文档介绍：第2章 无线传输技术基础
内容提要
2．1 无线传输媒体
2．2 天线
2．3 传播方式
2．4 直线传输系统中的损伤
2．5 移动环境中的衰退
2．6 多普勒效应
2．7 信号编码技术
2．8 扩频技术
2．9 差错控一个主要来源是由于物体反射形成的多路径干扰。
2．1．4 红外线
红外线传输不能超过视线范围，距离短
红外线传输无法穿透墙体。微波系统中遇到的安全性和干扰问题在红外线传输中都不存在。
红外线不需要频率分配许可。
2．1．5 光波
频率更高的光波，主要指非导向光波，而非用于光纤的导向光波。
提供非常高的带宽，成本也很低，相对容易安装，而且与微波不同，不要求FCC许可。
激光的强度(非常窄的一束光)是它的弱点，不易瞄准。
激光束不能穿透雨或者浓雾，白天太阳的热量是气流上升也会激光束产生偏差。
2．2 天线
天线是实现无线传输最基本的设备。天线可看作一条电子导线或导线系统，该导线系统或用于将电磁能辐射到太空或用于将太空中的电磁能收集起来。
电磁能和电能相互转化
双向通信中，同一天线既可用于发送也可用于接收
手机天线
八木定向天线
玻璃钢全向天线
抛物面天线
2．2．1 辐射模式
一个天线辐射出去的功率是全方位的，然而并非在所有方向上辐射出的功率都是相等的。
描述天线性能特性的常用方法是辐射模式，它是作为空间协同函数的天线的辐射属性的图形化表示。
理想的辐射模式
向量长度决定功率强度
2．2．2 天线类型
偶级天线
半波偶极天线（赫兹天线）：由等长度两个同一直线上的导线组成，由一个小的供电间隙分开。
在一个维上具有全向辐射模式，另两个维具有8字形辐射模式
可通过复杂天线配置产生有向光束
¼波垂直天线（马可尼天线）
抛物反射天线：常见于汽车无线电，便携无线电
简单（偶级）天线
偶级天线散射模式
抛物线反射天线
常用于地面微波和卫星
2．2．3 天线增益
天线增益(antenna gain)是天线定向性的度量。
功率总量固定的情况下，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。
增加一个方向的辐射需要降低其他方向的辐射。
天线增益的目的不是增加输出功率，是为了定向性
天线的有效面积与天线尺寸和形状相关
天线增益与有效面积的关系：
2．3 传播方式
由天线辐射出去的信号以三种方式传播：
地波(ground wave)：地波传播或多或少要沿着地球的轮廓前行，且可传播相当远的距离，较好地跨越可视 的地平线
天波(sky wave)：天波信号可以通过多个跳跃，在电离层和地球表面之间前后反弹地穿行
直线LOS(line of sight) ：当要传播的信号频率在30MHz以上时，天波与地波的传播方式均无法工作，通信必须用直线方式。
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、可见光
300G~900T
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