无线传输技术基础PPT课件
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《无线网络技术》课件
《无线网络技术》PPT课 件
无线网络技术是现代通信领域的重要发展方向之一。本课件将详细介绍无线 网络技术的基础知识、标准与协议、网络拓扑与架构、网络安全、应用案例 等内容。
前言
无线网络技术是无线通信领域的重要组成部分，本节将介绍无线网络技术的发展历程、当前趋势， 并对本次课程的内容进行概述。
基础知识
无线信号传输原理
通过无线电波进行信号传输的基本原理。
无线接入技术
无线网络的接入技术和常见协议。
无线通信和数据传输
无线通信和数据传输的基本概念和技术。
无线网络标准与协议
IEEE 802.11 系列标准
介绍IEEE 802.11系 列标准及其在无线 局域网中的应用。
Wi-Fi技术
讲解Wi-Fi技术及其 在无线网络中的作 用。
概述无线网络面临的 安全威胁和风险。
介绍保障无线网络安 全的标准和协议。
3 保障无线网络安
全的技术措施
探讨实施无线网络安 全的技术措施和方法。
应用案例
商业应用
无线网络在商业领域的应用案例和实践。
工业应用
介绍无线网络在工业环境中的应用。
医疗应用
讲解无线网络在医疗领域的应用和创新。
物联网应用
探讨无线网络在物联网中的重要作用。
蓝牙技术
探讨蓝牙技术在无 线通信中的应用和 特点。
移动通信技 术
概述移动通信技术 及其在无线网络中 的应用。
无线网络网络拓扑与架构
1
网络拓扑结构
介绍无线网络的常见拓扑结构和组网方式。
2
无线网络架构设计
探讨无线网络的架构设计原则和要点。
3
热点网络设计
讲解热点网络的设计和优化方法。
无线网络技术是现代通信领域的重要发展方向之一。本课件将详细介绍无线 网络技术的基础知识、标准与协议、网络拓扑与架构、网络安全、应用案例 等内容。
前言
无线网络技术是无线通信领域的重要组成部分，本节将介绍无线网络技术的发展历程、当前趋势， 并对本次课程的内容进行概述。
基础知识
无线信号传输原理
通过无线电波进行信号传输的基本原理。
无线接入技术
无线网络的接入技术和常见协议。
无线通信和数据传输
无线通信和数据传输的基本概念和技术。
无线网络标准与协议
IEEE 802.11 系列标准
介绍IEEE 802.11系 列标准及其在无线 局域网中的应用。
Wi-Fi技术
讲解Wi-Fi技术及其 在无线网络中的作 用。
概述无线网络面临的 安全威胁和风险。
介绍保障无线网络安 全的标准和协议。
3 保障无线网络安
全的技术措施
探讨实施无线网络安 全的技术措施和方法。
应用案例
商业应用
无线网络在商业领域的应用案例和实践。
工业应用
介绍无线网络在工业环境中的应用。
医疗应用
讲解无线网络在医疗领域的应用和创新。
物联网应用
探讨无线网络在物联网中的重要作用。
蓝牙技术
探讨蓝牙技术在无 线通信中的应用和 特点。
移动通信技 术
概述移动通信技术 及其在无线网络中 的应用。
无线网络网络拓扑与架构
1
网络拓扑结构
介绍无线网络的常见拓扑结构和组网方式。
2
无线网络架构设计
探讨无线网络的架构设计原则和要点。
3
热点网络设计
讲解热点网络的设计和优化方法。
路由器基础知识讲座ppt课件
路由器作用
路由器的主要作用是根据网络层 的信息，选择最佳路径，将数据 包从一个网络转发到另一个网络 ，实现网络互联和通信。
路由器发展历程
第一代路由器
最初的路由器采用软件方式进行路由 计算，性能较低，主要应用于小型网 络。
第二代路由器
第三代路由器
现代路由器已经发展成为高度集成化 、智能化的设备，支持多种路由协议 和网络安全功能，广泛应用于各种规 模的网络。
针对路由功能优化，高效 稳定，如Cisco IOS、 Juniper JUNOS等。
通用操作系统
基于Linux、Unix等系统 ，可定制性强，但需要额 外配置和优化。
实时操作系统
适用于对时间要求严格的 场景，如工业控制、航空 航天等。
路由协议实现原理
静态路由
手动配置路由表，适用于简单网 络环境。
动态路由
Wi-Fi联盟认证
负责无线技术的认证和推广，确保不同厂商的设备 能够互相兼容。
无线网络安全标准
包括WPA/WPA2等加密认证技术，保障无 线网络的安全性。
无线接入点（AP）和桥接器（Bridge）
无线接入点（AP）
01
用于建立无线网络的设备，提供无线客户端的接入和数据传输
功能。
无线桥接器（Bridge）
01
VPN基本概念
VPN（Virtual Private Network）即虚拟专用网络，是利用公共网络
架设的私人网络，通过加密技术保障数据传输的安全性。
02 03
VPN技术原理
VPN采用了隧道技术、加解密技术、密钥管理技术和使用者与设备身份 认证技术，通过在公共网络上建立虚拟专用通道来保障数据传输的安全 性和私密性。
ACL技术原理
路由器的主要作用是根据网络层 的信息，选择最佳路径，将数据 包从一个网络转发到另一个网络 ，实现网络互联和通信。
路由器发展历程
第一代路由器
最初的路由器采用软件方式进行路由 计算，性能较低，主要应用于小型网 络。
第二代路由器
第三代路由器
现代路由器已经发展成为高度集成化 、智能化的设备，支持多种路由协议 和网络安全功能，广泛应用于各种规 模的网络。
针对路由功能优化，高效 稳定，如Cisco IOS、 Juniper JUNOS等。
通用操作系统
基于Linux、Unix等系统 ，可定制性强，但需要额 外配置和优化。
实时操作系统
适用于对时间要求严格的 场景，如工业控制、航空 航天等。
路由协议实现原理
静态路由
手动配置路由表，适用于简单网 络环境。
动态路由
Wi-Fi联盟认证
负责无线技术的认证和推广，确保不同厂商的设备 能够互相兼容。
无线网络安全标准
包括WPA/WPA2等加密认证技术，保障无 线网络的安全性。
无线接入点（AP）和桥接器（Bridge）
无线接入点（AP）
01
用于建立无线网络的设备，提供无线客户端的接入和数据传输
功能。
无线桥接器（Bridge）
01
VPN基本概念
VPN（Virtual Private Network）即虚拟专用网络，是利用公共网络
架设的私人网络，通过加密技术保障数据传输的安全性。
02 03
VPN技术原理
VPN采用了隧道技术、加解密技术、密钥管理技术和使用者与设备身份 认证技术，通过在公共网络上建立虚拟专用通道来保障数据传输的安全 性和私密性。
ACL技术原理
无线电技术基础ppt课件
• NPN型三极管E.C极测量
•
e
•
bc
三极管测量
• NPN型三极管E.b极测量
•
e
•
bc
三极管测量
• NPN型三极管b.c极测量
•
e
•
bc
PN
半导体二极管
工作原理
PN
半导体二极管
D
PN PN
PN
PN
W
A
EV
晶体三极管 集成电路
半导体三极管工作原理
•
c
•
bN
P
•
N
•
e
半导体三极管工作原理
•
c
R
•
bN
P
•
N
•
e
晶体三极管 集成电路
半导体三极管工作原理
•
c
•
bN
P
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N
•
e
半导体三极管工作原理
•
c
R
•
bN
P
•
N
•
e
三极管测量
波段名称 特长波 甚长波 长波 中波 短波 米波 分米波 厘米波 毫米波 丝米波
波长范围 100 ——10万米 10 —— 1万米 10 —— 1千米 10 —— 1百米 100 —— 10米 10 —— 1米 10 —— 1分米 10 —— 1厘米 10 —— 1毫米 10 —— 1丝米
收音机
无线电元件
频率划分为： 频率 * 波长=无线电波传播速度
（30万里）
段号 频段名称
1
特低频
2
甚低频VLF
3
低频LF
4
中频MF
5
•
e
•
bc
三极管测量
• NPN型三极管E.b极测量
•
e
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bc
三极管测量
• NPN型三极管b.c极测量
•
e
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bc
PN
半导体二极管
工作原理
PN
半导体二极管
D
PN PN
PN
PN
W
A
EV
晶体三极管 集成电路
半导体三极管工作原理
•
c
•
bN
P
•
N
•
e
半导体三极管工作原理
•
c
R
•
bN
P
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晶体三极管 集成电路
半导体三极管工作原理
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半导体三极管工作原理
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三极管测量
波段名称 特长波 甚长波 长波 中波 短波 米波 分米波 厘米波 毫米波 丝米波
波长范围 100 ——10万米 10 —— 1万米 10 —— 1千米 10 —— 1百米 100 —— 10米 10 —— 1米 10 —— 1分米 10 —— 1厘米 10 —— 1毫米 10 —— 1丝米
收音机
无线电元件
频率划分为： 频率 * 波长=无线电波传播速度
（30万里）
段号 频段名称
1
特低频
2
甚低频VLF
3
低频LF
4
中频MF
5
《WIFI基础技术》PPT课件
精选PPT
8
增益天线
在无线网络中，天线可以达到增强无 线信号的目的，可以把它理解为无线信 号的放大器。天线对空间不同方向具有 不同的辐射或接收能力，而根据方向性 的不同，天线有全向和定向两种。 全向天线：在水平面上，辐射与接收 无最大方向的天线称为全向天线。全向 天线由于无方向性，所以多用在点对多 点通信的中心台。比如想要在相邻的两 幢楼之间建立无线连接，就可以选择这 类天线。 定向天线：有一个或多个辐射与接收 能力最大方向的天线称为定向天线。定 向天线能量集中，增益相对全向天线要 高，适合于远距离点对点通信，同时由 于具有方向性，抗干扰能力比较强。比 如一个小区里，需要横跨几幢楼建立无 线连接时，就可以选择这类天线。
精选PPT
7
有关信号覆盖
路由器参数中提到的“有效工作距离”，这一项也是无线 路由器的重要参数之一;顾名思义也就是说只有在无线路由 器的信号覆盖范围内，其他计算机才能进行无线连接。 “室内100米，室外400米”同样也是理想值，它会随网 络环境的不同而各异;通常室内在50米范围内都可有较好 的无线信号，而室外一般来说都只能达到100-200米左右。 无线路由器信号强弱同样受环境的影响较大。
精选PPT
11
无线AP与无线路由器的区别
从功能上区分 无线AP:AP为Access Point简称，一般翻译为“无线访问节点”，
它主要是提供无线工作站对有线局域网和从有线局域网对无线工作站 的访问，在访问接入点覆盖范围内的无线工作站可以通过它进行相互 通信。通俗的讲，无线AP是无线网和有线网之间沟通的桥梁。由于无 线AP的覆盖范围是一个向外扩散的圆形区域，因此，应当尽量把无线 AP放置在无线网络的中心位置，而且各无线客户端与无线AP的直线 距离最好不要超过30米，以避免因通讯信号衰减过多而导致通信失败。
WLAN基础知识PPT课件
应用
WAN
(Wide Area Network)
MAN
(Metropolitan Area Network)
LAN
(Local Area Network)
PAN
(Personal Area Network)
PAN
蓝牙 <1 Mbps
LAN
802.11a, 11b, 11g GB156929.11
2–54+ Mbps
网络操 作系统
NOS
802.11
应用层 表示层 会话程 传输层 网络层 数字链路层 物理层
TCP
IP 逻辑链路层(LLC) 媒体访问控制(MAC)
无线局域网 (WLAN)
无线局域网 (Wireless Local Area Network) 是以射频无线电波通信技术构建 的局域网，虽不采用缆线，但也能提供传统有线局域网的所有功能。无线数 据通信不仅可以作为有线数据通信的补充及延伸，而且还可以与有线网络环 境互为备份。
为什么要使用无线？
无线让网络使用更自由！ 凡是自由空间，均可连接网络，不受限于线缆和端口位置
为什么要使用无线？
无线让网络建设更经济、通信更便利！ 终端与交换设备间省去布线，有效降低布线成本 特殊地理环境下的网络架设，如隧道、码头、高速公路
为什么要使用无线？
无线让网络更高效！ 不受限于时间和地点的接入网络，满足各行各业对于网络应用的需求
宽带无线
MAC PHY OSI层1
802.11的发展进程
IEEE 802.2 逻辑链路控制(LLC)
OSI层2
IEEE 802.3
Ethernet 以太网
IEEE 802.4
Token Bus 令牌总线
WAN
(Wide Area Network)
MAN
(Metropolitan Area Network)
LAN
(Local Area Network)
PAN
(Personal Area Network)
PAN
蓝牙 <1 Mbps
LAN
802.11a, 11b, 11g GB156929.11
2–54+ Mbps
网络操 作系统
NOS
802.11
应用层 表示层 会话程 传输层 网络层 数字链路层 物理层
TCP
IP 逻辑链路层(LLC) 媒体访问控制(MAC)
无线局域网 (WLAN)
无线局域网 (Wireless Local Area Network) 是以射频无线电波通信技术构建 的局域网，虽不采用缆线，但也能提供传统有线局域网的所有功能。无线数 据通信不仅可以作为有线数据通信的补充及延伸，而且还可以与有线网络环 境互为备份。
为什么要使用无线？
无线让网络使用更自由！ 凡是自由空间，均可连接网络，不受限于线缆和端口位置
为什么要使用无线？
无线让网络建设更经济、通信更便利！ 终端与交换设备间省去布线，有效降低布线成本 特殊地理环境下的网络架设，如隧道、码头、高速公路
为什么要使用无线？
无线让网络更高效！ 不受限于时间和地点的接入网络，满足各行各业对于网络应用的需求
宽带无线
MAC PHY OSI层1
802.11的发展进程
IEEE 802.2 逻辑链路控制(LLC)
OSI层2
IEEE 802.3
Ethernet 以太网
IEEE 802.4
Token Bus 令牌总线
2024版《移动通信基础》ppt课件
智能终端在物联网领域的应用前景
智能家居
工业自动化
智能终端作为家居控制中心，可实现家电控 制、照明调节、安防监控等功能，提高家居 生活的便捷性和安全性。
智能终端在工业领域可实现设备监控、数据 采集、远程控制等功能，提高生产效率和降 低运营成本。
智慧城市
医疗健康
智能终端在城市管理领域可实现交通疏导、 环境监测、公共服务等功能，提高城市管理 的智能化水平。
• LTE协议栈：采用了全新的网络架构和无线接口技术，包括演进型UTRAN（E-UTRAN）和演进型分组核心网 （EPC），支持更高的数据传输速率和更低的时延。
• 工作原理：UMTS/HSPA/LTE系统通过无线接口与移动台进行通信，移动台通过基站（NodeB/eNodeB）与 核心网连接，实现语音和数据业务的传输。核心网负责移动性管理、会话管理和业务数据传输等功能。
基于角色的访问控制（RBAC）
根据用户在组织中的角色来分配访问权限，实现灵活、高效的访问控 制管理。
基于属性的访问控制（ABAC）
根据用户、资源、环境等属性来动态分配访问权限，实现更加精细化 的访问控制。
数据备份恢复策略以及防病毒措施
01
02
03
04
定期备份数据
制定合理的数据备份计划，定 期备份重要数据，确保数据的
GPRS协议栈
在GSM协议栈基础上增 加了分组数据服务，引 入了分组交换和分组传 输的概念，提高了数据
传输速率和效率。
EDGE协议栈
在GPRS基础上进一步 提升了数据传输速率和 频谱效率，采用了8PSK 调制方式和更高的编码
速率。
工作原理
GSM/GPRS/EDGE系统 通过无线接口与移动台 进行通信，移动台通过 基站与移动交换中心连 接，实现语音和数据业
《无线通信基本技术》课件
W i-Fi
无线局域网技术，用于无线互 联和上网。
蓝牙
用于短距离无线通信，连接各 种设备和传输数据。
无线通信中的关键技术和挑战
1 频谱管理
有效管理不同频段的使用，以免干扰和提高通信质量。
2 安全性
保护通信隐私，防止数据泄露和安全漏洞。
3 容量和速度
实现高容量和高速率的数据传输，以满足日益增长的通信需求。
未来无线通信的将在全球范围内得到广泛应用，实现高速低延迟的通信。
物联网的扩展
物联网设备将变得更加智能和互联，实现更多领域的应用。
增强现实和虚拟现实
利用无线通信技术，增强现实和虚拟现实将在娱乐和教育中得到更广泛的应用。
结论和展望
无线通信技术在全球范围内得到广泛应用，将在未来继续发展，推动社会进 步和创新。
无线通信基本技术
无线通信的基本概念和原理。探索无线通信技术的工作原理以及在现代社会 中的重要性。
无线通信的发展历程
1
20世纪50年代
2
移动电话诞生，使人们不再局限于有
线通信。
3
20世纪初
电报和无线电技术的出现奠定了无线 通信的基础。
21 世纪初
3G和4G技术的普及，加速了无线通信 的发展。
无线通信技术的应用领域
物联网
通过无线通信技术连接智能设备，实现智能 家居和智慧城市。
卫星通信
通过卫星网络提供全球范围内的通信覆盖， 支持远程通信。
移动通信
无线电信号的传输使人们能够方便地进行电 话通话和信息传递。
军事通信
无线通信技术在军事领域中发挥着关键作用， 用于指挥和战术通信。
主要的无线通信标准和协议
5G
下一代无线通信标准，具有更 高的速度和更低的延迟。
无线网络技术基础第3章 无线局域网PPT课件
.
2.分布式系统服务(DSS)
由DS提供的服务被称为分布式系统服务。在 WLAN中，DSS通常由AP提供。包括：
(1)联结(Association) (2)重新联结(Reassociation) (3)解除联结(Disassociation) (4)分布(Distribution) (5)集成(Integration)
.
3．服务之间的关系
对于通过WM进行直接通信的STA均有认证状态 (值为未被认证和已认证)和联结状态(值为未联结 和已联结)两个状态变量。这两个变量为每个远端 STA建立了三种本地状态：
状态1：初始启动状态，未认证，未联结； 状态2：已认证，未联结； 状态3：已认证，已联结。
.
状态变量与业务之间的关系
固定站
开机使用的移动站
固定
关机时的移动站
固定
举例
台式机
半移动站
移动站
固定
固定/移动
固定/移动
固定/移动
便携机
掌上机、车载台
.
2．无线介质
无线介质是无线局域网中站与站之间、站与接入 点之间通信的传输介质。空气是无线电波和红外 线传播的良好介质。
无线局域网中的无线介质由无线局域网物理层标 准定义。
.
3.无线接入点
无线局域网的发展经历了四代: (1)第一代无线局域网:1985年，FCC颁布的电波法
规为无线局域网的发展扫清了道路。 (2)第二代无线局域网：基于IEEE 802.11标准的无
线局域网 (3)第三、四代无线局域网：符合IEEE 802.11b标准
的产品已经较为普及，归为第三代无线局域网产 品；而将符合IEEE 802.11a、HiperLAN2和IEEE 802.11g标准的产品称为第四代无线局域网产品。
2.分布式系统服务(DSS)
由DS提供的服务被称为分布式系统服务。在 WLAN中，DSS通常由AP提供。包括：
(1)联结(Association) (2)重新联结(Reassociation) (3)解除联结(Disassociation) (4)分布(Distribution) (5)集成(Integration)
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3．服务之间的关系
对于通过WM进行直接通信的STA均有认证状态 (值为未被认证和已认证)和联结状态(值为未联结 和已联结)两个状态变量。这两个变量为每个远端 STA建立了三种本地状态：
状态1：初始启动状态，未认证，未联结； 状态2：已认证，未联结； 状态3：已认证，已联结。
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状态变量与业务之间的关系
固定站
开机使用的移动站
固定
关机时的移动站
固定
举例
台式机
半移动站
移动站
固定
固定/移动
固定/移动
固定/移动
便携机
掌上机、车载台
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2．无线介质
无线介质是无线局域网中站与站之间、站与接入 点之间通信的传输介质。空气是无线电波和红外 线传播的良好介质。
无线局域网中的无线介质由无线局域网物理层标 准定义。
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3.无线接入点
无线局域网的发展经历了四代: (1)第一代无线局域网:1985年，FCC颁布的电波法
规为无线局域网的发展扫清了道路。 (2)第二代无线局域网：基于IEEE 802.11标准的无
线局域网 (3)第三、四代无线局域网：符合IEEE 802.11b标准
的产品已经较为普及，归为第三代无线局域网产 品；而将符合IEEE 802.11a、HiperLAN2和IEEE 802.11g标准的产品称为第四代无线局域网产品。
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率范围为2GHz～40GHz。频率越高，可能的带宽就越宽， 因此可能的数据传输速率也就越高。
7
典型的数字微波性能
波段/GHz 2 6 11 18
带宽/MHz 7 30 40
220
数据率/Mb/s 12 90 135 274
8
地面微波（续1）
❖ 微波传输的主要损耗来源于衰减。
❖ 微波(以及无线电广播频段)的损耗公式
6
2．1．1 地面微波
❖ 使用“碟形”天线聚波成束，安装在高处 ❖ 地面微波系统主要用于长途电信服务，可代替同轴电缆和光
纤，通过地面接力站（微波中继塔台）中继。 ❖ 短距离应用：用于建筑物之间的点对点线路（闭路电视、无
线局域网）。 ❖ 中段距离应用：常用于语音和电视传播 ❖ 等距离时，微波比双绞线需要的中继器、放大器更少 ❖ 微波占用了电磁波频谱的很大一部分，常见的用于传输的频
适用与使用率高的国际干线
❖ 商业数据应用：利用通信卫星的多信道
价格昂贵 通信量大
12
❖ 卫星传输的最佳频率范围为1GHz～10GHz。
低于1G，存在自然噪声和电子设备干扰，高于 10G，衰减严重。
上行频带为5.925~6.425GHz，下行频带为 3.7~4.2GHz，统称为4/6G频段
1G~10GHz最佳频段已饱和，干扰严重，因此新 的12/14GHz,20/30GHz频段逐步的到利用，衰减 更加严重，但带宽更大，接收器更小，更便宜。
3
❖ 数据传输特性和质量取决于传输媒体的性质 和传输信号的特性。
❖ 导向媒体：取决于媒体性质 ❖ 非导向媒体：更多取决于传输信号的特性
（低频全向、高频有向波束）
发送和接收都通过天线实现 定向传输发射和接收天线必须校准 非定向传输沿所有方向传播，能被多数天线接收
4
电信用的电磁波频谱
5
感兴趣的3个频段
第2章 无线传输技术基础
1
内容提要
2．1 无线传输媒体 2．2 天线 2．3 传播方式 2．4 直线传输系统中的损伤 2．5 移动环境中的衰退 2．6 多普勒效应 2．7 信号编码技术 2．8 扩频技术 2．9 差错控制技术
2
2．1 无线传输媒体
❖ 传输媒体（transmission medium）是数据传输系统 中发送器和接收器之间的物理路径。
❖ 传输媒体可分为导向的(guided)和非导向的 (unguided)两类。
对导向媒体而言，电磁波被引导沿某一固定媒体前进， 例如双绞线、同轴电缆和光纤。
非导向媒体的例子是大气和外层空间，它们提供了传输 电磁波信号的手段，但不引导它们的传播方向，这种传 输形式通常称为无线传播(wireless transmission)
❖ 频率越高衰减越大，较高的微波频率对长途 传输没有什么用处，但却非常适用于近距离 传输。
❖ 频率越高，使用的天线就越小、越便宜。
10
2．1．2 卫星微波
❖ 通信卫星实际上一个微波接力站，用于将两个或多 个称为地球站或地面站的地面微波发送器/接收器连 接起来。
❖ 卫星使用上下行两个频段：接收一个频段(上行)上 的传输信号，放大或再生信号后，再在另一个频段 (下行)上将其发送出去。
❖ 激光的强度(非常窄的一束光)是它的弱点，不 易瞄准。
❖ 激光束不能穿透雨或者浓雾，白天太阳的热 量是气流上升也会激光束产生偏差。
17
2．2 天线
❖ 天线是实现无线传输最基本的设备。天线可看作一 条电子导线或导线系统，该导线系统或用于将电磁 能辐射到太空或用于将太空中的电磁能收集起来。
❖ 电磁能和电能相互转化 ❖ 双向通信中，同一天线既可用于发送也可用于接收
4d
2
L 10lg
❖ 微波的损耗随距离的平方而变化 ，双绞线和同轴电
缆则随距离呈指数变化，因此微波中继器可放在较
远的地方，一般为10km~100km
❖ 损伤的另一个原因是干扰，随着微波应用的不断增 多，传输区域重叠，干扰始终是一个威胁。因此， 频带的分配需要严格控制。
9
地面微波（续2）
❖ 长途电信频段：4~6GHz，由于拥挤，开始使 用11GHz频段，12GHz频段用作有线电视。
❖ 微波：1GHz~100GHz，可实现高方向性的波束， 而且非常适用于点对点的传输，也可用于卫星通信。
❖ 无线电广播频段：30MHz～1GHz，适用于全向应 用。
❖ 红外线频谱段：3×1011Hz～2×1014Hz，适于本地 应用，在有常有用。
13
❖ 特点
卫星通信距离远，一个地面站发送到另一个地面 站接收，约有1/4s传播延迟。在差控和流控方面， 也带来一系列问题。
卫星微波是广播设施，许多站点可以向卫星发送 信息，同时从卫星上传送下来的信息也会被众多 站点接收。
14
2．1．3 广播无线电波
❖ 广播无线电波是全向性的，不要求使用碟形天线，天线也无 须严格地安装到一个精确地校准位置上。
路径干扰。
15
2．1．4 红外线
❖ 红外线传输不能超过视线范围，距离短 ❖ 红外线传输无法穿透墙体。微波系统中遇到
的安全性和干扰问题在红外线传输中都不存 在。 ❖ 红外线不需要频率分配许可。
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2．1．5 光波
❖ 频率更高的光波，主要指非导向光波，而非 用于光纤的导向光波。
❖ 提供非常高的带宽，成本也很低，相对容易 安装，而且与微波不同，不要求FCC许可。
❖ 轨道卫星可工作在多个频段上，这些频段称为转发 器信道（transponder channel）
❖ 卫星主要应用：电视广播、长途电话传输和个人用 商业网络
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卫星微波（续）
❖ 电视广播：利用通信卫星的广播特性。
覆盖范围广 费用不断降低，接收天线尺寸不断缩小
❖ 电话网络：利用通信卫星传输数据量大，范围广的 特性。
❖ 无线电波(Radio) 是笼统术语，频率范围为3KHz~300GHz。 ❖ 非正式术语广播无线电波(broadcast radio) 包括调频无线电
频段（FM）和VHF、UHF，电视频段：30MHz～1GHz。 ❖ 不同于低频电磁波，无线颠簸高于30MHz可透过大气电离层，
因此相距很远的发送器不会受大气反射而互相干扰。 ❖ 也不同于高频微波，受下雨衰减小。 ❖ 广播无线电波损伤的一个主要来源是由于物体反射形成的多
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典型的数字微波性能
波段/GHz 2 6 11 18
带宽/MHz 7 30 40
220
数据率/Mb/s 12 90 135 274
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地面微波（续1）
❖ 微波传输的主要损耗来源于衰减。
❖ 微波(以及无线电广播频段)的损耗公式
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2．1．1 地面微波
❖ 使用“碟形”天线聚波成束，安装在高处 ❖ 地面微波系统主要用于长途电信服务，可代替同轴电缆和光
纤，通过地面接力站（微波中继塔台）中继。 ❖ 短距离应用：用于建筑物之间的点对点线路（闭路电视、无
线局域网）。 ❖ 中段距离应用：常用于语音和电视传播 ❖ 等距离时，微波比双绞线需要的中继器、放大器更少 ❖ 微波占用了电磁波频谱的很大一部分，常见的用于传输的频
适用与使用率高的国际干线
❖ 商业数据应用：利用通信卫星的多信道
价格昂贵 通信量大
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❖ 卫星传输的最佳频率范围为1GHz～10GHz。
低于1G，存在自然噪声和电子设备干扰，高于 10G，衰减严重。
上行频带为5.925~6.425GHz，下行频带为 3.7~4.2GHz，统称为4/6G频段
1G~10GHz最佳频段已饱和，干扰严重，因此新 的12/14GHz,20/30GHz频段逐步的到利用，衰减 更加严重，但带宽更大，接收器更小，更便宜。
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❖ 数据传输特性和质量取决于传输媒体的性质 和传输信号的特性。
❖ 导向媒体：取决于媒体性质 ❖ 非导向媒体：更多取决于传输信号的特性
（低频全向、高频有向波束）
发送和接收都通过天线实现 定向传输发射和接收天线必须校准 非定向传输沿所有方向传播，能被多数天线接收
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电信用的电磁波频谱
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感兴趣的3个频段
第2章 无线传输技术基础
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内容提要
2．1 无线传输媒体 2．2 天线 2．3 传播方式 2．4 直线传输系统中的损伤 2．5 移动环境中的衰退 2．6 多普勒效应 2．7 信号编码技术 2．8 扩频技术 2．9 差错控制技术
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2．1 无线传输媒体
❖ 传输媒体（transmission medium）是数据传输系统 中发送器和接收器之间的物理路径。
❖ 传输媒体可分为导向的(guided)和非导向的 (unguided)两类。
对导向媒体而言，电磁波被引导沿某一固定媒体前进， 例如双绞线、同轴电缆和光纤。
非导向媒体的例子是大气和外层空间，它们提供了传输 电磁波信号的手段，但不引导它们的传播方向，这种传 输形式通常称为无线传播(wireless transmission)
❖ 频率越高衰减越大，较高的微波频率对长途 传输没有什么用处，但却非常适用于近距离 传输。
❖ 频率越高，使用的天线就越小、越便宜。
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2．1．2 卫星微波
❖ 通信卫星实际上一个微波接力站，用于将两个或多 个称为地球站或地面站的地面微波发送器/接收器连 接起来。
❖ 卫星使用上下行两个频段：接收一个频段(上行)上 的传输信号，放大或再生信号后，再在另一个频段 (下行)上将其发送出去。
❖ 激光的强度(非常窄的一束光)是它的弱点，不 易瞄准。
❖ 激光束不能穿透雨或者浓雾，白天太阳的热 量是气流上升也会激光束产生偏差。
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2．2 天线
❖ 天线是实现无线传输最基本的设备。天线可看作一 条电子导线或导线系统，该导线系统或用于将电磁 能辐射到太空或用于将太空中的电磁能收集起来。
❖ 电磁能和电能相互转化 ❖ 双向通信中，同一天线既可用于发送也可用于接收
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❖ 微波的损耗随距离的平方而变化 ，双绞线和同轴电
缆则随距离呈指数变化，因此微波中继器可放在较
远的地方，一般为10km~100km
❖ 损伤的另一个原因是干扰，随着微波应用的不断增 多，传输区域重叠，干扰始终是一个威胁。因此， 频带的分配需要严格控制。
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地面微波（续2）
❖ 长途电信频段：4~6GHz，由于拥挤，开始使 用11GHz频段，12GHz频段用作有线电视。
❖ 微波：1GHz~100GHz，可实现高方向性的波束， 而且非常适用于点对点的传输，也可用于卫星通信。
❖ 无线电广播频段：30MHz～1GHz，适用于全向应 用。
❖ 红外线频谱段：3×1011Hz～2×1014Hz，适于本地 应用，在有常有用。
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❖ 特点
卫星通信距离远，一个地面站发送到另一个地面 站接收，约有1/4s传播延迟。在差控和流控方面， 也带来一系列问题。
卫星微波是广播设施，许多站点可以向卫星发送 信息，同时从卫星上传送下来的信息也会被众多 站点接收。
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2．1．3 广播无线电波
❖ 广播无线电波是全向性的，不要求使用碟形天线，天线也无 须严格地安装到一个精确地校准位置上。
路径干扰。
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2．1．4 红外线
❖ 红外线传输不能超过视线范围，距离短 ❖ 红外线传输无法穿透墙体。微波系统中遇到
的安全性和干扰问题在红外线传输中都不存 在。 ❖ 红外线不需要频率分配许可。
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2．1．5 光波
❖ 频率更高的光波，主要指非导向光波，而非 用于光纤的导向光波。
❖ 提供非常高的带宽，成本也很低，相对容易 安装，而且与微波不同，不要求FCC许可。
❖ 轨道卫星可工作在多个频段上，这些频段称为转发 器信道（transponder channel）
❖ 卫星主要应用：电视广播、长途电话传输和个人用 商业网络
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卫星微波（续）
❖ 电视广播：利用通信卫星的广播特性。
覆盖范围广 费用不断降低，接收天线尺寸不断缩小
❖ 电话网络：利用通信卫星传输数据量大，范围广的 特性。
❖ 无线电波(Radio) 是笼统术语，频率范围为3KHz~300GHz。 ❖ 非正式术语广播无线电波(broadcast radio) 包括调频无线电
频段（FM）和VHF、UHF，电视频段：30MHz～1GHz。 ❖ 不同于低频电磁波，无线颠簸高于30MHz可透过大气电离层，
因此相距很远的发送器不会受大气反射而互相干扰。 ❖ 也不同于高频微波，受下雨衰减小。 ❖ 广播无线电波损伤的一个主要来源是由于物体反射形成的多