无线通信智能天线技术中课件.ppt

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1、吉林通信行业职业技能鉴定中心,无线通信工程 第二章 无线通信技术,吉林通信行业职业技能鉴定中心,教 学 内 容,自测训练题,吉林通信行业职业技能鉴定中心,主要内容安排,第一节 天线技术第二节 调制技术第三节 抗衰落及抗干扰技术第四节 多址技术,吉林通信行业职业技能鉴定中心,无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线(电缆)输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接下来(仅仅接收很小一部分功率)，并通过馈线送到无线电接收机。可见，天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备，没有天线也就没有无线电通信。天线对于无线通信来说，起着举足轻重的作用，如果天线的选择(类型、位置

2、)不好，或者天线的参数设置不当，都会直接影响通信质量。,第一节天线技术,吉林通信行业职业技能鉴定中心,发射天线有两种基本功能：一是把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去；二是把大部分能量朝所需的方向辐射。根据天线的方向性分为全向天线和方向性(或定向)天线。全向天线在水平方向图上表现为360都均匀辐射，也就是平常所说的无方向性，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束，一般情况下，波瓣宽度越小，增益越大；定向天线，在水平方向图上表现为一定角度范围辐射，也就是平常所说的有方向性，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束，同全向天线一样，波瓣宽度越小，增益越大。,一、天线方向性,吉林通信行业职业技能鉴定中心,

3、方向图通常都有两个或多个瓣，其中辐射强度最大的瓣称为主瓣，其余的瓣称为副瓣或旁瓣。在主瓣最大辐射方向两侧，辐射强度降低3 dB(功率密度降低一半)的两点间的夹角定义为波瓣宽度(又称波束宽度、主瓣宽度或半功率角)。波瓣宽度越窄，方向性越好，作用距离越远，抗干扰能力越强。,二、波瓣宽度,吉林通信行业职业技能鉴定中心,天线增益是指：在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的球型辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。增益显然与天线方向图有密切的关系，方向图主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。可以这样来理解增益的物理含义为在相同距离上某点产生相同大小信号

4、所需发送信号的功率比。表征天线增益的参数为dBi。dBi是相对于在各方向的辐射是均匀的点源天线的增益。如果用理想的无方向性点源作为发射天线，需要100 W的输入功率，而用增益为G=13dB=20的某定向天线作为发射天线时，输入功率只需10020=5 w。换言之，就其最大辐射方向上的辐射效果来说，某天线的增益，即为与无方向性的理想点源相比把输入功率放大的倍数。,三、天线增益,吉林通信行业职业技能鉴定中心,所谓天线的极化，就是指天线辐射时形成的电场强度方向。当电场强度方向垂直于地面时，此电波就称为垂直极化波；当电场强度方向平行于地面时，此电波就称为水平极化波。由于电波的特性，决定了水平极化传播的信

5、号在贴近地面时会在大地表面产生极化电流，极化电流因受大地阻抗影响产生热能而使电场信号迅速衰减，而垂直极化方式则不易产生极化电流，从而避免了能量的大幅衰减，保证了信号的有效传播。,四、天线的极化,吉林通信行业职业技能鉴定中心,第二节调制技术,调制就是对信号源的编码信息进行处理，使其变为适合于信道传输的形式的过程。一般来说，信号源的编码信息(信源)含有直流分量和频率较低的频率分量，称为基带信号。基带信号往往不能作为传输信号，因此必须把基带信号转变为一个相对基带频率而言频率非常高的带通信号，以适合于信道传输。这个带通信号叫作已调信号，而基带信号叫作调制信号。调制是通过改变高频载波的幅度、相位或者频率

6、，使其随着基带信号幅度的变化而变化来实现的。而解调则是将基带信号从载波中提取出来，以便预定的接收者(信宿)处理和理解的过程。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,无线通信信道的基本特征主要表现在三个方面：一是带宽有限，它取决于可使用的频率资源和信道的传播特性；二是干扰和噪声影响大，这主要是无线通信工作的电磁环境所决定的；三是在移动通信中存在多径衰落，在移动环境下，接收信号起伏变化。在移动通信环境中，移动台的移动使电波传播条件恶化，特别是快衰落的影响使接收场强急剧变化。在选择调制方式时，必须考虑采取抗干扰能力强的调制方式，能适用于快衰落信道，占有较小的带宽以提高频谱利用率，并且带外辐射要小，以减小对邻

7、近波道的干扰。模拟基带信号的调制有调幅(AM)和调频(FM)两种。大部分模拟无线通信系统采用FM方式。数字基带信号的调制方式有幅度键控(ASK)、频移键控(FSK)、相移键控(PSK)和正交幅度调制(QAM)等。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,频谱利用率常用单位频带内能传输的比特率来表征(bitsHz)。高的频谱利用率要求已调信号所占的带宽窄。它意味着已调信号频谱的主瓣要窄，同时副瓣的幅度要低，即辐射到邻信道的功率小。应用于无线通信的数字调制技术，按信号相位是否连续可分为相位连续的调制和相位不连续的调制；按信号包络是否恒定可分为恒定包络和非恒定包络调制。如果采用恒定包络调制，可工作于线性放大区

8、，它具有较高的功率效率，但会引起大的带外辐射。为了获得高的频谱利用率，可选用多电平调制，已调波的包络变化大，由于要求线性放大，因此会使功率效率降低。目前，在GSM数字蜂窝移动通信系统中选用高斯滤波最小移频键控(GMSK)调制，GMSK调制基于MSK调制，而MSK调制是连续相位频移键控(CPFSK)的一种特殊情况。在很多无线系统中，大都使用了BPSK或QPSK以及多进制PSK或QAM方式。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,分集技术是用来补偿信道衰落影响的，它通常要通过两个或更多的接收支路来实现。基站和移动台的接收机都可以应用分集技术。由于在任一瞬间，两个非相关的衰落信号同时处于深度衰落的概率是极小

9、的，因此合成信号的衰落程度会明显减小。分集有两重含义：一是分散传输，使接收端能获得多个统计独立的、携带同一信息的衰落信号；二是集中处理，即接收机把收到的多个统计独立的衰落信号进行合并，以降低衰落的影响。,第三节抗衰落及抗干扰技术,一、分集技术,吉林通信行业职业技能鉴定中心,1分集的接收合并方式 分集的接收合并方式主要有选择性合并、最大比合并和等增益合并三种。设分集重数为L，则合并的信号的表示为：s(t)=k1s1(t)+k2s2(t)+kLsL(t)式中，ki为加权系数，i=0，1，2，3,，L。选择不同的加权系数就形成了不同的合并方法。(1)选择性合并 选择性合并方法是在多支路(子信道)接收

10、信号中，选择信噪比最高的支路的信号作为输出信号。(2)最大比合并 每一支路有一个加权(放大器增益)，加权的权重依各支路信噪比来分配，信噪比大的支路权重大，信噪比小的支路权重小。(3)等增益合并 当最大比合并中的加权系数为1时，就是等增益合并。理论分析表明，最大比合并的性能最好，其次是等增益合并。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,2分集技术的种类(1)按信号的传输方式分类 按信号的传输方式分，可分为以下两大类：一是显分集。显分集最通用的分集技术是空间分集，即几个天线被分隔开来，并被连到一个公共的接收系统中。当一个天线未检测到信号时，另一个天线却有可能检测到信号的峰值，而接收机可以随时选择接收到的最

11、佳信号作为输入。其他的显分集技术包括天线极化分集、频率分集和时间分集等。二是隐分集。隐分集主要是指把分集作用隐蔽于传输信号之中(如交织编码、直接序列扩频技术等)，在接收端利用信号处理技术实现分集。隐分集只需一付天线来接收信号，因此在数字移动通信系统中得到了广泛的应用。例如码分多址(CDMA)系统通常使用RAKE接收机，它能够通过时间分集来改善链路性能。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,(2)按分集的目的分类 按分集的目的分，可以分为以下两大类：一是宏分集。宏分集主要用于蜂窝移动通信系统中，也称为多基站分集。这是一种减少慢衰落影响的分集技术，其作法是把多个基站设备在不同的地理位置上和在不同方向上，

12、同时和小区内的一个移动台进行通信，接收机可选择其中一个信号最好的基站进行通信。二是微分集。微分集是一种减少快衰落的分集技术，依获得分支的方法不同，可分为空间分集、频率分集、极化分集、场分集、角度分集和时间分集等。常用的分集技术有天线分集技术、时间分集技术、频率隐分集技术和多径分集技术等。在无线通信系统中，很多都采用两个接收天线，以达到空间分集的效果；采用编码加交织方式实现时间隐分集的作用。在无线数据传输中，采用多种自动重传技术实现时间分集；采用跳频、扩频或直接序列扩频技术实现频率隐分集作用。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,二、信道编码和交织技术,信道编码是通过在发送信息时加入冗余的数据位来改善

13、通信链路的性能的。在发射机的基带部分，信道编码器把一段数字序列映射成另一段包含更多数字比特的码序列。然后，把已被编码的码序列进行调制，以便在无线信道中传送。接收机可以用信道编码来检测或纠正由于在无线信道中传输而引人的一部分或全部的误码。由于解码是在接收机进行解调之后执行的，所以编码被看作是一种后检测技术。由于编码而附加出来的数据比特会降低在信道中传输的原始数据速率，也就是会扩展信道的带宽。信道编码通常有两类：分组编码和卷积编码。交织编码的目的是把一个由衰落造成的较长的突发差错离散成随机差错，再用纠正随机差错的编码(FEC)技术消除随机差错。以线性分组码为例，先将k位信息编成具有t位纠错能力的n

14、位码字的分组码(n，k，t)，再将其编码码字序列构成交织编码矩阵。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,三、跳频技术,1跳频抗多径 跳频抗多径的原理是：若发射的信号载波频率为，当存在多径传播环境时，因多径延迟的不同，信号到达接收端的时间有先有后。若接收机在收到最先到达的信号之后立即将载波频率跳变到另一频率1上，则可避开由于多径延迟对接收信号的干扰。为此，要求跳频信号驻留时间小于多径延迟时间差，换句话说，要求跳频的速率应足够得快。比如，若多径延迟时间差为1s，则要求跳频速率为106跳秒。目前，要实现这样高的跳频速率，跳频通信系统在技术上尚存在困难。所以目前在数字蜂窝移动通信中采用跳频技术的目的主要用于

15、抗干扰和抗衰落。2跳频抗同频干扰 移动通信系统中，地理位置上不同的用户可能使用相同的频率资源。这样，这些用户之间会产生干扰，即同频干扰。采用跳频图案的正交性组成正交跳频网，从而避免频率重用引起的同频干扰。即使利用跳频技术构成准正交跳频网，也能使同频干扰离散化，即减少同频干扰的重合次数，从而减少同频干扰的影响。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,3跳频抗衰落 跳频抗衰落是指抗频率选择性衰落。跳频抗衰落的原理是：当跳频的频率间隔大于信道相关带宽时，可使各个跳频驻留时间内的信号相互独立。换句话说，在不同的载波频率上同时发生衰落的可能性很小。对于快跳频系统，应满足传输的符号速率小于跳频速率这一条件，即一位

16、符号是在多个跳频载波上传输。这相当于对符号的频率分集。因为跳频是在时间频率域上进行的，所以每一位符号还是在不同时隙中传输的，这又相当于对符号的时间分集。因此快跳频技术同时具有频率分集和时间分集。对于慢跳频系统，传输的符号速率大于跳频速率，即在一跳驻留时间内传输多个符号。因此慢跳频不能起到对符号的频率分集作用。但是采用慢跳频可将深衰落的影响分散开来，从而减轻深衰落对传输的影响。为了更好地发挥跳频抗衰落的作用，可将慢跳频技术与交织编码技术相结合，构成具有时间分集和频率分集作用的隐分集。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,四、直接序列扩频技术,基带信号的信码是欲传输的信号，它通过速率很高的编码序列(通常

17、用伪随机序列)进行调制，将其频谱展宽，这个过程称作扩频。频谱展宽后的序列被进行射频调制(通常多采用PSK调制)，其输出则是扩展频谱的射频信号，经天线辐射出去。在接收端，射频信号经混频后变为中频信号，它与本地的发端相同的编码序列反扩展，将宽带信号恢复成窄带信号，这个过程称为解扩。解扩后的中频窄带信号经普通信息解调器进行解调，恢复成原始的信码。如果将扩频和解扩这两部分去掉，该系统就变成普通的数字调制系统。因此扩频和解扩是扩展频谱调制的关键过程。扩展频谱的特f生取决于所采用的编码序列的码型和速率。为了获得具有近似噪声的频谱，均采用伪噪声序列作为扩频系统的编码序列。在接收端，将同样的编码序列与所接收的

18、信号进行相关接收，完成解扩过程。因此对伪噪音序列的相关性还有特殊的要求。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,1直接扩频抗多径 直接扩频抗多径的原理是：当发送的直接序列扩频信号的码片(chip)宽度TC等于或小于最小多径时延差时，接收端利用直扩信号的自相关特性进行相关解扩后，将有用信号检测出来，从而具有抗多径的能力。若最小多径延迟时间差为1s，则要求直扩信号的码片宽度TC等于或小于1s，即要求码片速率RC等于或大于1 Mchip/s。在窄带CDMA数字蜂窝移动通信系统的标准IS-95中，采用的码片速率RC为1.23 Mchip/s。因此它可抗1s的多径干扰。若利用直接扩频技术进行多径的分离与合并时，

19、则可构成RAKE接收机，从而实现时间分集的作用。2直接扩频抗干扰 直接扩频抗蜂窝系统内部和外部干扰的原理，也是利用直扩信号的自相关特性，经相关接收和窄带通滤波后，将有用信号检测出来，而那些窄带干扰和多址干扰都被处理为背景噪声。其抗干扰的能力可用直接扩频处理增益来表征。3直接扩频抗衰落 直接扩频抗衰落是指抗频率选择性衰落。当直扩信号的频谱扩展宽度远大于信道相关带宽时，其频谱成份同时发生衰落的可能性很小，接收端通过对直接扩频信号的相关处理，则起到频率分集的作用。换句话说，这种宽带扩频信号本身就具有频率分集的属性。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,五、智能天线技术,智能天线利用数字信号处理技术，产生空

20、间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到充分高效利用移动用户信号，并删除或抑制干扰信号的目的。智能天线分为开关多波束智能天线与自适应阵智能天线两大类，简称开关多波束天线和自适应阵天线。1开关多波束天线 开关多波束天线利用多个并行波束覆盖整个用户区，每个波束的指向是固定的，波束宽度也随阵元数目的确定而确定。随着用户在小区中的移动，基站选择不同的相应波束，使接受信号最强。因为用户信号并不一定在固定波束的中心处，当用户位于波束边缘，干扰信号位于波束中央时，接收效果最差。所以多波束天线不能实现信号最佳接收，一般只用作接收天线。但是与自适应阵天线相比，多波束天线

21、具有结构简单、无需判定用户信号到达方向的优点。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,2自适应阵天线 自适应阵天线一般采用416天线阵元结构，阵元间距12波长。若阵元间距过大，则接收信号彼此相关程度降低；太小，则会在方向图形成不必要的栅瓣，故一般取半波长。阵元分布方式有直线型、圆环型和平面型。自适应天线是智能天线的主要类型，可以实现全向天线，完成用户信号接收和发送。自适应阵天线系统采用数字信号处理技术识别用户信号到达方向，并在此方向形成天线主波束。自适应阵天线根据用户信号的不同空间传播方向提供不同的空间信道，等同于信号有线传输的线缆，有效克服了干扰对系统的影响。智能天线采用数字方法对阵元接收信号加权处

22、理形成天线波束，使主波束对准用户信号方向，而在干扰信号方向形成天线方向图零陷或较低的功率方向图增益，达到抑制干扰的目的。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,六、均衡技术,均衡可以补偿时分信道中由于多径效应而产生的码间干扰(ISI)。如果调制带宽超过了无线信道的相干带宽，将会产生码间干扰，并且调制信号将会展宽。而接收机内的均衡器可以对信道中幅度和延迟进行补偿。同分集技术一样，它不用增加传输功率和带宽即可改善移动通信链路的传输质量。分集技术通常用来减少接收时衰落的深度和持续时间；而均衡技术用来消弱码间干扰的影响。由于无线信道具有未知性和多变性，因而要求均衡器是自适应的。均衡是指对信道特性的均衡，即接收

23、端的均衡器产生与信道相反的特性，用来抵消信道的时变多径传播特性引起的码间干扰。换句话说，通过均衡器消除信道的频率和时间的选择性。由于信道是时变的，要求均衡器的特性能够自动适应信道的变化而均衡，故称自适应均衡。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,七、多载波和OFDM技术,多载波传输把数据流分解成若干个子比特流，这样，每个子数据流将具有低得多的比特速率，用这样的低比特率形成的低速率、多状态符号再去调制相应的子载波，从而构成多个低速率符号并行发送的传输系统。传统多载波技术采用频分复用方式，将高速信息利用多个独立的载波传输，这样可以降低每个载波上的信息传送量。正交频分复用(OFDM)系统是一种特殊的多载波

24、传输方案，它可以被看作是一种调制技术，也可以被当作是一种复用技术。正交频分复用是对多载波调制(MCM)的一种改进。它的特点是各子载波相互正交，于是扩频调制后的频谱可以相互重叠，这不但减小了子载波间的相互干扰，还大大提高了频谱利用率。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,第四节多址技术,在无线通信系统中，是以信道来区分通信对象的。一个信道只容纳一个用户进行通话，许多同时通话的用户，可以共享无线媒体，用某种方式可区分不同的用户，这就是多址方式。在无线通信环境的电波覆盖区内，如何建立用户之间的无线信道的连接，是多址接入方式的问题。解决多址接入问题的方法叫多址接入技术。多址接入方式的数学基础是信号的正交分割

25、原理。当以传输信号的载波频率不同来区分信道建立多址接入时，称为频分多址方式(FDMA)；当以传输信号存在的时间不同来区分信道建立多址接入时，称为时分多址方式(TDMA)；当以传输信号的码型不同来区分信道建立多址接入时，称为码分多址方式(CDMA)。,一、多址的基本原理,吉林通信行业职业技能鉴定中心,1FDMA系统原理 频分多址为每一个用户指定了特定信道，这些信道按要求分配给请求服务的用户。在呼叫的整个过程中，其他用户不能共享这一频段。前向与反向信道的频带分割，是实现频分双工通信的要求；频道间隔(例如为25 kHz)是保证频道之间不重叠的条件。2FDMA系统中的干扰问题 所谓互调干扰是指系统内由

26、于非线性器件产生的各种组合频率成分落入本频道接收机通带内造成对有用信号的干扰；所谓邻道干扰是指相邻波道信号中存在的寄生辐射落人本频道接收机带内造成对有用信号的干扰。,二、FDMA技术,吉林通信行业职业技能鉴定中心,3FDMA系统的特点 FDMA系统具有如下特点：(1)每信道占用一个载频，相邻载频之间的间隔应满足传输信号带宽的要求。为了在有限的频谱中增加信道数量，系统均希望间隔越窄越好。FDMA信道的相对带宽较窄，每个信道的每一载波仅支持一个电路连接，也就是说FDMA通常在窄带系统中实现。(2)符号时间与平均延迟扩展相忧较是很大的。FDMA方式中，每信道只传送一路数字信号，信号速率低，一般在25

27、kbit/s以下，远低于多径时延扩展所限定的100 kbit/s。所以在数字信号传输中，由码间干扰引起的误码极小，因此在窄带FDMA系统中无需自适应均衡。(3)基站复杂庞大，重复设置收发信设备。基站有多少信道，就需要多少部收发信机，同时需用天线共用器，功率损耗大，易产生信道间的互调干扰。(4)FDMA系统每载波单个信道的设计，使得在接收设备中必须使用带通滤波器允许指定信道里的信号通过，滤除其他频率的信号，从而限制临近信道间的相互干扰。(5)越区切换较为复杂和困难。因在FDMA系统中，分配好语音信道后，基站和移动台都是连续传输的，所以在越区切换时，必须瞬时中断传输数十至数百毫秒，以把通信从一频率

28、切换到另一频率。对于话音，瞬时中断问题不大，对于数据传输，则将带来数据的丢失。在模拟蜂窝系统中，采用频分多址方式是唯一的选择。而在数字蜂窝中，则很少采用纯频分的方式。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,1TDMA系统原理 时分多址是在一个宽带的无线载波上，把时间分成周期性的帧，每一帧再分割成若干时隙(无论帧或时隙都是互不重叠的)，每个时隙就是一个通信信道，分配给一个用户。系统根据一定的时隙分配原则，使各个移动台在每帧内只能按指定的时隙向基站发射信号(突发信号)，在满足定时和同步的条件下，基站可以在各时隙中接收到各移动台的信号而互不干扰。同时，基站发向各个移动台的信号都按顺序安排在预定的时隙中传输，

29、各移动台只要在指定的时隙内接收，就能在合路的信号(TDM信号)中把发给它的信号区分出来。所以TDMA系统发射数据是用缓存一突发法，因此对任何一个用户而言，发射都是不连续的。这就意味着，数字数据和数据调制必须与TDMA一起使用，而不像采用模拟FM的FDMA系统那样。,三、TDMA技术,吉林通信行业职业技能鉴定中心,2TDMA的帧结构 TDMA帧是TDMA系统的基本时隙单元，各个用户的发射相互连成一个重复的帧结构。TDMA帧是由若干时隙组成的，每一帧都是由头比特、信息数据和尾比特组成的。在TDMATDD系统中，每帧信息中时隙的一部分用于前向链路，而另一部分用于反向链路。在TDMAFDD系统中，前向

30、传送和反向传送有一个完全相同或相似的帧结构，但前向和反向链路使用的载频和帧同步时间是不同的。TDMAFDD系统在一个特定用户的前向和反向时隙间设置了几个延时时隙，因此在用户单元中不需要使用双工器。在一个TDMA帧中，头比特包含了基站和用户，用来确认彼此的地址和同步信息。利用保护时间来保证不同时隙和帧之间的接收机同步。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,3TDMA系统的特点 TDMA系统具有如下特点：(1)突发传输的速率高，远大于语音编码速率，每路编码速率设为Rbits，共N个时隙，则在这个载波上传输的速率将大于NR bits。这是因为TDMA系统中需要较高的同步开销。同步技术是TDMA系统正常工作

31、的重要保证。同步包括帧同步、时隙同步和比特同步。(2)发射信号速率随N的增大而提高，如果达到100 kbits以上，码间串扰就将加大，必须采用自适应均衡，用以补偿传输失真。(3)TDMA用不同的时隙来发射和接收，因此不需双工器。即使使用FDD技术，在用户单元内部的切换器，就能满足TDMA在接收机和发射机间的切换，而不使用双工器。(4)基站复杂性减小。N个时分信道共用一个载波，占据相同带宽，只需一部收发信机。互调干扰小。(5)相比FDMA，抗干扰能力强，频率利用率高，系统容量大。(6)越区切换简单。由于在TDMA中移动台是不连续地突发式传输，所以切换处理对一个用户单元来说是很简单的，因为它可以利

32、用空闲时隙监测其他基站，这样越区切换可在无信息传输时进行。因而没有必要中断信息的传输，即使传输数据也不会因越区切换而丢失。(7)由于受频率选择性衰落信道的影响，TDMA的码速率受到限制，单载频的系统容量数是有限的。一般FDMA和TDMA结合起来，提供较大的系统容量。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,1CDMA系统原理 CDMA的技术基础是直接序列扩频技术。使用CDMA技术，用户可获得整个系统带宽，系统带宽比需要传送信息的带宽宽很多倍。DSSS系统的优点是传输带宽超过相干带宽。解扩后可得到几个不同时延的信号。RAKE接收机可恢复多个时延信号，组成一个信号，可以对低频深衰落起到固有时间分集的作用。这

33、对于移动通信是很有效的。另一优势在于解决了频率再利用的干扰。再有就是它对移动用户的数目无硬的限制。在CDMA蜂窝通信系统中，用户之间的信息传输也是由基站进行转发和控制的。为了实现双工通信，正向传输和反向传输各使用一个频率，即通常所谓的频分双工。无论正向传输或反向传输，除了传输业务信息外，还必须传送相应的控制信息。为了传送不同的信息，需要设置相应的信道。但是CDMA通信系统既不分频道又不分时隙，无论传送何种信息的信道都靠采用不同的码型来区分。,四、CDMA技术,吉林通信行业职业技能鉴定中心,码分多址系统为每个用户分配了各自特定的地址码，利用公共信道来传输信息。CDMA系统的地址码相互具有准正交性

34、，以区别地址，而在频率、时间和空间上都可能重叠。系统的接收端必须有完全一致的本地地址码，用来对接收的信号进行相关检测。其他使用不同码型的信号因为和接收机本地产生的码型不同而不能被解调。它们的存在类似于在信道中引入了噪声或干扰，通常称之为多址干扰。2正交Walsh函数 利用Walsh函数的正交性，可作为码分多址的地址码。若对Walsh函数波形在8个等间隔上取样，可得到离散Walsh函数，可用88的Walsh函数矩阵表示。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,空分多址(SDMA)技术的原理是利用用户的地理位置不同，在与用户通信过程中采用天线的波束成形技术，使不同的波束方向对准不同的用户，达到多用户共享频

35、率资源、时间资源和码资源。陆地移动通信系统采用智能天线技术构成空分多址。,五、SDMA技术,吉林通信行业职业技能鉴定中心,数据的传输和交换等业务越来越多地使用无线信道。与话音相比，数据传输和交换具有非实时、分组、突发等特点。很多无线数据接入采用随机连接多址方式。在随机接人多址方式中，每个用户可以随意发送信息，如果发现碰撞，则采用相应的退避算法重发，直至发送成功。随机接人多址方式可以采用纯ALOHA方式、时隙ALOHA方式、预约ALOHA方式等。,六、随机接入多址技术,吉林通信行业职业技能鉴定中心,一般通信是需要双方交换信息，因此系统要支持双向通信。对无线接人而言，实现双向通信的方式主要有两种：

36、频分双工(FDD)和时分双工(TDD)。对于频分双工系统，收发两个方向的通信是靠不同的频带进行的，一般两个频带之间保留一定的频带间隔，以减少两个频带的相互影响，频分双工可以使用任何多址方式；对于时分双工系统，收发两个方向的信号时间上分开，频率上使用相同资源，为防止两个方向信号发生冲突，当一个方向转换到另一个方向时，需保留一定的间隔时间，时分双工可与TDMA和CDMA多址方式结合。,七、双工技术,吉林通信行业职业技能鉴定中心,自测训练题,吉林通信行业职业技能鉴定中心,1、天线增益是指在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的球型辐射单元在空间同一点处所产生的信号的（）之比。2、无线电发射机输出的射

37、频信号功率，通过馈线（）输送到天线，由天线以（）形式辐射出去。3、无线通信技术中的调制就是对信号源的（）进行处理，使其变为适合于信道传输的形式的过程。4、根据天线的方向性分为全向天线和（）天线。5、无线通信技术中信道编码是通过在发送信息时加入冗余的（）来改善通信链路的性能的。6、定向天线，在水平方向图上表现为一定角度范围辐射，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束，波瓣宽度越小，增益越（）。7、无线通信直接序列扩频技术中，扩展频谱的特性取决于所采用的编码序列的码型和（）。当电波的电场强度方向平行于地面时，此电波就称为（）极化波。8、无线通信技术中的均衡是指对信道特性的均衡，即接收端的均衡器产生与

38、信道相反的特性，用来抵消信道的时变多径传播特性引起的（）干扰。,一、填空题,吉林通信行业职业技能鉴定中心,9、方向图通常都有两个或多个瓣，其中辐射强度最大的瓣称为（），其余的瓣称为副瓣或旁瓣。10、在无线通信技术中，多址接入方式的数学基础是信号的（）分割原理。11、无线通信技术中，频分多址为每一个用户指定了特定信道，这些信道按要求分配给（）的用户。12、天线是发射和接收（）的一个重要的无线电设备，没有天线也就没有无线电通信13、无线通信频分多址技术中的邻道干扰是指相邻波道信号中存在的（）落入本频道接收机带内造成对有用信号的干扰。14、增益与天线方向图有密切的关系，方向图主瓣越（），副瓣越小，增

39、益越高。15、在CDMA蜂窝通信系统中，用户之间的信息传输是由（）进行转发和控制的。16、CDMA技术中，利用Walsh函数的正交性，可作为（）的地址码。17、陆地移动通信系统采用智能天线技术构成（）多址。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,二、单项选择题,1、无线通信技术中，天线的极化就是指天线辐射时形成的（）方向。A电场强度 B磁场强度 C信号强度 D波束强度2、无线通信分集技术中，当最大比合并中的加权系数为（）时，就是等增益合并。A0.2 B0.5 C0.8 D1.03、无线通信分集技术中，显分集最通用的分集技术是（），即几个天线被分隔开来，并被连到一个公共的接收系统中。A空间分集 B时间分

40、集 C基站分集 D频率分集4、无线通信智能天线技术中，自适应阵天线一般采用416天线阵元结构，阵元间距为（）波长。A12 B14 C18 D1165、无线通信技术中，当以传输信号的载波频率不同来区分信道建立多址接入时，称为（）方式。A频分多址 B时分多址 C码分多址 D帧分多址,吉林通信行业职业技能鉴定中心,三、多项选择题,1无线通信技术中，分集的接收合并方式主要有选择性合并、（）几种。A最大比合并 B最小比合并 C等增益合并 D不等增益合并2、表征天线增益的参数为（），它是相对于在各方向的辐射是均匀的点源天线的增益。AdBd BdBi CdBc DdBw3、无线通信技术中，TDMA的帧是由若

41、干时隙组成的，每一帧都是由（）组成的。A头比特 B信息数据 C尾比特 D扩展比特4、在GSM数字蜂窝移动通信系统中选用（）调制ACPFSK BQPSK CQAM DGMSK,吉林通信行业职业技能鉴定中心,5、数据的传输和交换等业务越来越多地使用无线信道，与话音相比，数据传输和交换具有（）和突发等特点。A实时 B非实时 C分组 D不分组6、在移动通信环境中，在选择调制方式时，必须考虑因素有（）A抗干扰能力强 B能适用于快衰落信道 C占有较大的带宽 D带外辐射要小7、对无线接入而言，实现双向通信的方式主要有（）。A频分双工 B时分双工 C码分双工 D空分双工 8、调制是通过改变高频载波的（）使其随

42、着基带信号幅度的变化而变化来实现的。A幅度 B相位 C频率 D角度,吉林通信行业职业技能鉴定中心,四、判断题,（）1、无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。（）2、在无线通信系统中，很多都采用两个接收天线，以达到极化分集的效果。（）3、无线通信分集技术中，选择性合并方法是在一条或两条支路(子信道)接收信号中，选择信噪比最高的支路的信号作为输出信号。（）4、发射天线有两种基本功能：一是把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去；二是把大部分能量朝所需的方向辐射。（）5、无线通信分集技术中，宏分集主要用于蜂窝移动通信系统中，也称为多基站分集。（）6、在无线通信系

43、统中，采用编码加交织方式实现时间隐分集的作用。（）7、均衡技术不用增加传输功率和带宽即可改善移动通信链路的传输质量。（）8、在无线数据传输中，采用多种自动重传技术实现频率隐分集。（）9、在无线通信系统中，采用跳频、扩频或直接序列扩频技术实现时间隐分集作用。（）10、无线通信分集技术中，接收机可以用信道编码来检测或纠正由于在无线信道中传输而引入的一部分或全部的误码。（）11、无线电信号可以表达为时间、频率和码型的函数。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,（）12、无线通信分集技术中，交织编码的目的是把一个由衰落造成的较长的突发差错离散成随机差错，再用纠正随机差错的编码(FEC)技术消除随机差错。（）

44、13、自适应阵天线根据用户信号的不同空间传播方向提供不同的空间信道，等同于信号有线传输的线缆，有效克服了干扰对系统的影响。（）14、无线智能天线利用数字信号处理技术，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向。（）15、无线通信智能天线技术中，开关多波束天线利用多个并行波束覆盖整个用户区，每个波束的指向不是固定的，波束宽度也随阵元数目的确定而确定。（）16、分集技术通常用来减少接收时衰落的深度和持续时间；而均衡技术用来消弱码间干扰的影响。（）17、无线通信频分多址技术中的所谓互调干扰是指系统内由于非线性器件产生的各种组合频率成分落入本频道接收机通带内造成对有用信号的干扰。（）18、智能

45、天线采用数字方法对阵元接收信号加权处理形成天线波束，使主波束对准用户信号方向，而在干扰信号方向形成天线方向图零陷或较低的功率方向图增益。（）19、CDMA的技术基础是间接序列扩频技术。（）20、频分多址为每一个用户指定了特定信道，这些信道按要求分配给请求服务的用户。在呼叫的整个过程中，其他用户不能共享这一频段。（）21、CDMA技术中，码分多址系统为每个用户分配了各自特定的地址码，利用公共信道来传输信息。（）22、水平极化传播的信号比垂直极化方式的信号传播特性好。（）23、无线多址技术中，频分双工可以使用任何多址方式。（）24、对于慢跳频系统，传输的符号速率大于跳频速率，即在一跳驻留时间内传输多个符号，因此慢跳频不能起到对符号的频率分集作用。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,五、简答题,1、简述无线通信信道的基本特征。2、简述调制原理。3、FDMA系统的特点。4、简述无线分集技术的含义。5、CDMA系统的特点。6、简述无线通信技术中，跳频抗衰落的定义及其原理。7、简述无线通信中时分多址(TDMA)技术的原理。8、简述无线通信中空分多址(SDMA)技术的原理。9、简述无线通信采用信道编码和交织技术的目的。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,六、综合题,1、阐述无线通信技术中发射天线的基本功能及其天线方向性的分类。2、阐述无线通信技术中跳频抗多径的原理及对跳频速率的要求。,