第二讲频谱管理与划分,业务与系统及应用(1)讲述

第二讲

无线电管理基本概念，无线电业务、系统简介课件下载公共邮箱：dcbbupt@126.com密码：bupt1234助教：马睿aruibo@参考书目《电磁环境基础》西安电子科技大学出版社，2010年8月《新一代无线技术频谱分配机制与应用》电子工业出版社，2011年12月《现代频谱管理精要》，内部资料环境电磁监测与评测，浙江大学出版社，2011年超特高压环境电磁场测量计算和生态效应，科学出版社，2013年环境电磁监测与评价，浙江大学出版社，2011年生物电磁特性及其应用，北京工业大学出版社，2008年外文参考书AnnePerrin、

MartineSouques，ElectromagneticFields,EnvironmentandHealthJevti、

NiKovi，ElectromagneticRadiationinLivingandWorkingEnvironmentRiadhW.Y.Habash，ElectromagneticFieldsandRadiation:HumanBioeffectsandSafety电磁环境的定义我国国军标中对电磁环境的定义为：“存在于给定场所的所有电磁现象的总和”，给定场所即自然空间；所有电磁现象包括所有电场、磁场与电磁场。1988年，美军将电磁环境定义为“军队，系统或平台在预定工作环境中执行任务时可能遇到的在各种频率范围内电磁辐射或传导辐射的功率和时间的分布状况。”电场、磁场与电磁场静电场恒定磁场恒定电场交变电磁场电磁环境7根据电磁波产生的机理不同，一般将电磁信号划分为自然电磁信号和人为电磁信号。非人为因素产生的电磁波，构成了电磁环境的一部分，把这部分电磁波所形成的电磁环境称为自然电磁环境。在自然电磁环境中，静电、雷电和自然辐射是3种最重要的电磁干扰。自然辐射源自然辐射源的种类非常多，主要有电子噪声、大地表面磁场、大地磁层、大地表面的电场、大地内部的电场、大气中的电流电场、闪电和雷暴的电场、太阳无线电辐射和银河系无线电辐射等。8极光（Aurora、AuroraBorealis、Polarlight或Northernlight）出现于星球的高磁纬地区上空，是一种绚丽多彩的发光现象。而地球的极光，来自地球磁层和太阳的高能带电粒子流（太阳风）使高层大气分子或原子激发（或电离）而产生。宇宙射线在地球表面存在着地磁场，它是一种自然场。在海拔高度500km处存在着大气电离层。宇宙噪声主要来自太阳辐射和银河系无线电辐射。太阳辐射可分为热辐射和非热辐射两类，热辐射频谱从十几兆赫到30GHz，在太阳黑子剧烈活动期的辐射强度比静止期大60dB。银河系无线电辐射频率在150MHz～200MHz频段内。因此宇宙噪声在20MHz～500MHz频率范围内影响相当明显。由太阳飞出的带电粒子引起磁场的改变就是地球上的磁暴。10人工电磁环境感应源：

导体在稳恒电场中产生感应电荷；

导体在稳恒磁场中移动产生感应电流；

介质产生极化作用；主要人工感应电磁场产生机理：11人为电磁环境工频电、磁场50Hz、60Hz工业用电线路产生的电场、磁场辐射电磁场辐射干扰是指以电磁波形式传播的干扰。这类干扰的能量是由干扰源辐射出来，通过介质(包括自由空间)以电磁波的特性和规律传播的。构成辐射干扰源有两个条件：一个是有产生电磁波的源泉；另一个是能把这个电磁波能量辐射出去。电离辐射：核反应所产生的各种射线50Hz信号波长为6*106米，按照人身高2米计算，在人的身高范围内相位变化为0.00075度，可以忽略不计，因此工频源产生的电场与磁场可视为恒定电场与恒定磁长。辐射电磁场电磁辐射场区一般分为远区场和近区场。以场源为中心，在一个波长范围内的区域，通常称为近区场，也可称为感应场；半径为一个波长之外的空间范围称为远区场，又称为辐射场。通常，对于一个固定的可以产生一定强度的电磁辐射源来说，近区场辐射的电磁场强度较大，所以，我们应该格外注意对电磁辐射近区场的防护。常见的信息辐射干扰源有发送设备、本地振荡器、非线性器件和核爆脉冲等。13国际频谱分段E:Extreme极S:Super超U:Ultra特V:Very甚14无线电管理基本概念无线电频率与电磁频谱概念（复习）无线电业务与系统简介主要内容飞机上的无线电管理起飞：确认您的移动电话已关机降落：在飞机着陆并停稳后打开移动电话在系好安全带指示灯熄灭前，请不要使用移动电话一、无线电管理基本概念工作中的无线电管理会场使用干扰器：会场秩序，会议保密一、无线电管理基本概念生活中的无线电管理广播、电视、移动电话各行其道，按照规定的频率、参数工作一、无线电管理基本概念专业的无线电管理无线电管理部门频率规划分配、无线电台设备管理、无线电干扰的查处、电磁环境的监管等一、无线电管理基本概念无线电管理国家通过专门机关－－国家无线电管理局和国家无线电监测中心，对研究、开发、使用无线电频谱资源进行实施，以实现合理、有效利用无线电频谱资源的行为、活动和全过程。一、无线电管理基本概念含义一、无线电管理主体无线电管理是一种国家行为，它是由国家所授权和特许的机关来实施的活动。无线电管理不是任何机构、任何部门都可以进行的，这种管理权的行使必须有充足的法律依据。

一、无线电管理基本概念含义二、无线电管理对象是研究、开发、使用无线电频谱资源和卫星轨道资源的各种活动。一、无线电管理基本概念含义三、无线电管理职能通过计划、组织、领导和控制等手段和方法对研究、开发、使用无线电频谱资源和卫星轨道资源的活动实施管理。表现为各级政府的无线电管理机构对无线电台的审批、无线电频率的指配、无线电设备的管理、无线电信号的监测、规章制度的制定和监督检查、对用户的管理、指导和服务等等。一、无线电管理基本概念含义四、无线电管理目的无线电管理的最终目的是保证合理有效地利用无线电频谱，服务社会经济建设和国防建设。为实现这一目标，国家建立了无线电管理机构，并赋予相应的管理职权、有效管理手段和方法。一、无线电管理基本概念管频率管台站管秩序一、无线电管理基本概念通信技术的发展基于电磁场与电磁波理论与技术的应用与支撑！无线电频率与电磁频谱频率在物理学中,指单位时间内完成振动或振荡的次数或周期、某一时间内事物发生的次数或完成某过程的次数。频率的基本单位为赫兹（Hz）二、无线电频率与电磁频谱电磁波

根据电工学原理，强弱交替变化的电流会在周围空间产生交变的电磁场，单位时间内强弱交替变化的次数称为电磁场的频率。电磁场不仅可能存在于导体的周围，而且能够脱离其产生的载体向远处传播。在空间以一定速度（光速）、一定频率传播的电磁场，称为电磁波。无线电频率与电磁频谱无线电频率根据国际电信联盟(ITU)《无线电规则》和《中华人民共和国无线电频率划分规定》(2010版)规定：3Hz—3000GHz范围内的电磁波称为无线电波。无线电波的频率定义为无线电频率。

无线电频率与电磁频谱无线电频率与电磁频谱波段名称频率范围/GHz波长范围/um无线电波0~3000>=100红外线波300~4000000.75~1000可见光波384000~7690000.39~0.78紫外线波769000~3000000000.001~0.39X射线300000000~5e100.000006~0.001γ射线约1e009以上<=0.0003电磁波各波段的划分（复习）无线电频谱资源的划分（复习）段号频段名称频段范围波段名称在自由空间的波长范围123极低频超低频特低频3~30HZ30~300HZ300~3000HZ极长波超长波特长波100000~10000km10000~1000km1000~100km45678甚低频(VLF)低频(LF)中频(MF)高频(HF)甚高频(VHF)3~30K30~300K300~3000K3~30M30~300M甚长波长波中波短波米波100~10km(万米波)10000~1000m(千米波)1000~100m(百米波)100~10m(十米波)10~1m(米波)9101112特高频(UHF)超高频(SHF)极高频(EHF)至高频300~3000M3~30G30~300G300~3000G10~1dm10~1cm10~1mm1000~100um(亚毫米波)微波分米波厘米波毫米波丝米波无线电频谱资源的划分3-1常用陆地无线电业务与其对应无线电系统关系表三、无线电业务与系统无线电业务无线电通信系统无线电通信子系统固定业务微波接力通信系统1GHz以上数字微波点对点/点对多点1GHz以下小容量系统扩频通信系统2.4GHz扩频系统5.8GHz扩频系统无线接入通信系统SCDMA（包括Mcwill）PHSDECT1.9GHzTDD（不含PHS）1.9GHzCDMA450MHzFDD调频WLAN（室外）常用陆地无线电业务与其对应无线电系统关系表主要内容

固定业务无线接入通信系统3.5GHz固定无线接入3.3GHz固定无线接入26GHzLMDS短波通信系统单边带（SSB）双边带（DSB）其他常用陆地无线电业务与其对应无线电系统关系表主要内容

陆地移动业务

公众移动通信系统GSM/GPRS系统CDMA系统WCDMA系统TD-SCDMA系统TD-LTE集群通信系统模拟集群系统TETRA系统iDEN系统GoTa系统GT800系统中国移动GSM900上行/下行890-909MHz/935-954MHzEGSM900上行/下行885-890MHz/930-935MHz(中国铁通GSM-R：885-889/930-934)GSM1800M上行/下行1710-1720MHz/1805-1815MHz3GTD-SCDMATDD1880-1900MHz、2010-2025MHz4GTD-LTE1880-1900MHz、2320-2370MHz、2575-2635MHz中国联通GSM900上行/下行：909-915MHz/954-960MHzGSM1800上行/下行：1740-1755MHz/1835-1850MHz3GWCDMAFDD

上行/下行：1940-1955MHz/2130-2145MHzTD-LTE

2300-2320MHz、2555-2575MHzFDD-LTE1755-1765MHz

1850-1860MHz中国电信CDMA800上行/下行：825-835MHz/870-880MHz3GCDMA2000FDD上行/下行：1920-1935MHz/2110-2125MHzTD-LTE2370-2390MHz、2635-2655MHzFDD-LTE1765-1780MHz1860-1875MHz常用陆地无线电业务与其对应无线电系统关系表主要内容陆地移动业务

超短波通信系统民用超短波对讲机无中心通信系统900MHz多信道选址系统无线数据通信系统230MHz无线数据800MHz无线数传寻呼通信系统

常用水上无线电业务与其对应无线电系统关系表主要内容

水上移动业务

遇险和安全系统(不含GMDSS)（莫尔斯电报、/单边带无线电话和窄带直接印字电报等）全球水上遇险和安全系统(GMDSS)（包括MF、HF、VHF数字选择性呼叫，单边带无线电话，窄带直接印字电报和航行警告和紧急信息）水上自动识别系统(AIS)VHF/STDMAVHF调频对讲机

30MHz频段渔船对讲机

33MHz安全救助通信

常用无线电业务与其对应无线电系统关系表主要内容

水上无线电导航业务

包括航海雷达、自动雷达标绘仪(ARPA)等

无线电定位业务

包括岸基雷达、港口雷达、船用雷达、水上交通监视雷达、机载天气雷达、风廓线雷达和天气雷达等

气象辅助业务

包括二次测风雷达、电子探空仪等常用航空无线电业务与其对应无线电系统关系表主要内容

航空无线电导航业务

无线电信标中波无方向性信标台

(NDB)、超短波定向台

(DF)、全向信标台

(VOR)和标志信标仪表着陆系统航向信标台(LOC)、下滑信标台(GP)、指点信标台(MK)其他系统包括测距台

(DME)、着陆雷达

(PAR)、无线电高度表、塔康导航台

(TACAN)常用航空无线电业务与其对应无线电系统关系表主要内容航空移动业务地空语音通信包括HF高空对空台(YL)、HF中低空对空台(NC)、HF高空国际对抗台(MG)、机场塔台管制通信(TWR)、航路对空通信(ACC)、进近管制通信(APP)、航务管理通信(OP-CTL)、地面管制通信(SMC)、紧急遇险通信(EMG)地空数据通信包括VHF地空数据通信(VDL)、航站自动情报服务(ATIS)、HF气象广播(VOLMET)常用无线电广播业务与其对应无线电系统关系表主要内容

广播业务

AM中波声音广播数字模拟AM短波声音广播数字模拟FM声音广播FM单声道声音广播FM双声道声音广播地面数字声音广播

电视广播地面模拟电视广播地面数字电视广播多媒体广播

3-2常用空间无线电业务

卫星固定业务卫星移动业务卫星无线电定位业务卫星无线电导航业务卫星广播业务

卫星地球探测业务（含卫星气象业务）空间研究业务无线电设备上市前的测试工作质量监督检验中心3C泰尔实验室⑴包装、外观和装配；

⑵900MHZ频段射频性能；⑶环境适应性测试；

⑷电池性能；⑸GPRS业务和功能测试；

⑹1800MAZ频段GPRS射频性能；⑺业务与功能测试；

⑻1800MHZ频段射频性能；⑼寿命试验；

⑽充电器的安全性；

⑾900MHZ频段GPRS射频性能；⑿音频性能测试国家无线电监测中心检测中心⑴RMS相位误差；

⑵频率容限；⑶功率控制；

⑷射频输出调制频谱；⑸传导杂散发射；

⑹峰值相位误差；⑺最大平均功率；

⑻突发时间功率关系；⑼射频输出切换频谱；

⑽静态参考灵敏度。

⑾辐射杂散发射电信研究院传输所⑴位置更新测试；

⑵电信业务测试；⑶与不同厂家的基站的兼容（切换）测试；

⑷与不同的移动通信运营公司的兼容性；⑸在城区、近郊、远郊的通信效果测试；

⑹在有无双频覆盖区域的通信效果测试；⑺在固定、低速移动和高速移动中的通信效果测试；⑻在移动中进行较长时间通话的通信效果测试；⑼GPRS业务测试（MTNET）。通信计量中心⑴辐射杂散骚扰；⑵传导连续骚扰；⑶辐射骚扰抗扰度；⑷AC射频场感应的传导骚扰抗扰度；⑸浪涌（冲击）抗扰度；⑹辐射连续骚扰；⑺静电放电抗扰度；⑻电快速瞬变脉冲群；⑼DC射频场感应的传导骚扰抗扰度；⑽电压暂降和短时中断抗扰度；⑾安全性能测试。⑿电磁辐射性能（SAR)。无线电技术的四大应用领域：信息传递（广播、通信）、目标探测（雷达、遥测、遥感、导航）能量传输（家用微波炉、工业炼钢炉）射电天文四、无线电应用与新技术无线电技术应用领域一信息传递点对多点传播信息－无线电广播业务点对点传播信息－无线电通信业务……无线电应用与新技术无线电技术应用领域二目标探测可以通过测量电波反射来确定目标位置－雷达业务可以通过测量大地对电波的反射特点来确定地面矿藏－无线电遥感业务可以通过测量电波对云层的反射来确定气象变化－无线电气象业务无线电应用与新技术无线电技术应用领域三能量转化用无线电波加热物质、穿透物质的特性来实现特定目的－工业炼钢炉、家用微波炉、高频粘合机、频谱治疗仪等，统称:（利用无线电频率能量的）工业、科学、医疗应用（简称ISM）无线电应用与新技术无线电技术应用领域四射电天文业务人类利用掌握的无线电知识来认识宇宙、研究人类起源北京、上海、乌鲁木齐、青海的射电天文望远镜，贵州的FAST项目：口径500米，建成后世界第一大

无线电应用与新技术北京密云站50米天线中国有世界第一大移动通信网占全世界的三分之一TD-LTETD-SCDMACDMA2000WCDMAGSM无线电应用与新技术中国有世界最大的无线电广播网络有5亿部收音机、４亿部电视机广播电视播出机构1969个播出广播节目1789套、电视节目2332套播出付费电视节目44套、付费广播节目7套广播电视发射台、转播台70652座中波、短波发射台、转播台742座调频发射台18251座电视发射台、转播台51659座无线电应用与新技术中国拥有世界上优秀的气象预报系统风云一号系列卫星、风云二号系列卫星、风云三号系列卫星、508部气象雷达以及每天释放的数千个探空汽球上都通过无线电技术提供气象数据无线电应用与新技术中国是世界上为数不多的拥有人造地球卫星、飞船等航天器制造、发射技术的国家无线电应用与新技术

中国今天已经是世界上无线电技术应用大国，但不是强国。

核心技术,自主知识产权

中国制造中国创造无线电应用与新技术平流层通信或高空平台通信系统HAPS利用汽球、飞艇、无人驾驶飞机等航空器将通信基站甚至交换机悬挂在１０－３０公里的上空覆盖半径可达上百公里