第三章传输技术
第三章 光传输与传输介质
1
3.1光波在各向同性介质中的传播
3.1.1单色平面波的复数表达式
单色平面波是指电场强度E和磁场强度H都以单一频率随时间 作正弦变化（简谐振动）而传播的波。 在任意方向上传播的平面电磁波的复数表达式为：
E ( r , t ) E 0 exp{ i[ k r t ) 0 ]}
3 E x 2 y 2 z 2 E x 2 y 2 z 2 2 E 2 E 3 r r r r r2 r 2 2 E 2 E 2 r r r 1 2 (rE ) 2 r r
12
单色球面波的推导
2 E k 2 E 0
1.39
10
亥姆霍兹方程
Ek E 0
2 2
k 0 0
1.39 1.40
11
单色球面波的推导
2 E 1 E x 2 E x 2 2 E 3 2 2 r r r r r r 2 x 2 E 1 E y 2 E y 2 2 E 3 2 2 y r r r r r r 2 2 E 1 E z 2 E z 2 2 E 3 2 2 2 y r r r r r r
Φ 0= 0
E (r )
E0 ikr e r
3.11
13
单色球面波
E0 E (r , t ) exp[ i (kr t ) 0 ] r
E0 ikr E (r , t ) e r
（3.10）式即为单色球面波的表达式，因为时间因子是可分离变量，且 在讨论空间某一点的光振动时，时间因子总是相同的，所以常常略去不 写。讨论中经常用的是单色球面波的复振幅表达式(3.11)式。 (3.11)式中，E0为一常数，表示在单位半径(r=1)的波面上的振幅。E0/r 表示球面波的振幅，它与传播r 成反比。从能量守恒原理不难理解这一 结果。
自组织网络中的数据传输技术
自组织网络中的数据传输技术第一章：引言自组织网络是一种无需中央控制的网络，可将其视为分布在广泛地理区域中的许多小网络的集合。
这些小网络互相连接，它们之间的路由路径也是动态选择的。
自组织网络能够应用于许多场景，如军事领域、环境监测、智能交通和医疗领域。
然而，其通信协议和数据传输技术的研究仍面临着许多挑战。
第二章：自组织网络的特点自组织网络最大的特点就是去中心化。
这种网络的节点数量往往非常大，而且这些节点彼此独立的，没有一个拥有所有节点的控制中心。
节点之间的通信路由路径也是动态选择的，这些特性决定了这种网络的性能和安全性。
第三章：自组织网络中的数据传输技术自组织网络中的数据传输需要特殊的技术来保证有效率和可靠性。
目前，研究者们已经提出了一些用于自组织网络中数据传输的方法。
1. 路由算法路由算法是自组织网络中数据传输过程中最关键的技术之一。
因为该网络的路由路径是动态选择的，从而导致了网络的路径不稳定，同时由于节点之间的关系也是不稳定的，在这其中选择最佳路由路径是十分重要的。
目前的路由算法主要可分为基于距离向量、基于状态和基于链路状态。
2. 排队调度算法排队调度算法是在保证网络可靠性的基础上提高网络效率的一种技术。
在自组织网络中，将数据从源节点传输到目标节点的过程中需要经过多个路由节点，每一个路由节点都需要对收到的数据进行缓存和排队。
排队调度算法就是在这个过程中合理地分配资源、控制流量的算法。
3. 拥塞控制算法自组织网络在数据传输过程中出现的拥塞问题会极大的影响网络的性能和可靠性。
一些拥塞控制算法可用于防止网络出现拥塞，并提高网络的性能。
第四章：自组织网络中的数据安全性自组织网络中的数据安全性也是研究人员关注的问题之一。
其原因在于自组织网络中节点数量众多，且节点之间的关系不稳定，如果出现安全问题，这些问题很容易在整个网络中迅速传播。
1. 身份认证身份认证是验证节点身份合法性的过程，是保障网络安全的第一步。
第三章微波传输线教材
线单位长度分布电容为C1, 则
空气微带线传播相速： vp0 c
1 LC0
介质微带线传播相速：vp1
c
r
1 LC1
14:00
电子科技大学电子工程学院
微波技术与天线
第三章 微波传输线
引入微带线等效介电常数 c
2
c
vp0 vp1
C1 C0
设空气微带线特性阻抗为
Z
，则实际微带线特性阻抗为
00
Z0
Z00
cr
只要求得空气微带线的特性阻抗
Z
00
及有效介电常数
,
c
就
可求得介质微带线的特性阻抗。
14:00
电子科技大学电子工程学院
微波技术与天线
第三章 微波传输线
工程上常用的一组实用经验公式:
(1) 导带厚度为零时
59.952ln(8h w ) w 4h
( w 1) 4h
微波技术与天线
第三章 微波传输线
第三章 微波传输线
导波系统中的电磁波按纵向场分量的有无，可分为 以下三种波型(或模)：
(1) 横磁波(TM波)，又称电波(E波)：Hz 0, Ez 0
(2) 横电波(TE波)，又称磁波(H波)：Ez 0, Hz 0
(3) 横电磁波(TEM波)：
Ez 0, Hz 0
Z00
119.904
w 2.42 0.44 h (1 12h)2
h
w
w
( w 1) w：导带宽度 h h：基片厚度
e
r 1
2
r 1 (1
2
12
卫星通信系统信号处理技术研究
卫星通信系统信号处理技术研究第一章：引言随着科技的不断发展，卫星通信系统已经成为近年来最重要的通信方式之一。
其在军事、气象、导航、遥感等领域的应用也越来越广泛。
卫星通信系统的核心技术是信号处理技术，信号处理技术的研究对于卫星通信系统的发展具有重要意义。
本文将从卫星通信系统信号处理技术的相关理论、传输技术和应用案例三个方面进行探讨，旨在为研究者提供有用的参考资料，推动卫星通信系统信号处理技术的进一步发展。
第二章：卫星通信系统信号处理技术的相关理论卫星通信系统信号处理技术的研究需要掌握一系列相关理论。
其中，数字信号处理技术是卫星通信系统信号处理技术的核心。
2.1 数字信号处理技术数字信号处理是指将模拟信号转换为数字信号，并对数字信号进行加工处理。
数字信号处理的目的是减小信号干扰，提高信号传输质量和传输速度。
数字信号处理技术已经广泛应用于卫星通信系统。
数字信号处理技术主要包括数字滤波器、数字滤波器设计、数字信号变换等方面。
数字滤波器用于滤除信号中的噪声，使信号更为清晰；数字滤波器设计是指根据滤波要求对滤波器进行设计，以满足实际的滤波需求；数字信号变换是指将数字信号从一种表示方式转换成另一种表示方式，以便于信号分析和处理。
2.2 卫星通信系统信号处理技术的应用卫星通信系统信号处理技术的应用十分广泛，包括卫星信号捕获、卫星定位、遥感数据处理等方面。
卫星信号捕获是指接收卫星信号后将其解码、分离出有效信息并进行处理的过程。
卫星定位是通过卫星信号确定接收器的位置，目前广泛应用于GPS导航系统、军事侦察等领域。
遥感数据处理则是指利用卫星对地球表面实行监测、测量、图像获取等操作，广泛用于天气预报、农业生产、城市规划等领域。
第三章：卫星通信系统信号处理技术的传输技术传输技术是卫星通信系统信号处理技术的重要组成部分，其主要有数字信号传输技术、调制技术和信道编码技术等。
3.1 数字信号传输技术数字信号传输技术是指将数字信号从一个系统传输到另一个系统的过程。
广播电视卫星数字传输技术 第三章 卫星广播传输系统
Ｄ／ Ａ Ｌ． Ｒ
⑦最大视频分辨率 ：２ ４ ０ Ｎ Ｓ ）７０× ７ ７ ０× ８ （ Ｔ Ｃ ，２ ５ ６
（ Ａ ） ＰＬ 。
ＰＡ Ｌ／ Ｎ Ｔｓｃ
⑧屏幕宽高比：： ４ ３或 １： 。 ６９ ⑨视频输 出电平 ：． （ 一 １０ 峰 峰值） 。 ⑩视频输出制式 ：Ａ Ｐ Ｌ或 Ｎ Ｓ Ｔ Ｃ或 Ｓ Ｃ Ｍ 全电视 ＥＡ 信号。 ⑨视频信噪比： ５ Ｂ 加权值） ＞ Ｉ ６ｄ （ 。 ⑩视频幅频特性 ： ± ． Ｂ ｆ≤ ． Ｍ ｚ 。 ≤ ０５ｄ （ ４ ８ Ｈ ） ｕ
提供 １ 量 和 Ｑ 分 量 信 息 ， 码 解 码 器 采 用 维 特 比 分 内 （ ＩＥ Ｂ ） 码 ， ＶＴ Ｒ Ｉ译 它提 供第 一 级水 平 的误 码 保护 解 码 ， 其误 码率 为 ２×１ 或 输 出更低 的误 码 率 。去交 织 器 ０ 把 内码解 码器 输 出端 的突 发 错误 字 节 离 散 化 ， 高 外 提 码解 码器 纠 正突 发错误 的能力 。外码解 码 器提 供第 二
１ 时 ， Ｅ ０ Ｆ Ｃ：１２， ． Ｂ Ｆ Ｃ ：２ ３ ≤５ Ｂ， ／ ≤４ ５ ｄ ， Ｅ ／ ， ０ｄ
Ｆ ＥＣ ：３ ， ５ ｄ ４ ／ ≤５ Ｂ。
综合 接 收 解 码 器 （ｎｅｒｌｄＲ ｃｉ ｒＤ ｃｄｎ ， Ｉｔｇａ ｅｅｖ ｅｏｉｇ ｅ ｅ
ＩＤ 主要完成 频道调谐 、 Ｐ Ｋ解调 、 Ｒ ） ＱＳ 信道解码 、 解复
（ ） ｃ频段和 Ｋ １收 ｕ频段信 号 ， 输入频 率范 围为 ９０—１７０ＭＨ ， 扩展 到 ９０— ５ ｚ输入 电平 ５ ５ ｚ可 ５ ２１０ＭＨ ，
范 围 一 ５～一 ５ ｄ ｍ。 ２ ６ Ｂ
（） ２ 接收垂 直极 化或水平极化卫 星信号 ， Ｄ供 Ｉ Ｒ Ｌ Ｂ极 化切 换 电压 １ ２ Ｎ ２— ４Ｖ可调 ，ｍ ＞２ ０ｍＡ。 Ｉｊ ０ １ （） ３ 能兼收 Ｓ Ｐ Ｃ Ｃ和 Ｍ Ｐ Ｃ Ｃ卫星信号 。 （ ） 格符 合 ＭＰ Ｇ一 ／ Ｖ ４严 Ｅ ２ Ｄ Ｂ—Ｓ标 准 ： ①Ｒ— 编码（ｏ ， ８ Ｔ： ） 卷积交织深度 ： ｓ ２４ １ ， ８ ， ８
综合布线系统 第三章 通道传输特性及其主要技术指标
2. 特性阻抗 指链路在规定工作频率范围内对通过的信号 的阻碍能力，单位为欧姆。 与一对电线之间的距离及绝缘体的电气特性有 关，根据信号传输的物理特性，形成对信号的 阻碍作用。 包括电阻及工作频率1~100MHz内的电感阻 抗及电容阻抗。 所有铜质电缆都有一个确定的特性阻抗指 标，大小取决于电缆的导线直径和覆盖在导线 外面的绝缘材料的电介质常数，与长度无关。
第3章 通道传输特性及其主要技术指标
主要教学内容： 主要教学内容： 3.1 通道传输特性 3.2 电缆传输通道性能指标 3.3 光缆传输通道性能指标 3.4学时讲解
教学目标： 教学目标： 掌握： 掌握：电缆传输通道性能指标 了解：光纤传输通道性能指标，以及提高通道传输质量的措 了解：光纤传输通道性能指标， 施
数据传输速率 通信线路用来传输数字信号时数字通道的最重要的 指标。 指单位时间内线路中传输的二进制位的数量，是一 个表征速率的物理量，以bit/s来度量。 带宽取决于所用传输介质的质量、每一种传输介质的 精确长度及传输技术 传输速率描述的是在特定带宽下对信息进行传输的能 力 二者之间有一定的关系，这种关系与编码方式等技术 有关，不一定是一对一的关系。 在计算机网络领域，广泛使用的是数据传输速率
在计算机网络领域广泛使用的是数据传输速率电磁干扰与电磁兼容性电磁干扰emielectromagneticinterference也称为噪声指由电磁场引起的铜导线中的电噪声铜缆线网络和设备会产生电磁干扰同时铜质通信电缆中传输的信号易受电磁干扰的影响电磁干扰可以通过电感传导欧化等方式中的任何一种进入通信电缆导致信号损失光纤通信系统不易受此影响电磁兼容性emcelectromagneticcompatibility指系统发出的最小辐射和系统能经受的最大外部噪声即设备或设备系统在正常情况下运行而不会产生干扰或者扰乱其他在湘潭空间或者环境中的设备或者系统的电信号能力有两个方面
《物联网技术导论》教案
《物联网技术导论》教案第一章：物联网概述1.1 物联网的定义与发展历程1.2 物联网的体系结构与关键技术1.3 物联网的应用领域与前景第二章：物联网感知技术2.1 传感器技术2.2 无线射频识别（RFID）技术2.3 二维码技术第三章：物联网传输技术3.1 无线通信技术3.2 互联网技术3.3 边缘计算技术第四章：物联网平台与中间件技术4.1 物联网平台概述4.2 物联网中间件技术4.3 物联网平台案例分析第五章：物联网安全与隐私保护5.1 物联网安全威胁与挑战5.2 物联网安全技术5.3 物联网隐私保护策略第六章：物联网协议与标准6.1 物联网协议栈6.2 常用物联网通信协议6.3 物联网标准化组织与规范第七章：物联网应用案例分析7.1 智能家居物联网应用7.2 智能交通物联网应用7.3 工业物联网应用第八章：物联网项目设计与实施8.1 物联网项目需求分析8.2 物联网系统设计与规划8.3 物联网项目实施与管理第九章：物联网产业与发展趋势9.1 物联网产业链分析9.2 物联网产业发展现状9.3 物联网未来发展趋势第十章：物联网技术在特定领域的应用10.1 医疗健康领域的物联网应用10.2 农业领域的物联网应用10.3 环境监测领域的物联网应用重点和难点解析一、物联网的定义与发展历程难点解析：物联网的定义涵盖了多种技术和应用领域，理解其核心思想需要对相关技术有一定了解。
物联网的发展历程反映了技术的不断演进和应用的扩展。
二、物联网感知技术难点解析：感知技术是物联网获取信息的基础，涉及多种传感器的原理和应用。
RFID和二维码技术在信息传递和识别方面有重要作用，但具体的工作原理和实施方式较为复杂。
三、物联网传输技术难点解析：物联网的传输技术涵盖了多种通信协议和网络技术，边缘计算技术对于降低延迟和提高效率有重要作用，但理解其工作原理需要深入的知识。
四、物联网平台与中间件技术难点解析：物联网平台是连接设备、数据和应用的关键，中间件技术对于平台的稳定运行至关重要。
计算机软件的数据加密和安全传输技术
计算机软件的数据加密和安全传输技术第一章：数据加密技术在计算机软件中，数据加密是一项重要的技术，通过对数据进行加密，可以确保数据在传输和存储过程中不被未经授权的人所窃取或篡改。
数据加密技术可以分为对称加密和非对称加密两种类型。
对称加密是一种常见的数据加密技术。
它使用相同的密钥对数据进行加密和解密。
在发送方将数据发送给接收方之前，发送方使用密钥对数据进行加密。
接收方在收到数据后，再使用相同的密钥对数据进行解密。
由于密钥相同，对称加密算法的加密和解密过程效率较高，适合用于大量数据的加密。
但是，对称加密的安全性相对较弱，一旦密钥被泄露，数据就会面临被攻击者获得的风险。
非对称加密采用了公钥和私钥的概念，为数据的发送和接收方分别生成公钥和私钥。
发送方使用接收方的公钥对数据进行加密，而接收方则使用自己的私钥对数据进行解密。
由于公钥和私钥是不同的，非对称加密算法的安全性更高。
但是，非对称加密算法的计算量较大，效率较低，适合用于少量数据的加密。
除了对称加密和非对称加密，还有基于哈希函数的数据加密技术。
哈希函数可以将任意长度的数据映射为固定长度的摘要。
通过将数据的摘要加密后与数据一起传输，接收方可以通过对接收到的数据再次计算摘要，来验证数据的完整性和一致性。
哈希函数算法具有不可逆的特点，即不能通过摘要值反向推导出原始数据，从而保证了数据的安全性。
第二章：安全传输技术在计算机软件中，安全传输技术可以保证数据在传输过程中不被窃取或篡改。
常见的安全传输技术包括传输层安全协议（TLS）和虚拟专用网络（VPN）。
传输层安全协议（TLS）是一种常用的安全传输技术，它在传输层对数据进行加密和身份验证。
TLS主要通过证书来验证服务器和客户端的身份，并使用对称加密和非对称加密技术来保护数据的机密性和完整性。
TLS可以确保数据在传输过程中不会被第三方窃取或篡改，并且可以防止中间人攻击。
在Web应用程序中，TLS被广泛应用于保护浏览器与服务器之间的通信。
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1 s
2 s
3 s
链 路 带 宽 = 10 M b/s 或 链 路 速 率 = 10 M b/s 管 道 宽 度 增 大 到 10 倍
0
1 s
2 s
3 s
3.2信道带宽与传输延迟
往返时延：它表示从发送方发送数据开始，到发送端收到来自接 收端的确认（接收端收到数据后立即发送确认），总共经历的 时延。
向传输信息 半双工信道：通信双方可以交替发送和接
3.2信道带宽与传输延迟
信息源
接收
信源编码 信源译码
信道编码
信道译码
调制 传输 介质 干扰
解调
数字通信系统的发送与接收流程
3.2信道带宽与传输延迟
３带宽：
定义：信道内不存在噪声和干扰，即发送 端所发送的信号都能到达接收端，信道及 发送接收设备最佳匹配并稳定工作时，发 送接收设备能够改变比特信号的最大速率 称为带宽，用Hz表示。
另一种错误概念 ——“宽带”相当于“多车道”
多车道公路是并行传输
通信线路上通常都是串行传输
……100101110100100111010001011010
3.2信道带宽与传输延迟
高电平
t0 t1
低电平
影响带宽的物理因素：
由于任何物理材料都具有一定的状态跳变相应时间（t0、 t1），因此，理想方波实际中不存在。响应时间对带宽 的影响很明显的。
错误的概念
宽带线路 A
在宽带线路上比特传播得快 B
窄带线路 A
在窄带线路上比特传播得慢 B
正确的概念
宽带线路 A
B
窄带线路 A
B
宽带线路：每秒有更多比特从计算机 注入到线路。
宽带线路和窄带线路上比特的传播速率是一 样的。
比喻：汽车运货
宽带线路 窄带线路
宽带和窄带线路：车速一样 宽带线路：车距缩短
信道传输速率考虑了信道传输延迟。如果一个信道每秒 传送9600比特，则要传输19200比特信息时，由传输信 道所带来的延迟将为2秒。
3.2信道带宽与传输延迟
增加带宽并减少延迟的措施：
并行传输：使用多个信道，发送和接收设备中设置相应 的缓冲装置，并将原来顺序产生的信息编码置入并行缓 冲器中，然后用多个信号发生器产生方波信号后经信道 发送出去。
第三章 传输技术
主要内容： 信道带宽与传输延迟 信道容量与信道复用 异步通信与基带传输 远距离通信与载波传输 有关传输介质的几种标准 重点： 信道带宽与传输延迟
3.2 信道带宽与传输延迟
3.2.1 信道
信道：通信中 传递信息的通 道，由发送信 息、转发信息 与接收信息设 备、传输介质 组成。
宽带线路：可通过较高数据率的线路。 宽带是相对的概念，并没有绝对的标准。 在目前，对于用户接入到因特网的用户线来说，每秒传送
几个兆比特就可以算是宽带速率。
3.2信道带宽与传输延迟
对宽带传输的错误概念
有些人愿意用“汽车在公路上跑”来比喻“比特在网络上传 输”，认为宽带传输的好处就是传输更快，好比汽车在高速 公路上可以跑得更快一样。
对于这种比喻一定要谨慎对待。
常见的错误是混淆了两种速率
在网络中有两种不同的速率： 信号（即电磁波）在传输媒体上的传播速率（米/秒，或公里/
秒） 计算机向网络发送比特的速率（比特/秒） 这两种速率的意义和单位完全不同。 宽带传输：计算机向网络发送比特的速率较高。
3.2信道带宽与传输延迟
··· ···
信息 源
独占信 道
A
信息源
独占信 道
B
共享 信道
3.2信道带宽与传输延迟
２信道分类： 共享信道：多个信息源、多个接收端共享
使用的信道 独占信道：单个信源使用的信道 共享信道分类： 全双工信道：允许信息收发双方同时向对
方传递信息 单工信道：信道只允许收方或发送方单方
时分复串用 缓冲1
信号 发生器
······
并
编码 信号
转···
缓冲1
缓冲2
并
串 编码 转 信号
换
缓冲n
信号发生器
······
缓冲n
Back
3.2信道带宽与传输延迟
4、时延 时延是指一个报文或一个分组从一个网络
的一端传送到另一端所需的时间。 时延由以下几个部分组成：
往返时延带宽积的意义： 其意义就是当发送端连续发送数据时，在收到对方的确认之前， 就已经将这样多的比特发送到链路上了。 对于一条正在传送数据的链路，只有在代表链路的管道都充满比 特时，链路才得到充分利用。
思考：对于远距离传输，使用高带宽链路有何问题？
3.3 信道容量与信道复用
相关说明： 几个基本概念： 码元：承载信息的基本信号单位。比如用脉冲
（1）发送时延：发送时延是结点在发送数据时使数据块从 结点进入到传输媒体所需要的时间。又称为传输时延。 也就是从数据块的第一个比特开始发送算起，到最后一 个比特发送完毕所需要的时间。
发送时延=数据块长度/信道带宽
3.2信道带宽与传输延迟
（2）传播时延 传播时延是电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。 传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速率 电磁波在自由空间的传播速度是光速。在铜线电缆中的传播速 度是2.3*10e5km/s,在光纤中的传播速率为2.0*10e5km/s。 (3)处理时延 这是数据在交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的 时间。在结点缓存队列中分组排队所经历的时间是处理时延中的 重要组成部分。因此，处理时延的长短往往取决于网络中当时的 通信量。
例如，带宽4000Hz表示该信道最多可以 以每秒4000次的速率发送信号。
3.2信道带宽与传输延迟
计算机网络的带宽是指网络可通过的最高数据率，即每秒 多少比特。
描述带宽也常常把“比特/秒”省略。 例如，带宽是 10 M，实际上是 10 Mb/s。 这里的 M 是 106。
什么是宽带？
思考：哪一部分时延占主导地位？
3.2信道带宽与传输延迟
5、时延带宽积和往返时延
时延带宽积=传播时延*带宽
我们可以用时延带宽积管道来表示传输链路。可以 将时延带宽积
管道画成如下图所示的长方时 延形管道，它的长度是时
延，宽带是带
宽。 带 宽
时延带宽积管道
3.2信道带宽与传输延迟
0
链 路 带 宽 = 1 M b/s 或 链 路 速 率 = 1 M b/s