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无线传输技术的基本功能介绍

2019-12-27

一、无线传输媒体
无线电波属性:振幅、频率、强度、相位、极化、速度、波长
波长*频率=光速
1、无线电
(1)频率范围在10kHz~1GHz之间,波长在几百米至一厘米之间
(2)特性:可穿墙、不受雨雪干扰、可全方向广播也可定向广播
(3)应用:电视、移动电话、无线网络和业余无线电
(4)采取频率分配制度来规划管理无线电波频域
2、微波
(1)特性:频率2GHz~40GHz、穿墙会产生干扰、收发端天线要对准
3、红外线
(1)特性:THz范围、不能穿透墙壁等固体物体、易受强烈光源的影响
(2)应用:TV、录像机、DVD、音响等短距离通信;不同房间内的红外系统互不干扰;防窃听强

二、无线传输方式
(1)地面波(AM radio调幅无线电):沿着地球轮廓线、可以传播很远、频率高达2MHz
(2)天空波(业余无线电、民用波段无线电):信号从大气电离层反射回地球、比地面波范围还要远、反射效果由折射引发
(3)直线传播:传输和接收天线必须在视线内、视距传播的距离一般为20~50Km

三、无线传输损伤
1、衰退:接收信号的能量发生变化
2、反射:遇到表面大于信号波长的障碍物导致信号的相位发生漂移
3、衍射:遇到大于波长的不可穿透物的边缘
4、散射:入境信号遇到波长小的物体就发散成几个弱的出境信号
5、多径传播:障碍物反射信号,使得接收端收到多个不同延迟的信号。一个信号的多个拷贝以不同的相位到达。

四、信号编码技术
1、基本概念
数据:传递(携带)信息的实体。
信号:数据的物理量编码(通常为电编码),数据以信号的形式在介质中传播
信息编码:将信息用二进制数表示的方法
数据编码:将数据用物理量表示的方法
编码:数据→适合传输的数字信号——便于同步、识别、纠错
调制:数字信号→适合传输的形式——按频率、幅度、相位
解调:接收波形→数字信号
解码:数字信号→原始数据
PCM编码器:模拟信号和数字信号之间的转换
2、信道复用
频分复用、时分复用和统计时分复用
波分复用:光的频分复用
码分复用 CDM:各用户使用经过特殊挑选的不同码型,因此彼此不会造成干扰。常用CDMA(码片序列正交)

五、无线扩频技术
1、概述
香农公式:C=W*Log2(S/N)(C为信道容量,W为信道带宽,S为有用信号的平均功率,N为白噪声的平均功率,S/N就是信噪比)
扩频通信技术信号所占的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽。
2、直接序列扩频(DSSS)
(1)使用调幅技术合并数据信号和载波信号的波形
(2)原理:将两个数字信号加到一起得到第三个实际传输比特流;第一个信号是信息信号;第二个信号是由随机序列产生器产生的随机比特流;第三个比特流的速率与第二个信号相同。
(3)特点:为共享频谱提供了可能、每个比特由扩展码的多个比特表示、扩展码信号占更宽的频率

3、跳频扩频(FHSS)
(1)不断的在频道之间切换载波信号来发射信号
(2)原理:用二进制伪随机码序列去控制射频载波震荡器输出信号的频率,使发射信号的载波频率随伪随机码的变化而跳变。
(3)特点:频率跳变系统可供随机选取的载波频率数通常是几千-几万个离散频率,每次输出哪一个由伪随机码决定。
(4)跳频图案应有特点:图案本身的随机性要好、图案的密钥量要大、各图案之间出现频率重叠的机会要尽量的小。