典型无线传输技术应用第一课 无线数据通信技术概述
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《典型无线传输技术应用》课程教学资源
无线数据通信技术 概述
《典型无线传输技术应用》课程教学资源
• 第一节 无线传输技术概述
• 第二节 无线传输技术的发展 • 第三节 无线传输技术面临的主要问题 • 第四节 各种常用的短距离无线通信技术
第一节 无线传输技术概述
• 一、通信的发展 • 二、通信的方式 单工、半双工、全双工 • 三、无线通信的概念 利用电磁波可以在空间中传播实现空间中的信息交换。
2/15/2019
第二节 无线通信技术发展
无线通信技术发展到今天大约经历了以下几个阶段： • 第一阶段为20年代初至50年代初，主要用于舰船及军有， 采用短波频及电子管技术，至该段末期才出现150MHZVHF 单工汽车公用移动电话系统MTS。 • 第二阶段为50年代到60年代，此时频段扩展至UHF450MHZ ，器件技术已向半导体过渡，大都为移动环境中的专用系 统，并解决了移动电话与公用电话网的接续问题。 • 第三阶段为70年代初至80年代初频段扩展至800MHZ，美 国Bell研究所提出了蜂窝系统概念并于70年代末进行了 AMPS试验。
2/15/2019
第一节 无线传输技术概述
• 六、短距离无线通信 • 1.什么是短距离无线通信？ • 短距离无线通信并没有一个严格的定义。一般意义上，只 要通信收发双方通过无线电波传输信息，单跳传输距离限 制在较短（通常最远为数百米）的范围内，就可以称为短 距离无线通信。
2/15/2019
第一节 无线传输技术概述
• 典型的短距离无线通信技术包括无线个域网和无线传感器 网络。 • 无线个域网（WPAN，Wireless Personal Area Network）如 Bluetooth（IEEE 802.15.1）、UWB（IEEE 802.15.3）、 ZigBee（IEEE 802.15.4）等 • 无线传感器网络（WSN，Wireless Sensor Network）当前以 ZigBee为代表。
微波
10~1cm 10~1mm
3~30GHz 30~300GHz
超高频（SHF） 极高频（EHF） 数字通信，微波接力，雷达，卫星和空间通信
2/15/2019
第一节 无线传输技术概述
• 2、无线通信的主流技术 • PAN（Personal Area Network，个人局域网）：射频识别（ RFID）、蓝牙（Bluetooth）、超宽带（UWB）等。 • LAN（Local Area Network，局域网）：Wi-Fi、 ZigBee（ 802.11x）、DECT（无绳电话）等。 • MAN（Metropolitan Area Network，城域网）：Wi-MAX（ 802.16x）等。 • WAN（Wide Area Network，广域网）：2G、3G、4G等
2/15/20ห้องสมุดไป่ตู้9
第二节 无线通信技术发展
无线通信技术的演进：
图1-1-5 无线通信技术演进路径
2/15/2019
第二节 无线传输技术的发展
• 无线传输技术的发展趋势：
• （1）网络覆盖的无缝化，即用户在任何时间、任何地点都能实现网 络的接入，也有人把这称作网络的泛在化。 • （2）宽带化是未来通信发展的一个必然趋势，窄带的、低速的网络 会逐渐被宽带网络所取代。 • （3）融合趋势明显加快，包括：技术融合、网络融合、业务融合、 接入融合。 • （4）数据速率越来越高，无论是上行还是下行速度都在不断提高， 频谱带宽越来越宽，频段也越来越高。 • （5）业务内容更加多样化，这是离不开速率和带宽的提高的，无线 通信经历了从仅支持单一语音业务逐渐发展到支持语音、数据、图像 等多种媒体流业务的历程。 • （6）绿色无线通信。
2/15/2019
第一节 无线传输技术概述
• 四、无线通信网 通信的基本形式是点对点之间建立通信系统。 无线通信网是将许多的通信系统通过交换系统按照一 定的拓扑结构组合在一起。 无线通信网构成要素有四： ①用户终端（硬件） ②传输线路（硬件） ③交换设备（硬件） ④ 通信协议和标准（软件）
2/15/2019
2/15/2019
第二节 无线通信技术发展
第四阶段为80年代初至90年代中，为第二代数字移动 通信兴起与大发展阶段，并逐步向个人通信业务方向迈进 ；此时出现了D-AMPS、TACS、ETACS、GSM/DCS、 cdmaOne、PDC、PHS、DECT、PACS、PCS等各类系统与业 务运行，频段扩展至900MHZ~1.9GHZ，而且除公众蜂窝电 话通信系统外，无线寻呼系统、无绳电话系统、集群系统 、无中心多信道选址移动通信系统等各类移动通信手段适 应用户市场需求同时兴起并各显神通。 • 第五阶段为90年代中至今，随着数据通信与移动多媒 体IP业务需求的发展，第三代移动通信投入全面应用，定 位于宽带多媒体业务的第四代移动通信开始兴起，包括从 第三代至第四代移动通信的平滑过渡在内。 •
第一节 无线传输技术概述
• 五、无线通信频谱与主流技术 • 1、频谱
波段名称 波长范围 频率范围 频段名称 主要用途 超长波 100~10km 3~30kHz 甚低频（VLF） 语音，电话和数据传送
长波（LW） 中波（MW） 短波（SW）
10~1km 1000~100m 100~10m
30~300kHz 0.3~3MHz 3~30MHz
低频（LF） 中频（MF） 高频（HF）
海上船舶通信，海上导航 中波广播，业余无线电通信 短波广播军事通信和业余无线电通信
超短波（米波）
10~1m
30~300MHz
甚高频（VHF）
中继通信，电视，调频广播和外空间费孝通通信
100~10cm
0.3~3GHz
特高频（UHF）
电视，雷达，导航，移动通信，蓝牙技术和空间遥 控
2/15/2019
第一节 无线通信技术概述
短距离无线通信技术的特征：
• • • • • • • （1）无线发射功率在W到100mW量级。 （2）通信距离在几厘米到几百米。 （3）使用全向天线和线路板天线。 （4）应用场景众多，特别是频率资源稀缺情况。 （5）不需要申请频率资源使用许可证（ISM，CR等）。 （6）无中心，自组网。 （7）电池供电。
无线数据通信技术 概述
《典型无线传输技术应用》课程教学资源
• 第一节 无线传输技术概述
• 第二节 无线传输技术的发展 • 第三节 无线传输技术面临的主要问题 • 第四节 各种常用的短距离无线通信技术
第一节 无线传输技术概述
• 一、通信的发展 • 二、通信的方式 单工、半双工、全双工 • 三、无线通信的概念 利用电磁波可以在空间中传播实现空间中的信息交换。
2/15/2019
第二节 无线通信技术发展
无线通信技术发展到今天大约经历了以下几个阶段： • 第一阶段为20年代初至50年代初，主要用于舰船及军有， 采用短波频及电子管技术，至该段末期才出现150MHZVHF 单工汽车公用移动电话系统MTS。 • 第二阶段为50年代到60年代，此时频段扩展至UHF450MHZ ，器件技术已向半导体过渡，大都为移动环境中的专用系 统，并解决了移动电话与公用电话网的接续问题。 • 第三阶段为70年代初至80年代初频段扩展至800MHZ，美 国Bell研究所提出了蜂窝系统概念并于70年代末进行了 AMPS试验。
2/15/2019
第一节 无线传输技术概述
• 六、短距离无线通信 • 1.什么是短距离无线通信？ • 短距离无线通信并没有一个严格的定义。一般意义上，只 要通信收发双方通过无线电波传输信息，单跳传输距离限 制在较短（通常最远为数百米）的范围内，就可以称为短 距离无线通信。
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第一节 无线传输技术概述
• 典型的短距离无线通信技术包括无线个域网和无线传感器 网络。 • 无线个域网（WPAN，Wireless Personal Area Network）如 Bluetooth（IEEE 802.15.1）、UWB（IEEE 802.15.3）、 ZigBee（IEEE 802.15.4）等 • 无线传感器网络（WSN，Wireless Sensor Network）当前以 ZigBee为代表。
微波
10~1cm 10~1mm
3~30GHz 30~300GHz
超高频（SHF） 极高频（EHF） 数字通信，微波接力，雷达，卫星和空间通信
2/15/2019
第一节 无线传输技术概述
• 2、无线通信的主流技术 • PAN（Personal Area Network，个人局域网）：射频识别（ RFID）、蓝牙（Bluetooth）、超宽带（UWB）等。 • LAN（Local Area Network，局域网）：Wi-Fi、 ZigBee（ 802.11x）、DECT（无绳电话）等。 • MAN（Metropolitan Area Network，城域网）：Wi-MAX（ 802.16x）等。 • WAN（Wide Area Network，广域网）：2G、3G、4G等
2/15/20ห้องสมุดไป่ตู้9
第二节 无线通信技术发展
无线通信技术的演进：
图1-1-5 无线通信技术演进路径
2/15/2019
第二节 无线传输技术的发展
• 无线传输技术的发展趋势：
• （1）网络覆盖的无缝化，即用户在任何时间、任何地点都能实现网 络的接入，也有人把这称作网络的泛在化。 • （2）宽带化是未来通信发展的一个必然趋势，窄带的、低速的网络 会逐渐被宽带网络所取代。 • （3）融合趋势明显加快，包括：技术融合、网络融合、业务融合、 接入融合。 • （4）数据速率越来越高，无论是上行还是下行速度都在不断提高， 频谱带宽越来越宽，频段也越来越高。 • （5）业务内容更加多样化，这是离不开速率和带宽的提高的，无线 通信经历了从仅支持单一语音业务逐渐发展到支持语音、数据、图像 等多种媒体流业务的历程。 • （6）绿色无线通信。
2/15/2019
第一节 无线传输技术概述
• 四、无线通信网 通信的基本形式是点对点之间建立通信系统。 无线通信网是将许多的通信系统通过交换系统按照一 定的拓扑结构组合在一起。 无线通信网构成要素有四： ①用户终端（硬件） ②传输线路（硬件） ③交换设备（硬件） ④ 通信协议和标准（软件）
2/15/2019
2/15/2019
第二节 无线通信技术发展
第四阶段为80年代初至90年代中，为第二代数字移动 通信兴起与大发展阶段，并逐步向个人通信业务方向迈进 ；此时出现了D-AMPS、TACS、ETACS、GSM/DCS、 cdmaOne、PDC、PHS、DECT、PACS、PCS等各类系统与业 务运行，频段扩展至900MHZ~1.9GHZ，而且除公众蜂窝电 话通信系统外，无线寻呼系统、无绳电话系统、集群系统 、无中心多信道选址移动通信系统等各类移动通信手段适 应用户市场需求同时兴起并各显神通。 • 第五阶段为90年代中至今，随着数据通信与移动多媒 体IP业务需求的发展，第三代移动通信投入全面应用，定 位于宽带多媒体业务的第四代移动通信开始兴起，包括从 第三代至第四代移动通信的平滑过渡在内。 •
第一节 无线传输技术概述
• 五、无线通信频谱与主流技术 • 1、频谱
波段名称 波长范围 频率范围 频段名称 主要用途 超长波 100~10km 3~30kHz 甚低频（VLF） 语音，电话和数据传送
长波（LW） 中波（MW） 短波（SW）
10~1km 1000~100m 100~10m
30~300kHz 0.3~3MHz 3~30MHz
低频（LF） 中频（MF） 高频（HF）
海上船舶通信，海上导航 中波广播，业余无线电通信 短波广播军事通信和业余无线电通信
超短波（米波）
10~1m
30~300MHz
甚高频（VHF）
中继通信，电视，调频广播和外空间费孝通通信
100~10cm
0.3~3GHz
特高频（UHF）
电视，雷达，导航，移动通信，蓝牙技术和空间遥 控
2/15/2019
第一节 无线通信技术概述
短距离无线通信技术的特征：
• • • • • • • （1）无线发射功率在W到100mW量级。 （2）通信距离在几厘米到几百米。 （3）使用全向天线和线路板天线。 （4）应用场景众多，特别是频率资源稀缺情况。 （5）不需要申请频率资源使用许可证（ISM，CR等）。 （6）无中心，自组网。 （7）电池供电。