无线传输技术基础
无线通信基本原理PPT课件
MS MS
BTS MS
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移动通信基本原理
一、蜂窝理论 二、网络结构 三、多址技术 四、概念辨析
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a)话务量概念
话务量的严格定义应该叫做话务强度，是电 话系统业务多少的度量，它与单位时间（一般取 忙时1小时）内的呼叫次数n及呼叫占用信道的平 均时间（T）成正比。
• 在分配成语音信道后，基站和移动台就会同时地连续不断地发射 • FDMA通常是窄带系统，TACS为代表，每信道25kHz带宽 • FDMA比TDMA简单，同步和组帧比特少，系统开销小
• FDMA需要精确的RF滤波器，需要双工器（单天线）
• 非线性效应：许多信道共享一个天线，功率放大器的非线性会产生交 调频率（IM），产生额外的RF辐射
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无线传播模型和校正
随着网络规模的扩大，对通信质量要求的提高，网络规划、 覆盖预测已不可能靠手工运算来完成。通过计算机应用传播模 型就能够很好的解决这一问题。通过模型进行预测能够得到误 差在10dB以内的路径损耗的本地均值。
·移动通信中用到的传播模型有很多,常见的有：
● Hata-Okumura模型 ● Walfisch-Ikegami模型 ● Planet通用模型 不同的模型有不同的特点，有各自的适用范围。
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• CDMA：Code Division Multiple Access 码分多
址
频率
时间
码字
CDMA
所有用户在同一时间、同一频段上、根据编码获 得业务信道
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SDMA(Space Division Multiple Access)：空分多 址
如何通过无线传输技术实现实时视频传输(三)
无线传输技术在现代社会中扮演着重要的角色。
它不仅在通信领域有广泛的应用，还在实时视频传输方面发挥着关键作用。
本文将深入探讨如何通过无线传输技术实现实时视频传输，并分析其关键技术和应用领域。
一、无线传输技术的发展历程随着科技的迅猛发展，无线传输技术也取得了长足的进步。
从最早的无线电波传输到如今的5G网络，无线传输技术逐渐实现了传输速度的提升和延迟的降低。
这为实时视频传输提供了有力的技术基础。
二、关键技术1.频段选择与优化无线传输的关键在于选择合适的无线频段。
不同的频段对传输速度、距离和干扰抗性有不同的影响。
在实时视频传输中，需要选择具备较大带宽和较低干扰的频段。
同时，通过频段优化技术，可以进一步提升传输性能。
2.信道编码与调制为了提高传输效率，信道编码和调制技术也是至关重要的。
编码技术可以实现数据的压缩和纠错，提高传输的可靠性。
而调制技术则能够将数字信号转换为无线信号，并在传输过程中抵抗噪声和干扰。
3.多天线技术无线传输中的多天线技术，如MIMO（多输入多输出）和Beamforming（波束成形），能够提高传输的可靠性和覆盖范围。
在实时视频传输中，通过多天线技术，可以减小信号衰减，并提供更稳定的传输质量。
三、实时视频传输的应用领域1.监控与安防实时视频传输在监控与安防领域有着重要的应用。
通过无线传输技术，可以将监控画面实时传输到监控中心，实现对重要区域的远程监控。
这为安防人员提供了更方便、高效的工作方式。
2.医疗与远程诊断实时视频传输在医疗领域也有着广泛的应用。
通过无线传输技术，医生可以与远程患者进行实时交流，进行远程诊断和手术指导。
这在一些偏远地区和急诊情况下非常有价值。
3.娱乐与传媒随着移动互联网的普及，实时视频传输在娱乐与传媒领域的应用也越来越多。
通过使用无线传输技术，用户可以随时随地观看直播、进行视频通话和分享个人创作。
这为用户提供了更多样化、自由的娱乐方式。
四、面临的挑战与发展趋势尽管实时视频传输通过无线传输技术已经取得了重要的成就，但仍然面临着一些挑战。
无线传输与移动通信知识
图1.1 无线通
（1）发射机 数字通信系统的发射机主要由编码器、调制器
和放大器等组成。发射机对原始电信号进行转 换，形成射频(RF)信号。
（2）接收机 数字通信系统的接收机主要由放大器、调制器
和解码器等组成。射频(RF)信号经过处理后， 输出音频信号或将数据送到终端设备。其过程 与发射机流程相反。
通信系统：通信中所需要的一切技术设备和传 输媒质构成的总体。通信系统由发送端、接收 端和传输媒介组成。无线通信机的发送端由信 息源和发射机组成，接收端由接收机和终端设 备组成，信号通过空间电磁波传送。发射机 （TX）对原始信号进行转换，形成已调制射频 信号（高频电磁波），通过发射天线送出。接 收机（RX）接收信号，放大、变频后，将其进 行解调，再送给终端设备。
正如有线信号一样，无线信号也是源于沿着导体 传输的电流。电子信号从发射器到达天线，然后 天线将信号作为一系列电磁波发射到空气中。信 号通过空气传播，直到它到达目标位置为止。在 目标位置，另一个天线接收信号，一个接收器将 它转换回电流。
图1.6 无线信号发送和接收
在理想情况下，无线信号直接在从发射器到预 期接收器的一条直线中传播。这种传播被称为 “视线”(Line Of Sight,LOS)，它使用很少的能 量，并且可以接收到非常清晰的信号。不过， 因为空气是无制导介质，而发射器与接收器之 间的路径并不是很清晰，所以无线信号通常不 会沿着一条直线传播。当一个障碍物挡住了信 号的路线时，信号可能会绕过该物体、被该物 体吸收，也可能发生以下任何一种现象：发射、 衍射或者散射。物体的几何形状决定了将发生 这三种现象中的那一种。
在“衍射”中，无线信号在遇到一个障碍物 时将分解为次级波。次级波继续在它们分解的 方向上传播。如果能够看到衍射的无线电信号， 则会发现它们在障碍物周围弯曲。带有锐边的 物体——包括墙壁和桌子的角——会导致衍射。
无线网络基础技术概述
无线网络基础技术概述一、无线网络的概念无线网络是指通过无线信号传输数据的网络系统，它利用无线通信技术将设备、设施以及人员连接起来，实现信息的传递和交换。
与有线网络不同，无线网络具有更大的覆盖范围和更强的灵活性，可适用于不同环境和应用场景。
二、无线网络的分类无线网络可以按照不同的标准进行分类，主要有以下几种分类方式：1.按照覆盖范围：-个人无线局域网（WPAN）：如蓝牙技术。
-局域无线网络（WLAN）：如Wi-Fi技术。
-城域无线网络（WWAN）：如4G/5G移动网络。
2.按照通信方式：-广播式无线网络：如无线电广播。
-点对点无线网络：如蓝牙技术。
-多播无线网络：如卫星广播。
3.按照传输速率：-低速无线网络：如蓝牙技术。
-中速无线网络：如Wi-Fi技术。
-高速无线网络：如4G/5G移动网络。
4.按照技术标准：-蓝牙技术：主要应用于个人无线局域网，适用于短距离传输数据。
-Wi-Fi技术：主要应用于局域无线网络，适用于中短距离传输数据。
-4G/5G移动网络：主要应用于城域无线网络，适用于长距离传输数据。
三、无线网络的基础技术1.无线传输技术：-调频技术：通过不同频率的载波波形来传输数据。
-直接序列扩频技术：通过扩大数据的带宽来传输数据。
-正交频分复用技术：通过将频谱分成不同的子载波来传输数据。
-同步码分多址技术：通过使发送信号与接收信号有一定的时间相位关系来传输数据。
2.无线接入技术：-基本接入技术：如蓝牙接入、Wi-Fi接入、3G/4G/5G移动网络接入等。
-接入方式：包括频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）等。
-接入控制技术：如载波侦听多址（CSMA）、请求分配（RA）、动态分配等。
3.无线传输安全技术：-加密技术：如WEP、WPA、WPA2等。
-认证技术：如MAC地址过滤、免费注册等。
-防火墙技术：如网络层防火墙、应用层防火墙等。
4.无线网络管理技术：-网络性能管理：如网络监控、网络优化等。
无线传输技术的基本使用步骤(七)
无线传输技术的基本使用步骤无线传输技术是近年来迅速发展并广泛应用的一项技术，它极大地方便了人们的日常生活和工作。
无线传输技术可以使设备之间实现无线互联和通信，实现数据的传输和共享。
下面将从基础的使用步骤开始，逐步介绍无线传输技术的应用和操作。
1. 确保设备连接正常首先，确保你所要使用的设备已经正确连接到了电源，并且设备之间已经建立起了无线连接。
通常情况下，设备会配备一个无线网卡或者无线模块，使用者需将其连接到电源并打开。
2. 连接无线网络下一步，你需要连接到一个无线网络。
在电脑或者手机等设备上，打开无线网络设置界面，扫描附近的无线网络。
选择你要连接的无线网络，并输入正确的密码，点击连接即可。
3. 配对设备如果你要与其他设备进行无线传输，比如手机与蓝牙音箱进行音乐播放，你需要将两者进行蓝牙配对。
首先，确保蓝牙功能已经打开，然后在设备中搜索附近的蓝牙设备。
当你找到要连接的蓝牙设备时，点击配对按钮，通常需要输入配对码（密码）来确认配对。
4. 文件传输在实际应用中，无线传输技术经常用于文件传输。
例如，你想将手机中的照片传输到电脑，或是将音乐文件发送给朋友。
首先，在设备上打开文件管理器或是相关应用程序，选择要发送的文件。
然后，选择通过无线传输进行发送，选择要接收文件的设备，点击发送即可。
通常，接收方设备需要确认接收并保存相关文件。
5. 视频和音频传输无线传输技术还可以用于音视频的传输和共享。
例如，你想通过手机将照片或视频分享到智能电视上观看。
打开手机上的推送投屏功能，并选择电视作为接收设备，即可将手机上的媒体内容无线传输到电视上。
类似地，你还可以通过蓝牙将手机的音乐发送到蓝牙音箱进行播放。
6. 远程控制无线传输技术还可以用于远程控制设备。
例如，你可以通过手机远程控制智能家居设备，比如打开灯光、调节温度和控制家电。
为了实现这一功能，首先需要下载并安装相应的智能家居控制应用程序。
然后，通过无线传输技术连接手机和智能家居设备，在应用程序中设置相应的控制参数即可。
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
无线通信基础知识要点
无线通信基础知识要点一、引言无线通信作为现代通信技术的重要组成部分，已经深入到我们生活的方方面面。
本文将介绍无线通信的基础知识要点，帮助读者了解无线通信的原理和应用。
二、无线通信的原理无线通信是通过无线电波传输信号进行数据传输的技术。
它利用电磁波在空间中传播的特性，将信息编码成电磁波信号，并通过天线传输和接收信号。
1. 电磁波的特性电磁波是由电场和磁场交替变化而形成的波动现象。
无线通信主要使用的是无线电波，其波长范围广泛，包括了无线电、微波、红外线和可见光等。
2. 调制与解调调制是将待传输的信息信号转换成适合无线传输的电磁波信号的过程，解调则是将接收到的电磁波信号恢复成原始的信息信号的过程。
调制和解调过程中常用的调制方式包括频率调制、相位调制和幅度调制。
三、无线通信的基本组成部分无线通信系统由多个组成部分组成，每个部分起着不同的作用。
1. 发射设备发射设备包括信源、调制器和发射天线。
信源产生需要传输的原始信号，调制器将信源产生的信号调制成适合无线传输的信号，发射天线用于将调制后的信号转换成无线电波并进行传输。
2. 传输介质无线通信的传输介质主要是空气或真空中的电磁波。
电磁波在传播过程中会受到多径传播、衰落等影响，因此需要进行信号处理和调制技术来提高传输质量。
3. 接收设备接收设备由接收天线、解调器和接收器组成。
接收天线接收到传输的电磁波信号后，解调器将信号解调为原始信号，接收器用于对解调后的信号进行处理和分析。
四、无线通信的应用无线通信在现代社会中有广泛的应用，涉及到多个领域和行业。
1. 移动通信移动通信是无线通信的一个重要应用领域，包括手机通信、移动互联网等。
通过移动通信技术，人们可以随时随地进行语音通话、短信传送和数据传输。
2. 无线局域网无线局域网（WLAN）是在有限区域内通过无线通信技术实现网络连接的技术。
它在家庭、办公室等环境中广泛应用，为用户提供了更加便捷的网络访问方式。
3. 卫星通信卫星通信利用人造卫星作为中继站，将信号传输到全球各个角落。
无线电基础必学知识点
无线电基础必学知识点1. 电磁波：无线电通信是利用电磁波进行信息传输的技术。
电磁波是一种由电场和磁场组成的波动现象，具有一定的频率和波长。
2. 频率和波长：频率是指电磁波的振动次数，单位为赫兹（Hz）；波长是指电磁波的一个完整周期所对应的长度，单位为米（m）。
频率和波长之间有一个倒数关系。
3. 电磁谱：电磁谱是按照频率或波长进行划分的，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等不同类型的电磁辐射。
4. 调制与解调：无线电通信中，信号是通过将信息波形（调制信号）和载波波形相乘得到的。
调制是指给载波加上信息信号，使载波的某些特性随着信息信号的变化而改变；解调是指将被调制的信号还原为原始的信息信号。
5. 调幅、调频和调相：调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）是常用的调制方式。
调幅是通过改变载波的振幅来传输信息；调频是通过改变载波的频率来传输信息；调相是通过改变载波的相位来传输信息。
6. 发射和接收：无线电通信需要发射端和接收端配合使用。
发射端负责将信息信号调制到载波上并通过天线发送出去；接收端负责接收信号，并通过解调还原出原始的信息信号。
7. 天线：天线是无线电信号的传输和接收装置，将电磁波转换为电流或者将电流转换为电磁波。
常见的天线类型有天线杆、鞭状天线、方向性天线等。
8. 带宽：带宽是指可用于传输信号的频率范围。
不同的应用需要不同的带宽，带宽越宽，传输的信息量越大。
9. 路径损耗：无线电信号在传输过程中会受到路径损耗的影响。
路径损耗是指信号在传输中途会随着距离的增加而逐渐衰减。
路径损耗还受到信号频率和传输介质等因素的影响。
10. 干扰和抗干扰能力：无线电通信中，可能会受到其他无线电设备或环境中的其他电磁波干扰。
抗干扰能力是指设备对干扰信号的抵抗能力，可以通过选择合适的调制方式和使用抗干扰技术来提高。
这些是无线电基础必学的知识点，掌握这些知识可以帮助理解无线电通信的原理和技术。
无线电通信技术的基础理论与应用
无线电通信技术的基础理论与应用无线电通信是一种重要的现代通信方式，广泛应用于军事、民用通信、广播、卫星通信等领域。
本文旨在介绍无线电通信技术的基础理论和应用。
一、无线电通信技术的基础理论1. 电磁波特性无线电通信技术的基础是电磁波的存在和传播。
电磁波在空间中传播具有一系列特性，如波长、频率、速度等。
电磁波可以通过无线电发射装置发射出去，也可以通过相应的天线接收到。
2. 天线基础天线是无线电通信中最关键的组成部分之一，可将电能转换成电磁波或将电磁波转换成电能。
天线的种类和形状多种多样，可以根据通信需要选择不同的天线。
例如，常用的天线有短波天线、超短波天线、卫星天线等。
3. 调制技术调制技术是指将要传输的信息信号（如语音、图像等）与高频载波结合起来传输的技术。
调制技术包括调幅、调频、调相等多种方式。
通过调制技术可以实现将语音、图像等信息信号通过无线电信号传输到远处。
4. 复用技术复用技术是指将多个信号同时传输在同一通信信道中，以提高频谱利用效率的技术。
常用的复用技术包括频分复用、时分复用、统计复用等。
二、无线电通信技术的应用1.军事通信无线电通信技术在军事领域中起着极为重要的作用。
军队通过无线电通信实现指挥、控制、侦察等通信任务。
军用通信系统具有较高的保密性和稳定性，可以在恶劣环境下快速建立临时通信系统。
2.民用通信除了军事通信，无线电通信技术在民用通信领域中也有广泛应用。
通过移动通信技术、卫星通信技术、广播等手段，可以实现人与人、人与机器等多种形式的信息交流。
3.广播广播是无线电通信技术最为广泛的应用之一。
广播可以通过调幅和调频技术进行传输，覆盖面积广，人们可以在家中、车里、工作场所等地方收听广播节目。
广播可以传递新闻、音乐、文艺、娱乐等内容，具有较高的传播效果和社会影响力。
4.卫星通信卫星通信技术是指通过卫星之间的通信实现与地面通信的技术。
卫星通信具有覆盖范围广、信号传输稳定等特点，受到广泛应用。
无线传输工作原理
无线传输工作原理
无线传输是一种将信息通过无线信号传输的技术。
它的工作原理基于无线电波的传播和捕获。
无线传输的过程可以简单地分为三个主要步骤：编码、传输和解码。
首先，信息被编码成数字信号。
数字信号是一系列由一串二进制数（0和1）组成的数字。
这些数字可以代表各种不同的信息，例如声音、图像或文字。
接下来，编码后的数字信号通过调制的方式传输。
调制是将数字信号转化为无线电波信号的过程。
在调制过程中，数字信号被转化成一种适合无线传输的频率和振幅。
这个调制后的信号被发射器发送到空中。
无线信号通过空中传播，直到达到接收器。
接收器是一种设备，用于捕获和解码无线信号。
当接收器接收到无线信号时，它会解码信号，并将其转化回原始的数字信号。
最后，解码后的数字信号被传送到目标设备，如电视、手机或电脑。
目标设备可以将数字信号解码并还原成最初的信息形式，例如声音、图像或文字。
需要注意的是，无线传输过程中可能会遇到一些干扰或信号衰减的问题。
这可能会导致信号的质量下降或丢失。
为了解决这些问题，通常会采用调频、调幅、差分编码等技术来增强信号
的强度和稳定性。
总结来说，无线传输的工作原理是将信息编码成数字信号，通过调制转化为无线电波信号并发送，然后通过接收器接收并解码，最后将解码后的数字信号传送到目标设备。
无线技术基础
第一章无线技术基础第一节无线电波传播类型及其特点无线电波传播的方式一般分为“地面波、空间波、散射波及天波等四种。
插图图1-1 电波传播方式示意图一、地波传播地波传播又叫表面波传播，地波是指天线发射出的沿地球表面传播的电磁波。
地波传播的规律是：（一）由于地面对电磁波的吸收，使地波的强度随着距离的增加逐渐降低。
场强降低的程度与地面导电率、复盖物等有关。
城市、工业区的钢筋水泥建筑物吸收大，砂石、森林、肥沃田地和淡水湖吸收次之，吸收最小的是海洋。
（二）地波衰减随频率的升高而增大。
（三）地波在传播中场强比较稳定，地面对低频的电波吸收少，故常应用于中、长波的传输。
（四）短波用地面波传播时，对通常应用的发射功率来说，传播距离一般不超过几十公里，故只适用于小型电台。
工作频率一般在3MHz以下。
但在沿海电台和船舶电台的通信中，若使用1.6～5MHz频段，海面通信距离却可大为扩展，可达1000km以上。
二、空间波传播空间波传播是指电波在空间以直线的方式传输到接收点。
有时也叫视距传播。
人们熟悉的电视广播的传输即属于空间波传播。
空间波的特点是：（一）空间波受地球曲率的影响，在地球表面传播距离约几十公里。
（二）为了增加通信距离，通常采用加高天线高度或把天线建于高山上的办法，常见的电视台或差转台的天线采用高大铁塔或设在山上既属这种措施。
（三）采用中继方式增加通信距离。
微波中继通信一站接一站延续几千公里即属此类。
卫星通信技术的出现及发展则开辟了空间波运用的新领域。
三、散射传播它是利用空中介质对电磁波的散射作用进行的传播。
对流层、电离层、流星余迹、人造散射物体等都具有散射电磁波的性质。
如果发信机发出的电磁波照射到这些地方，就会向各个方向散乱地幅射出去，其中朝斜前方射去的电磁波能到达很远的地方。
但由于散射通信传输损耗很大，为了达到可靠的通信，一般可采用大功率发信机，高灵敏度收信机和高增益窄波束的天线。
四、天波传播天波指受到天空电离层反射或折射后返回地面的无线电波。
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
第2讲无线传输技术基础
各向同性天线（全向天线）的辐射模式是以天 线为中心的一个球体。
理想的辐射模式
B方向功率强
与天线位置的相对距离决定相对功率。
2．2．2 天线类型
❖ 天线的分类
☆按用途分 通信天线、电视天线、雷达天线等。
☆按工作频段分 短波天线、超短波天线、微波天线等
2．5 移动环境中的衰退
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。
❖ 多径传播效果：一个信号的多个副本可能会在不 同的相位抵达。
❖ 多径传播机制分为3种：反射、散射和衍射 ❖ 移动通信中的衰退效果可分为快速或慢速 ❖ 衰退效果也可分为平面或选择性
❖ 微波(以及无线电广播频段)的损耗公式
❖ d:距离，波长，
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，干扰始终是一个威胁。因 此，频带的分配需要严格控制。
地面微波
❖ 长途电信系统最常用的频段位于： 4GHz~6GHz，现在新开通了11GHz频段。
❖ 多径：在通信系统中，由于通信地面站天线波束 较宽，受地物、地貌和海况等诸多因素的影响， 使接收机收到经折射、反射和直射等几条路径到 达的电磁波，这种现象就是多径效应。
❖ 折射： 信号在不同密度介质中传输产生的衰减。
讨论
❖ 1、比较无线电波信号的三种传播 方式。
❖ 2、分析直线传输系统中各种损伤 产生的原因。
☆有限性 ☆排它性 ☆复用性 ☆非耗尽性 ☆传播性 ☆易干扰性
(完整版)wifi基础知识介绍
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802.11n信道划分
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802.11n信道划分
▪ Wi-Fi 技术被 IEEE 802.11b/g/n 定义被操作在2.4 GHz 的频率 中，在其中这个2.4 GHz 频谱被划分为13个交叠的、错列的 20 MHz 无线载波信道，它们的中心频率分别为5 MHz。
IEEE 802.11g
IEEE 802.11n
标准发布时间 工作频率范围 非重叠信道数
1999年9月
2.4－ 2.4835GHz
3
1999年9月 5.150－5.350GHz 5.475－5.725GHz 5.725－5.850GHz
24
2003年6月 2.4－2.4835GHz
3
2009年9月 2.4－2.4835GHz 5.150－5.850GHz
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WIFI特点
传输范围广
无线点播的覆盖范围广，基于蓝牙技术的电波覆盖范围非常小 ，期半径只有15米，wifi无线网络覆盖半径可达100米。
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WIFI特点
健康安全
IEEE802.11规定的发射功率不可超过100毫瓦，实际发射功率 60-70毫瓦，这是个什么样的概念呢？
手机的发射功率约200毫瓦至1瓦，手持的对讲机高达5瓦，而 且无线网络使用方法并非像手机直接接触人体，应该是比较安 全的。
▪ 目前，3Com等公司都有基于该标准的无线网卡。由于802.11 在速率和传输距离上都不能满足人们的需要，因此，IEEE小 组又相继推出了802.11a和802.11b两个新标准。三者之间技 术上的主要差别在于MAC子层和物理层。
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802.11协议比较
无线电信号传输原理
无线电信号传输原理
无线电信号传输原理是指通过无线电波将信息从一个地点传输到另一个地点的过程。
无线电信号传输是基于无线电通信技术的基础上实现的。
无线电信号传输原理的核心是利用无线电波在空间中传播，并将信号编码后传输。
无线电波是电磁波的一种，它的传播速度与光速相同。
无线电波的传播主要依靠电磁场的相互作用，通过发射天线将无线电波发射出去，在接收端的天线接收到无线电波后，通过接收器将其转换为电信号，进而解码还原为原始信息。
在传输过程中，信号会受到多种干扰，例如电磁干扰、阻尼损耗等。
为了克服这些问题，传输时会采取一系列技术手段。
常见的技术包括频率调制、编码技术、差错纠正技术等。
频率调制是指将信号的信息内容编码到无线电波的频率上，以达到信号传输的目的，例如调幅（AM）和调频（FM）。
编码技术
是将原始信息按照一定规则进行编码，以便在传输过程中进行识别和恢复。
差错纠正技术是为了在传输中保证数据的可靠性，例如采用纠错码来检测和恢复传输中的错误。
总体来说，无线电信号传输原理是通过利用无线电波的特性实现信息的无线传输。
通过合理的技术手段和方法，可以实现信息的高效、可靠传输。
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4、导向和非导向传输技术的工作频谱
电磁波频谱
5、无线传输的两种基本构造类型：定向的 和全向的 定向结构中：发送天线将电磁波聚集成波 束后发射出去，因此，发射和接收推荐 先必须精确校准。 全向结构：发送信号沿所有方向传播，并 能够被多少天线接收。 6、人们感兴趣的频率 (1)、1GHz~100GHz称为微波频率 （microwave frequecies），这个频率 范围内，高方向性的波束是可实现的， 且微波非常适用于点对点的传输，它也 可用于卫星通信。 （2）、30MHz~1GHz之间的频率范围适用 于全向应用，这是无线电广播阶段 （3） 为红外线频谱段
一、自由空间的衰减
理想等向性天线来说， 自由空间的衰减表示 为 2 2 P 4 d 4 fd t 2 2 P c r
Pt = 传送天线端的信号功率 Pr =接收天线端的信号功率 =波长 d =两个天线间的传播距离 c =光速 (3*10^8 m/s) 注意到d和?的单位要相同(例如：公尺)
一、天线的辐射场型
天线的辐射场型可描述天线性能 辐射场型机会都是以三维场型的二维切面来描述
波束宽度（半功速波束宽度） 度量天线方向性 辐射场型 天线用于接收信号时，辐射场型即是接 收场型
天线辐射电磁波的基本原理
天线方向图
二、天线形式：
（1）等向天线（理想化） 向空间中所有方向的辐射能量都相同 （2）偶极天线 半波长偶极天线（赫兹天线） 四分之一波长垂直天线（Marconi天线） （3）抛物面反射天线
– AM无线电 – CB radio
三、直线传播
1、信号无法用天波或地波的方式传波，一定要用直线
传播。 卫星通信-超过30MHz的信号在电离层不会发生反射 地面上的通信-发送和接受的天线一定要在自己有效 （effective）的直线上。
信号传输 发送天线 地球 接收天 线
2、直线传输(折射效应) (1)、折射 – 大气会使微波弯曲或折射
Nk TB
• 或写成(单位dBW)
N 10 log k 10 log T 10 log B
228 . 6 dBW 10 log T 10 log B
2、噪音术语
• 不同频率信号共用同一个传输媒介时有可能造成 互调噪音 • 互调噪音 –互调噪音是由两个原始频率之和频、 差频以及这些和频或差频的倍频所组合的信号 • 串音 –不同信号路径之间产生我们不想要的耦合 现象称为串音 • 脉冲噪音是一种短暂不规则、非连续 • 且高振幅的噪音 • 包括外部电磁干扰、闪电以及通信
• （3）卫星通信 的新发展 ： • 低成本的微型 地面站的出现， 又称甚小口径 终端VSAT （Very Small Aperture Terminal）系 统
四、红外线
使用发送器/接收器（收发器），调制出不相 干的红外线就可以实现红外线通信。 红外线传输的特点： 1、收发器间的距离不能超过视线的范围 2、红外线不能穿透墙体，微波可以穿透墙体、 3、红外线不存在频率分配许可
d 3 .57 h
d3 .57 Kh
• d =天线到地平线之間的直 线距离，单位为公里 • h =天线的高度，单位为公 尺 • K =其中K是折射的调节因 子，最佳实用用值为K = 4/3
地面上两个线天之間 的LOS传输的最大距 离为:
3 . 57 Kh Kh 1 2
• h1 =天线1的高度 • h2 =天线2的高度
• Ka波段
– 使用17.7~21.7 GHz作为上行信道，27.5～30.5 GHz 作为下行信道
2、卫星通信特点 （1） 缺点是传播延迟时间长
• 卫星通信的传播延迟时间1/4s（270 ms）是和 端地面站间的距离无关的，因而特别适合于远距 离的通信 • （2）、卫星是一个人广播设施，许多站点可以 向卫星发送信息，同事卫星传下来的信息也会被 众多站点接收。
4、Eb/N0与讯杂比(SNR)之关系
• Eb/N0与讯杂比(SNR)之关系描述如下
• 参数N0是噪音能量密度(单位为瓦特/赫兹)。因 此，频宽BT的噪音能量为并改写上式成
Eb S N0 NoR
Eb S BT N0 N R
(5.4)
5、Eb/N0与频谱效率之相关性
• Shannon最大通道容量方 程式为 • 当通道容量C的单位为位 元/每秒；通道频宽B的单 位为Hz，上式可以写成
2.5直线传输系统中的损伤
• • • • • • • 衰減和衰減失真 自由空间的衰減 大气的吸收作用 多重路径 折射 热讯号 噪声
一、衰減
• 信号强度的衰减与距离有关，对于引导式媒介来 说，信号强度的衰减通常与距离成对数关系 • 对于无引导式的媒介来说，大气造成的衰减是一 个更复杂的距离函数，传输工程师对衰减有三个 考虑因素： • 接收机所接收之信号强度要够大，那麽接收机内 电路系统才能够检测和表示该信号 • 信号必须保持比噪音大，使得接收信号无误 • 高频率信号衰减较大，而产生失真。
五、光波
光波指非导向光波，不是指用光纤的导向 光波。这种方案提供了非常搞的带宽，成 本也很低，并且相当容易安装，且要求 FCC许可。弱点：标准难，容易受雨、雾 的影响。
2.2 天线
简介: 天线可以定义成一种可以发射电磁能量至空间 中或从空间中接收电磁能量的导电体或导电系统。 天线将无线电频率电能转变成电磁能量辐射 到周边的环境。 天线接收电磁能量并将之转变城无线电频率 之电能提供给接收器处理。 双向通讯系统中通常使用共同的天线来传送和接 收信号。
• 对於其他天线而言， 我们必须考虑天线的 增益，其自由空间衰 减方程式写成：
P 4 d d cd t 2 P G G A A f2 A A r r t r t r t
2 2 2 2
Gt =传送端的天线增益 Gr =接收端的天线增益 At =发射天线的有效发射面积 Ar =接收天线的有效接收面积
• 以dB为单位， 自由空 间衰减方程式可写成： P 4 d t L 10 log 20 log dB P r
20 log 20 log d 21 . 98 dB
4 fd 20 log 20 log f 20 log d 147 . 56 dB c
微波传送塔
（1）、微波接力的优点
微波波段频率很高，其频段范围也很宽，因此其通信信道的 容量很大。 微波通信受外界干扰比较小，传输质量较高。 与相同容量和长度的电缆载波通信比较，微波接力通信建设 投资少，见效快。 （2）、微波接力通信缺点 相邻站之间必须直视，不能有障碍物（”视距通信”）。 有时一个天线发射出的信号也会分成几条略有差别的路径 到达接收天线，因而造成失真。 微波的传播有时也会受到恶劣气候的影响。 与电缆通信系统比较，微波通信的隐蔽性和保密性较差。 对大量中继站的使用和维护要耗费一定的人力和物力。
• 任何的装置或导体中 频宽为1Hz的热噪音定 义为 :
N kT W/Hz 0
• N0 =熱雜訊在每1Hz頻 寬的瓦特數 • k =波茲曼常數 (Boltzmann’s constant) • =1.380310-23 J/K • T =溫度(絕對溫度)
• 假设噪音与频率无关 • 频宽B Hz的热噪音(单 位瓦特):
3、Eb/N0的表示式
• 此参数是每位元信号能量和每赫兹的噪 音功率密度之比值
E S/ R S b N N k TR 0 0
• Eb/N0是数位通讯系统性能的度量标准 • 给定达到某种错误率的Eb/N0值，可以用 前面公式来选择参数值 • 当位元率 R 增加时，必须提高发送信号 功率以保持所需的 Eb/N0
• 以dB为单位，由天线增益和有效区域之关 系推导得到
L 20 log 20 log d 10 log A A dB t r
20 log f 20 log d 10 log A A 16 . 54 d t r
• 因此，当天线尺寸和距离相同时，载波波长 越长(载波频率f越低)，自由空间路径的损失 会越大。
第二章 无线传输技术基础
2.1无线传输媒体
一、传输媒体定义 1、传输媒体（transmission medium）指的是数据传输系统中发送器和 接收器之间的物理路径。 2、传输媒体分类 可分为导向的（guided）：电磁波被引导沿某一固定媒体前进，如 双绞线、同轴电缆、和光纤。 非导向的（unguided）：他的例子是大气和外层空间，他们提供了传 输电磁波的手段，这种传输形式通常称为无线传播（wireless transmission）。 3、数据传输的特性： 数据传输的特性以及传输质量取决于传输媒体性质和传输信号。天线 发射的信号有个重要的属性是方向性，通常，低频信号是全向的，就 是说，信号从天线发射后会沿所有方向传播，当频率较高时，信号才 有可能被聚集称为有向波束。
天线的型式
等向性
指向性
/4
/2
半波長偶極天線
四分之一波長天線
天线型式
xy平面侧视图
zy平面俯视图
xz平面俯视图
简易偶极天线
xy平面侧视图
zy平面俯视图
xz平面俯视图
指向性天线
三、天线的增益 1、
天线增益：可用来度量天线的指向性，以理想的等
向性天线任一方向输出功率为参考基准，天线在指定方 向的输出功率定义为天线增益。
– 折射的发生是因为电磁波的行进速度与传输介质密 度有关 – 当电磁波从某一密度的传输媒介到另一密度的传输 媒介行进时速度会改变 – 传输介质的交接处产生一次电磁波方向的弯曲
无线电地平线 天 线 光波地平线
地球
Hale Waihona Puke （2）直线传输• 光学和无线电直线传播距 离 • 有效的(或无线电)到地平 线的直线传播