2013年无线电通信课件_-_副本.pptx

tong xun,sen lin fang huo,主讲：王超,通信知识,韩家园林业局防火办,目 录,通信知识,韩家园林业局防火办,无线电通信技术基础知识,一、通信的基本概念,通信：是人与人或人与自然之间通过某种行为或媒介进行的信息流与传递，从广义上指需要信息的双方或多方在不违背各自意愿的情况下无论采用何种方法，使用何种媒质，将信息从某方准确安全传送到另一方。概括地说通信就是信息的传输与交换。,1、什么是通信,通信知识,韩家园林业局防火办,2、通信的目的是什么,通信的目的就是传输消息。消息具有不同的形式，例如：符号、文字、话音、音乐、数据、图片、视频等等。因而，根据所传递消息的不同，会选择不同的通信方式，目前有光纤通信，微波通信，卫星通信，移动通信，图像通信，计算机通信等。,通信知识,韩家园林业局防火办,二、通信系统与通信网,3、通信系统由哪些部分组成,通信系统：用以完成信息传输过程的技术系统的总称。 基本的点对点通信，均是把发送端的消息通过某种信道传递到接收端。,通信知识,韩家园林业局防火办,2、模拟通信与数字通信,通常，消息被载荷在电信号的某一参量上，如果电信号的参量携带着离散消息，则该参量必将是离散取值的。这样的信号就称为数字信号。如果电信号的参量连续取值，则称这样的信号为模拟信号。 按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，可以相应地把通信系统分成两类：模拟通信系统和数字通信系统。,防 火,通信知识,韩家园林业局防火办,4、通信网,通信网是一种使用交换设备，传输设备，将地理上分散用户终端设备互连起来实现通信和信息交换的系统。 通信最基本的形式是在点与点之间建立通信系统，但这不能称为通信网，只有将许多的通信系统(传输系统)通过交换系统按一定拓扑结构组合在一起才能称之为通信。也就是说，有了交换系统才能使某一地区内任意两个终端用户相互接续，才能组成通信网。,通信知识,韩家园林业局防火办,三、传输介质,传输介质是连接通信设备，为通信设备之间提供信息传输的物理通道；是信息传输的实际载体。从本质上讲，有线通信与无线通信中的信号传输，实际上都是电磁波在不同介质中的传播过程。,三类常见的传输介质： 1、有线电缆：通信中常见的有线电缆包括非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线和同轴电缆等。,通信知识,韩家园林业局防火办,防 火,2、无线介质：无线介质在使用中可以划分为可见光、微波、紫外、红外等频段。 3、光纤：光纤也是一种有线介质，它可以提供高达太赫兹级别的带宽，而且误码率非常低，但缺点是安装复杂，需要专业的人员和专业的设备。,三、传输介质,通信知识,韩家园林业局防火办,四、通信方式,对于点对点之间的通信，按消息传送的方向与时间关系，通信方式可分为单工通信，半双工通信及全双工通信三种。,1、单工通信：是指消息只能单方向传输的工作方式，例如遥测，遥控，就是单工通信方式。,通信知识,韩家园林业局防火办,四、通信方式,2、半双工通信，是指通信双方都能收发消息，但不能同如时进行收发的工作方式，例如，使用同一载频工作的无线电对讲机，就是按这种通信方工作的。,通信知识,韩家园林业局防火办,四、通信方式,3、全双工通信，是指通信双方可同时进行收发消息的工作方式，例如普通电话就是一种最常见的全双工工作方式。,通信知识,韩家园林业局防火办,无线电通信技术基础知识,一、电磁波,1、电磁波的产生,变化的电、磁场相互激发，在空间以一定的速度传播就形成电磁波. 其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，有效地传递能量和动量。电磁辐射可以按照频率分类，从低频率到高频率，包括有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、x射线和伽马射线等等。,通信知识,韩家园林业局防火办,防 火,通信知识,韩家园林业局防火办,2、电磁波具有直射、反射、折射、绕射和吸收现象,(1)电磁波的直射 电磁波由天线发出，经过大气或某一介质直接到达接收点，即电磁波的直射。森林防火通信中高山了望台之间或高山之间传播的电波就是直射波。,通信知识,韩家园林业局防火办,(2)电磁波的反射和折射 当电磁波由一种媒质传播到另一种媒质时，在两种媒质的分界面上传播方向要发生变化，产生反射和折射，其程度与媒质的形状和性质有关。电磁波在分界面上改变传播方向后，又返回到原来媒质的现象称为反射，折向另一方向称为折射。当分界面是平面时，电磁波的反射和折射都遵守反射定律。,(3)电磁波的绕射 电磁波在传播过程中绕过障碍物到达接收点，这种现象称为绕射。,电磁波的反射与折射,层,电,离,电磁波波信号,电磁波传输,视距通讯,电磁波有绕射能力、穿透能力,通信知识,韩家园林业局防火办,(4)电磁波的吸收 当电磁波传播时，遇到某些物质，电磁波的一部分能量转换为其他形式的能量(一般是热能)，使电磁波本身的能量减少，这种现象称为电磁波的吸收。例如树木对电磁波具有一定的吸收的作用，当与树木表皮接触时，使电磁波感应出微弱的电流产生热效应，减少了电波的能量，这就是树木对电磁波的吸收。,通信知识,韩家园林业局防火办,(5)电磁波的干涉 森林防火通信受复杂多变的地形影响。同一电台发出的同一频率电磁波经过不同的路径到达收点，或有两个以上相同频率的电磁波同时到达接收点使接收点的场强由上述相同频率的电磁波叠加合成，出现波的干涉现象。 当接收点收到各路径传播来的电磁波的相位相同时，合成场强最大；反之，合成场强最小。由于波的干涉作用和扑火移动电台快速移动发射电磁波和接收电磁波，使接收点的合成场强呈波动状态，时而强，时而弱，产生“衰落”现象，严重地影响无线电通信。短波通信时衰落现象更为严重，同时还存在不同程度的失真。,通信知识,韩家园林业局防火办,3、电磁波的传输方式及特点,无线电磁波的传播方式按电磁波离开地面的高度，可以分为如下五种： (1)(地波)（地面波）（表面波 ） 当接收天线距离发射天线较远时，地面就象拱形大桥将两者隔开。那些走直线的电波就过不去了。只有某些电波能够沿着地球拱起的部分传播出去，这种沿着地球表面传播的电波就叫地波，也叫表面波。地面波传播无线电波沿着地球表面的传播方式，称为地面波传播。,通信知识,韩家园林业局防火办,防 火,(2)天波 声音碰到墙壁或高山就会反射回来形成回声，光线射到镜面上也会反射。无线电波也能够反射。在大气层中，从几十公里至几百公里的高空有几层“电离层”形成了一种天然的反射体，就象一只悬空的金属盖，电波射到“电离层就会被反射回来，走这一途径的电波就称为天波或反射波。在电波中，主要是短波具有这种特性。,通信知识,韩家园林业局防火办,防 火,通信知识,韩家园林业局防火办,防 火,视距传播是指：若收、发天线离地面的高度远大于波长，电波直接从发信天线传到收信地点(有时有地面反射波)。这种传播方式仅限于视线距离以内。目前广泛使用的超短波通信和卫星通信的电波传播均属这种传播方式。,(3)视距传播,通信知识,韩家园林业局防火办,防 火,4、电磁波频率,所谓频率就是单位时间内完成振动的次数，是描述振动物体往复运动频繁程度的量，常用符号f或v表示，单位为秒-1。 无线电波频率就是电磁波在单位时间内所震动的次数。,通信知识,韩家园林业局防火办,防 火,韩家园林业局,无线电超短波通信系统,通信知识,超短波，又叫米波或甚高频无线电波，也叫甚高频无线电波。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。 超短波通信的主要特点是，由于地面吸收较大和电离层不能反射，只能靠直线方式传输，称为视距通信，传输距离约50km，远距离传输时需经中继站分段传输、称为接力通信，实践中发现，超短波具有相当强的绕射能力，从而也可进行“超视距”通信。,1、什么是超短波,超短波传输方式,视距通讯,通信知识,韩家园林业局防火办,防 火,无线电波波段,通信知识,韩家园林业局防火办,防 火,超短波通信系统的构成，主要设备包括中继站(中继台、双工器、天馈线、供电装置)、终端设备(对讲机、车载台、基地台、gps、数据传输等)。,2、超短波通信系统的构成,2.1超短波中继站通信工作原理,中继台,供 电,应急 供电,风力发动机 供电,油机供电,大容量蓄 电池供电,蓄电池浮充供电,充电控制、保护,2.2中继站供电系统构成,3、关键术语定义与说明,3.1通信覆盖率：是指在县级单位的森林防火责任区内，使用标准配置的手持对讲机作为移动的属台，能够与县级森林防火指挥部办公室的中心台正常通信，其移动通信畅通的范围占该县级单位森林防火责任区总面积的百分率。,通信知识,韩家园林业局防火办,防 火,一级网为同频直通网络，用于局部范围的林场内部通信或扑火时近距离的内部通信。 二级网为异频一次中继网络，用于在县级单位的森林防火责任区内远距离接力通信。 三级网络为异频二次中继网络，利用链路机、移动中继台或用信道扫描模式连接中继站，用于在县级单位的森林防火责任区内远距离大范围的接力通信，或组建互通互联网络。,3.2森林防火三级通信网：,中继站,火场二级通信网,二级网为异频一次中继网络，用于在县级单位的森林防火责任区内远距离接力通信。,通信知识,韩家园林业局防火办,防 火,火场三级通信网,架设临时中继站,火场同频,中继站,. 多路迂回通信,火场超短波综合网络,超短波通信组网,中转台,二级网西线,中转台,二级网东线,中转台,一级网总前指,火场多频多台独立中继通信方式,三级网火场对讲,火场对讲频率,通信知识,韩家园林业局防火办,防 火,中继台由收信机、发信机和控制等单元组成。通常工作于收发异频状态，转发其它设备(对讲机、基地台、车载台等)的射频信号，增大通信距离。,3.3中继台：,中继台与天馈线、双工器、供电系统组成中继系统。为了增加有效的覆盖半径，一般都设置在制高点上,3.4中继站：,车载台是指安装在各种汽车上使用的超短波通信设备。要求体积小、大功率、操作简便实用。,3.5车载台：,通信知识,韩家园林业局防火办,防 火,一般指是安装室内固定做使用的车载台。基地台对配有的线性直流稳压电源或太阳能电源，室外的天线增益、天线架设高度、馈线损耗、避雷等都要有严格的技术要求。,3.6基地台：,移动指挥台就是将车载台、大容量的锂电池、专用蛇骨天线、半金属防雨帆布背包集成而成的。具有发射功率大，移动使用方便和待机时间长等特点。,3.7移动指挥台(背负式对讲机)：,3.8手持对讲机：,手持对讲机是指体积小巧、使用方便、便于携带的超短波通信设备。对于用于火场指挥扑火用的手持对讲机还有接受灵敏度尽可能高、发射功率大、电池容量大待机时间长等要求。,超短波通信设备,通信知识,韩家园林业局防火办,防 火,通信知识,韩家园林业局防火办,防 火,数字超短波系统,第一篇：系统介绍 1-1 大兴安岭数字超短波通信系统介绍,dzd-825 y型固定式数字基站,全内置: 双路信道机 集群控制器 链路机 双工器 合路器等,三防机,dzd-825b便携（背负）基站,内置：(使用链路时） 二路信道机 无线数字链路机 集群控制器 双工器、合路器,内置：(不使用链路时） 四路信道机 集群控制器 双工器、合路器,三防机,1、网络系统的管理结构图,说明,(1)、系统分地区和县局二级管理，地区对县局主要是网间管理，主要通过ip固定网络进行；县局对基站是基站物理管理，主要通过无线链路台进行。 (2)、地区中心管理业务主要有：全区用户数据库/用户编号/id、漫游身份管理、跨区调度指挥和协调、全区gis指挥系统。 (3)、县局中心的管理业务主要有：本区指挥调度、火警紧急呼叫处理、本区gis指挥系统、瞭望塔定位查岗、基站设备资源管理、基站设备遥控遥测、用户管理。,2、系统网络拓扑图(1)-通信网系统结构,2、系统网络拓扑图(2)-数字/模拟网的话音转接,3、系统功能和业务（1）-集群话音通信,组呼：选择组号后直接呼叫（开机自动回到归属组，一键呼叫，不需要选择频道），指挥中心可以随时插话调度。 单呼：拨号一对一呼叫，其他成员不能听到，只对领导用户开放。 火情紧急呼叫：发现火情等紧急情况下，用户按下紧急呼叫红色按钮（也是一键呼叫），立即无条件接通指挥中心，并同时自动报告位置和身份码，指挥中心可以进行信道监听。 指挥中心和a级领导用户可以在任何情况下发起全网广播呼叫，进行紧急情况通知广播。,3、系统功能和业务,（3）-具有gps功能 所有数字终端（对讲机和车载台）均带有gps功能，实现全员gps定位，gps信息包含在语音信息之内，所以说话的同时也报告了说话人的位置。,所有数字终端（对讲机和车载台）具备dmo脱网直呼（即数字常规）模式，在此模式下，各类数字通信终端可以设成中继模式，具备自转信功能，可以自组织组网。,（2）-脱网直呼功能,3、系统功能和业务（3）-具有gps功能,使用者有三种方法观察自己方位：数字对讲机自带gps经纬度显示，对照纸地图判断方位。对讲机连接手提电脑，在电脑中的gis地图上观察。使用超短波指挥台，该机内含pda、gps、数字对讲机、gis等功能。,数字终端的座标、编号、用户名等可以显示在电子地图上。终端可以点显示（固定地点）、线显示（运动轨迹），支持实时动态观察。在指挥部gis地图上实时显示着各个红点（或移动的红线），红点旁有身份码和时间。,终端查询：指挥员可主动查询各终端。在电脑上点击终端号码（或组号），该终端（或该组终端）将自动回复gps信息。定时轮询、个询、群寻等各种查询各终端方法。,3、系统功能和业务（4）-瞭望塔查岗业务,专门为林业部门定制的瞭望塔查岗业务，指挥中心可以随时进行瞭望塔查岗，被查岗的瞭望员所在位置，与瞭望塔岗位距离等信息随时一目了然。,所有终端都有电脑接口，可以点对点/点对多点传输文件，实现扑火作战指挥命令的实时下达，火情报文的快捷上报，文件类型不限，文件大小一般不大于40kb。,3、系统功能和业务（5）-数字文件传输业务,3、系统功能和业务（6）-数/模双网兼容功能,使用无线数/模网关设备，在物理上数模二套系统没有关联，双网即可实现互通，操作极为简便。,数字开关,模拟开关,3、系统功能和业务（7）-有线、移动电话互联功能,系统可以实现数字终端对移动、有线电话的拨号呼叫，也可以实现移动、有线电话对超短波网的拨号呼叫，为了保证网内通信秩序，这类呼叫一般在指挥中心人工操作，对部分领导用户开放自拨号操作功能,3、系统功能和业务（8）-跨区漫游业务,网内终端在离开本林业局进入其他林业局范围，具备跨区自动漫游业务功能，只要是授权跨区漫游的用户，可以在其他林业局入网呼叫。在大型火灾需要多区协同的情况下，可以方便地进行有效的指挥调度。,基站的功能 野外式基站与背负式基站功能是一致的，都有4种工作模式： 主基站 一级镜像站 二级镜像站 双频主站,主基站功能,可以单独做为一个中转台使用，对讲机只要在它的覆盖区内方可通话，如下图：,一级镜像站功能,主站覆盖不到的地方，用一级镜像站链路，增大覆盖面积；一个主站下可以链路多个一级镜像站，如下图：,二级镜像站功能,当距离太远或地形复杂时，主站与一级镜像站链接后仍无法完成通话任务时，可利用二级镜像站来完成链路，达到通话目的。一个一级镜象站下可以链路多个二级镜像站。,无线自建链在应急通信中的应用,在突发事件地区，指挥车中的基站无线 自建链 接入大网,双频主站功能,二个频点同时作为中转台使用，能同时4组人通话，互不干扰，如下图：,针对扑火现场大容量通信的设计,dzd-825b型背负台能提供4个集群信道,森警部队,扑火1队,扑火1队,森警部队,扑火2队,扑火2队,扑火3队,扑火3队,通信知识,韩家园林业局防火办,防 火,数字对讲机分组、选呼、 来电显示功能,1 数字对讲机能分100个组（汉字名） 2 组内通话，全区自动漫游 3 一个单载频就支持二个组中继通话 4 每机一号（id码），统一管理 5 通话中显示对方id码和gps信息 6 在电子沙盘上显示对讲机身份地点。,数字对讲机的分组通信,数字对讲机对使用者来说，没有频道概念，只有组呼、群呼概念。,数字对讲机用户分三个等级：,a级,a级用户为特权用户，优先抢占b、c级话路，强插加入当前所有通话组，确保领导指示及时下达。,数字对讲机的等级：b、c级,b级,c级,普通用户，无强插特权,数字对讲机功能：gps功能,一键显示本机经纬度,对讲机发话时会自动发送本机信息,对讲机收听时会不但会显示主叫号，还会显示对方经纬度,大兴安岭网0008号手台在加格达奇-卧龙河线的运动轨迹,