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(wú)線電通信二 短波通信系統(tǒng)三 超短波通信系統(tǒng) 定義 無(wú)線電通信是指利用無(wú)線電波傳播信息的通信方式優(yōu)點(diǎn) 與有線通信方式相比 無(wú)線電通信具有通信建立迅速 通信距離遠(yuǎn) 機(jī)動(dòng)靈活和組網(wǎng)容易等優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn) 衰落嚴(yán)重 易受天電等外界干擾 容易被截獲和竊聽等應(yīng)用 主要用于電報(bào) 電話 傳真 廣播和電視等各種信息傳輸系統(tǒng) 廣泛地應(yīng)用于地面 空中 海上和空間通信 一 無(wú)線電通信 無(wú)線電通信的分類 按工作頻段劃分為12個(gè)波段極長(zhǎng)波 超長(zhǎng)波 特長(zhǎng)波 甚長(zhǎng)波 長(zhǎng)波 中波 短波 超短波和微波 根據(jù)無(wú)線電波的不同波段和傳播模式無(wú)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(dòng)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(jìn)行的無(wú)線電通信 實(shí)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(shè)備 其頻段范圍往往擴(kuò)展到1 5 30MHz 超短波通信 是指利用波長(zhǎng)為10 1m 頻率為30 300MHz 的電磁波進(jìn)行的無(wú)線電通信 由于超短波的波長(zhǎng)在1 10m之間 所以也稱為米波通信 整個(gè)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(duì)較寬 被廣泛應(yīng)用于電視 調(diào)頻廣播 雷達(dá)探測(cè) 導(dǎo)航 移動(dòng)通信 軍事通信等領(lǐng)域 微波中繼通信 是利用300MHz以上頻段的電磁波進(jìn)行無(wú)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(jìn)行遠(yuǎn)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(lái) 衛(wèi)星通信 是利用通信衛(wèi)星作為中繼站實(shí)現(xiàn)地球上各點(diǎn)之間的通信 主要通信業(yè)務(wù)是電話 電報(bào) 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(lái)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(jì)60年代中期航天技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生的新的通信手段 移動(dòng)通信 是指通信的雙方或至少一方在移動(dòng)中進(jìn)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(zhì)對(duì)電磁波的再輻射 散射或反射 作用進(jìn)行的超視距無(wú)線電通信 散射通信包括對(duì)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(luò)還沒在大陸使用的時(shí)候 那時(shí)我們用的都是2G的網(wǎng)絡(luò) 那時(shí)的電信還只有小靈通 那時(shí)的CDMA還是屬于聯(lián)通公司的 但后來(lái)聯(lián)通因?yàn)闆]把CDMA業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)好 所以就將其賣給了中國(guó)電信 于是乎 中國(guó)電信的手機(jī)業(yè)務(wù)開始慢慢的發(fā)展起來(lái)了 就在3年前 中國(guó)大陸開始發(fā)放3G牌照后 中國(guó)的3大運(yùn)營(yíng)商出現(xiàn)了這樣一個(gè)局面 中國(guó)移動(dòng) GSM TD SCDMA中國(guó)聯(lián)通 GSM WCDMA中國(guó)電信 CDMA CDMA2000 GSM 也就是我們常說(shuō)的2G模式 屬于第2代蜂窩移動(dòng)通信技術(shù) 其使用頻率在800MHz 1800MHz左右 因?yàn)?G時(shí)代的中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)聯(lián)通都是使用的GSM通信技術(shù) 所以這也是為什么你的一部支持GSM的手機(jī)可以同時(shí)使用中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)聯(lián)通這兩家運(yùn)營(yíng)商的2G手機(jī)號(hào)碼 TD SCDMA 這是中國(guó)移動(dòng)自家研發(fā)的3G通信技術(shù) 不過因?yàn)橄M(fèi)者接受度較低 不知道是因?yàn)榧夹g(shù)的原因 還是因?yàn)槭菄?guó)產(chǎn)的原因 總之市場(chǎng)反響不是很強(qiáng)烈 而這也導(dǎo)至了3G市場(chǎng)上面 中國(guó)移動(dòng)表現(xiàn)平平的一個(gè)原因所在 WCDMA 這是外國(guó)佬研制出來(lái)的一種3G通信技術(shù) 目前市場(chǎng)上面的3G通信技術(shù)有WCDMA CDMA2000 TD SCDMA 其中普及和消費(fèi)者接受度比較高的就是WCDMA了 因?yàn)樗某鰜?lái)時(shí)間比較早 而且在國(guó)外也已經(jīng)運(yùn)行多年 算是比較成熟的一種3G技術(shù)了 其工作的頻率在1900MHz 2100MHz左右 在中國(guó)大陸發(fā)放3G運(yùn)營(yíng)牌照的時(shí)候 中國(guó)聯(lián)通就獲得了該標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)營(yíng)資格 而這也是為什么中國(guó)聯(lián)通在3G市場(chǎng)上要優(yōu)于中國(guó)移動(dòng)的原因了 CDMA 這種通行技術(shù)較先運(yùn)行于中國(guó)聯(lián)通公司 工作頻率上下行都在800MHz左右 當(dāng)時(shí)中國(guó)聯(lián)通把它定位于一些高端用戶群體 還說(shuō)什么幅射小等諸多優(yōu)點(diǎn) 但因?yàn)槠浠静皇呛芏?所以導(dǎo)至這種手機(jī)在較偏的地區(qū)的信號(hào)并不是很好 后來(lái)聯(lián)通把這個(gè)搞虧了 于是就賣給了中國(guó)電信 而中國(guó)電信也改變了聯(lián)通以前走的高端路線 將CDMA手機(jī)帶到了大眾消費(fèi)者手中 比如裝寬帶 送手機(jī) 后來(lái)中國(guó)電信停止了小靈通后 就開始發(fā)展CDMA手機(jī)業(yè)務(wù) 而這也是為什么我們平常用的手機(jī)不支持電信卡的原因 因?yàn)榇蟛糠菔謾C(jī)不支持這個(gè)模式 CDMA2000 這也是3G通信標(biāo)準(zhǔn)之一 在幾年前中國(guó)發(fā)放3G牌照的時(shí)候 將這個(gè)牌照發(fā)放給了中國(guó)電信 但因?yàn)橹袊?guó)目前所運(yùn)營(yíng)的3種3G模式都互不兼容 所以我們平常市場(chǎng)上支持該模式的手機(jī)也比較少 總的來(lái)說(shuō) 現(xiàn)在市場(chǎng)上的中高端手機(jī)普遍都支持兩種模式 它們的組合模式是 中國(guó)移動(dòng) GSM TD SCDMA中國(guó)聯(lián)通 GSM WCDMA中國(guó)電信 CDMA CDMA2000其中基于中國(guó)聯(lián)通的GSM和WCDMA模式的手機(jī)比較多 而其它兩種基本上比較少 3G卡 就是支持3G網(wǎng)絡(luò) 如 186開頭的聯(lián)通3G卡 插在支持WCDMA 聯(lián)通3G 的手機(jī) 就實(shí)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(jī) 就實(shí)現(xiàn)3G上網(wǎng) 2G卡 只支持2G網(wǎng)絡(luò) 但是 對(duì)于移動(dòng) 無(wú)論是2G 3G卡 只要手機(jī)支持TD SCDMA 移動(dòng)3G 網(wǎng)絡(luò) 都可上移動(dòng)3G網(wǎng) 經(jīng)過二十多年長(zhǎng)期的發(fā)展 我國(guó)的通信業(yè)逐漸形成了2G 3G 4G并存的局面 手機(jī)通訊信號(hào)傳輸都是通過一定頻率傳輸?shù)?而三大運(yùn)營(yíng)商所擁有的頻率和網(wǎng)絡(luò)制式不盡相同 這就造成同一部手機(jī)在三大運(yùn)營(yíng)商之間可能不通用 對(duì)于4G網(wǎng)絡(luò) 目前4G網(wǎng)絡(luò) 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(guó)移動(dòng)TD LTE 支持頻段38 39 40中國(guó)聯(lián)通TD LTE 支持頻段40 41中國(guó)電信TD LTE 支持頻段40 41中國(guó)聯(lián)通FDD LTE 支持頻段3中國(guó)電信FDD LTE 支持頻段3 無(wú)線電通信簡(jiǎn)史無(wú)線電通信起源于19世紀(jì)末 1865年 英國(guó)人麥克斯韋從理論上預(yù)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(guó)人赫茲于1888年用試驗(yàn)方法實(shí)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(guó)人波波夫分別進(jìn)行了無(wú)線電通信試驗(yàn) 并研制成無(wú)線電收發(fā)報(bào)機(jī) 隨著真空器件的出現(xiàn) 無(wú)線電通信得到迅速發(fā)展 隨著無(wú)線電通信技術(shù)的發(fā)展 無(wú)線電接力通信 衛(wèi)星通信 毫米波通信等相繼發(fā)展起來(lái) 1931年 在英國(guó)多佛爾與法國(guó)加來(lái)之間建立了世界上第一條超短波接力通信線路 20世紀(jì)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(jì)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(yīng)用于接力通信 美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室于1952年首先提出對(duì)流層散射超視距通信設(shè)想 20世紀(jì)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(guó)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(yàn)階段 1965年美國(guó)發(fā)射對(duì)地靜止衛(wèi)星 國(guó)際通信衛(wèi)星 1 號(hào)及原蘇聯(lián)發(fā)射對(duì)地非靜止衛(wèi)星 閃電 1 號(hào)的成功 標(biāo)志著衛(wèi)星通信進(jìn)入實(shí)用階段 20世紀(jì)70年代 衛(wèi)星通信進(jìn)一步向各應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展 例如 美國(guó)現(xiàn)已擁有 國(guó)防通信衛(wèi)星 艦隊(duì)通信衛(wèi)星 Milstar 等多個(gè)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(guó)全球軍事通信的重要手段 目前世界各國(guó)的長(zhǎng)距離通信和國(guó)際通信中約有一半線路應(yīng)用了無(wú)線電通信 根據(jù)電波的頻率 波長(zhǎng) 的不同 無(wú)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(wú)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(yuǎn)距離通信時(shí) 波長(zhǎng)越長(zhǎng)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(dá)接收點(diǎn) 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(duì)流層及電離層的不均勻性對(duì)電波的散射作用而實(shí)現(xiàn)的超視距傳播 主要用于超短波和微波的遠(yuǎn)距離通信 圖無(wú)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(duì)電波能量的吸收的大小與地面的導(dǎo)電性能和電波頻率有關(guān) 地面的導(dǎo)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(zhǎng) 障礙物的高低大小及波源所處的位置有關(guān) 波長(zhǎng)越長(zhǎng) 障礙物越低窄 地波的繞射能力越強(qiáng) 傳播穩(wěn)定地表面的電性能及地貌 地物等并不隨時(shí)間很快的變化 天波傳播方式電離層的形式與結(jié)構(gòu) 長(zhǎng)波可在D層反射下來(lái) 在夜晚由于D層消失 長(zhǎng)波將在E層反射 中波將在E層反射 但在白天D層對(duì)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(yīng)鏈路建立功能的收發(fā)信主機(jī) 自動(dòng)天線耦合器 電源以及一些擴(kuò)展設(shè)備 如高速數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器 大功率放大器等部分組成 收發(fā)信主機(jī) 電源 自動(dòng)天線耦合器A 調(diào)制解調(diào)器 擴(kuò)展設(shè)備 500W功放 自動(dòng)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(shí) 處于接收狀態(tài)時(shí) 1 在機(jī)動(dòng)通信中的應(yīng)用在超短波通信距離有限 衛(wèi)星通信受設(shè)備和話費(fèi)制約的情況下 短波是很多用戶解決遠(yuǎn)程移動(dòng)通信的惟一手段 2 在軍事通信領(lǐng)域的應(yīng)用短波傳輸系統(tǒng)是國(guó)防通信網(wǎng)的重要組成部分之一 主要用于建立各級(jí)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(duì)之間的通信 短波通信系統(tǒng)的應(yīng)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(diǎn) 頻段寬 通信容量大 視距以外的不同網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)可以用相同頻率工作 不會(huì)相互干擾 可用方向性較強(qiáng)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(diǎn) 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(shí) 會(huì)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(shù)是目前國(guó)內(nèi)國(guó)際上比較成熟的一種技術(shù) 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(gè)偽隨機(jī)碼的控制 在其工作帶寬范圍內(nèi) 其頻率合成器按偽隨機(jī)碼的隨機(jī)規(guī)律不斷改變頻率 在接收端 接收機(jī)的頻率合成器受偽隨機(jī)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(yīng)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(yǔ)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(zhǎng)通信距離 通常在通信兩地之間設(shè)立若干個(gè)中間站 通過中間站的轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)實(shí)現(xiàn)超視距傳播 這種通信方式稱為無(wú)線電接力通信 此外也可采用其他傳輸機(jī)理或媒介來(lái)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(dòng)通信中的應(yīng)用超短波波長(zhǎng)較短 因而收發(fā)天線尺寸可以較小 在短距離通信時(shí) 只需要配備很小的通信設(shè)備 因此廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信方式 20世紀(jì)80年代以來(lái) 與電話交換技術(shù)結(jié)合 移動(dòng)電臺(tái)可以通過電話交換機(jī)以撥號(hào)方式與其它移動(dòng)電臺(tái)構(gòu)成雙向通信電路 稱作無(wú)線電話 或移動(dòng)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(dòng)電臺(tái)為手持式 重量不足1000克 2 在縣級(jí)防汛調(diào)度網(wǎng)和水庫(kù)網(wǎng)中的應(yīng)用超短波網(wǎng)作用距離有限 但音質(zhì)好 干擾小 機(jī)型小巧攜帶方便