《无线传输技术基础》PPT课件

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1、第2章无线传输技术基础内容提要2．1无线传输媒体2．2天线2．3传播方式2．4直线传输系统中的损伤2．5移动环境中的衰退2．6多普勒效应2．7信号编码技术2．8扩频技术2．9差错控制技术2．1无线传输媒体定义：传输媒体是数据传输系统中发送器和接收器之间的物理路径。传输媒体可分为导向的(guided)和非导向的(unguided)两类。对导向媒体而言，电磁波被引导沿某一固定媒体前进，例如双绞线、同轴电缆和光纤。非导向媒体的例子是大气和外层空间，它们提供了传输电磁波信号的手段，但不引导它们的传播方向，这种传输形式通常称为无线传播(wir

2、elesstransmission)特性数据传输的特性取决于传输媒体的性质和传输信号的特性导向媒体：传输受限于媒体自身的性质（如铜缆的材料衰减特性、容抗、感抗、阻抗、线径、波导形式、距离等）非导向媒体：传输主要受限于天线天线在无线信号传播中的作用中低频信号：波长很长，难以用常规尺寸来制作定向天线高频微波信号：可以用较小的尺寸来做定向发送天线对于非导向媒体，发送和接收都是通过天线实现的发送：天线将电磁能量发射到媒体中（空气）接收：天线从其周围媒体获取电磁波因此，天线是一种收发电磁波能量的装置射频概念无线电频率简称射频（RF），侠义的射

3、频频段指3KHz到300GHz的无线谱段，目前真正可用于无线通信的商业化RF谱段不过集中在30MHz到40GHz，这是微波谱段的一部分，分别是VHF、UHF、SHF三个带，在不同的频段内的频率具有不同的传播特性。思考：你熟悉的调频收音机频率有哪些波段？为什么目前的广播电视塔上都要使用全向天线广播？电信用的电磁波频谱无线频谱略表由于种种原因，在一些欧、美、日等西方国家常常把目前可用的微波波段分为L、S、C、X、Ku、K、Ka等波段（或称子波段）感兴趣的3个频段微波：1GHz~100GHz，可实现高方向性的波束，而且非常适用于点对点的传

4、输，也可用于卫星通信。无线电广播频段：30MHz～1GHz，适用于全向应用。红外线频谱段：3×1011Hz～2×1014Hz，适于本地应用，在有限的区域(如一个房间)内对于局部的点对点及多点应用非常有用。广义的射频也包括红外线频谱，但红外线传输路径上不能有任何阻挡，它无法远距离应用，只能用在超短程室内无线电场合2．1．1地面微波地面微波系统主要用于长途电信服务，可代替同轴电缆和光纤，通过地面接力站中继。用于建筑物之间的点对点线路。常见的用于传输的频率范围为2GHz～40GHz。频率越高，可能的带宽就越宽，因此可能的数据传输速率也就越

5、高。微波中继系统组成框图典型的数字微波性能波段/GHz带宽/MHz数据率/Mb/s271263090114013518220274地面微波（续1）微波传输的主要损耗来源于衰减。微波(以及无线电广播频段)的损耗公式微波的损耗随距离的平方而变化损伤的另一个原因是干扰，随着微波应用的不断增多，传输区域重叠，干扰始终是一个威胁。因此，频带的分配需要严格控制。地面微波（续2）频率越高衰减越大，较高的微波频率对长途传输没有什么用处，但却非常适用于近距离传输。频率越高，使用的天线就越小、越便宜。2．1．2卫星微波通信卫星实际上一个微波接力站，用于

6、将两个或多个称为地球站或地面站的地面微波发送器/接收器连接起来。卫星使用上下行两个频段：接收一个频段(上行)上的传输信号，放大或再生信号后，再在另一个频段(下行)上将其发送出去。卫星主要应用：电视广播、长途电话传输和个人用商业网络卫星微波（续）卫星传输的最佳频率范围为1GHz～10GHz特点卫星通信距离远，一个地面站发送到另一个地面站接收，约有1/4s传播延迟。在差控和流控方面，也带来一系列问题。卫星微波是广播设施，许多站点可以向卫星发送信息，同时从卫星上传送下来的信息也会被众多站点接收。目前卫星通信使用微波频段，大多数卫星通信系统

7、选择在下列频段工作：①L波段：1.6/1.5GHz②C波段：6.0/4.0GHz③X波段：8.0/7.0GHz④K波段：14.0/12.0GHz14.0/11.0GHz30/20GHz现代移动通信网络技术232．1．3广播无线电波广播无线电波是全向性的，不要求使用碟形天线，天线也无须严格地安装到一个精确地校准位置上。无线电波(Radio)是笼统术语，频率范围为3KHz~300GHz。非正式术语广播无线电波(broadcastradio)包括VHF频段和部分的UHF频段：30MHz～1GHz。广播无线电波损伤的一个主要来源是多路径干扰

8、。广播无线电波（续）电离层对30MHz以上的无线电波不能反射，基本是透明的，因此这一频段需视距传播。雨衰问题在1GHz频段并不明显，它主要对26GHz频段影响大随着距离的拉远电波衰减服从等式由于广播无线电频率低、波长较长，因此电波随距