第2章无线传输技术基础1

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1、第2章 无线传输技术基础主要内容n2.1 无线传输媒体n2.1.1 电磁波频谱n2.1.2 无线网络中射频传输面临的挑战n2.1.3 电磁波的传播方式2.1 无线传输媒体 n 传输媒体是数据传输系统中发送器和接收器之间的物理路径。n 传输媒体可分为导向的(guided)和非导向的(unguided)两类。n对导向媒体而言，电磁波被引导沿某一固定媒体前进，例如双绞线、同轴电缆和光纤。n非导向媒体的例子是大气和外层空间，它们提供了传输电磁波信号的手段，但不引导它们的传播方向，这种传输形式通常称为无线传播(wireless transmission) n 数据传输的特性以及传输质量取决于传输媒体的性

2、质和传输信号的特性。n导向媒体的传输取决于媒体的自身性质。n非导向媒体的传输特性则主要依赖于发送天线生成的信号的带宽。n 天线发射的信号有一个重要的属性是方向性。通常，低频信号是全向的，也就是说，信号从天线发射后会沿所有方向传播。当频率较高时，信号才有可能被聚集成有向波。2.1.1 电信用的电磁波频谱 无线电频谱的划分频率范围（Hz）波长930KHz3310km甚低频（VLF）30300KHz101km低频（LF）3003000KHz1000100m中频（MF）330 MHz10010m高频（HF）30300 MHz101m甚高频（VHF）3003000 MHz1000100mm特高频（UHF

3、）330GHz10010mm超高频（SHF）30-300GHz101mm极高频（EHF）30THz数十微米红外区域红外区域波长()=光速(c)/频率(f)人们最关注的3个频段n 无线电频率，简称射频（RF），RF频段是指3kHz300GHz之间的电磁频谱。n 微波：1GHz100GHz，可实现高方向性的波束，而且非常适用于点对点的传输，也可用于卫星通信。n 无线电广播频段：30MHz1GHz，适用于全向应用。n 红外线频谱段：31011Hz21014Hz，适于本地应用，在有限的区域(如一个房间)内对于局部的点对点及多点应用非常有用。 无线电的频谱管理n 造成无线信号损伤的一个原因是干扰，随着微

4、波应用的不断增多，传输区域重叠，干扰始终是一个威胁。因此，频带的分配需要严格控制。n 无线电管理是国家通过专门机关，对无线电频谱资源和卫星轨道资源的研究、开发、使用所实施的，以实现合理、有效利用无线电频谱和卫星轨道资源的行为、全过程。我国的无线电管理机构n 工业和信息化部无线电管理局n 国家无线电检测中心n 中国人民解放军无线电管理机构n 省市级无线电管理机构n 国务院有关部门的无线电管理机构其他国家的无线电频谱管理机构n 美国联邦通信委员会（FCC）n 欧洲欧洲电信标准协会（ETSI）n 加拿大加拿大工业部n 日本日本无线工业及商贸联合会（ARIB）n 在无线电使用中，频段分配给不同的授权和

5、非授权业务，而且不同频段信号所允许的传输功率大小有不同国家和地区的管理机构控制。n 严格的无线电控制会对工业、科学、医学等行业带来不必要的麻烦，为此国际通信联盟无线电通信局（ITU-R，ITU Radio Communication Sector）专门定义了一些频段开放给工业、科学、医学(Industrial、Scientific、Medical)三种主要机构使用，这些频段就是所谓的ISM频段。n ISM频段属于Free License，无需授权许可，只需要遵守一定的发射功率(一般低于1W)，并且不要对其它频段造成干扰即可。ISM频段频率范围（Hz）中心频率（Hz）6.7656.795 MHz

6、6.780 MHz13.55313.567 MHz13.560 MHz26.95727.283 MHz27.120 MHz40.6640.70 MHz40.68 MHz433.05434.79 MHz433.92 MHz902928 MHz915 MHz Region 2 only2.4202.4835GHz2.450 GHz5.7255.875 GHz5.800 GHz2424.25 GHz24.125 GHz6161.5 GHz61.25 GHz122123 GHz122.5 GHz244246 GHz245 GHz注：欧洲915MHz的频段有部份用于了GSM通信，因此划出了868MHz频

7、段代替915MHz频段。n 绝大部分无线网络使用的都是ISM频段915/868MHz：ZigBee 2.4GHz：IEEE 802.11 b/g/n,蓝牙,ZigBee5.8GHz: IEEE 802.11a/nn 在国际电信联盟（ITU）世界无线电通信会议的促使下，不同国家和地区的频谱管理协调化趋势在不断增长，但在频谱分配和其他方面仍存在着很多不同。n 例如，各国允许的发射机功率都有所不同，这对无线网络的硬件设计和互操作性有着很大的影响。n 再如，5.8GHz的ISM频段上运行的IEEE802.11a网络，美国FCC规定的最大发射功率是1W，而欧洲电信标准协会（ETSI）允许的最大等效全辐射