无线通信基本知识.ppt

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1、无线通信基本知识,汇报目录,无线通信基本知识常规通信与集群通信的比较,汇报目录,无线通信基本知识常规通信与集群通信的比较,无线通信基本知识,无线通信基础知识无线通信系统无线通信系统分类,第一节：什么是无线通信第二节：电磁波第三节：电磁波的产生第四节：电磁波的性质第五节：电磁波的应用,无线通信基础知识,什么是无线通信？无线通信（wireless munication）是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式。,无线通信基础知识,电磁波：电磁波（electromagnetic wave）又称为电磁辐射、电子烟雾。是能量的一种。定义：凡是高于绝对零度（-273.15）的物

2、体，都会释 放电磁波。正如人们生活在空气里却看不见空气一 样，除光波外，人们也看不见无处不在的电磁波。,无线通信基础知识,电磁波的产生：电磁波是电磁场的一种运动形态，电与磁可以说是一体两面，电流会产生磁场，变动的磁场会产生电流。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场。而变化的电磁场在空间的传播形成电磁波，电磁的变动如同水波一样，所以被称为电磁波，或电波。,无线通信基础知识,电磁波的性质：电磁波速度等于光速c（每秒310的8次方米）在空间传播的电磁波距离电场（磁场）强度方向相同，其量值最大两点之间的距离，就是电磁波的波长 电磁每秒钟变化的次数叫做频率f 三者之间的关系为

3、可通过公式c=f 电磁波为横波，通过不同介质时，会发生折射、反射、绕射、散射及吸收等等。,无线通信基础知识,无线通信基础知识,电磁波在我们生活的周围无处不在，那么我们就利用电磁波的波长来进行以下分类，并介绍一下各种波长的电磁波在我们生活当中具体有哪些应用：,无线通信基础知识,电磁波谱（波长由短到长）,本章小结：利用电磁波在自由空间中传播的特性传送信息叫无线通信。任何大于绝对零度的物体都会发出电磁波，电磁波在我们生活的周围无处不在。电磁波的性质：频率、波长、振幅。电磁波在我们生活当中的应用：用于医疗的伽马射线、用于CT照相的X射线、紫外线消毒、红外线遥控、微波用于微波炉还有无线电波用于通信。,无

4、线通信基础知识,无线通信基本知识,无线通信基础知识无线通信系统无线通信系统分类,第一节：什么是无线通信系统第二节：无线通信系统的基本元素组成,无线通信系统,电磁波谱（波长由短到长）,无线通信系统,无线通信系统中使用的是波长从0.3毫米到3000米的电磁波，这个区间内的电磁波就叫做无线电波。利用无线电波进行的通信叫无线通信，下面介绍一下无线通信系统。,无线通信系统,无线通信系统：（所含基本元素）,无线通信系统,信源,传输通道,信宿,无线通信系统包括：信源（发送设备）、（传输通道）传输设备、（信宿）接收设备。,信息,变换器,发射机,电信号,高频电振荡,发射天线,电磁波,接收天线,接收机,变换器,信

5、息,高频电振荡,电信号,发送设备,传输设备,接收设备,无线通信系统,发送设备：变换器（换能器）：将被发送的信息变换为电信号。如话筒将声音变为电信号；发射机：将换能器输出的电信号变为强度足够的高频电震荡。天线：将高频电振荡变成电磁波向传输媒质辐射。,无线通信系统,接收设备：接收天线，将空间传播到其上的电磁波转化为高频电振荡。接收机，将高频电振荡转化为电信号。变换器（换能器），将电信号转化为所传送信息。传输媒质：电磁波。任何一个无线通信系统都可以划分为信源、传送通道、信宿这三个基本元素。,无线通信系统,无线通信基本知识,无线通信基础知识无线通信系统无线通信系统分类,按照无线通信系统中关键部分的不同

6、特性，有以 下分类：按照工作频段和传输手段分类按照通信方式分类按照调制方式不同分类按照传送消息的类型分类,无线通信系统分类,按照工作频段和传输手段分类：中波通信短波通信超短波通信微波通信和卫星通信。工作频率主要指发射和接受的射频频率。射频：可以辐射到空间的电磁频率，频率范围从300KHz30GHz之间。,无线通信系统分类,3Hz,30Hz,300Hz,3000Hz,30KHz,300KHz,3MHz,30MHz,300MHz,3GHz,30GHz,300GHz,3000GHz,极低频 极长波 波长10-100兆米,超低频 超长波 波长1-10兆米,特低频 特长波 波长10-100万米,甚低频(

7、VLF)甚长波 波长1-10万米,低频(LF)长波 波长1-10千米,中频(MF)中波 波长1-10百米,高频(HF)短波 波长10-100米,甚高频(VHF)甚短波 波长1-10米,特高频(UHF)特短波 波长1-10分米,超高频(SHF)超短波 波长1-10厘米,极高频(EHF)极短波 波长1-10毫米,至高频 至短波 波长1-10丝米,长波,中波,短波,超短波,微波,无线通信系统分类,长波及更长波段的通信，能进行稳定的远距离通信，并可透入岩层和海水一定的深度，但需要有大功率发射机和庞大的天线系统。在军事通信中，主要用于对潜艇的通信、地下通信和海上导航等。如卫星通信。中波通信主要用于广播，

8、也用于航海、航空的通信及导航等。如AM广播。短波通信可用较小的功率进行远距离通信，相对的说，设备简单，容易开设和撤收，便于机动，在军事通信中有重要作用，但信道不够稳定，受电离层变化的影响大，也易受太阳耀斑和核爆炸的影响。,无线通信系统分类,超短波通信受干扰小，视距通信（在视线范围内用直射波进行的无线电通信）一般不受气候、昼夜的影响，通信较稳定。如蓝牙、wi-fi、移动通信系统等。微波通信 频段宽，通信容量大，受干扰小，通信较稳定，微波用于长距离通信而采用接力的方式，称为微波接力通信。利用对流层散射传播进行的通信，叫做对流层散射通信。利用人造卫星进行转发，称为卫星通信。,无线通信系统分类,按照通

9、信方式分类：全双工、半双工和单工方式。全双工：同时允许双向通信的通信系统，发送和接收一般使用两个不同的频道（FDD）。新的无绳或个人通信系统使用（TDD）技术。如GSM网络，CDMA网络，蓝牙网络，WI-FI网络等。,无线通信系统分类,频分双工（FDD）为用户和基站同时提供了无线发送信道，以便双方在接受对方信号的同时可以不间断发送。在基站使用独立的信道，但是在用户单元只有一根天线用来和基站之间进行发送和接收，用户单元内部使用一个叫做双工器的设备来使一根天线能同时进行发送和接收。在FDD中，有必要将5%的射频频带用于隔离发送和接收，如第一代蜂窝移动通信系统制式是FDD。,无线通信系统分类,频分双

10、工（FDD）,无线通信系统分类,时分双工（TDD）在时间上分享一条信道，将某一部分时间用于从基站向用户发送信息，而其余的时间用于从用户向基站发送信息。如果信道内的传输速率远大于终端用户的数据速率，就可以存储用户数据，即使在同一时刻不存在两条同步无线传输信道，仍能给用户提供全双工操作。第二代蜂窝移动通信中的GSM网络采用TDD技术。,无线通信系统分类,时分双工（TDD）,无线通信系统分类,半双工系统：使用一条信道来发送和接收，只允许单向通信的通信系统，在任一特定的时刻，用户只能接收或发送信息。像“压下通话”和“放开收听”等限制是半双工的显著特征。如集群通信系统采用半双工。单工系统：只提供单向通信

11、的通信系统，它只支持数据在一个方向上的传输，例如电视信号。,无线通信系统分类,半双工方式:,无线通信系统分类,按照调制方式不同:调幅、调频、调相以及混合调制等。基础知识：1、振幅：物体离开平衡位置的最大距离叫振动的振幅。2、频率：物体在一秒内完成周期变化的次数。3、相位：对于一个波，特定的时刻在它循环中的位置。一种它是否在波峰、波谷或它们之间的某点的 标度。是描述讯号波形变化的度量，通常以度 为单位。,无线通信系统分类,A,无线通信系统分类,调幅：一种调制方式，属于基带调制，其中载波信号的振幅随着调制信号的某种特征的变换而变化。例如：0或1分别对应于无载波或有载波输出。如AM广播。基带：信源（

12、信息源，也称发终端）发出的未经过调制（进行频谱搬移和变换）的原始电信号所固有的频带（频率带宽）称基本频带，简称基带。,无线通信系统分类,无线通信系统分类,调频：FM 包括两个正弦曲线振荡器，一个是稳定不变的载波频率fc振荡器；一个调制频率fm振荡器。载波频率被加在调制振荡器的输出上。载波振荡器是一个带有fc频率的简单的正弦波频率，当调制器发生时，来自调制振荡器的信号，即带有fm频率的正弦波驱使载波振荡器的频率向上或向下变动。如FM广播。频率调制过程中：调制体的频率影响载波体的频率的速度变化。调制体的振幅影响载波体频率的深度变化。调制体的波形影响载波频率的波形变化。载波体的振幅在频率调制过程中保

13、持不变。,无线通信系统分类,无线通信系统分类,调相：载波的相位对其参考相位的偏离值随调制信号的瞬时值成比例变化的调制方式，称为相位调制，或称调相。调相和调频有密切的关系。调相时，同时有调频伴随发生。调频时，也同样有调相伴随发生。两者的变化规律不同，实际使用时很少使用调相制，它主要是用来作为得到调频的一种方法。,无线通信系统分类,无线通信系统分类,按照传递消息的类型分类：模拟通信和数字通信。模拟通信：在电话通信中，用户线上传送的电信号是随着用户声音大小的变化而变化的。这个变化的电信号无论是从时间上还是幅度上都是连续的，这种信号称为模拟信号，在用户线上传输模拟信号的通信方式称为模拟通信。利用的是正

14、弦波的幅度、频率或相位的变化，或者利用脉冲的幅度、宽度或位置变化来模拟原始信号。,无线通信系统分类,声音的模拟信号图,无线通信系统分类,数字通信：是用数字信号作为载体来传输消息，或用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式。它可传输电报、数字数据等数字信号，也可传输经过数字化处理的语声和图像等模拟信号。一般采用PCM调制。数字信号：幅度的取值是离散的，幅值表示被限制在有限个数值之内。二进制码就是一种数字信号。,无线通信系统分类,脉冲编码调制PCM原理,无线通信系统分类,无线通信系统分类,无线通信的基础知识，电磁波的产生、性质和应用构成无线通信的基本元素：信源、传输通道、信宿无线通信系统中关

15、键部分的不同特性，有以下分类：按照工作频段和传输手段分类：中波通信、短波通信、超短波通信、微波通信和卫星通信。按照通信方式分类：全双工、半双工和单工方式。按照调制方式不同分类：调频、调幅、调相和混合调制按照传送消息的类型分类：模拟通信和数字通信,小结,汇报目录,无线通信基本知识常规通信与集群通信的比较,是提供“说和听”功能的无线电基本系统几乎每一个无线系统都包含用户对讲机基站转发器,常规系统,最典型的常规系统提供点对点通信在这个系统中，用户之间直接通话。每一个人都可以听和说，意味着本系统中每一个人都可以听见系统内所有的通话内容。用户机不可以同时发送和接收，即不可以同时说和听。,用户对讲机,常规

16、系统,常规对讲机,发射功率比一般用户对讲机大，可覆盖更大的范围。可以同时发送和接收。为了做到这一点，使用两个不同的频率（一个用于发射，一个用于接收）。通常会安装在一个固定的位置。可以通过电缆将接收到的信号送到一个外部设备，例如扬声器、电话互联设备或调度控制台。同样道理，需要发射的话音信号也可以通过电缆从外部设备送进来，例如麦克风。,基站,常规系统,常规系统,转发器也是一种基站，工作时，将接收到的信号直接传给发射器。接收到的信号还要通过电缆传给一个外部设备用于信号监听或处理与普通基站的不同之处在于：转发器的发射信号来自于自身的无线接收器，而不是麦克风一类的外部设备。通常情况下，转发器的安装地点会

17、比较远，原则上，选定的位置要有利于提高无线发射的覆盖范围。,转发器,常规系统,常规系统,转发器,双频常规移动通信系统的特点优点：覆盖范围大、系统组成简单缺点：多用户之间的干扰、可靠性差、没有故障弱化、频率利用率、不能跨组呼叫、私密性很差。,常规系统,常规同播系统,特点：各同播基站的发射或频率均相同，在同一时刻只允许一个用户发起或应答同播呼叫。应用：同频同播联网的常规系统适于实现省与地、市、县、区之间自上而下的调度指挥，对于某一地区之内的调度指挥仍需使用其本地的常规或集群系统。,常规同播系统,集群通信系统与常规通信系统相比，由许多优点。集群通信系统比常规信道利用率高。常规通信系统中的用户是被指配

18、在某一固定信道上来通话的。当此信道忙时，其他用户只能等待；而信道闲时，只好空着。集群通信系统的用户可被系统分配在任一空闲的信道上工作，因而用户通话的阻塞率大大降低。集群通信系统的服务质量高。服务质量，除了上述的阻塞概率之外，还有系统的功能丰富，可单呼、组呼、全呼、紧急呼、广播呼等等，这些功能使用户能进行各种信息传输，圆满完成各种任务。,为什么要用集群通信？,集群通信系统与常规通信系统相比，由许多优点。集群通信系统具有一定的私密性，即在同一系统中的用户只有在他被对方按身份码呼叫后才能通话，其他用户是听不到的。如要更好保密，还可在集群通信系统和终端中加上保密技术措施。集群通信系统是一种智能化的网络，它具有比较高级和完整的系统控制中心，对全网进行控制管理。集群通信系统既可实现多信道共用，还可实现多区联网，有线与无线互联，甚至与因特网连接。,为什么要用集群通信？,常规系统与集群通信的比较,常规系统与集群通信的比较,公安350MHz通信技术的发展趋势,常规通信,窄带模拟集群通信,窄带数字集群通信,宽带数字集群通信,常规对讲常规同播,MPT-1327,TETRAPDT,McWill,