第2章 无线传输技术基础讲解.ppt

频带 频率范围 传播 特性 典型应用 ELF （极低频） 30~300Hz 地波 某些家庭控制系统 VF （音频） 300~3000 地波 电话中的模拟用户线路 VLF （甚低频） LF （低频） 3k~300K 地波 长距离导航，航海通信 MF （中频） 300k~3M 地波 海事无线电、定向查找 HF （高频） 3M~30M 天波 无线电业余爱好者；军事通信； 长距离飞机和轮船通信 VHF （高频） 30M~300M 直线 VHF 电视 ; 调频广播 ; 飞机导航 UHF （特高频） 300M~3G 直线 UHF 电视；蜂窝电话；雷达 SHF （超高频） 3G~30G 直线 卫星通信；雷达；陆地微波链 路 EHF 30G~300G 直线 处于实验当中 红外线、可见 300G~900 直线 红外局域网、光通信 无线传播类型 2 ． 4 直线传输系统中的损伤 ? 模拟信号带来信号质量降低，数字信号带来位差 错 ? 衰减和衰减失真 (attenuation and attenuation distortion) ? 信号强度随着跨越媒体的距离而降低 ? 接收的信号必须有足够强度，使电子线路能够检测解释信号 ? 与噪声相比，信号必须维持足够高的水平 ? 高频下的衰减更为严重 ? 自由空间损耗 (free space loss) ? 信号随距离发散，离天线越远，接收信号功率越 低 ? 随着频率增加，自由空间的损耗也增加 ? 可通过天线增益进行损耗补偿 ? 噪声 (noise) ? 传输端和接收端之间插入的人们不希望有的额外 信号 ? 热噪声（电子热搅动产生，是温度的函数，无法消除） ? 互调噪声（不同频率信号共享传输媒介时） ? 串扰（微波天线接收了并不想要的信号） ? 脉冲噪声（由不规则的脉冲或短期的噪声尖峰组成， 对模拟数据影响不大，是数字数据的主要错误源） ? 大气吸收 (atmospheric absorption) ：水、氧 气 ? 多径 (multi path) ? 在固定天线之间可较好控制多径 ? 在移动电话通信中，多径影响极为重要 ? 折射 (refraction) 2 ． 5 移动环境中的衰退 通信系统所面临的最具挑战性的技术问 题是移动环境中的衰退现象。在移动环境中， 两个天线中的一个相对于另一个在移动，各 种障碍物的相对位置会随时间而改变，由此 会产生比较复杂的传输结果。 产生多径传播的三种机制：反射 (R) 、 散射 (S) 和衍射 (D) 存在随时间变化的多径脉冲中的两个脉冲 衰退类型 ? 移动环境中的衰退效果可以分为快速或慢速 ? 在移动通信传播环境中，电波在传播路径上遇到 起伏的山丘、建筑物、树林等障碍物阻挡，形成 电波的阴影区，就会造成信号场强中值的缓慢变 化，引起衰落。通常把这种现象称为 阴影效应 ? 移动台附近的散射体（地形，地物和移动体等） 引起的 多径传播 信号在接收点相叠加，造成接收 信号快速起伏的现象叫快衰落 ? 衰退效果也可以分为平面的或选择性的。 ? 平面衰退 (flat fading) 或称非选择性的衰退，接收 到的信号的所有频率成分同时按相同的比例波动。 ? 选择性衰退 (selective fading) 无线电信号的不同 光谱成分的影响是不相等的。 差错补偿机制 1 ．前向纠错 ? 接收器使用数字传输过程中的信息来纠正位差错 的处理过程 ? 后向纠错：接收端仅检查差错，向发送端请求重 传。不适合无线应用。（如卫星通信存在高时延， 移动通信存在高差错率） 2 ．自适应均衡 ? 码间干扰被认为是在移动无线通信信道中传输高速率数 据时的主要障碍。为了克服 ISI 引起的失真 , 在一个通信系 统中常常使用称之为信道均衡的信号处理技术。均衡器 的目的通过使用滤波器或其它技术来重建原始信号 , 去掉 ISI 的影响 , 从而提高数据传输的可靠性。在实际的数字传 输系统中 , 使设计的均衡器能高速跟踪不断时变的信道， 称之为自适应均衡。 3 ．分集技术：在发送端和接收端之间提供多个逻辑 信道，并跨每一信道发送信号的一部分补偿差错的 影响。 ? 空间分集：多个天线构成多条物理传输路径 ? 时间分集：多个用户使用时隙共享相同的物理信道 ? 频率分集：扩频通信 2 ． 6 多普勒效应 ? 多普勒效应是为纪念 Christi