微波通信设备带宽计算
微波通信的技术特点
微波通信的技术特点随着科技的飞速发展，通信技术如今已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
而在众多的通信技术中，微波通信技术无疑是其中的翘楚。
那么，微波通信的技术特点是什么呢？本文将从多个方面探讨微波通信的技术特点。
1. 高传输速率微波通信技术的传输速率一般在几十兆到几百兆之间，甚至可以达到千兆以上。
这是因为微波通信使用的是电磁波，相比于有线通信技术，电磁波的传输速度更快，因此可以实现更快的传输速率。
而高传输速率也使得微波通信技术成为了视频会议、高清视频传输等大数据传输应用的首选。
2. 宽带传输微波通信技术的带宽非常宽，可以实现大量数据的传输。
在数字化的今天，数据量的快速增长对通信技术带宽提出了极高的要求。
而微波通信技术可以提供宽带传输，这使得它可以胜任大数据传输应用。
3. 高可靠性微波通信技术使用的是电磁波，无需担心线路故障、电缆接头、通断电等问题，通信过程中也不会受到天气、地形的影响。
因此，微波通信技术在传输质量上具有很高的可靠性。
而在传输质量方面可靠是通信技术的重要指标之一。
4. 小型化、轻便化微波通信技术的接收器和发射器都非常小巧轻便。
这一特点意味着微波通信技术可以在移动设备上实现。
比如说，车载微波通信设备可以随时随地与交通指挥中心进行通信，从而保证道路交通的安全畅通。
5. 低能耗、低干扰微波通信技术的能耗非常低，因为其所使用的电磁波只会在通信时消耗一部分电能。
而在通信过程中不会像有线通信技术那样损耗大量的能量。
另外，微波通信技术也不会对其他无线设备产生影响，这也使得它成为了一种低干扰的通信技术。
6. 易于部署微波通信技术在部署上非常方便，只需要两个微波天线之间建立无线电通信，就能够实现通信。
与有线通信技术相比，微波通信技术不需要布设电缆线路，因此可以节省大量的成本和时间，反应灵敏性也更高。
7. 高安全性、隐私性微波通信技术在通信过程中会对传输数据进行加密处理，从而保证通信的安全性、隐私性。
无线通信—微波和卫星通信(现代通信技术课件)
• 频分多址 • 时分多址 • 空分多址 • 码分多址
卫星通信多址方式
卫星通信系统
• 卫星通信系统的线路
– 在一个卫星通信系统中，各地球站经过通信卫星转发器可以组成多条 单跳单工或双跳单工卫星通信线路。
– 单工是指通信的双方分别被固定为发信站和收信站。 发信站发送的信 号只经一次卫星转发后就被接收站接收的卫星通信线路叫做单跳单工 卫星通信线路。
– 发信站发送的信号经过两次卫星转发后被接收站接收的卫星通信线路 叫做双跳单工卫星通信线路。
卫星通信系统
卫星通信系统的分类
– 同步卫星通信系统(GEO)
• 卫星绕地球的运行周期与地球自转同步，而对地 球应相对静止，又称为静止轨道卫星系统。
– 非同步卫星通信系统
• 中轨道卫星系统(ICO或MEO) • 高轨道卫星系统(HEO) • 低轨道卫星系统(LEO)
同步通信卫星的设置和可通信区
• 通信卫星一般是指同步卫星， 同步卫星的轨道是圆形且在赤 道平面上，同步卫星离地面 35785.6公里，飞行方向与地 球自转方向相同时，从地面上 任意一点看，卫星都是静止不 动，这种对地静止的卫星称为 通信卫星。利用三或四颗同步 卫星，就能够使信号基本覆盖 地球的表面。
5.微波设备 微波设备主要由IDU、ODU、中频电缆、天线等部分组成
IDU是室内单元，Indoor Unit。ODU是室外单元， Outdoor Unit。 中频是指发射机将信号载 波变换成发射频率，或者 将接收频率变换成基带的 一个中间频率，一般由系 统架构决定。 而射频，就是天线发射出 去的、在空中传播的电磁 波信号频率。
微波通信
5.微波设备组成
IDU负责完成业务接入、复分接 和调制解调，在室内将业务信
数字微波原理
随着传输速率的提升，数字微波设备在信号处理、调制解 调等方面面临技术挑战。解决方案包括采用先进的信号处 理算法和优化硬件架构。
多径衰落的挑战
在复杂环境中，多径衰落成为影响数字微波传输性能的关 键因素。解决方案包括采用先进的信号合成技术和动态信 道分配策略。
高成本与设备尺寸的挑战
随着技术的进步，数字微波设备正朝着更小尺寸、更低成 本的方向发展，以满足大规模部署的需求。
低功耗设计
在节能减排的背景下，数字微波设备的低功耗设计成为重要的发展 趋势，通过优化硬件架构和采用先进的制程技术来实现。
智能化处理
借助人工智能和大数据技术，数字微波系统将实现智能化信号处理， 自动优化传输性能，提高网络可靠性。
数字微波技术在5G网络中的应用
01
5G回传
数字微波技术作为5G回传的重要手段，能够提供大带宽、高速率的传
02
数字微波收发信机通常由调制解调器、中频处理单元、射频收发单元和电源等 部分组成。
03
调制解调器负责对数字信号进行调制和解调，中频处理单元负责对信号进行变 频和滤波等处理，射频收发单元负责信号的发送和接收，电源提供设备所需的 电能。
数字微波中继站
数字微波中继站是数字微波通信系统中的重要组成部分，它负责将数字信号从一个站点传输到另一个 站点。
解码
在接收端，数字微波信号需要通过相应的解码方式还原为原 始数据。解码过程与编码过程相反，需要根据不同的编码方 式采用相应的解码算法，如相干检测、非相干检测等。
数字微波信号的频谱压缩与展宽
频谱压缩
为了提高数字微波信号的传输效率，可以采用频谱压缩技术。频谱压缩技术通 过改变信号的调制方式和编码方式，将信号的频谱压缩，从而在相同的带宽内 传输更多的数据。
信道、信道容量、数据传输速率
信道、信道容量、数据传输速率简介：信道、信道容量、数据传输速率（比特率）、电脑装置带宽列表一、信道的概念信道，是信号在通信系统中传输的通道，是信号从发射端传输到接收端所经过的传输媒质，这是狭义信道的定义。
广义信道的定义除了包括传输媒质，还包括信号传输的相关设备。
信道容量是在通信信道上可靠地传输信息时能够达到的最大速率。
根据有噪信道编码定理，给定信道的信道容量是其以任意小的差错概率传输信息的极限速率。
信道容量的单位为比特每秒、奈特每秒等等。
香农在第二次世界大战期间发展出信息论，并给出了信道容量的定义和计算信道容量的数学模型。
他指出，信道容量是信道的输入与输出的互信息量的最大值，这一最大取值由输入信号的概率分布决定。
二、信道的分类（一）狭义信道的分类狭义信道，按照传输媒质来划分，可以分为有线信道、无线信道和存储信道三类。
1. 有线信道有线信道以导线为传输媒质，信号沿导线进行传输，信号的能量集中在导线附近，因此传输效率高，但是部署不够灵活。
这一类信道使用的传输媒质包括用电线传输电信号的架空明线、电话线、双绞线、对称电缆和同轴电缆等等，还有传输经过调制的光脉冲信号的光导纤维。
2. 无线信道无线信道主要有以辐射无线电波为传输方式的无线电信道和在水下传播声波的水声信道等。
无线电信号由发射机的天线辐射到整个自由空间上进行传播。
不同频段的无线电波有不同的传播方式，主要有：地波传输：地球和电离层构成波导，中长波、长波和甚长波可以在这天然波导内沿着地面传播并绕过地面的障碍物。
长波可以应用于海事通信，中波调幅广播也利用了地波传输。
天波传输：短波、超短波可以通过电离层形成的反射信道和对流层形成的散射信道进行传播。
短波电台就利用了天波传输方式。
天波传输的距离最大可以达到400千米左右。
电离层和对流层的反射与散射，形成了从发射机到接收机的多条随时间变化的传播路径，电波信号经过这些路径在接收端形成相长或相消的叠加，使得接收信号的幅度和相位呈随机变化，这就是多径信道的衰落，这种信道被称作衰落信道。
第六 无线电通信 微波与无线电通信部分
概述 短波通信 微波通信 卫星通信
1
5பைடு நூலகம்3微波通信
微波概念
Microwave Concept
究竟什么是微波？这是我们关心的首要问题。 从现象看，如果把电磁波按波长(或频率)划分， 则大致可以把300MHz—300GHz，(对应空气中波长λ 是1m —0.1mm)这一频段的电磁波称之为微波。纵观 “左邻右舍”它处于超短波和红外光波之间。
17.1.3 微波通信的用途
(1) 传送电话语音信号
(2) (3) (4) (5) 传送数据信号 传送传真信号 传送宽频带信号及彩色电视信号 移动通信系统基站与移动业务交换中心 之间的信息交换 数字微波通信已成为一种重要的传输手段，并与卫星 通信，光纤通信一起作为当今三大传输手段。
20.2 数字微波中继通信的特点
Satellite
微波卫星通信 特点： 中继站在卫星上； 使用微波波段， 技术与微波相通， 但有自己的特点；
Satellite dish
Satellite dish
Satellite dish
Satellite dish
5.3.5 数字微波通信系统组成
系统组成
数字微波中继线路 时分复用设备
5.3 数字微波中继通信系统的组成
下图是一条微波中继通信线路的示意图，其主 干线可以长达几百公里甚至几千公里，支线可 以有多条。除了在线路未端设置微波终端站外， 还在线路中间每隔一定距离设置若干微波中继 站和微波分路站。
主干线 支 线
微波终端站 微波分路站 微波中继站
5.3.4
微波通信的分类（3/4）
卫星通信
卫星电视系统
作为无线电通信中继站。通信卫星像一个国 际信使，收集来自地面的各种“信件”，然 后再“投递”到另一个地方的用户手里。由 于它是“站”在36000 公里的高空，所以 它的“投递”覆盖面特别大，一颗卫星就可 以负责 1/3地球表面的通信。如果在地球静 止轨道上均匀地放置三颗通信卫星，便可以 实现除南北极之外的全球通信。当卫星接收 到从一个地面站发来的微弱无线电信号后， 会自动把它变成大功率信号，然后发到另一 个地面站，或传送到另一颗通信卫星上后， 再发到地球另一侧的地面站上，这样，我们 就收到了从很远的地方发出的信号。
通信技术概论第五章数字微波通信系统
5.2 微波的视距传播特性
发射天线
h1
d
d1
hc d 2
d
R 1
接收天线
h2
d’——直视距离 hc——余隙 d ——最大通信距离（最 大视距传播距离或最大 传播距离）
发射天线
接收天线
d
hc
h1
h2
d
（a）实际
（b）简化
5.2.1 视距与天线高度的关系
5.2 微波的视距传播特性
图5.2.1中，发射天线和接收天线之间的连线表示它们之 间的直视路径，其长度为直视距离（d ）；
波段名称 K V Q M E N D
频率范围（GHz） 18~26.5 26.5~40 33~50 50~75 60~90 90~136 137~143
5.1 数字微波通信概述
5.1.3 微波通信的概念
♣ 微波通信（microwave communication ）：是一种利用 微波作为载波传送信息的通信手段，即载波频率是微波。也可 以说，凡是利用微波传播进行的通信均为微波通信。
5.1 数字微波通信概述
♣ 我国微波通信的发展 我国第一条微波中继通信（试验）电路是北京－方庄－ 杨村－天津，该电路于1960年4月开通。 1976年，我国以北京为中心连通全国20多个省市建成了 大规模的微波通信干线。 20世纪80年代，随着数字信号处理技术和大规模集成 电路的发展，微波通信系统得到迅速发展。 20世纪90年代后出现了容量更大的数字微波通信系统
5.1.2 微波的概念
♣ 微波（microwave）：微波是一种电磁波，是全部电 磁波频谱的一个有限频段。即波长介于1毫米到1米，或频率 介于300MHz~300GHz之间的电磁波。
【注】“微”，就是该无线电波的波长相对于周围物体的 几何尺小很小的意思。
微波传输系统的性能评估及其在物联网中的应用
微波传输系统的性能评估及其在物联网中的应用1、引言随着物联网技术的快速发展，对网络带宽和传输速度的要求越来越高。
微波传输技术因其高速、远距离传输等优势成为物联网通信的重要手段之一。
本文将介绍微波传输系统的性能评估和其在物联网中的应用。
2、微波传输系统的性能评估微波传输系统性能的评估主要从以下几个方面进行。
2.1 传输速率微波传输系统的速率主要受制于载波频率和信道带宽。
在设定合适的频率和带宽的情况下，速率可以达到非常高的水平。
2.2 传输距离传输距离是微波传输系统性能的重要指标，该指标可通过计算传输距离与传输功率之间的关系来评估。
微波传输系统的传输距离会受到外界干扰、大气影响等因素的影响，因此在设计系统时，必须考虑到这些因素。
2.3 信号质量由于微波传输系统的传输媒介是大气，因而信号会受到天气和地形等因素的影响。
为了保证信号质量，需要采用适当的调制和调制技术。
3、微波传输系统在物联网中的应用微波传输系统在物联网中的应用主要体现在以下几个方面。
3.1 视频监控微波传输系统可用于视频监控，在保证高速传输的同时，还能保证视频的质量和准确性。
这对于安防行业来说非常重要。
3.2 物流追踪物流追踪需要对车辆进行实时监控，这需要高速、稳定的数据传输。
微波传输技术在物流追踪中起到了关键作用。
3.3 智能家居智能家居是一项新兴的领域，微波传输系统可用于智能家居设备之间的高速通信。
智能家居能够实现家庭各种设备的联网控制，例如智能门锁、智能灯光等设备。
4、微波传输系统的挑战虽然微波传输系统具有较高的速率与可靠性，但也有一些挑战需要克服。
4.1 技术安全在进行传输时，微波传输系统容易被黑客攻击，因此需要采取一些技术手段保证安全。
4.2 天气因素的影响由于微波传输系统的传输媒介是大气，因此系统容易受天气因素的影响，这对传输速率和传输距离等参数带来了一些不确定性。
5、结论微波传输技术是目前物联网传输中不可或缺的技术手段之一，其在处理高速、长距离传输方面具有明显的优势。
微波通信技术的理论和应用研究
微波通信技术的理论和应用研究一、微波通信技术概述微波通信是一种基于电磁波理论的通信方式，其频率范围在300MHz至300GHz之间。
微波通信技术在现代通信中广泛应用，如无线局域网（WLAN）、卫星通信和移动通信等，为现代社会的快速发展提供了强大的支持。
本文将针对微波通信技术的理论和应用进行研究探讨。
二、微波通信技术的理论研究（一）微波通信原理微波通信的核心原理是电磁波的传输，它利用了电磁场的交替变化产生的预期效应，从而使信息达到传输的目的。
微波通信的频率范围处于无线电波和红外线的中间地带，因此，微波通信拥有广阔的应用前景。
（二）微波天线技术在微波通信系统中，天线是关键组件，其性能直接决定了信号的辐射效果和接收效果。
常见的天线类型有偶极天线、同轴馈线、微带天线和天线阵列等。
在实际应用中，不同类型的天线应根据具体的传输要求进行选择。
（三）微波信号传输技术微波信号传输技术是微波通信系统中最重要的技术之一。
在传输信号时，需要考虑信号的幅度、频率和相位等方面，以确保信号在传输过程中不被削弱或损失。
另外，微波通信系统的传输距离较远，对信号干扰和噪声也需要有较好的抵抗能力。
（四）微波功率放大技术微波功率放大技术是保证信号强度和质量的关键技术之一。
它通过增大微波信号的功率，提高信号的传输距离和穿透力，从而使信息的传递更加稳定和可靠。
三、微波通信技术的应用研究（一）无线局域网（WLAN）无线局域网是一种通过无线网络连接多个终端的局域网。
WLAN的传输速率较快，而且信号稳定，无线连接方式也很便利，因此，其应用范围十分广泛。
在WLAN中，微波通信技术可以通过无线路由器来实现。
（二）卫星通信卫星通信是利用地球轨道上的卫星，将信息传输至地面，并实现信息的接收和发送。
在卫星通信中，微波通信技术拥有着很大的优势，因为它可以穿透大气层、水汽和云层等影响，同时传输距离也较远。
（三）移动通信随着移动设备的普及，移动通信已经成为现代通信的重要组成部分。
微波通信技术
交换 中心
交换 中心
端局
终端
光纤通信
交换 中心
交换 中心
卫星通信
11.2 微波通信系统
❖ 中继通信
信号经过长距离传输的恶化
❖接收、再生、转发
一条通信线路服务多地点
❖上下话路
B
❖ 三种中继通信方式
直接中继 外差中继
A
C
微波中继接力方式示意
图
基带再生中继
数字微波中继线路组成示意
端站
端站
中间站
端站
枢纽站
❖配置独立的勤务传输波道 ❖在主通道的信息流中插入一定的勤务比特来传输勤务
信号 ❖对主信道的载波进行附加调制来传送勤务信号（如载
波用浅调频方式来传输站间话务）
实例
一个典型的数字微波通信系统的端站设备
微
二次群
三
无
解
波
带
调
接
通
二次群
次
损
收
群
伤
二次群
分
切
微
二次群
接
换
解
波
带
调
接
通
收
双
工
器
二次群 二次群 二次群 二次群
指标联系起来 ❖ 通话质量BEREb/N0S/N ❖ 因此，线路设计的实质是要保证信噪比
S/N
S C N Nt I C－有用信号功率 Nt－收信机热噪声 I－各种干扰
如极化干扰、前背干扰、越站干扰
S/N的计算
微波通信基本概 念
❖ 微波
频率在300Mhz－300GHz的电磁波
❖ 微波的传播特性
似光性
❖直线传播
极化特性
❖线极化
(完整版)超宽带(UWB)技术
微波通信
到5 dB。 6、定位精确
超宽带无线电具有极强的穿透能力，可在室内和地下进行精确 定位，而GPS 定位系统只能工作在GPS 定位卫星的可视范围之 内； 与GPS 提供绝对地理位置不同，超短脉冲定位器可以给出相 对位置， 其定位精度可达厘米级。 7、抗干扰性能强(电磁兼容性),误码率低
获的可能性低、系统复杂度低、厘米级的定位精度等优点。 1、简单系统结构
UWB发射器直接用脉冲小型微带天线。由于UWB 不需要对载 波信号进行调制和解调,故不需要混频器、滤波器、RF/ IF 转换器 及本地振荡器等复杂器件,同时更容易集成到CMOS 电路中。 2、高速数据传输
理论上,一个宽度为0的脉冲具有无限的带宽,因此,脉冲信号要想够窄的
微波通信
围内变化，从而利用载波的状态变化来传输信息。相反的，超宽 带以基带传输。 UWB通信系统模型见下图。
按照FCC 的规定，从3. 1GHz 到10. 6GHz 之间的7. 5GHz 的带宽 频率为UWB 所使用的频率范围。
微波通信
二、UWB的技术特点 UWB具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、被截
由于不使用载波,仅在发射窄脉冲时消耗少量能量,从而节约了发 射连续载波时的大量能耗。这一特色还使UWB 可通过缩小脉冲 宽度,在提高带宽的同时而不增加功耗,这打破了过去传输技术中功 耗和带宽成正比的定律。民用的UWB 设备功率一般是传统移动 电话所需功率的1/ 100 左右，是蓝牙设备所需功率的1/ 20 左右。 军用的UWB 电台耗电也很低。因此，UWB 设备在电池寿命和电
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微波通信设备带宽计算
（实用版）
目录
1.微波通信设备的基本概念
2.微波通信设备带宽的计算方法
3.微波通信设备带宽的实际应用
正文
一、微波通信设备的基本概念
微波通信设备是指利用微波频段进行信号传输和通信的设备，其工作频率范围通常在 300MHz 至 300GHz 之间。
微波通信设备在现代通信系统中具有广泛的应用，如无线通信、卫星通信、雷达系统等。
二、微波通信设备带宽的计算方法
微波通信设备的带宽是指设备能够传输信号的频率范围。
带宽的计算方法通常分为以下两种：
1.奈奎斯特定理法
根据奈奎斯特定理，为了使信号在传输过程中不发生混叠，信号的最高频率分量与最低频率分量之差应至少为信号带宽的两倍。
因此，可以得到微波通信设备带宽的计算公式：
带宽（B）= 2 ×最高频率分量（f）
2.实际应用中带宽的计算方法
在实际应用中，通常根据系统要求的传输速率、信噪比等因素来确定微波通信设备的带宽。
具体计算方法如下：
带宽（B）= 2 ×传输速率（R） / 信噪比（SNR）
三、微波通信设备带宽的实际应用
微波通信设备带宽的合理选择对于保证通信系统的性能至关重要。
在实际应用中，带宽的选择需要综合考虑以下因素：
1.通信系统的传输速率要求：较高的传输速率要求较大的带宽。
2.信噪比：较低的信噪比要求较大的带宽，以保证信号传输的可靠性。
3.系统复杂度：带宽的增加会导致系统的复杂度增加，从而影响系统的稳定性和可靠性。
4.成本：带宽的增加会导致设备成本的增加，需要在性能和成本之间进行权衡。
总之，微波通信设备带宽的计算和选择是一个复杂的过程，需要综合考虑多种因素。