无线通信系统的频率干扰原理分析及干扰解决方案

无线通信系统的频率干扰原理分析及干扰解决方案

无线通信系统的频率干扰原理分析及干扰解决方案

?随着计算机和通信技术的迅猛发展,全球信息网络正在快速向以IP为基

础的下一代网络(NGN)演进。未来全球个人多媒体通信的宽带化、移动化

的技术趋势,加之灵活性、便利性的市场要求,使得无缝覆盖、无线连接的

目标正在日益变为现实。当前,各种无线技术呈现出百花齐放、百技争鸣的

局面,这在加速无线应用普及的同时,也因无线技术所固有的频率干扰而面

临不可忽视的问题。

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?1、无线通信系统的频率干扰原理分析

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?无线干扰的产生是多种多样的,原有的专用无线电系统占用现有频率资源、不同运营商网络配置不当、发信机自身设置问题、小区重叠、环境、电磁兼

容(EMC)等,都是无线通信网络射频干扰产生的原因。工作于不同频率的

系统间的共存干扰,本质上都是由于发射机和接收机的非完美性造成的。通常,有源设备在发射有用信号的同时,由于器件本身的原因和滤波器带外抑

制的限制,在它的工作频带外还会产生杂散、谐波、互调等无用信号,这些

信号落到其他无线系统的工作频带内,就会对其形成干扰。

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?对于无线系统而言,发射机在发射有用信号时会产生带外辐射,它包括由于调制引起的邻频辐射和带外杂散辐射。接收机在接收有用信号的同时,落

无线通信系统的基本工作原理

前言: 无线通信(Wireless communication)就是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式,近些年信息通信领域中,发展最快、应用最广的就就是无线通信技术。在移动中实现的无线通信又通称为移动通信,人们把二者合称为无线移动通信。 无线通信主要包括微波通信与卫星通信。微波就是一种无线电波,它传送的距离一般只有几十千米。但微波的频带很宽,通信容量很大。微波通信每隔几十千米要建一个微波中继站。卫星通信就是利用通信卫星作为中继站在地面上两个或多个地球站之间或移动体之间建立微波通信联系。 一、无线通信系统的类型 按照无线通信系统中关键部分的不同特性, 有以下一些类型: 1、按照工作频段或传输手段分类, 有中波通信、短波通信、超短波通信、微波通信与卫星通信等。所谓工作频率, 主要指发射与接收的射频(RF)频率。射频实际上就就是“高频”的广义语, 它就是指适合无线电发射与传播的频率。无线通信的一个发展方向就就是开辟更高的频段。 2、按照通信方式来分类, 主要有(全)双工、半双工与单工方式。 3、按照调制方式的不同来划分, 有调幅、调频、调相以及混合调制等。 4、按照传送的消息的类型分类, 有模拟通信与数字通信, 也可

以分为话音通信、图像通信、数据通信与多媒体通信等。 各种不同类型的通信系统, 其系统组成与设备的复杂程度都有很大不同。但就是组成设备的基本电路及其原理都就是相同的, 遵从同样的规律。本书将以模拟通信为重点来研究这些基本电路, 认识其规律。这些电路与规律完全可以推广应用到其它类型的通信系统。 二、无线通信系统的基本工作原理 无线通信系统组成框图 各部分作用: 1信息源:提供需要传送的信息 2变换器:待传送的信息(图像、声音等)与电信号之间的互相转换 3发射机:把电信号转换成高频振荡信号并由天线发射出去 4传输媒质:信息的传送通道(自由空间) 5接收机:把高频振荡信号转换成原始电信号 6受信人:信息的最终接受者

无人机通信链路抗干扰问题研究

35 I nternet Communication 互联网+通信 无人机在军事领域具有很大的应用优势,但是面对日渐复杂的电磁环境,需要对其通信链路抗干扰手段进行分析,降低电磁因素对无人机的干扰,提高无人机工作稳定性和可靠性。针对无人机通信链路特点,需对各项干扰因素进行分析,从技术、设计以及应用多个角度着手,保证所选抗干扰手段的有效性。 一、无人机通信链路干扰问题 1、遥测遥控信号干扰。1.分布式干扰。在无人机工作区域内,存在众多体积小、重量轻、成本低的小型电子干扰机,由程序控制,能自动实现对选定军事电子设备进行干扰。同时,其分布具有很大的随机性,可产生多方向干扰扇面,对无人机产生大区域压制性干扰。如果干扰方向数据不小于自适应凋零天线阵阵元数目时,自适应调零控制将会失效。2.远程超大功率多信道干扰。利用空间功率合成技术、智能天线技术与相控阵技术,来实现对无人机通信链路关键节点的干扰。此干扰不仅具有很宽的使用频段,还具有避免抵近干扰危险性的特点。 2、GPS 导航系统干扰。GPS 卫星无线电导航信号,选择低信噪比的扩谱调制传输方式。GPS 军码信号编码所需周期较长,就目前应用现状来看,很难产生足够大功率干扰信号来抵消GPS 接收机扩频增益。最为常见的无线电导航干扰,如转发瞄准、宽带阻塞与离散拦阻式等干扰方法,主要采用:1信息干扰,既通过发射大功率杂波信号来干扰导航信息的正确获取和使用;2信息源摧毁,导致整个导航系统瘫痪。 二、无人机通信链路抗干扰手段 1.应用抗干扰技术。选择自适应天线阵并结合扩频技术,来提高无人机通信抗干扰性能,主要包括自适应阵处理、扩频处理和中心处理计算机三部分[1-2]。第一,自适应阵处理部分。电磁环境对无人机的干扰,主要作用对象是情报传输系统的收信系统,自适应阵处理技术的应用,对接收的信号和干扰进行自适应处理,有效估计信号的来源,对天线阵的发射方向进行自适应调整,使其对准接收信号主向,确保自适应天线阵可以有效发射。第二,扩频通信部分。主要包括收发功能,接收主要为自适应阵所输出的信号,对其进行解调及解码等处理,并可以提供自适应阵所需要的参考信号; 无人机通信链路抗干扰问题研究 □马文良 中国人民解放军92419部队 【摘要】 无人机作为一种重要军事装备,被广泛应用到侦察与反侦察、导航对抗、遥控遥测对抗等多个方向。为了保证无人机稳定工作,需要保证通信系统运行可靠性,为GPS 导航和无线遥测遥控系统提供保障。基于电磁环境干扰,对无人机通信链路抗干扰手段进行分析,来提高其对环境的适应能力,充分发挥其具有的优势。本文对无人机通信链路干扰问题,提出了相应的抗干扰手段。【关键词】 无人机 通信链路 电磁环境 抗干扰 发送则主要是对信号进行采集、编码、调制以及扩频等处理,最终得到扩频发射信号。第三,中心处理计算机部分。主要是对各种情报信息进行处理,并完成系统自检、初始化、模式控制、监测与转换等各项功能,确保信息的有效交换与处理。与常规通信系统相比,该系统具有更强的抗窄带干扰能力,但需要对频域扩展比进行合理设计。另外,当干扰强度达到一定限度后,扩频系统便达不到抗干扰要求。目前对扩频信号的检测,可以通过全景接收机来实现,同时对于跳频通信问题,也可以通过提高跟踪干扰速度来实现。 图1 无人机自适应阵抗干扰系统 2.隐身低辐射设计。主要从工程设计角度进行分析,应用新型复合材料、雷达吸波材料以及低噪声发动机,进而提高无人机抗干扰能力,避免被侦察,同时还可以从动力、红外、光电、电磁以及噪声等方面进行分析[3]。应用限制红外反射技术,即将能够吸收红外光的特质漆涂在无人机表面,并向燃料内注入产生红外辐射的化学制剂,可以有效抵抗雷达的侦察。可以对无人机进行充电表面涂层,由24V 电源充电后,表面涂层可以有效吸收雷达波,可以有效减小雷达探测距离40%~50%[4]。同时,充电表面涂层还可以根据实际需求进行变色,可以最大程度上与周围环境融为一体,具有良好的反侦察效果。另外,还可对无人机进行工艺改造,对无人机副翼、襟翼等各传动面进行改造,设计成综合面,减小各部件间的连接缝,缩小雷达反射面,进而避免雷达的侦察。 结束语:在未来信息化战场上,无人机应用将越来越广泛,需要对无人机通信链路抗干扰技术进行分析,确定抗干扰技术研究方向,有针对性的采取措施,提高无人机的稳定性及可靠性,充分发挥其应有的价值。 参 考 文 献 [1] 徐靖涛,陆钰,王金根.无人机通信链路抗干扰手段探析[J].桂林航天工业高等专科学校学报,2007,04:1-3. [2] 马传焱.无人机测控系统抗干扰技术与应用分析[J].飞航导弹,2006(11): 9-11. [3] 邹湘伏,何清华,贺继林.无人机发展现状及相关技术[J]. 飞航导弹, 2006(10):9-14. [4] 刘先虎,范万水,王备仓.复杂电磁环境下无人机通信抗干扰问题研究[J].军事通信技术,2010,03:86-90.

无线通信基本原理

无线通信差不多原理、差不多概念 1、无线频段的划分 2、我国常用移动通信使用频段 (a)GSM900:上行:890~915MHz,下行:935~960MHz,每载波 带宽200 KHz; GSM1800:上行:1710~1720MHz,下行:1805~1815MHz,每载波带宽200 KHz; (b)CDMA2000:上行:825~835MHz,下行:870~880MHz,每载 波带宽1.23MHz; (c)PHS:1900~1920MHz,每载波带宽300KHz;

(d)集群:上行806~821MHz,下行851~866MHz,每载波带宽 25KHz; 3、波长λ、频率f的关系为 c=f*λ 式中:c为光速,数值为3×108m/s,f单位为Hz,λ单位为m。 4、波传播的几种方式 a)表面波传播:以绕射方式,沿着地球表面传播。 b)天波传播:通过高空电离层反射传播。 c)空间波传播:通过直线传播和地面反射传播。 d)散射传播:利用大气对流层和电离层的不均匀性来散射传 播。 长波一般通过表面波传播;中波、短波一般通过表面波或天波传播;微波一般通过空间波、散射波传播。 5、仙农(Shannon)定理 C=Blog2(1+S/N) 上式中C为信道容量,B为信道带宽,S/N为信噪比。

扩频通信即据此原理。 6、TDD、FDD、TDMA、FDMA、CDMA的区不 a)TDD(时分双工) 收发信共用一射频频带,上、下行链路使用不同的时隙来进行通信。 b)FDD(频分双工) 收发信使用一个不同的射频频率来进行通信。 c)TDMA(时分多址) 传送给不同终端用户的信息通过同一载波的不同时隙来区分。 d)FDMA(频分多址) 传送给不同终端用户的信息通过不同载波来区分。 CDMA(码分多址) 传送给不同终端用户的信息通过不同码调制来区分。 7、大尺度路径损耗和小尺度路径损耗 大尺度路径损耗:无线信号经长距离上的场强变化,又叫慢衰落。自由空间损耗即属于典型的大尺度路径损耗。

无线通信原理与应用课后题答案

射频信道带宽峰值数 据速率 典型的数 据速率 研究组 织 最大并发 用户 调制类型 2G IS-95 1.25MHz 1.228 Mcps 2.4Kbps, 4.8Kbps 电信工 业协会 64 正交扩频 BPSK GSM 200KHz 270.833 Kbps9.6Kbps 欧洲电 信运营 者和制 造厂家 组成的 标准委 员会 8 GMSKBT =0.3 IS-136 &PDC 30KHz [25KHz 用于 PDC] 48.6 Kbps11.2Kbps 美国电 子工业 协会和 通信工 业协会 (EIA 和 TIA) 3 PDC 20帧内支 持6个用 户 DQPSK π /4DQPSK 2.5G IS-95B 1.25MHz 64 Kbps64Kbps 64 正交扩频 BPSK HSCSD 200KHz 57.6 Kbps9.6Kbps GSM 的运营 商 单用户GMSK

2.5G GPRS 200KHz 171.2 Kbps 115 Kbps GSM 的运营 商 多用户 π /4DQPSK EDGE 200KHz 384 Kbps 144 Kbp GSM, IS-136 的运营 商 单用户GSMK, 8-PSK 3G CDMA 2000 1.25MHz 307 Kbps 2Mbps 国际电 信联盟 ITU 是 2GCDMA 用户数的 2倍 多载波技 术 W-CDMA 5MHz 2.048 Mbps 8Mbps 国际电 信联盟 ITU 100~350 直接序列 扩频 TD- SCDMA 1.6MHz 384 Kbps 超过 384Kbps 国际电 信联盟 ITU 一个高速 用户或者 几个低速 用户 直接序列 扩频 习题2.5 1.IS-136是2G通信标准,其每30KHz支持3个用户时隙,能在一定程度上 满足用户的需求,但随着技术的发展,人们对通信的要求也越来越高,传统的2G已不能满足人们的需要,就需要我们来寻求更方便快捷的通信方式。 2.GSM平台上发展起来的第三代移动通信标准W-CDMA能够保证对GSM, IS-136,PDC TDMA技术以及多种2.5G TDMA技术的后向兼容,它保留了网络结构和比特级的GSM数据封装,通过新的CDMA空中接口标准提供了更强的网络能力和带宽。

OFDM技术的基本原理-欧远致无线微波图像传输

OFDM技术的基本原理 在传统的多载波通信系统中,整个系统频 带被划分为若干个互相分离的子信道(载波)。 载波之间有一定的保护间隔,接收端通过滤波 器把各个子信道分离之后接收所需信息。这样 虽然可以避免不同信道互相干扰,但却以牺牲 频率利用率为代价。而且当子信道数量很大的 时候,大量分离各子信道信号的滤波器的设置 就成了几乎不可能的事情。 上个世纪中期,人们提出了频带混叠的多载波通信方案,选择相互之间正交的载波频率作子载波,也就是我们所说的OFDM。这种“正交”表示的是载波频率间精确的数学关系。按照这种设想,OFDM既能充分利用信道带宽,也可以避免使用高速均衡和抗突发噪声差错。OFDM是一种特殊的多载波通信方案,单个用户的信息流被串/并变换为多个低速率码流,每个码流都用一个子载波发送。OFDM不用带通滤波器来分隔子载波,而是通过快速傅立叶变换(FFT)来选用那些即便混叠也能够保持正交的波形。 OFDM是一种无线环境下的高速传输技术。无线信道的频率响应曲线大多是非平坦的,而OFDM技术的主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道,在每个子信道上使

用一个子载波进行调制,并且各子载波并行传输。这样,尽管总的信道是非平坦的,具有频率选择性,但是每个子信道是相对平坦的,在每个子信道上进行的是窄带传输,信号带宽小于信道的相应带宽,因此就可以大大消除信号波形间的干扰。由于在OFDM系统中各个子信道的载波相互正交,它们的频谱是相互重叠的,这样不但减小了子载波间的相互干扰,同时又提高了频谱利用率。 OFDM技术属于多载波调制(Multi- Car rierModulation,MCM)技术。有些文献上将OFDM和MCM混用,实际上不够严密。MCM与OFDM常用于无线信道,它们的区别在于:OFDM技术特指将信道划分成正交的子信道,频道利用率高;而MCM,可以是更多种信道划分方法。 OFDM技术的推出其实是为了提高载波的频谱利用率,或者是为了改进对多载波的调制,它的特点是各子载波相互正交,使扩频调制后的频谱可以相互重叠,从而减小了子载波间的相互干扰。在对每个载波完成调制以后,为了增加数据的吞吐量、提高数据传输的速度,它又采用了一种叫作HomePlug 的处理技术,来对所有将要被发送数据信号位的载波进行合并处理,把众多的单个信号合并成一个独立的传输信号进行发送。另外OFDM之所以备受关注,其中一条重要的原因是它可以利用离散傅立叶反变换/离散傅立叶变换(IDFT/DFT)代

微波无线传输干扰原理

微波无线传输干扰原理 ----------技术资料V1.0 2006.08.01

微波无线传输干扰原理 随着无线技术的日益发展,无线传输技术应用越来越被各行各业所接受。微度数字无线图像传输作为一个特殊使用方式也逐渐被广大用户看好。其安装方便、灵活性强、性价比高等特性使得更多行业的监控系统采用无线传输方式,建立被监控点和监控中心之间的连接。微度无线监控技术已经在现代化交通、运输、水利、航运、铁路、治安、消防、边防检查站、森林防火、公园、景区、厂区、小区、等领域得到了广泛的应用,可将监控点的图像、声音、控制、报警、管理等通过无线方式实时传输至几十公里外的地方。 第1章.地面对微波传播的影响 地面对电波传播的影响,其中包括有两个方面,一是地面的电特性,二是地球表面的物理结构,包括地形起伏、植物和任意尺寸的人造结构等。 地面的电特性可以用三个参量――磁导率、介电系数和电导率来表示,他们对地面波的传播特性有很大的影响。但在微波视距传播中,天线都是高架的,可以完全忽略地面波成分,地质情况仅影响地面反射波的复合相位。所以说,相对而言,地面的几何结构的影响则是主要的。 第2章.什么是电波的视线距离 由于地球是球形,凸起的地表面会挡住视线。视线所能到达的最远距离称为视线距离。视线距离是决定于收发天线的架设高度的。天线架设越高,视线距离越远,因此在实际通信中,应尽量利用地形、地物把天线适当架高。 由于地面是球形的,当电波传播的距离不同时,其情况也不相同。我们通常依据接收点离开发散天线的距离分成三个区域,即亮区,阴影区和半阴影区。 第3章.地面反射的影响 在视距传播方式中,收发两点之间除有直射波外,还经常存在着经由地面反射或散射后而到达接收点的反射波获散射波。 地表面的菲涅尔区:若天线的架设高度比波长大得多,而且地面又可视为无限大的理想导体时,则地面的影响可以用镜像法来进行分析。在镜像天线和接收点之间电波传播的主要空间通道,就是一个以这两点为焦点的椭球体,该椭球体与地面相交处形成一个以椭球为边界的地区。只有这一地区的反射才具有重要意义,而在这一地区范围以外所产生的反射或散射在接收点均不产生显著的影响。这一地区就称为反射地面上的有效反射区。工程上常把第一菲涅尔区视为对传播起主要作用的区域,因此可以得出相应的地面上小反射区的大小。 3.1光滑地平面上的反射 当电波在传播过程中遇到两种不同媒质的光滑界面,而界面的尺寸又比波长达很多时,就会发生镜面反射。实际天线辐射的是球面波,但当波源与反射区相距很远时,到达反射区的电波可视为平面波,因而可以用平面波的反射定律。 通信距离较近时,可以不考虑球形地面的影响,而把地面看成是平面地。电波在光滑平面地上传播的主要特点是直射波和地面反射波在接收点处形成干涉场。 3.2光滑球面地上的反射 当通信距离较大时,地面上有效反射区的范围也相应增大,这时就不能再视地面为平面而必须考虑地球的曲率的影响,其一是在利用折射波和反射波干涉的概念计算接收点场强时,不能利用式4-17

无线通信原理通俗解读

无线通信原理通俗解读 刚出校门的两个小伙子到了偶部门,皈依了偶门下。嘿嘿,偶也算带了两徒弟。 徒弟A很好学,刚来就满脸天真地问了偶一个很简单的问题:“师傅,手机之间是怎样通信的啊?” #¥%%%……##%T##@@@@@&&&@ MY GOD!这我要能解释清楚我为啥不去高通、爱立信混啊!想想也罢,咱虽然不懂大道理,皮毛还是懂一点的,就跟徒弟来个通俗版的解释,算引徒弟入门吧。 我:“徒弟,你说这手机是咋实现通信的啊?” 徒弟:“这个。。。。@@%%¥#” 我:“小样,没吃过猪肉总见过猪跑吧。你家以前有过韶峰电视机吧,傻傻地竖着两根天线,它的电视信号哪里来的呢?” 徒弟:“哦,我明白了,我家就住在县城里,县城最高的山上竖了一个高高的发射塔,电视信号就从那里来的。敢情这手机就是缩水版的电视,基站就是那山寨版的电视发射塔啊” PIA!PIA!PIA!徒弟脑门上挨了偶三戒尺 偶怒道:“啥叫山寨版,偶们的基站比那鸟电视发射台可牛B多了,给你三戒尺!不过你能领悟到两者的共同点,也算孺子可教” 徒弟:“咱单位可真会浪费钱啊,俺们县城就一个电视发射塔,××联通居然有500个基站。师傅,这是为了拉动内需么?” PIA!PIA!PIA!又是三戒尺 偶:“脑子咋这么不开窍呢,光知道相同的地方,这两者有啥不同呢。比如说你的手机不光收到××***给你发的垃圾短信,你也给别人发垃圾短信,比如~师傅我。而电视的话,你只有收西西TV信号的份,可甭想给人家发什么” 徒弟顿悟“电视是单向的,只有收没有发;而手机是双向的,既有收又有发。” “那为什么××TV一个发射塔就够了,而偶们要500个基站呢”偶启发道 “这个~~~~俺还是不知道”徒弟很尴尬 “你不是最爱看抗ri谍战片么,谈谈那里面的电台” “恩,这个我了解。谍战片里也有手机嘛@%%恩,那个叫电台。发报人抱着一个保险箱大小的终端,那玩意功率大啊,信号能从中国传到日本,也不用电池的。没看见敌特抓我们的地下党都是采取分片停电么,停了电要是信号没了,就去那里抓人嘛,可这个与多少个基站有啥关系”徒弟有点疑惑 “呵呵,终端个头越大发射功率就越大啊,电磁波传送距离也就越远啊。电台时代在日本拉根天线就能收到中国的信号,你看~~保险箱就是强大啊!可是咱不是地下党啊,咱出门要打电话不能抱一个保险箱啊,那玩意那么沉,中国移动还不得改名叫‘中国移不动’。后来大哥大不就应运而生么,那玩意~~砖头似的,酷毙了,既能打电话又能拿来拍人后脑勺,

关于CBTC系统无线通信抗干扰技术的研究

技术装备 52 MODERN URBAN TRANSIT 6/2009现代城市轨道交通 0引言 列车控制系统在地铁信号的发展过程中,经历了从单向轨道电路到双向无线通信的变革。目前广泛应用于地铁列车控制系统的是基于无线通信的列车控制系统(CBTC)(图1)。而无论基于无线局域网还是专用无线网的通信,都存在同频或邻频干扰的问题。为此,如何引入技术手段,提高CBTC系统的抗干扰能力,保证其可靠、稳定运行十分重要。 1无线局域网 1.1结构 无线局域网(WLAN)是计算机 网络与无线通信技术相结合的产物,它以无线多址信道作为传输媒介,利用电磁波完成数据交互,实现传统有线局域网的功能。WLAN的核心结构如图2所示。 从图2可以看到,WLAN的工作层有介质访问控制层(MAC)和物 理层(PHY),其中物理层分为PLCP(物理层收敛过程)子层和PMD(物理机制相关)子层。PLCP子层通过将MAC层信息映射到PMD子层,使MAC层对物理层的依赖减到最低,而PMD子 层则提供了控制无线介质 的方法和手段。WLAN的物理层采用扩频工作方式,包括FHSS(跳频扩频)、DSSS(直接序列扩频)、HR/DSSS(高速直接序列扩频)和OFDM(正交分复用),无线工作频段为ISM:2.4~2.4875GHz以及U-NII:5.725~5.850 GHz(取决于采用的标准)。在IEEE802.11结构内还包含两个管理实体(MAC层管理实体MLME和PHY 物理层管理实体PLME)和管理信息库(MIB),从而控制MAC层和PHY层的工作状态。 1.2MAC层干扰问题 无线局域网的MAC层的载波监听多路访问/冲突检测方法(CSMA/CD)协议问题,从理论上讲,MAC层的CSMA/CD协议完全能够满足局域网级的多用户信道竞争问题,但是,对应无线环境而 邱鹏:南京恩瑞特实业有限公司轨道交通事业部,助理工程师,南京 211106 关于CBTC系统无线通信 抗干扰技术的研究 邱鹏 李亮 摘 要:研究基于无线传输的CBTC系统车-地通信抗干扰技术,通过 分析无线局域网中的同频干扰,结合重复累积码、感知无线电、一致性测试3项技术,提出1套在CBTC系统设计和系统运营两个阶段抑制同频干扰的完整解决方案。 关键词:车地通信;同频干扰;重复累积码;感知无线电;一致性测试 注:LLC即逻辑链路控制;WEP即有线等效保密 图2WLAN 的核心结构 图1CBTC 系统框图 车载部分 车载ATC定位 数据通信部分 无线传输系统 轨旁网络装置 ATS 轨旁ATC系统 LLC WEPMAC PHY DSSS FH IR OFDMMACMgmt MIB LLC MAC 业务接口 MAC管理业务接口MAC子层 MAC管理层 PHY业务接口 PHY管理业务接口PHY管理层 PLCP子层PMD 子层

微波原理概述.

微波原理概述 1、微波技术原理 微波技术是一门需要高度实验技能的专业技术知识,微波技术的理论基础是经典的电磁场理论,其目标是解决微波应用工程中的实际问题。微波是一门理论与实践密切结合的一门知识,微波技术理论的出发点是麦克斯维方程组,麦克斯维方程组本身就是从实践中归纳、总结出来的。大多数微波实际应用的工程问题都不能通过理论计算得到精确的解析解。在研究微波工程问题时,为了避开一些复杂的数学运算和无解析解的问题,常需要根据具体情况和一些基本的物理概念对所研究的问题做简化、等效或近似处理,因此,通过实践来修正理论分析结果是每个微波工程技术人员具备的基本技能。 2、微波定义 微波是一种频率非常高的电磁波。微波包括的波长范围没有明确的界限,一般是指分米波、厘米波和毫米波三个波段,也就是波长从1mm到1m左右的电磁波。由于微波的频率很高,所以也叫超高频电磁波。 为了进行比较,这里将微波、工业用电和无线电中波广播的频率与波长范围列于表中。 因为微波的应用极为广泛,为了避免相互的干扰,供工业、科学及医学使用的微波频段是不同的,现将其列于表中 不同工作频率的微波系统具有不同的技术特性、生产成本和用途,微波系统的工作频率越高。其结构尺寸就越小;微波通讯系统的工作频率越高,其信息容量越大;微波雷达系统的工作频率越高,雷达信号的方向性和系统的分辨率就越高。微波的频率越高,其大气传输和传输线传输的损耗就越大。 目前国内只有915MHz和2450MHz 被广泛使用。在较高的两个频率段还没有合适的大功率工业设备。 3、微波的特殊性质

微波是电磁波,它具有电磁波的诸如反射、透射干涉、衍射、偏振以及伴随着电磁波能量传输等波动特性,这就决定了微波的产生、传输、放大、辐射等问题都不同于普通的无线电、交流电。在微波系统中,组件的电性质不能认为是集总的,微波系统没有导线式电路,交、直流电的传输特性参数以及电容和电感等概念亦失去了其确切的意义。在微波领域中,通常应用所谓“场”的概念来分析系统内电磁波的结构,并采用功率、频率、阻抗、驻波等作为微波测量的基本量。 ⑴在研究微波问题时,应使用电磁场的概念,许多高频交变电磁场的效应不能忽略。例如微波的波长和电路的直径已是同一数量级,位相滞后现象已十分明显,这一点必须加以考虑。 ⑵微波传播时是直线传播,遇到金属表面将发生反射,其反射方向符合光的反射规律。 ⑶微波的频率很高,因此其辐射效应更为明显,它意味着微波在普通的导线上传输时,伴随着能量不断的向周围空间辐射,波动传输将很快地衰减,所以对传输组件有特殊要求。 ⑷当入射波与反射波相迭加时能形成波的干涉现象,其中包括驻波现象。在微波波导或谐振腔中,我们也利用多种模式的电磁场的分布、迭加来改善电磁场分布的均匀性。 ⑸微波能量的空间分布同一般电磁场能量一样,具有空间分布性质。哪里存在电磁场,哪里就存在能量。例如微波能量传输方向上的空间某点,其电场能量的数值大小与该处空间的电场强度的二次方有关,微波电磁场总能量为空间点的电磁场能量的总和。 4、微波与材料的相互作用 当微波在传输过程中遇到不同材料时,会产生反射、吸收和穿透现象,这些作用和其程度、效果取决于材料本身的几个主要的固有特性:介电常数、介质损耗角正切(tgδ,简称介质损耗)、比热、形状、含水量的大小等。 ⑴常用材料 在微波加工系统中,常用的材料有导体、绝缘体、介质、极性和磁性化合物几类。 ①导体一定厚度以上的导体,如铜、银、铝之类的金属,能够反射微波,因此在微波系统中,常利用导体反射微波的这种特殊的形式来传播微波能量。例如微波装置中常用的波导管,就是矩形或圆形的金属管,通常由铝或黄铜制成。它们像光纤传导光线一样,是微波的通路。 ②绝缘体在微波系统中,绝缘体有其完全不同于普通电路中的地位。绝缘体可透过微波,并且它吸收的微波功率很小。微波和绝缘体相互间的影响,就象光线和玻璃的关系一样,玻璃使光线部分地反射,但大部分则透过,只有很少部分被吸收。在微波系统中,根据不同情况使用着玻璃、陶瓷、聚四氟乙烯、聚丙烯塑料之类的绝缘体,它们常作为反应器的材料。由于这种“透明”特性,在微波工程中也常用绝缘体材料来防止污物进入某些要害部位,这时的绝缘体就成为有效的屏障。

无线通信原理与应用复习题.docx

一、选择题 1?用光缆作为传输的通信方式是_A ____ A有限通信B明显通信C微波通信D无线通信 2.下列选项屮_A—不属于传输设备 A电话机B光缆C微波接收机D同轴电缆 3?网状网拓扑结构中如果网络节点数为6,则连接网络的链路数为_D ________ A10 B 5 C6 D15 4.目前我国的电信网络是_C_级网络结构 A7 B5 C 3 D2 5.国际电信联盟规定话音信号牌的抽样频率为_D_ A3400HZ B5000HZ C6800HZ D8000HZ 6?下列_C_号码不属于我国常用的特殊号码业务。 A110 B122 C911 D114 7.PCM30/32路系统采用的是_B _____ 多路复用技术。 A频分多路复用技术B时分多路复用技术C波分多路复用技术D码分多路复用技术8?我国7号信令网采用的是_C_级网络结构。 A7 B5 C3 D2 9.下列哪两种数字数据编码方式会积累直流分量(多选)_A,C_ A单极性不归零码B双极性不归零C单极性归零码D双极性归零码 10.下列哪种数据交流形式不属于分组交换_A_ A电路交换B ATM交换CIP交换D MPLS交换 11?传统微波频段,频率范围为_D _____ A30~300HZ B30K~300KHZ C300K~3000KHZ D300M~300GHZ 12.下列哪种传输方式不属于无线电波的多径传输方式_B _____ A地波B宁宙射线C对流层反射波D B由空间波 13.关于微波通信补偿技术屮,下列哪项不属于常用的分集接收技术_D_ A频率分集B空间分集C混合分集D时间分集 14.卫星通信的工作频段屮,C频段的工作频段为6/4GHZ,下列哪项关于C频段的表述是正 确的___ C ___ A工作频段为4~6GHZ B工作频段为1.5GHZ C上行频率为6GHZ,下行频率为4GHZ D上彳丁频率为4GHZ,下彳丁频率为6GHZ 15.为保证同步卫星的可通信区域,地球站天线的仰角应为_B ______ AO B5 C大于0 D大于5 正在建设的我国第二代北斗系统是由_A_颗卫星组成 A35 B5 C3 D30 17.ADSL技术采用的是—A_复用技术 A频分复用技术B时分复用技术C波分复用技术D码分复用技术 18.下列哪种xDSL技术是上、下行速率对称的_C— A VDSL B ADSL C SDSL D RADSL 19.ADSL信道传输速率是_C ____ A上行最高1.6Mbits/s,下彳丁最高13Mbits/s B上彳丁最高2.3Mbits/s,下彳丁最高2.3Mbits/s C上行最高IMbits/s,下行最高12Mbits/s D上行最高2Mbits/s,下行最高2Mbits/s

通信原理思考题答案

第一章绪论 1.1以无线广播和电视为例,说明图1-1模型中的信息源,受信者及信道包含的具体内容是什么 在无线电广播中,信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号,收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音;在电视系统中,信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像;二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波 1.2何谓数字信号,何谓模拟信号,两者的根本区别是什么 数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值;模拟信号指电信号的参量可以取连续值。他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的 1.3何谓数字通信,数字通信有哪些优缺点 传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统;优缺点: 1.抗干扰能力强; 2.传输差错可以控制; 3.便于加密处理,信息传输的安全性和保密性越来越重要,数字通信的加密处理比模拟通信容易的多,以话音信号为例,经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密,解密处理; 4.便于存储、处理和交换;数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致,都是二进制代码,因此便于与计算机联网,也便于用计算机对数字信号进行存储,处理和交换,可使通信网的管理,维护实现自动化,智能化; 5.设备便于集成化、微机化。数字通信采用时分多路复用,不需要体积较大的滤波器。设备中大部分电路是数字电路,可用大规模和超大规模集成电路实现,因此体积小,功耗低; 6.便于构成综合数字网和综合业务数字网。采用数字传输方式,可以通过程控数字交换设备进行数字交换,以实现传输和交换的综合。另外,电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化,构成综合业务数字网;缺点:占用信道频带较宽。一路模拟电话的频带为4KHZ带宽,一路数字电话约占64KHZ。 1.4数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么 数字通行系统的模型见图1-4所示。其中信源编码与译码功能是提高信息传输的有效性和进行模数转换;信道编码和译码功能是增强数字信号的抗干扰能力;加密与解密的功能是保证传输信息的安全;数字调制和解调功能是把数字基带信号搬移到高频处以便在信道中传输;同步的功能是在首发双方时间上保持一致,保证数字通信系统的有序,准确和可靠的工作。1-5按调制方式,通信系统分类? 根据传输中的信道是否经过调制,可将通信系统分为基带传输系统和带通传输系统。 1-6 按传输信号的特征,通信系统如何分类? 按信号特征信道中传输的信号可分为模拟信号和数字信号,相应的系统分别为模拟通信系统和数字通信系统。 1-7按传输信号的复用方式,通信系统如何分类? 频分复用,时分复用,码分复用。 1-8单工,半双工及全双工通信方式是按什么标准分类的?解释他们的工作方式并举例说明他们是按照消息传递的方向与时间关系分类。单工通信是指消息只能单向传输的工作方式,通信双方只有一个进行发送,另一个只能接受,如广播,遥测,无线寻呼等。半双工通信指通信双方都能进行收发信息,但是不能同时进行收发的工作方式,如使用统一载频的普通对讲机。全双工通信是指通信双方能同时进行收发消息的工作方式,如电话等。 1-9通信系统的主要性能指标是什么? 分为并行传输和串行传输。并行传输是将代表信息的数字信号码元以组成的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输,其优势是传输速度快,无需附加设备就能实现收发双方字符同步,缺点是成本高,常用于短距离传输。串行传输是将代表信息的数字码元以串行方式一

无线通信抗干扰技术性能研究

无线通信抗干扰技术性能研究 摘要:现如今,社会经济迅猛发展,科学技术也不断创新,以无线通信技术为 主的网络运行模式,已经成为了信息传递与沟通的主要方式。目前,通信环境出 现了新的变化,电磁环境变得更为复杂,各种干扰源对无线通信造成了延展性的 影响,不利于信息的畅通运输和传递。据调查,随着信息技术的推广与应用,无 线通信技术已经应用到了社会的各个行业,成为人们获取信息与资讯的主要方式。但是如何解决无线通信存在的各种干扰因素,对技术性能进行研究,提出可行的 抗干扰对策,才是未来无线通信技术需要考量的重点。本文就对无线通信抗干扰 技术进行分析,结合实际提出技术性能研究的重点,并探究未来技术发展的新趋势,从而发挥出无线通信技术的优势,传播信息。 关键词:无线通信抗干扰技术性能分析 人类社会属于共享型社会,在整个社会交流中,信息的传递与日常沟通是最 重要的一种技术方式,也是不可或缺的组成部分之一,无线通信技术作为沟通的 普及化形式,更是成为了人们交流的新途径。近年来,通信用户数量持续增多, 无线空间中的传播信号在多种复杂模式影响下,也变的愈加复杂,可供利用的资 源相对有限,信号之间也难免会出现互相干扰的问题,通信质量难免受到影响。 对无线通信抗干扰技术性能进行分析,是解决干扰和展望未来技术趋势的关键。 一、无线移动通信的应用以及干扰情况 进入21世纪以来,社会经济迅猛发展,无线通信技术正朝着现代化方向发展,成为通信行业关注的焦点。与传统的有线通信方式不同,无线通信技术会随着时间、地点自由的变换,保证沟通的及时性与便捷性,并在工业、农业、商业等诸 多领域推广。干扰源是影响通信质量的主要原因,一般包括共道、多址和码间三 种形式,无线通信更是会受到宽带、频率等的制约,降低信号的强度。现如今, 对通信造成的干扰也不仅仅包括自然因素一种,人为影响也是制约信号接收能力 的主要方式,侦查、跟踪、分析对抗干扰起到积极的作用,对抗干扰技术做出系 统研究,就显得尤为重要。 二、无线通信抗干扰技术性能分析 (一)跳频抗干扰技术 跳频抗干扰技术是最有效、最常见的抗干扰技术之一,它主要应用于超短波 通信装备之中,抗干扰能力强,也是民用无线通信技术的首先系统。该技术的核 心为无线电信频技术,基于这种技术之上的措施可以依照规定的速度控制跳变的 频率,达成频谱扩展的目的。具体来说,抗干扰能力的强弱与载波频率调速成正比,通过增加跳频的带宽同样可以增强抗干扰水平。 (二)扩频抗干扰技术 扩频抗干扰技术也是一种应用较为广泛的技术,这种技术主要是利用信号频 率的调整,进行解码操作等,将信号进行隐藏,这样就可以将外界干扰降到最低,尤其是电磁的影响。这种方法是利用扩频的方式降低功率,信号就不会出现,可 以隐藏,因为信号是无法在噪声中进行传播的,这样无线通信抗干扰技术就可以 顺利的使用。 (三)智能抗干扰技术 所谓的智能抗干扰技术又可以被称作多入多出抗干扰技术,该种技术手段借 助多信号天线传递信息,接收信号,保证信号源的顺利发射。但是该技术在实际 使用中需要按照数学表达模式对模型进行分解,搭建信息不同的传递通道,分散

微波通信原理的详细介绍

微波通信原理的详细介绍 我国微波通信广泛应用L、S、C、X诸频段,K频段的应用尚在开发之中。由于微波的频率极高,波长又很短,共在空中的传播特性与光波相近,也就是直线前进,遇到阻挡就被反射或被阻断,因此微波通信的主要方式是视距通信,超过视距以后需要中继转发。一般说来,由于地球曲面的影响以及空间传输的损耗,每隔50公里左右,就需要设置中继站,将电波放大转发而延伸。这种通信方式,也称为微波中继通信或称微波接力通信长距离微波通信干线可以经过 几十次中继而传至数千公里仍可保持很高的通信质量。微波站的设备包括天线、收发信机、调制器、多路复用设备以及电源设备、自动控制设备等。为了把电波聚集起来成为波束,送至远方,一般都采用抛物面天线,其聚焦作用可大大增加传送距离。多个收发信机可以共同使用一个天线而互不干扰,我国现用微波系统在同一频段同一方向可以有六收六发同时工作,也可有八收八发同时工作以增加微波电路的总体容量。多路复用设备有模拟和数字之分。模拟微波系统每个收发信机可以工作于60路、960路、1800路或2700路通信,可用于不同容量等级的微波电路。数字微波系统应用数字复用设备以30路电话按时分复用原理组成一次群,进而可组成二次群120路、三次群480路、四次群1920路,并经过

数字调制器调制于发射机上,在接收端经数字解调器还原成多路电话。最新的微波通信设备,其数字系列标准与光纤通信的同步数字系列(SDH)完全一致,称为SDH微波。这种新的微波设备在一条电路上八个束波可以同时传送三万多路 数字电话电路(2.4Gbit/s)。微波通信由于其频带宽、容量大、可以用于各种电信业务传送,如电话、电报、数据、传真以及采色电视等均可通过微波电路传输。微波通信具有良好的抗灾性能,对水灾、风灾以及地震等自然灾害,微波通信一般都不受影响。但微波经空中传送,易受干扰,在同一微波电路上不能使用相同频率于同一方向,因此微波电路必须在无线电管理部门的严格管理之下进行建设。此外由于微波直线传播的特性,在电波波束方向上,不能有高楼阻挡,因此城市规划部门要考虑城市空间微波通道的规划,使之不受高楼的阻隔而影响通信。近年来我国开发成功点对多点微波通信系统,其中心站采用全向天线向四周发射,在周围50公里以内,可以有多个点放置用户站,从用户站再分出多路电话分别接至各用户使用。其总体容量有100线、500线和1000线等不同的容量的设备,每个用户站可以分配十几或数十个电话用户,在必要时还可通过中继站延伸至数百公里外的用户使用。这种点对多点微波通信系统对于城市郊区、县城至农村村镇或沿海岛屿的用户、对分散的居民点也十分合用,较为经济。微波通信还有“对流层散射通信”、“流星余迹通

关于无线通信的抗干扰技术

关于无线通信的抗干扰技术 摘要:随着我国通信技术的发展,无线通信系统得到了广泛的应用,无线通信系统通过对于电磁波信息的应用来实现对于信息的传递,但是电磁波信息的传递需要依赖于良好的电磁环境,而当前无线通信系统在进行信息的传递时往往会受到环境中各种因素的干扰,要有效的保证无线通信系统功能的正常发挥。 关键词:无线通信抗干扰技术 引言:在通信领域中,无线通信技术正以惊人的速度发展,特别是个人移动通信蜂窝小区的快速发展,使用户摆脱了有线的控制,使得信号的传输更为方便快捷。但同时,我们也应该看到,在手机通话的过程中,有时候会遇到掉线、信号质量差、杂音出现等现象,这些现象就是无线信号之间相互干扰的结果。在无线通信领域内,现在是新旧系统共存在一个体系中,最新的通信技术和我们最早采用的旧技术是共存的,而且这种状态还会一直存在下去。并且其他的无线信号设备如无线局域网、数字视频广播等信号也会在这个体系中存在。这就是我们经常在无线信号塔上看到多种多样的天线林立,在这个体系中可以说是存在各种各样的无线信号,它们之间很有可能会产生相互干扰,通信的天空也会变得越来越拥挤,那电话掉线、信号质量差、信号之间互相干扰也就很正常了。但是,为了保证无线通信的质量,信号抗干扰技术也应运而生,并在通信领域内起着重要的作用。 一、无线通信抗干扰技术研究现状 1.1 当前无线通信网络传播环境 目前无线通信传播环境非常复杂,原因有以下几点:第一,无线通信信号的传播路径复杂。不仅有视距传播中的路径损耗,而且传播过程中要面临着复杂的地理环境,比如城市高层建筑群、山地、丘陵等等所以就会导致接收端在接收无线信号时,往往是经过可信道畸变的信号,并且叠加了各种的干扰,造成通信信号质量下降。第二,无线通信通道是对范围内的所有无线设备开放的,这就使的各种无线通信系统和无线通信设备共存其中。如果衰落或干扰强度很高,无线信号达到接收端时可能存在两种状态:(1)通信链路中的干扰信号相对于期望信号很大,使得接收信号相对于干扰很微弱。(2)由于路径损耗和多径衰落,接收信号本身已经非常微弱。 1.2 互调干扰 1.2.1 互调干扰类型 互调干扰是指几个不同频率的信号通过非线性电路时,会产生与有用信号频率相同或相近的频率组合,而对通信系统构成的一种干扰,常见的互调干扰有,发射机互调干扰、接收机互调干扰、外部效应引起的互调干扰。 (1)发射机互调干扰。发射机互调干扰是指由于其他信道的发射信号或 RF 共用器件耦合到发射机末级与本机,发射信号在功放电路中相互调制而产生新的频率组合,随同有用信号一起发射出去,对接收机形成干扰。 (2)接收机互调干扰。在接收机的前端电路中,同时两个偏离接收频率的干扰信号同时侵入接收机时,由于高频放大器和变频器的非线性,使其调制而产生互调频率,互调频率落入接收机频带内造成的干扰。 (3)外部效应引起的互调干扰。在发射端的传输电路中,常常会因为反馈线接头、天线等接点的接触效果不好,或者在传输过程中异种金属的接触导致非线性的干扰,在强射频电场中起到检波的作用从而产生互调干扰。由外部效应引起

wifi无线信号干扰原理

在过去十年里,802.11技术取得了长足的进步----更快、更强、更具扩展性。但是有一个问题依在困扰着wi-fi:可靠性。 对于网络管理员来说,最让他们沮丧的莫过于用户抱怨wi-fi性能不佳,覆盖范围不稳定,经常掉线。应对一个你无法看到并且经常发生变化的wi-fi环境是一个棘手的难题。这一问题的元凶就是无线电频率干扰。 几乎所有发射电磁信号的设备都会产生无线电频率干扰。这些设备包括无绳电话、蓝牙设备、微波炉,甚至还有智能电表。大多数公司并没有意识到wi-fi干扰的一个最大干扰源是他们自己的wi-fi网络。 与经授权的无线电频谱不同,wi-fi是一个共享的媒介,其在 2.4GHz和5GHz之间,无需无线电频率授权。 当一部802.11客户端设备听到了其它的信号,无论这一信号是否是wi-fi信号,它都会递延传输,直到该信号消失。传输中发生了干扰还会导致数据包丢失,迫使wi-fi重新传输。这些重新传输将使得吞吐速度放缓,导致共享同一个接入点(AP)的用户出现大幅延迟。 尽管一些AP已经整合了频谱分析工具,以帮助IT人员看到和识别wi-fi干扰,但是如果不真正解决干扰问题,那么这些举措根本没有什么用处。 新的802.11n标准使得无线电干扰问题进一步恶化。为了能够向不同方向同时传输多个wi-fi流以取得更快的连接性,802.11n通常在一个AP上使用多个发射设备。 同样,错误也翻了两倍。如果这些信号中只有一个出现了干扰,802.11n的两个基础技术--空间多路传输或是绑定信道的性能都会出 现下降。 解决干扰的常用办法目前有三个解决无线电干扰的常用办法,其中包括降低物理数据传输率,减少受干扰AP的传输功率和调整AP的信道分配。在特定情况下,上述三种方法每一种都很管用,但是这三种方法没有一种能够从根本上解决无线电干扰这一问题。 如今市场上销售的AP绝大部分使用的是的全向偶极天线。这些天线在所有方向上的发射和接收速率相当。由于在任何情况下这些天线的传输和接收速度相同,因此当出现了干扰,这些设备唯一的选择

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