《无线传输技术基础》PPT课件
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• 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。
• 卫星主要应用：电视广播、长途电话传输和个人用商业网络
卫星微波
• 卫星传输的最佳频率范围为1GHz～10GHz。 • 特点
• 卫星通信距离远，一个地面站发送到另一个地面站接收，约有1/4s传播延迟。在差 控和流控方面，也带来一系列问题。
内容提要
2．1 无线传输媒体（重点） 2．2 天线 2．3 传播方式 2．4 直线传输系统中的损伤（重点） 2．5 移动环境中的衰退 2．6 多普勒效应 2．7 信号编码技术（重点） 2．8 扩频技术 2．9 差错控制技术
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。（空气）
• 无线电广播频段：30MHz～1GHz，适用于全向应 用。
• 红外线频谱段：3×1011Hz～2×1014Hz，适于本地 应用，在有限的区域(如一个房间)内对于局部的点 对点及多点应用非常有用。
2．1．1 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 。
• 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。
输。 • 频率越高，使用的天线就越小、越便宜。
• 地面微波通信通常在视距范围内进行，收发双 方一般为两个互相对准方向的抛物面天线。
☆地面微波通信的优点 ⑴容量大 ⑵质量高 ⑶成本低
☆地面微波通信的缺点 ⑴易失真 ⑵易受环境影响 ⑶安全保密性差 ⑷维护成本
2．1．2 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。
2.7 2.9GHz
电信用的电磁波频谱
波段名称
超长波 长波 中波 短波
常用的无线电波波段划分
波长范围(m)
频段名称
1,000,000~10,000 10,000~1,000 1,000~100 100~~10
甚低频 低频 中频 高频
频率范围
3~30KHz 30~300KHz 300~3,000KHz 3~30MHz
• 传输媒体可分为导向的(guided)和非导向的(unguide d)两类。
• 对导向媒体而言，电磁波被引导沿某一固定媒体前进， 例如双绞线、同轴电缆和光纤。
• 非导向媒体的例子是大气和外层空间，它们提供了传输 电磁波信号的手段，但不引导它们的传播方向，这种传 输形式通常称为无线传播(wireless transmission)
第2讲 无线传输技术基础
内容提要
•
本章主要介绍了无线网络中的各种传输媒体、传输方式、传输系统中的损伤与衰退
和信息编码技术等内容，学生应该掌握无线网络传输系统的相关知识，了解影响无线
网络信息传输的各种因素，信息处理技术，并结合实际的应用来加深对理论知识的掌
握，网络传输媒体和传输中的损伤、衰退及信号编码技术是学生应重点掌握的。
• 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。 • 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
• 无线通信和无线网络则使用非导向传输介质，包括无线 电、微波、红外线、毫米波、光波等。
2．1 无线传输媒体
• 数据传输的特性以及传输质量取决于传输媒体的性质和传输信号的特性。 • 非导向传输媒体：信号带宽比媒体本身更为重要。 • 低频信号是全向的； • 频率较高时，信号形成有向波束。
无线电频谱
固定通信
移动通信
空间研究
空间运行
地球勘察 2.2
空间研究
固定通信 无线电爱好者
移动通信
2.3
广播卫星
移动通信
无线电定位
无线电爱好者
2.4
固定通信
移动通信
无线电测定卫星 广播卫星
移动卫星
2.5
固定通信
无线电天文观察 航空无线电导航
空间研究 气象服务
地球勘探卫星 无线电定位
FCC在2.4GHz的ISM波段上的频谱分配
超短波
米波 分米波 厘米波 毫米波
10~1 1~0.1 0.1~0.01 0.01~0.001
甚高频 特高频 超高频 极高频
Leabharlann Baidu
30~300MHz 300~3,000MHz
3~30GHz 30~300GHz
感兴趣的3个频段
• 微波：1GHz~100GHz，可实现高方向性的波束， 而且非常适用于点对点的传输，也可用于卫星通 信。
• 用于建筑物之间的点对点线路。 • 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。
典型的数字微波性能
波段/GHz 2 6 11 18
带宽/MHz 7 30 40
220
数据率/Mb/s 12 90 135 274
地面微波
• 微波传输的主要损耗来源于衰减。
• 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。
• 卫星微波是广播设施，许多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。
卫星微波
• 卫星的频带范围： 4/6GHz，最佳频带范围 上行：5.925GHz~6.425GHz 下行：3.7GHz~4.2GHz
• 卫星主要应用：电视广播、长途电话传输和个人用商业网络
卫星微波
• 卫星传输的最佳频率范围为1GHz～10GHz。 • 特点
• 卫星通信距离远，一个地面站发送到另一个地面站接收，约有1/4s传播延迟。在差 控和流控方面，也带来一系列问题。
内容提要
2．1 无线传输媒体（重点） 2．2 天线 2．3 传播方式 2．4 直线传输系统中的损伤（重点） 2．5 移动环境中的衰退 2．6 多普勒效应 2．7 信号编码技术（重点） 2．8 扩频技术 2．9 差错控制技术
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。（空气）
• 无线电广播频段：30MHz～1GHz，适用于全向应 用。
• 红外线频谱段：3×1011Hz～2×1014Hz，适于本地 应用，在有限的区域(如一个房间)内对于局部的点 对点及多点应用非常有用。
2．1．1 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 。
• 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。
输。 • 频率越高，使用的天线就越小、越便宜。
• 地面微波通信通常在视距范围内进行，收发双 方一般为两个互相对准方向的抛物面天线。
☆地面微波通信的优点 ⑴容量大 ⑵质量高 ⑶成本低
☆地面微波通信的缺点 ⑴易失真 ⑵易受环境影响 ⑶安全保密性差 ⑷维护成本
2．1．2 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。
2.7 2.9GHz
电信用的电磁波频谱
波段名称
超长波 长波 中波 短波
常用的无线电波波段划分
波长范围(m)
频段名称
1,000,000~10,000 10,000~1,000 1,000~100 100~~10
甚低频 低频 中频 高频
频率范围
3~30KHz 30~300KHz 300~3,000KHz 3~30MHz
• 传输媒体可分为导向的(guided)和非导向的(unguide d)两类。
• 对导向媒体而言，电磁波被引导沿某一固定媒体前进， 例如双绞线、同轴电缆和光纤。
• 非导向媒体的例子是大气和外层空间，它们提供了传输 电磁波信号的手段，但不引导它们的传播方向，这种传 输形式通常称为无线传播(wireless transmission)
第2讲 无线传输技术基础
内容提要
•
本章主要介绍了无线网络中的各种传输媒体、传输方式、传输系统中的损伤与衰退
和信息编码技术等内容，学生应该掌握无线网络传输系统的相关知识，了解影响无线
网络信息传输的各种因素，信息处理技术，并结合实际的应用来加深对理论知识的掌
握，网络传输媒体和传输中的损伤、衰退及信号编码技术是学生应重点掌握的。
• 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。 • 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
• 无线通信和无线网络则使用非导向传输介质，包括无线 电、微波、红外线、毫米波、光波等。
2．1 无线传输媒体
• 数据传输的特性以及传输质量取决于传输媒体的性质和传输信号的特性。 • 非导向传输媒体：信号带宽比媒体本身更为重要。 • 低频信号是全向的； • 频率较高时，信号形成有向波束。
无线电频谱
固定通信
移动通信
空间研究
空间运行
地球勘察 2.2
空间研究
固定通信 无线电爱好者
移动通信
2.3
广播卫星
移动通信
无线电定位
无线电爱好者
2.4
固定通信
移动通信
无线电测定卫星 广播卫星
移动卫星
2.5
固定通信
无线电天文观察 航空无线电导航
空间研究 气象服务
地球勘探卫星 无线电定位
FCC在2.4GHz的ISM波段上的频谱分配
超短波
米波 分米波 厘米波 毫米波
10~1 1~0.1 0.1~0.01 0.01~0.001
甚高频 特高频 超高频 极高频
Leabharlann Baidu
30~300MHz 300~3,000MHz
3~30GHz 30~300GHz
感兴趣的3个频段
• 微波：1GHz~100GHz，可实现高方向性的波束， 而且非常适用于点对点的传输，也可用于卫星通 信。
• 用于建筑物之间的点对点线路。 • 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。
典型的数字微波性能
波段/GHz 2 6 11 18
带宽/MHz 7 30 40
220
数据率/Mb/s 12 90 135 274
地面微波
• 微波传输的主要损耗来源于衰减。
• 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。
• 卫星微波是广播设施，许多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。
卫星微波
• 卫星的频带范围： 4/6GHz，最佳频带范围 上行：5.925GHz~6.425GHz 下行：3.7GHz~4.2GHz