短波和超短波..ppt

短波通信系統(tǒng)和超短波通信系統(tǒng) 一 無線電通信二 短波通信系統(tǒng)三 超短波通信系統(tǒng) 定義 無線電通信是指利用無線電波傳播信息的通信方式優(yōu)點 與有線通信方式相比 無線電通信具有通信建立迅速 通信距離遠 機動靈活和組網(wǎng)容易等優(yōu)點缺點 衰落嚴重 易受天電等外界干擾 容易被截獲和竊聽等應用 主要用于電報 電話 傳真 廣播和電視等各種信息傳輸系統(tǒng) 廣泛地應用于地面 空中 海上和空間通信 一 無線電通信 無線電通信的分類 按工作頻段劃分為12個波段極長波 超長波 特長波 甚長波 長波 中波 短波 超短波和微波 根據(jù)無線電波的不同波段和傳播模式無線電通信主要分為短波通信 超短波通信 微波中繼通信 移動通信 衛(wèi)星通信等 短波通信 又稱高頻通信 HF 是利用頻率在3 30MHz的電磁波進行的無線電通信 實際上 人們也把中波的高頻頻段1 5 3MHz歸到短波波段 所以現(xiàn)有的許多短波通信設備 其頻段范圍往往擴展到1 5 30MHz 超短波通信 是指利用波長為10 1m 頻率為30 300MHz 的電磁波進行的無線電通信 由于超短波的波長在1 10m之間 所以也稱為米波通信 整個超短波的頻帶寬度是270MHz 是短波頻帶寬度的將近10倍 由于頻帶相對較寬 被廣泛應用于電視 調頻廣播 雷達探測 導航 移動通信 軍事通信等領域 微波中繼通信 是利用300MHz以上頻段的電磁波進行無線電通信的一種方式 使用的是分米波和厘米波波段 這種通信方式采用的是視距傳輸方式 受地形和天線高度的限制 相鄰兩站之間的通信距離有限 一般在30公里左右 利用這種通信方式進行遠距離的通信 必須建立一系列的中繼站 這也是中繼 接力 通信的由來 衛(wèi)星通信 是利用通信衛(wèi)星作為中繼站實現(xiàn)地球上各點之間的通信 主要通信業(yè)務是電話 電報 電視 傳真和數(shù)據(jù)傳輸 衛(wèi)星通信可以只經(jīng)過一顆衛(wèi)星 由衛(wèi)星通信地球站向衛(wèi)星傳輸?shù)纳闲芯€路和衛(wèi)星向地球站傳輸?shù)南滦芯€來完成 也可以經(jīng)過多顆衛(wèi)星和多條上 下行線路 衛(wèi)星通信是20世紀60年代中期航天技術與通信技術相結合產(chǎn)生的新的通信手段 移動通信 是指通信的雙方或至少一方在移動中進行的信息交換和傳輸方式 工作在超短波或微波波段 散射通信 是指利用大氣層不均勻介質對電磁波的再輻射 散射或反射 作用進行的超視距無線電通信 散射通信包括對流層散射通信 電離層散射通信和流星余跡通信 在很早以前 3G網(wǎng)絡還沒在大陸使用的時候 那時我們用的都是2G的網(wǎng)絡 那時的電信還只有小靈通 那時的CDMA還是屬于聯(lián)通公司的 但后來聯(lián)通因為沒把CDMA業(yè)務經(jīng)營好 所以就將其賣給了中國電信 于是乎 中國電信的手機業(yè)務開始慢慢的發(fā)展起來了 就在3年前 中國大陸開始發(fā)放3G牌照后 中國的3大運營商出現(xiàn)了這樣一個局面 中國移動 GSM TD SCDMA中國聯(lián)通 GSM WCDMA中國電信 CDMA CDMA2000 GSM 也就是我們常說的2G模式 屬于第2代蜂窩移動通信技術 其使用頻率在800MHz 1800MHz左右 因為2G時代的中國移動和中國聯(lián)通都是使用的GSM通信技術 所以這也是為什么你的一部支持GSM的手機可以同時使用中國移動和中國聯(lián)通這兩家運營商的2G手機號碼 TD SCDMA 這是中國移動自家研發(fā)的3G通信技術 不過因為消費者接受度較低 不知道是因為技術的原因 還是因為是國產(chǎn)的原因 總之市場反響不是很強烈 而這也導至了3G市場上面 中國移動表現(xiàn)平平的一個原因所在 WCDMA 這是外國佬研制出來的一種3G通信技術 目前市場上面的3G通信技術有WCDMA CDMA2000 TD SCDMA 其中普及和消費者接受度比較高的就是WCDMA了 因為它的出來時間比較早 而且在國外也已經(jīng)運行多年 算是比較成熟的一種3G技術了 其工作的頻率在1900MHz 2100MHz左右 在中國大陸發(fā)放3G運營牌照的時候 中國聯(lián)通就獲得了該標準的運營資格 而這也是為什么中國聯(lián)通在3G市場上要優(yōu)于中國移動的原因了 CDMA 這種通行技術較先運行于中國聯(lián)通公司 工作頻率上下行都在800MHz左右 當時中國聯(lián)通把它定位于一些高端用戶群體 還說什么幅射小等諸多優(yōu)點 但因為其基站不是很多 所以導至這種手機在較偏的地區(qū)的信號并不是很好 后來聯(lián)通把這個搞虧了 于是就賣給了中國電信 而中國電信也改變了聯(lián)通以前走的高端路線 將CDMA手機帶到了大眾消費者手中 比如裝寬帶 送手機 后來中國電信停止了小靈通后 就開始發(fā)展CDMA手機業(yè)務 而這也是為什么我們平常用的手機不支持電信卡的原因 因為大部份手機不支持這個模式 CDMA2000 這也是3G通信標準之一 在幾年前中國發(fā)放3G牌照的時候 將這個牌照發(fā)放給了中國電信 但因為中國目前所運營的3種3G模式都互不兼容 所以我們平常市場上支持該模式的手機也比較少 總的來說 現(xiàn)在市場上的中高端手機普遍都支持兩種模式 它們的組合模式是 中國移動 GSM TD SCDMA中國聯(lián)通 GSM WCDMA中國電信 CDMA CDMA2000其中基于中國聯(lián)通的GSM和WCDMA模式的手機比較多 而其它兩種基本上比較少 3G卡 就是支持3G網(wǎng)絡 如 186開頭的聯(lián)通3G卡 插在支持WCDMA 聯(lián)通3G 的手機 就實現(xiàn)3G上網(wǎng) 189開頭的電信3G卡 插在支持CDMA2000 電信3G 的手機 就實現(xiàn)3G上網(wǎng) 2G卡 只支持2G網(wǎng)絡 但是 對于移動 無論是2G 3G卡 只要手機支持TD SCDMA 移動3G 網(wǎng)絡 都可上移動3G網(wǎng) 經(jīng)過二十多年長期的發(fā)展 我國的通信業(yè)逐漸形成了2G 3G 4G并存的局面 手機通訊信號傳輸都是通過一定頻率傳輸?shù)?而三大運營商所擁有的頻率和網(wǎng)絡制式不盡相同 這就造成同一部手機在三大運營商之間可能不通用 對于4G網(wǎng)絡 目前4G網(wǎng)絡 LTE 分為TDD和FDD兩種模式 這兩種模式支持的頻段是不一樣的 他們是這樣劃分的 FDD LTE TDD LTE 中國移動TD LTE 支持頻段38 39 40中國聯(lián)通TD LTE 支持頻段40 41中國電信TD LTE 支持頻段40 41中國聯(lián)通FDD LTE 支持頻段3中國電信FDD LTE 支持頻段3 無線電通信簡史無線電通信起源于19世紀末 1865年 英國人麥克斯韋從理論上預言了電磁波的存在 并證明在真空中它是以光速傳播的 德國人赫茲于1888年用試驗方法實現(xiàn)了電磁波的產(chǎn)生和接收 1896年 意大利人馬可尼和俄國人波波夫分別進行了無線電通信試驗 并研制成無線電收發(fā)報機 隨著真空器件的出現(xiàn) 無線電通信得到迅速發(fā)展 隨著無線電通信技術的發(fā)展 無線電接力通信 衛(wèi)星通信 毫米波通信等相繼發(fā)展起來 1931年 在英國多佛爾與法國加來之間建立了世界上第一條超短波接力通信線路 20世紀50年代 出現(xiàn)了1GHz以上頻段的小容量微波接力通信系統(tǒng) 到20世紀70年代 數(shù)字微波接力通信系統(tǒng)逐步完善 到80年代 毫米波波段開始應用于接力通信 美國貝爾實驗室于1952年首先提出對流層散射超視距通信設想 20世紀60年代以后 散射通信得到很大的發(fā)展 在衛(wèi)星通信方面 1957年10月 原蘇聯(lián)成功發(fā)射了世界上第一顆人造地球衛(wèi)星 1958年美國發(fā)射了世界上第一顆通信衛(wèi)星 斯科爾 開始了衛(wèi)星通信的試驗階段 1965年美國發(fā)射對地靜止衛(wèi)星 國際通信衛(wèi)星 1 號及原蘇聯(lián)發(fā)射對地非靜止衛(wèi)星 閃電 1 號的成功 標志著衛(wèi)星通信進入實用階段 20世紀70年代 衛(wèi)星通信進一步向各應用領域擴展 例如 美國現(xiàn)已擁有 國防通信衛(wèi)星 艦隊通信衛(wèi)星 Milstar 等多個使用不同頻段具有不同用途的軍用衛(wèi)星通信系統(tǒng) 衛(wèi)星通信現(xiàn)已成為美國全球軍事通信的重要手段 目前世界各國的長距離通信和國際通信中約有一半線路應用了無線電通信 根據(jù)電波的頻率 波長 的不同 無線電波主要有以下四種傳播方式 地波傳播 天波傳播 視距傳播 散射傳播 1 地波傳播地波傳播方式是指無線電波沿地球表面?zhèn)鞑?它主要用于中波以上的波段的近距離通信 按照地波傳播的規(guī)律 在遠距離通信時 波長越長越有利 2 天波傳播發(fā)射天線向空中發(fā)射電波 由高空電離層反射后到達接收點 這種方式稱為天波傳播 它是短波通信的主要傳播方式 3 直接波傳播直接波傳播方式是指電波在發(fā)射天線和接收天線能互相 看見 的距離內(nèi)的一種傳播方式 故也稱為視距傳播 其傳播的路徑基本是直線 4 散射傳播這種傳播方式是利用對流層及電離層的不均勻性對電波的散射作用而實現(xiàn)的超視距傳播 主要用于超短波和微波的遠距離通信 圖無線電波的主要傳播方式 a 直射傳播 b 地波傳播 c 天波傳播 d 散射傳播 二 短波通信系統(tǒng) 主要依靠天波和地波兩種傳播方式 地波傳播方式受大地的吸收地面對電波能量的吸收的大小與地面的導電性能和電波頻率有關 地面的導電性越好 吸收越小 電波頻率越低 損耗越小 具有繞射現(xiàn)象地波在傳播過程中能繞過障礙物而傳播的現(xiàn)象 稱為繞射 地波的繞射能力與電波的波長 障礙物的高低大小及波源所處的位置有關 波長越長 障礙物越低窄 地波的繞射能力越強 傳播穩(wěn)定地表面的電性能及地貌 地物等并不隨時間很快的變化 天波傳播方式電離層的形式與結構 長波可在D層反射下來 在夜晚由于D層消失 長波將在E層反射 中波將在E層反射 但在白天D層對電波的吸收較大 故中波僅能在夜間由E層反射 短波將在F層反射 而超短波則穿出電離層 現(xiàn)代短波通信系統(tǒng)一般由帶自適應鏈路建立功能的收發(fā)信主機 自動天線耦合器 電源以及一些擴展設備 如高速數(shù)據(jù)調制解調器 大功率放大器等部分組成 收發(fā)信主機 電源 自動天線耦合器A 調制解調器 擴展設備 500W功放 自動天線耦合器B 現(xiàn)代短波通信系統(tǒng) 處于發(fā)射狀態(tài)時 處于接收狀態(tài)時 1 在機動通信中的應用在超短波通信距離有限 衛(wèi)星通信受設備和話費制約的情況下 短波是很多用戶解決遠程移動通信的惟一手段 2 在軍事通信領域的應用短波傳輸系統(tǒng)是國防通信網(wǎng)的重要組成部分之一 主要用于建立各級指揮員之間快速 直接指揮通信和陸 海 空軍之間的協(xié)同通信 它能保障方向不明 距離不等 位置不定的指揮員與作戰(zhàn)部隊之間的通信 短波通信系統(tǒng)的應用 超短波通信主要依靠地波傳播和空間波視距傳播 優(yōu)點 頻段寬 通信容量大 視距以外的不同網(wǎng)絡電臺可以用相同頻率工作 不會相互干擾 可用方向性較強的天線 有利于抗干擾 受晝夜和季節(jié)變化的影響小 通信較穩(wěn)定 缺點 通信距離較近 受地形影響較大 電波通過山岳 丘陵 叢林地帶和建筑物時 會被部分吸收或阻擋 使通信困難或中斷 三 超短波通信系統(tǒng) 邏輯控制部分 發(fā)信通道部分 頻率合成器部分 接收通道部分 電源 跳頻保密單元 跳頻技術是目前國內(nèi)國際上比較成熟的一種技術 主要用于軍用通信中 它可以有效的避開干擾 發(fā)揮通信效能 跳頻的載頻受一個偽隨機碼的控制 在其工作帶寬范圍內(nèi) 其頻率合成器按偽隨機碼的隨機規(guī)律不斷改變頻率 在接收端 接收機的頻率合成器受偽隨機碼的控制 并保持與發(fā)射端的變化規(guī)律一致 超短波通信系統(tǒng)的主要應用 超短波通信主要靠直接波傳播 通信距離一般不超過40 50公里 近距離語音通信靠地波傳播 通信距離一般只有幾公里 靠直接波傳播的超短波通信 為了延長通信距離 通常在通信兩地之間設立若干個中間站 通過中間站的轉發(fā)來實現(xiàn)超視距傳播 這種通信方式稱為無線電接力通信 此外也可采用其他傳輸機理或媒介來獲得超視距的超短波通信 如散射通信 流星余跡通信 衛(wèi)星通信等 1 在移動通信中的應用超短波波長較短 因而收發(fā)天線尺寸可以較小 在短距離通信時 只需要配備很小的通信設備 因此廣泛應用于移動通信方式 20世紀80年代以來 與電話交換技術結合 移動電臺可以通過電話交換機以撥號方式與其它移動電臺構成雙向通信電路 稱作無線電話 或移動電話 并可與市話網(wǎng)互通 形成方便靈活的通信網(wǎng) 最小型的移動電臺為手持式 重量不足1000克 2 在縣級防汛調度網(wǎng)和水庫網(wǎng)中的應用超短波網(wǎng)作用距離有限 但音質好 干擾小 機型小巧攜帶方便