第三章微波中继通信系统3-3
通信原理ppt课件——第三章
输出信号
两条路径信道模型
34
频域表示 信道传输函数为
35
信道幅频特性为
若两条路径的相对时 延差 固定，则信 道的幅频特性为：
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若两条路径的相对时延差相对时延
差
是随机参量 ，则信道的幅
频特性为：
多径传播信道的相关带宽 ——信道传输特性相邻两个零点之间的频率间隔
信道最大多径时延差
37
• 如果信号的频谱比相关带宽宽，则会产生严重的频率 选择性衰落，为了减少频率选择性衰落，就应使信号 的频谱小于相关带宽（通常选择信号带宽为相关带宽 的1/3~1/5）
（噪声）。
根据以上几条性质，调制 信道可以用一个二端口线 性时变网络来表示，该网 络称为调制信道模型：
调制信道模型
4
二端口的调制信道模型，其输出与输入的关系有
一般情况下，
可以表示为信道单位冲激响应c(t)与输入
பைடு நூலகம்
信号的卷积， c(t)的傅里叶变换C(w)是信道传输函数：
或
可看成是乘性干扰
根据信道传输函数 的时变特性的不同，将物理信道分为
21
➢自由空间传播 ——当移动台和基站天线在视距范围之内，这时
电波传播的主要方式是直射波，其传播可以按自由 空间传播来分析。
设发射机输入给天线功率为 (W)，则接收天线 上获得的功率为
22
自由空间传播损耗定义为 当发射天线增益和接收天线增益都等于1时
用 dB可表示为
自由空间传播损耗与距离d的平 方成正比，距离越远损耗越大
发送信号
单一频率正弦波
陆地移动多径传播
多径信道一共有n条路径，各条 路径具有时变衰耗和时变传输 时延且各条路径到达接收端的 信号相互独立，则接收端接收 到的合成波为
微波通信系统概述
旁瓣干扰示意图
解决方法：调整相邻各站天线指向的相对角度。为了 使同频邻站干扰低于60dB，要求线路拐弯、分支处的 夹角不小于90˚；或采用正交极化配置的方法来补偿， 但其夹角也不宜小于70˚。此外，在线路分支处，通过 采用不同的频率配置，可以使夹角的限制条件放宽或 不再受限制。
系统外部干扰
系统外部干扰包括其它无线电设备(如雷 达、卫星通信设备等)辐射的频段相近的 电磁波和工业设备的杂散辐射电磁波。
四频制单波道频率配置
采用四频制方案时，没有反向干扰问题，但仍 然存在越站同频干扰问题，且其占用频带比二 频制方案宽一倍。
交错制多波道频率配置
相邻波道的发信或收信频差(80MHz)是同一波道收发频差 (40MHz)的两倍，因而较易实现分波道滤波，但由于收发频差 不太大，为保持发射方向和接收方向之间有足够的衰减，对带 通滤波器的频带特性要求较高。此外，交错排列的6个收信频 率和6个发信频率布满整个频段，发射天线和接收天线很难做 到宽频带内的阻抗匹配，因而各中间站需要设置多副天线。
微波中继通信系统组成
微波中间站的转接方式
(1)基带转接方式 (2)中频转接方式 (3)微波转接方式
基带转接方式
基带转接方式可以直接上、下话路，是微波分 路站和枢纽站必须采用的转接方式。采用这种 转接方式的中间站的设备与终端站可以通用。
中频转接方式
中频转接不需调制、解调器，简化了设备，且没有调 制和解调引入的失真和噪声；其发本振和收本振采用 移频振荡方案，降低了对本振稳定度的要求。但中频 转接不能上、下话路，不能消除噪声积累。对于不需 要上、下话路的中继站，可以采用中频转接方式，如 模拟微波中继通信系统就常用这种方式。
短波天波传播示意图 微波传播示意图
第三章 微波传输
第一菲涅尔区
T F1 R
d1
P d
d2
图1
第一费涅耳区半径
d F d F (d 1 d 2 )
2 1 2 1 2 2 2 1
2
令第一菲涅尔区半径为F1，则由图有：
d F d F (d 1 d 2 )
2 1 2 1 2 2 2 1
2
整理上式并用二项式定理展开，略去高阶小项，
h1 h2
(km)
R0 6370 km
为地球半径。
如考虑标准大气折射，则上式的修正式为：
dV 4.12 h1 h2
2. 传播余隙
H 如图球面Q、P点之间的任一点C为处的地球凸起高度： b CO
由图中几何关系可知：
DQO PCO, QP CD
Hb
d1
则相似，故有
2
2
地面C点的反射系数为 直射波到达收信点的场强为
e j
e1 (t ) E0 cos t
E0
反射波到达收信点的场强为 e2 (t ) E0 cos[ t 2r / ] 收信点的合成场强
电磁波：
300kHz-3MHz 3-30MHz 30-300MHz >300MHz
中波 短波 超短波 微波
无线电波的传播机制：直射、反射、折射、绕射、散射。 反射：当障碍物表面平滑、且远大于传播电波的波长 折射:（同上)且当障碍物为非导体 绕射：当障碍物可与波长相比时 散射：当障碍物表面粗糙或障碍物远小于波长
4. 地-电离层波导传播:低频、甚低频远距离传播、标准
频率和时间信号的传播
现代通信系统新技术(第二版)课后答案
2.1 SDH帧结构分哪几个区域?各自的作用是什么?分为信息净负荷、段开销和管理单元指针。
作用：信息净负荷负责对打包的货物（低阶通道）进行通道性能监视、管理和控制；段开销是为了保证信息净负荷正常传送；管理指针单元是用来指示净负荷中信息起始字节的位置。
2.2通过STM1帧结构计算STM-1、SOH和AU-PTR的速率。
2.3简述数字复接原理。
把若干个小容量低速数字流合并成一个大容量高速数字流，然后通过高速信道传到对方后再分开。
2.4数字复接器和分接器的作用是什么?复接器是把两个以上的低速数字信号合并成一个高速数字信号；分接器是把高速数字信号分解成相应的低速数字信号。
2.5准同步复接和同步复接的区别是什么?同步复接是输入端的各支路信号与本机定时信号是完全同步的；准同步复接是存在一个很小的容差。
2.6为什么数字复接系统中二次群的速率不是一次群(基群)的4倍?因为四个基群的码元速率存在偏差，在复接前必须进行码速调整，同时还需要加入同步码。
2.7采用什么方法可以形成PDH高次群?采用数字复接来形成PDH高次群。
2.8为什么复接前首先要解决同步问题?因为如果不解决同步问题的话，直接将几个低次群进行复接，就会产生重叠和错位，在接收端不可能完全恢复。
2.9数字复接的方法有哪几种?PDH采用的是哪一种?同步复接和异步复接。
PDH采用的是异步复接。
2.10为什么同步复接要进行码速变换?简述同步复接中的码速变换与恢复过程。
因为只有当几个低次群的数码率统一在主时钟的频率上才可实现同步复接，而进行码型变换，即在码流中插入附加码，可使系统码速相等。
二次群速率：8448 kb/s；基群变换速率：8448/4=2112 kb/s；码速变换：为插入附加码留下空位且将码速由2048 kb/s提高到2112 kb/s；插入码之后的子帧长度：=(2112×103)×T=(2112×103)×(125×10-6)=264 bit；插入比特数：256(原来码)=264 256=8 bit；插入8 bit的平均间隔时间(按位复接)：256/8 = 32 bit；码速恢复：去掉发送端插入的码元，将各支路速率由2112 kb/s还原成2048 kb/s；2.11异步复接中的码速调整与同步复接中的码速变换有什么不同?码速调整插入脉冲要视具体情况，不同支路、不同瞬时数码率、不同的帧，可能插入也可能不插入脉冲(不插入脉冲时，此位置为原信息码)，且插入的脉冲不携带信息。
微波中继通讯
从总体上看，吸收损耗随频率的增加而加大； 在 l0GHz以下，链路附加损耗较小且平坦； 频率超过12GHz后，损耗上升很快。
微波通信的基本概念
衰落及抗衰落技术
雨雾衰减：
由于雨、雾、雪能对电波能量 的吸收，微小水滴产生导电电 流和定向辐射能量的散射。这 种作用对5CM（即6GHZ）以下 的微波才有明显作用，长于此 波长的可不考虑。 一般情况10GHz 以下频段，雨 雾衰落还不太严重，通常在两 站间的这种衰落仅有几个dB。 但10GHZ以上频段，中继段间 的距离将受到降雨衰耗的限制， 不能过长。
微波通信的基本概念
微波通信的常用频段
微波既是一个很高的频率，同时也是一个很宽的频段，在微 波通信中所使用的频率范围一般在1GHz～40GHz? 3GHz～ 30GHz? 7GHz ～ 38GHz?，具体来讲，主要有以下几个频段：
L波段 1.0——2.0GHz S波段 2.0——4.0GHz C波段 4.0——8.0GHz x波段 8.0——12.4GHz Ku波段12.4——18GHz K波段 18——26.5GHz
微波通信的基本概念
衰落及抗衰落技术
雨衰与频率的关系---随着频率的增高而加大。
• 通常在10GHz以上频段，雨衰影响不容忽视。 雨衰的大小:雨量、电波传 播时穿过雨区的有效距离。
在暴雨时，由于雨滴不再是 球形，将对电波的极化也将 产生影响
例：浓雾情况，波长大于 4cm(f<7.5GHz)，跨距50Km 的散射衰减为3.3dB。
微波通信的基本概念
微波通信的起源和发展
微波技术是第二次世界大战期间围绕 着雷达的需要发展起来的，由于具有 通信容量大而投资费用省、建设速度 快、安装方便和相对成本低、抗灾能 力强等优点而得到迅速的发展。20世 纪40年代到50年代产生了传输频带较 宽，性能较稳定的模拟微波通信，成 为长距离大容量地面干线无线传输的 目前，单波道传输速率可达300Mbit/s以上， 主要手段，其传输容量高达2700路， 为了进一步提高数字微波系统的频谱利用率， 而后逐步进入中容量乃至大容量数字 使用了交叉极化传输、无损伤切换、分集接 微波传输。80年代中期以来，随着同 收、高速多状态的自适应编码调制解调等技 步数字序列（SDH）在传输系统中的推 术，这些新技术的使用将进一步推动数字微 广使用，数字微波通信进入了重要的 波通信系统的发展。因此，数字微波通信和 发展时期。 光纤通信、卫星通信一起被称为现代通信传 输的三大支柱。
无线通信工程(三)微波通信
吉林通信行业职业技能鉴定中心
发信机中的高功率放大器用于把发送的射频信号提高到 足够的电平，以满足经信道传输后的接收场强。 收信机中的低噪声放大器用于提高收信机的灵敏度。 下变频用于中频信号与微波信号之间的变换以实现固定 中频的高增益稳定放大。 微波通信天线一般为强方向性、高效率、高增益的反射 面天线，常用的有抛物面天线、卡塞伦天线等，馈线主要采 用波导或同轴电缆。 在地面接力和卫星通信系统中，还需以中继站或卫星转 发器等作为中继转发装置。
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因此中、大容量的数字微波接力通信系统必须采用能 先对主用及备用波道之间的时延差进行自适应调整，待信 码、定时以及帧信号的位置对应后，以分集合成方式并机 运行直至信号恶化的主用波道自动被淘汰的无损伤切换装 置。 说明：无损伤切换技术建立在备份技术上，备份分为 波道备份（异频备份）和设备备份（同频备份）两种，无 损伤切换（Hitlles Switching）：切换过程中，无感觉、 数据无滑动，不会因倒换而引入误码。
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第三节 微波接力通信系统转接方式
地面微波接力站的微波信号转接方式，也称中继 方式。接力站可分为两大类：
有源接力（有源转接）
无源接力（无源转接）
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1、有源接力站
具有补偿接收信号的传输损耗和失真，并完成频率转换和路 由改向功能的接力站。它有三种转接方式：基带转接、中频转接、 射频转接。 （1）基带转接 将接收到的频率为接收频率的射频信号，经下变频、中 频放大，及解调过程恢复出具有标准接口电平的基带信号。 然后将此基带信号再经调制、中频放大、上变频和功率放大 转换为发射频率，并具有足够功率的射频信号，发射到下一 站。其转接点在基带接口。 由于基带信号多为多路电话群路信号或视频信号，故也 称群频转接或视频转接。调制解调过程要引入失真和噪声， 影响传输质量。一般仅在需要取出或插入话路（或电视）的 主站和端站及传输距离短的支线上应用。
第3章数字微波通信系统
1、直接中继（微波转接）
----把接收到的微波信号用微波放大器直接 放大。
移频：收、发的频率不一样。
微
波
移
放
频
大
微 波 放 大
16
2、外差中继（中频转接）
低
噪 声 放
混 频
大
中 放
上 变 频
功 放
----中频转接只将收到的微波信号混频（下变频） 至中频（70MHz或140MHz），经中频放大器放大后 再送到发送设备的上变频器变换为微波频率，经功 率放大后由天线发射出去。
9
3.3 微波的视距传播
1 自由空间传播损耗的计算
➢ 自由空间传播损耗通常用分贝（dB）来表示：
L 10 lg L 20 lg 4d
➢ 若距离d用km表示，频率f用MHz表示有：
LS 32.4 20 lg d (km) 20 lg f (MHz )
➢ 若距离d用km表示，频率f用GHz表示有：
CO1 Ci G1
Ci
CO2
LF
CO 2
Ci LF
CO2 Ci LF
对数（dbm、dbw）
12
Gt
LS
Gr
Lt
发信机
Pt
Lr
Pre
收信机
Gt (Gr ) : 发射(接收)天线增益
Pt : 发射功率
Lt (Lr ) : 发端(收端)馈线系统损耗 Pre : 接收功率
Pre Pt
G
的中频信号进行调制，并将70MHz已调信号 送入微波发信机。
21
（4）中频信号——微波射频信号的变换 在微波发信机，对70MHz的已调波进行混频，
即70MHz的中频信号对微波载波进行调制，将 70MHz的中频信号变为微波射频信号。 （5）微波信号的发送
第三章 信道和信道容量
I（X；Y）：接收到Y前、后关于的平均不确定性 的消除 ；或发送X前、后关于Y的平
均不确定性的消除。
可见：熵只是平均不确定性的描述，而不确定性 的消除（两熵之差）才等于接收端所获得的信息 量。获得的信息量不能和不确定性混为一谈。
第三章 信道和信道容量
关于信道容量： 研究：信道中平均每个符号所能传送的信息量，
有损失，是无噪有损信 道，也称确定信道，即： 损失熵：H(X/Y) ≠ 0； 噪声熵：H(Y/X) ＝ 0， I(X;Y)＝H(Y)＝H(X)－H(X/Y) ＜H(X)
第三章 信道和信道容量
信道容量仍是最大熵问题（最大H(Y)）：
C＝max H(Y)＝log s bit/符号
P(X)
（设Y有s个符号）
不相交的子集mk，由mk组成的矩阵[P]k是对称矩阵 （具有可排列的性质），则称此信道为准对称信道， 其信道容量：
r为输入符号集个数 即信道矩阵行数 准对称信道中的 行元素 第k个子矩阵 中行元素之和
第k个子矩阵 中列元素之和
第三章 信道和信道容量
例3－1：二元对称删除 信道如图，计算信道容量。
例3－2：准对称信道的信道矩阵为： P(y/x)＝ 0.5 0.3 0.2 0.3 0.5 0.2 当输入概率分布为p(x1)＝ɑ，p(x2)＝1－ɑ
且：p＝0时，信道无干扰； P＝1/2时，信道干扰最为严重。
第三章 信道和信道容量
二、二元删除信道
难以区分原发送信号时，不硬性
判断0或1，而作删除处理。 删除信道中，p＝q时，则为 对称删除信道。 三、Z信道 信道特性：0错成1的概率为0， 1错成0有一定可能。
1
0 1 0
p
1－p
1
第三章 信道和信道容量
《现代通讯系统》课件(第三章-微波中继通信系统)
本课件介绍微波通信及中继系统的基本概念，包括传输链路、参数设计、数 字化、应用领域等方面，旨在加深对现代通讯技术的理解。
微波通信的基本概念
微波通信的定义
微波通信是指利用微波电磁波进行通信的方法。
微波信道的特点
信道宽带大、传输速率快、免受电磁干扰等。
微波通信与其他通信方的比较
与有线通信比较，微波通信无需线路，安装方便；与卫星通信比较，微波通信无需面向卫星 天线，使用成本更低。
微波中继数字化的应用
主要应用在高速率通信和高质量 音频广播领域。
微波通信系统的应用领域
1 微波通信系统的应用领域
主要应用在军事通信、铁路通信、航空与航海通信、广播电视传输等。
2 微波通信系统的优势和短处
传输距离远，速度快，但受气象条件限制较大。
3 微波通信系统的未来发展方向
数字化技术的应用以及对天气干扰的优化处理等。
总结
1
微波通信的优越性
高速率、宽带、传输距离远。
2
微波中继系统的参数设计
需要综合考虑多种因素，如信道距离、频带等。
3
微波数字化在通信领域中的应用
在高速率通信及音频广播方面得到广泛使用。
需要多方面考虑，如信道距离、传输功 率、功率增益等。
中继站的功率放大器设计
需要根据传输信道特性以及信号的频带 和传输距离等因素进行设计。
微波中继通信系统的数字化
微波中继通信数字化的背 景和意义
数字化可以提高通信的可靠性和 数字处理的能力。
微波中继数字化的实现技 术和方法
主要有软件无线电、直接数字频 率合成和数字化下变频等。
微波中继系统的组成
微波中继系统的功能 和特点
实现超距离、高速率的通信。
通信复习题
现代通信复习提要第一章绪论1. 通信的定义2. 通信的分类 ⑴按传输信息的媒质的不同，可将通信分为： 和 。
⑵根据通信系统传输信号形式不同，通信系统分为 、 。
⑶根据消息在送到信道之前是否采用调制，通信可分为 和 。
3通信系统的传输媒质包括（ ）（ ）（ ）（ ）A.电磁波B. 电缆C. 光缆D.无线电波4通信设备的工作方式有（ ）（ ）（ ）（ ）A.单工制B.半双工制C.全双工制D.混合制5. 消息中的信息量与消息发生的 有关，消息出现的概率愈小，则消息中的 越大。
6. 符号集为A 、B 、C 、D 、E ，相互独立，相应概率为、、、、，其平均信息量为：（ ）7. 采用二进制编码，信息速率为400kbit/s ，则码元速率为 ；如采用十六进制编码，码元速率为 。
8. 采用二进制编码，信息速率为20Mbit/s,则码元速率为 ，如采用十六进制编码，码元速率为 。
9.通信系统的两个最主要的性能指标是 和 。
10.衡量通信系统的主要性能指标包括 和 。
11. 黑白电视图像每幅含有5103⨯个象素，每个象素有16个等概率出现的亮度等级。
要求每秒传输30帧图像。
若信道输出信噪比为30dB ，计算传输该黑白电视图像所要求的信道最小带宽？12. 某高斯信道带宽为4kHz ，输出信噪比为63倍，则信道容量为：（ ）第二章 数字通信系统 1.数字通信系统可进一步细分为 、 、 。
2.数字通信系统，按照调制方式的不同，可分为 传输和 传输。
3. 数字通信系统的特点有（ ）（ ）（ ）（ ）A . 传输离散的数字信号B . 占用带宽较大C . 抗干扰能力强，实现远距离高质量传输D . 实现综合业务数字化、安全性强4.将时间上连续的信号处理成时间上离散的信号的过程叫（ ）A.编码B.量化C.抽样D.复用5模拟信号数字化经过 、 、 三个过程。
6. 我国PCM 语音编码采用的压缩标准是（ ）A . A 律 B . B 律 C .μ 律 D . β律7. 在PCM 系统中，设输入信号的抽样值为＋635个量化单位（最小的量化间隔为1个量化单位），采用逐次比较编码将它按照13折线A 律特性编成8位码 ，试求：（1） 编码器的输出码组876554321C C C C C C C C C ；（2） 计算量化误差。
《计算机网络技术及应用》教材部分复习提纲2014版
《计算机网络技术及应用》复习提纲一、教材内容复习资料1.第一章⏹计算机网络定义：计算机网络是将分散在不同地点且具有独立功能的起来，在网络协议和软件的支持下进行数据多个计算机系统，利用通信设备和线路相互连接通信，实现资源共享的计算机系统的集合。
1．两台或两台以上的计算机相互连接起来才能构成网络。
网络中的各计算机具有独立功能。
2．计算机之间要通信，要交换信息，彼此就需要有某些约定和规则，这些约定和规则就是网络协议。
网络协议是计算机网络工作的基础。
3．网络中的各计算机间进行相互通信，需要有一条通道以及必要的通信设备。
通道指网络传输介质，它可以是有线的（如双绞线，同轴电缆线等），也可以是无线的（如激光、微波等）。
通信设备是在计算机与通信线路之间按照一定通信协议传输数据的设备。
4．计算机网络的主要目的是实现计算机资源共享，使用户能够共享网络中的所有硬件、软件和数据资源。
⏹计算机网络分类按地理覆盖范围分类：局域网（Local Area Network 简称LAN）城域网（Metropolitan Area Network 简称MAN）广域网（Wide Area Network 简称WAN）按通讯介质分类：有线网（双绞线网、同轴线网、光纤网）无线网（微波通信、激光通信、卫星通信、红外线按通信传播方式分类：点对点传输方式的网络：由一对对机器间的多条传输链路构成。
信源与信宿之间的通信需经过一台和多台中间设备进行传输。
广播方式网络：一台计算机发送的信息可被网络上所有的计算机接收。
按拓扑结构分类：常用络拓扑结构：总线、星型、环形、树型等其它分类方式（详见教材）按网络的传输速率分类按网络中使用的操作系统分类按网络带宽分类按交换方式分类⏹计算机网络的功能1．数据通信：数据通信是计算机网络最基本的功能。
（1）传输文件（2）电子邮件、IP电话、视频会议、信息发布、交互式娱乐、音乐2．资源共享：组建计算机网络的主要目的是资源共享。
现代通信系统第2章微波中继通信系统
现代通信系统 第2章 微波中继通信系统
➢微波中继通信主要用来传送长途电话信 号、宽频带信号（如电视信号）、数据 信号、移动通信系统基地站与移动业务 交换中心之间的信号等，还可用于通向 孤岛等特殊地形的通信线路以及内河船 舶电话系统等移动通信的入网线路。
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现代通信系统 第2章 微波中继通信系统
微波通信自第二次世界大战后期开始应 用，历经由模拟到数字，使用频段由低频 段向高频段的发展，其频谱利用率也不断 由于技术的进步而得到不断的提高，应用 领域也由长途电信、彩色电视传输，拓展 到一点多址、无线接入、无线局域网等领 域，微波通信的发展应用历程，是它特点 的充分体现。
微 分米波(特高频) 厘米波(超高频)
波 毫米波(极高频)
300MHz—3(GHz) 3—30(GHz) 30—300(GHz)
100—10cm 10—1cm 1cm—1mm
红外线(光波)
＞300(GHz)
＜1mm
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现代通信系统 第2章 微波中继通信系统
• 分米波（特高频）：用于电视广播，飞机 导航、着陆，警戒雷达，卫星导航，卫星 跟踪、数传及指令网，蜂窝无线电通信。
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现代通信系统 第2章 微波中继通信系统
• 米波：用于语音广播，移动（包括卫星移 动）通信，接力（~50km跳距）通信，航 空导航信标，以及容易实现具有较高增益 系数的天线系统。 微波频段是在较高频段，通常人们所 说的微波是指频率在0.3～300GHz范围的 电磁波，微波通信利用此频段的电磁波来 传递信息。
微波中继站和分路站统称微波中间 站。任务是完成微波信号的转发和分路。
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现代通信系统 第2章 微波中继通信系统
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现代通信系统 第2章 微波中继通信系统
无线网络知识要点
⽆线⽹络知识要点第⼀章⽆线通信（或⽆线电通信）是指利⽤⽆线电波传播信息的通信⽅式。
⽆线电波是指在⾃由空间传播的电磁波。
与有线通信相⽐，⽆线通信不需要架设传输线路，不受通信距离限制，机动性能好，建⽴迅速。
1837年美国⼈莫尔斯(Morse)发明了有线电报1876年美国⼈贝尔(Bell)发明了有线电话1865年英国⼈麦克斯维尔(Maxwell)预测了电磁波的存在1886⾄1888年德国⼈赫兹(Hertz)验证了电磁波的存在1899和1901年英国⼈马可尼(Marconi)实现了⽆线通信1946年美国电报公司(AT&T)建设了移动电话服务系统。
1962年出现了寻呼机1979年在⽇本出现了蜂窝⽆线服务系统1982年提出并成⽴了GSM1988年美国⾼通公司提出CDMA⽆线电波以“横向电磁波”的形式在空间中传播。
传播速度为3 * 108m/s。
⾃由空间是不存在能量损耗的空间。
⽆线电波在⾃由空间传播时不存在能量损耗，但是会因为波的扩展⽽产⽣衰减。
衰减与发射天线增益、接收天线增益、发射机与接收机之间的距离有关。
卫星作为中继器的⽆线通信。
地球静⽌卫星：距离地球表⾯⾼度为35784Km的卫星的轨道周期等于地球⾃转⼀周所需的时间，如果卫星运动的⽅向与地球⾃转的⽅向⼀致，则卫星就会保持在地球表⾯上空的某⼀点⼏乎静⽌不变。
低轨道卫星：轨道⾼度在1500Km以下中轨道卫星：轨道⾼度在10000-15000Km⾼轨道卫星：轨道⾼度在20000Km以上⽹络分类：1. 按⽹络的地理位置分类1）局域⽹：简称LAN 2）城域⽹：简称MAN 3）⼴域⽹：简称WAN 2. 按⽹络的拓扑结构分类1）星型⽹络 2）环形⽹络 3）总线型⽹络（树型）3. 按传输介质（基础设施）分类1）有线⽹ 2）光纤⽹ 3）⽆线⽹4. 按通信⽅式分类1）点对点传输⽹络 2）⼴播式传输⽹络5. 按⽹络使⽤的⽬的分类1）共享资源⽹ 2）数据处理⽹ 3）数据传输⽹：⽤来收集、交换、传输数据的⽹络，如情报检索⽹络6.按服务⽅式分类1）客户机/服务器⽹络 2）对等⽹第⼆章从信源得到的电信号频率很低，称为基带信号。
微波通信
微波通信1. 微波通信概念2. 三种微波通信3. 微波通信的优点4. 数字微波中继系统5. 天线馈线系统6. 收发信设备1. 微波通信概念微波指频率在300MHz~300GHz范围内的电磁波。
微波通信：利用微波波段的无线电波传递信息的一种无线通信方式。
微波频率高，波长短，只能在大气对流层中直线传播，绕射能力很弱。
无线电波频段划分2. 三种微波通信微波通信是利用微波频段内的无线电波把待传递的信息从一地传送到另一地的一种电信方式。
按照所采用的中继方式(也叫接力方式）不同，有地面微波中继通信、卫星微波通信和散射微波通信三种．（1）微波中继通信微波在空中的传播是直线前进。
而地球是一个半径6370km的圆球体，所以在一定的天线高度情况下。
天线发出的微波射束经过一定的地段后，将会被地球表面所阻挡，不能再传到更远的地方了。
当天线的高度为50m左右时，只能传输50km左右。
要利用微波作远距离通信，必须在远距两地间每隔50km左右设置一个微波中继转接站。
各微波中继转接站把接收到前一站的微波信号加以放大等处理后，再转发到下一站去，就像接力赛跑一样一站接续一站，直到收信端终止。
因此．地面远距离微波通信也叫微波中继通信（微波接力通信）。
微波中继通信（图）（2）卫星微波通信为了尽量增加相邻两个微波站之间的通信距离，减少中继站的效量，可以把天线升高。
借助于人造地球同步卫星，可将中继站悬挂在高空。
“同步”是指卫星相对于地面静止，即人造卫星绕地球运转一周的时间，恰好等于地球自转一周的时间。
由于人造地球同步卫星距离地面约36000km，从卫星到地面的覆盖面积约占整个地球表面积的三分之一，一次跨越的最大通信距离长达18000km。
只要在这个覆盖区内，任何两地间的地面微波站都可以借助于卫星这个中继站进行通信联系。
如果在地球赤道上空等间隔放置三颗卫星，就可以实现地面上任意两点之间的通信。
卫星微波通信（图）（3）散射微波通信从地面向上到距离地面约12km的范围内，属于大气对流层。
电子信息技术导论-第3章
第3章 无线技术
3.4.2 无线信道 在无线通信中，信号传输的信道是无线的。无线电波在无线信道中的传播可以
分为以下3种情况： （1）在大气中传播。 （2）在电离层中传播。 （3）在外层空间传播。
第3章 无线技术
1. 大气衰减 无线电波在大气中传播，大气对电波的衰减主要来自两个方面：
（1）云、雾、 雨等小水滴对电波的热吸收及水分子、氧分子对电波的谐振吸收。 热吸收与小水滴的浓度有关，谐振吸收与工作波长有关。
第3章 无线技术
3.3.3 常用天线
（1）对称天线 对称天线，可以看成是由一对终端开路的传输线两臂向外张开而得来的，
并假设张开前、 后的电流分布相似。
l
l
2a
~
图3.8 对称天线
第3章 无线技术
（2）单极天线
单极天线如图3.9（a）所示。当地面为无限大的理想导电平面时，垂直接地的单 极天线。天线臂与其镜像构成一对称振子，如图 3.9（b）所示。
第3章 无线技术
（1） 按用途，将天线分为通信天线、导航天线、广播电视天线、雷达天线和卫星天线等。 （2） 按工作波长，将天线分为超长波天线、长波天线、中波天线、短波天线、超短波天 （3） 按辐射元的类型，将天线分为线天线和面天线。 （4） 按天线特性。
第3章 无线技术
3.3.2 天线主要参数 （1）方向性系数 （2）天线效率 （3）天线增益 （4）输入阻抗 （5）天线的极化
从此，开启了应用无线电技术的崭新时代。
第3章 无线技术
3.2 射频/微波技术 3.2.1 概述
射频是指可以用于无线电信号发射与接收的频率，通常包括中波、短波、超短波、 以及微波以上的频段。
研究微波的产生、放大、传输、辐射、接收和测量的学科称为“微波技术”。微波 是频率在300MHz-3000GHz之间、波长在1m-0.1mm（空气中）之间的射频无线电波，如图 3.2所示。
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收端定时系统的主要任务： 收端定时系统的主要任务： 1、再生：从收总信码中提取主时钟 、再生： 和总信码的再生。 和总信码的再生。 2、产生收端的分路定时脉冲及各种 、 时间信号。 时间信号。 3、同步的建立。 、同步的建立。
（二）八路帧结构
一帧的周期为1ms，当总数码率为256Kb/S时 一帧共256个码 一帧的周期为1ms，当总数码率为256Kb/S时，一帧共256个码 1ms 256Kb/S 256 当数码率为128Kb/S 128Kb/S时 一帧共128个码位。 128个码位 位；当数码率为128Kb/S时，一帧共128个码位。 四帧组成一个复帧，一个复帧的周期为4ms 4ms。 四帧组成一个复帧，一个复帧的周期为4ms。 每帧由T0~T7时隙组成，其中，T1~T7时隙分别为 T0~T7时隙组成 时隙分别为1 话路时隙， 每帧由T0~T7时隙组成，其中，T1~T7时隙分别为1～7话路时隙， 当总数码率为256Kb/S 256Kb/S时 每路各占32Kb/S 当总数码率为128Kb/s 32Kb/S； 当总数码率为256Kb/S时，每路各占32Kb/S；当总数码率为128Kb/s 每路各占16Kb/s 16Kb/s。 时，每路各占16Kb/s。 T0时隙又分为T01（ 时隙又分为T01 T02（ ）。当数码率为256Kb/S时 当数码率为256Kb/S T0时隙又分为T01（奇）和T02（偶）。当数码率为256Kb/S时， T01时隙为复帧专用码 16Kb/S）时隙，T02为勤务话路 时隙为复帧专用码（ 为勤务话路（ T01时隙为复帧专用码（16Kb/S）时隙，T02为勤务话路（也称为 16Kb/S，）时隙， T01和T02时隙脉冲是交替出现的 ，）时隙 时隙脉冲是交替出现的； “0”路，16Kb/S，）时隙，且T01和T02时隙脉冲是交替出现的； 当数码率为128Kb/S 128Kb/S时 没有勤务话路时隙。 当数码率为128Kb/S时，没有勤务话路时隙。
T71 T72 T73 T74 T75 T76
按时间顺序排列各路信码的传输顺序（ 第二帧） 按时间顺序排列各路信码的传输顺序（128Kb/S,第二帧） 第二帧 A1 A2 A3 A4 G1 F …..
b7 T132 T232 T332 T432 T532 T632 T732
T117 T118 T119 T120 T121 T122
第三路
（3）信码合路 ）
经过信码的选通后，各路 宽度的信码变成了脉 经过信码的选通后，各路Ts宽度的信码变成了脉 冲宽度为Ts/3的选通码，由于一、二、三路定时信号 的选通码， 冲宽度为 的选通码 由于一、 出现的时间是依次滞后Ts/3的，所以产生的选通码在 出现的时间是依次滞后 的 时间上也依次滞后Ts／ 。 时间上也依次滞后 ／3。信码的合路可以通过一个或 门来实现。 门来实现。
再生码 接收信码 再生电路
分路
n路
发端定时系统的主要任务： 发端定时系统的主要任务： 1、产生高稳定的主时钟作为终端机 、 时间标准，控制各种定时脉冲的位置、 时间标准，控制各种定时脉冲的位置、 宽度等。 宽度等。 2、产生各路定时。 、产生各路定时。 3、产生同步码组。 、产生同步码组。 4、合路。 、合路。
…… 第一帧 第二帧 3路 路 1路 路
2路 路
T11 T21 T31 T12 T22 T32 T13 T23 T33 ……
…… 第一帧 第二帧 3路 路 1路 路
2路 路
T11 T21 T31 T12 T22 T32 T13 T23 T33 ……
…… 第一帧 第二帧 3路 路 1路 路
2路 路
按时间顺序排列各路信码的传输顺序（ 第一帧） 按时间顺序排列各路信码的传输顺序（128Kb/S,第一帧） 第一帧 A1 A2 A3 A4 B1 B2 …..
a7 T116 T216 T316 T416 T516 T616 T716
T11 T21 T31 T12 T22 T32 T13 T23 T33 T14 T24 T34 T15 T25 T35 T16 T26 T36
第三章 微波中继通信系统
第三章 微波中继通信系统
四、时分复用与同步 （一）时分多路复用 （二）帧结构 （三）同步
1、时分多路复用的原理
话音信号经编码和压缩后变成一串 归零数字码，时间间隔为T(码元周期 码元周期)， 归零数字码，时间间隔为 码元周期 ， 脉冲宽度为τ。 脉冲宽度为 。
1、时分多路复用的原理
1、时分多路复用的原理
经过复用后的信号按照一定的时间顺序 进行传输，形成了一帧一帧的数字信号。 进行传输，形成了一帧一帧的数字信号。以 上面的三路为例，为帮助大家理解， 上面的三路为例，为帮助大家理解，画出三 路复用的帧结构图。 路复用的帧结构图。
T11 T21 T31 T12 T22 T32 T13 T23 T33 ……
…… …… …… …… …… ……
T717 T718 T719 T72时间顺序排列各路信码的传输顺序（128Kb/S,第一帧） 第一帧 A1 A2 A3 A4 B1 B2 ….. a7 T1-16 T1-1 T1-2 T1-3 T1-4 T1-5 T1-6
第二路
（2）信码选通 ）
经过编码后的数字信码一般是单极性不归零码，脉冲 经过编码后的数字信码一般是单极性不归零码， 宽度为Ts，要想把它变成脉冲宽度为Ts/3的归零信码， 的归零信码， 宽度为 ，要想把它变成脉冲宽度为 的归零信码 可用一脉冲宽度为Ts/3的定时信号对它进行选通，通 的定时信号对它进行选通， 可用一脉冲宽度为 的定时信号对它进行选通 过一门电路就可实现。 过一门电路就可实现。
A1 A2 A3 A4 G1 F
G2 F
A1~A4 为帧同步码组，每帧一组，码型为 为帧同步码组，每帧一组，码型为1110 B1~B4为复帧同步码组，每四帧一组，码型为 为复帧同步码组， 为复帧同步码组 每四帧一组，码型为0000 E 为告警码，正常时发“0”，告警时发“1”。 为告警码，正常时发“ ，告警时发“ 。 F 为密位指示码，固定发“1”。 为密位指示码，固定发“ 。 G1、G2为两路报码，传号时发“1”，空号发“0”。 为两路报码， 、 为两路报码 传号时发“ ，空号发“ 。 H 为密钥管理码，暂发“0”。 为密钥管理码，暂发“ 。 a0 为勤务话路信令码，发信令时发“1”。 为勤务话路信令码，发信令时发“ 。 a1~a7为1～7路信令码，发信令时为“1”。 路信令码， 为 ～ 路信令码 发信令时为“ 。 I、b0~b7、c0~c7、d0~d7为备用码，状态暂固定为 为备用码， 、 、 、 为备用码 “1”。 。
由于τ﹤ ， 由于 ﹤T，则在相邻两脉冲信号 之间就存在空闲时间。 之间就存在空闲时间。 若把T分成 等份 若把 分成n等份，并使归零脉冲 分成 等份， 宽度τ=T/n，那么，只要把数字电话严 宽度 ，那么， 格地在时间上按规定的次序排开， 格地在时间上按规定的次序排开，就 可以实现在一个信道里传送n路数字电 可以实现在一个信道里传送 路数字电 话。
第一路
（4）信码分路 ）
第二路
（4）信码分路 ）
第三路
3、多路数字电话终端组成
晶振 1路 主 时钟形成 各路定时脉冲产生
编码 同步码产生
话 音 输 入
2路 编码 合路 n路 编码 发送端
接收端
分路定时脉冲产生 收 时 钟 同步器 再 生 时 钟 总信码 分路 本地同步码 1路 1 分路 2路
＋
（4）信码分路 ）
在接收端， 在接收端，用一个和发送端同步的定时信号去控制 分路门，分出各路信号。分路也可用一个与门来实现， 分路门，分出各路信号。分路也可用一个与门来实现， 同样的，一、二、三路分路定时依次滞后Ts/3。 同样的， 三路分路定时依次滞后 。
合路信码 分路信码 分路定时
（4）信码分路 ）
11110101111110
1、时分多路复用的原理
各路信码在时间上互相排开， 各路信码在时间上互相排开，就能 进行多路传输。 进行多路传输。 在多路复用终端中， 在多路复用终端中，每路信码均应 占据一定的时间缝隙， 时隙” 占据一定的时间缝隙，即“时隙”。 由各分路定时脉冲进行控制。 由各分路定时脉冲进行控制。
第一路
（2）信码选通 ）
经过编码后的数字信码一般是单极性不归零码，脉冲 经过编码后的数字信码一般是单极性不归零码， 宽度为Ts，要想把它变成脉冲宽度为Ts/3的归零信码， 的归零信码， 宽度为 ，要想把它变成脉冲宽度为 的归零信码 可用一脉冲宽度为Ts/3的定时信号对它进行选通，通 的定时信号对它进行选通， 可用一脉冲宽度为 的定时信号对它进行选通 过一门电路就可实现。 过一门电路就可实现。
T41 T51 T61 T42 T52 T62 T43 T53 T63 T44 T54 T64 T45 T55 T65 T46 T56 T66
T71 T72 T73 T74 T75 T76
按时间顺序排列各路信码的传输顺序（ 第一帧） 按时间顺序排列各路信码的传输顺序（256Kb/S,第一帧） 第一帧 A1 T021 A2 T022 A3 T023 …..
一路信码 二路信码 三路信码
＋
合路信码
（3）、信码合路 ）、信码合路 ）、
经过信码的选通后，各路 宽度的信码变成了脉冲宽 经过信码的选通后，各路Ts宽度的信码变成了脉冲宽 度为Ts/3的选通码，由于一、二、三路定时信号出现 的选通码， 度为 的选通码 由于一、 的时间是依次滞后Ts/3的，所以产生的选通码在时间 的时间是依次滞后 的 上也依次滞后Ts／ 。 上也依次滞后 ／3。信码的合路可以通过一个或门来 实现。 实现。
2、时分多路通信的实现
分四个步骤 （1）时隙分配 ） （2）信码选通 ） （3）信码合路 ） （4）信码分路 ）
（1）时隙分配(设想过程 ）时隙分配 设想过程) 设想过程
若进行三路复用， 若进行三路复用，则每路信号占用的时隙为 Ts/3，Ts为每路信号的取样周期。 为每路信号的取样周期。 ， 为每路信号的取样周期