移动计算与无线网络-无线传输技术概述
《无线传输技术》课件
调相（PM）
02
通过改变载波信号的相位来传递信息，具有抗干扰能力强、信
号质量稳定等优点。
调相调频（PM/FM）
03
结合调相和调频两种调制方式，具有更高的信息传输效率和更
好的抗干扰能力。
无线信号的编码方式
模拟信号编码
将模拟信号转换为数字信号进行 传输，具有抗干扰能力强、传输 质量高等优点。
数字信号编码
大气折射
无线电波在大气中传播时，由于大气密度和温度的变化，会导致电 波传播路径发生弯曲。
地球曲率传播
由于地球表面曲率的影响，无线电波在地面传播时会受到一定的限 制，需要考虑到地球曲率对信号传播的影响。
无线信号的调制方式
调频（FM）
01
通过改变载波信号的频率来传递信息，具有抗干扰能力强、信
号质量稳定等优点。
将数字信号转换为适合传输的格 式进行传输，具有传输速度快、 可靠性高等优点。
03
无线传输技术标准
IEEE 802.11标准
IEEE 802.11标准，也被称为Wi-Fi，是一种无线局域网（ WLAN）标准。
它定义了无线局域网技术的电子和电气要求，包括物理层和 数据链路层。该标准支持多种传输速率，包括2Mbps、 54Mbps（在802.11g及以后的版本中）以及600Mbps（在 802.11ac及以后的版本中）。
终端之间的通信。
无线网络
利用无线传输技术构建 无线网络，实现计算机 、智能设备之间的互联
互通。
物联网
利用无线传输技术实现 物联网设备的互联互通 ，实现智能化管理和控
制。
卫星通信
利用卫星进行无线信号 传输，实现全球范围内
的通信和信息传递。
02
无线网络与移动计算
无线网络与移动计算随着科技的不断进步和人们对便利性的不断追求，无线网络与移动计算成为了现代社会中一个不可或缺的部分。
无线网络技术的快速发展和移动计算设备的普及，为我们的生活、工作和学习带来了巨大的便利和改变。
本文将以探讨无线网络与移动计算对社会的影响为主线，分析其在不同领域的应用，并展望未来的发展趋势。
一、无线网络与移动计算的概念无线网络是指无需通过有线电缆进行连接的网络系统，通过无线信号传输数据和信息。
它解放了我们对于有线连接的依赖，使得我们可以在任何时间、任何地点都能够接入网络，进行信息交流和资源共享。
而移动计算则是指基于移动设备（如智能手机、平板电脑等）进行计算和数据处理的技术。
它的出现将计算能力从传统的台式机和笔记本电脑中解放出来，让人们可以随时随地进行工作和学习。
二、无线网络与移动计算在生活中的应用1. 通信与社交：无线网络技术使得我们可以通过手机、社交媒体等平台与他人进行实时的沟通和交流。
不仅仅是语音通话，我们还可以通过视频通话、文字聊天和社交应用等方式与亲友保持联系。
移动计算设备的普及则为我们提供了随时随地与他人进行社交交流的便利条件。
2. 娱乐与媒体：无线网络与移动计算设备让我们可以随时收看电影、电视剧、听音乐和玩游戏。
通过各种应用程序和平台，我们能够流畅地观看各种视频内容，随时听取音乐，享受高品质的娱乐体验。
同时，社交媒体平台也为我们提供了分享自己生活和娱乐内容的机会。
3. 购物与支付：随着电子商务的兴起，无线网络与移动计算设备使得我们可以轻松地进行在线购物和支付。
通过手机应用程序，我们可以浏览各种商品、下订单并进行支付，实现便捷的购物体验。
这种方式方便了消费者，同时也为商家提供了新的销售渠道。
4. 导航与旅行：无线网络技术和移动计算设备结合，为我们提供了实时的导航及旅行指南。
通过手机上的导航应用，我们可以快速找到目的地并了解交通状况。
同时，旅行者可以通过移动计算设备随时查找旅游信息、预订机票和酒店。
无线网络与移动通信
无线网络与移动通信随着科技的不断发展，无线网络和移动通信成为了现代人们生活中不可或缺的一部分。
无线网络和移动通信的出现，给人们的工作、学习和生活带来了巨大的便利和改变。
本文将从无线网络和移动通信的定义、应用、优势和未来发展等方面进行探讨。
一、无线网络的定义与应用无线网络是指不需要通过有线电缆连接，使用无线电波或红外线等无线传输技术进行通信和数据传输的网络。
它能够实现在任何地点快速连接到网络，不受时间和空间的限制。
无线网络广泛应用于家庭、办公场所、商业区域以及公共交通工具等各个领域。
在家庭中，无线网络改变了我们的生活方式。
我们可以通过手机、平板电脑和智能家居设备等连接到网络，随时查找信息、观看视频、听音乐等。
在办公场所，无线网络让我们不再受固定座位的限制，可以随时随地与同事交流、加班、开会等。
在商业区域，无线网络为商家提供了便捷的支付方式和广告推送手段，也给消费者提供了更多的选择和便利。
二、无线网络的优势1. 便携性：无线网络的设备小巧轻便，可以随身携带，让人们无论在何地都能够连接到网络，随时进行各种操作。
2. 灵活性：无线网络不需要通过有线连接，使得设备的摆放和移动更加灵活自由，不再受到布线的限制。
3. 高速性：现代的无线网络技术越来越先进，传输速度越来越快，能够满足人们对于高速数据传输的需求。
4. 安全性：无线网络采用了各种加密技术，确保信息传输的安全性，保护用户的隐私和数据不被他人窃取。
三、移动通信的定义与应用移动通信是指通过无线网络技术实现的移动设备之间的语音、数据和多媒体信息传递的方式。
它与传统的有线通信相比，具有更大的移动范围和更广泛的应用领域。
移动通信广泛应用于手机、平板电脑、无人机等各种移动设备上。
手机作为最常见的移动通信设备，早已深入人们生活的方方面面。
我们可以通过手机随时进行通话、发送短信和拍摄照片，更可以通过手机连接到互联网，查看电子邮件、浏览网页、在线购物等。
平板电脑则更适合于观看视频、阅读电子书、玩游戏等娱乐性质的操作。
通信工程中的无线传输技术资料
通信工程中的无线传输技术资料无线传输技术在通信工程中发挥着至关重要的作用。
它们为我们提供了无处不在的连接，使得人们可以随时随地进行信息的传递和交流。
本文将介绍通信工程中的无线传输技术资料，包括常见的无线传输技术、应用场景和发展趋势。
一、无线传输技术概述无线传输技术是指通过无线信道传输信息的技术手段。
常见的无线传输技术包括蓝牙、Wi-Fi、LTE等。
蓝牙技术主要用于短距离的数据传输，它可以连接各种各样的设备，如耳机、键盘、手机等。
Wi-Fi技术则可以提供无线局域网的接入，使得用户可以通过无线方式连接到互联网。
而LTE技术则是一种移动通信技术，被广泛应用于4G和5G网络中，以提供更快速、更稳定的无线传输服务。
二、无线传输技术的应用场景无线传输技术在通信工程中有着广泛的应用场景。
首先，它们为人们在移动场景下提供了便利。
随着智能手机和平板电脑的普及，人们可以通过无线传输技术随时随地接入互联网，进行网上购物、社交娱乐等活动。
其次，无线传输技术也被广泛应用于物联网领域。
物联网将各种设备和物品连接在一起，通过无线传输技术实现数据的采集、传输和分析，大大提高了生产效率和生活便利性。
此外，无线传输技术还应用于智能家居、智能交通等领域，为人们提供更智能化、便捷化的生活方式。
三、无线传输技术的发展趋势随着科技的不断进步和需求的不断增长，无线传输技术也在不断发展。
首先，无线传输技术将实现更高的速度和更低的延迟。
人们对于无线传输速度的要求越来越高，未来的5G技术将能够实现更高速率的数据传输，为用户提供更快速的互联网体验。
其次，无线传输技术将实现更广的覆盖范围。
目前，尽管无线网络已经覆盖了大部分地区，但还存在着一些死角和盲区。
未来，随着网络设备的不断升级和基础设施的完善，无线传输技术将实现更广泛的覆盖，使得人们可以在任何地方都能享受到高速的无线网络。
此外，智能化也是无线传输技术的一个重要发展趋势。
人工智能和大数据技术的发展使得无线传输技术能够更好地适应用户的需求，提供个性化的服务。
无线网络与移动计算
无线网络与移动计算无线网络和移动计算已经成为现代社会中不可或缺的一部分。
随着科技的飞速发展，人们对于无线网络和移动计算的需求也越来越高。
本文将探讨无线网络和移动计算的重要性、应用领域以及未来发展趋势。
一、无线网络的重要性无线网络的出现极大地便利了人们的生活。
首先，无线网络使得信息传输更加便捷，人们可以随时随地通过手机、平板电脑等设备访问互联网。
无线网络的覆盖范围广，并且越来越稳定，使得人们可以在公共场所、家庭以及办公室等各个场景中享受到高速稳定的网络连接。
此外，无线网络还促进了数字化生活的发展，人们可以通过在线购物、在线教育、在线娱乐等方式获得更多便利。
二、移动计算的重要性移动计算是指在移动设备上进行计算操作。
移动计算不仅意味着计算机的便携性，更重要的是可以根据用户的需求随时随地进行计算操作。
移动计算的发展使得人们可以通过手机、平板电脑等设备进行工作、学习以及娱乐等各种活动，不再依赖于传统的台式计算机。
三、无线网络和移动计算的应用领域无线网络和移动计算的应用领域非常广泛。
首先，在商业领域，无线网络和移动计算的发展促进了电子商务的繁荣。
人们可以通过手机APP进行在线购物、支付等操作，轻松愉快地享受购物的乐趣。
此外，通过移动计算，商务人员可以在出差途中通过移动设备继续进行工作，提高工作效率。
其次，在医疗领域，无线网络和移动计算的应用也非常广泛。
医生可以通过移动设备查看病人的病历、进行远程诊断等操作，从而提高医疗效率和病人的就医体验。
同时，人们也可以通过健康管理APP进行自我健康管理，提高生活质量。
再次，在教育领域，无线网络和移动计算的应用也具有重要意义。
学生可以通过移动设备获取各种教学资源，进行在线学习和作业提交。
教师可以通过移动设备进行教学计划的制定和学生的考核，提高教学的效果和学习的便捷性。
最后，在日常生活中，无线网络和移动计算的应用也随处可见。
人们可以通过手机APP点外卖、叫车、订机票等，极大地方便了生活。
无线传输技术的基本使用步骤(六)
无线传输技术的基本使用步骤无线传输技术已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分。
它不仅改变了我们与世界的连接方式，还为我们提供了更加方便和灵活的使用体验。
无论是在家庭、工作还是娱乐领域，我们都能享受到无线传输技术带来的便利。
本文将介绍无线传输技术的基本使用步骤，帮助读者更好地掌握这一技术并合理应用于日常生活中。
一、了解无线传输技术的分类无线传输技术主要包括蓝牙、Wi-Fi和红外线等。
在使用无线传输技术之前，我们需要了解不同技术的特点和适用场景，以便选择合适的传输方式。
1. 蓝牙：蓝牙技术主要用于短距离传输，适用于连接手机、耳机、音箱等设备。
使用蓝牙传输前，需要确保设备蓝牙功能已开启。
2. Wi-Fi：Wi-Fi技术主要用于局域网传输，适用于连接路由器、电脑、智能电视等设备。
使用Wi-Fi传输前，需要确保设备处于同一局域网，并输入正确的无线网络密码。
3. 红外线：红外线技术主要用于遥控设备，如电视遥控器、空调遥控器等。
使用红外线传输前，需要保持设备之间的红外线传输距离和角度的适配。
二、设备的无线连接设置1. 蓝牙连接设置首先，打开设备的设置界面，找到蓝牙选项，并将其开启。
然后，在需要连接的设备上，同样打开蓝牙功能，点击扫描设备。
待扫描结束后，设备会显示附近的可连接设备列表。
选择欲连接的设备，并点击连接。
有些设备可能需要输入配对码，确认连接即可。
2. Wi-Fi连接设置进入设备的设置界面，找到Wi-Fi选项，点击开启。
然后，在可用的Wi-Fi网络列表中选择要连接的路由器。
输入正确的无线网络密码或通过WPS功能连接。
待连接成功后，设备会显示已连接的网络名称。
3. 红外线传输设置红外线传输通常是通过遥控器进行的。
使用前请确保设备与遥控器之间没有障碍物，同时将遥控器指向设备的红外接收器。
按下遥控器上的按钮，设备会接收到红外信号并执行相应操作。
三、传输数据或信号1. 文件传输当设备成功连接后，使用者可以选择传输文件。
第2讲无线传输技术基础
2．2．3 天线增益
天线增益(antenna gain)是天线定向性的度 量。与由理论的全向天线(各向同性天线)在各个
方向所产生的输出相比，天线增益定义为在一特
定方向上的功率输出。天线增益主要是为了定 向性。
天线增益与有效面积的关系：
G
4
Ae
2
4
f 2 Ae c2
Ae 天线的有效面积，f：载波频率，c：光速
无线电频谱特点
☆有限性 ☆排它性 ☆复用性 ☆非耗尽性 ☆传播性 ☆易干扰性
无线电管理部门
☆联邦通信委员会(FCC) FCC是美国专门负责管理其国内及对
外有线、无线和电视通信业务的行政决策 机构，管理无线电广播、电视、电信、卫 星和电缆等业务，协调国内和国际通信， 涉及美国各州及所属地区。
☆中国无线电管理局
我国的专业无线电管理部门，依据 《中华人民共和国无线电管理条例》等法 律法规，负责无线电管理。
无线电频谱的划分
根据无线电波传播及使用的特点，国际上将无 线电波频谱划分为12个频段。
值得一提的是ISM (Industrial Scientific Medical， 工业科学医疗)频段，即2.4~2.4835GHz主要开放 给这三类机构使用，该频段是依据FCC的定义， 无需许可证授权，属于免费使用。只需要遵守一 定的发射功率(一般低于1W)，并且不要对其它频 段造成干扰即可。
☆按方向性分 全向天线、定向天线等
☆按外形分 线状天线、面状天线等
2．2．2 天线类型
偶级天线 抛物反射天线
简单（偶级）天线
半波偶级天线由等长度的两个 在同一直线上 的导线组成。
应用于汽车无线电或便携无线电
网络计算无线与移动计算
第6章 无线与移动计算
1．IEEE 802.11b
IEEE 802.11b只规定了开放式系统互联参考模型 (OSI/RM)的物理层和MAC层，它的主要特点如下： 支 持较高的数据速率，1～11 Mb/s； 能够支持有中心和无 中心两种拓扑结构； 能够支持多优先级；能支持时间受 限业务和数据业务；具有节能管理和安全认证；可采用 无线电或红外线传输介质；在世界范围的ISM频段使用， 可采用直扩或跳频两种扩频技术。 无线的接入协议采用 载波检听/碰撞避免(CSMA/CA)协议。为了避免碰撞或 其他原因造成的传输失败，采用ACK应答机制。为了支 持多优先级引入多个不同的(IFS、SIFS、PIFS、DIFS) 帧间隔。为了支持实时业务又引入超帧结构。
第6章 无线与移动计算
无线技术的部署进展非常缓慢，主要有下面三点 原因。首先，无线数据的原始传输速率太低，无法满 足一个共享式局域网上的主流用户的需要。尽管吞吐 量的确在逐步增加，但是网络速度仍然大幅度地落后 于有线局域网的速度。其次，专用的、非标准的解决 方案统治了市场，设备之间的互操作性很低，给那些 拥有多个厂商提供产品的用户带来了很多困难。第三， 与有线解决方案相比，这些低速的专用解决方案的价 格非常昂贵。
第6章 无线与移动计算
2．卫星通信网络 新一代的宽带卫星进入太空，消除了成本和距离之 间的硬性关系，建立了真正的普遍服务。宽带卫星具有 如下优点：
(1) 覆盖范围广。卫星通信波的覆盖面为一个锥形 体与地球表面的交集面，一个地球同步卫星的通信波大 致可以覆盖地球表面的1/3，大的国家用一颗通信卫星 就能成功地进行通信，这样的通信面积，如果在地面网 络中实现需要非常庞大的工程和很高的造价。这是卫星 通信与一般的地面通信的最大区别，地面通信难以到达 的地方(如沙漠、海洋、高山等)，通过卫星都能进行有 效的通信。
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发 送 器
接 收 器
m2(t)
Buffer2
mc(t)
TDM帧
mc(t)
Buffer2
m2(t)
扫描操作 mN(t)
Buffern
18
Buffern
mN(t)
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时分多路复用(3/3)
TDM的实质
采样原理。
第二讲 无线传输技术概述
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无线传输技术
主要内容
掌握数据通信基本概念 熟练掌握多路复用技术 掌握无线传输介质 传输衰减 无线扩频技术 跳频序列 直接序列
带通滤波器,fsc2
解调器, fsc2
m2(t)
s(t)
接收器
带通滤波器,fscn
14
解调器, fscn
mN(t)
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频分多路复用(4/4)
组成信号的频谱
|Mc(f)|
香侬(Shannon)定律
Shannon定律：在信号平均功率有限的 白噪声(指通信系统内部本身产生的噪 声)信道中，信道的极限数据传输率(即 信道容量)为: C = Wlog2 (1+S/N)
S表示信号功率； N表示噪声功率； W为信道带宽； C为信道容量；
Claude E. Shannon 1916 - 2001
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码分多路复用
CDMA
CDMA的重要特征是允许所有用 户在同一频带同一时间片同时发 送信息，但需要使用不同的码字。
国际标准是IS-95/品牌名为cdmaOne
30 = 10 log10 (S/N) ÆS/N = 1000 C = Wlog2 (1+S/N) = 3100 *log2(1+1000) = 30894bps
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奈斯特(Nyquist)准则
1 m
∑ SiTi
i=1
m
=0
S·T = S·Ť =
0 0 S·S = 1 S·Š = -1
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CDMA原理
假设：站A、站B、站C同时传输 T站等待接收来自C的报文
A发送1 B发送1 C发送0
站T接收到的信息是三个站发送的信息的叠加结果
ssc2(t)
∑
mc(t)
s(t)=FDM
发送器 fc
mN(t) 子载波 子载波 scn ff scn
sscN(t)
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频分多路复用(3/4)
接收器
带通滤波器,fsc1 解调器, fsc1 m1(t)
波特率
表示信号速率，一般称为调制速率。定义为单位时 间内所传输的波形个数。单位为波特(baud)。
设一个波形的持继时间为T，则波特率 Dbaud = 1/T
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CDMA实例（1/4）
假设
站A、站B、站C、站D同时发送信息 站T准备接收来自C的信息
发送 站
二进制码片序列
码片序列的双极表示
A B C D
00011011 00101110 01011100 01000010
S=A+B+Č
站T用C的码片序列乘接收到的信息 S·C = (A + B + Č) ·C = A·C + B·C + Č·C = 0 + 0 + (-1) = -1
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频分多路复用(Frequency Division Multiplexing)
每个数据信号被调制到具有不同频率的载波 上，所有的信号在一个信道上同时传送。
channel 4 channel 3 channel 2 channel 1
以时间作为分割信号的依据。它利用每个信号在 时间上交叉，可在一个传输通路上传输多个数字 信号(或运载数字数据的模拟信号)。
channel 4 channel 3 channel 2 channel 1 channel 4 channel 3 channel2 channel 1
基带传 输技术
Time
CDMA的特点
每个站使用整个频段发送信号 多个站的信号可以线性叠加 利用编码技术分离并发的传输
CDMA的关键
接收端能提取出期望的信号，同时拒绝所有其 他的信号，并把这些信号当作噪声。 Code Division Multiple Access
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0
fsc1 Bsc1
fsc2 Bsc2 B
fscN BscN
F
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FDMA 与 FDD
硬容量问题：FDMA的容量由频带或者信道总数严格限制。 硬容量问题使得整个网络的无线资源很难得到最优化利 用，一个用户的通信质量基本上是不可调整的。
非引导性介质(无线介质)
提供了传输电磁信号的手段，但不加以引导。 例如：大气层、外层空间。
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传输介质的电磁频谱
可见光
100 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 1024 f(Hz)
Radio
Microinfrared wave
UV
X-ray
Gamma ray
电磁频谱及在通信中的使用
104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016
双绞线 同轴电缆 AM无线 FM无线 TV
Band LF MF HF VHF UHF
卫星
光纤
陆地微波
SHF EHF
4
THF
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信道容量
信道容量（capacity） 指给定条件下信道传输数据的能力。 数据速率(data rate)
指数据通信的速率，以每秒多少个二进制位表 示(bps)。
分贝用来度量电路中不同点上功率的相对大小：D = 10log10(p1/p2)
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香侬(Shannon)定律（续）
例1：考虑语音信道带宽为3100赫兹，信噪比为30分贝。 求：该信道的容量？ 已知：W＝3100Hz， RS/N =30dB
带宽(bandwidth)
被传信号所占频带的宽度，以每秒多少个周期 表示或赫兹Hz。
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比特率与波特率
比特率
表示数据的传输速率，定义为单位时间内传送的比 特数，单位为比特/秒(bit/s)或简写为bps。
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多路复用技术
实现多路复用的关键
把多路信号汇合到一条信道上之后，在接收 端必须能正确地分割出各种信号。
分割信号的依据：信号之间的差别
信号频率上的不同 信号出现时间上的不同 信号码型结构上的不同 频分多路复用 时分多路复用 码分多路复用
en cy
宽带模拟 传输技术
Time
Fr e
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qu
频分多路复用(2/4)
发送器
m1(t) 子载波 子载波 sc1 ff sc1 ssc1(t)
m2(t) 子载波 子载波 sc2 ff sc2
FDMA技术是用来区分通信网络中使用不同频率 的用户； FDD（频分双工）技术是在点对点通信链路中用 不同的载波频率划分上行和下行信道；
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时分多路复用(Time Division Multiplexing)
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CDMA的正交性
码片序列的正交特性：任何两个不同的码 片序列S和T的归一化内积为0
设符号S表示站S的m位码片向量； Š表示站S的m位码片向量的非值（补码）；
S·T =
《计算机网络》第四版
发送
1
q
1
9
多路复用（multiplexing）
为了提高信道利用率，使多路信号沿 同一信道传输而互不干扰的技术。
n 输入