第二章无线通信中的调制技术与
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调制在无线通信的作用
频谱搬移：将调制信号转换成适合于传 播的已调信号；
调制方式往往决定一个通信系统的性能
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无线电波的传播方式
1. 表面波传播 电波沿着地球表面传播的情况； 地面的性质、地貌和地物等情况都会影 响电波的传播； 长波、中波以及短波的部分波段能绕过 地球表面的大部分障碍到达较远的地方 ； 短波的部分波段、超短波和微波波段， 在地面上不绕射，而是按直线传播。
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无线电波的传播方式（续）
2. 天波传播 电离层：分布在地球周围的大气层中， 从60km以上的电离区域； 经过电离层反射到地面的电波叫作天波 ； 短波能通过电离层传至地球上较远的地 方； 天波传播中有一个最低可用频率。
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为什么低频信号不能直接从天 线上辐射出去呢？
电磁波的频率越高，向外辐射能量的本 领就越大；
只有电磁波的频率足够高，即波长足够 短，短到与天线的尺寸可以相比拟时（ 例如，通常采用的“半波振子天线”，天线 的总长度应为波长的一半），才会有足 够强的电磁能量辐射出去。
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低频信号内在的原因
上述的低频信号，所对应的波长从十几 公里到几千公里，要制造如此庞大的天 线，是不可能的；
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什么是调制？
调制就是对信号源的信息进行处理，使 其变为适合于信道传输的形式的过程。
基带信号(调制信号) 载波 已调信号
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调制 vs. 解调
调制是通过改变高频载波的幅度、相位 或者频率，使其随着发送者（信源）基 带信号幅度的变化而变化来实现的；
而解调则是将基带信号从载波中提取出 来以便预定的接收者（信宿）处理和理 解的过程。
第二章无线通信中的调 制技术与
2020年7月9日星期四
无线通信中的调制技术
1. 无线电波的传播特性 2. 各个波段的传播特点 3. 无线电信号的衰减 4. 无线信道 5. 移动通信中电波的调制
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无线电波的传播特性
移动通信的一个重要基础是无线电波的 传播，无线电波通过多种方式从发射天 线传播到接收天线，我们按照无线电波 的波长人为地把电波分为长波（波长 1000米以上），中波（波长100-1000米 ），短波（波长10-100米），超短波和 微波（波长为10米以下）等等。
电磁波穿过电离层外面的空间的传播， 基本上当作自由空间中的传播。
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各个波段的传播特点
1. 长波传播的特点 长波的波长很长(传播比较稳定) 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； 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。
能以表面波或天波的形式传播
即使有可能把这种低频信号发射出去， 各个发射台所发送的将是同样的频率范 围，互相干扰使接收机无法选择所需的 信号；
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低频信号内在的原因（续）
由于发送端和接收端都采用天线调谐回 路，只有当天线回路的固有频率与信号 频率相同，即“谐振”时，才能有效地发送 与接收；
上述的低频信号频率变化范围较大，因 此，要随着频率的变化而不断地改变天 线的长短及振荡回路的参数，实际上是 不可能的。
，不适合作远距离通信和广播之用 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 SW波段则主要供您收听国内/国际远距
பைடு நூலகம்离广播
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4. 超短波和微波传播的特点
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。
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1. 长波传播的特点(续)
两个重要的缺点： 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； 天电干扰对长波的接收的影响严重，
特别是雷雨较多的夏季。
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2.中波传播的特点
中波能以表面波或天波的形式传播； 主要用于广播，故此分波段又称广播波
段。
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3. 短波传播的特点
可以靠表面波和天波传播 短波的表面波传播的距离只有几十公里
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3. 空间波传播
电磁波直接从发射天线传播到接收天线 ；
收、发天线之间的最大距离被限制在视 线范围内（50km）；
要扩大通信距离，就必须增加天线高度 ；
移动通信中电波主要以空间波的形式传 播，类似的还有微波传播。
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4. 散射传播
电离层中电子密度的不均匀性，使得天线辐射 出去的电波投射到这些不均匀体的时候，发生 类似于光的散射和反射现象；
无线电波从发送端传送到接收端，其间 并没有一个有形的连接，它的传播路径 也有可能不只一条；
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无线信道的特性
多径传播； 时延扩展； 衰落特性； 多普勒效应。
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移动通信中电波的调制
在无线通信中，需要传送的由语言、音 乐转换来的属于低频的电信号，其频率 范围从几十赫到数千赫，不能直接从天 线辐射出去； 必须借助于高频振荡，由它将低频信号“ 携带”到空间去，这就是所谓的“调制”方 式。
适用于无法建立微波中继站的地区，例如用于 海岛之间和跨越湖泊，沙漠，雪山等地区；
由于散射信号相当微弱，所以散射传播接收点 的接收信号也相当微弱，即传播损耗很大。
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5. 外层空间传播
电磁波由地面发出（或返回），经低空 大气层和电离层而到达外层空间的传播 ，如卫星传播，宇宙探测等均属于这种 远距离传播
•
无线电信号的衰减
衰落：移动终端接收到的电波一般是直 射波和随时变化的绕射波、反射波、散 射波的叠加，这样造成的所接收信号的 电场强度起伏不定；
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衰落的分类
1.多径衰落 (Rayleigh衰落) 2.慢衰落 (由阴影效应和气象原因引起的
信号变化)
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传播性能的指标
传送的功率 灵敏性
信号功率最大可能的衰减值
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无线电波的势力范围
大多数移动设备都定义一个使用范围， 指在通常的工作条件下在两个节点之间 可使用的最大平均距离；
不同的典型环境给出不同的范围，比如 ：开放型环境（无障碍型）、半开放型 （小隔间型）以及封闭型环境（密实的 墙型）。
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无线信道
无线信道是对无线通信中发送端和接收 端之间的通路的一种形象比喻；
调制在无线通信的作用
频谱搬移：将调制信号转换成适合于传 播的已调信号；
调制方式往往决定一个通信系统的性能
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无线电波的传播方式
1. 表面波传播 电波沿着地球表面传播的情况； 地面的性质、地貌和地物等情况都会影 响电波的传播； 长波、中波以及短波的部分波段能绕过 地球表面的大部分障碍到达较远的地方 ； 短波的部分波段、超短波和微波波段， 在地面上不绕射，而是按直线传播。
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无线电波的传播方式（续）
2. 天波传播 电离层：分布在地球周围的大气层中， 从60km以上的电离区域； 经过电离层反射到地面的电波叫作天波 ； 短波能通过电离层传至地球上较远的地 方； 天波传播中有一个最低可用频率。
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为什么低频信号不能直接从天 线上辐射出去呢？
电磁波的频率越高，向外辐射能量的本 领就越大；
只有电磁波的频率足够高，即波长足够 短，短到与天线的尺寸可以相比拟时（ 例如，通常采用的“半波振子天线”，天线 的总长度应为波长的一半），才会有足 够强的电磁能量辐射出去。
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低频信号内在的原因
上述的低频信号，所对应的波长从十几 公里到几千公里，要制造如此庞大的天 线，是不可能的；
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什么是调制？
调制就是对信号源的信息进行处理，使 其变为适合于信道传输的形式的过程。
基带信号(调制信号) 载波 已调信号
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调制 vs. 解调
调制是通过改变高频载波的幅度、相位 或者频率，使其随着发送者（信源）基 带信号幅度的变化而变化来实现的；
而解调则是将基带信号从载波中提取出 来以便预定的接收者（信宿）处理和理 解的过程。
第二章无线通信中的调 制技术与
2020年7月9日星期四
无线通信中的调制技术
1. 无线电波的传播特性 2. 各个波段的传播特点 3. 无线电信号的衰减 4. 无线信道 5. 移动通信中电波的调制
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无线电波的传播特性
移动通信的一个重要基础是无线电波的 传播，无线电波通过多种方式从发射天 线传播到接收天线，我们按照无线电波 的波长人为地把电波分为长波（波长 1000米以上），中波（波长100-1000米 ），短波（波长10-100米），超短波和 微波（波长为10米以下）等等。
电磁波穿过电离层外面的空间的传播， 基本上当作自由空间中的传播。
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各个波段的传播特点
1. 长波传播的特点 长波的波长很长(传播比较稳定) 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； 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。
能以表面波或天波的形式传播
即使有可能把这种低频信号发射出去， 各个发射台所发送的将是同样的频率范 围，互相干扰使接收机无法选择所需的 信号；
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低频信号内在的原因（续）
由于发送端和接收端都采用天线调谐回 路，只有当天线回路的固有频率与信号 频率相同，即“谐振”时，才能有效地发送 与接收；
上述的低频信号频率变化范围较大，因 此，要随着频率的变化而不断地改变天 线的长短及振荡回路的参数，实际上是 不可能的。
，不适合作远距离通信和广播之用 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 SW波段则主要供您收听国内/国际远距
பைடு நூலகம்离广播
•
4. 超短波和微波传播的特点
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。
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1. 长波传播的特点(续)
两个重要的缺点： 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； 天电干扰对长波的接收的影响严重，
特别是雷雨较多的夏季。
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2.中波传播的特点
中波能以表面波或天波的形式传播； 主要用于广播，故此分波段又称广播波
段。
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3. 短波传播的特点
可以靠表面波和天波传播 短波的表面波传播的距离只有几十公里
•
3. 空间波传播
电磁波直接从发射天线传播到接收天线 ；
收、发天线之间的最大距离被限制在视 线范围内（50km）；
要扩大通信距离，就必须增加天线高度 ；
移动通信中电波主要以空间波的形式传 播，类似的还有微波传播。
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4. 散射传播
电离层中电子密度的不均匀性，使得天线辐射 出去的电波投射到这些不均匀体的时候，发生 类似于光的散射和反射现象；
无线电波从发送端传送到接收端，其间 并没有一个有形的连接，它的传播路径 也有可能不只一条；
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无线信道的特性
多径传播； 时延扩展； 衰落特性； 多普勒效应。
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移动通信中电波的调制
在无线通信中，需要传送的由语言、音 乐转换来的属于低频的电信号，其频率 范围从几十赫到数千赫，不能直接从天 线辐射出去； 必须借助于高频振荡，由它将低频信号“ 携带”到空间去，这就是所谓的“调制”方 式。
适用于无法建立微波中继站的地区，例如用于 海岛之间和跨越湖泊，沙漠，雪山等地区；
由于散射信号相当微弱，所以散射传播接收点 的接收信号也相当微弱，即传播损耗很大。
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5. 外层空间传播
电磁波由地面发出（或返回），经低空 大气层和电离层而到达外层空间的传播 ，如卫星传播，宇宙探测等均属于这种 远距离传播
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无线电信号的衰减
衰落：移动终端接收到的电波一般是直 射波和随时变化的绕射波、反射波、散 射波的叠加，这样造成的所接收信号的 电场强度起伏不定；
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衰落的分类
1.多径衰落 (Rayleigh衰落) 2.慢衰落 (由阴影效应和气象原因引起的
信号变化)
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传播性能的指标
传送的功率 灵敏性
信号功率最大可能的衰减值
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无线电波的势力范围
大多数移动设备都定义一个使用范围， 指在通常的工作条件下在两个节点之间 可使用的最大平均距离；
不同的典型环境给出不同的范围，比如 ：开放型环境（无障碍型）、半开放型 （小隔间型）以及封闭型环境（密实的 墙型）。
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无线信道
无线信道是对无线通信中发送端和接收 端之间的通路的一种形象比喻；