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现代通信技术之数字微波通信讲义(ppt 53页)

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现代数字通信技术PPT课件

现代数字通信技术PPT课件
么，在理论上存在一种方法可使信息源能够 以任意小的差错率通过信道传输。
如果 f b ＞C，则没有任何办法传输这样的信息，
或者说传输二进制信息的差错率为1／2．
信道容量C是信道的极限传输能力
27.07.2020
26
可以证明，在被高斯白噪声干扰的 信道中，传送的最大信息速率C，由 Shannon公式确定：
27.07.2020
36
5．数字光纤通信
光纤通信具有频带极宽、通信容量极大、 传输损耗小、保密性好、不易被窃听，以及 能抗电磁干扰、且体积小、重量轻等一系列 优点，已在国内外得到极大发展和应用。
为了充分利用通信资源和增加总的数据 通信量，可以采用多路技术，使多用户能够 固定分配通信资源，采用多址技术可以远程 或动态变化地共享通信资源。
基本的方法有频分、时分、码分、空分 和极化波分。
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17
6．信道与噪声
通常数字信号可以在数字信道传输，也可 以经过调制变成频带信号通过模拟信道传输。
27.07.2020
35
4．数字卫星通信
早期的时分多址卫星系统就是数字式的。 从体制上看，目前已有单路单载波（SCPC） 的SPADE系统、时分多路频分多址系统、时 分多址数字卫星通信系统。近年来甚小口径终 端（VSAT）数据卫星通信系统取得了很大的 进展和广泛的应用。大量的个人计算机通过卫 星通信连接成卫星数据网，其造价低廉、安装 容易、使用灵活，受到广大用户的欢迎。近年 来，我国已引进VSAT技术，并在许多部门建 立了VSAT通信网。我国卫星通信的发展也将 以数字卫星通信为主。
27.07.2020
10
通信系统的分类
按通信的业务和用途分类 常规通信-话务通信/非话务通信 控制通信

微波通信原理演示幻灯片

微波通信原理演示幻灯片
32
天线参数
频段
天线口径
增益
典型性能
33
1.5 衰落
微波传播必须采用直射波，接收点的场强是直射空间波与地面反 射波的叠加。传播媒介质是地面上的低空大气层和路由上的地面 、地物。当时间(季节、昼夜等)和气象(雨、雾、雪等)条件发生 变化时，大气的温度、湿度、压力和地面反射点的位置、反射系 数等也将发生变化。这必然引起接收点场强的高低起伏变化。这 种现象，叫做电波传播的衰落现象。显然衰落现象具有很大的随 机性。
也可以在微波频段直接调制，但调制限于PSK； 6.微波通信的理论基础是电磁场理论；
8
1.4.1 不同的传输方法
同轴电缆
微波
MUX
卫星 光缆
MUX
9
微波设备 电话/数据图像等信息
A站
微波设备 电话/数据/图像等信息
B站
数字微波点对点传输模型
10
微波 设备
电话 / 数据 图像等信息
A站（端）
微波 设备
其中 a 为反射板有效面积 m 2
a Acos2
反射板无源
d 2 （km）
15
无源中继站（实物照片）
反射板式无源中继站 Plane reflectors
双抛物面无源中继站 Parabolic reflectors
16
应用范围
宏蜂窝、微蜂窝网络传输 专用网 接入网 临时话音或数据链路 传输线的备份
2. 普通无线电波会被高空的电离层所吸收或被反射回来，而微波则 能够穿过电离层至外层空间。电视广播、卫星通信、宇宙航行， 射电天文学，以及受控热核反应中的等离子体的参数测量等，都 是利用了微波的这一特性才得以实现的；
3. 微波的频率很高，因此可利用的频带较宽、信息容量大，从而使 微波通信得到了广泛的应用和发展。

微波通信.ppt

微波通信.ppt
的场强增强,偶数区产生的场强是使接收点的场强减弱。
几个基本概念
费涅耳半径
费涅耳半径 The Fresnel Radius:
我们把费涅区上的任意一点到R-T连线的距离称为费涅耳区半径， 用F 表示。 当这一点为第一费涅耳区上的点时，此半径称为第一费涅耳区半 径。 第二...第N 个费涅耳区半径表达式：Fn= (n)1/2 x F1 上式中：F1为第一费涅耳半径。
Line of sight
1st zone +
2nd -zone 3rd zone
+
The signal power is distributed in the space surrounding the direct line of sight
几个基本概念
费涅耳区定义(The Fresnel Zone Definition) 非涅耳区的能量分布:
费涅耳区定义(The Fresnel Zone Definition)
费涅耳区 The Fresnel Zone:
➢ 如果前述定义的一系列费涅耳椭球面，与我们从T或R点出发认定的某一波前面相交 割，在交割的界面上我们就可以得到一系列的圆和环，中心是一个圆，称为第一费 涅耳区。
➢ 其外的圆环（外圆减内圆得到的圆环）称为第二个费涅耳区，再往外的圆环称为第 三费涅耳区、第四费涅耳区...... 第N费涅耳区。
A0 = 自由空间损耗(Free Space Loss) M = 衰落储备(Fading Margin)
PRX G
M
Distance
微波通信的基本原理
• 几个基本概念 • 自由空间的电波传播 • 各种衰落及抗衰落技术 • 微波通信对设计的要求 • 干扰信号
各种衰落及抗衰落技术

《数字微波原理》课件

《数字微波原理》课件

LED照明
展示LED照明的优点，如高能效、长寿命和可调节的色温。
微波天线设计
1 天线原理
2 天线类型
解释天线的工作原理和主要参数，如增益、 方向性和波束宽度。
介绍不同类型的天线，如定向天线、宽带 天线和移动通信天线。
天线设计实例
展示一些常见的微波天线设计实例，如印刷天线和毫米波天线。
常用微波元器件ຫໍສະໝຸດ 微波信号与功率1 频率和波长
2 功率传输
解释微波信号的频率和波长的概念，以及 它们与通信系统性能的关系。
探讨微波功率的传输方法和功率损耗的影 响因素，以及如何提高功率传输效率。
微波信号特性
展示不同类型的微波信号，从周期性到非周期性的信号。
微波器件基础知识
放大器
介绍放大器的类型，如功率 放大器、低噪声放大器和宽 带放大器。
滤波器
讨论滤波器的种类，如低通 滤波器、高通滤波器和带通 滤波器。
开关
探索开关器件的原理和应用， 如PIN二极管开关和微波集成 开关。
照明原理及应用
1
能效优化
2
讨论如何通过调整照明系统的设计和
控制，实现能效的优化。
3
照明技术
介绍不同的照明技术，包括白炽灯、 荧光灯和LED灯。
智能照明
探索智能照明系统的原理和应用，如 自动调光和远程控制。
数字微波原理
本PPT课件将介绍数字微波原理的各个方面，包括无线通信系统、微波信号 与功率、微波器件基础知识等。
无线通信系统概述
技术演进
从2G到5G，深入探讨无线通信系统的发展历程和未来趋势。
通信标准
介绍各种无线通信标准，如GSM、CDMA、LTE等，并对它们的特点进行比较。

现代通信技术概论 教学课件 ppt 作者 王新良 第六章 数字微波中继通信与卫星通信

现代通信技术概论 教学课件 ppt 作者 王新良 第六章 数字微波中继通信与卫星通信

数字微波中继通信系统

（4）数字微波站
微波站的基本功能是传输数字信息。 按工作性质来分，可分为终端站和中继 站。

中继站可分成

中间站
数字微波中继通信系统
微波中继站的中继方式可以分成
如果中继站采用100m高的天线塔，则接力距离可增 大到100km） ，进行电磁波转接。

其次是因为微波传播有损耗，随着通信距离 的增加信号衰减，有必要采用中继方式对信 号逐段接收、放大后发送给下一段,延长通 信距离。
微波通信的发展

世界上最早的模拟微波中继通信系统是第二次世 界大战后期美国贝尔研究所建立的TDX系统 （4GHz频段的调频系统），
数字微波中继通信系统
微波通信的线路组成
数字微波中继通信系统
数字微波通信系统方框图
数字微波中继通信系统
⑴ 用户终端 用户终端指直接为用户所使用的终端设 备，如移动电话机、打印机、计算机及互联
网技术中的终端传感控制设备等。
数字微波中继通信系统
⑵ 交换机 交换机是用于功能单元、信道或电路的 暂时组合以保证按要求进行通信操作的设备
6.1数字微波中继通信

微波通信概述 微波通信的发展 数字微波中继通信系统 微波通信的应用现状
微波通信概述

应用：
雷达科技 ADS射线武器 微波炉 等离子发生器 无线网络系统 传感器系统 等等 技术领域协定使用的四 个频率分别为 800MHz,2.45GHz,5.8GHz 和13GHz
。用户可以通过交换机进行呼叫连接，建立
暂时的通信信道或电路。这种交换可以是模
拟交换，也可以是数字交换。
数字微波中继通信系统
⑶ 数字终端机 数字终端机的基本功能是把来自交换机 的多路音频模拟信号变换成时分多路数字信

《微波通信技术》课件

《微波通信技术》课件
《微波通信技术》PPT课 件
欢迎大家来到《微波通信技术》的PPT课件！在这个课程中，我们将详细介 绍微波通信的概念、系统组成、器件、传输线路、应用和未来发展。让我们 一起探索这个令人着迷的领域吧！
微波通信概述
微波通信是指利用微波频段进行信息传输的通信技术。它具有高速、大容量、抗干扰等特点，广泛应用 于现代通信和雷达系统中。
微波通信系统
组成
微波通信系统由发射设备、传输介质和接收设备组成。
分类
根据传输介质的不同，微波通信系统可分为空间传输系统和波导传输系统。
微波器件
微波发射器件
用于产生和发射微波信号， 如微波发射天线和微波源。
微波接收器件
用于接收和解调微波信号， 如微波接收天线和微波接 收器。
微波放大器件
用于放大微波信号，如微 波功率放大器和微波放大 模块。
微波通信的未来
发展趋势
微波通信技术将继续向更高的频率和更快的传输速率发展，实现更大的容量和更低的延迟。
技术挑战
微波通信技术面临着频谱资源短缺、抗干扰能力提升等技术挑战，需要信技术具有高速、大容量等优势，但也受到传输距离短、大气衰减等局限性的制约。
重要性
微波通信技术在现代通信和雷达系统中扮演着至关重要的角色，推动了信息交流和技术发展。
微波传输线路
介绍
微波传输线路用于在微波通信系统中传输信号，如同轴电缆和微带线。
类型
根据特性阻抗和传输速率的不同，微波传输线路可分为同轴线和微带线。
微波通信技术应用
在通讯系统中的应用
微波通信技术广泛应用于移动通信、卫星通信和无线网络等领域。
在雷达系统中的应用
微波通信技术在雷达系统中用于目标探测、测距和目标识别等关键任务。

《微波通信技术》课件

抗干扰能力强
微波信号在空中传播，不易受到地面障碍物的影响，具有较强的抗干 扰能力。
灵活性高
微波通信设备轻便，易于安装和移动，适用于各种复杂环境下的通信 需求。
长距离通信
微波信号在自由空间中传播，能够实现较远距离的通信，适用于城市 间、区域间的通信。
挑战
传输损耗 大气干扰 多径效应 频谱资源有限
随着传输距离的增加，微波信号的能量会逐渐损耗，导致信号 强度下降。
微波信号在空间传播时，会随着距离的增 加而逐渐衰减。
视距传播
地面反射
微波信号在视距范围内传播时，可以不受 建筑物、地形等因素的阻挡。
微波信号在地面传播时，可能会受到地面 的反射作用，影响信号的传输调技术
01
调频（FM）调制
通过改变微波信号的频率以传递信 息。
调幅（AM）调制
展望
未来微波通信技术的发展方向
01
随着技术的不断进步和应用需求的增加，未来微波通信技术将
朝着更高频段、更高速度、更可靠的方向发展。
5G和6G通信技术中的微波通信
02
5G和6G通信技术将大量使用毫米波和亚毫米波频段，这些频段
的信号传输将依赖于微波通信技术。
微波通信与其他技术的融合
03
未来微波通信将与光通信、量子通信等技术融合，形成更加高
据容量的传输。
软件定义无线电技术
软件定义无线电技术将使微波通信设 备更加灵活和可配置，适应不同的通
信需求和频谱环境。
智能化天线技术
利用智能天线技术，实现定向波束传 输和接收，提高信号质量和抗干扰能 力。
5G融合发展
微波通信将与5G等新一代移动通信技 术融合发展，共同推动无线通信技术 的进步和应用。

微波通信课件


20世纪80年代
注：微波传输中，传输容量在10M以下的称为小容量，在10~100M之间的称为中容量，大于100M的称为
构
制式
数字微波 模拟微波
复用 方 式
PDH SDH
全室内型微波（Trunk MW）
结构 分体式微波（Split MW）
按站 点类
型
终端站 中继站 枢纽站
Page 13
HSB (hot stand-by, 热备份)，FD (frequency diversity, 频率分集) 和SD (space diversity, 空间分集) 三种模式： 热备份：两套完全相同的单元同时工作，其中一套作为另一套的备份，当工作单元故障时，可以及时切换到备份单元上； 频率分集：发送端使用2个不同频点发送相同信号，由于传输过程中不同频率衰落程度不同，接收端进行选收、合成以改善传 输质量； 空间分集：发送端通过1个相同频点发送相同信号，由于传输过程中不同空间位置衰落程度不同，接收端在不同高低位置接收 后进行选收以改善传输质量。SD时，备用通道静默，不发送信号，只接收信号。
微波主要应用（续）
回传链型组网
回传树型组网
回传终端站
微波保护方式
“1+0”和”1+1:“1+0”为无保护，即同一链路上的高站 (或低站) 只有1个ODU，当这个ODU出现故障时，该跳链路 无法正常通信；“1+1”为有保护，实现备份，提高了系统的可用度。在“1+1”情形下同一链路上的高站 (或低站) 就 有2个 ODU。一般来说，HSB是最普通、最常见的，SD次之但少很多，FD最少。
RTN 产品是接入和汇聚层微波设备，可以直接接入RNC和BSC，也可以通过本地回传网接入RNC和BSC。 RTN 产品提供多种类型的接口和业务承载技术以适应本地回传网络的类型。本地回传网络可以是TDM网络或者PSN网络。 RTN 产品支持EoSDH/EoPDH功能和ML-PPP功能，分组业务可以穿越TDM网络进行回传。 RTN 产品支持PWE3仿真，TDM业务、ATM业务和以太网业务可以穿越分组交换网络进行回传。 RTN 产品支持VLAN子接口功能，MPLS分组业务可以穿越二层网络进行回传。

第8章 现代通信系统介绍微波与卫星通信系统PPT课件

3.同波道交叉极化方案：同波道频率再用
插入波道型频率再用
18
4 卫星通信系统的基本概念
所谓卫星通信是指人们利用人造地球卫星作为中继 站，转发地球上任意两个或多个地球站之间用于进 行通信的无线电波。
卫星通信部分主要包括发端地面站、收端地面站、 上行线、下行线和通信卫星
19
4 卫星通信系统的基本概念
概述二
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概述三
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2
1 微波通信系统的基本概念
微波：是指频率为300MHz～300GHz的电磁波，其所 对应的波长为1m～1mm。
微波信号的频率范围
LF MF HF VHF UHF SHF EHF 红外 可见 线光
Microwave
10Km 1Km 100m 10m 1m 10cm 1cm 1mm f 30KHz 300KHz 3MHz 30MHz 300MHz 3GHz 30GHz 300GHz
中间站
处于线路两端或分支线路终 点的站,可上下全部支路信号
端站
再生中继站
端站
沟通本站上下部分支 路,另外沟通干线上 两个方向之间通信
枢纽站
对收到的已调信号进 行解调,判决再生,转 发至下一方向
数字微波中继线路组成
17
3 微波通信频段配置
微波通信频率配置方案 1. 集中配置方案 2. 2.波道交替配置方案
E A
地球
D B
C
卫星通信线路的组成
20
4 卫星通信系统的基本概念
卫星通信的主要优点：
1.通信距离远，建设成本与通信距离无关
2.以广播方式工作，便于实现多址通信
3.频带宽，传输容量大，适于多种业务传输

现代通信技术 (8)


• • • • • • • • •
星通信系统提供的业务种类有： ①电话业务。 ②视频广播业务。 ③商业业务。 ④多媒体业务。 8.2.6 INMARSAT卫星通信系统 （1）INMARSAT海事卫星通信系统 1）卫星 2）网络控制中心 3）网络协调站
• 4）M4地球站 • （2）INMARSAT航空卫星通信系统
• （3）中继站的转接方式
图8.6
微波中继站的转接方式
• 8.2
卫星通信系统
• 8.2.1 卫星通信概论
图8.7 卫星通信系统示意图
图8.8 同步卫星全球覆盖示意图
• 8.2.2 卫星通信系统的构成
图8.9 卫星通信系统构成
• 8.2.3 卫星通信多址连接方式 • （1）频分多址（FDMA）方式
kHz，最多允许12~ 20个用户同时通话。 1947年贝尔实验室提出了蜂窝小区制进行 频率再用的设想，1949年美国联邦通信委 员会（FCC）正式确认移动通信是一种新型 电信业务。在欧洲，前西德、法国等国随 后也陆续推出了公用移动电话系统。从20 世纪40年代中期至60年代初期，完成了从 专用网向公用移动网的过渡，并采用人工 接续方式解决了移动电话网与公用市话网 之间的互连问题，但当时通信网的容量较 小。
分复用技术，可在整个服务覆盖区域内自 动接入公用电话网，该系统比以前的系统 具有更大的容量和更好的通话质量。与此 同时，欧洲和日本也纷纷建立了自己的蜂 窝移动通信网，这些系统虽然各有不同的 名称，但都是双工FDMA模拟调频系统，均 属于第一代蜂窝移动通信系统（1 G）。 • 1993 年美国 Qualcomm 公司提出以 CDMA 为基 础的数字蜂窝移动通信系统建议，该建议 后来被美国电信工业协会（TIA）批准为过 渡标准，即 IS-95 。 IS-95 具有抗多径衰落、 系统容量大、软切换、可以利用话音激活 技术、可实现分集接收等优点，是介
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3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4
二进制数字信号的基本调制方式 二相相移键控
十六进制正交调幅
人民邮电出版社
现代通信技术 3.2.1 二进制数字信号的基本调制方式 数字信号三种调制方式的基本概念 ： 1.幅移键控 2.频移键控 3.相移键控 数字微波通信常用的是相移键控，因为
这种调制方式在抗干扰性能方面优于另外两 种方式。
人民邮电出版社
现代通信技术
二、 2PSK信号及2DPSK信号的解调 目前对于二相相移键控信号常用的解调方式 是相干解调和延迟解调两种。
1. 由于接收到的已调波信号中无载波频率成分， 所以在收端要设法从已调波中提取原载波信号。 因为提取的载波信号和调相波的载波频率相同， 故称其为相干载波，利用它来进行解调的方法， 称为相干解调。
人民邮电出版社
现代通信技术 二、 天线、馈线系统
微波通信中常用天线的基本形式有喇叭天 线、抛物面天线、喇叭抛物面天线和潜望镜天 线等。
三、 微波中继站
由于微波通信采用的是接力传输方式，因 此，长途微波干线上必须要有微波中继站。中 继站的转接方式包括以 中频转接式中继站采用的是中频接口。
2. 微波转接方式中继站 在微波频率上直接放大，即为微波转 接方式。
3. 目前数字微波通信中常用的转接方式是再 生转接式中继站，其示意图如下图所示。
人民邮电出版社
现代通信技术 人民邮电出版社
现代通信技术
3.2 数字微波通信中常用的调制与解调技术
数字信号的调制与解调技术，是数字微波通信 中的关键问题。在这一节首先介绍二进制数字 信号的基本调制方式，在此基础上介绍数字微波通 信中常用的调制方式。
相数愈多，传输速率愈高，但相邻载波之 间的相位差愈小，这样就使得接收时易产生误 码而使误码率增加。所以，目前在多相调制方 式中，通常采用四相制和八相制，在这里只介 绍四相调制。
人民邮电出版社
现代通信技术 一、 四相相移键控信号的产生 1. 四相绝对调相 下图示出了π/４调相系统采用正交调制
法的原理方框图。
一种是相干解调法。另一种解调方法是延迟解调法， 其方框图如下图所示。
人民邮电出版社
现代通信技术
上面介绍的是四相相移键控的调制及解调的 基本原理。对于八相调制，同样它是提高频谱利 用率的一种方式，它是把码元周期(２π）分成八 种相位，两相位状态之间的相位差为 π／４，每 种相位状态对应一组3比特码，这样它的信息速 率比二相调相时提高了三倍。依此类推可以看出， 随着相数的增加，信息传输速率在提高，但是两 种相位状态之间的相位差在减小，这样使得解调 时产生误码的概率增加。因此，在大容量的数字 微波通信系统中广泛采用了十六进制正交调幅 (16QAM)方式。
波收发信设备、调制解调设备以及时分复 用设备。
人民邮电出版社
现代通信技术 人民邮电出版社
现代通信技术 1. 每个终端站中都应具有发送设备和接收
设备。 2. 调制与解调设备 所谓调制，就是将所要传输的基带信号
变换成适合于信道传输的信号的一种过程。 与其相反的过程就是解调。
人民邮电出版社
现代通信技术 下图示出了调制与解调过程的基本方框图。
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现代通信技术 人民邮电出版社
现代通信技术 2. 下图示出了一个π/２调相系统的四
相相对调相原理方框图。
人民邮电出版社
现代通信技术 人民邮电出版社
现代通信技术 二、 四相相移键控信号的解调 1. 四相绝对调相信号的解调器方框图如下图所示。
人民邮电出版社
现代通信技术 2. 四相相对调相信号的解调 四相相对调相信号的解调可采用两种方法进行，
人民邮电出版社
现代通信技术 2. 2DPSK信号的解调 对2DPSK信号除采用上述的相干解调方法以
外，还可以采用延迟解调，这种方法的原理方框 图，如下图所示。
人民邮电出版社
现代通信技术
3.2.3
在现代数字微波传输系统中，为了提高信 息传输速率，常采用多进制的调相技术。即利 用载波的一种相位去携带一组二进制信息码。
又具有微波通信的特点。
3.1.2 数字微波通信系统的构成 数字微波中继通信线路是由线路两端的 终端站、若干个中继站及分路站构成，如下 图所示。
人民邮电出版社
现代通信技术 人民邮电出版社
现代通信技术 一、 数字微波终端站 二、 天线、馈线系统
人民邮电出版社
现代通信技术 一、 数字微波终端站 在下图中示出，终端站中可包括：微
数字微波通信
现代通信技术 本章主要讨论数字微波通信的基本
概念、常用的调制解调方式以及在进行 系统设计时应考虑的若干问题，简要介 绍了SDH微波通信系统。
人民邮电出版社
现代通信技术
3.1 数字微波通信的基本概念 3.2 数字微波通信中常用的调制与解调技术 3.3 视距传输特性 3.4 数字微波通信系统设计中应考虑的问题 3.5 SDH微波通信系统
所谓相对相移键控，是利用载波信号 相位的相对关系来表示数字信号的“１” 码或“０”码。
在上述两种相移键控中，实际使用时， 采用相对移相，这是为了克服2PSK在解调 时出现的“相位模糊”现象。
人民邮电出版社
现代通信技术 一、 2DPSK信号的产生 2DPSK调制器的原理方框图如下图所示。
它是由码变换电路和绝对调相电路组成。码变 换电路的主要作用是对输入的基带信号进行差 分编码，得到的差分码，即是输入信号的相对 码，用此相对码对载波信号进行绝对相移键控， 即可得到2DPSK信号。
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现代通信技术
3.1 数字微波通信的基本概念
微波是指频率为300MHz～300GHz的电磁 波，其所对应的波长为1m～1mm。
显然，微波通信是指用微波波段的电磁波 进行通信的一种通信的方式；而数字微波通信 则是指利用微波频段的电磁波传输数字信息的
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现代通信技术 3.1.1 数字微波通信的特点 数字微波通信既具有数字通信的特点，
人民邮电出版社
现代通信技术
3.2.2 二相相移键控 用基带数字信号对中频载波相位进行 键 控 的 方 式 ， 称 为 相 移 键 控 ， 用 PSK 表 示。 相移键控又可分为绝对相移键控和相 对相移键控两种。 利用载波相位的绝对数值来传送数字 信息的键控方式，称为绝对相移键控。
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现代通信技术