無線網絡復習word版(已修改)
2025-01-19 16:23 本頁面
【正文】 1 無線網絡技術導論 復習資料 第 2 章 1。 無線傳輸媒體 傳輸媒體是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中發(fā)送器和接收器之間的物理路徑。傳輸媒體可分為導向的(guided)和非導向的 (unguided)兩類。 1）導向媒體 指電磁波被引導沿某一固定媒體前進，例如雙絞線、同軸電纜和光纖。 2）非導向媒體 指大氣和外層空間等，它們提供了傳輸電磁波信號的手段，但不引導它們的傳播方向，這種傳輸形式通常稱為無線傳播 (wireless transmission) 。 3）感興趣的 3 個頻段 在電信用的電磁波頻譜中，感興趣的 3 個頻段是：微波、無線電廣播頻段和紅外線頻譜段。 （ 1）微波： 1GHz~100GHz，可實現(xiàn)高方向性的波束，而且非常適用于點對點的傳輸，也可用于衛(wèi)星通信。 （ 2）無線電廣播頻段 ： 30MHz～ 1GHz，適用于全向應用。 （ 3）紅外線頻譜段 ： 310 11Hz～ 210 14Hz，適于本地應用，在有限的區(qū)域 (如一個房間 )內對于局部的點對點及多點應用非常有用。 4）地面微波 地面微波系統(tǒng)主要用于長途電信服務，可代替同軸電纜和光纖，通過地面接力站中繼。 常見的用于傳輸?shù)念l率范圍為 2GHz～ 40GHz。 頻率越高，可能的帶寬就越寬，因此可能的數(shù)據(jù)傳輸速率也就越高。 微波傳輸?shù)闹饕獡p耗來源于衰減。微波 (以及無線電廣播頻段 )的損耗公式 微波的損耗隨距離的平方而變化 。損傷的另一個原因是干擾，隨著微波應用的不斷增多，傳輸區(qū)域重疊，干擾始終是一個威脅。 頻率越高衰減越大，較高的微波頻率對長途傳輸沒有什么用處，但卻非常適用于近距離傳輸。頻率越高，使用的天線就越小、越便宜。 5） 衛(wèi)星微波 通信衛(wèi)星實際上一個微波接力站，用于將兩個或多個稱為地球站或地面站的地面微波發(fā)送器 /接收器連接起來。衛(wèi)星使用上下行兩個頻 段：接收一個頻段 (上行 )上的傳輸信號，放大或再生信號后，再在另一個頻段 (下行 )上將其發(fā)送出去。 衛(wèi)星主要應用：電視廣播、長途電話傳輸和個人用商業(yè)網絡。 衛(wèi)星傳輸?shù)淖罴杨l率范圍為 1GHz～ 10GHz。其特點為：衛(wèi)星通信距離遠，一個地面站發(fā)送到另一個地面站接收，約有 1/4s 傳播延遲。在差控和流控方面，也帶來一系列問題。衛(wèi)星微波是廣播設施，許多站點可以向衛(wèi)星發(fā)送信息，同時從衛(wèi)星上傳送下來的信息也會被眾多站點接收。 6） 廣播無線電波 廣播無線電波是全向性的，不要求使用碟形天線，天線也無須嚴格地安裝到一 個精確地校準位置上。無線電波 (Radio) 的頻率范圍為 3KHz~300GHz。非正式術語廣播無線電波 (broadcast radio) 包括 VHF 頻段和部分的 UHF 頻段： 30MHz～ 1GHz。廣播無線電波損傷的一個主要來源是多路徑干擾。 ??????? ??dL 4 2lg10 2 7） 紅外線 紅外線傳輸不能超過視線范圍，距離短。紅外線傳輸無法穿透墻體。微波系統(tǒng)中遇到的安全性和干擾問題在紅外線傳輸中都不存在。紅外線不需要頻率分配許可。 8）光波 頻率更高的光波，主要指非導向光波，而非用于光纖的導向光波。它提供非常高的帶寬，成本也 很低，相對容易安裝，而且與微波不同，不要求 FCC 許可。 激光的強度 (非常窄的一束光 )是它的弱點，不易瞄準。激光束不能穿透雨或者濃霧，白天太陽的熱量是氣流上升也會激光束產生偏差。 2。 天線 天線是實現(xiàn)無線傳輸最基本的設備。天線可看作一條電子導線或導線系統(tǒng)，該導線系統(tǒng)或用于將電磁能輻射到太空或用于將太空中的電磁能收集起來。 1） 輻射模式 一個天線輻射出去的功率是全方位的，然而并非在所有方向上輻射出的功率都是相等的。 描述天線性能特性的常用方法是輻射模式，它是作為空間協(xié)同函數(shù)的天線的輻射屬性的圖形化表示 。 2） 天線類型 包括：偶級天線和拋物反射天線。 3）天線增益 天線增益 (antenna gain)是天線定向性的度量。與由理論的全向天線(各向同性天線 )在各個方向所產生的輸出相比，天線增益定義為在一特定方向上的功率輸出。 天線增益與有效面積的關系： 式中 G 為天線增益， A 為有效面積， f 為載波頻率， c 為光速和λ為載波波長。 3。 傳播方式 由天線輻射出去的信號以三種方式傳播：地波、天波和直線方式。 1）地波 (ground wave)：地波傳播或多或少要沿著地球的輪廓前行，且可傳播相當遠的距離，較好地跨越可視 的地平線。 2）天波 (sky wave)：天波信號可以通過多個跳躍，在電離層和地球表面之間前后反彈地穿行 3）直線 LOS(line of sight) ：當要傳播的信號頻率在 30MHz 以上時，天波與地波的傳播方式均無法工作，通信必須用直線方式。 無線傳播類型示意圖 4。 直線傳輸系統(tǒng)中的損傷 c AfA eeG 222 44 ??? ?? 3 主要的損傷包括：衰減和衰減失真 (attenuation and attenuation distortion)、自由空間損耗 (free space loss)、噪聲 (noise)、大 氣吸收 (atmospheric absorption)、多徑(multi path)和折射 (refraction) 等。 5。 移動環(huán)境中的衰退 通信系統(tǒng)所面臨的最具挑戰(zhàn)性的技術問題是移動環(huán)境中的衰退現(xiàn)象。在移動環(huán)境中，兩個天線中的一個相對于另一個在移動，各種障礙物的相對位置會隨時間而改變，由此會產生比較復雜的傳輸結果。 1）多徑傳播 通常障礙物及周邊環(huán)境所產生的多徑傳播有 3 種傳播機制，即：反射（ R）、散射（ S）和衍射（ D）。 3 種重要傳播機制的示意圖 2）衰退類型 移動環(huán)境中的衰退效果 可以分為快速或慢速 ；衰退效果也可以分為平面的或選擇性的。 （ 1）平面衰退 (flat fading)或稱非選擇性的衰退，接收到的信號的所有頻率成分同時按相同的比例波動。 （ 2）選擇性衰退 (selective fading)無線電信號的不同光譜成分的影響是不相等的。
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