無線通信工程(一)無線通信概述

1、無線通信工程 第一章 無線通信概述1教 學 內(nèi) 容自測訓練題2主要內(nèi)容安排第一節(jié) 無線通信原理第二節(jié) 無線通信分類和特點第三節(jié) 無線傳播環(huán)境及其特性3 無線電通信就是利用電磁波的輻射傳播，經(jīng)過空間傳送信息的通信方式。它是電信網(wǎng)的重要組成部分，它可以傳送電報、電話、傳真、圖像、數(shù)據(jù)以及廣播和電視節(jié)目等通信業(yè)務(wù)，也可用于遙控遙測、報警以及雷達、導(dǎo)航、海上救援等特種業(yè)務(wù)，具有機動靈活、建設(shè)快、投資省的優(yōu)點。第一節(jié)無線通信原理4 主要應(yīng)用有移動通信、微波通信、衛(wèi)星通信等。 下面介紹一下無線通信的基本原理： 由電荷產(chǎn)生電場，電流產(chǎn)生磁場，電荷和電流交替消長的振動可在其周圍空間產(chǎn)生互相垂直的電場與磁場、并

2、以光速向四周輻射的電磁波。電磁波在均勻介質(zhì)中以直線形式傳播，遇到不同的介質(zhì)或障礙物時，會產(chǎn)生反射、吸收、折射、繞射或極化偏轉(zhuǎn)等現(xiàn)象。5 為信息通過無線電波送往遠方，需要以電磁波作為載體，用被傳遞的信息（信號）來控制電磁波的幅度、頻率或相位這就是調(diào)幅、調(diào)頻或調(diào)相，統(tǒng)稱調(diào)制。經(jīng)過調(diào)制的電波可在傳輸媒質(zhì)中傳輸?shù)竭_接收地點，然后再將所需信息提取出來還原，稱為解調(diào)（即反調(diào)制）。以上介紹的就是無線通信的基本原理。 無線通信系統(tǒng)包括發(fā)射部分的發(fā)射機和發(fā)射天線，以及接收部分的接收天線和接收機。6 發(fā)射機由振蕩器、放大器、調(diào)制器、變頻器和功率放大器等組成。發(fā)射天線必須與發(fā)射機的功放輸出阻抗匹配，使無線電波能以最

3、高的效率發(fā)向空間。 收信天線將接收的信號送到接收機。接收機主要由前置放大器、變頻器、本地振蕩器、中頻放大器、解調(diào)器（或檢波器）和低頻基帶放大器組成。7第二節(jié)無線通信的分類和特點 無線通信按所用波段可分為 長波通信、中波通信、短波通信、超短波通信、微波通信等。 一、無線通信的分類8 長波通信（包括長波以上）：主要由沿地球表面的地波傳播，也可在地面與高空電離層之間形成的波導(dǎo)中傳播，通信距離可達數(shù)千公里甚至上萬公里，波長越長，傳輸衰減越小，穿透海水和土壤的能力也越強，但相應(yīng)的大氣噪聲也越大。 多用于海上通信、水下通信、地下通信和導(dǎo)航等；由于傳播穩(wěn)定，受太陽光斑或核爆炸引起的電離層騷擾的影響小，也可用

4、作防電離層騷擾的備用通信手段。9 中波通信：白天主要靠地波傳播，夜晚也可由電離層反射的天波傳播，因此傳送距離較遠。此波段主要用于廣播和導(dǎo)航。 短波通信：也稱高頻通信，主要靠天波傳播，可經(jīng)電離層一次或數(shù)次反射，最遠可傳至上萬公里，如按氣候、電離層的電子密度和高度的日變化及通信距離等因素選擇合適的頻率，就可用較小功率進行遠距離通信。短波通信設(shè)備較簡單，機動性大，因此也適用于應(yīng)急通信和抗災(zāi)通信。 隨著新技術(shù)的發(fā)展，利用計算機進行自動測量傳播參量和自動選擇最佳通信頻率的高頻自適應(yīng)通信，不但使報話短波通信可隨時保持暢通，而且還可以進行數(shù)據(jù)率達4800bit/s的數(shù)據(jù)通信。10 超短波通信由于地面吸收較大

5、和電離層不能反射，只能靠直線方式傳輸，稱為視距通信，傳輸距離約50km。遠距離傳輸時需經(jīng)中繼站分段傳輸，稱為接力通信。 超短波通信的工作頻帶較寬，可以傳送30路以下的話路或數(shù)據(jù)信號。此外，超短波還適合于電視廣播和移動通信。11 微波通信與超短波相似，進行長距離接力通信。工作頻帶更寬，可用于高達2700路甚至更多的大容量干線通信。還可傳送彩色電視。80年代末以來數(shù)字微波發(fā)展迅速，并通過同步數(shù)字系列與光纖通信統(tǒng)一標準，成為數(shù)字通信網(wǎng)的重要傳輸手段。 利用對流層大氣的不均勻性對微波的散射作用，進行散射通信，每接力段可長達數(shù)百公里。12二、 無線通信特點 無線通信不同于有線通信，無線通信所具有的特點是

6、：1、無線通信可以利用空間作為通信媒質(zhì)，建設(shè)快、投資省、靈活性大，不受地形阻隔。特別是對于應(yīng)急通信，抗災(zāi)通信更有獨特的優(yōu)越性。 2、無線電通信可以傳送電報、電話、傳真、圖像、電視及現(xiàn)代通信的新業(yè)務(wù)，可保證很高的傳輸質(zhì)量；而且還具有全球性或區(qū)域性廣播能力，是廣播、電視的重要傳播手段。133、無線電波的傳播受氣候和環(huán)境的影響，如短波傳播受太陽黑子、磁暴、對電離層騷擾、雷電、工業(yè)性干擾和核爆炸等的影響，微波傳播則受大氣折射、地面反射、雨雪云霧的影響，這些影響或形成衰落、或造成干擾，因此無線電通信設(shè)備要采取各種技術(shù)措施以消除或盡量減小衰落、干擾和噪聲的影響。為保證高質(zhì)量的通信，也要對磁環(huán)境進行管理以消

7、除各種電氣設(shè)備對無線電通信的干擾及通信互相干擾。14 4、無線電通信，存在易于截獲、竊聽等問題，對重要保密通信，應(yīng)采取終端保密措施?，F(xiàn)代化保密設(shè)備已可做到短期或長期的保密不被破譯，因此可根據(jù)不同條件使用無線電通信。15第三節(jié)無線傳播環(huán)境及其特性 1、電波的彎曲 大氣折射與等效地球半徑大氣的不均勻?qū)е码姴◤澢?2、電波的折射 3、刃型遮擋的影響 4、電波傳播的路徑損耗預(yù)測一、電波的自由空間傳播二、電波傳播的幾種模型161、電波傳播的長期慢衰落2、電波傳播的短期快衰落 描述信道的時變快慢經(jīng)常采用信道的相干時間td或多普勒頻移fd來描述。當發(fā)送信號的碼元時間Ts與多普勒頻移fd的乘積遠小于1時，此時

8、在每個碼元時間內(nèi)，信號的時變因素可以忽略，稱此時發(fā)送信號經(jīng)歷慢衰落；當發(fā)送信號的碼元時間Ts與多普勒頻移fd的乘積與1可比時，此時每個碼元時間內(nèi)，信號的時變因素不可以忽略，發(fā)送信號經(jīng)歷快衰落三、電波的多徑傳播四、鏈路預(yù)算17自測訓練題181、無線電通信是指利用（ ）的輻射和傳播，經(jīng)過空間傳送信息的通信方式。2、無線通信系統(tǒng)的發(fā)射機由振蕩器、放大器、（ ）、（ ）和功率放大器等組成。3、無線中波通信白天主要靠地波傳播，夜晚也可由（ ）反射的天波傳播。4、無線微波通信頻帶較寬可用于高達（ ）路甚至更多的大容量干線通信。5、長波的頻率范圍為（ ）。6、長波通信（ ）主要由沿地球表面的（ ）傳播，也可

9、在地面與高空電離層之間形成的（ ）中傳播，通信距離可達數(shù)千公里甚至上萬公里。7、無線電發(fā)射天線必須與發(fā)射機的功放（ ）相匹配，使無線電波能以最高的效率發(fā)向空間。一、填空題198、無線微波通信中，可以利用對流層大氣的（ ）對微波的散射作用，進行散射通信，每個接力段可長達數(shù)百公里。9、中波通信白天主要靠地波傳播，夜晚也可由（ ）反射的天波傳播。10、電波自由空間傳播損耗的實質(zhì)是因電波（ ）的能量，其基本特點是接收電平與距離的平方以及頻率的平方均成反比。11、大氣折射與等效地球半徑大氣的（ ）導(dǎo)致電波彎曲。12、微波通信利用對流層大氣的不均勻性對微波的（ ）作用，可以進行（ ）通信，每個通信接力段可

10、長達數(shù)百公里。13、電波傳播的長期慢衰落是由傳播路徑上的固定障礙物的（ ）引起的。14、短波通信如按氣候、電離層的電子密度和高度的日變化及通信距離等因素選擇合適的頻率，就可用較小功率進行（ ）。20二、單項選擇題1、無線超短波通信只能靠直線方式傳輸，傳輸距離約（ ）km。A、50 B、100 C、150 D、2002、中波通信多用于（ ）。A、海上 B、水下 C、廣播 D、地下3、（ ）設(shè)備較簡單，機動性大，因此也適用于應(yīng)急通信和抗災(zāi)通信。A、長波通信 B、中波通信 C、短波通信 D、微波通信4、無線超短波通信的工作頻帶較寬，可以傳送（ ）路以下的話路或數(shù)據(jù)信號。A、20 B、30 C、40

11、D、50215、（ ）適合于電視廣播和移動通信。A、長波 B、中波 C、短波 D、超短波6、（ ）利用對流層大氣的不均勻性對微波的散射作用，可以進行散射通信，每個接力段可長達數(shù)百公里。A、長波通信 B、中波通信 C、短波通信 D、微波通信7、在無線通信電波傳播的短期快衰落中，從兩徑信道的幅頻響應(yīng)特性中看到，當發(fā)送信號的頻帶寬度（ ）0.5MHz時信道引起嚴重的頻率選擇性衰落。A、大于 B、小于 C、略小于 D、等于8、無線通信中近距離反射體產(chǎn)生的多徑衰落通常為（ ）。A、快衰落 B、慢衰落C、平衰落 D、頻率選擇性衰落9、由于傳播穩(wěn)定，受太陽光斑或核爆炸引起的電離層騷擾的影響小，用作防電離層騷

12、擾的備用通信手段是（ ）。A、長波通信 B、中波通信C、短波通信 D、微波通信22三、多項選擇題1、無線通信系統(tǒng)的發(fā)射機由振蕩器、（ ）和功率放大器等組成。A、解調(diào)器 B、放大器 C、調(diào)制器 D、變頻器2、無線通信中的接收分集技術(shù)分為（ ）。A、空間分集B、時間分集C、頻率分集D、集化分集3、無線通信系統(tǒng)的接收機主要由前置放大器、（ ）解調(diào)器和低頻基帶放大器等組成。A、變頻器 B、本地振蕩器 C、中頻放大器 D、調(diào)制器4、以下頻率中，通信方式可用地波傳播的有（ ）。A、3 kHz 30kHzB、30 kHz 300kHzC、3GHz30GHzD、30GHz300GHz235、無線電通信系統(tǒng)包括

13、（ ）發(fā)射天線和接收天線。A、發(fā)射機 B、發(fā)信機 C、接收機 D、收信機6、典型的電波傳播的路徑損耗預(yù)測的經(jīng)驗?zāi)Ｐ陀校?）。A、Okumura模型 B、Hata模型 C、Lee模型 D、曼哈頓模型7、無線電波可通過（ ）和散射波方式從發(fā)射天線傳播到接收天線。A、直射波B、反射波C、繞射波D、折射波8、無線通信系統(tǒng)包括（ ）。A、發(fā)射機 B、發(fā)射天線C、接收天線 D、接收機24四、判斷題（ ）1、無線長波通信（包括長波以上）主要由沿地球表面的地波傳播，也可在地面與高空電離層之間形成的波導(dǎo)中傳播，通信距離可達數(shù)千公里甚至上萬公里。（ ）2、無線短波通信也稱高頻通信，主要靠天波傳播，可經(jīng)電離層一次或

14、數(shù)次反射，最遠可傳至上萬公里。（ ）3、無線通信可以傳送電報、電話、傳真、圖像、數(shù)據(jù)以及廣播和電視節(jié)目等通信業(yè)務(wù)。（ ）4、無線通信可用于遙控遙測、報警以及雷達、導(dǎo)航、海上救援等特種業(yè)務(wù)。（ ）5、無線微波通信可以進行短距離接力通信。（ ）6、無線通信中的多徑效應(yīng)不但導(dǎo)致衰落，還產(chǎn)生信號的時延擴展。（ ）7、無線微波通信可用于海事救援通信或車船飛機的移動通信。（ ）8、高頻段頻率資源豐富，系統(tǒng)容量大；但是頻率越高，傳播損耗越大，覆蓋距離越近，繞射能力越弱。25（ ）9、無線電波的傳播不受氣候和環(huán)境的影響。（ ）10、無線通信可以傳送電報、電話、傳真、圖像、數(shù)據(jù)以及廣播和電視節(jié)目等通信業(yè)務(wù)。（ ）11、通信系統(tǒng)的誤碼率是信噪比的函數(shù)，在衰落信道中信噪比不是時變，因此瞬時誤碼率也不是時變的。（ ）12、衛(wèi)星線路計算主要是計算在接收的輸入端載波與噪聲的功率比（載噪比）。（ ）13、長波通信中，波長越長，傳輸衰減越小，穿透海水和土壤的能力也越強，相應(yīng)的大氣噪聲也越小。（ ）14、電磁波能在真空