1、 无线通信 不借助于有线传输媒介，而是通过电磁波在空间传播来传递信息的通信方式 特点 广播性 一发多收 信道随空间变化 空间环境不同，信道特性不同 传播距离有限 相互干扰 多径效应 信号沿不同路径到达接收机，造成衰落和时延扩展 无线网络的分类： 1、从覆盖范围分 系统内部互连/无线个域网 无线局域网 无线城域网/广域网 无线局域网 有固定基础设施 基本服务集 BSS BSS 包括一个基站和若干移动站 本 BSS 内的站可以直接通信 与外界通信时必须经过基站 无固定基础设施 自组织网络 无 AP 各站平等 具备分组转发功能 无线广域网 蜂窝移动通信系统 低带宽无线系统 第一代 模拟，只能传送话音
2、 第二代 数字，只能传送话音 第三代 数字，传送话音及数据 无线网络的分类： 2、从应用角度划分 无线传感器网络 无线 Mesh 网络 无线穿戴网络 无线体域网4. 无线传输媒体 传输媒体指的是数据传输系统中发送器和接收器之间的物理路径 导向性媒体 非导向性媒体 在这两种情况下，通信都以电磁波的形式进行 导向性媒体 电磁波被引导沿某一固定媒体前进 双绞线，同轴电缆，光纤 非导向性媒体 提供传输电磁波的手段，但不引导传输方向 大气，外层空间 数据传输的特性以及传输质量取决于传输媒体的性质和传输信号的特征 导向媒体 传输受到的限制主要取决于媒体自身性质 非导向媒体 在决定传输特性方面，发送天线生成
3、的信号带宽比媒体更重要 无线传输媒体 是指无需架设或铺设电缆或光缆，把数据信号转换成电磁波后直接通过自由空间进行传送无线信号的方向性： 天线发射的信号有一个重要属性 方向性 通常来讲，低频信号是全向的 信号从天线发射后会沿所有方向传播 当频率较高时，信号有可能被聚集为有向波束 非导向媒体： 发送和接收都通过天线实现 发送时 天线将电磁能量发射到媒体中(通常是空气) 接收时 天线从周围媒体中获取电磁波 无线传输的两种基本构造类型、 定向 发送天线将电磁波聚集成波束后发射出去，发射和接收天线必须精确校准 全向 发送信号沿所有方向传播，能够被多数天线接收 4.1 地面微波： 主要用于长途电信服务，可
4、代替同轴电缆和光纤，通过地面接力站中继 要求视线距离传输 没有障碍物 通常安装在高出地面很多的地方 扩展天线之间的范围 越过障碍物使用场合： 语音和电视信号传播 建筑物之间的点对点线路 旁路应用 某公司直接与本市长途电信设备建立微波链路，从而绕过本地电话公司 蜂窝系统 固定无线接入系统 地面微波常见的用于传输的频率范围 2GHz40GHz 频率越高，可能的带宽就越宽，可能的数据传输速率也就越高 数字微波频率越高衰减越大 较高的微波频率对长途传输没有什么用处，但却非常适用于近距离传输广播无线电波： 广播无线电与微波之间的主要区别 广播无线电是全向性的 微波是方向性的红外线： 红外线传输不能超过视
5、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光波： 主要指非导向光波，而非用于光纤的导向光波 典型应用 将分布于两个建筑物内的 LAN 通过安装在屋顶的激光装置连接起来 提供非常高的带宽，成本也很低，相对容易安装激光的弱点： 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 白天太阳的热量使气流上升也会使激光束产生偏差天线： 天线是实现无线传输最基本的设备 可看作一条电子导线或导线系统 用于将电磁能辐射到太空 用于将太空中的电磁能收集起来 发送信号 通过天线将来自于转发器的无线电频率电能转换
6、为电磁能辐射到周围环境中 接收信号 撞击到天线上的电磁能被转化成无线电频率的电能并合成到接收器中传播方式： 由天线辐射出去的信号以三种方式传播 地波(Ground Wave) 天波(Sky Wave) 直线(Light Of Sight) 地波 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 大约 2MHz 的频率就可以达到这样的效果 在这一频率范围内的电磁波被大气散射，不能穿透上层的大气 举例 调幅无线电(AM) 天波 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 采用天波传播时，来自基于地球天线的信号从被电离的上层大气层(电离层)反射回
7、地球 尽管表现出的是波被电离层反射，就好像电离层是一个坚硬的反射面，但实际引起这种效果的是折射 无线电业余爱好者、民用波段无线电和国际广播采用天波传播 直线传播 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 对无线网络而言，人们更关心的是直线的无线传输 在这种情况下，最主要的损伤来源于 衰减和衰减失真(attenuation and attenuation distortion) 自由空间损耗(free space loss) 噪声(noise) 大气吸收(atmospheric absorption) 多径(multi path) 折射(ref
8、raction) 衰减 一个信号的强度会随着所跨越的任一传输媒介的距离而降低 对无线直线传输来讲，应考虑衰减带来的以下三个影响 接收的信号必须有足够的强度，以使接收端的电子线路能够检测并解释信号 与噪声相比，信号必须维持一种足够高的水平以便被无误差地接收 高频下的衰减更为严重，会引起失真 噪声 对于任一数据发射事件的接收信号都是由传输信号构成 传输信号可能会被传输系统所产生的各种失真修改，还包括了在传输端和接收端之间的某些地方插入的人们不希望有的额外信号，这些不希望有的信号就是噪声 噪声是对通信系统性能带来影响的主要限制因素 噪声的分类 热噪声(thermal noise) 互调噪声(inte
9、rmodulation noise) 串扰(crosstalk) 脉冲噪声(impulse noise) 热噪声 是由于电子的热搅动而产生的 在所有的电子设备和传输媒介中都存在 是温度的函数 热噪声在所跨过的整个频谱上是均匀分布的，因此常被称为白噪声(white noise) 热噪声无法消除 因此在通信系统中常会有一个上界 热噪声对卫星通信的影响特别显著 由于卫星地面战的接收信号较弱 多径 从发送端到接收端有一条直接的直线通信路径 卫星设施以及点对点的微波通信 发射的信号可能会被障碍物反射，以至于可以接收到具有不同延迟的信号的多个副本。极端情况下，甚至可能没有直接接收到信号 移动电话 依赖于直线或反射波在路径长度上的不同，合成的信号可能比直接信号大，也可能小 折射 当通过大气传播时，无线电波会被折射(或弯曲) 由于信号高度的变化而引起的信号速度的改变或大气条件下其他空间的改变都会引起折射移动环境中的衰退： 衰退 是通信系统所面临的最具挑战性的技术问题
