第2章无线通信技术基础解析
无线通信基础知识
折射
电磁波在传播时，遇到墙体等障碍物，就会穿过障碍物继续传播，这种现象就称为折射，电磁波的折射和光线 在透明物体中的折射有很强的类似性。如图2.4所示：
2.2.2 无线电磁波的衰落和分集技术
• 无线信号从天线到用户之间的信道衰落，按 照衰落特性的不同，可以分为慢衰落和快衰 落两种。
11
慢衰落
由地形和障碍物阻挡而造成的阴影效应，致使接收到的信号强度下降，信号强度随地理环境的改变而缓慢变化，这 种衰落称为慢衰落，又称为阴影衰落。慢衰落的场强中值服从对数正态分布，且与位置和地点相关，衰落的速度取 决于移动台的速度，它反映了传播在空间距离的接收信号电平值的变化趋势。
CONTENTS 无线通信基础知识
第二章
传输介质 无线传播理论 无线信道简介 信道复用 扩频通信技术 无线通信系统重要概念 我国无线电业务频率划分
02 无线通信基础知识 1. 传输介质 核桃AI
2.1 传输介质
• 传输介质是连接通信设备，为通信设备 之间提供信息传输的物理通道；是信息 传输的实际载体。有线通信与无线通信 中的信号传输，都是电磁波在不同介质 中的传播过程，在这一过程中对电磁波 频谱的使用从根本上决定了通信过程的 信息传输能力。
无线自组织网络技术
无线自组织网络是一种特殊的无线移动网 络。一般由一组具有自主能力的无线终端相 互协作形成的一种独立于固定基础设施、采 用分布式管理的多跳网络；网络中所有节点 的地位都是平等的，无需任何预设的基础设 施和任何中心控制节点；网络中的节点具有 普通移动终端的功能；节点间可通过空中接
8.1.1 移动Adhoc网络MAC协议
图8.3 冲突情形1
8.1.1 移动Adhoc网络MAC协议
1）隐藏终端与暴露终端问题
无线通信技术基础知识
无线通信技术基础知识无线通信技术1.传输介质传输介质是连接通信设备，为通信设备之间提供信息传输的物理通道；是信息传输的实际载体。
有线通信与无线通信中的信号传输，都是电磁波在不同介质中的传播过程，在这一过程中对电磁波频谱的使用从根本上决定了通信过程的信息传输能力。
传输介质可以分为三大类：①有线通信，②无线通信，③光纤通信。
对于不同的传输介质，适宜使用不同的频率。
具体情况可见下表。
频率范围波长表示符号传输介质典型应用3Hz-30Hz 108-104m VLF 长波电台30Hz-300kHz 104-103m LF 有线电话通信长波电台300kHz-3MHz 103-102m MF 调幅广播电台3MHz-30MHz 102-104m HF 有限电视网30MHz-300MHz 10-1m VHF 调频广播电台300MHz-3GHz 100-10cm UHF 各类移动通信3GHz-30GHz 10-1cm SHF 无线局域网、微波中继通信、卫星通信30GHz-300GHz 10-1um EHF 卫星通信、超宽带通信105-107GHZ 300-3um 光纤通信、短距红外通信不同传输媒介可提供不同的通信的带宽。
带宽即是可供使用的频谱宽度，高带宽传输介质可以承载较高的比特率。
2无线信道简介信道又指“通路”，两点之间用于收发的单向或双向通路。
可分为有线、无线两大类。
无线信道相对于有线信道通信质量差很多。
有限信道典型的信噪比约为46dB，(信号电平比噪声电平高4万倍)。
无限信道信噪比波动通常不超过2dB,同时有多重因素会导致信号衰落（骤然降低）。
引起衰落的因素有环境有关。
2.1无线信道的传播机制无线信道基本传播机制如下：①直射：即无线信号在自由空间中的传播；②反射：当电磁波遇到比波长大得多的物体时，发生反射，反射一般在地球表面，建筑物、墙壁表面发生；③绕射：当接收机和发射机之间的无线路径被尖锐的物体边缘阻挡时发生绕射；④散射：当无线路径中存在小于波长的物体并且单位体积内这种障碍物体的数量较多的时候发生散射。
第2章无线传输技术基础1
接入控制
我们知道，以太网的接入控制协议是CSMA/CD， 无线局域网却不能简单地搬用 CSMA/CD 协议这 里主要有两个原因。 CSMA/CD 协议要求一个站点在发送本站数据 的同时，还必须不间断地检测信道，但在无线 局域网的设备中要实现这种功能就花费过大。 即使我们能够实现碰撞检测的功能，并且当我 们在发送数据时检测到信道是空闲的，在接收 端仍然有可能发生碰撞。
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。
卫星传输的最佳频率范围为1GHz～10GHz。 特点
第2章 无线传输技术基础
主要内容
2.1 无线传输媒体
2.1.1 电磁波频谱 2.1.2 无线网络中射频传输面临的挑战 2.1.3 电磁波的传播方式
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。
无线电的频谱管理
造成无线信号损伤的一个原因是干扰，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。 无线电管理是国家通过专门机关，对无线电频谱资 源和卫星轨道资源的研究、开发、使用所实施的， 以实现合理、有效利用无线电频谱和卫星轨道资源 的行为、全过程。
天波；质量随一天的时间、 无线电业余爱好者；国际广播， 季节和频率而变化 军事通信；长距离通信
VHF(高频)
30MHz～ 300MHz
10m～1m
通信技术基础知识
通信技术基础知识一、通信技术基础概述通信技术是指传递信息和指令的技术，是现代社会不可或缺的一部分。
通信技术涉及多个相关部门，包括计算机科学、电信、无线电通信、光纤通信、卫星通信和无线网络等领域。
通信技术的发展和进步，已经推动了人类社会的变革和升级。
通过通信技术，人们可以远程通讯、远程办公、远程学习、远程医疗等等，实现时间和空间的跨越，使得人类社会的交流互动不再受制于地理位置的限制。
二、通信技术的基本原理1. 信息传输信息传输是指信息从发送方被传递到接收方的过程，通常要通过信道来进行传输。
信道可以是导体（如电线、光缆），也可以是非导体（如无线电波、红外线）。
信息可以是数字信号和模拟信号。
2. 信号处理信号处理是指对信号进行分析、转换、压缩、解压缩、编码、解码等过程。
信号处理可以通过硬件和软件实现，如滤波器、模拟电路、数字信号处理器、计算机等。
3. 调制与解调调制是指将信号加工成适合在信道中传递的形式，如将数字信号转换成模拟信号或者无线电波等。
解调是指接收方将传输过来的信号还原成原始信号的过程。
4. 信号传输信号传输是指在信道中传输信号的过程，包括传输介质、传输速率、传输距离等。
信号传输可以通过有线和无线两种方式实现，如光缆、电缆、卫星、无线电波等。
5. 信号解码信号解码是指将传递过来的信号还原成原始信息的过程。
通常需要通过解码器将信号还原成原始数据，如音频、视频、图像等。
三、通信技术的分类1. 有线通信有线通信是指通过电缆、光纤等导体传输信号的通信方式。
有线通信的优点是稳定可靠、抗干扰能力强，传输速率高，但缺点是布设成本高、线路维护复杂。
2. 无线通信无线通信是指通过无线电波、红外线等非导体传输信号的通信方式。
无线通信的优点是覆盖范围广、便携性好、使用灵活，缺点是信号受到环境和干扰的影响较大，传输速率有限。
3. 卫星通信卫星通信是指通过人造卫星传输信号的通信方式。
卫星通信的优点是覆盖范围广、抗干扰能力强、传输速率高，常用于远程地区通信和军事通信等领域。
计算机网络与通信(第2版)课后习题参考答案
解答：
以传递邮件为例。首先，E-mail数据通过本地计算机（信息源）发送给Modem（变换器），完成数字信号到模拟信号的转换，然后通过电话线（信道）传送到目的地的Modem
（反变换器），完成模拟信号到数字信号的转换，然后送给目的地计算机（受信者），从而完成整个数据的传输。
#include <stdio.h>
#include <graphics.h>
#include <stdlib.h>
#include <conio.h>
/*函数：初始化图形显示模式。*/
void InitPaint(void)
{
int gdriver = DETECT, gmode, errorcode;
（3）报文交换采用"存储-转发"方式进行传送，无需事先建立线路，事后更无需拆除。它的优点是：线路利用率高、故障的影响小、可以实现多目的报文；缺点是：延迟时间长且不定、对中间节点的要求高、通信不可靠、失序等，不适合计算机网络。
（4）分组交换中数据以短分组的形式传输，分组长度一般为1000字节。如果发送端有更长的报文需要发送，那么这个报文被分割成一个分组序列，每个分组由控制信息和用户数据两部分组成。分组交换适用于计算机网络，在实际应用中有两种类型：虚电路方式和数据报方式。分组交换的优点是：高效、灵活、迅速、可靠、经济，但存在如下的缺点：有一定的延迟时间、额外的开销会影响传输效率、实现技术复杂等。
目前光纤的最大传输速率可达10Gbps的数量级。
2.3 无线电通信频率范围是多少？无线电广播频谱和微波频谱各是多少？
解答：
无线电通信频率范围为3KHz～300GHz，无线电广播频谱为30 MHz～1 GHz，微波频谱为2～40 GHz。
《通信》教学设计
《通信》教学设计1. 学科背景《通信》是一门重要的工程学科，涉及到电信、网络、无线通信等各方面的知识。
通过研究《通信》可以使学生了解基础的通信原理，培养解决工程问题的能力。
2. 教学目标- 了解通信的基本概念和原理；- 掌握通信系统的组成和工作原理；- 熟悉常见的通信技术和应用；- 培养分析和解决通信问题的能力。
3. 教学内容第一章通信基础知识- 通信的定义与分类；- 数据传输的基本原理；- 信号与系统的基础知识；- 信道的特性与传输介质。
第二章通信系统- 通信系统的组成；- 信道的编码与解码；- 调制与解调技术；- 噪声与信噪比分析。
第三章无线通信- 无线通信的基本原理；- 无线信道特性与传播模型；- 无线调制与解调技术；- 移动通信网络的基本结构。
第四章网络通信- 计算机网络与分组交换；- 传输控制协议与网络协议；- 局域网与广域网的基础知识；- IP地址与子网划分。
4. 教学方法- 理论讲解：通过教师讲解，向学生介绍通信的基本概念、原理和应用。
- 实验演示：组织实验演示，让学生亲自操作通信设备，加深对通信技术的理解。
- 讨论交流：组织小组讨论和班级交流，促进学生对通信问题的思考和解决能力的培养。
- 实践应用：鼓励学生参与通信项目实践，应用所学知识解决实际问题。
5. 评估方法- 平时表现：包括课堂参与、作业完成情况、实验操作等。
- 考试测试：通过笔试和实验操作考核学生对通信知识的掌握程度。
- 项目报告：要求学生完成一个通信项目，并撰写相关报告和展示。
6. 教学资源- 教材：选择一本权威的通信教材作为教学参考。
- 实验设备：提供实验室及实验设备，供学生进行实验操作。
- 多媒体教具：使用多媒体教具进行课堂讲解和演示。
7. 教学进度安排- 第一周：第一章通信基础知识；- 第二周：第一章通信基础知识（继续）；- 第三周：第二章通信系统；- 第四周：第二章通信系统（继续）；- 第五周：第三章无线通信；- 第六周：第三章无线通信（继续）；- 第七周：第四章网络通信；- 第八周：第四章网络通信（继续）。
无线网络技术导论第二版课后习题答案
填空选择：第一章绪论填空：1. 局域网城域网广域网2. LAN MAN WAN3. ARPAnet4. 数据链路层网络层5. ALOHANET6. 可以让人们摆脱有线的束缚，跟便捷，更自由地进行沟通7. 协议分层8. 协议9. 应用程序、表示层、会话层、传输层、网络层、链路层 10. 应用层、传输层、网络互连层、主机至网络层 11. MAC协议单选：1-3 D A C 多选：1 AC 2 ABC 判断：1-4 T F F F第二章无线传输基础填空：1、电磁波2、FCC3、全向的4、天线5、定向6、地波7、衍射8、快速或慢速平面的9、Christian Doppler 10、数据 11、信号12、传输 13、模拟 14、ASK FSK PSK 15、扩频技术 16、大于 17、DSSS FHSS THSS 单选： 1-5 A C C CD 6-7 A B 多选：1 ACD2 ABCD3 BCD4 ABC5 AB6 ABC 判断：1-5 F T T T T 6-10 F T T T F 10-14 F T T T第三章无线局域网填空：1、美国电气电子工程师协会2、标准发布3、标准（猜的）4、 IEEE5、基站或接入点6、基础机构集中式拓扑7、 BSSID8、介质9、 MAC10、媒体访问控制11、物理层数据链路层 12、 11Mbit/s 13、 b14、多载波调制技术 15、 16、 11 17、 csma 18、 sta服务 19、物理20、联结重新联结解除联结分布集成 21、竞争22、 mac协议 23、多个无线网络整体网络 24、四地址 25、、27、动态频率选择传输功率控制 28、发送功率控制过程29、无线局域网中关于快速服务集切换的内容 30、 600Mps31、 32、 WPA 33、 WAPI34、认证框架和可拓展认证/标准安全 35、 WEP36、企业模式单选：1-5 D D C B C 6-10 A B C D A 11-15 C D D D B16-20 B B B C A 21-25 A B A A A 26-30 D A D C D 31-35 C D A C A 36-39 C A C B 多选：1 AC2 CD3 BC4 BC5 AB6 CD7 AB8 AC9 AC 10 ABC 11 ABC 12 BC 13 AC 14 ABC 15 ABC16 AC 判断：1-5 T F T T T 6-10 T F T F T第四章无线个域网填空： 1. 302. IEEE3.4. 无线个人区域网5. 蓝牙6. 基带7. 1 MHz 带宽 8. 散布式网络 9. 超宽带UWB 10. 协议栈 11. 250 kb/s12. 全功能设备，只具有部分功能的设备 13. 设备对象单选： 1-5 C A C D A 6-10 B D A（不确定）A D 11-12 A A多选：判断：1-3 F F T第五章无线城域网填空：1、 2、回程 3、 4、固定宽带无线5、 6、 7、 8、 9、6GHZ 10、2~11GHZ 单选：1 -5 D B B C A 6-8 D B C多选：ABC判断：1、F 2、T第六章无线广域网填空：1、IEEE 2、250km/h 3、OFDM MIMO 4、纯IP第七章移动ad hoc网络填空：1、移动Ad Hoc2、移动Ad Hoc网络单选：B第八章无限传感器网络填空：1、移动Ad Hoc网络（或者分布式网络系统）2、传感器模块、处理器模块、无线通信模块、能量供应模块第九章无线mesh网络填空：1. 移动Ad hoc网络2. 无线多选： ABC 判断： T第十章无线网络与物联网填空：1.感知层，网络层和应用层2.无线城市简答题：第一章绪论1、简述计算机网络的发展过程答：计算机网络发展过程可分为四个阶段。
无线网络技术复习
无线网络技术第1章绪论1、无线网络分类❖从无线网络覆盖范围看系统内部互连/无线个域网无线局域网无线城域网/广域网❖从无线网络的应用角度看，还可以划分出无线传感器网络无线Mesh网络无线穿戴网络无线体域网等，这些网络一般是基于已有的无线网络技术，针对具体的应用而构建的无线网络。
2、无线局域网的分类❖第一类是有固定基础设施的：预先建立起来的、能够覆盖一定地理范围的一批固定基站，采用802.11标准的WLAN。
如蜂窝移动电话。
最小构件是基本服务集（BSS），一个BSS包括一个基站和若干个移动站。
❖第二类是无固定基础设施的：没有预先建好的固定接入点（AP），而是由一些处于平等状态的移动站之间相互通信组成临时网络。
自组织网络/移动Ad hoc网络。
服务范围有限，一般也不与外界的其他网络连接。
3、网络协议层次设计应注意的问题❖分层时应注意使每一层的功能非常明确，层数适当。
层数太少，会使每一层协议太复杂层数太多，会在描述和综合各层功能时太过分散❖标识发送方和接收方的机制❖数据传输的规则——单向、双向、多逻辑信道❖差错控制问题❖报文到达顺序问题❖流量控制问题❖报文的拆分、传输、重组问题❖多路复用和多路解复用问题❖路由选择4、协议和服务的关系❖协议：控制两个对等实体进行通信的规则的集合。
❖服务：由下层向上层通过层间接口（服务访问点，SAP）提供的功能。
❖协议与服务的关系：协议是水平的，服务是垂直的服务是某一层内完成的能够被高一层利用的功能两个对等实体（服务用户）通过协议进行通信，目的是为上一层提供服务5、无线网络的协议模型研究的重点是什么？第2章无线传输技术基础1、相关概念（1）传输媒体可分为导向的(guided)和非导向的(unguided)两类。
（2）天线发射的信号重要属性：方向性。
（3）无线传输的两种基本构造类型定向结构：发射天线将电磁波聚集成波束后发射出去，因此，发射和接收天线必须精确校准。
全向结构：发送信号沿所有方向传播，并能够被多数天线接收到。
无线通信基础知识
及跳频等
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无线通信基础知识
第二章 GSM通信系统概述
网络交换子系统（NSS）
NSS主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全性 管理所需的数据库功能
功能实体： MSC/VLR HLR/AUC EIR
下行：1805.2MHz+(N-512)*0.2
➢移动GSM1800M系统使用频点为512-561.
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无线通信基础知识
第一章 无线通信的基本概念
1.3 联通GSM900M数字蜂窝网移动通信系统：
➢工作频段：上行909~915MHz 下行954~960 MHz
➢频率与信道之间换算公式：上行：F=890+0.2*指令载波频率号 下行：F=935+0.2*指令载波频率号
无线通信基础知识
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2020/11/16
无线通信基础知识
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课程内容
第一章 无线通信基本概念 第二章 GSM通信系统概述 第三章 CDMA通信系统概述 第四章 射频基础知识
无线通信基础知识
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第一章 无线通信的基本概念
第一节 无线通信概述 第二节 无线通信频段和
上行：F=885+0.2*（指令载波频率号-999） 下行：F=930+0.2*（指令载波频率号-999）
无线通信基础知识
第一章 无线通信的基本概念
1.2 移动GSM1800M数字蜂窝网移动通信系统：
➢工作频段：上行1710-1720MHz 下行1805-1815MHz
➢频率与信道之间换算公式：上行：1710.2MHz+(N-512)*0.2
第二章无线电通信的基础知识
第三章 MF/HF单边带通信设备第一节电波与天线的基本知识GMDSS系统中，无论是地面系统还是空间系统，都属于无线电通信系统，任何无线电通信系统都包括发射端、接收端、传输信道三全环节，其中无线电波的传播对通信质量有重大的影响，作为通信人员首先应了解无线电波的传播规律。
一、无线电波的基本概念1、无线电波的产生与传播无线电波实质上就是一种电磁波：频率10Hz~1023Hz2、波长、速度、频率的关系λf=c3、无线电波的波段划分二、无线电波的传播途径及其特点1、地波传播沿地表面绕射传播的波：传播距离与频率有关，波长越长，距离越远与地表导电性有关稳定性好，基本不受气候条件影响2、空间传播在地表面上空至少一个波长以上的空间传播3、电离层传播（天线）通过电离层传播：不稳定，有衰落现象；存在盲区（寂静区）三、常用船舶天线1、天线基本理论（1）天线的方向性（2）天线的效率（3）天线的辐射电阻（4）天线的电流分布2、船舶常用天线介绍（1）T型（2）倒L型（3）直立桅杆式天线（4）鞭状天线第三章MF/HF单边带通信设备一、MF/HF单边带通信设备概述GMDSS系统是原有遇险系统的自然发展，是在原有的MF/HF/VHF通信系统进行改造而形成的，在GMDSS系统中，MF/HF不仅要完成无线电话业务，而且还要完成遇险报警，搜救协调通信，搜救现场通信及日常通信，为了保证GMDSS地面通信系统各种功能的实现。
对MF/HF设备提出新的要求：1、设备应形成组合式结构2、设备应有一个合理的操作程序，最重要的是：自动报警；自动值守；自动通信；技术上收发信机能遥控；有频率扫描及频率预置功能，能自动调谐。
3、开机1分钟就能工作，频率转换时间不超过15S4、可靠性高，能连续工作24小时5、发射类型增加了J2B或F1B发射种类：由三个符号组成的第一个符号：主载波调制的种类例：J：单边带抑制载波；第二个符号：调制载波的信号性质“1”：无调制副载波长包含数字信息的单信道“2”、有调调制副载波长包含数字信息的单信道“3”、包含有模拟信息的单信道第三个符号：表示所发射的信息种类B：自动接收电报E：电话C：传真二、通信的一般概念信息源——发射设备——信道——接收设备——接收终端三、单边带信号的特点1、调幅波ωc ωc+ Ωωc- Ω讨论：信息包含在两个边带中包含信息部分和不含信息部分的比例B=2Ω调幅波的包络与调制信号的波形完全一样结论：为了减小功率浪费，只用单边带，就能满足通信的整个过程。
无线通信基础知识
（五）网络间的干扰 在同一区域内，往往存在着隶属于不同系 统的许多通信网，每个网络自成体系。这 些网络之间的相互影响就形成了网间干扰。
第十节 天线
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。
（一）工作频率范围 （二）频率间隔（频率分辨率） 频率间隔（频率分辨率） （三）频率转换时间（越小越好） 频率转换时间（越小越好） （四）频率稳定度与准确度 （五）频谱纯度
二、锁相环（PLL）基本原理 锁相环（PLL）
锁相环PLL是一个相位反馈控制系统。它 锁相环PLL是一个相位反馈控制系统。它 由鉴相器PD、环路滤波器LF和压控振荡 由鉴相器PD、环路滤波器LF和压控振荡 器VCO三个基本部件组成。 VCO三个基本部件组成。
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。
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。
（一）对无线电接收机的主要技术要 求
1．应工作于规定的波段和采用适当的解调方式， 并应根据系统设计与实际情况决定。 2．应具有高的接收灵敏度。 3．应有好的选择性。 4．应有好的保真度。 5．应有高的工作稳定度。
（二）无线电接收机的工作过程
无线网络第二章无线传输技术基础
典型的无线传输数字性能
损伤的另一个原因是干扰，随着无线应用的不断增 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。 （ITU-R） 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。（λ=v/f）
L 10 lg
4d
安全性问题，卫星微波是广播设施，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。
红外线
使用发送器/接收器调制出不相干的可见光就可实现 红外通信。发光二极管或激光二极管用于发射信号； 光电管则能接收信号。 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。 频率高，距离短。 易受强烈光源的影响 红外线不需要频率分配许可。
无线传输媒体
典型的无线传输数字性能
无线传输的主要损耗来源于衰减。无线的损耗公式： 4d L 10 lg
2
有线网络中的损耗与距离的关系式为：L=Ed 其中d代 表距离，E代表其他关系变量。 无线传输的损耗随距离的平方而变化 而双绞线与同轴电缆的损耗随距离的指数变化。因 此无线的中继设备比电缆的中继设备可以放得更远。
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。 传输距离相等 情况下需要的放大器和中继器比电缆传输少很多。 但需要视距传输。广泛应用于电视（12Ghz CATV） 和语音传播以及区域长途电话业务。 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。
2
无线电波
L
4d 10 lg
《物联网通信技术》课程标准
《物联网通信技术》课程标准《物联网通信技术》课程标准一、课程概述本课程旨在介绍物联网通信技术的基本概念、原理、技术标准和应用。
主要包括物联网通信技术的发展历程、关键技术、网络架构、通信协议以及应用案例等内容。
二、课程目标1. 了解物联网通信技术的基本概念和发展历程；2. 掌握物联网通信技术的关键技术和标准；3. 理解物联网通信技术的网络架构和通信协议；4. 能够应用物联网通信技术解决实际问题。
三、课程内容第一章物联网通信技术概述1.1 物联网通信技术的定义及特点1.2 物联网通信技术的重要性和应用领域1.3 物联网通信技术的发展历程1.4 物联网通信技术的国内外发展状况第二章物联网通信技术基础2.1 无线通信技术基础2.1.1 传输媒介2.1.2 信号调制与解调技术2.1.3 多址技术2.2 网络通信技术基础2.2.1 网络协议2.2.2 网络拓扑结构2.2.3 路由与转发2.3 传感器技术2.3.1 传感器原理2.3.2 传感器应用第三章物联网通信技术标准3.1 物联网通信技术标准的作用和意义3.2 国际物联网通信技术标准3.3 国内物联网通信技术标准3.4 物联网通信技术标准的发展趋势第四章物联网通信技术网络架构4.1 物联网通信技术网络架构的模型4.2 边缘计算与云计算4.3 物联网通信技术网络架构的安全与隐私保护第五章物联网通信技术通信协议5.1 物联网通信协议的分类与应用5.2 物联网通信协议的关键技术5.3 物联网通信协议的标准与发展第六章物联网通信技术应用案例6.1 智能家居6.2 智慧城市6.3 工业物联网6.4 农业物联网6.5 医疗物联网四、附件本课程涉及附件包括物联网通信技术相关标准文档、案例分析以及实验材料等。
五、法律名词及注释1. 物联网：指通过互联网连接各种物理设备，实现设备之间的信息交流和协同工作的网络系统。
2. 通信技术：指用于信息传输的技术手段，包括无线通信技术和有线通信技术等。
网络技术基础(第二章)
第二章数据通信基础本章主要内容2.1 数据通信的基本概念2.2 信号同步与编码2.3 数据通信系统模型2.4 传输方式2.5 多路复用技术2.6 传输差错检测与校验2.1 数据通信的基本概念2.1.1 信号与信道a、信号（signal）计算机内部的数据（文字/数值/图像/声音等）均要转换为通信线路上电信号或光信号才能传送。
通信信号一般可分为两类：◆模拟信号（analog signal）连续变化值（如数学中之实数）。
自然界产生的物理量一般均为模拟信号。
◆数字信号（digital signal）离散变化值（如数字中之整数）。
计算机内部传输和处理的均为矩形脉冲形式的数字信号（1和0），又称为“基带信号”。
信号的特性有：振幅（变化的大小）、频率（变化的快慢）、相位（变化的时间）。
振幅越大、频率越高，信号传送的距离越远（如高音喇叭）。
b、信道（channel）所谓“信道”，顾名思义，就是通信信号传输的“通道”。
信道与实际通信线路并不等同。
一条通信线路往往包括一条发送信道和一条接收信道。
信道一般也可分为两类：◆模拟信道专用于传送模拟信号◆数字信道专用于传送数字信号无论是模拟信号还是数字信号,在传输过程中都要变成适合信道传输的信号形式，否则就会因传输衰减等原因变得无法使用.信源是模拟数据，在模拟信道上传输——模拟通信信源是模拟数据，在数字信道上传输——数字通信信源是数字数据，在模拟信道或数字信道上传输——数据通信c、带宽（bandwidth）信号所占据的频率范围称为信号的带宽。
信道能传送的频率范围称为信道的带宽。
信道带宽必须大于被传送的信号的带宽，否则就会出现失真。
对模拟信号，带宽为通信信道所能提供的频率宽度（范围）；对数字信号，带宽为通信信道每秒能传送的二进制位数（bps ）。
一般认为具有8～10Mbps 及以上数据传输速率的网络称为“宽带网”。
最新发展还有所谓“广带”（broadband ）无线接入技术，其传输速率≥10兆位/秒。
第2讲无线传输技术基础
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。天线增益主要是为了定 向性。
天线增益与有效面积的关系：
G
4
Ae
2
4
f 2 Ae c2
Ae 天线的有效面积，f：载波频率，c：光速
无线电频谱特点
☆有限性 ☆排它性 ☆复用性 ☆非耗尽性 ☆传播性 ☆易干扰性
无线电管理部门
☆联邦通信委员会(FCC) FCC是美国专门负责管理其国内及对
外有线、无线和电视通信业务的行政决策 机构，管理无线电广播、电视、电信、卫 星和电缆等业务，协调国内和国际通信， 涉及美国各州及所属地区。
☆中国无线电管理局
我国的专业无线电管理部门，依据 《中华人民共和国无线电管理条例》等法 律法规，负责无线电管理。
无线电频谱的划分
根据无线电波传播及使用的特点，国际上将无 线电波频谱划分为12个频段。
值得一提的是ISM (Industrial Scientific Medical， 工业科学医疗)频段，即2.4~2.4835GHz主要开放 给这三类机构使用，该频段是依据FCC的定义， 无需许可证授权，属于免费使用。只需要遵守一 定的发射功率(一般低于1W)，并且不要对其它频 段造成干扰即可。
☆按方向性分 全向天线、定向天线等
☆按外形分 线状天线、面状天线等
2．2．2 天线类型
偶级天线 抛物反射天线
简单（偶级）天线
半波偶级天线由等长度的两个 在同一直线上 的导线组成。
应用于汽车无线电或便携无线电
无线设计知识点总结归纳
无线设计知识点总结归纳一、无线通信基础知识1. 无线通信的基本原理无线通信是利用电磁波在空间中传播信息的通信方式，主要包括调制解调、信道传输、多址接入和信号处理等基本原理。
2. 信道分类无线通信信道主要分为广播信道、点对点信道和多址信道。
广播信道是一种辐射传输方式，只能由一个发射端向多个接收端传输信息；点对点信道是一种点对点的通信方式，两个通信设备之间进行信息交换；多址信道支持多个用户同时使用同一个频率，采用复杂的多址接入技术。
3. 调制解调技术调制技术是将数字信号转换成模拟信号进行传输，解调技术是将模拟信号还原成数字信号。
常见的调制解调技术有AM（幅度调制）、FM（频率调制）和PM（相位调制）。
4. 信号处理无线通信中的信号处理主要包括信号编码、信号调制和解调、信道编码等技术，以保证信号的准确传输和高质量的接收。
二、无线通信系统1. 无线网络结构无线通信系统包括蜂窝网络、Wi-Fi网络和蓝牙网络等不同的无线网络结构，每种网络结构有其独特的特点和优势。
2. 无线传感器网络无线传感器网络是由许多无线传感器节点组成的网络，用于监测环境数据、物体位置等信息，广泛应用于工业、医疗、农业等领域。
3. 移动通信系统移动通信系统是一种能够支持移动终端设备进行通信的无线通信系统，主要包括2G、3G、4G和5G等不同发展阶段的移动通信技术。
4. 无线接入技术无线接入技术是指无线通信系统中用于接入和传输数据的技术，主要包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等不同的无线接入技术。
5. 卫星通信系统卫星通信系统是一种利用人造卫星进行通信的系统，主要用于区域覆盖范围广、通信可靠性高的应用场景。
三、无线通信技术1. 无线信道传输技术无线信道传输技术主要包括调制解调技术、信道编码技术、多天线技术和智能天线技术等，用于提高信号的传输质量和通信距离。
2. 多址接入技术多址接入技术是一种支持多个用户同时使用同一个频率进行通信的技术，主要包括FDMA、TDMA、CDMA和OFDMA等不同的多址接入技术。
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•2.5 均衡技术
• 原理：在一个通信系统中，发送信号通过等效基带信
道滤波器后，若在接收端经过均衡器（即等效基带信 道滤波器的逆滤波器），则在效果上等同于经过一个 理想的具有平坦频率响应和线性相位响应的信道，从 而克服码间干扰的影响。
• 自适应均衡器：一般采用横向滤波器结构，通过自适
应算法对权值进行调整，使得输出符号与发送符号的 均方误差最小。
扩频通信与宽带通信的区别
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3.直接序列(Direct Sequence)扩频： 在发端直接用具有高码率的扩频码序列与信息序列相 乘来扩展信号的频谱。
9
• 2.7 信令技术
• 定义：
在通信系统中传输的除用户信息（例如话音）以外的其 它一切控制信号称为信令。 信令完成呼叫接续的建立、拆除、监控等一系列的操作 与控制，保证用户信息有效且可靠的传输。
① 业务交换点SSP：交换机 ② 业务控制点SCP：数据库 (2)信令链路：信令传输通路 (3)信令转移点STP(Signaling Transfer Point)： 将信令消息从一条信令链路转到另一条信令链路。
信令消息可分成：消息信令单元、链路状态信令单元、
填充信令单元。它们以分组交换的形式被传递。
6
•2.6 扩频技术
1.扩频(Spread Spectrum)通信的含义：
• 信号的频谱被展宽； • 采用扩频码序列来调制信号； • 采用相关/相干解调来解扩。
2.扩频通信的理论基础：
香农公式：
结论：信号带宽可以与信噪比互换。即使信噪比较低 ，也可采用增加信号带宽的方法来可靠地传输信息。
7
S C B log2 1 N
思考题
• 点对点无线通信过程中，话音从一方传递到另一方需要经
过哪些环节？
• 时域编码与频域编码各自的优缺点是什么？
• 谈谈信源编码与信道编码的意义和目的。
• 现有的移动通信系统的采用了哪些无线信号调制的方式？ • 扩频通信与宽带通信的含义是相同的吗？ • 7号信令网的组成单元有哪些？
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第二章 无线通信技术基础
• 本章要解决的主要问题:
– 点对点无线通信包含的主要处理环节有哪些? –什么是扩频通信? –信令在通信网的作用是怎样的?
1
•2.1 无线通信信号处理流程
语音 语音 编码 信道 编码 调制 功率 放大 无 线 传 输 语音 语音 解码 信道 解码 解调 接收
存在于基站与移动终端的通信过程中的点对点通信， 包括了编码、调制、同步、均衡等基本通信技术。
我国的7号信令网由HSTP、LSTP和SP三级组成。
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7号信令系统协议的结构
UP部分
MTP部分
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• 移动网中7号信令的网络结构
SCP：业务控制点： SSP：业务交换点； STP：信令转移点
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• 2.8 工作方式
– 收发工作方式种类：
单工、半双工、双工
– 双工方式：
频分双工（FDD）：设备同时具有两个无线通道分别进
① 模拟信令。
② 数字信令。 (3). 按信令传输位置分类 ① 接入信令：用户终端←→网络节点。 ② 网络信令：网络节点之间。
11
• 7号信令
பைடு நூலகம்
7号信令网是共路信令，是与PSTN平行的独立信令网络
。它由三个部件组成：
(1) 信令点SP(Signaling Point)：收/发信令的设备，既可以发出 又能接收信令。它包括：
发送的信息上附加上一些监督码元，这些多余的码元与 信息码元之间以某种确定的规则相互关联。接收端按照 既定的规则检查信息码元与监督码元之间的关系，若传 输过程中发生差错，两者间的约束关系就会受到破坏， 接收端从而可以发现甚至纠正错误。
– 常用纠错码：循环冗余校验码 CRC(PHS,CDMA)、卷
积 码 ( GSM,CDMA)、 交 织 码 ( GSM,CDMA)、 扰 码 (CDMA).
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 – 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
，可分为移幅键控(ASK)、移频键控(FSK)和移相键控 (PSK);
– 解调方式：
相干解调：利用本地同频率/相位的载波； 非相干解调：微分电路+包络检波；
例：
有线电话网的拨号音、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
整个通信系统。信令系统可以看成整个通信系统的神经中枢 。
信令的传送所必须遵守的协议或规定称为信令方式；为完成
和实现信令传递的功能实体称为信令设备。
10
•
信令分类 (1). 按信令传输通道是否独立分类 ① 随路信令：与用户信息时分或频分共用传输通道。 ② 共路信令：使用独立的传输通道。 (2). 按信号类型分类
行发射和接收；上、下行通道在频率上是分离的； 和接收；上、下行通道在时间上是分离的； FDD：GSM、CDMA TDD：PHS
时分双工（TDD）：设备由一个无线通道分时进行发射
– 系统采用方式：
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•2.9 交换技术
常用的交换方式：
1.电路交换 2.报文交换 3.分组交换 4.帧中继
5.ATM
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2
•2.2 语音编码
– 语音数码化阶段：
抽样、量化、编码
– 编码方式： 时域编码：PCM、ADPCM方式等，如PHS系统； 频域（参数）编码：线性预测码等； 混合编码：如RPE-LTP（GSM）、CELP（CDMA）。
3
•2.3 信道编码
– 信道编码常采用纠错编码，其基本方式为：发送端在