無線通信工程姚彥教授清華大學微波與數(shù)字通信國家重點實驗室2001年11月10日補充參考書：T.S.Rappaport著，蔡濤等譯：“無線通信原理與應用”，電子工業(yè)出版社，1999姚彥等著：“數(shù)字微波中繼通信工程”，人民郵電出版社，1990講稿：8，找“incoming/無線通信工程”文件夾。第二講系統(tǒng)組成及技術(shù)規(guī)范系統(tǒng)組成性能指標技術(shù)體制技術(shù)規(guī)范系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成（1）：組成框圖

發(fā)基帶單元發(fā)中頻單元發(fā)射頻單元發(fā)天線單元收基帶單元收中頻單元收射頻單元收天線單元無線傳播信道系統(tǒng)組成（2）：基帶單元框圖

發(fā)端接口處理發(fā)端信道處理發(fā)端調(diào)制映射發(fā)端基帶濾波收端接口處理收端信道處理收端解調(diào)映射收端基帶濾波比特流及時鐘輸入比特流及時鐘輸出復接、分接擾碼、去擾糾錯、交織均衡、去干擾擴頻映射二進/多進映射基帶成形匹配濾波基帶復矢量信號輸出基帶復矢量信號輸入系統(tǒng)組成（3）：中頻單元框圖

復數(shù)調(diào)制器中頻放大濾波復數(shù)解調(diào)器中頻信道處理AGC中頻放大收端中頻濾波發(fā)送中頻信號輸出接收中頻信號輸入基帶復矢量信號輸入基帶復矢量信號輸出發(fā)端中頻本振載波時鐘同步系統(tǒng)組成（4）：射頻單元框圖

上變頻器射頻功率放大下變頻器射頻信道處理射頻前置放大收端射頻濾波發(fā)送射頻信號輸出接收射頻信號輸入接收中頻信號輸出發(fā)端射頻本振收端射頻本振發(fā)送中頻信號輸入發(fā)端射頻濾波頻率控制系統(tǒng)組成（5）：天線單元框圖發(fā)送射頻信號輸入接收射頻信號輸出天線收發(fā)雙工FDD/TDD發(fā)射信號接收信號系統(tǒng)組成（6）：等效基帶原理

發(fā)送信號： s(t)=a(t)cos0t+(t)=Reu(t)exp(j0t)

其中：u(t)=a(t)exp(j(t))=x(t)+jy(t)叫作等效基帶信號，亦稱復包絡。正交調(diào)制及正交解調(diào)可以等效為復數(shù)乘法器。帶通濾波器可以等效為復數(shù)低通濾波器。無線傳播信道可以等效為時變的復數(shù)低通網(wǎng)絡。信道非線性（包括：調(diào)制、解調(diào)和放大器的非線性）也可以進行復數(shù)低通等效。帶通噪聲可以等效為復數(shù)低通噪聲系統(tǒng)組成（7）：調(diào)制解調(diào)的基帶等效

合路costsintx(t)y(t)S(t)分路cost-sintx(t)y(t)S(t)S(t)=x(t)+jy(t)exp(jt)x(t)=ReS(t)exp(-jt)y(t)=ImS(t)exp(-jt)系統(tǒng)組成（8）：帶通濾波的基帶等效00H()HB()HB(－0)=H()，0HB(－－0)=H(－)，0H()＝HB(－0)＋

HB(－－0)系統(tǒng)組成（9）：無線傳輸?shù)幕鶐У刃Ｐ驼{(diào)制映射解調(diào)映射HT()HR()HC()N(t)復數(shù)噪聲二進制碼流輸出二進制碼流輸入多進制復符號多進制復符號發(fā)端響應收端響應信道響應性能指標多址方式雙工方式調(diào)制解調(diào)方式信道編碼方式信源編碼方式發(fā)送頻譜發(fā)送功率信道速率誤碼門限工作頻段及頻譜安排傳輸距離及傳輸方式傳輸容量傳輸質(zhì)量業(yè)務方式供電方式及耗電量環(huán)境條件可靠性 性能指標（1）：概述性能指標（2）：工作頻段及頻譜安排工作頻段：根據(jù)頻譜規(guī)劃，劃分給該項業(yè)務的工作頻率范圍。波道配置：根據(jù)頻譜規(guī)劃，在工作頻段內(nèi)劃分出若干個波道，供用戶選用。收發(fā)配置：根據(jù)頻譜規(guī)劃，在工作頻段內(nèi)劃分出發(fā)送和接收子頻段。頻段寬度波道間隔收發(fā)頻差ffff1f1'f1f2性能指標（3）：傳輸距離和傳輸方式傳輸距離地面視距傳播：取決于天線高度、工作頻段和地形，一般50公里以內(nèi)。地面繞射傳播：一般20公里以內(nèi)。對流層傳播：一般幾百公里。電離層傳播：可達幾千公里。衛(wèi)星傳播：洲際傳播傳輸方式單工點對點方式。雙工點對點方式。中繼（或稱接力）方式 －有源中繼 －無源中繼地面點對多點方式衛(wèi)星點對多點方式平流層氣球方式傳輸容量傳輸容量指對用戶有效的傳輸信息容量傳輸容量表示方法 －用總的電話路數(shù)來表示，如：M16路，PCM30路等 －用PDH的群路數(shù)來表示，如：1E1，4E1等 －用有效傳輸?shù)谋忍芈蕘肀硎?，如?Mb/s，8Mb/s傳輸容量有時還要考慮一些附加的信息性能指標（4）：傳輸容量和信道速率信道速率信道速率指在無線信道中傳送的總速率，一般用比特率表示信道比特包括：用戶信息比特和輔助信息比特輔助信息比特如：

－信道編碼比特 －勤務和監(jiān)控比特 －幀同步比特性能指趙標（5石）：傳隙輸質(zhì)量賽和誤碼戰(zhàn)門限傳輸質(zhì)量數(shù)字信號架傳輸質(zhì)量拳之一：誤芝碼，包括餓：－長時傭間統(tǒng)計擦的零星勞誤碼－短時蓮間統(tǒng)計稈的誤碼純超過某攻個值（還如：1信0-3，10-6)的時橫間百分咽數(shù)數(shù)字信爆號傳輸幫質(zhì)量之鼻二：同爽步，包鉗括：－時鐘抖糾動－時鐘丟敗失誤碼門限無線傳撤輸系統(tǒng)禽的重要勢性能指膨標為達到一鬼定誤碼率榨所需要的從最小接收往電平，稱加為該系統(tǒng)肅的誤碼門牙限誤碼門輝限計算涉公式：Pr0=NFkT0fbEb/N0其中：NF為噪聲系絹數(shù)，k都為玻爾茲競曼常數(shù)，車T0為絕對溫隔度，fb為信道陵速率，癥Eb/N0為保證一五定誤碼率及所需要的宮歸一化信倍噪比性能指版標（6吩）：雙煙工方式頻分雙綠工（F炎DD）時分雙工紛（TDD領(lǐng)）發(fā)濾波收濾波發(fā)送信號接收信號去天線發(fā)開關(guān)收開關(guān)發(fā)送信號接收信號去天線環(huán)行器TDD控制性能指北標（7菜）：調(diào)央制解調(diào)殃方式調(diào)制方贏式模擬調(diào)制沸及數(shù)字調(diào)銳制常用數(shù)面字調(diào)制湖方式：FSK、鬼MSK、艱GMSK布、TFMBPS攜K、Q滅PSK希、8P描SK16QA趣M、64粗QAM、擇256Q羽AM全數(shù)字實但現(xiàn)方法任何調(diào)展制都可草以正交旬展開，享即用復撥包絡表宗示解調(diào)方式模擬解足調(diào)和數(shù)囑字解調(diào)數(shù)字解調(diào)－相干捕解調(diào)－非相干黎解調(diào)同步問題擋的重要性－載波同址步－時鐘同普步全數(shù)字解冤調(diào)算法性能指標狂（8）：粗信道編碼顫方式信道編麻碼的目牢的：－消除由協(xié)于信道不紅理想所帶念來的誤碼－在理車想信道宰上取得酷一定的察功率增營益考慮原蝦則：－系統(tǒng)對瞎信道編碼竹的要求－系統(tǒng)能迅提供多少付冗余度常用的信朵道編碼：－分組類碼－卷積碼－Turb緒o碼糾錯編圈碼和交口織結(jié)合糾錯編碼推和調(diào)制結(jié)瘋合代數(shù)譯碼悶和概率譯眉碼性能指標愉（9）：唐信源編碼茅方式語音壓縮裙編碼增量調(diào)粗制（M）16Kb踏/s，3雷2Kb/禍s脈沖編碼若調(diào)制（P宰CM）64Kb尼/s自適應男差分脈林碼調(diào)制岡（AD隆PCM痛）32K正b/s其它中低床速語音編挪碼16Kb瞎/s，8召Kb/s贏，4.8蟲Kb/s臺，2.4狂Kb/s圖象壓縮哈編碼JPE硬G，靜止圖姿象32,獄64,掌128繁Kb峰/sH.26芽1，會議磚電視64,掀128跑,38該4,1榆920鉛Kb/癢sMPEG些-1，存陸儲媒體2Mb/巴s以下MPEG茶-2，數(shù)司字電視2Mb/舅s以上性能指婆標（1塔0）：摧發(fā)送頻阻譜和發(fā)氏送功率發(fā)送頻譜講框架發(fā)送功車率為了保證津有一個較嚷好的電磁饞環(huán)境，無逆線通信系復統(tǒng)的發(fā)送常功率有較礦嚴格的規(guī)言定。發(fā)送功率穗的等級：－無繩殿電話：毫瓦級－移動背電話：摘瓦級－微波育通信：燃十瓦級－衛(wèi)星通妄信：百瓦伙級f0f主瓣寬之度：BB帶外輻射護：LLdB性能指標控（11）尼：供電方獻式及耗電孤量供電方慚式交流供炕電、直顏流供電間斷供電基、不間斷拉供電各種方式謹：－220雕V電網(wǎng)－發(fā)電機－太陽能－蓄電職池－干電池耗電量無線通續(xù)信系統(tǒng)耽的重要央指標降低耗猾電量的輝方法：－減少摩整個系荷統(tǒng)的傳房誠輸損耗適，減少社發(fā)射功類率－采用洞效率高便的功率免器件－提高你電源變涌換器的炒效率性能指標袖（12）制：環(huán)境條洞件溫度條件－保證指字標的溫度紫范圍－保證工巖作的溫度暗范圍－儲存的闊溫度范圍濕度條件沖擊及振途動條件電磁干父擾條件腐蝕條件特種條件溫度條箏件舉例民品：5400C保證指誦標0450C保證工悉作軍品－10郊450C保證指標－20燈500C保證工松作性能指標探（13）贏：可靠性可靠性丘基本關(guān)醋系失效率：在單算位時間內(nèi)盜從正常轉(zhuǎn)問為失效的葉概率平均無故砍障工作時溪間T。T＝徒1/可靠度墳p：無故障燈工作的有概率。p=飾ex泡p(-月t孝)可用率P楚。P＝誼t工作/(t工作+t中斷)無線通信葡的可靠性包括：序設備可找靠性和碎傳播可表靠性。為提高設粒備可靠性遷：－采用容高可靠待性的元伴件－采用設零備的備份韻措施為提高傳倆播可靠性挪：－在傳播違能力上留乞有余量－采用才抗信道繳衰落技挎術(shù)－采用欺波道的唱備份措閃施技術(shù)體制技術(shù)體多制（1洽）：考最慮原則有效性粱：在給使定的頻跟率、功胞率和空侮間條件群下實現(xiàn)伶最大的款傳輸容定量?？煽啃孕蹋涸诮o士定的信辛道衰落傍和干擾詢條件下喬實現(xiàn)最艱好的業(yè)帆務質(zhì)量壟。靈活性葵：為固捎定及移怪動用戶效提供最貍靈活的稼無線接鞋入手段糖。實用性姜：成本擁、體積艘、重量霜、耗電貿(mào)等。技術(shù)體與制（2彎）：關(guān)遇于有效湯性信源編碼布技術(shù)：休采用有效變的信源編焰碼技術(shù)，激在保證原襪始消息質(zhì)每量的條件聽下，盡可革能壓縮傳海輸所需的寺比特率。調(diào)制技術(shù)爹：采用惠高效率的加調(diào)制技術(shù)踩（包括頻障譜成形技款術(shù)），盡來可能壓縮紀傳輸給定息比特率所狀需的帶寬欠。蜂窩技術(shù)摟：控制發(fā)勵射機的功勸率，在通約信區(qū)域內(nèi)濕劃分出許形多蜂窩狀棟小區(qū)，從胸而提高無磚線頻譜的松利用率。智能天按線技術(shù)蟻：利用廁天線的各自動定奏向或扇緞區(qū)劃分船，在通帳信區(qū)域蠅內(nèi)形成耐許多定糊向的小絕區(qū)，從厲而提高壩無線頻揉譜利用貫率。技術(shù)體制柄（3）：犬關(guān)于可靠骨性冗余度技見術(shù)：－糾錯琴編碼，仆比特上嘴的冗余恨度；－擴頻與饞跳頻，頻乏率上的冗頂余度；－電平依儲備，秤功率上凈的冗余貧度；－備份切蔑換，設備長上的冗余忠度。抵銷技糟術(shù)－均衡，尤用頻域或蠢時域的方頁法校正信偽道的傳遞依函數(shù)；－分集問，用多堅重頻率省、時間佩或天線差接收的羽信號抵非銷多徑冰效應；－多用戶丈檢測；－自適應遵干擾抵銷沫。技術(shù)體槽制（4尚）：關(guān)構(gòu)于靈活球性無線多冠路無線多銷路是無混線通信煮靈活性惡的表現(xiàn)叉之一。無線多路前一般遵循裁多路電話摔的標準，賴如：PD論H的基群排、二次囑群等，翠SDH辨的ST將M-1巡壽等。采荷用TD禍M體制害。無線通信霜還能提供僅靈活的旁嶺路業(yè)務。無線多址無線多怖址接入撒是無線也通信靈我活性的吼表現(xiàn)之補二。采用F丟DMA蹤蝶、TD旗MA、年CDM傭A、S內(nèi)DMA葛等多址蛇接入技揀術(shù)。既能固定黨接入，也唱能移動接釣入。在蜂窩酒移動系羞統(tǒng)中，潑越區(qū)和登漫游技肉術(shù)的重璃要性。技術(shù)體制肅（5）：串關(guān)于實用毒性便攜性便于攜忠?guī)В蔷譄o線通墳信作為負個人通探信物理巖層基礎(chǔ)梨的重要逗特點。為了滿足飾便攜性，方對個人便往攜終端（龍如：手機油）的體積每、重量、槽功耗都提張出了很高浙的要求。為解決此匹問題需要欠綜合的技摘術(shù)。經(jīng)濟性隨著個寧人通信繩的發(fā)展泛，無線曠通信已申從傳統(tǒng)俊的投資吉類產(chǎn)品頸轉(zhuǎn)化為件市場巨態(tài)大的消疫費類產(chǎn)催品。在市場競踏爭的推動毅下，無線扶通信產(chǎn)品畝的成本價酬格必須大霉幅度下降喜。降低成字本的關(guān)木鍵：采把用系統(tǒng)危集成技秒術(shù)和批卡量生產(chǎn)惑技術(shù)。技術(shù)規(guī)歸范技術(shù)規(guī)用范（1臥）：概敞述無線通社信技術(shù)驕規(guī)范的扶重要性－無線頻權(quán)譜的合理冷使用－無線系按統(tǒng)的干擾概協(xié)調(diào)－無線用臨戶的入網(wǎng)晉接口－無線掃設備的號跨域漫哀游無線通信協(xié)技術(shù)規(guī)范強的核心－無線傳縣輸技術(shù)（瓜空中接口良技術(shù)）－無線睬入網(wǎng)技筒術(shù)技術(shù)規(guī)范嶄（2）：棉標準系列國際電聯(lián)火的標準：嘉CCIR屯、CCI硬TT、I累TU世界各豪國的地柱區(qū)性標禍準－歐洲鋪標準－北美標裕準－日本標乒準我國標盲準－國家厲標準－部門標小準技術(shù)規(guī)娃范（3訴）：無甩線法規(guī)由國家嘗無線電綱管理委樂員會制略定無線沒電法規(guī)揪，作為察國家行購政法規(guī)惱頒布。各種無線駝產(chǎn)品必須訂符合無線譯法規(guī)制定庫的入網(wǎng)標據(jù)準。各種無線銜產(chǎn)品的研或制、生產(chǎn)乘、引進、鮮使用都必架須向主管先部門（各斥級無委會廈）申報，哭特別是無升線發(fā)射機殲。各項無線竭通信工程糾的設計、爆施工和運答營都必須翼向主管部槳門（各級歉無委會）梨申報，特恰別是使用李頻率。違反國家井無線法規(guī)吸的行為都爪屬于違法減行為。技術(shù)規(guī)范男（4）：犬頻譜規(guī)劃無線頻帽譜的使英用由國欣家無委倚會統(tǒng)一囑規(guī)劃，春并實行哈許可證監(jiān)制度。頻譜規(guī)買劃種類涌：廣播貫電視、漁射電天瘋文、雷腎達定位則、民用菜通信、定軍用通猾信等。民用通綠信舉例故：微波嚷通信、影衛(wèi)星通卻信、移軌動通信雅、無線進尋呼、還無繩電晌話、無陵線數(shù)據(jù)譜等。頻譜規(guī)忽劃中允鍛許不同糾業(yè)務共扶享某個港頻段，謀但在技煌術(shù)上和先管理上庸要做好許協(xié)調(diào)。技術(shù)規(guī)漿范（5圾）：數(shù)網(wǎng)字微波駐技術(shù)規(guī)曠范工作頻蒼段：2紀GHz爺，4G懇Hz，紅6GH辰z，8抖GHz耍，11斥GHz等傳輸容量憶： 小容聚量2M頸b/s，奔8Mb/倚s中容量定34Mb盯/s，6世8Mb/評s大容量豆14姥0Mb托/s，裕155若Mb/啊s傳輸質(zhì)少量：巴高誤碼輝，誤碼咱率超過姥110－3的時間沿百分數(shù)低誤碼，纏誤碼率超沈過110－6的時間剛百分數(shù)零星誤碼瓶不超過110－9傳輸距離濟： 25茫00Km淋，100圖0Km，址300K辨m技術(shù)規(guī)范境（6）：合擴頻微波帆技術(shù)規(guī)范工作頻段談：2.4罰-2.4蔑835才GHz,讓5.7負25-5讓.85革GHz無需許托可證頻勸段傳輸容量幸：不小于吩250場kbit伏s/s擴譜方亦式：直肅接序列賭擴譜（尾DSS敗S），罵擴頻比稈為11跳頻擴譜復（FHS舒S），跳頻速紀率為2呀.5次鋸/秒發(fā)射功率麥：不大于鎖100睬mW峰值功率司密度：不迫大于－1線0dB綱W/10虹0KHz硬（跳頻）洋不大于－溉20dB哲W/1M州Hz（直都擴）技術(shù)規(guī)范前（7）：滿移動通信江技術(shù)規(guī)范模擬蜂窩穩(wěn)TACS－頻率貓9謙00M士Hz－間隔親25K粱Hz－調(diào)制疫話音限FM，信杰令FSK－多址遣FD僻MA－雙工較FD冤D數(shù)字蜂屬窩GS榆M－頻率種90璃0MHz－間隔槍20物0KHz－調(diào)制手GMS踐K－多址閘TD贊MA/F液DMA－雙工綱FDD數(shù)字蜂窩社Q-CD押MA(I朋S-95若)－頻率短800敵MHz－間隔宣1.叨25MH哪z－調(diào)制論擴頻鏈＋Q麻PSK－多址舌CDM香A－雙工喂FDD數(shù)字蜂顏窩D-委AMP蹲S(I癢S-5石4)－頻率腐80品0MHz－間隔需30訂KHz－調(diào)制/4球DQPS賄K－多址調(diào)TDM墻A/F帆DMA－雙工稅FD女D技術(shù)規(guī)范獸（