1概论07微波与扩频通信.pptx
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《微波通信原理》课件
高频段：微波通信向更高频段发展，如毫米波、太赫兹等
大容量：微波通信向大容量、高速率方向发展，如5G、6G等
技术挑战：高频段与大容量发展面临的技术挑战，如信号衰减、干扰等问题
应用前景：高频段与大容量发展在物联网、自动驾驶等领域的应用前景
卫星通信与地面微波通信的融合是未来发展趋势
地面微波通信具有建设成本低、传输距离短等优点
5G技术的普及将推动微波通信的发展
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天线是微波通信系统的重要组成部分
天线的性能指标包括增益、方向性、极化方式等
天线的种类包括定向天线、全向天线、阵列天线等
天线的作用是将微波信号转换为电磁波，或将电磁波转换为微波信号
电缆：微波在电缆中传播，速度较慢，但稳定性高
空气：微波在空气中传播，不受地形和建筑物的影响
真空：微波在真空中传播，速度最快，但需要特殊设备
天线选择：根据通信距离、环境等因素选择合适的天线
天线安装：正确安装天线，保证通信质量
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电磁屏蔽：如何通过电磁屏蔽技术降低电磁辐射对环境的影响
电磁辐射：微波通信产生的电磁辐射对环境和生物的影响
电磁兼容：微波通信设备与其他电子设备之间的电磁兼容问题
电磁污染：微波通信产生的电磁污染及其对环境的影响
光纤：微波在光纤中传播，速度最快，但需要特殊设备
调制：将信息信号转换为适合传输的电信号
解调：将接收到的电信号还原为信息信号
调制方式：幅度调制、频率调制、相位调制等
解调方式：幅度解调、频率解调、相位解调等
应用：无线通信、卫星通信、广播电视等
微波通信原理演示幻灯片
32
天线参数
频段
天线口径
增益
典型性能
33
1.5 衰落
微波传播必须采用直射波，接收点的场强是直射空间波与地面反 射波的叠加。传播媒介质是地面上的低空大气层和路由上的地面 、地物。当时间(季节、昼夜等)和气象(雨、雾、雪等)条件发生 变化时，大气的温度、湿度、压力和地面反射点的位置、反射系 数等也将发生变化。这必然引起接收点场强的高低起伏变化。这 种现象，叫做电波传播的衰落现象。显然衰落现象具有很大的随 机性。
也可以在微波频段直接调制，但调制限于PSK； 6.微波通信的理论基础是电磁场理论；
8
1.4.1 不同的传输方法
同轴电缆
微波
MUX
卫星 光缆
MUX
9
微波设备 电话/数据图像等信息
A站
微波设备 电话/数据/图像等信息
B站
数字微波点对点传输模型
10
微波 设备
电话 / 数据 图像等信息
A站（端）
微波 设备
其中 a 为反射板有效面积 m 2
a Acos2
反射板无源
d 2 （km）
15
无源中继站（实物照片）
反射板式无源中继站 Plane reflectors
双抛物面无源中继站 Parabolic reflectors
16
应用范围
宏蜂窝、微蜂窝网络传输 专用网 接入网 临时话音或数据链路 传输线的备份
2. 普通无线电波会被高空的电离层所吸收或被反射回来，而微波则 能够穿过电离层至外层空间。电视广播、卫星通信、宇宙航行， 射电天文学，以及受控热核反应中的等离子体的参数测量等，都 是利用了微波的这一特性才得以实现的；
3. 微波的频率很高，因此可利用的频带较宽、信息容量大，从而使 微波通信得到了广泛的应用和发展。
天线参数
频段
天线口径
增益
典型性能
33
1.5 衰落
微波传播必须采用直射波，接收点的场强是直射空间波与地面反 射波的叠加。传播媒介质是地面上的低空大气层和路由上的地面 、地物。当时间(季节、昼夜等)和气象(雨、雾、雪等)条件发生 变化时，大气的温度、湿度、压力和地面反射点的位置、反射系 数等也将发生变化。这必然引起接收点场强的高低起伏变化。这 种现象，叫做电波传播的衰落现象。显然衰落现象具有很大的随 机性。
也可以在微波频段直接调制，但调制限于PSK； 6.微波通信的理论基础是电磁场理论；
8
1.4.1 不同的传输方法
同轴电缆
微波
MUX
卫星 光缆
MUX
9
微波设备 电话/数据图像等信息
A站
微波设备 电话/数据/图像等信息
B站
数字微波点对点传输模型
10
微波 设备
电话 / 数据 图像等信息
A站（端）
微波 设备
其中 a 为反射板有效面积 m 2
a Acos2
反射板无源
d 2 （km）
15
无源中继站（实物照片）
反射板式无源中继站 Plane reflectors
双抛物面无源中继站 Parabolic reflectors
16
应用范围
宏蜂窝、微蜂窝网络传输 专用网 接入网 临时话音或数据链路 传输线的备份
2. 普通无线电波会被高空的电离层所吸收或被反射回来，而微波则 能够穿过电离层至外层空间。电视广播、卫星通信、宇宙航行， 射电天文学，以及受控热核反应中的等离子体的参数测量等，都 是利用了微波的这一特性才得以实现的；
3. 微波的频率很高，因此可利用的频带较宽、信息容量大，从而使 微波通信得到了广泛的应用和发展。
扩频通信概述ppt课件
抗多径干扰能力强 ，应用扩频意味着多径效果的减小 能够实现精确的定时和高分辨率的测距和测速
解放军理工大学通信工程学院
2024/3/10
1515
扩频通信概述
四、扩展频谱通信系统的特点
缺点
复杂、成本高 对宽带干扰没有抵抗能力 对信道要求高，带宽效率低（某些场合）
解放军理工大学通信工程学院
2024/3/10
解放军理工大学通信工程学院
2024/3/10
2525
扩频通信概述
八、扩频通信技术的发展趋势
扩频带宽和处理增益进一步提高； 跳频和跳时的跳速向更高的方向发展； 扩频码的复杂性进一步提高； 采用混合扩频技术； 采用多进制扩频技术； 采用多载波扩频技术； 扩频通信技术实现的数字化、 软件化；
扩频通信技术和自适应技术如自适应选频、 自适应天线和自适应干扰抑制滤波技术结合 使用。
1616
扩频通信概述
五、扩频通信的发展简史
跳频和跳时的概念出现于1940年代的早期
1942年由在奥地利出生的女演员Hedy Lamarr 和美国作曲家George Antheil发明。
直接序列的概念晚几年出现
相关检测出现在1940年代后期 瑞克接收机出现在1952年
早期绝大多数应用于军事和情报目的
扩频通信概述
扩频通信概述
一、扩频通信的理论基础
二、扩频通信的概念
三、扩频通信的分类
四、扩频通信系统的特点
五、扩频通信的发展简史
六、扩频通信系统的主要技术指标
七、扩频通信的应用
八、扩频通信技术的发展趋势
解放军理工大学通信工程学院
2024/3/10
11
扩频通信概述
一、扩频通信的理论基础
解放军理工大学通信工程学院
2024/3/10
1515
扩频通信概述
四、扩展频谱通信系统的特点
缺点
复杂、成本高 对宽带干扰没有抵抗能力 对信道要求高，带宽效率低（某些场合）
解放军理工大学通信工程学院
2024/3/10
解放军理工大学通信工程学院
2024/3/10
2525
扩频通信概述
八、扩频通信技术的发展趋势
扩频带宽和处理增益进一步提高； 跳频和跳时的跳速向更高的方向发展； 扩频码的复杂性进一步提高； 采用混合扩频技术； 采用多进制扩频技术； 采用多载波扩频技术； 扩频通信技术实现的数字化、 软件化；
扩频通信技术和自适应技术如自适应选频、 自适应天线和自适应干扰抑制滤波技术结合 使用。
1616
扩频通信概述
五、扩频通信的发展简史
跳频和跳时的概念出现于1940年代的早期
1942年由在奥地利出生的女演员Hedy Lamarr 和美国作曲家George Antheil发明。
直接序列的概念晚几年出现
相关检测出现在1940年代后期 瑞克接收机出现在1952年
早期绝大多数应用于军事和情报目的
扩频通信概述
扩频通信概述
一、扩频通信的理论基础
二、扩频通信的概念
三、扩频通信的分类
四、扩频通信系统的特点
五、扩频通信的发展简史
六、扩频通信系统的主要技术指标
七、扩频通信的应用
八、扩频通信技术的发展趋势
解放军理工大学通信工程学院
2024/3/10
11
扩频通信概述
一、扩频通信的理论基础
微波通信基本原理ppt课件
几个基本概念 费涅耳半径(The Fresnel Radius)
T
F1
R
d1 P
d2
d
图1
第一费涅耳区半径
F1=（λd1d2/d）1/2 F2=（2λd1d2/d）1/2
= (2)1/2 F1
...... Fn=（nλd1d2/d）1/2
= (n)1/2 F1
微波通信的基本原理
• 几个基本概念 • 自由空间的电波传播 • 各种衰落及抗衰落技术 • 微波通信对设计的要求 • 干扰信号
几个基本概念
费涅耳区定义(The Fresnel Zone Definition)
费涅耳区 The Fresnel Zone:
➢ 如果前述定义的一系列费涅耳椭球面，与我们从T或R点出发认定的某一波前面相交 割，在交割的界面上我们就可以得到一系列的圆和环，中心是一个圆，称为第一费 涅耳区。
➢ 其外的圆环（外圆减内圆得到的圆环）称为第二个费涅耳区，再往外的圆环称为第 三费涅耳区、第四费涅耳区...... 第N费涅耳区。
线传播。
即：R e =KR
R为实际地球半径。
K值的实际测量平均值为4/3左右。但实际地段的K值和该地段的气象 有关，可以在较大范围内变化，影响视距传播。
自由空间的电波传播
• 自由空间的定义 • 自由空间损耗的定义 • 自由空间损耗的计算
自由空间的电波传播
自由空间的定义
自由空间 Free Space:
又称为理想介质空间，它相当于真空状态的理想空间。 在这个空间中充满均匀的、理想的介质，它的导电率σ=0，介电常数ε=ε0=109/36π F/m(法拉/米)，导磁系数μ=μ0=4π×10-7 H/m （亨/米）。
几个基本概念
扩频系统ppt课件
扩频系统的实际应用案例
PART
05
总结词
军事通信中，扩频系统因其抗干扰能力强、保密性好等特点被广泛应用。
详细描述
在军事通信领域，扩频系统通过将信息扩展到更宽的频带中进行传输，能够有效地抵抗敌方干扰和窃听，保证通信的可靠性和安全性。
无线局域网中，扩频系统提供了高速、稳定的无线传输，提高了网络性能。
扩频系统的实现需要高速的信号处理技术和复杂的编码算法，增加了系统的复杂性和成本。
实现复杂度较高
扩频系统需要精确的同步才能正常工作，对时钟和频率的稳定性要求较高。
对同步要求高
相对于常规通信系统，扩频系统的带宽效率较低，需要更多的带宽资源。
带宽效率较低
1
2
3
未来将进一步研究高性能的扩频芯片和信号处理算法，以提高系统的性能和降低成本。
扩频码的选择
信道编码技术
多用户接入技术
抗干扰能力定义：扩频系统的抗干扰能力是指系统在存在干扰的情况下仍能保持正常通信的能力。它是衡量扩频系统性能的重要指标之一。
信号处理算法
信号处理算法可以提高系统的抗噪声性能，从而降低误码率。常用的信号处理算法包括匹配滤波器和最大似然估计等。
误码率定义
误码率是指系统在传输性能的重要指标之一。
扩频系统具有抗干扰能力强、保密性好、抗多径干扰能力强、抗衰落性好等优点，因此在军事通信、卫星通信、无线通信等领域得到广泛应用。
特点
定义
卫星通信
卫星通信由于受到大气层和太空环境的干扰，信号传输容易受到干扰和衰落，而扩频技术可以有效提高卫星通信的可靠性和稳定性。
军事通信
扩频技术广泛应用于军事通信领域，可以提高通信的保密性和抗干扰能力，确保军事信息的传输安全。
PART
05
总结词
军事通信中，扩频系统因其抗干扰能力强、保密性好等特点被广泛应用。
详细描述
在军事通信领域，扩频系统通过将信息扩展到更宽的频带中进行传输，能够有效地抵抗敌方干扰和窃听，保证通信的可靠性和安全性。
无线局域网中，扩频系统提供了高速、稳定的无线传输，提高了网络性能。
扩频系统的实现需要高速的信号处理技术和复杂的编码算法，增加了系统的复杂性和成本。
实现复杂度较高
扩频系统需要精确的同步才能正常工作，对时钟和频率的稳定性要求较高。
对同步要求高
相对于常规通信系统，扩频系统的带宽效率较低，需要更多的带宽资源。
带宽效率较低
1
2
3
未来将进一步研究高性能的扩频芯片和信号处理算法，以提高系统的性能和降低成本。
扩频码的选择
信道编码技术
多用户接入技术
抗干扰能力定义：扩频系统的抗干扰能力是指系统在存在干扰的情况下仍能保持正常通信的能力。它是衡量扩频系统性能的重要指标之一。
信号处理算法
信号处理算法可以提高系统的抗噪声性能，从而降低误码率。常用的信号处理算法包括匹配滤波器和最大似然估计等。
误码率定义
误码率是指系统在传输性能的重要指标之一。
扩频系统具有抗干扰能力强、保密性好、抗多径干扰能力强、抗衰落性好等优点，因此在军事通信、卫星通信、无线通信等领域得到广泛应用。
特点
定义
卫星通信
卫星通信由于受到大气层和太空环境的干扰，信号传输容易受到干扰和衰落，而扩频技术可以有效提高卫星通信的可靠性和稳定性。
军事通信
扩频技术广泛应用于军事通信领域，可以提高通信的保密性和抗干扰能力，确保军事信息的传输安全。
微波通信基础课件
散 Nhomakorabea传输技术
散射传输技术是指将微波信号通过散射体进行传输的技术。这种技术主要应用于山区、丘陵等复杂地 形地区的通信，其优点是可以实现非视距通信，同时可以利用现有的散射网络进行传输。
散射传输技术通常采用散射天线进行信号散射，从而实现远距离的传输。这种技术的缺点是传输过程 中可能会出现信号衰减和干扰等问题，需要采取相应的措施进行解决。此外，散射传输技术还需要建 设大量的散射站点，因此成本较高。
交互和智能化发展。
微波通信发展趋势与新技术应用
5G技术的发展
随着5G技术的不断推进，微波 通信将发挥重要作用，实现更
高速、更可靠的数据传输。
智能反射面技术
通过智能反射面的设计，实现 对微波信号的智能调控和优化， 提高通信性能。
量子通信技术
利用量子纠缠等量子特性，实 现更加安全、高效的通信方式， 微波通信将在其中发挥关键作用。
比ASK有更好的抗噪声性能。
数字调制技术
相移键控（PSK） 用载波的相位偏移来代表数字信号的0、1比特。
比ASK和FSK有更好的抗噪声性能。
多路复用技 术
时分复用（TDM）
将时间划分为多个时隙，每 个时隙传输一路信号。
可以同时传输多路信号。
频分复用（FDM）
将频率划分为多个频带，每 个频带传输一路信号。 可以同时传输多路信号。
微波通信的历史与发展
01
02
03
起源
20世纪40年代，随着雷达 和电子管技术的快速发展， 人们开始利用微波频段进 行通信。
发展历程
经历了从模拟信号到数字 信号，从固定站到移动站， 从模拟调制到数字调制等 阶段。
现代应用
广泛应用于移动通信、卫 星通信、广播电视等领域。
散射传输技术是指将微波信号通过散射体进行传输的技术。这种技术主要应用于山区、丘陵等复杂地 形地区的通信，其优点是可以实现非视距通信，同时可以利用现有的散射网络进行传输。
散射传输技术通常采用散射天线进行信号散射，从而实现远距离的传输。这种技术的缺点是传输过程 中可能会出现信号衰减和干扰等问题，需要采取相应的措施进行解决。此外，散射传输技术还需要建 设大量的散射站点，因此成本较高。
交互和智能化发展。
微波通信发展趋势与新技术应用
5G技术的发展
随着5G技术的不断推进，微波 通信将发挥重要作用，实现更
高速、更可靠的数据传输。
智能反射面技术
通过智能反射面的设计，实现 对微波信号的智能调控和优化， 提高通信性能。
量子通信技术
利用量子纠缠等量子特性，实 现更加安全、高效的通信方式， 微波通信将在其中发挥关键作用。
比ASK有更好的抗噪声性能。
数字调制技术
相移键控（PSK） 用载波的相位偏移来代表数字信号的0、1比特。
比ASK和FSK有更好的抗噪声性能。
多路复用技 术
时分复用（TDM）
将时间划分为多个时隙，每 个时隙传输一路信号。
可以同时传输多路信号。
频分复用（FDM）
将频率划分为多个频带，每 个频带传输一路信号。 可以同时传输多路信号。
微波通信的历史与发展
01
02
03
起源
20世纪40年代，随着雷达 和电子管技术的快速发展， 人们开始利用微波频段进 行通信。
发展历程
经历了从模拟信号到数字 信号，从固定站到移动站， 从模拟调制到数字调制等 阶段。
现代应用
广泛应用于移动通信、卫 星通信、广播电视等领域。
《微波通信原理》课件
个人移动通信的发展
总结词
随着个人移动设备的普及，微波通信在 个人移动通信领域的应用越来越广泛， 为人们提供了更加便捷的通信方式。
VS
详细描述
个人移动通信是微波通信的重要应用领域 之一。通过微波通信技术，人们可以使用 智能手机、平板电脑等移动设备随时随地 进行语音、视频通话和数据传输，极大地 丰富了人们的通信方式和生活方式。
ERA
微波通信定义
微波通信是一种利用微波频段的电磁 波进行信息传输的通信方式。
它利用频率在0.3GHz至300GHz之间 的电磁波，通过定向天线将信号传输 到远方，实现信息的传递。
微波通信特点
传输容量大
微波频段具有丰富的频谱资源 ，可以实现高速、大容量的信
息传输。
传输质量稳定
微波信号在自由空间中传播时 受气象和地形影响较小，传输 质量较为稳定。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
《微波通信原理》PPT课件
• 微波通信概述 • 微波通信系统组成 • 微波传播特性 • 数字微波通信原理 • 模拟微波通信原理 • 微波通信的发展趋势与展望
目录
CONTENTS
01
微波通信概述
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
大气中的水蒸气、氧气和气溶胶等成分对微波信号产生吸收和 散射，导致信号衰减。
02
不同的大气条件（如湿度、温度和气压）对微波衰减有显著影
响。
大气衰减随频率增加而增大，因此高频率微波在传播过程中损
03
耗较大。
反射、折射与散射
1
微波遇到障碍物时，会部分地被反射、折射和散 射。
2
障碍物的电导率和介电常数对反射、折射和散射 有重要影响。
扩频通信技术课件
1）仅有虚警情况
虚警惩罚时间
假如某次积分处理出现虚警，则相位搜索控制电路不改变 本地码相位，再作一次积分处理来证实是否发生虚警。若此次 积分处理不发生虚警，即证实了前次积分处理是一次虚警，则
下次的积分处理将使相位改变Tc/2 ，接着重新开始搜索。两 次积分处理，本地参考扩频码的相位仅改变了Tc/2 ，出现虚
13
若已知扩频码相位所在位置的先验概率P(k) ，首先应当
搜索那些最可能的扩频码相
位单元，而后搜索次可能的
相位单元。
No
例如：假设扩频码相位服从
高斯分布，较合理的搜索方 法是先搜索以最可能的相位 位置为中心的一个标准偏差
Image
范围内的单元。如没有搜到，
扩大到两个标准偏差范围，
依此类推。
图6-4 高斯分布时搜索区域的确定示意图
(6-3)
分析
➢ 扩频码序列相位搜索捕获法的平均同步捕获时间至少是相
关积分时间TD的N倍。
➢ 当扩频码周期N较小时，虚警对平均捕获时间的影响比较 显著；
➢当N较大时，比如N >100 ，只有在Pfa>0.8 时，虚警对平
均捕获时间的影响才显著地表现出来。通常N的取值都比 较大，而虚警概率也不可能接近1，所以工程估算时，可 认为虚警概率为零，则有
（2）同步跟踪(Tracking，精同步)：扩频接收机实现扩频
码同步捕获后，本地参考扩频码必须尽可能精确地跟踪接收
信号的变化，使本地参考扩频码相位与接收扩频码相位的差
别尽可能的小，以期在相关器获得最大相关输出。
1
6.1 扩频码的同步
图6-1 扩频通信系统原理框图
扩频通信技术
2
6.1.1 发射参考信号法
虚警惩罚时间
假如某次积分处理出现虚警，则相位搜索控制电路不改变 本地码相位，再作一次积分处理来证实是否发生虚警。若此次 积分处理不发生虚警，即证实了前次积分处理是一次虚警，则
下次的积分处理将使相位改变Tc/2 ，接着重新开始搜索。两 次积分处理，本地参考扩频码的相位仅改变了Tc/2 ，出现虚
13
若已知扩频码相位所在位置的先验概率P(k) ，首先应当
搜索那些最可能的扩频码相
位单元，而后搜索次可能的
相位单元。
No
例如：假设扩频码相位服从
高斯分布，较合理的搜索方 法是先搜索以最可能的相位 位置为中心的一个标准偏差
Image
范围内的单元。如没有搜到，
扩大到两个标准偏差范围，
依此类推。
图6-4 高斯分布时搜索区域的确定示意图
(6-3)
分析
➢ 扩频码序列相位搜索捕获法的平均同步捕获时间至少是相
关积分时间TD的N倍。
➢ 当扩频码周期N较小时，虚警对平均捕获时间的影响比较 显著；
➢当N较大时，比如N >100 ，只有在Pfa>0.8 时，虚警对平
均捕获时间的影响才显著地表现出来。通常N的取值都比 较大，而虚警概率也不可能接近1，所以工程估算时，可 认为虚警概率为零，则有
（2）同步跟踪(Tracking，精同步)：扩频接收机实现扩频
码同步捕获后，本地参考扩频码必须尽可能精确地跟踪接收
信号的变化，使本地参考扩频码相位与接收扩频码相位的差
别尽可能的小，以期在相关器获得最大相关输出。
1
6.1 扩频码的同步
图6-1 扩频通信系统原理框图
扩频通信技术
2
6.1.1 发射参考信号法
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
❖通信传输
✓在此期间，与平衡电缆，同轴电缆的载 波通信系统一起，同时承担长途电信业 务的传输。
5、微波通信－应用
❖电信部门
✓已建成大容量，长距离一级干线 25000km，其中数字微波5100km，模 拟电路占主导，在“九五”期间改为数字 电路。
❖铁路部门
✓已开通微波线路2000km以上，到“九五” 末全路干线微波达到10000km。同时采 用小容量数字微波解决大城市地区用户接 入、小容量局间中继、工程通信和局间通
3、微波通信－发展
20世纪50年代才出现了真正 意义上的微波通信系统。美国纽 约-旧金山的商用微波通信系统 采用4GHz的频段，能承载480路 模拟话音，通过100多个中继站， 第一次实现了长距离、中等容量 的通信。
3、微波通信－发展
随着电子技术的发展，模拟 微波通信的性能不断提高，容量 增大,随着数字技术和时分复用 技术的出现，数字微波通信系统 逐步取代了模拟系统。
❖特点 1 ✓通信稳定，与短波通信相比传 播稳定受外界干扰小，但会受 到地形、地物及气候等影响
2、微波通信－特点
❖特点 2 ✓容量大 长波、中波和短波总 共带宽只有30MHz，而微波 带宽有300GHz，是前三者总 和的1000倍
2、微波通信－特点
❖特点 3 ✓抗自然灾害能力强 与有线通 信网相比是有优势的。并且微 波通信系统建设速度快，易于 组网
3、微波通信－发展
无线通信是微波通信得以实现 的基础。
1901年马可尼使用800KHz中 波无线电完成了人类第一次跨越 大西洋的无线电通信，开创了人 类无线通信的新纪元。
3、微波通信－发展
在20世纪30年代中期，世界 上出现了第一个商用模拟无线电 通信系统。采用甚高频（VHF） 频段。二战期间，出现了特高频 （UHF）的军用无线通信系统。
3、微波通信－发展
我国早在1955年就开展了微 波通信技术的研究工作，进行了 与微波技术相关的开发、引进和 应用工作。60年代，用于邮电系 统的微波通信干线达10000km。
3、微波通信－发展
70年代中期，由于数据传输 的保密要求，我国也开始了数字 微波通信系统的研究。1978年3 月2GHz120路，6GHz120路数字微 波通信系统研制成功，并应用于 川汉输气工程。
5、微波通信－应用
❖数字微波通信系统主要应用场合 1、作为干线光纤传输的备份和补充 2、应用于一些环境特殊的场合 3、城市内的短距离支线连接
第二部分：扩频通信
❖一、扩频通信—基本概念 ❖二、扩频通信—发展历史 ❖三、扩频通信—理论基础 ❖四、扩频通信—主要特点 ❖五、扩频通信—工作原理
一、扩频通信—基本概念
❖扩频通信基本定义
扩频通信是扩展频率通信 的简称，指用来传输信息的 射频带宽远大于信息本身带 宽的一种通信方式。
1、扩频通信－基本概念
❖频带宽度：
✓它是一种信息传输方式，但传输信号所占 用的带宽远大于所传信息必需的最小带宽；
❖扩频方法：
✓通过一个独立的码序列来完成，与所传信 息数据无关；
❖解扩方法：
✓超短波 30 ～ 300MHz
✓微波 300MHz～
300GHz
入入＝＝CC/ /F
❖波长与频率的关系
1、微波通信－概念
❖微波中继通信的定义 ✓工作在300MHz～300GHz的频率 范围，采用无线通信方式，以接力 的形式达到长距离传送信息叫微波 中继通信。
微波中继通信示意图
2、微波通信－特点
微波通信的频率设置
为了提高系统的传输效率，节省频 率资源，在微波通信系统中要采用复用 技术。
4、微波通信－原理
f1
f2
f1 f2
f2
f1
f2 f1
微波站1
微波站2
微波站3
微波站N
单信道设置的二频制方案
5、微波通信－应用
❖电视传输
✓在50年代至80年代，它曾为电视广播节 目的长距离传输和城市间电视节目的交 换，促进电视广播事业的发展立下了汗 马功劳。
中继接力站
终端站
⊕⊙
枢纽站
数字微波通信系统线路组成
4、微波通信－原理
功功率率放放大大器器
馈线
双工器
天线
上变频器
调调制制器器
多路复用设备
用户终端设备
发信机
发信机结构示意图
4、微波通信－原理
功低率噪放声放大大器
馈线
双工器
天线
下变频器
解调调制器器
多路复用设备
用户终端设备
收信机
收信机结构示意图
4、微波通信－原理
速发展，集成电路的集成度不 断提高，功耗不断降低，也使 得数字微波通信设备的可靠性 和稳定性得到提高。
3、微波通信－发展
5、抗自然灾害能力强 与模拟微波通信系统一样，与
同轴电缆和光纤通信系统相比， 数字微波通信系统具有更强的抵 御自然灾害的能力。
4、微波通信－原理
中继接力站
终端站
⊙⊕⊕
终端站
⊙ ⊕ ⊙⊕
3、微波通信－发展
1998年，我国研制的同步数 字微波通信系统M-2000各项技术 指标已达到或接近国际先进水平
3、微波通信－发展
数字微波通信系统的特点： 1、抗干扰能力强
采用检测、再生、纠错等技术 手段，消除了模拟微波噪声和干 扰逐级累积的问题。
3、微波通信－发展
2、保密性能好 由于信号的数字化，很方便在
5、微波通信－应用
❖电力部门
✓建成了10多条数字微波电路，初步形成 以北京为中心的全国性电力微波通信干线 网。已开通数字微波电路33000km。
❖其它部门
✓广电、石油、煤炭等部门的微波专用网， 除了广电部用于电视传输的电路多为8G 的模拟电路外，其余为数字电路。总之， 各部门专用微波电路总长150000km。
信号发送端加入密码，接收端按 照相同的规律解除密码，从而解 决了模拟微波通信系统保密性差 的问题。
3、微波通信－发展
3、便于组成数字通信网 由于数字微波传输的是数字
信号，可以直接在数字通信网 上传输，计算机控制各种信息 的交换容易。而模拟微波系统 是做不到的。
3、微波通信－发展
4、设备可靠 集成电路和计算机技术的高
微波通信技术
第一部分、微波通信 第二部分、扩频通信
第一部分、微波通信概述
❖1、微波通信－概念
❖2、微波通信－特点
❖3、微波通信－发展
❖4、微波通信－原理
❖5、微波通信－应用
微波枢纽站
1、微波通信－概念
❖无线电频段的划分
✓长波 30 ～300KHz
✓中波 300 ～3000KHz
✓短波 3 ～30MHz
✓在此期间，与平衡电缆，同轴电缆的载 波通信系统一起，同时承担长途电信业 务的传输。
5、微波通信－应用
❖电信部门
✓已建成大容量，长距离一级干线 25000km，其中数字微波5100km，模 拟电路占主导，在“九五”期间改为数字 电路。
❖铁路部门
✓已开通微波线路2000km以上，到“九五” 末全路干线微波达到10000km。同时采 用小容量数字微波解决大城市地区用户接 入、小容量局间中继、工程通信和局间通
3、微波通信－发展
20世纪50年代才出现了真正 意义上的微波通信系统。美国纽 约-旧金山的商用微波通信系统 采用4GHz的频段，能承载480路 模拟话音，通过100多个中继站， 第一次实现了长距离、中等容量 的通信。
3、微波通信－发展
随着电子技术的发展，模拟 微波通信的性能不断提高，容量 增大,随着数字技术和时分复用 技术的出现，数字微波通信系统 逐步取代了模拟系统。
❖特点 1 ✓通信稳定，与短波通信相比传 播稳定受外界干扰小，但会受 到地形、地物及气候等影响
2、微波通信－特点
❖特点 2 ✓容量大 长波、中波和短波总 共带宽只有30MHz，而微波 带宽有300GHz，是前三者总 和的1000倍
2、微波通信－特点
❖特点 3 ✓抗自然灾害能力强 与有线通 信网相比是有优势的。并且微 波通信系统建设速度快，易于 组网
3、微波通信－发展
无线通信是微波通信得以实现 的基础。
1901年马可尼使用800KHz中 波无线电完成了人类第一次跨越 大西洋的无线电通信，开创了人 类无线通信的新纪元。
3、微波通信－发展
在20世纪30年代中期，世界 上出现了第一个商用模拟无线电 通信系统。采用甚高频（VHF） 频段。二战期间，出现了特高频 （UHF）的军用无线通信系统。
3、微波通信－发展
我国早在1955年就开展了微 波通信技术的研究工作，进行了 与微波技术相关的开发、引进和 应用工作。60年代，用于邮电系 统的微波通信干线达10000km。
3、微波通信－发展
70年代中期，由于数据传输 的保密要求，我国也开始了数字 微波通信系统的研究。1978年3 月2GHz120路，6GHz120路数字微 波通信系统研制成功，并应用于 川汉输气工程。
5、微波通信－应用
❖数字微波通信系统主要应用场合 1、作为干线光纤传输的备份和补充 2、应用于一些环境特殊的场合 3、城市内的短距离支线连接
第二部分：扩频通信
❖一、扩频通信—基本概念 ❖二、扩频通信—发展历史 ❖三、扩频通信—理论基础 ❖四、扩频通信—主要特点 ❖五、扩频通信—工作原理
一、扩频通信—基本概念
❖扩频通信基本定义
扩频通信是扩展频率通信 的简称，指用来传输信息的 射频带宽远大于信息本身带 宽的一种通信方式。
1、扩频通信－基本概念
❖频带宽度：
✓它是一种信息传输方式，但传输信号所占 用的带宽远大于所传信息必需的最小带宽；
❖扩频方法：
✓通过一个独立的码序列来完成，与所传信 息数据无关；
❖解扩方法：
✓超短波 30 ～ 300MHz
✓微波 300MHz～
300GHz
入入＝＝CC/ /F
❖波长与频率的关系
1、微波通信－概念
❖微波中继通信的定义 ✓工作在300MHz～300GHz的频率 范围，采用无线通信方式，以接力 的形式达到长距离传送信息叫微波 中继通信。
微波中继通信示意图
2、微波通信－特点
微波通信的频率设置
为了提高系统的传输效率，节省频 率资源，在微波通信系统中要采用复用 技术。
4、微波通信－原理
f1
f2
f1 f2
f2
f1
f2 f1
微波站1
微波站2
微波站3
微波站N
单信道设置的二频制方案
5、微波通信－应用
❖电视传输
✓在50年代至80年代，它曾为电视广播节 目的长距离传输和城市间电视节目的交 换，促进电视广播事业的发展立下了汗 马功劳。
中继接力站
终端站
⊕⊙
枢纽站
数字微波通信系统线路组成
4、微波通信－原理
功功率率放放大大器器
馈线
双工器
天线
上变频器
调调制制器器
多路复用设备
用户终端设备
发信机
发信机结构示意图
4、微波通信－原理
功低率噪放声放大大器
馈线
双工器
天线
下变频器
解调调制器器
多路复用设备
用户终端设备
收信机
收信机结构示意图
4、微波通信－原理
速发展，集成电路的集成度不 断提高，功耗不断降低，也使 得数字微波通信设备的可靠性 和稳定性得到提高。
3、微波通信－发展
5、抗自然灾害能力强 与模拟微波通信系统一样，与
同轴电缆和光纤通信系统相比， 数字微波通信系统具有更强的抵 御自然灾害的能力。
4、微波通信－原理
中继接力站
终端站
⊙⊕⊕
终端站
⊙ ⊕ ⊙⊕
3、微波通信－发展
1998年，我国研制的同步数 字微波通信系统M-2000各项技术 指标已达到或接近国际先进水平
3、微波通信－发展
数字微波通信系统的特点： 1、抗干扰能力强
采用检测、再生、纠错等技术 手段，消除了模拟微波噪声和干 扰逐级累积的问题。
3、微波通信－发展
2、保密性能好 由于信号的数字化，很方便在
5、微波通信－应用
❖电力部门
✓建成了10多条数字微波电路，初步形成 以北京为中心的全国性电力微波通信干线 网。已开通数字微波电路33000km。
❖其它部门
✓广电、石油、煤炭等部门的微波专用网， 除了广电部用于电视传输的电路多为8G 的模拟电路外，其余为数字电路。总之， 各部门专用微波电路总长150000km。
信号发送端加入密码，接收端按 照相同的规律解除密码，从而解 决了模拟微波通信系统保密性差 的问题。
3、微波通信－发展
3、便于组成数字通信网 由于数字微波传输的是数字
信号，可以直接在数字通信网 上传输，计算机控制各种信息 的交换容易。而模拟微波系统 是做不到的。
3、微波通信－发展
4、设备可靠 集成电路和计算机技术的高
微波通信技术
第一部分、微波通信 第二部分、扩频通信
第一部分、微波通信概述
❖1、微波通信－概念
❖2、微波通信－特点
❖3、微波通信－发展
❖4、微波通信－原理
❖5、微波通信－应用
微波枢纽站
1、微波通信－概念
❖无线电频段的划分
✓长波 30 ～300KHz
✓中波 300 ～3000KHz
✓短波 3 ～30MHz