无线通信工程(一)无线通信概述.ppt

吉林通信行业职业技能鉴定中心 无线通信工程第一章无线通信概述 吉林通信行业职业技能鉴定中心 教学内容 自测训练题 吉林通信行业职业技能鉴定中心 主要内容安排 第一节无线通信原理第二节无线通信分类和特点第三节无线传播环境及其特性 吉林通信行业职业技能鉴定中心 无线电通信就是利用电磁波的辐射传播 经过空间传送信息的通信方式 它是电信网的重要组成部分 它可以传送电报 电话 传真 图像 数据以及广播和电视节目等通信业务 也可用于遥控遥测 报警以及雷达 导航 海上救援等特种业务 具有机动灵活 建设快 投资省的优点 第一节无线通信原理 吉林通信行业职业技能鉴定中心 主要应用有移动通信 微波通信 卫星通信等 下面介绍一下无线通信的基本原理 由电荷产生电场 电流产生磁场 电荷和电流交替消长的振动可在其周围空间产生互相垂直的电场与磁场 并以光速向四周辐射的电磁波 电磁波在均匀介质中以直线形式传播 遇到不同的介质或障碍物时 会产生反射 吸收 折射 绕射或极化偏转等现象 吉林通信行业职业技能鉴定中心 为信息通过无线电波送往远方 需要以电磁波作为载体 用被传递的信息 信号 来控制电磁波的幅度 频率或相位这就是调幅 调频或调相 统称调制 经过调制的电波可在传输媒质中传输到达接收地点 然后再将所需信息提取出来还原 称为解调 即反调制 以上介绍的就是无线通信的基本原理 无线通信系统包括发射部分的发射机和发射天线 以及接收部分的接收天线和接收机 吉林通信行业职业技能鉴定中心 发射机由振荡器 放大器 调制器 变频器和功率放大器等组成 发射天线必须与发射机的功放输出阻抗匹配 使无线电波能以最高的效率发向空间 收信天线将接收的信号送到接收机 接收机主要由前置放大器 变频器 本地振荡器 中频放大器 解调器 或检波器 和低频基带放大器组成 吉林通信行业职业技能鉴定中心 第二节无线通信的分类和特点 无线通信按所用波段可分为长波通信 中波通信 短波通信 超短波通信 微波通信等 一 无线通信的分类 吉林通信行业职业技能鉴定中心 长波通信 包括长波以上 主要由沿地球表面的地波传播 也可在地面与高空电离层之间形成的波导中传播 通信距离可达数千公里甚至上万公里 波长越长 传输衰减越小 穿透海水和土壤的能力也越强 但相应的大气噪声也越大 多用于海上通信 水下通信 地下通信和导航等 由于传播稳定 受太阳光斑或核爆炸引起的电离层骚扰的影响小 也可用作防电离层骚扰的备用通信手段 吉林通信行业职业技能鉴定中心 中波通信 白天主要靠地波传播 夜晚也可由电离层反射的天波传播 因此传送距离较远 此波段主要用于广播和导航 短波通信 也称高频通信 主要靠天波传播 可经电离层一次或数次反射 最远可传至上万公里 如按气候 电离层的电子密度和高度的日变化及通信距离等因素选择合适的频率 就可用较小功率进行远距离通信 短波通信设备较简单 机动性大 因此也适用于应急通信和抗灾通信 随着新技术的发展 利用计算机进行自动测量传播参量和自动选择最佳通信频率的高频自适应通信 不但使报话短波通信可随时保持畅通 而且还可以进行数据率达4800bit s的数据通信 吉林通信行业职业技能鉴定中心 超短波通信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 超短波通信的工作频带较宽 可以传送30路以下的话路或数据信号 此外 超短波还适合于电视广播和移动通信 吉林通信行业职业技能鉴定中心 微波通信与超短波相似 进行长距离接力通信 工作频带更宽 可用于高达2700路甚至更多的大容量干线通信 还可传送彩色电视 80年代末以来数字微波发展迅速 并通过同步数字系列与光纤通信统一标准 成为数字通信网的重要传输手段 利用对流层大气的不均匀性对微波的散射作用 进行散射通信 每接力段可长达数百公里 吉林通信行业职业技能鉴定中心 二 无线通信特点 无线通信不同于有线通信 无线通信所具有的特点是 1 无线通信可以利用空间作为通信媒质 建设快 投资省 灵活性大 不受地形阻隔 特别是对于应急通信 抗灾通信更有独特的优越性 2 无线电通信可以传送电报 电话 传真 图像 电视及现代通信的新业务 可保证很高的传输质量 而且还具有全球性或区域性广播能力 是广播 电视的重要传播手段 吉林通信行业职业技能鉴定中心 3 无线电波的传播受气候和环境的影响 如短波传播受太阳黑子 磁暴 对电离层骚扰 雷电 工业性干扰和核爆炸等的影响 微波传播则受大气折射 地面反射 雨雪云雾的影响 这些影响或形成衰落 或造成干扰 因此无线电通信设备要采取各种技术措施以消除或尽量减小衰落 干扰和噪声的影响 为保证高质量的通信 也要对磁环境进行管理以消除各种电气设备对无线电通信的干扰及通信互相干扰 吉林通信行业职业技能鉴定中心 4 无线电通信 存在易于截获 窃听等问题 对重要保密通信 应采取终端保密措施 现代化保密设备已可做到短期或长期的保密不被破译 因此可根据不同条件使用无线电通信 吉林通信行业职业技能鉴定中心 第三节无线传播环境及其特性 1 电波的弯曲大气折射与等效地球半径大气的不均匀导致电波弯曲2 电波的折射3 刃型遮挡的影响4 电波传播的路径损耗预测 一 电波的自由空间传播 二 电波传播的几种模型 吉林通信行业职业技能鉴定中心 1 电波传播的长期慢衰落2 电波传播的短期快衰落描述信道的时变快慢经常采用信道的相干时间td或多普勒频移fd来描述 当发送信号的码元时间Ts与多普勒频移fd的乘积远小于1时 此时在每个码元时间内 信号的时变因素可以忽略 称此时发送信号经历慢衰落 当发送信号的码元时间Ts与多普勒频移fd的乘积与1可比时 此时每个码元时间内 信号的时变因素不可以忽略 发送信号经历快衰落 三 电波的多径传播 四 链路预算 吉林通信行业职业技能鉴定中心 自测训练题 吉林通信行业职业技能鉴定中心 1 无线电通信是指利用 的辐射和传播 经过空间传送信息的通信方式 2 无线通信系统的发射机由振荡器 放大器 和功率放大器等组成 3 无线中波通信白天主要靠地波传播 夜晚也可由 反射的天波传播 4 无线微波通信频带较宽可用于高达 路甚至更多的大容量干线通信 5 长波的频率范围为 6 长波通信 主要由沿地球表面的 传播 也可在地面与高空电离层之间形成的 中传播 通信距离可达数千公里甚至上万公里 7 无线电发射天线必须与发射机的功放 相匹配 使无线电波能以最高的效率发向空间 一 填空题 吉林通信行业职业技能鉴定中心 8 无线微波通信中 可以利用对流层大气的 对微波的散射作用 进行散射通信 每个接力段可长达数百公里 9 中波通信白天主要靠地波传播 夜晚也可由 反射的天波传播 10 电波自由空间传播损耗的实质是因电波 的能量 其基本特点是接收电平与距离的平方以及频率的平方均成反比 11 大气折射与等效地球半径大气的 导致电波弯曲 12 微波通信利用对流层大气的不均匀性对微波的 作用 可以进行 通信 每个通信接力段可长达数百公里 13 电波传播的长期慢衰落是由传播路径上的固定障碍物的 引起的 14 短波通信如按气候 电离层的电子密度和高度的日变化及通信距离等因素选择合适的频率 就可用较小功率进行 吉林通信行业职业技能鉴定中心 二 单项选择题 1 无线超短波通信只能靠直线方式传输 传输距离约 km A 50B 100C 150D 2002 中波通信多用于 A 海上B 水下C 广播D 地下3 设备较简单 机动性大 因此也适用于应急通信和抗灾通信 A 长波通信B 中波通信C 短波通信D 微波通信4 无线超短波通信的工作频带较宽 可以传送 路以下的话路或数据信号 A 20B 30C 40D 50 吉林通信行业职业技能鉴定中心 5 适合于电视广播和移动通信 A 长波B 中波C 短波D 超短波6 利用对流层大气的不均匀性对微波的散射作用 可以进行散射通信 每个接力段可长达数百公里 A 长波通信B 中波通信C 短波通信D 微波通信7 在无线通信电波传播的短期快衰落中 从两径信道的幅频响应特性中看到 当发送信号的频带宽度 0 5MHz时信道引起严重的频率选择性衰落 A 大于B 小于C 略小于D 等于8 无线通信中近距离反射体产生的多径衰落通常为 A 快衰落B 慢衰落C 平衰落D 频率选择性衰落9 由于传播稳定 受太阳光斑或核爆炸引起的电离层骚扰的影响小 用作防电离层骚扰的备用通信手段是 A 长波通信B 中波通信C 短波通信D 微波通信 吉林通信行业职业技能鉴定中心 三 多项选择题 1 无线通信系统的发射机由振荡器 和功率放大器等组成 A 解调器B 放大器C 调制器D 变频器2 无线通信中的接收分集技术分为 A 空间分集B 时间分集C 频率分集D 集化分集3 无线通信系统的接收机主要由前置放大器 解调器和低频基带放大器等组成 A 变频器B 本地振荡器C 中频放大器D 调制器4 以下频率中 通信方式可用地波传播的有 A 3kHz 30kHzB 30kHz 300kHzC 3GHz 30GHzD 30GHz 300GHz 吉林通信行业职业技能鉴定中心 5 无线电通信系统包括 发射天线和接收天线 A 发射机B 发信机C 接收机D 收信机6 典型的电波传播的路径损耗预测的经验模型有 A Okumura模型B Hata模型C Lee模型D 曼哈顿模型7 无线电波可通过 和散射波方式从发射天线传播到接收天线 A 直射波B 反射波C 绕射波D 折射波8 无线通信系统包括 A 发射机B 发射天线C 接收天线D 接收机 吉林通信行业职业技能鉴定中心 四 判断题 1 无线长波通信 包括长波以上 主要由沿地球表面的地波传播 也可在地面与高空电离层之间形成的波导中传播 通信距离可达数千公里甚至上万公里 2 无线短波通信也称高频通信 主要靠天波传播 可经电离层一次或数次反射 最远可传至上万公里 3 无线通信可以传送电报 电话 传真 图像 数据以及广播和电视节目等通信业务 4 无线通信可用于遥控遥测 报警以及雷达 导航 海上救援等特种业务 5 无线微波通信可以进行短距离接力通信 6 无线通信中的多径效应不但导致衰落 还产生信号的时延扩展 7 无线微波通信可用于海事救援通信或车船飞机的移动通信 8 高频段频率资源丰富 系统容量大 但是频率越高 传播损耗越大 覆盖距离越近 绕射能力越弱 吉林通信行业职业技能鉴定中心 9 无线电波的传播不受气候和环境的影响 10 无线通信可以传送电报 电话 传真 图像 数据以及广播和电视节目等通信业务 11 通信系统的误码率是信噪比的函数 在衰落信道中信噪比不是时变 因此瞬时误码率也不是时变的 12 卫星线路计算主要是计算在接收的输入端载波与噪声的功率比 载噪比 13 长波通信中 波长越长 传输衰减越小 穿透海水和土壤的能力也越强 相应的大气噪声也越小 14 电磁波能在真空中以光速传播 15