无线网络技术导论课件.ppt

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1、第2章无线传输技术基础内容提要2．1无线传输媒体2．2天线2．3传播方式2．4直线传输系统中的损伤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。传输媒体可分为导向的(guided)和非导向的(unguided)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

2、播(wirelesstransmission)电信用的电磁波频谱感兴趣的频段微波：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。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。不同的无线波段共同組成提供給工业无线传输应用的902～928MHz（26MHz）科学研究波段:2.4～2.4835GHz（83.5MHz）(主要为无线区域网络、蓝牙、

3、家用无线电话及微波炉使用)医疗用途的5.15～5.35GHz與5.725～5.825GHz（合计300MHz）波段。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。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带宽/MHz数据率/Mb/s271263090114013518220274地面微波（续1）微波传输的主要损耗来源于衰减。微波(以及无线电广播频段

4、)的损耗公式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（续2）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。频率越高，使用的天线就越小、越便宜。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。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

5、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（续）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。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。2．1．3广播无线电波广播无线电波是全向性的，不要求使用碟形天线，天线也无须严格地安装到一个精确地校准位置上。无线电波(Radio)是笼统术语，频率范围为3KHz~300GHz。非正式术语广播无线电波(broa

6、dcastradio)包括VHF频段和部分的UHF频段：30MHz～1GHz。广播无线电波损伤的一个主要来源是多路径干扰。2．1．4红外线红外线传输不能超过视线范围，距离短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。红外线不需要频率分配许可。2．1．5光波频率更高的光波，主要指非导向光波，而非用于光纤的导向光波。提供非常高的带宽，成本也很低，相对容易安装，而且与微波不同，不要求FCC许可。激光的强度(非常窄的一束光)是它的弱点，不易瞄准。激光束不能穿透雨或者浓雾，白天太阳的热量是气

7、流上升也会激光束产生偏差。2．2天线天线是实现无线传输最基本的设备。天线可看作一条电子导线或导线系统，该导线系统或用于将电磁能辐射到太空或用于将太空中的电磁能收集起来。2．2．1辐射模式一个天线辐射出去的功率是全方位的，然而并非在所有方向上辐射出的功率都是相等的。描述天线性能特性的常用方法是辐射模式，它是作为空间协同函数的天线的辐射属性的图形化表示。理想的辐射模式2．2．2天线类型偶级天线抛物反射天线简单（偶级）天线偶级天线散射模式抛物线反射天线2．2．3天线增益天线增益(antennagain)是天线定向性的度量。

8、与由理论的全向天线(各向同性天线)在各个方向所产生的输出相比，天线增益定义为在一特定方向上的功率输出。天线增益与有效面积的关系：2．3传播方式由天线辐射出去的信号以三种方式传播：地波(groundwave)：地波传播或多或少要沿着地球的轮廓前行，且可传播相当远的距离，较好地跨越可视的地平线天波(skywave)：天波信号可以通过多个跳跃，在电离