第2章 无线通信基础与无线网络简介60公开课教案教学设计课件资料.ppt

第2章 无线通信基础与无线网络简介 2.1 无线通信基础 无线通信是以自由空间作为传输介质，利用电磁波传播信号 的通信系统。无线通信具有建设成本低、周期短、覆盖范围广、 扩容灵活和维护简单等优点。 无线通信是通过电磁波在自由空间传播以实现信息传输为目 的的通信，无线通信可用来传输电报、电话、传真、图像数据和 广播电视等通信业务。与有线通信相比，无线通信无须架设传输 线路、不受通信距离限制、机动性能好、建立迅速。 无线通信知识点内容一览表如下。 1 无线通信知识点内容一览表 2 第2章 无线通信基础与无线网络简介 2.1.1 无线通信简介 1. 概述 应用现代无线通信技术实现了各种网络的接入和互联。 从无线局域网、无线个域网、无线城域网到无线广域网； 从移动Ad hoc网络到无线传感网络、无线Mesh 网络、 从GSM、GPRS 、CDMA 到3G 、4G 、5G ； 多种网络融合在一起，使之相互取长补短，发挥每一种网络 的长处，从而逐步实现与完善符合未来个人通信需求的综合性通 信网络。 3 现代无线通信网的组织结构示意图 4 无线通信方式的分类 （1 ）按通信对象数量的不同，通信方式可分为点与点之间的 通信（两个对象之间的通信）、一点与多点之间的通信（一个对 象和多个对象之间的通信）和多点与多点之间的通信（多个对象 和多个对象之间的通信），这三种通信方式的示意图如图2.1所示。 2 （2 ）按信号传输方向与传输时间的不同，任意两点间的通信 方式可分为单工、半双工和双工通信方式，三种通信方式示意图 如图2.2所示。 （3 ）按信号传输顺序的不同（主要指数字通信），通信方式 可分为串行通信与并行通信，如图2.3所示。 图2.2 传输方向分类 图2.3 传输顺序 3 （4 ）按串行同步方式的不同，通信方式可分为同步通信和异步通 信。异步通信以字符为通信单位，同步信息由硬件加在每一个字 符的数据帧上。与异步通信不同，同步通信不是对每个字符单独 同步，而是以数据块为传输单位并对其进行同步。每个数据块的 头部和尾部都要附加一个特殊的字符或比特序列，以标志数据块 的开始与结束，这里数据块是指由一批字符或二进制符号序列组 成的数据。 同步传输：以数据块为单位 异步传输：以字符为单位 4 2. 无线通信系统结构组成 实现信息传递所需的一切技术设备和传输媒质的总和称为通 信系统，无线通信系统通常包括信源、发送设备（发射机等）、 天线、通信信道、接收设备（接收机等）、信宿等部分，无线通 信系统的组成如图2.4所示。 5 发送设备的基本功能是将信源和信道匹配起来，即将信源产 生的原始电信号（基带信号）变换成适合在信道中传输的信号。 无线信道是电磁波传输的通道，对于无线通信来说，无线信 道主要是指自由空间，也包括水等。 接收设备的功能与发送设备的功能作用相反。接收机选取相 应频带的信号进行放大，通过解调、译码、解码等过程最终将频 带信号转换为所需的信息。 信宿也称受信者或收终端，它可将复原的原始电信号转换成 相应的信息。 无线通信系统可以根据传输方法、频率范围、用途等分为很 多类型。不同的无线通信系统，其设备组成和复杂度都有较大差 异，但是组成设备的基本电路及其原理都是类似的。 9 3. 无线通信系统分类 （1 ）模拟通信系统 把信道中传输模拟信号的系统称为模拟通信系统，其系统主 要完成两种信息的重要变换。其一是把连续消息变换成电信号 （发送端信息源完成），其二是将电信号恢复成最初的连续消息 （接收端信宿完成）。 （2 ）数字通信系统 在信道中，传输数字信号的系统称为数字通信系统。数字通 信系统可进一步细分为数字频带传输通信系统、数字基带传输通 信系统、模拟信号数字化传输通信系统三种类型。 10 常应用的数字频带传输通信系统模型如图2.5所示。 数字基带传输通信系统，如图2.6所示。 模拟信号数字化传输的通信系统，如图2.7所示。 11 2.1.2 无线数字通信主要技术参数和性能指标 1. 数据通信的基本参数 （1 ）无线信道带宽 带宽即频带宽度，一般是指波长、频率或能量带的范围，单 位是HZ 。 （2 ）数据传输速率 传输速率是指在单位时间内传输信息的量，它是评价通信速度 的重要指标。 （3 ）信噪比 信号在传输过程中不可避免地要受到噪声的影响，信噪比 （Signal to Noise Ratio ，缩写SNR）是用来描述在此过程中信号 受噪声影响程度的量，它是衡量传输系统性能的重要指标之一。 12 （4 ）差错率 衡量数据通信系统可靠性的主要指标是差错率，差错率越大 表明系统可靠性越差。 （5 ）频带利用率 通信系统占用的频带越宽，传输信息的能力应该越大。 2 . 数据传输损耗 具体包括为衰减、失真、噪声。 13 3 . 无线通信系统的性能指标 一