[工学]6章现代无线通信与微波技术基础.ppt

本章难点 电磁波传输的衰落 无线通信信号处理的理论及技术 微波技术在通信及非通信领域的应用 第四章 现代无线通信信号处理技术 4.1无线信道的特点 4.1.1 无线信道的主要特点 4.1.2 移动无线信道 4.1.3 现代无线通信信号处理技术 4.2噪声与干扰 4.2.1噪声的分类和来源 4.2.2信噪比和噪声系数 4.2.3噪声系数的计算 4.2.4无线电通信的干扰 4.3自适应均衡技术 4.3.1 Nyquist准则和部分响应技术 4.3.2 时域均衡器 4.3.3 自适应均衡技术 4.4 多用户检测技术 1.CDMA的基本原理 2.扩频通信 3.多用户检测技术 4.5 无线宽带通信信号处理技术 4.5.1无线宽带通信技术 4.5.2智能天线 4.5.3软件无线电 （2）频率调制 （3）相位调制 4.6电磁兼容分析 4.6.1电磁兼容的定义及实施 4.6.2 无线电通信系统中的EMC技术 4.6.3 无线电通信系统中的EMC标准 6.1 现代无线通信信号处理技术 近20年来，随着现代无线通信技术的发展, 人们希望通过无线方式高速率、高质量地传输信息。 由于无线信道是开放时变信道，极易受多径干扰、多址干扰和噪声等的影响。 要利用好无线信道，必需针对无线信道的弱点研发新的信号处理技术 本章首先介绍无线信道的特点、噪声与无线电通信干扰， 然后介绍自适应均衡技术、多用户检测技术和宽带无线通信信号处理技术，最后讨论无线通信系统中的电磁兼容技术。 无线电波传播 频率从几十赫兹到3000GHz频谱范围的电磁波称为无线电波。发射天线或自然辐射源所辐射的无线电波，在媒质(如地表、地球大气层或宇宙空间等)中的传播过程就称为无线电波传播。 根据不同频段的电波在媒质中传播的物理过程，可将电波传播方式分类为： (1)地波传播 (2)对流层电波传播(视距、散射传播) (3)电离层电波传播(反射、散射、流星电离余迹散射传播) (4)地—电离层波导传播 (5)外大气层及行星际空间电波传播 无线电波传播 (1)地波传播——无线电波沿地球表面的传播。 主要用于低频及甚低频远距离无线电导航、标准频率和时间信号的广播、对潜通信等业务。 传播特点： 传输损耗小、作用距离远；受电离层扰动影响小，传播情况稳定；有较强的穿透海水及土壤的能力；但大气噪声电平高，工作频带窄 (2)对流层电波传播。无线电波在低空大气层——对流层中的传播就称为对流层电波传播。按传播机制区分，又可分为视距传播和散射传播两种。 1)视距传播。当收、发天线架设高度较高(远大于波长)，电波直接从发射天线传播至接收点(有时有反射波到达)，亦称为直射波传播。主要用于微波中继通信、甚高频和超高频广播、电视、雷达等业务。其主要传播特点是：传播距离限于视线距离以内，一般为10 ～50km；频率愈高受地形地物影响愈大；微波衰落现象严重；10GHz以上电波，大气吸收及雨衰减严重。 2)散射传播。利用对流层中介质的不均匀性对电波的散射作用，实现超视距传播，常用频段为200MHz～5GHz。由于散射波相当微弱，传输损耗大，需使用大功率发射机、高灵敏度接收机及高增益天线等设备，但单跳跨距可达300～800km，特别适用于无法建立微波中继站的地区，例如海岛之间或需跨越湖泊、沙漠、雪山等的地区。 (3)电离层电波传播。无线电波经电离层反射或散射后到达接收点的一种传播方式。依传播机制又可分为： 1)电离层反射传播，通常称为天波传播。主要用于中、短波远距离广播、通信，船岸间航海移动通信，飞机地面问航空移动通信等业务。其传播特点是：传播损耗小，能以较小功率进行远距离传播；衰落现象严重；短波传播受电离层扰动影响大。 2)电离层散射传播。利用电离层(通常发生在离地面高度90～110km处)中电子浓度不均匀性对电波的散射作用完成远距离通信。常用的频段为35～70MHz。其主要传播特点是：传输损耗大；允许传输频带窄，一般为3～5kHz；衰落现象明显。但单跳跨距可达1000～2000km 。特别是当电离层受到骚扰时，仍可保持通信。 3)流星电离余迹散射传播。利用发生在80～120km处流星电离余迹对电波的散射作用，实现2000km内的远距离传播。常用频段为30～70MHz。由于流星电离余迹持续时间短，但出现频繁，可利用它建立瞬间通信，在军事上应用较多。 (4)地-电离层波导传播。电波在以地球表面及电离层下缘为界的地壳形空间内传播。 主要用于低频、甚低频远距离通信及标准频率和时间信号的传播。其主要传播特点是：传输损耗小，受电离层扰动影响小，传播相位稳定，有良好的可预测性，但大气噪声电平高，工作频带窄。 (5)外大气层及行星际空间电波传播。电波传播的空间主要是在外大气层或行星际空间，并且是以宇宙飞船、