无线网络技术复习提纲
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45
接入控制
无线接入第一阶段 : 扫描（ SCAN ) 阶段
若无线站点 STA 设成 Ad-hoc 模式：
STA先寻找是否已有BSS（与STA所属相同的SSID）存在，如 有，则参加（join）；若无, 则会自己创建一个BSS，等其他站 来 join。 若无线站点 STA 设成 Infrastructure 模式： 1、主动扫描方式（特点：能迅速找到） STA 依次在11个信道发出 Probe Request 帧，寻找与STA所 属有相同SSID的AP，若找不到有相同 SSID 的 AP，则一直扫描 下去… 2、被动扫描方式（特点：找到时间较长，但STA节电） STA被动等待AP 每隔一段时间定时送出的 Beacon 信标幀， 该帧提供了AP及所在BSS相关信息： “我在这里”…
中,只能独立使用.无需AP,安全由各个客户端自行维护
点对点模式中的一个节点必须能同时 ”看 ”到网络中的其他节点 ,否则就认
为网络中断,因此对等网络只能用于少数用户的组网环境,比如4至8个用户.
转发结点
转发结点
转发结点 B
C
自组网络
A 源结点
D
目的结点
E
F
4
基础结构模式
由无线接入点AP、无线工作站以及分布式系统构成。无线
由于跳频速率很快，从而在宏观上实现了频谱的扩
展。
20
直接序列扩频
直接序列扩频(Direct Sequence SS，DSSS)用具有高码率的扩频码序列
在发送方直接扩展信号频谱，而接收方则用相同扩频码序列进行解扩， 即把拓宽的扩频信号还原成原始信息。
DSSS中，原始信号中的每一位在传输信号中以多位表示，即使用扩展
沿直线传播的微波射束，经过一定地段后，就会离开 地平线而逐渐射向远方空间。因此，在地平线以远的 地点自然就接收不到微波信号了。
无线电波在空间传播过程中，能量要受到损耗。频率
越高，衰减越大。微波射束的能量，经过一定地段损
耗后，将大为减少
14
微波通信
欲实现地面上A、B两地间的远距离微波通信，也必
30
信号损伤
多径：在发送器和接 收器之间产生了不止 一条，而是许多条不 同的路径。
31
32
复习提纲——第三章
无线局域网定义、标准和组成
IEEE 802.11 MAC设计目标 可靠数据传送 访问接入控制、CSMA/CA原理
33
无线局域网定义、标准和组成
WLAN的基本元素——BSS
BSS1
ITU国际电信联盟给出适宜于无线通信的波长是从
11
长波至微波不等,即3kHz至3000GHz不等。
无线电频谱资源的价值
频谱资源是运营商最重要的战略资源之一,其拥有
的频谱资源的多少直接决定了其网络能够承载多少 用户
频谱资源为什么值钱?
电磁波在同一频段的干扰造成了无线电频谱资 源的有限性,各种无限制式对有限的频谱资源的 争夺造成了它的高价值
根据无线接入点AP的不同功用,可实现不同的组网方式
点对点模式 基础结构模式 多AP模式
无线网桥模式
无线中继模式 Mesh模式
3
点对点模式
无中心拓扑结构 ,由无线工作站（主机 /终端）组成 ,用于一台无线工作站
和另一台或多台其他无线工作站的直接通讯 ,该网络无法接入到有线网络
方，加强了前面的信号强度
29
天线的方向性
广播电视发射天线，移动通讯基站天线等，要求在水平面内为全
向方向图，而在垂直面内有一定的方向性以提高天线增益，见图 (a)； 对微波中继通讯、远程雷达、射电天文、卫星接收等用途的天线， 要求为笔形波束方向图，见图(b)； 对搜索雷达、警戒雷达天线则要求天线方向图为扇形波束，见图 (c)等。
说的无方向性，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束
定向天线，在水平方向图上表现为一定角度范围辐射，也就是平常所
说的有方向性，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束
全向天线会向四面八方发射信号，前后左右都可以接受到信
号，定向天线就好像在天线后面罩一个碗壮的反射面，信号 只能向前面传递，射向后面的信号被反射面挡住并反射到前
BSS1
System）：连接多
个BSS网络及有线 网络
DS
AP
AP
BSS2
无线局域网的组成
AP1
SSID＝“marketing”
STA STA
STA
SSID：Service Set ID 服务集识别码
无线局域网的组成
BSS1
ESS（Extended
Service set identify (SSID1)
如果收到 CTS（信道busy）则保持安静，不能传输数据。
如果只收到 RTS 而没收到 CTS,可以传输数据。
44
接入控制
无线接入过程
STA (工作站）启动初始化、开始正式使用AP 传 送数据幀前，要经过三个阶段才能接入: (1) 扫描(SCAN) (2) 认证(Authentication) (3) 关联(Association)
接入AP用于在无线工作站和有线网络之间接收、缓存和转 发数据，所有无线通信都经过AP完成，是有中心拓扑结构。 AP可连接有线网络，实现无线网络和有线网络的互联
分布系统 DS
因特网
AP
基本服务集 BSS BSSID
5
多AP模式
由多个AP以及连接它们的分布式系统组成的基础架构模式网络
相同SSID的无线网络间可以漫游
被其他站点发出的传送打断。如果因为数据帧被损坏
或因为返回的ACK被损坏，源站点在一个短的时间周 期中没有收到ACK，它会重发该帧。
为了更进一步地增强可靠性，可以使用四帧交换。
（RTS/CTS）
40
隐终端(Hidden terminal)效应
侦听到信道 “闲” 可能结果不正确，由于：
(a) 隐蔽站问题 ---- 在发送方侦听不到: A, C 不能互相听到，中间有障碍物、
12
微波传输的特殊性
微波是一种波长很短的无线电波 具有类似光的传播特性 微波在自由空间只能像光波一样沿直线传播，绕射
能力很弱
在传播过程中遇到不均匀介质时，将产生折射和反
射现象
13
微波通信
地面上进行远距离微波通信需要采用“中继”方式
地球是个椭球体，地面是个球面。地面上某点发出的
BSS AP1 A A
BSS
Baidu Nhomakorabea
AP2
ESS 扩展服务集 SSID
6
无线网桥模式
利用一对无线网桥连接两个有线或者无线局域网网
段
WB1 A WB2
A
以太网
以太网
7
无线中继模式
无线中继器用来在通信路径的中间转发数据，
从而延伸系统的覆盖范围
AP1
WB
A
AP2
A
以太网
以太网
8
Mesh结构
让网络中的每个节点都可以发送和接收信号
编码。
例如说在发射端将“1”用11000100110，而将“0”用00110010110去代替，
这个过程就实现了扩频，而在接收机处只要把收到的序列是11000100110 就恢复成“1”是00110010110就恢复成“0”，这就是解扩。
扩展编码能将信号扩展至更宽的频带范围上，该频带范围与使用位数成
须采用“接力”方式，逐段收发放大，最终到达远 距离收信端。
15
微波通信
“接力”就是“中继”。微波中继通信也叫微波接力
通信
例如，为了实现北京至上海之间的微波通信，必须在
北京和上海之间设置若干个中间接力站，每个中间接
力站把上一站发来的微波信号接收下来，放大等处理 后，转发到下一站，如此一站接续一站，最终到达上 海(或北京)收信端
42
隐终端问题解决方式
1. 2. 3. 4. 节点A欲发送一数据包给节点B, 首先A发送一RTS给B; B发送CTS; A收到CTS后发送数据; C监听到CTS，知道有节点在发送数据，A和B数据传输 时间C不会发数据包。
43
暴露终端问题解决方式
1、发送者发送 RTS。
2、接收者返回 CTS。 3、邻居节点：
10
无线电频谱、特点及可用范围
无线电频谱是一种特殊的自然资源
无线电频谱资源是有限的
无线电频谱资源在一定时间、地区和频域内，可以被设备共享 无线电频谱可以被利用但不会被消耗掉，是一种非消耗的资源
无线电波有固有的传播特性，它不受行政区域、国家边界的
限制
无线电频谱资源极易受到污染
41
暴露终端(Exposed terminal)效应
当节点B向节点A发送数据时，节点C也希望向节点D发送数据。 节点
C侦听信道，它将听到节点B正在发送数据，于是错误地认为它此时不 能向节点D发送数据， 但实际上它的发送不会影响节点A的数据接收， 这就导致节点C所谓暴露终端问题的出现。
A
B
C
D
暴露终端是指在发送者的通信范围之内而在接收者通信范围之外的终端。
复习提纲——第一章
无线网络概述、分类
1
复习提纲
试分析和比较无线网络和有线网络 ，可以从传输方
式 、组网结构等方面进行比较。
传输介质 有线网络 无线网络 双绞线、同轴电缆、光纤 无线电波、微波、红外
2
有线网络与无线网络的组网方式
无论采用哪种传输技术,无线网络的拓扑结构基本上是一
样,可归结为两个基本类: 无中心拓扑和有中心拓扑
ESS
Service Set）是采用 相同的SSID的多个
AP1
BSS形成的更大规模
AP2
DS
的虚拟BSS。
Service set identify (SSID1)
BSS2
无线局域网的组成
ESS
AP1 BSSID1<->SSID
AP2 BSSID1<->SSID 1208E SSID＝“marketing”
AP
BSS2 AP
STA4 STA6
STA1 STA3
STA2
STA5
能互相进行无线通信的STA可以组成一个BSS（Basic Service Set） BSS是802.11网络的基本结构
Stations (STA)：任何的无线终端设备。
34
无线局域网的组成
基本元素—— DS
DS（Distribution
信号衰减，A、C 于是都发给 B， B 处此时会产生冲突。
(b) 信号强度衰减问题 ---- C 在发送，由于信号传输衰减，传到 A 处时，A
听不到，A 以为听到信道闲，也发， 接收站 B 处此时产生冲突。
Signal strength
A
B
C
Location
隐终端是指在接收者的通信范围内而在发送者通信范围外的终端。
窄的方向上发射出去，形成一个电磁波束，天 线的指向就是波束指向。
如果天线转到某个方向上时，发现了目标回波，
那么天线所指的方向就是目标所在的方向。
28
天线的方向性
天线对空间不同方向具有不同的辐射或接收能力，这就是天
线的方向性
根据方向性的不同，天线有全向和定向两种
全向天线，即在水平方向图上表现为360°都均匀辐射，也就是平常所
1208E
SSID＝“marketing”
SSID是一个ESS的网络标识 BSSID是一个BSS的标识
38
IEEE 802.11 MAC设计目标
IEEE 802.11 MAC
39
可靠数据传送
IEEE 802.11使用帧交换协议。当一个站点收到从另一
个站点发来的数据帧时，它向源站点返回一个确认 (ACK)帧。此交换被作为一个原子单元处理，它不会
正比。
21
直接序列扩频原理
一个周期
22
直接序列扩频原理
23
扩频的应用
扩频码如何区分手机1与 手机2的信号？
24
扩频的应用
手机2接收端的解扩码
为W2
解扩后信号变成了低
频信号，只应有两个 码元
同一个码元内高低电
平的变化会进行积分，
积分的值才是最终值
25
什么是天线？
把从导线上传下来的电流信号做为无线电波发射到空间 收集无线电波并产生电信号
16
扩频技术工作原理、类型、区别
复用与扩频技术的直观印象
17
扩频技术
扩频
原始信号和比它速
率高得多的扩频序
列相乘，从而延展
它的频带
18
跳频扩频
19
跳频技术如何实现频谱扩展
每一跳频驻留时间的瞬时所占的信道带宽是窄带频
谱
依照跳频图案随时间的变化，这些瞬时窄带频谱在
一个很宽的频带内跳变，形成一个跳频带宽。
Blah blah blah bl ah
26
天线参数解析
天线参数
方向性：辐射的方向 增益：集中辐射的能力
波束宽度：描述辐射方向与抗干扰能力
极化：调整振子方向以提高增益
27
天线参数——方向性
发射器设备通过发射天线向空间发射电磁波，
是有方向性的
发射天线的作用就是将电磁能量会聚到一个很
基站和基站之间的无线互联有多条路径连在一起形成
网络，网络有多条路径形成回联
如果某一条路径失败，可以切换到另外一条路径上，
不会造成网络中断
9
复习提纲——第二章
无线电频谱、特点及可用范围
无线电频谱资源的价值 微波传输的特殊性 扩频技术工作原理、类型、区别 天线及其参数、天线方向性 信号损伤的多径问题
接入控制
无线接入第一阶段 : 扫描（ SCAN ) 阶段
若无线站点 STA 设成 Ad-hoc 模式：
STA先寻找是否已有BSS（与STA所属相同的SSID）存在，如 有，则参加（join）；若无, 则会自己创建一个BSS，等其他站 来 join。 若无线站点 STA 设成 Infrastructure 模式： 1、主动扫描方式（特点：能迅速找到） STA 依次在11个信道发出 Probe Request 帧，寻找与STA所 属有相同SSID的AP，若找不到有相同 SSID 的 AP，则一直扫描 下去… 2、被动扫描方式（特点：找到时间较长，但STA节电） STA被动等待AP 每隔一段时间定时送出的 Beacon 信标幀， 该帧提供了AP及所在BSS相关信息： “我在这里”…
中,只能独立使用.无需AP,安全由各个客户端自行维护
点对点模式中的一个节点必须能同时 ”看 ”到网络中的其他节点 ,否则就认
为网络中断,因此对等网络只能用于少数用户的组网环境,比如4至8个用户.
转发结点
转发结点
转发结点 B
C
自组网络
A 源结点
D
目的结点
E
F
4
基础结构模式
由无线接入点AP、无线工作站以及分布式系统构成。无线
由于跳频速率很快，从而在宏观上实现了频谱的扩
展。
20
直接序列扩频
直接序列扩频(Direct Sequence SS，DSSS)用具有高码率的扩频码序列
在发送方直接扩展信号频谱，而接收方则用相同扩频码序列进行解扩， 即把拓宽的扩频信号还原成原始信息。
DSSS中，原始信号中的每一位在传输信号中以多位表示，即使用扩展
沿直线传播的微波射束，经过一定地段后，就会离开 地平线而逐渐射向远方空间。因此，在地平线以远的 地点自然就接收不到微波信号了。
无线电波在空间传播过程中，能量要受到损耗。频率
越高，衰减越大。微波射束的能量，经过一定地段损
耗后，将大为减少
14
微波通信
欲实现地面上A、B两地间的远距离微波通信，也必
30
信号损伤
多径：在发送器和接 收器之间产生了不止 一条，而是许多条不 同的路径。
31
32
复习提纲——第三章
无线局域网定义、标准和组成
IEEE 802.11 MAC设计目标 可靠数据传送 访问接入控制、CSMA/CA原理
33
无线局域网定义、标准和组成
WLAN的基本元素——BSS
BSS1
ITU国际电信联盟给出适宜于无线通信的波长是从
11
长波至微波不等,即3kHz至3000GHz不等。
无线电频谱资源的价值
频谱资源是运营商最重要的战略资源之一,其拥有
的频谱资源的多少直接决定了其网络能够承载多少 用户
频谱资源为什么值钱?
电磁波在同一频段的干扰造成了无线电频谱资 源的有限性,各种无限制式对有限的频谱资源的 争夺造成了它的高价值
根据无线接入点AP的不同功用,可实现不同的组网方式
点对点模式 基础结构模式 多AP模式
无线网桥模式
无线中继模式 Mesh模式
3
点对点模式
无中心拓扑结构 ,由无线工作站（主机 /终端）组成 ,用于一台无线工作站
和另一台或多台其他无线工作站的直接通讯 ,该网络无法接入到有线网络
方，加强了前面的信号强度
29
天线的方向性
广播电视发射天线，移动通讯基站天线等，要求在水平面内为全
向方向图，而在垂直面内有一定的方向性以提高天线增益，见图 (a)； 对微波中继通讯、远程雷达、射电天文、卫星接收等用途的天线， 要求为笔形波束方向图，见图(b)； 对搜索雷达、警戒雷达天线则要求天线方向图为扇形波束，见图 (c)等。
说的无方向性，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束
定向天线，在水平方向图上表现为一定角度范围辐射，也就是平常所
说的有方向性，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束
全向天线会向四面八方发射信号，前后左右都可以接受到信
号，定向天线就好像在天线后面罩一个碗壮的反射面，信号 只能向前面传递，射向后面的信号被反射面挡住并反射到前
BSS1
System）：连接多
个BSS网络及有线 网络
DS
AP
AP
BSS2
无线局域网的组成
AP1
SSID＝“marketing”
STA STA
STA
SSID：Service Set ID 服务集识别码
无线局域网的组成
BSS1
ESS（Extended
Service set identify (SSID1)
如果收到 CTS（信道busy）则保持安静，不能传输数据。
如果只收到 RTS 而没收到 CTS,可以传输数据。
44
接入控制
无线接入过程
STA (工作站）启动初始化、开始正式使用AP 传 送数据幀前，要经过三个阶段才能接入: (1) 扫描(SCAN) (2) 认证(Authentication) (3) 关联(Association)
接入AP用于在无线工作站和有线网络之间接收、缓存和转 发数据，所有无线通信都经过AP完成，是有中心拓扑结构。 AP可连接有线网络，实现无线网络和有线网络的互联
分布系统 DS
因特网
AP
基本服务集 BSS BSSID
5
多AP模式
由多个AP以及连接它们的分布式系统组成的基础架构模式网络
相同SSID的无线网络间可以漫游
被其他站点发出的传送打断。如果因为数据帧被损坏
或因为返回的ACK被损坏，源站点在一个短的时间周 期中没有收到ACK，它会重发该帧。
为了更进一步地增强可靠性，可以使用四帧交换。
（RTS/CTS）
40
隐终端(Hidden terminal)效应
侦听到信道 “闲” 可能结果不正确，由于：
(a) 隐蔽站问题 ---- 在发送方侦听不到: A, C 不能互相听到，中间有障碍物、
12
微波传输的特殊性
微波是一种波长很短的无线电波 具有类似光的传播特性 微波在自由空间只能像光波一样沿直线传播，绕射
能力很弱
在传播过程中遇到不均匀介质时，将产生折射和反
射现象
13
微波通信
地面上进行远距离微波通信需要采用“中继”方式
地球是个椭球体，地面是个球面。地面上某点发出的
BSS AP1 A A
BSS
Baidu Nhomakorabea
AP2
ESS 扩展服务集 SSID
6
无线网桥模式
利用一对无线网桥连接两个有线或者无线局域网网
段
WB1 A WB2
A
以太网
以太网
7
无线中继模式
无线中继器用来在通信路径的中间转发数据，
从而延伸系统的覆盖范围
AP1
WB
A
AP2
A
以太网
以太网
8
Mesh结构
让网络中的每个节点都可以发送和接收信号
编码。
例如说在发射端将“1”用11000100110，而将“0”用00110010110去代替，
这个过程就实现了扩频，而在接收机处只要把收到的序列是11000100110 就恢复成“1”是00110010110就恢复成“0”，这就是解扩。
扩展编码能将信号扩展至更宽的频带范围上，该频带范围与使用位数成
须采用“接力”方式，逐段收发放大，最终到达远 距离收信端。
15
微波通信
“接力”就是“中继”。微波中继通信也叫微波接力
通信
例如，为了实现北京至上海之间的微波通信，必须在
北京和上海之间设置若干个中间接力站，每个中间接
力站把上一站发来的微波信号接收下来，放大等处理 后，转发到下一站，如此一站接续一站，最终到达上 海(或北京)收信端
42
隐终端问题解决方式
1. 2. 3. 4. 节点A欲发送一数据包给节点B, 首先A发送一RTS给B; B发送CTS; A收到CTS后发送数据; C监听到CTS，知道有节点在发送数据，A和B数据传输 时间C不会发数据包。
43
暴露终端问题解决方式
1、发送者发送 RTS。
2、接收者返回 CTS。 3、邻居节点：
10
无线电频谱、特点及可用范围
无线电频谱是一种特殊的自然资源
无线电频谱资源是有限的
无线电频谱资源在一定时间、地区和频域内，可以被设备共享 无线电频谱可以被利用但不会被消耗掉，是一种非消耗的资源
无线电波有固有的传播特性，它不受行政区域、国家边界的
限制
无线电频谱资源极易受到污染
41
暴露终端(Exposed terminal)效应
当节点B向节点A发送数据时，节点C也希望向节点D发送数据。 节点
C侦听信道，它将听到节点B正在发送数据，于是错误地认为它此时不 能向节点D发送数据， 但实际上它的发送不会影响节点A的数据接收， 这就导致节点C所谓暴露终端问题的出现。
A
B
C
D
暴露终端是指在发送者的通信范围之内而在接收者通信范围之外的终端。
复习提纲——第一章
无线网络概述、分类
1
复习提纲
试分析和比较无线网络和有线网络 ，可以从传输方
式 、组网结构等方面进行比较。
传输介质 有线网络 无线网络 双绞线、同轴电缆、光纤 无线电波、微波、红外
2
有线网络与无线网络的组网方式
无论采用哪种传输技术,无线网络的拓扑结构基本上是一
样,可归结为两个基本类: 无中心拓扑和有中心拓扑
ESS
Service Set）是采用 相同的SSID的多个
AP1
BSS形成的更大规模
AP2
DS
的虚拟BSS。
Service set identify (SSID1)
BSS2
无线局域网的组成
ESS
AP1 BSSID1<->SSID
AP2 BSSID1<->SSID 1208E SSID＝“marketing”
AP
BSS2 AP
STA4 STA6
STA1 STA3
STA2
STA5
能互相进行无线通信的STA可以组成一个BSS（Basic Service Set） BSS是802.11网络的基本结构
Stations (STA)：任何的无线终端设备。
34
无线局域网的组成
基本元素—— DS
DS（Distribution
信号衰减，A、C 于是都发给 B， B 处此时会产生冲突。
(b) 信号强度衰减问题 ---- C 在发送，由于信号传输衰减，传到 A 处时，A
听不到，A 以为听到信道闲，也发， 接收站 B 处此时产生冲突。
Signal strength
A
B
C
Location
隐终端是指在接收者的通信范围内而在发送者通信范围外的终端。
窄的方向上发射出去，形成一个电磁波束，天 线的指向就是波束指向。
如果天线转到某个方向上时，发现了目标回波，
那么天线所指的方向就是目标所在的方向。
28
天线的方向性
天线对空间不同方向具有不同的辐射或接收能力，这就是天
线的方向性
根据方向性的不同，天线有全向和定向两种
全向天线，即在水平方向图上表现为360°都均匀辐射，也就是平常所
1208E
SSID＝“marketing”
SSID是一个ESS的网络标识 BSSID是一个BSS的标识
38
IEEE 802.11 MAC设计目标
IEEE 802.11 MAC
39
可靠数据传送
IEEE 802.11使用帧交换协议。当一个站点收到从另一
个站点发来的数据帧时，它向源站点返回一个确认 (ACK)帧。此交换被作为一个原子单元处理，它不会
正比。
21
直接序列扩频原理
一个周期
22
直接序列扩频原理
23
扩频的应用
扩频码如何区分手机1与 手机2的信号？
24
扩频的应用
手机2接收端的解扩码
为W2
解扩后信号变成了低
频信号，只应有两个 码元
同一个码元内高低电
平的变化会进行积分，
积分的值才是最终值
25
什么是天线？
把从导线上传下来的电流信号做为无线电波发射到空间 收集无线电波并产生电信号
16
扩频技术工作原理、类型、区别
复用与扩频技术的直观印象
17
扩频技术
扩频
原始信号和比它速
率高得多的扩频序
列相乘，从而延展
它的频带
18
跳频扩频
19
跳频技术如何实现频谱扩展
每一跳频驻留时间的瞬时所占的信道带宽是窄带频
谱
依照跳频图案随时间的变化，这些瞬时窄带频谱在
一个很宽的频带内跳变，形成一个跳频带宽。
Blah blah blah bl ah
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天线参数解析
天线参数
方向性：辐射的方向 增益：集中辐射的能力
波束宽度：描述辐射方向与抗干扰能力
极化：调整振子方向以提高增益
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天线参数——方向性
发射器设备通过发射天线向空间发射电磁波，
是有方向性的
发射天线的作用就是将电磁能量会聚到一个很
基站和基站之间的无线互联有多条路径连在一起形成
网络，网络有多条路径形成回联
如果某一条路径失败，可以切换到另外一条路径上，
不会造成网络中断
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复习提纲——第二章
无线电频谱、特点及可用范围
无线电频谱资源的价值 微波传输的特殊性 扩频技术工作原理、类型、区别 天线及其参数、天线方向性 信号损伤的多径问题