现代通信概论第六章VIP专享VIP免费

现代通信概论电子信息工程学院霍炎yhuo@bjtu.edu.cn2第6章数字微波通信系统6.1概述6.2微波的视距传播特性6.3数字微波通信系统36.1概述6.1.1基本概念6.1.2微波通信发展历程6.1.3微波通信的特点6.1.4微波通信系统的分类6.1.5微波通信的应用46.1.1基本概念微波是指波长在1nm~1m或频率为300MHz-300GHz的电磁波。微波通信指的是以微波频率作为载波，通过中继接力方式实现的一种通信方式。微波通信的主要频段名称甚低频VLF低频LF中频MF高频HF甚高频VHF超高频UHF特高频SHF极高频EHF频率3-30kHz30-300kHz0.3-3Mhz3-30MHz30-300MHz0.3-3GHz3-30GHz30-300GHz波段超长波长波中波短波米波分米波厘米波毫米波传播特性空间波为主地波为主地波与天波天波与地波空间波空间波空间波空间波56.1.2微波通信的发展历程19世纪30年代中期出现了工作在VHF频段的第一个商用模拟无线通信系统二战期间出现了UHF频段的军用无线中继通信系统1951年，美国纽约到旧金山之间成功开通了商用的微波通信线路。在随后的二三十年间，模拟微波通信系统迅速发展我国从“七五”期间开始引入微波通信系统20世纪70年代末出现了采用简单QPSK、8PSK等的商用数字微波通信系统20世纪80年代，随着数字信号处理技术和大规模集成电路的发展，微波通信系统得到迅速发展20世纪90年代后出现了容量更大的数字微波通信系统66.1.3微波通信的特点频带宽，传输容量大适于传送宽频带信号天线增益高，方向性强外界干扰小，通信线路稳定可靠投资少，建设快，通信灵活性大中继通信方式76.1.4微波通信系统的分类(1/4)地面微波中继通信特点：采用中继传输方式，一般50Km左右一个中继站。原因：微波是沿直线传播的；微波传播时，存在能量损耗。应用：长距离、大容量干线通信；短距离、小容量通信；中间站中间站终端站终端站6.1.4微波通信系统的分类(2/4)一点对多点（PMP）微波通信组成：基地台，用户应用：一种无线宽带接入方式，适用于用户比较分散且业务量小的系统。(基地台）用户用户用户用户6.1.4微波通信系统的分类(3/4)微波卫星通信特点：中继站在卫星上；使用微波波段，技术与微波相通，但有自己的特点；SatellitedishSatellitedishSatellitedishSatellitedishSatellite6.1.4微波通信系统的分类(4/4)微波散射通信利用大气对流层不均匀气团的散射作用，实现微波通信特点：距离远发射功率大信号质量差应用：军事通信对流层不均匀介质气团116.1.5微波通信的应用作为干线光纤传输的备份和补充边远地区和专用通信网中为用户提供基本业务市内的短距离支线连接无线宽带业务接入126.2微波的视距传播特性6.2.1天线高度与传播距离6.2.2自由空间传播损耗6.2.3地面效应和大气效应136.2.1天线高度与传播距离)(2c2c121hhhhRddd146.2.2自由空间传播损耗在半径为d的球面上的功率（电通量）密度为2t4dPF辐射源发出的总辐射功率2t4dFP传播（或扩散）因子：156.2.2自由空间传播损耗实际微波通信中采用的天线均有方向性，对于发射天线而言，天线增益Gt表示天线在最大辐射方向上单位立体角的发射功率与无方向天线单位立体角的发射功率的比值。此时，与发射源相距d的单位面积所接收的功率为2tt'r4dGPP166.2.2自由空间传播损耗对于接收天线而言，天线增益Gr表示天线接收特定方向电波功率的能力。根据天线理论，天线的有效面积为若接收机与发射机的距离为d，接收天线的有效面积为A，发射天线的增益为Gt，接收天线的增益为Gr，则接收到的信号载波功率为42Atrt222r2ttr'rr)4(44PGGdGdGPAGPP176.2.2自由空间传播损耗若不考虑发射天线增益Gt和接收天线增益Gr，电波的自由空间损耗定义为发射功率与接收功率之比，即通常用分贝表示自由空间传播损耗，即22222rtf4)4(fdcdPPLfdLlg20lg2044.92f186.2.2自由空间传播损耗若考虑发射天线增益Gt和接收天线增益Gr，则将这种有方向性的传播损耗称为系统损耗，通常用L表示，其分贝形式为rttGGLL196.2.3地面效应和大气效应地...