无线通信技术概述PPT课件
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长，地波传播介于两者之间
13
无线通信所涉及的地球大气层
• 对流层
– 最低，厚度约10～20km – 空气对流频繁
• 平流层（同温层）stratosphere
– 20～40km(StratoFortress.B-52. 12000米以 上作战)
• 电离层
– 在太阳的辐射作用以及宇宙射线的影响下产生 电离，形成相当多的离子和自由电子
远程通信
示例 用户环线 LAN
LAN
CATV
长话线路， 主干网 广播 电视
电 视 、12电 话、数据
3.1.3 无线电波的传播方式
• 无线电波的传播方式：决定各种无线通信使用不 同的波段的原因之一
• 不同的波段通常有最适宜的传播方式 • 不同的传播方式决定了传播距离和传播性能 • 无线电波传播主要方式有： • 视距传播、地波传播、电离层传播（天波传播） • 视距传播传播距离最短，电离层传播传播距离最
此世界各国均设有专门的机构进行分配和管理 • 防止使用混乱和互相干扰 • 公安机关专用的无线通信频率资源由公安信通部
门负责分配和管理
6
• 无线电波是指频率在3000GHz以下的电磁波
• 常根据无线电波波长来对电波命名-----波段
• 长波波段
30~300kHz
• 中波波段
300~3000kHz
• 短波波段
地面站之间的直视线路
微波传送塔
地球
18
电波的衰落
• 无线信道是开放式的，电磁波在空间中传播时 易受周围环境的影响
• 同一个电波具有干涉性 • 经不同的传播途径到达同一地点的电波，由于
传播路径的长度不同，在该点会出现干涉，随 着地点的不同，电波有时强有时弱 • 另外，随着电离层的变动和空气密度的变化， 电波的强度还会随时间变化 • 电波强度随时间变动的现象称为衰落
双绞线
电话业务
同轴电缆
FM 无线电和 TV
AM 无线电
地面微波接力
光纤
卫星
无线电 微波
红外线
紫外线
可见光
Baidu Nhomakorabea
9
各波段用途
• 长波波段 • 中波波段 • 短波波段 • 超短波波段 • 分米波波段 • 厘米波波段
远距离通信 广播、通信、导航 广播、通信 TV、FM、通信、雷达 卫星、通信、雷达 卫星、雷达
1 公里内 100 公里
30 公里 全球 几百公里 一万八千 多公里
性能(抗 干扰性 可以
较好
较好
很好 一般，通 信质量差 很好
很好
价格 低
略高于 TP
较高
较高 较低 低于同容 量和长度 的电缆 费用与距 离无关
应用 模拟传输 数字传输
基带数字信号
模拟传输，可分 多信道混合传 输电视、数据及 CD 音频 远距离传输 远程低速通信 远程通信
10
• 红外线和毫米波
– 用于短距离通信 – 如电视、录象机等的遥
控 – 也可用于无线LAN – 缺点：不能穿透固体
• 光波传输
– 应用：在屋顶用激光连 接两个建筑物的LAN
– 缺点：不能穿透雨和浓 雾，易受天气影响
蓝牙技术 采用2400～2483.5MHz 的ISM（工业、 科学和医学）频段 传输速率大于1Mb/s
3~30MHz
• 超短波波段
30~300MHz
• 分米波波段
300~3000MHz
• 厘米波波段
3000~30000MHz
• 无线通信初期使用频率比较低，范围比较窄
• 主要集中在长波和中波
7
8
几种媒体的传输频带
102 Hz 103 104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016
2
3.1 无线通信基础知识
• 信道（channel）
–指通信系统中连接信息源和信息接收器的部分， 是信号的传输媒质
• 分为有线信道和无线信道 • 无线信道:传输媒质就是自由空间 • 无线介质:
• 使用电磁波
• 无需物理连接
• 可适用于长距离
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3.1.1 电磁波的发射与接收
• 无线通信系统中，发射机送入发射天线的交变电压 信号会在发射天线上产生交变的电流
14
15
30MHz以上的超短波段，电磁波主要沿空 间直线传播，即视距传播 1500kHz以下的中、长波段的电磁波主要 沿着地面传播，即地波传播 1500kHz~30MHz的短波段电磁波主要靠 电离层反射传播，即电离层传播
16
17
地面微波接力
• 两个地面站之间传送 • 距离：50 -100 km
11
常用传输媒体的比较
传输 媒体 双绞 线
50 同 轴电 缆 75 同 轴电 缆
光纤
短波
地面 微波 接力 卫星
构成、 实现
速率 模 拟 :300-3400Hz； 数字: 10-100Mbps 10M
300-450MHz
100M-几千 Mbps 几十-几百 bps 4-6GHz
500MHz
传输距离 几十公里
• 无线通信系统模型如图
信发 源射
机
无线信道 （电磁波）
接信 收宿 机
5
3.1.2 无线通信的频率划分
• 无线通信所使用的电磁波是以开路方式传播的 • 为了避免同一地区不同用户所发射的电磁波相互
干扰 • 需要规定不同的用户分别使用不同频率或波长的
电磁波 • 由于电磁波频率是一种有限的非耗损性资源，因
无线通信优劣
• 抗灾害能力强 • 可应用于因物理或经济原因难于铺设有线
线路的地区 • 同时可向多个方向传输 • 易受地形和气象条件（雨、雷、磁暴等）
的影响 • 利用自由空间，所以保密性差 • 频率使用规则多
1
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
• “动电生磁、动磁生电” • 电场和磁场间的相互交替感应产生就形成了电磁波 • 天线发射、接收电磁波示意图
发射天线
接收天线
磁场 电 场
磁场
电 场
…...
电 场
磁场
交变电流
交变电流
电磁波
4
• 最基本的无线通信系统由信源、发射机、无线信道、 接收机、信宿5部份组成
• 无线通信中一般采用频率较高的正弦信号作为传输 话音、数据、图像等类型信号的基础载体，即载波
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• 多径效应：
• 无线信道中这种单输入（一个发射）、多输出（多条 路径信号）的传输现象
• 接收天线实际接收到的是经过直射、反射、衍射等多 条路径传播而来的多路电磁波的合成信号（如图）
直射波 反射波
反射波
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衰落的具体表现
• 对于使用者来说
– 在移动中接收FM广播和电视广播时，因为被大 楼等障碍物阻隔或处于电波较弱的地区，声音 和图像会随着使用者的位置不同发生变化。
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无线通信所涉及的地球大气层
• 对流层
– 最低，厚度约10～20km – 空气对流频繁
• 平流层（同温层）stratosphere
– 20～40km(StratoFortress.B-52. 12000米以 上作战)
• 电离层
– 在太阳的辐射作用以及宇宙射线的影响下产生 电离，形成相当多的离子和自由电子
远程通信
示例 用户环线 LAN
LAN
CATV
长话线路， 主干网 广播 电视
电 视 、12电 话、数据
3.1.3 无线电波的传播方式
• 无线电波的传播方式：决定各种无线通信使用不 同的波段的原因之一
• 不同的波段通常有最适宜的传播方式 • 不同的传播方式决定了传播距离和传播性能 • 无线电波传播主要方式有： • 视距传播、地波传播、电离层传播（天波传播） • 视距传播传播距离最短，电离层传播传播距离最
此世界各国均设有专门的机构进行分配和管理 • 防止使用混乱和互相干扰 • 公安机关专用的无线通信频率资源由公安信通部
门负责分配和管理
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• 无线电波是指频率在3000GHz以下的电磁波
• 常根据无线电波波长来对电波命名-----波段
• 长波波段
30~300kHz
• 中波波段
300~3000kHz
• 短波波段
地面站之间的直视线路
微波传送塔
地球
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电波的衰落
• 无线信道是开放式的，电磁波在空间中传播时 易受周围环境的影响
• 同一个电波具有干涉性 • 经不同的传播途径到达同一地点的电波，由于
传播路径的长度不同，在该点会出现干涉，随 着地点的不同，电波有时强有时弱 • 另外，随着电离层的变动和空气密度的变化， 电波的强度还会随时间变化 • 电波强度随时间变动的现象称为衰落
双绞线
电话业务
同轴电缆
FM 无线电和 TV
AM 无线电
地面微波接力
光纤
卫星
无线电 微波
红外线
紫外线
可见光
Baidu Nhomakorabea
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各波段用途
• 长波波段 • 中波波段 • 短波波段 • 超短波波段 • 分米波波段 • 厘米波波段
远距离通信 广播、通信、导航 广播、通信 TV、FM、通信、雷达 卫星、通信、雷达 卫星、雷达
1 公里内 100 公里
30 公里 全球 几百公里 一万八千 多公里
性能(抗 干扰性 可以
较好
较好
很好 一般，通 信质量差 很好
很好
价格 低
略高于 TP
较高
较高 较低 低于同容 量和长度 的电缆 费用与距 离无关
应用 模拟传输 数字传输
基带数字信号
模拟传输，可分 多信道混合传 输电视、数据及 CD 音频 远距离传输 远程低速通信 远程通信
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• 红外线和毫米波
– 用于短距离通信 – 如电视、录象机等的遥
控 – 也可用于无线LAN – 缺点：不能穿透固体
• 光波传输
– 应用：在屋顶用激光连 接两个建筑物的LAN
– 缺点：不能穿透雨和浓 雾，易受天气影响
蓝牙技术 采用2400～2483.5MHz 的ISM（工业、 科学和医学）频段 传输速率大于1Mb/s
3~30MHz
• 超短波波段
30~300MHz
• 分米波波段
300~3000MHz
• 厘米波波段
3000~30000MHz
• 无线通信初期使用频率比较低，范围比较窄
• 主要集中在长波和中波
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几种媒体的传输频带
102 Hz 103 104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016
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3.1 无线通信基础知识
• 信道（channel）
–指通信系统中连接信息源和信息接收器的部分， 是信号的传输媒质
• 分为有线信道和无线信道 • 无线信道:传输媒质就是自由空间 • 无线介质:
• 使用电磁波
• 无需物理连接
• 可适用于长距离
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3.1.1 电磁波的发射与接收
• 无线通信系统中，发射机送入发射天线的交变电压 信号会在发射天线上产生交变的电流
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30MHz以上的超短波段，电磁波主要沿空 间直线传播，即视距传播 1500kHz以下的中、长波段的电磁波主要 沿着地面传播，即地波传播 1500kHz~30MHz的短波段电磁波主要靠 电离层反射传播，即电离层传播
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地面微波接力
• 两个地面站之间传送 • 距离：50 -100 km
11
常用传输媒体的比较
传输 媒体 双绞 线
50 同 轴电 缆 75 同 轴电 缆
光纤
短波
地面 微波 接力 卫星
构成、 实现
速率 模 拟 :300-3400Hz； 数字: 10-100Mbps 10M
300-450MHz
100M-几千 Mbps 几十-几百 bps 4-6GHz
500MHz
传输距离 几十公里
• 无线通信系统模型如图
信发 源射
机
无线信道 （电磁波）
接信 收宿 机
5
3.1.2 无线通信的频率划分
• 无线通信所使用的电磁波是以开路方式传播的 • 为了避免同一地区不同用户所发射的电磁波相互
干扰 • 需要规定不同的用户分别使用不同频率或波长的
电磁波 • 由于电磁波频率是一种有限的非耗损性资源，因
无线通信优劣
• 抗灾害能力强 • 可应用于因物理或经济原因难于铺设有线
线路的地区 • 同时可向多个方向传输 • 易受地形和气象条件（雨、雷、磁暴等）
的影响 • 利用自由空间，所以保密性差 • 频率使用规则多
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第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
• “动电生磁、动磁生电” • 电场和磁场间的相互交替感应产生就形成了电磁波 • 天线发射、接收电磁波示意图
发射天线
接收天线
磁场 电 场
磁场
电 场
…...
电 场
磁场
交变电流
交变电流
电磁波
4
• 最基本的无线通信系统由信源、发射机、无线信道、 接收机、信宿5部份组成
• 无线通信中一般采用频率较高的正弦信号作为传输 话音、数据、图像等类型信号的基础载体，即载波
19
• 多径效应：
• 无线信道中这种单输入（一个发射）、多输出（多条 路径信号）的传输现象
• 接收天线实际接收到的是经过直射、反射、衍射等多 条路径传播而来的多路电磁波的合成信号（如图）
直射波 反射波
反射波
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衰落的具体表现
• 对于使用者来说
– 在移动中接收FM广播和电视广播时，因为被大 楼等障碍物阻隔或处于电波较弱的地区，声音 和图像会随着使用者的位置不同发生变化。