第2章无线传输技术基础-PPT精选文档
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《无线传输技术》课件
调相（PM）
02
通过改变载波信号的相位来传递信息，具有抗干扰能力强、信
号质量稳定等优点。
调相调频（PM/FM）
03
结合调相和调频两种调制方式，具有更高的信息传输效率和更
好的抗干扰能力。
无线信号的编码方式
模拟信号编码
将模拟信号转换为数字信号进行 传输，具有抗干扰能力强、传输 质量高等优点。
数字信号编码
大气折射
无线电波在大气中传播时，由于大气密度和温度的变化，会导致电 波传播路径发生弯曲。
地球曲率传播
由于地球表面曲率的影响，无线电波在地面传播时会受到一定的限 制，需要考虑到地球曲率对信号传播的影响。
无线信号的调制方式
调频（FM）
01
通过改变载波信号的频率来传递信息，具有抗干扰能力强、信
号质量稳定等优点。
将数字信号转换为适合传输的格 式进行传输，具有传输速度快、 可靠性高等优点。
03
无线传输技术标准
IEEE 802.11标准
IEEE 802.11标准，也被称为Wi-Fi，是一种无线局域网（ WLAN）标准。
它定义了无线局域网技术的电子和电气要求，包括物理层和 数据链路层。该标准支持多种传输速率，包括2Mbps、 54Mbps（在802.11g及以后的版本中）以及600Mbps（在 802.11ac及以后的版本中）。
终端之间的通信。
无线网络
利用无线传输技术构建 无线网络，实现计算机 、智能设备之间的互联
互通。
物联网
利用无线传输技术实现 物联网设备的互联互通 ，实现智能化管理和控
制。
卫星通信
利用卫星进行无线信号 传输，实现全球范围内
的通信和信息传递。
02
2 无线传输技术基础
天线的辐射模式
天线辐射出去的功率是全方位的，然而并非在所有方向上 辐射出的功率都是相等的。 描述天线性能特性的常用方法是辐射模式，它是作为空间 协同函数的天线的辐射属性的图形化表示。
YHZ
无线网络技术
12
几种天线
栅状抛物面天线
室内吸顶天线
加长型板状天线
八木定向天线
YHZ 无线网络技术 13
YHZ
无线网络技术
4
(非导向)光波
频率更高的光波，主要指非导向光波，而非用于光纤的导 向光波。 提供非常高的带宽，成本也很低，相对容易安装，不需要 频率分配许可。 激光的强度(非常窄的一束光)是它的弱点，不易瞄准。 激光束不能穿透雨或者浓雾，白天太阳的热量是气流上升 也会激光束产生偏差。 应用：在屋顶用激光连接两个建筑物的LAN
YHZ
无线网络技术
3
红外线
频谱段：3×1011Hz～2×1014Hz 主要特点：
红外线传输不能超过视线范围，距离短，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。 红外线传输无法穿透墙体，安全性和干扰问题不大。 红外线不需要频率分配许可。
红外通信
折射(refraction)
YHZ
无线网络技术
15
移动环境中的衰退
多径（反射、散射和衍射）干扰是信号损伤的一种重要来源。在移 动环境中，随着天线的移动，各种障碍物的相对位置会随时间而改 变，使用过滤多径效果更加困难。
反射(R)
散射(S) 衍射(D)
YHZ
无线网络技术
16
多普勒效应
多普勒效应是为纪念Christian Doppler而命名的。 多普勒效应指出：波在波源移向观察者时频率变高，而在 波源远离观察者时频率变低。当观察者移动时也能得到同 样的结论。 假设原有波源的波长为λ，波速为c，观察者移动速度为v， 当观察者走近波源时观察到的波源频率为(v+c)/λ，如果观察 者远离波源，则观察到的波源频率为(v-c)/λ。 在无线移动通信中，当移动台移向基站时，频率变高，远 离基站时，频率变低，所以在移动通信中要充分考虑多普 勒效应。
第2章 无线传输技术基础(2)概述
天线增益并不是为了获得比输入功率更高的输出 功率，而是为了定向。相同的条件下，天线在某 方向增益越高，电波在该方向的传播距离越远。
增益显然与天线的方向图有密切的关系，主瓣越 窄，副瓣越小，则天线增益越高。
信号的总能量是由发射器决定的，天线则决定让 这些能量集中在某个角度内，这个角度越小，能 量聚集度越高，获得的“增益”也就越大，信号 覆盖的距离越远；反之，如果覆盖角度越大，能 量聚集度越低，信号覆盖的距离越近。
定向辐射对于对于接收天线则是指只接收来自指 定方向上的的电磁波，在其它方向接收能力很弱 或不接收。
2.3.1 天线的分类
按其结构形式分为两大类：一类是由金属导线构 成的线天线，一类是由尺寸远大于波长的金属面 或口径面构成的面状天线，简称口面天线。
从方向性可分为强方向性天线、弱方向性天线、 定向天线、全向天线、针状波束天线、扇形波束 天线等。
双向通信中，同一天线既可以发送也可以接收。
天线的功能主要包括能量转换和定向辐射。对于 发射天线，天线将电路中的高频电流能量或传输 线上的行波能量转换为电磁波能量辐射出去。对 于接收天线，天线将接收的电磁波能量转换为电 路中的高频电流能量输送到接收机。
定向辐射对于发射天线是指辐射的电磁波能量应 尽可能集中在指定的方向上，而在其它方向不辐 射或辐射很弱。
抛物线反射天线
2.3.2 方向图
方向图也称为辐射模式，用来说明天线在空间各 个方向上所具有的发射或接收电磁波的能力，是 天线辐射出的电磁波在自由空间存在的范围。
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。
最简单的理想化天线是各项同性天线，即全向天 线。它是沿所有方向等功率向外辐射的一个点。
X (dBm) 10lg[x(mW)]
无线通信基础知识ppt课件
最新版整理pΒιβλιοθήκη t30（一）互调干扰
▪ 1.互调干扰的概念 ▪ 互调干扰的基本原因是由于部件的非线性引起的，
由于多个信号加至非线性器件上产生大量组合频 率，与有用信号频率相近的组合频率(互调产物) ， 对系统造成干扰就是互调干扰。
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31
▪ （二）邻道干扰 ▪ （1）邻道干扰概念 ▪ 所谓邻道干扰是相邻的或邻近频道的信号相互干扰。 ▪ （二）邻道干扰 ▪ （1）邻道干扰概念 ▪ 所谓邻道干扰是相邻的或邻近频道的信号相互干扰。无线通信系统
音乐、图像等基带信号。由无线通信理论可知，当天线
的几何尺寸和要传递的电信号的波长相近时，电信号才
能有效地从天线从以电磁波的形式辐射出去。以语音信
号为例，语音信号变换为电信号后其频率范围从几十赫
到几千赫，一般将300Hz到3000Hz的频率发送出去即可
取得较满意的话音传输效果，但300Hz到3000Hz电信号
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28
第九节 噪声和干扰
▪ 一、噪声 ▪ 噪声是一种随机信号，其频谱分布于整个
无线电工作频率范围，因此它是影响各类 收信机性能的主要因素之一。 ▪ 一般可分为：① 内部噪声；②自然噪声； ③ 人为噪声。
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29
二、干扰
▪ 在无线电通信网中，由于众多电台之间的 相互作用，相互影响，可产生互调干扰、 阻塞干扰、邻道干扰和同频干扰，其中互 调干扰、阻塞干扰和同频干扰对通信网影 响较严重，应格外注意。
▪ 无线电接收机的工作过程正好与发射机工作过程 相反，它的任务是将天线接收下来的高频电信号， 经变换与放大，还原为原来的音频信号。
▪ 移动通信电台接收机基本上都采用二次变频的超 外差式接收机，其组成如图2-4所示
无线传输技术基础(1)
❖ 红外线传输不能超过视线范围，距离短 ❖ 红外线传输无法穿透墙体。微波系统中遇到
的安全性和干扰问题在红外线传输中都不存 在。 ❖ 红外线不需要频率分配许可。
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16
2．1．5 光波
❖ 频率更高的光波，主要指非导向光波，而非 用于光纤的导向光波。
❖ 提供非常高的带宽，成本也很低，相对容易 安装，而且与微波不同，不要求FCC许可。
❖ 长途电信频段：4~6GHz，由于拥挤，开始使 用11GHz频段，12GHz频段用作有线电视。
❖ 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。
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10
2．1．2 卫星微波
❖ 通信卫星实际上一个微波接力站，用于将两个或多 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。
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14
2．1．3 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(broadcast radio) 包括调频无线电
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6
2．1．1 地面微波
❖ 使用“碟形”天线聚波成束，安装在高处 ❖ 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（微波中继塔台）中继。 ❖ 短距离应用：用于建筑物之间的点对点线路（闭路电视、无
线局域网）。 ❖ 中段距离应用：常用于语音和电视传播 ❖ 等距离时，微波比双绞线需要的中继器、放大器更少 ❖ 微波占用了电磁波频谱的很大一部分，常见的用于传输的频
的安全性和干扰问题在红外线传输中都不存 在。 ❖ 红外线不需要频率分配许可。
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2．1．5 光波
❖ 频率更高的光波，主要指非导向光波，而非 用于光纤的导向光波。
❖ 提供非常高的带宽，成本也很低，相对容易 安装，而且与微波不同，不要求FCC许可。
❖ 长途电信频段：4~6GHz，由于拥挤，开始使 用11GHz频段，12GHz频段用作有线电视。
❖ 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。
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10
2．1．2 卫星微波
❖ 通信卫星实际上一个微波接力站，用于将两个或多 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。
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14
2．1．3 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(broadcast radio) 包括调频无线电
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6
2．1．1 地面微波
❖ 使用“碟形”天线聚波成束，安装在高处 ❖ 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（微波中继塔台）中继。 ❖ 短距离应用：用于建筑物之间的点对点线路（闭路电视、无
线局域网）。 ❖ 中段距离应用：常用于语音和电视传播 ❖ 等距离时，微波比双绞线需要的中继器、放大器更少 ❖ 微波占用了电磁波频谱的很大一部分，常见的用于传输的频
第2章无线通信技术基础ppt课件
i 1
i 1
22
进一步地：
R ( t ) x c ( t ) cc ( o t ) x s ( t s ) sc i ( t ) n U ( t ) cc t o ( t ) s]
其中： n
xc (t ) Ri (t ) cos i (t )
i 1
U (t)
x
2 c
(
t
)
x
2 s
第二章 无线通讯技术根底
• 本章涉及的主要问题: • 点对点无线通讯包含的主要处置环节有
哪些?
• 什么是扩频通讯? • 信令在通讯网的作用是怎样的? • 电波传播的根本特性
1
•2.1 无线通讯信号处置流程
语音
语音 编码
信道 编码
调制
语音
语音 解码
信道 解码
解调
功率 放大
无 线 传 输
接纳
存在于基站与挪动终端的通讯过程中的点对点通讯，包括了编码 、调制、同步、平衡等根本通讯技术。
4
•2.4 调制和解调
– 定义：利用数字信号来控制载波的振幅、频率或相位
，可分为移幅键控(ASK)、移频键控(FSK)和移相键控 (PSK);
– 各系统采用的方式： –PHS： /4-QPSK； – GSM：GMSK〔高斯滤波的最小移频键控〕； – CDMA：QPSK/OQPSK – 解调方式： – 相关解调：利用本地同频率/相位的载波； – 非相关解调：微分电路+包络检波；
• 例： • 有线 网的拨号音、忙音、拨号、振铃、回铃等。
• 信令系统与用户信息传输系统是二个相伴随的系统共同构成
整个通讯系统。信令系统可以看成整个通讯系统的神经中枢
。
第2章 无线传输技术基础PPT课件
第2章 无线传输技术基础
精选PPT课件
1
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 信号传输技术 2．8 扩频技术 2．9 差错控制技术
精选PPT课件
2
2．1 无线传输媒体
❖ 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。
易受环境因素影响 微波的传播性能有时也会受到恶劣气候的影响，如雨水天气。因为微波只有几厘米的波长， 因而容易被水吸收。
安全性差
与电缆通信系统比较，微波通信的隐蔽性和保密性较差。
维护难度大
对大量中继站的使用和维护要耗费一定精的选人PP力T课和件物力。
9
典型的数字微波性能
波段/GHz 2 6 11 18
精选PPT课件
3
无线传输媒体
❖ 数据传输的特性及传输质量取决于传输媒体的性质和传输信 号的特性
❖ 对于导向媒体，传输受到的限制主要取决媒体本身。 ❖ 对非导向传输媒体，发送天线生成的信号带宽比媒体更重要。 ❖ 比如天线发射的信号有一个重要属性是方向性，通常低频信
号是全向的，当频率较高时信号能被聚集成为有向波束 人耳对2000－5000HZ的频率范围感受力最强，但人说话声
带宽/MHz 7 30 40
220
数据率/Mb/s 12 90 135 274
精选PPT课件
10
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பைடு நூலகம்耗公式
4d
2
L 10lg
❖ 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
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1
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 信号传输技术 2．8 扩频技术 2．9 差错控制技术
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2
2．1 无线传输媒体
❖ 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。
易受环境因素影响 微波的传播性能有时也会受到恶劣气候的影响，如雨水天气。因为微波只有几厘米的波长， 因而容易被水吸收。
安全性差
与电缆通信系统比较，微波通信的隐蔽性和保密性较差。
维护难度大
对大量中继站的使用和维护要耗费一定精的选人PP力T课和件物力。
9
典型的数字微波性能
波段/GHz 2 6 11 18
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3
无线传输媒体
❖ 数据传输的特性及传输质量取决于传输媒体的性质和传输信 号的特性
❖ 对于导向媒体，传输受到的限制主要取决媒体本身。 ❖ 对非导向传输媒体，发送天线生成的信号带宽比媒体更重要。 ❖ 比如天线发射的信号有一个重要属性是方向性，通常低频信
号是全向的，当频率较高时信号能被聚集成为有向波束 人耳对2000－5000HZ的频率范围感受力最强，但人说话声
带宽/MHz 7 30 40
220
数据率/Mb/s 12 90 135 274
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10
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பைடு நூலகம்耗公式
4d
2
L 10lg
❖ 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
无线网络技术第2章无线传输技术基础
无线网络技术第2章无线传输 技术基础
• 无线传输技术概述 • 电磁波与天线基础 • 调制与解调技术 • 信道编码与差错控制技术 • 多址接入与扩频通信技术 • 无线传输标准与协议
01
无线传输技术概述
无线传输技术定义
• 无线传输技术：利用电磁波在自由空间中传播的特性进行 信息交换的通信方式，无需依赖实体线路进行数据传输。
02
电磁波与天线基础
电磁波基本概念
电磁波定义
电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁 场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂 直于电场与磁场构成的平面，有效地传递能 量。
电磁波产生
电磁波性质
电磁波为横波，具有偏振性、反射性、 折射性、干涉性、衍射性、多普勒效 应等性质。
变化的电场和磁场交替产生，形成电 磁波。电磁波从发生的区域向远处的 空间传播形成无线电波。
复出原始信号。
扩频通信分类
根据扩频方式的不同，可以分为直接序列扩频（DSSS）、跳频扩频（FHSS）、跳时扩 频（THSS）以及混合扩频等。
多址接入与扩频通信技术应用场景
移动通信系统
在移动通信系统中，多址接入技 术用于区分不同的移动用户，实 现多用户同时通信。扩频通信技 术则用于提高抗干扰能力和通信 可靠性，保证移动用户在复杂电 磁环境下的通信质量。
天线分类
按工作性质可分为发射天线和接收天线；按用途可分为通信天线、广播天线、电视天线、雷达天线等；按工作波 长可分为超长波天线、长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线、微波天线等；按结构形式和工作原理可分 为线天线和面天线等；按维数来分可以简单分为一维天线和二维天线。
03Байду номын сангаас
调制与解调技术
调制技术原理及分类
• 无线传输技术概述 • 电磁波与天线基础 • 调制与解调技术 • 信道编码与差错控制技术 • 多址接入与扩频通信技术 • 无线传输标准与协议
01
无线传输技术概述
无线传输技术定义
• 无线传输技术：利用电磁波在自由空间中传播的特性进行 信息交换的通信方式，无需依赖实体线路进行数据传输。
02
电磁波与天线基础
电磁波基本概念
电磁波定义
电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁 场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂 直于电场与磁场构成的平面，有效地传递能 量。
电磁波产生
电磁波性质
电磁波为横波，具有偏振性、反射性、 折射性、干涉性、衍射性、多普勒效 应等性质。
变化的电场和磁场交替产生，形成电 磁波。电磁波从发生的区域向远处的 空间传播形成无线电波。
复出原始信号。
扩频通信分类
根据扩频方式的不同，可以分为直接序列扩频（DSSS）、跳频扩频（FHSS）、跳时扩 频（THSS）以及混合扩频等。
多址接入与扩频通信技术应用场景
移动通信系统
在移动通信系统中，多址接入技 术用于区分不同的移动用户，实 现多用户同时通信。扩频通信技 术则用于提高抗干扰能力和通信 可靠性，保证移动用户在复杂电 磁环境下的通信质量。
天线分类
按工作性质可分为发射天线和接收天线；按用途可分为通信天线、广播天线、电视天线、雷达天线等；按工作波 长可分为超长波天线、长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线、微波天线等；按结构形式和工作原理可分 为线天线和面天线等；按维数来分可以简单分为一维天线和二维天线。
03Байду номын сангаас
调制与解调技术
调制技术原理及分类
无线传输技术基础-精PPT61页
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
无线传输技术基础-精 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
无线传输技术基础-精 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
无线传输技术基础共61页文档
无线传输技术基础
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。—盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
61
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。—盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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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
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。
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
2．2 天线
天线是实现无线传输最基本的设备。天线 可看作一条电子导线或导线系统，该导线系 统或用于将电磁能辐射到太空或用于将太空 中的电磁能收集起来。
2．2．1 辐射模式
一个天线辐射出去的功率是全方位的，然而并 非在所有方向上辐射出的功率都是相等的。 描述天线性能特性的常用方法是辐射模式，它 是作为空间协同函数的天线的辐射属性的图形化表 示。
2．1．4 红外线
红外线传输不能超过视线范围，距离短
红外线传输无法穿透墙体。微波系统中遇到
的安全性和干扰问题在红外线传输中都不存 在。 红外线不需要频率分配许可。
2．1．5 光波
频率更高的光波，主要指非导向光波，而非
用于光纤的导向光波。 提供非常高的带宽，成本也很低，相对容易 安装，而且与微波不同，不要求FCC许可。 激光的强度(非常窄的一束光)是它的弱点，不 易瞄准。 激光束不能穿透雨或者浓雾，白天太阳的热 量是气流上升也会激光束产生偏差。
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高。
典型的数字微波性能
波段/GHz 2 带宽/MHz 7 数据率/Mb/s 12
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(broadcast radio) 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。
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(wireless transmission)
电信用的电磁波频谱
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。
4 f A 4 A e e G 2 2
2
c
2．3 传播方式
由天线辐射出去的信号以三种方式传播：
地波(ground wave)：地波传播或多或少要沿着
地球的轮廓前行，且可传播相当远的距离，较好 地跨越可视 的地平线 天波(sky wave)：天波信号可以通过多个跳跃， 在电离层和地球表面之间前后反弹地穿行 直线LOS(line of sight) ：当要传播的信号频率在 30MHz以上时，天波与地波的传播方式均无法工 作，通信必须用直线方式。
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。
2．1．3 广播无线电波
无线传播类型
2．4 直线传输系统中的损伤
衰减和衰减失真(attenuation and attenuation distortion) 自由空间损耗(free space loss) 噪声(noise) 大气吸收(atmospheric absorption) 多径(multi path) 折射(refraction)
6
11
30
40
90
135
18
220
274
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 2
L 10lg
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
4d
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。
理想的辐射模式
2．2．2 天线类型
偶级天线
抛物反射天线
简单（偶级）天线
偶级天线散射模式抛物线来自射天线2．2．3 天线增益
天线增益(antenna gain)是天线定向性的 度量。与由理论的全向天线(各向同性天线)在 各个方向所产生的输出相比，天线增益定义 为在一特定方向上的功率输出。 天线增益与有效面积的关系：
2．5 移动环境中的衰退
通信系统所面临的最具挑战性的技术问 题是移动环境中的衰退现象。在移动环境中， 两个天线中的一个相对于另一个在移动，各 种障碍物的相对位置会随时间而改变，由此 会产生比较复杂的传输结果。
反射(R)、散射(S)和衍射(D)
存在随时间变化的多径脉冲中的两个脉冲
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
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。
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
2．2 天线
天线是实现无线传输最基本的设备。天线 可看作一条电子导线或导线系统，该导线系 统或用于将电磁能辐射到太空或用于将太空 中的电磁能收集起来。
2．2．1 辐射模式
一个天线辐射出去的功率是全方位的，然而并 非在所有方向上辐射出的功率都是相等的。 描述天线性能特性的常用方法是辐射模式，它 是作为空间协同函数的天线的辐射属性的图形化表 示。
2．1．4 红外线
红外线传输不能超过视线范围，距离短
红外线传输无法穿透墙体。微波系统中遇到
的安全性和干扰问题在红外线传输中都不存 在。 红外线不需要频率分配许可。
2．1．5 光波
频率更高的光波，主要指非导向光波，而非
用于光纤的导向光波。 提供非常高的带宽，成本也很低，相对容易 安装，而且与微波不同，不要求FCC许可。 激光的强度(非常窄的一束光)是它的弱点，不 易瞄准。 激光束不能穿透雨或者浓雾，白天太阳的热 量是气流上升也会激光束产生偏差。
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高。
典型的数字微波性能
波段/GHz 2 带宽/MHz 7 数据率/Mb/s 12
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(broadcast radio) 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。
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(wireless transmission)
电信用的电磁波频谱
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。
4 f A 4 A e e G 2 2
2
c
2．3 传播方式
由天线辐射出去的信号以三种方式传播：
地波(ground wave)：地波传播或多或少要沿着
地球的轮廓前行，且可传播相当远的距离，较好 地跨越可视 的地平线 天波(sky wave)：天波信号可以通过多个跳跃， 在电离层和地球表面之间前后反弹地穿行 直线LOS(line of sight) ：当要传播的信号频率在 30MHz以上时，天波与地波的传播方式均无法工 作，通信必须用直线方式。
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。
2．1．3 广播无线电波
无线传播类型
2．4 直线传输系统中的损伤
衰减和衰减失真(attenuation and attenuation distortion) 自由空间损耗(free space loss) 噪声(noise) 大气吸收(atmospheric absorption) 多径(multi path) 折射(refraction)
6
11
30
40
90
135
18
220
274
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 2
L 10lg
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
4d
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。
理想的辐射模式
2．2．2 天线类型
偶级天线
抛物反射天线
简单（偶级）天线
偶级天线散射模式抛物线来自射天线2．2．3 天线增益
天线增益(antenna gain)是天线定向性的 度量。与由理论的全向天线(各向同性天线)在 各个方向所产生的输出相比，天线增益定义 为在一特定方向上的功率输出。 天线增益与有效面积的关系：
2．5 移动环境中的衰退
通信系统所面临的最具挑战性的技术问 题是移动环境中的衰退现象。在移动环境中， 两个天线中的一个相对于另一个在移动，各 种障碍物的相对位置会随时间而改变，由此 会产生比较复杂的传输结果。
反射(R)、散射(S)和衍射(D)
存在随时间变化的多径脉冲中的两个脉冲