斷地發(fā)射FDMA通常是窄帶系統(tǒng)，TACS為代表，每信道25kHz帶寬FDMA比TDMA簡單，同步和組幀比特少，系統(tǒng)開銷小FDMA需要精確的RF濾波器，需要雙工器（單天線）非線性效應(yīng)：許多信道共享一個(gè)天線，功率放大器的非線性會(huì)產(chǎn)生交調(diào)頻率（IM），產(chǎn)生額外的RF輻射時(shí)間頻率FDMAFDMA：FrequencyDivisionMultipleAccess頻分多址二.無線技術(shù)移動(dòng)通信技術(shù)--多址接入:TDMATDMA多個(gè)用戶共享一個(gè)載波頻率，分享不同時(shí)隙TDMA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳遞是不連續(xù)的，是分組發(fā)射，可以關(guān)閉不連續(xù)發(fā)送，可以利用空閑時(shí)隙監(jiān)聽其他基站，實(shí)現(xiàn)切換處理即使使用FDD方式也無需雙工器可以按照不同的用戶提供不同的帶寬TDMA的效率是指發(fā)射的數(shù)據(jù)中信息所占的百分比質(zhì)量控制通過頻率規(guī)劃來實(shí)現(xiàn)頻率時(shí)間TDMATDMA：TimeDivisionMultipleAccess時(shí)分多址二.無線技術(shù)移動(dòng)通信技術(shù)--多址接入:CDMACDMA：CodeDivisionMultipleAccess

碼分多址頻率時(shí)間碼字CDMA所有用戶在同一時(shí)間、同一頻段上、根據(jù)編碼獲得業(yè)務(wù)信道二.無線技術(shù)移動(dòng)通信技術(shù)—復(fù)用與多址二.無線技術(shù)移動(dòng)通信技術(shù)--多址接入:SDMASDMA(SpaceDivisionMultipleAccess)：空分多址

SDMA即在相同時(shí)隙、相同頻率或相同地址碼的情況下，可以根據(jù)信號(hào)不同的中間傳播路徑而區(qū)分。SDMA是一種信道增容方式，例如空分—碼分多址（SD-CDMA）。波束形成天線采用智能天線，基站的智能天線形成多個(gè)波束覆蓋整個(gè)小區(qū)，智能天線可定位于每個(gè)MS。MSMSMSBTS二.無線技術(shù)移動(dòng)通信技術(shù)—各通信技術(shù)演進(jìn)路線電信聯(lián)通移動(dòng)二.無線技術(shù)移動(dòng)通信技術(shù)—頻率、帶寬（頻寬）、制式二.無線技術(shù)移動(dòng)通信技術(shù)—上下行上下行：一般而言上下行針對(duì)設(shè)備主體而言，是一個(gè)相對(duì)概念，設(shè)備輸出的叫做上行，輸入設(shè)備的叫做下行。

但從網(wǎng)絡(luò)的理解層級(jí)上理解，上級(jí)對(duì)下級(jí)一般叫做下行，下級(jí)對(duì)上級(jí)一般叫做上行。設(shè)備下行上行概念示例上級(jí)設(shè)備下級(jí)設(shè)備下行上行通常理解上級(jí)設(shè)備下級(jí)設(shè)備下行上行上行下行二.無線技術(shù)移動(dòng)通信技術(shù)—常用單位：dB，dBm，dBi，dBd日常表征功率常用W、mW等單位，但是在實(shí)際工作當(dāng)中不方便，于是引入了dBm，dB，dBi，dBd等單位定義：發(fā)射功率P為1mW時(shí)，折算為dBm后為0dBm公式為：10*log（P/1mW）dBi和dBd是考征增益的值（功率增益），兩者都是一個(gè)相對(duì)值，但參考基準(zhǔn)不一樣。dBi的參考基準(zhǔn)為全方向性天線，dBd的參考基準(zhǔn)為偶極子，所以兩者略有不同。dBi=dBd+2.15常用于天線增益dB是一個(gè)表征相對(duì)值的值，當(dāng)考慮甲的功率相比于乙功率大或小多少個(gè)dB時(shí)，按下面計(jì)算公式：10lg（甲功率/乙功率）10二.無線技術(shù)移動(dòng)通信技術(shù)—常用單位：dB，dBm，dBi，dBdWdBmdBmdBmW13030.00301.0023333.01311.2633534.77321.5843636.02332.0053736.99342.5163837.78353.1673838.45363.9883939.03375.0194039.54386.31104040.00397.944010.00功率轉(zhuǎn)換通用表格（紅色必記）Y=10*log（P/1mW）轉(zhuǎn)換成以W為單位的過程Y=10*log（P/0.001W）Y=10*log（P/(1W*（10^(-3))）Y=10*log（P/1W*(10^3)）Y=10*log（P/1W)+

10*log(10^3)Y=10*log（P/1W)+10*3Y=30+10*log（P/1W)1010101010101010二.無線技術(shù)移動(dòng)通信技術(shù)—話務(wù)量話務(wù)量概念

話務(wù)量的嚴(yán)格定義應(yīng)該叫做話務(wù)強(qiáng)度，是電話系統(tǒng)業(yè)務(wù)多少的度量，它與單位時(shí)間（一般取忙時(shí)1小時(shí)）內(nèi)的呼叫次數(shù)n及呼叫占用信道的平均時(shí)間（T）成正比。

A=n×T/3600

系統(tǒng)忙時(shí)話務(wù)量（A）表示系統(tǒng)的繁忙程度，又稱話務(wù)負(fù)荷，單位為愛爾蘭Erlang，用符號(hào)Erl表示。T以秒為單位。1臺(tái)手機(jī)打1個(gè)小時(shí)電話的話務(wù)量是：1Erl二.無線技術(shù)移動(dòng)通信技術(shù)—話務(wù)量話務(wù)量概念

平均用戶忙時(shí)話務(wù)量指一天中話務(wù)量最忙時(shí)