通信技术概述

通信技术概述什么是通信（Communication）？We

are

communicating.通信技术概述Intelligent

and

sophisticated

communication

system通信：“消息传输”

“信息传输”那些年：“烽火戏诸侯”“吕子明白衣过江，关云长败走麦城”风筝、驿站、鸿雁传书……..----------消息传递、传输、交流当代社会：文字、电报、电话、广播、电视、遥控、遥测…语言、文字、图像、视频、数据……..（本身不是信息）信息是消息中所包含的人们原来不知而待知的内容。因此，通信的根本目的在于传输含有信息的消息。----------信息传输现代通信越来越依赖利用“电”来传递消息的电通信方式。由于电通信迅速、准确、可靠且不受时间、地点、距离的限制，因而近百年来得到了迅速的发展和广泛的应用。当今，在自然科学领域涉及“通信”这一术语时，一般均是指“电通信”。广义来讲，光通信也属于电通信，因为光也是一种电磁波。“电通信”通信早期发展：“电通信”“电磁波”19世纪中期，麦克斯韦将电、光统一起来，出版了电磁学领域巨著《论电和磁》，麦克斯韦方程论证了电磁波的理论存在； 19世纪后期，物理学家Heinrich

Hertz在德国Karlsruhe大学采用火花隙

(Spark

Gap)产生装置证明了无线电传输的可行性； 1894年，马可尼(Guglielmo

Marconi)于1894年发明了无线发报机，通过火花隙发送莫尔斯码； 1896年，在英国其试验成果可用于14.4公里距离的通信取得专利，

1909年，马可尼由于在无线电领域的开拓性工作获得诺贝尔奖；……….…军用（一战二战中无线电技术）、民用（电报电话）的发展….理论进展：1924年，奈奎斯特“影响电报速率的一些因素”1928年，哈特莱“信息的传输”－信息速率与信道带宽成正比，给出了信息度量方法；1936年，阿姆斯特朗(FM方式无线电)－增大带宽可以提高抗干扰能力时至今日：“Radio

Technology”“Wireless

Communications”以“无线电波”做为媒体进行信息交换的通信称为无线通信。引申：通过“无形”的媒体进行信息交换的通信称为无线通信。例如：无线电波、微波、红外线、紫外线、激光等。The

wireless

telegraph

is

not

difficultto

understand.

The

ordinary

telegraphis

like

a

very

longcat.

You

pull

the

tailinNew

York,

and

it

meows

in

LosAngeles.

The

wireless

is

the

same,only

without

the

cat.-----------Albert

Einstein无线通信所用频段LF

MF

HF

VHF

UHF

SHF

EHF

infrared极低频ELF

(Extremely

Low

Frequency)3-30Hz超低频SLF

(Super

Low

Frequency)30-300Hz特低频ULF(UltraLow

Frequency)300-3000Hz甚低频VLF(Very

Low

Frequency)3-30KHz低频LF(Low

Frequency)30-300KHz中频MF(Medium

Frequency)300-3MHz高频HF(High

Frequency)3-30MHz甚高频VHF(Very

High

Frequency)30-300MHz特高频UHF

(Ultra

High

Frequency)300-3000MHz超高频SHF(Super

High

Frequency)3-30GHz极高频EHF(Extremely

High

Frequency)30-300GHzUV=ultraviolet

light

紫外线1

Mm300

Hz10

km30

kHz100

m3

MHz1

m300

MHz10

mm30

GHz100

m3

THz1

m300

THzvisible

light

UVVLFoptical

transmissiontwisted coaxial

cablepair无线电通信各波段的命名段号频段名称频段范围波段名称在自由空间的波长范围123极低频超低频特低频3~30HZ30~300HZ300~3000HZ极长波超长波特长波100000~10000

km10000~1000

km1000~100

km45678甚低频(VLF)低频(LF)中频(MF)高频(HF)甚高频(VHF)3~30K30~300K300~3000K3~30M30~300M甚长波长波

中波短波米波100~10

km(万米波)10000~1000

m(千米波)1000~100

m(百米波)100~10

m(十米波)10~1

m(米波)9101112特高频(UHF)超高频(SHF)极高频(EHF)至高频300~3000M3~30G30~300G300~3000G微波分米波厘米波毫米波丝米波10~1dm10~1

cm10~1mm1000~100um(亚毫米波)我国把整个无线电波划分为十二个频段，如上表所示，无线电通信中所用频段分为9个频段，既上表中的第4~12频段。表中无线电频率的划分及频段名称与国际联盟（ITU）的规定基本一致。波段名称表名称范围/MHZ名称范围/GHZP波段L波段

S波段

C波段

X波段225~390390~15501550~34003400~80007925~12500Ku波段K波段

Ka波段

Q波段

V波段12.5~1818~26.526.5~3636~4646~56不同名称：历史原因、应用场景和专业细分电离层波导（wave

guide）电报导航系统潜艇通信超长波(30-300Hz

)：波长可达10万米，距离远，功率大，指令简单短波(3-30M)：100W

1000km,电离层二次反射10dB衰减3～30kHz甚低频（VLF）LF：表面波长距离通信导航长波：海洋几百公里，kw级–2000kmMF：地面波和空中波(中波)干扰&衰落商业AM无线电30kHz～3MHz低频（LF）和中频（MF）存在地面波以空中波为主通过电离层反射全球通信-航空电台、海事电台没有用于民用移动通信3～30MHz高频（HF）视线（LOS）传播为主具有一定的散射和绕射能力广播电视雷达陆地通信几十公里30MHz～300MHz甚高频 较多常用的无线通信、移动通信频段Tetra-

Terrestrial

Trunked

Radio350MHz和806MHz~866MHzGSM、CDMAWIFI300MHz～3000MHz特高频需视线（LOS）传播高增益天线卫星通信点对点陆地链路雷达超短距通信-数据业务较大30GHz～300GHz

极高频（微波：15～30GHz）无线通信常用概念（1）TDD（Time

Division

Duplexing）：时分（全）双工。全双工射

频工作方式。支持接收、发送“同时”（这里，“同时”是指在整个通信过程中，用户主观上感觉到的是收、发在同时进行）进行的双向通信。两个不同的方向使用同一载频、占用不同的时间段交替发射，即用时间来区分方向。相关概念：FDD、半双工、单工（RFID，对讲机，收音机）同频干扰：频率复用意味着在一个给定的服务区域内，存在着许多使用同一频率组的小区。这些小区叫做同频小区。这些小区之间的信号干扰叫做同频干扰。相关概念：邻频干扰（GSM，OFDM）无线通信常用概念（2）区群：共同分配系统全部可用频率的若干个地理上相互邻接的小区构成区群，也称作簇。区群内各小区使用互不相同的信道（Channel）组。频率复用在整个服务区域上通过区群的复制得到实现。相关概念：频率复用、信号干扰比、同频复用距离等远近效应：指的是同一部接收机在接收两部距该接收机距离不同的发射机所发送的信号时，如果这两部发射机采用相同的或相邻的载频以相同的功率同时发射，则距离较近的发射机发射的信号到达

接收机时信号强度会远远强于距离较远的发射机所发射的信号的接收强度，从而造成远端发射机的发送信号无法正常接收的情况。相关概念：邻道（频）干扰、CDMA功率控制无线通信常用概念（3）软切换：相对于硬切换而言。指的是在切换执行过程中可以同时维持旧链路并接通（一条或多条）新链路，直到完成切换时才切断旧链路，使用新链路进行通信。出现于2G的CDMA系统。相关概念：硬切换（GSM），接力切换（3G）多址干扰：特指CDMA系统用户之间的相互干扰。CDMA系统可以在同一载频上同时工作，由于扩频用伪随机码的不完全正交和信道的影响，对特定用户而言，其他所有用户的的信号对其有用信号的接收都会形成干扰。这种由扩频多址方式决定的干扰称为多址干扰。相关概念：邻道（频）干扰、软容量无线通信常用概念（4）阴影效应：无线通信中，由于建筑物等的阻挡而使得传输信号强度受到较大衰减的传播效应称为阴影效应。由于阴影效应而引起的衰落，称为阴影衰落，即大尺度衰落。相关概念：小尺度衰落，小区（线／面）覆盖概率平坦衰落：基于多径时延扩展来划分的一种小尺度衰落类型。指传输