第二章短波和超短波通信系统23

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第二章短波和超短波通信系统2-7

第二章短波和超短波通信系统2-7

三、短波自适应通信
根据是否发射探测信号分为:主动式选频系统和 根据是否发射探测信号分为:主动式选频系统和被动 式选频系统。前者要发射探测信号, 来完成自适应选频; 式选频系统 。 前者要发射探测信号 , 来完成自适应选频 ; 后 者无需发射探测信号, 者无需发射探测信号 , 而是通过某种计算方法计算出电路的 可通频段,在该可通频段内测量出安静频率作为通信频率。 可通频段,在该可通频段内测量出安静频率作为通信频率。
三、短波自适应通信
由以上定义可以引出以下几个重要概念。 由以上定义可以引出以下几个重要概念。
采用RTCE RTCE的短波自适应系统和给定的通信线路与所要传输 3 ) 采用 RTCE 的短波自适应系统和给定的通信线路与所要传输 的通信业务密切相关。它并不考虑电离层结构和电离层的具体变化, 的通信业务密切相关。它并不考虑电离层结构和电离层的具体变化, 而从特定线路出发,发送某种形式的探测信号,接收端在规定的彝 而从特定线路出发, 发送某种形式的探测信号, 族信道上测量被选定的参数,通过实时处理所得数据, 族信道上测量被选定的参数,通过实时处理所得数据,即可定量地 区分被测信道的优劣,从而为通信线路提供实时的频率资源信息。 区分被测信道的优劣,从而为通信线路提供实时的频率资源信息。 RTCE最终目的是要能描述在一组信道上传输某种通信业务 4 ) RTCE 最终目的是要能描述在一组信道上传输某种通信业务 的能力。在RTCE中反映这种能力最好是和线路上传输某种通信业务 的能力。 RTCE中反映这种能力最好是和线路上传输某种通信业务 的质量指标联系起来。通常传输数据采用误码率, 的质量指标联系起来。通常传输数据采用误码率,传输语音时用清 晰度较为适宜。 晰度较为适宜。
三、短波自适应通信
5.有效拓展了短波通信业务范围 . 短波自适应通信系统不仅可以进行传统的报话通信, 短波自适应通信系统不仅可以进行传统的报话通信,而 在外接数字调制解调器和相应的终端设备,如计算机、 且,在外接数字调制解调器和相应的终端设备,如计算机、 传真机等,可以进行数据、传真和静态图像等非话业务通信。 传真机等,可以进行数据、传真和静态图像等非话业务通信。

短波通信原理

短波通信原理

短波通信原理尽管当前新型无线电通信系统不断涌现,短波这一古老和传统的通信方式仍然受到全世界普遍重视,不仅没有被淘太,还在快速发展。

其原因主要有三:(一)短波是唯一不受网络枢钮和有源中继体制约的远程通信手段,一但发生战争或灾害,各种通信网络都可能受到破坏,卫星也可能受到攻击。

无论哪种通信方式,其抗毁能力和自主通信能力与短波无可相比;(二)在山区、戈壁、海洋等地区,超短波覆盖不到,主要依靠短波;(三)与卫星通信相比,短波通信不用支付话费,运行成本低。

近年来,短波通信技术在世界范围内获得了长足进步。

这些技术成果理应被中国这样的短波通信大国所用。

用现代化的短波设备改造和充实我国各个重要领域的无线通信网,使之更加先进和有效,满足新时代各项工作的需要,无疑是非常有意义的。

这里简要介绍短波通信的一般概念,优化短波通信的经验,以及一些热门的新技术。

1、短波通信的一般原理1.1.无线电波传播无线电广播、无线电通信、卫星、雷达等都依靠无线电波的传播来实现。

无线电波一般指波长由100,000米到0.75毫米的电磁波。

根据电磁波传播的特性,又分为超长波、长波、中波、短波、超短波等若干波段,其中:超长波的波长为100,000米~10,000米,频率3~30千赫;长波的波长为10,000米~1,000米,频率30~300千赫;中波的波长为1,000米~100米,频率300千赫~1.6兆赫;短波的波长为100米~10米,频率为1.6~30兆赫;超短波的波长为10米~1毫米,频率为30~300,000兆赫(注:波长在1米以下的超短波又称为微波)。

频率与波长的关系为:频率=光速/波长。

电波在各种媒介质及其分界面上传播的过程中,由于反射、折射、散射及绕射,其传播方向经历各种变化,由于扩散和媒介质的吸收,其场强不断减弱。

为使接收点有足够的场强,必须掌握电波传播的途径、特点和规律,才能达到良好的通信效果。

常见的传播方式有:地波(地表面波)传播沿大地与空气的分界面传播的电波叫地表面波,简称地波。

短波通信概述

短波通信概述

短波通信概述短波通信是无线电通信的一种。

波长在50米~10米之间,频率范围6兆赫~30兆赫.发射电波要经电离层的反射才能到达接收设备,通信距离较远,是远程通信的主要手段。

由于电离层的高度和密度容易受昼夜、季节、气候等因素的影响,所以短波通信的稳定性较差,噪声较大。

目前,它广泛应用于电报、电话、低速传真通信和广播等方面.尽管当前新型无线电通信系统不断涌现,短波这一古老和传统的通信方式仍然受到全世界普遍重视,不仅没有被淘太,还在快速发展.其原因主要有三:一、短波是唯一不受网络枢钮和有源中继体制约的远程通信手段,一旦发生战争或灾害,各种通信网络都可能受到破坏,卫星也可能受到攻击.无论哪种通信方式,其抗毁能力和自主通信能力与短波无可相比;二、在山区、戈壁、海洋等地区,超短波覆盖不到,主要依靠短波;三、与卫星通信相比,短波通信不用支付话费,运行成本低。

近年来,短波通信技术在世界范围内获得了长足进步。

这些技术成果理应被中国这样的短波通信大国所用。

用现代化的短波设备改造和充实我国各个重要领域的无线通信网,使之更加先进和有效,满足新时代各项工作的需要,无疑是非常有意义的。

一、短波通信的一般原理1.无线电波传播无线电广播、无线电通信、卫星、雷达等都依靠无线电波的传播来实现。

无线电波一般指波长由100,000米到0。

75毫米的电磁波.根据电磁波传播的特性,又分为超长波、长波、中波、短波、超短波等若干波段,其中:超长波的波长为100,000米~10,000米,频率3~30千赫;长波的波长为10,000米~1,000米,频率30~300千赫;中波的波长为1,000米~100米,频率300千赫~1.6兆赫;短波的波长为100米~10 米,频率为1。

6~30兆赫;超短波的波长为10米~1毫米,频率为30~300,000兆赫(注:波长在1米以下的超短波又称为微波)。

频率与波长的关系为:频率=光速/波长。

电波在各种媒介质及其分界面上传播的过程中,由于反射、折射、散射及绕射,其传播方向经历各种变化,由于扩散和媒介质的吸收,其场强不断减弱。

第二章短波和超短波通信系统.ppt

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第二章 短波和超短波通信系统
一、短波信道和超短波信道的特性 二、短波通信系统 三、短波自适应通信系统 四、短波通信系统的应用与发展 五、超短波通信系统
一、短波信道和超短波信道的特性
(一)短波和超短波传播的形式 (二)短波在电离层中的传播特性 (三)改进无线传输质量的主要措施
(二)短波在电离层中的传播特性
1.最高可用频率(MUF)
从图中可以看出,和这个斜射频率相应的fv-h’曲线, 和频高图中(虚线)E、F1层曲线不存在交点。
E
1.最高可用频率Biblioteka MUF)这表明fob=18MHz时,电波已不可能利用F1层和E层 反射,而只是穿过它们,然后由F2层反射。
E
1.最高可用频率(MUF)
同样的道理,2点反射在接收端的信号较2’点反射的 强,但由于两者的反射高度相差不太大,所以其场强的差 别将小于fob=14MHz时的情况。
1.最高可用频率(MUF)
由于电离层的电子密度受太阳辐射影响很大,白 天和夜晚的最高可用频率相差甚大,工作频率也需要 进行相应的调整。下图示出了最高可用频率一天内的 变化,作为简单的取值方法,而为了更好的适应电离 层参数变化引起的传输特性随机起伏,实时地选用最 佳工作频率是合适的。下图画出了MUF和FOT及建议选 用的日频和夜频。
E
1.最高可用频率(MUF)
由此可见,反射点3时斜射电波能否返回地面的临界 点,与该点相对应的fv就是F2层的临界频率,与该点相对 应的fob就称为F2层的最高可用频率(MUF)。
E
1.最高可用频率(MUF)
总结以上结论,可以得到以下重要概念。 (1)MUF是指给定通信距离下的最高可用 频率。若通信距离改变了,计算所得的曲线族 和实测频高图都将发生变化,从而使临界点的 位置发生变化,对应的MUF值也就改变了。显 然MUF还和反射层的电离密度有关,所以凡影 响电离密度的诸因素,都将影响MUF的数值。

第二章短波和超短波通信系统2-8

第二章短波和超短波通信系统2-8

五、超短波通信系统
(二)超短波通信系统的主要应用与发展 超短波通信主要靠直接波传播, 超短波通信主要靠直接波传播,通信距离一般不超过 40-50公里 近距离语音通信靠地波传播, 公里。 40-50公里 。近距离语音通信靠地波传播,通信距离一 般只有几公里。 靠直接波传播的超短波通信, 般只有几公里 。 靠直接波传播的超短波通信 , 为了延 长通信距离, 通常在通信两地之间设立若干个中间站, 长通信距离 , 通常在通信两地之间设立若干个中间站 , 通过中间站的转发来实现超视距传播, 通过中间站的转发来实现超视距传播 , 这种通信方式 称为无线电接力通信。 称为无线电接力通信 。 此外也可采用其他传输机理或 媒介来获得超视距的超短波通信, 如散射通信、 媒介来获得超视距的超短波通信 , 如散射通信 、 流星 余迹通信、卫星通信等。 余迹通信、卫星通信等。
五、超短波通信系统
2.在县级防汛调度网和水库网中的应用 超短波网作用距离有限,但音质好,干扰小, 超短波网作用距离有限,但音质好,干扰小,机型小巧携 带方便,移动方式通信,机动性好, 带方便,移动方式通信,机动性好,最适合县级防汛调度网和 水库网。 水库网。 3.在水文遥测中的应用 无线通信方式最适合在水文遥测中的应用, 无线通信方式最适合在水文遥测中的应用, 现阶段主要有超 短波(VHF) 微波及卫星通信三种方式。 短波 ( VHF ) 、 微波及卫星通信三种方式 。 其中超短波通信是 水文自动测报系统应用最广泛、最成功的一种通信方式。 水文自动测报系统应用最广泛、最成功的一种通信方式。
第二章 短波和超短波通信系统
一、短波信道和超短波信道的特性 二、短波通信系统 三、短波自适应通信系统 四、短波通信系统的应用与发展 五、超短波通信系统
五、超短波通信系统

长波,中波,短波,超短波和微波通讯的特点,优点和缺点,应用

长波,中波,短波,超短波和微波通讯的特点,优点和缺点,应用

长波,中波,短波,超短波和微波通讯的特点,优点和缺点,应用1.长波传播的特点由于长波的波长很长,地面的凹凸与其他参数的变化对长波传播的影响可以忽略.在通信距离小于300km时,到达接收点的电波,基本上是表面波.长波穿入电离层的深度很浅,受电离层变化的影响很小,电离层对长波的吸收也不大.因而长波的传播比较稳定.虽然长波通信在接收点的场强相当稳定,但是它有两个重要的缺点:①由于表面波衰减慢,发射台发出的表面波对其他接受台干扰很强烈.②天电干扰对长波的接收影响严重,特别是雷雨较多的夏季.2.中波传播的特点中波能以表面波或天波的形式传播,这一点和长波一样.但长波穿入电离层极浅,在电离层的下界面即能反射.中波较长波频率高,故需要在比较深入的电离层处才能发生反射.波长在3000-2000米的无线电通信,用无线或表面波传播,接收场强都很稳定,可用以完成可靠的通信,如船舶通信与导航等.波长在2000-200m的中短波主要用于广播,故此波段又称广播波段.3.短波传播的特点与长,中波一样,短波可以靠表面波和天波传播.由于短波频率较高,地面吸收较强,用表面波传播时,衰减很快,在一般情况下,短波的表面波传播的距离只有几十公里,不适合作远距离通信和广播之用.与表面波相反,频率增高,天波在电离层中的损耗却减小.因此可利用电离层对天波的一次或多次反射,进行远距离无线电通信.4.超短波和微波传播的特点超短波,微波的频率很高,表面波衰减很大;电波穿入电离层很深,甚至不能反射回来,所以超短波,微波一般不用表面波,天波的传播方式,而只能用空间波,散射波和穿透外层空间的传播方式.超短波,微波,由于他们的频带很宽,因此应用很广.超短波广泛应用于电视,调频广播,雷达等方面.利用微波通信时,可同时传送几千路电话或几套电视节目而互不干扰.超短波和微波在传播特点上有一些差别,但基本上是相同的,主要是在低空大气层做视距传播.因此,为了增大通信距离,一般把天线架高.短波传输的最远,短波是依靠电离层反射传播的,当电离层把短波反射回地面后,可以实现几百公里到几千公里的通信,地面还可以再一次把电波反射到电离层上,由电离层形成二次反射,如此这样,经过短波在地面和电离层之间的多次跳跃,可以实现全球通信。

短波通信原理

短波通信原理

短波通信原理短波通信原理尽管当前新型无线电通信系统不断涌现,短波这一古老和传统的通信方式仍然受到全世界普遍重视,不仅没有被淘太,还在快速发展。

其原因主要有三:(一)短波是唯一不受网络枢钮和有源中继体制约的远程通信手段,一但发生战争或灾害,各种通信网络都可能受到破坏,卫星也可能受到攻击。

无论哪种通信方式,其抗毁能力和自主通信能力与短波无可相比;(二)在山区、戈壁、海洋等地区,超短波覆盖不到,主要依靠短波;(三)与卫星通信相比,短波通信不用支付话费,运行成本低。

近年来,短波通信技术在世界范围内获得了长足进步。

这些技术成果理应被中国这样的短波通信大国所用。

用现代化的短波设备改造和充实我国各个重要领域的无线通信网,使之更加先进和有效,满足新时代各项工作的需要,无疑是非常有意义的。

这里简要介绍短波通信的一般概念,优化短波通信的经验,以及一些热门的新技术。

1、短波通信的一般原理1.1.无线电波传播无线电广播、无线电通信、卫星、雷达等都依靠无线电波的传播来实现。

无线电波一般指波长由100,000米到0.75毫米的电磁波。

根据电磁波传播的特性,又分为超长波、长波、中波、短波、超短波等若干波段,其中:超长波的波长为100,000米~10,000米,频率3~30千赫;长波的波长为10,000米~1,000米,频率30~300千赫;中波的波长为1,000米~100米,频率300千赫~1.6兆赫;短波的波长为100米~10米,频率为1.6~30兆赫;超短波的波长为10米~1毫米,频率为30~300,000兆赫(注:波长在1米以下的超短波又称为微波)。

频率与波长的关系为:频率=光速/波长。

电波在各种媒介质及其分界面上传播的过程中,由于反射、折射、散射及绕射,其传播方向经历各种变化,由于扩散和媒介质的吸收,其场强不断减弱。

为使接收点有足够的场强,必须掌握电波传播的途径、特点和规律,才能达到良好的通信效果。

常见的传播方式有:地波(地表面波)传播沿大地与空气的分界面传播的电波叫地表面波,简称地波。

02_第二章 甚高频通信系统

02_第二章 甚高频通信系统

通信系统
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6
2.1 超短波传播特性
例 A.假设视距传输,求一个飞机VHF发射机与一个300 km远的接收站之间的最大自由空间路径损耗。 B.假设发射机的发射功率不变,欲使接收机接收到 四倍的功率,飞机与接收站的距离需要变为多远? 解:A.
B.
通信系统
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在自由空间条件 下,欲使传播距 离翻倍,应使发 射功率增至四倍
R h1
d1 2Rh1 d1(km) 3.6 h1(m)
通信系统
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10
2.1 超短波传播特性 ❖ 无线电地平线的计算(续)
▪ 在B处增加一机载或高塔天线, 高度为h2
▪ 两点间的视距距离为
d (km) 3.6 h1(m) h2 (m)
通信系统
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11
2.1 超短波传播特性 ❖ 无线电地平线的计算(续)
6 26
626
✓ 波程差等于整数倍波长的时,衰减达到极大值
✓ 地表反射系数 值越大,曲线起伏程度就越大
通信系统
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2.1 超短波传播特性
✓ 接收点处的功率/场强随天线高度变化而变化 ✓ 接收点处的功率/场强随站机间距离变化而变化
存在地表反射时,接收功率随距离和天线高度变化的情况
通信系统
不同飞行高度的地平线距离
通信系统
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12
2.1 超短波传播特性
VHF台站对不同飞行高度的覆盖情况
通信系统
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13
2.1 超短波传播特性
❖ 电磁波的反射、绕射、折射、散射和吸收 ▪ 平坦地表对电磁波的反射
T

长波、中波、短波、超短波和微波的传播特点

长波、中波、短波、超短波和微波的传播特点

长波、中波、短波、超短波和微波的传播特点1、长波传播方式主要是绕地球表面以电离层波的形式传播,作用距离可达几千到上万公里,此外,在近距离(200至300公里以内)也可以由地面波传播。

长波的传播主要是靠地面波和经电离层折回的天空波来进行的,它的传播距离由发射机的功率和地面情况所决定,一般不超过3000公里.主要用作无线电导航,标准频率和时间的广播以及电报通信等。

长波的应用:中远距离通信、地波通播、地波应急通信、长波矿井通信、地下通信、标准频率和时闻广播及无线电导航。

2、中波传播方式靠地面波和天空波两种方式进行传播。

在传播过程中,地面波和天空波同时存在,有时会给接收造成困难,故传输距离不会很远,一般为几百公里。

中波靠地面波和天空波两种方式进行传播.在传播过程中,地面波和天空波同时存在,有时会给接收造成困难,故传输距离不会很远,一般为几百公里.主要用作近距离本地无线电广播、海上通信,无线电导航及飞机上的通信等.中波的应用:近距离本地无线电广播、海上通信、无线电导航及飞机上的通信等。

3、短波传播方式短波信号主要靠电离层反射(天波)传播,也可以和长、中波一样靠地波进行短距离传播。

超短波通信主要靠地波传播和空间波视距传播。

当通信距离较近时,通常使用鞭状天线,利用地波传播。

短波的传播主要靠天空波来进行的,它能以很小的功率借助天空波传送到很远的距离.主要是远距离国际无线电广播、远距离无线电话及电报通信、无线电传真、海上和航空通信等。

当通信距离较远时,应用高架天线或将电台设在较高的地方,利用空间波传播;需要超视距通信时,可采用接力的方式或使用散射通信和卫星通信。

短波的应用:广播和通信。

4、超短波传播方式超短波传播(ultra-short wave propagation),波长为10~1米(相应频率为30~300兆赫)的电波经电离层的传播。

超短波电离层传播有散射传播和透射传播两种主要形式。

超短波,又叫米波或甚高频无线电波.主要传播方式是直射波传播,传播距离不远,一般为几十公里.主要用作调频广播、电视、导航、雷达及射电天文学等.超短波的应用:传送电视、调频广播、雷达、导航、移动通信等业务。

超短波通信系统的干扰及其应对措施

超短波通信系统的干扰及其应对措施

超短波通信系统的干扰及其应对措施摘要:超短波通信在我国许多领域中均有所应用,并表现出了较强的灵活性与优势,例如具有良好的抗毁性能等。

不过,伴随着现如今科技的不断发展,出现了许多用频设备,与此同时,也引发了许多干扰问题。

现阶段,如何解决超短波通信系统的干扰问题,引起了社会各界的关注。

关键词:超短波通信系统;干扰;应时措施一、超短波通信概述超短波通信也被称为米波通信,是指在波长为30Mhz~300Mhz范围内借助电磁波所进行的无线电通信。

该通信方式的波长为1—10米,主要的传播方式是地波以及空间波视距。

其与短波频带的宽度相比,约为其lO余倍。

不过这种通信方式具有诸多优点,例如传输性能良好、频带较宽等,使其可以在电视广播、雷达,移动通信等领域均有所应用,甚至已然成为军事领域中的主要通信方法,并发挥了重要作用。

二、常见的超短波通信干扰及应对2.1邻道干扰邻道干扰是指在两个相邻或是接近的频道中所产生的干扰现象。

目前而言,模拟移动通信系统中主流使用的是VHF、UHF电台等,其中每个频道之间的间隔为25KHZ,并且调频信号拥有较宽的频谱。

理论上来讲,这些信号还拥有无数个边频分量,一旦频道接收机的通道接入了这些边频分量,就会产生领道干扰现象。

针对邻道干扰问题,可以采用以下三种方法予以解决:①选择一套具有良好技术和接收性能且中频质量较高的信号接收系统。

②对超短波通信点进行合理规划,以期增强有效信号的传输功率。

③将瞬时频偏控制设备安装于信号发送器中,使其对信号宽带的传输加以限制的同时还可以提高信号传输的功率和质量。

2.2互调干扰互调干扰主要是指,在传输信号通道内的非线性传输电路中,存在两个及以上的信号进行互调。

加之电路发挥了非线性作用,此时便会产生第三频率波段从而影响其他频率的正常通信。

参照实例证明,一旦通信系统内出现互调干扰的情况,则一方听不清有线方所传递的正确信息,只能依稀听见一些杂乱信息以及微弱的声音,继而使双方无法完成信息的有效传递。

短波和超短波通信系统

短波和超短波通信系统

(二)短波高速数据传输
(2)抗衰落性良好的调制键控技术,时 频调制技术就是其中的一种。
(3)分集接收技术,在给定信号形式的 条件下,接收端通过接收信号的某些处理来提 高系统的抗衰落和抗干扰能力的一种技术。
(二)短波高速数据传输
(4)差错控制技术,在短波数据传输系 统中加入某种类型的差错控制技术,使接收端 具有检测和纠正信息错误的能力。差错控制技 术与前面提到的各种技术不同,不论是由多径、 衰落还是干扰造成的数据错误接收,在一定条 件下,绝大部分错误都能通过差错控制系统予 以纠正,从而提高了系统的通信质量。
1.主机
(3)逻辑控制电路 现代通信设备中的逻辑控制电路一般采用单片机 控制技术或嵌入式系统技术。逻辑控制电路通常包括 微处理器系统(包括CPU、程序存储器、数据存储器 等)、输入与输出电路、键盘控制电路、数字显示电 路及扩展电路的接口等。逻辑控制电路将控制整个设 备的工作状态,协调与扩展电路的联系,扩展能力的 强弱是体现设备先进的重要标志。
(二)短波高速数据传输
采用分集接收技术应研究两个基本问题: 一是信号的分散传输问题。即将同一信号分散传输, 以求在接收端获得多个独立衰落的信号样品,实践证明, 在空间、频率、时间、角度和极化等方面分离得足够远的 无线电信道,衰落可以认为是相互独立的,所以利用信号 分散传输,在接收端获得独立衰落的样品是完全可能的。 必须指出,在接收端能获得多个独立衰落的信号样品,是 分集接收克服快衰落,达到可靠通信的依 (t) i 1
(二)短波高速数据传输
(3)合并方式
3)最大比值合并方 式,各路信号合并时,加 权系数按各路的信噪比而 自适应地调整,以求合并 后获得最大信噪比输出。
m
f (t) ai fi (t) i 1

短波通信系统和超短波通信系统

短波通信系统和超短波通信系统
高频谱利用率不仅可以提高通信系统的容量和传输速率,还 可以减少对其他通信系统的干扰,提高整个通信系统的性能 和稳定性。
智能化发展
随着人工智能和大数据技术的应用,短波通信系统和超短波通信系统的智能化发展成为未来的重要趋 势。通过引入智能化技术,可以实现自适应调制解调、自适应天线调整、自适应信道选择等功能,进 一步提高通信系统的性能和可靠性。
智能化发展还可以实现通信系统的自主管理和维护,减少人工干预和故障率,提高整个通信系统的稳 定性和可用性。同时,智能化技术还可以帮助通信系统更好地适应各种复杂环境和应用场景,满足各 种不同的通信需求。
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短波通信系统和超短波通信系统
目录
• 引言 • 短波通信系统 • 超短波通信系统 • 短波通信系统与超短波通信系统的比较 • 未来发展趋势
01 引言
通信系统的定义与分类
通信系统定义
通信系统是实现信息传输和交换的设 备、设施和网络的组合,主要用于传 递信息,满足人们通信交流的需求。
通信系统分类
根据传输媒介和工作频段,通信系统 可分为短波通信系统、超短波通信系 统、微波通信系统、卫星通信系统等 。
超短波通信系统
传输质量相对较稳定,信号不易受到干扰和衰落,适用于高 质量的语音和数据传输。
覆盖范围
短波通信系统
覆盖范围较广,可以实现全球范围内的通信。
超短波通信系统
覆盖范围相对较小,通常只能实现较近距离的通信,适用于局域网或城域网的应用。
05 未来发展趋势
融合发展
短波通信系统与超短波通信系统的融合,可以充分利用两者的优势,提高通信的 可靠性和稳定性。例如,在复杂环境中,超短波通信系统可以提供稳定的通信链 路,而在远程通信中,短波通信系统则具有更好的穿透能力和覆盖范围。

短波和超短波解读

短波和超短波解读

CDMA2000: 这也是3G通信标准之一,在几年前中国发放3G牌照的时候,将 这个牌照发放给了中国电信,但因为中国目前所运营的3种3G模式都互 不兼容,所以我们平常市场上支持该模式的手机也比较少。
总的来说,现在市场上的中高端手机普遍都支持两种模式,它们的组合 模式是: 中国移动:GSM、TD-SCDMA 中国联通:GSM、WCDMA 中国电信:CDMA、CDMA2000
这种传播方式是利用对流层及电离层的不均匀性对电波的散射作 用而实现的超视距传播。主要用于超短波和微波的远距离通信。
射线
(a) 电离层
(b)
对流层
(c)
(d)
图 无线电波的主要传播方式 (a) 直射传播; (b) 地波传播; (c) 天波传播; (d) 散射传播
二、短波通信系统
主要依靠天波和地波两种传播方式。
短波通信系统和超短波通信系统
一、 无线电通信
二、 短波通信系统
三、 超短波通信系统
一、无线电通信
定义:无线电通信是指利用无线电波传播信息的通信方式
优点:与有线通信方式相比,无线电通信具有通信建立迅速、 通信距离远、机动灵活和组网容易等优点 缺点:衰落严重,易受天电等外界干扰,容易被截获和窃听等 应用:主要用于电报、电话、传真、广播和电视等各种信息
1 01 0 1 01 1 1 01 2
气温 随高度 变化曲 线 温度
长波可在 D 层反
射下来,在夜晚 由于 D 层消失, 长波将在 E 层反 射; 中波将在 E 层反 射,但在白天 D 层对电波的吸收 较大,故中波仅 能在夜间由 E 层 反射; 短波将在 F 层反 射;而超短波k m
E层 D层 中波 长波 短波
1 00 km 6 0 km~7 0 k m

通信原理第二章(信道)习题及其答案

通信原理第二章(信道)习题及其答案

第二章(信道)习题及其答案【题2-1】设一恒参信道的幅频特性和相频特性分别为0()()d H K t ωϕωω⎧=⎨=-⎩其中,0,d K t 都是常数。

试确定信号()s t 通过该信道后的输出信号的时域表达式,并讨论之。

【答案2-1】 恒参信道的传输函数为:()0()()d j t j H H e K e ωϕωωω-==,根据傅立叶变换可得冲激响应为:0()()d h t K t t σ=-。

根据0()()()i V t V t h t =*可得出输出信号的时域表达式:000()()()()()()d d s t s t h t s t K t t K s t t δ=*=*-=-讨论:题中条件满足理想信道(信号通过无畸变)的条件:()d d H ωωφωωτττ⎧=⎨⎩常数()=-或= 所以信号在传输过程中不会失真。

【题2-2】设某恒参信道的幅频特性为[]0()1cos d j t H T e ωω-=+,其中d t 为常数。

试确定信号()s t 通过该信道后的输出表达式并讨论之。

【答案2-2】 该恒参信道的传输函数为()0()()(1cos )d j t j H H e T e ωϕωωωω-==+,根据傅立叶变换可得冲激响应为:0011()()()()22d d d h t t t t t T t t T δδδ=-+--+-+根据0()()()i V t V t h t =⊗可得出输出信号的时域表达式:0000011()()()()()()()2211 ()()()22d d d d d d s t s t h t s t t t t t T t t T s t t s t t T s t t T δδδ⎡⎤=⊗=⊗-+--+-+⎢⎥⎣⎦=-+--+-+讨论:和理想信道的传输特性相比较可知,该恒参信道的幅频特性0()(1cos )H T ωω=+不为常数,所以输出信号存在幅频畸变。

其相频特性()d t ϕωω=-是频率ω的线性函数,所以输出信号不存在相频畸变。

短波和超短波通信系统卷积编码PPT课件

短波和超短波通信系统卷积编码PPT课件

g2 g3
输出序列 111,001,100,110
三、卷积码的编码过程
+
+
g1
输入序列
11
g2
…… 01101
g3
+
卷积码(3,1,3)编码器生成函数
输出序列
g1=an
111,001,100,110,010 ……
g2=an+ an-2
g3=an+ an-1+ an-2 卷积码(3,1,3)编码器
常用的纠错编码
三、卷积码的编码过程
+ +
输入序列
… … ,an+2 an+1, an
an-1 an-2 +
g2 g3
卷积码(3,1,3)编码器生成函数
g1=an
g2=an+ an-2 g3=an+ an-1+ an-2
卷积码(3,1,3)编码器
三、卷积码的编码过程
例1:一个卷积编码器如图所示,试写出这
个编码器各函数发生器的矢量?
特点:纠错能力随着N的增加而增加。 适合用于前向纠错。
译码复杂。
常用的纠错编码
一、卷积码的概念 二、卷积码编码器的一般形式 三、卷积码的编码过程 四、卷积码的图解描述 五、卷积码的译码 六、交织编码和去交织编码
二、卷积码编码器的一般形式
卷积码表示形式:(n, k, N) k: k个信息位 n: n位输出
输入序列
… … ,an+2 an+1, an
+ an-1 an-2
+
g1 =101 g2 =111
g1 g2
输出序列
三、卷积码的编码过程

短波与超短波

短波与超短波

一、短波通信短波通信(Short-wave Comunication)是无线电通信的一种。

波长在10 米~100 米之间,频率范围 3 兆赫~30 兆赫。

发射电波要经电离层的反射才能到达接收设备,通信距离较远,是远程通信的主要手段。

由于电离层的高度和密度容易受昼夜、季节、气候等因素的影响,所以短波通信的稳定性较差,噪声较大。

目前,它广泛应用于电报、电话、低速传真通信和广播等方面。

尽管当前新型无线电通信系统不断涌现,短波这一古老和传统的通信方式仍然受到全世界普遍重视,不仅没有被淘汰,还在快速发展。

1. 短波传播途径短波的基本传播途径有两个:一个是地波,一个是天波。

如前所述,地波沿地球表面传播,其传播距离取决于地表介质特性。

海面介质的电导特性对于电波传播最为有利,短波地波信号可以沿海面传播1000 公里左右;陆地表面介质电导特性差,对电波衰耗大,而且不同的陆地表面介质对电波的衰耗程度不一样(潮湿土壤地面衰耗小,干燥沙石地面衰耗大)。

短波信号沿地面最多只能传播几十公里。

地波传播不需要经常改变工作频率,但要考虑障碍物的阻挡,这与天波传播是不同的。

短波的主要传播途径是天波。

短波信号由天线发出后,经电离层反射回地面,又由地面反射回电离层,可以反射多次,因而传播距离很远(几百至上万公里),而且不受地面障碍物阻挡。

但天波是很不稳定的。

在天波传播过程中,路径衰耗、时间延迟、大气噪声、多径效应、电离层衰落等因素,都会造成信号的弱化和畸变,影响短波通信的效果。

2. 电离层的作用电离层对短波通信起着主要作用。

电离层是指从距地面大约60 公里到2000 公里处于电离状态的高空大气层。

上疏下密的高空大气层,在太阳紫外线、太阳日冕的软X 射线和太阳表面喷出的微粒流作用下,大气气体分子或原子中的电子分裂出来,形成离子和自由电子,这个过程叫电离。

产生电离的大气层称为电离层。

电离层分为D、E、F1、F2 四层。

D 层高度60~90 公里,白天可反射2~9MHz 的频率。

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6.静区
静区是长期困扰短波“动中通”的一大难题。解决通 信盲区的方法有:一是增大电台的发射功率以延长地波传 播距离;二是采用较低的工作频率。由于静区的大小与电 波频率、电离层电子密度及发射功率有关。频率越低,电 子密度越大,发射功率越大,则静区越小。三是采用高仰 角天线,也称高射天线或喷泉天线,以缩短天波第一跳落 地的距离。仰角是指天线辐射波瓣与地面之间的夹角。仰 角越高,电波第一跳落地的距离越短,盲区越少,当仰角 接近90度时,盲区基本上就不存在了。
4.衰落
(2)吸收衰落
产生吸收衰落的原因是D层衰减特性的慢变化, 其时间最长可以持续1小时或更长,因此吸收衰落 属于慢衰落。由于吸收衰落是电离层吸收的变化 引起的,所以它有年、月、季节和昼夜的变化。 吸收衰落有下列特征:
(2)吸收衰落
接收点信号幅度的变化比较慢,其周期从几分 钟到几小时(包括日变化)。
T 100e
0.693( E
Emed
)2
(1)干涉衰落
T 100e
0.693( E
Emed
)2
式中 E为给定的电场强度值; Emed为电场强度中值。
根据上式,可画出瑞利衰落下接收端电场强度的 概率分布曲线。
(1)干涉衰落
(1)干涉衰落
从曲线上可以查到:电场强
度达到或超过中值的时间为整个
(1)干涉衰落
干涉衰落有下列特征。
★具有明显的频率选择 性
即对不同频率的信号具 有不同的衰落特性,因此也 称“选择性衰落。通过试验 证明,当两个信号频率差值 大于400Hz时,他们的衰 落特性相关性就很小了。
(1)干涉衰落
根据此特点,可以 采用频率分集的方法克 服这种衰落。
(1)干涉衰落
★衰落信号的振幅服从瑞利分布
落,使得正常的瑞利衰落信道上传输数据时,用不
太大的功率获得线路的高可通率。
(1)干涉衰落
★干涉衰落是一种快衰落
根据大量的测量值表明干涉衰落的速率大约为 10~20次/min,衰落深度可达40dB(低于中值),偶 尔达80dB。衰落持续时间通常在4~20ms范围内,是一 种快衰落,与吸收衰落有明显的差别。持续时间的长短可 用于判别是吸收衰落还是干涉衰落。
对短波整个频段的影响程度是相同的(不存在 频率选择性)。 克服吸收衰落,除了正确地选择频率外,在设 计短波线路时只能靠留功率余量来补偿电离层吸 收的增大。
4.衰落
(3)极化衰落
电波被电离层反射后,其极化已不再和发射天 线辐射时的相同。发射到电离层的平面极化射线 经电离层反射后,由于地磁场的作用,分为两条 椭圆极化射线,经合成形成接收地点的椭圆极化 波。椭圆长轴的大小和相位随着传播路径上电子 密度的随机变化而不断变化,导致接收信号强度 发生变化。
7.昼夜间信号差别很大
在夜间,由于电离层电子密度减小,本来白天由E层反 射的电波,夜间则改由F层反射了。F层比E层高,形成的 静区就大。 本来某收信机白天位于A电波反射后的可收听区,到 夜间则位于A电波反射后的静区了。这样,有些在白天可 收到的信号,到夜间反而收不到的。这种现象,即使白天 和夜间均由F层反射,也会由于F层昼夜间高度不同而发生。
(三)改进无线传输质量的主要措施
1.无线电干扰
无线电干扰分为外部干扰和内部干扰。外部干 扰是指接收天线从外部接收的各种噪声,如大气 噪声、人为干扰、宇宙噪声等。内部干扰是指接 收设备本身产生的噪声。在通信中对信号传输产 生影响的主要是外部干扰。
1.无线电干扰
(1)大气噪声
在短波波段,大气噪声主要是天电干扰,具有 以下特征。 1)天电干扰由大气放电产生。这种放电所产 生的高频振荡的频谱很宽,对长波波段的干扰最 强,中、短波次之;对超短波、微波的影响极小, 甚至可以忽略。
5.相位起伏(多普勒频移)
多普勒频移在日出和日落期间呈现出更大的数值,此 时很容易影响采用小频移的窄带电报的传输。此外,在发 生磁暴时,将产生更大的多普勒频移。在电离层平静的夜 间,一般不存在多普勒效应,而在其他时间,多普勒频移 大约在1~2Hz的范围内。当发生磁暴时,频移最高可达 6Hz。以上给出的2~6Hz的多普勒频移是对于单跳模式 传播而言的。若电波按多跳模式传播,则总频移值按下式 计算:
(1)大气噪声
4)天电干扰虽然在整个电磁频谱上变化相当 大,但是在接收不太宽的通频带内,实际上具有 和白噪声一样的频谱。
5)天电干扰具有方向性。对于纬度较高的区 域,天电干扰由远方传播而来,而且带有方向性。
4.衰落
综上所述,分集接收是克服信号衰落的有效方法。短 波通信系统中,通常利用相距300米的两副天线获取两个 衰落近于不相关的信号样本,或者利用两个工作于不同频 率(频率相差在400Hz以上)的接收机获取两个衰落互不 相关的信号样本,然后按一定规则将两个信号样本相加 (合并),合成的信号电平将比较平稳,衰落程度将大为 减轻。上述利用两副不同位置的天线进行分集的方法称为 二重空间分集,而利用两个不同频率传输的方法称为二重 频率分集。增加所利用的天线或频率数目,可使分集重数 增加。
克服昼夜间接受差别大的方法可以采用先进的实时选 频技术来克服。
一、短波信道和超短波信道的特性
(一)短波和超短波传播的形式
(二)短波在电离层中的传播特性
(三)改进无线传输质量的主要措施
一、短波信道和超短波信道的特性
(三)改进无线传输质量的主要措施
为了提高短波、超短波通信线路的质量,除了 系统设计时应适应传播媒介的特点外,还必须采 用各种有力的抗干扰措施来消除或减少信道中引 入的各种干扰对通信的影响,并保证在接收地点 所需要的信噪比。下面在讨论无线电干扰的基本 类型和特点的基础上,介绍短波通信系统抗干扰 的主要方法。
ftot nf
5.相位起伏(多普勒频移)
ftot nf
式中,n为跳数;△f为单跳多普勒频移;△ftot 为总频移值。
(二)短波在电离层中的传播特性
6.静区
由天波的反射原理可知,入射角越小,反射线达到的 地点距发射点越近。当入射角小到一定值时,电波就有可 能穿透电离层而无反射。天线发射的同一频率的电波一般 不是一条射线,而是一簇波束,在此波束中由于入射角度 不同,有的反射的远,有的反射的近,有的穿透电离层而 无反射。很显然,电波的最近反射点至发射点之间是没有 反射电波的,这种现象称为天波的越距。
(1)大气噪声
2)每一地区受天电干扰的程度视该地区是否 接近雷电中心而异。在热带和靠近热带的区域, 因雷电较多,天电干扰更严重。
3)天电干扰与接收地点产生的电场强度和电 波的传播条件有关。在短波波段中,出现干扰电 平随频率的增高而加大的情况。这是由于天电干 扰的场强不完全取决于干扰源产生的频谱密度, 而且和干扰的传播条件有关。
4.衰落
短波在电离层传播过程中, 由于多径传播等原因,使接收端 的信号出现叠加(干涉),接收 信号的强度出现忽大忽小的随机 起伏,称为衰落。多径干涉是引 起衰落的主要原因,此外电离层 特性的变化等因素也会引起衰落。
4.衰落 衰落有快衰落和慢衰落之分,连续出现持 续时间仅几分之一秒的信号起伏称为快衰落; 持续时间比较长的衰落(1小时或者更长)称 为慢衰落。根据衰落产生的原因,可分为以下 3种衰落。干涉衰落、吸收衰落、极化衰落。
(3)极化衰落
极化衰落出现的概率远小于干涉衰落。粗略估 计,极化衰落仅占全部衰落的10%~15%。极 化衰落发生时,接收端的电压值均较未衰落时下 降3dB。为了避免这种极化衰落,可以采用几副 具有不同极化方式的接收天线,并且通过选择电 路接到接收机输入端。选择电路总使接收最强信 号的那副天线接到接收机输入端。这种方法称为 极化分集。
4.衰落
(1)干涉衰落 若从线路发送端发射恒定幅度的高频信号,由于多径传播, 到达接收端的射线不是一条,而是多条。 这些射线通过不同的路径,到达接收端的时间不同,传播 的距离不同,遭受的衰减不同,所以到达接收端后的幅度也各不 相同。
再者由于电离层的电子密度、高度均是随机变化的,电波 射线轨迹也随之变化,这使得同一信号由多径传播到达接收端后 信号之间不能保持固定的相位差,使合成的信号振幅随机起伏。 这种衰落由到达接收端的若干个信号干涉造成,故称“干涉衰 落”。
20dB,即要求功率增加100倍, PT=10000W。由此可以看出,
对于短波线路,由于快衰落的存
在,可通率受到一定的限制。
P 10 lg T 99.3% 20dB P Tmed
(1)干涉衰落
并且,单纯靠增加发射功率来提高可通率是极 不经济的。近年来,在短波线路上广泛采用分集接
收技术、时频调制技术以及差错控制技术来对抗衰
(二)短波在电离层中的传播特性
5.相位起伏(多普勒频移)
短波在传播过程中存在多径效应,不仅使接收点的信 号振幅发生随机变化,也使信号的相位起伏不定。即使只 存在一条射线,也就是单一模式传播的条件下,由于电离 层经常性的快速运动以及反射层高度的快速变化,使得传 播路径的长度不断变化,信号的相位也会发生变化,使信 号的频率结构发生变化,频谱产生畸变。这种频率发生变 化,畸变的现象称为多普勒频移。
观察时间的50%。若降低给定值 E,如E=0.39Emed,低于中值
8.2dB,此时T=90%;若
E=0.1Emed,低于中值20dB,此 时, T=9线路设计中
非常有用,可以用它来计算为提
高线路可通率所需要额外增加的 功率。例如已经计算出保证50%
可通率需要的发射功率为100W,
(1)干涉衰落
我们把功率增加的倍数称为
“功率余量”,也称“对快衰落
的防护度”,通常用分贝表示。 因此,也可以这样说,为了保证
90%的可通率,留有的功率余量
为:
P 10lg T 90% 10lg 6.6 8.2dB P Tmed
(1)干涉衰落
同理,若要求可通率达到
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