中文版01 无线通信简介.pdf
无线通信知识点总结
无线通信知识点总结一、无线通信概述无线通信是指通过无线电波传输信息的通信方式。
无线通信广泛应用于移动通信、卫星通信、无线局域网、物联网等各个领域。
无线通信技术的发展历程可以追溯至19世纪初，随着科学技术的进步和电子通信技术的发展，无线通信不断得到改进和完善，为人们的生活和工作带来了巨大便利。
二、无线通信基本原理1. 无线电波的发射与接收无线通信中的信息传输是通过无线电波进行的。
发射无线电波需要一个发射器，而接收无线电波需要一个接收器。
发射器将模拟信号或数字信号转换成无线电波，并通过天线进行辐射。
接收器则用天线接收无线电波，并将其转换成模拟信号或数字信号，被传输到接收端。
2. 调制与解调调制是将要传输的信息信号与载波信号结合在一起的过程。
调制技术主要包括幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相移调制（PM）。
解调则是将接收到的调制信号分离成原始信息信号和载波信号的过程。
3. 多路复用多路复用是将多个信号通过同一信道进行传输的技术。
常见的多路复用技术包括频分复用（FDMA）、时分复用（TDMA）、码分复用（CDMA）等。
4. 数字调制数字调制是将数字信号转换成模拟信号的过程。
常见的数字调制方式有脉冲编码调制（PCM）和正交频分复用（OFDM）等。
5. 天线技术天线是无线通信中非常重要的组成部分，它能够将电磁波转化为电信号，或将电信号转化为电磁波。
常见的天线形式包括全向天线、定向天线和扇形天线等。
6. 信道编码信道编码是为了提高信道传输的可靠性而对数字信息进行编码的技术。
常见的信道编码技术包括奇偶校验码、卷积码和低密度奇偶校验（LDPC）码等。
7. 功率控制无线通信中的功率控制是指通过调整发射功率和接收灵敏度，使得通信质量能够得到最优化。
8. 频谱规划频谱是无线通信中的宝贵资源，频谱规划是为了合理分配和利用频谱资源，以满足不同通信系统的需求。
三、移动通信技术1. 2G技术2G技术（第二代移动通信技术）是指数字蜂窝移动电话系统，采用了GSM、CDMA、TDMA等技术。
无线通信系统简介
低成本
无线通信系统的建设和维护成 本相对较低，可以降低通信成
本。
挑战
安全性问题
信号衰减
多径效应
无线通信系统容易受到窃听、 干扰和攻击，需要采取有效 的安全措施来保护信息的安 全。
无线信号在传输过程中会受 到多种因素的影响，如距离、 障碍物等，导致信号衰减和 失真。
无线信号在传输过程中会经 过多个路径到达接收端，形 成多径效应，影响信号的稳 定性和可靠性。
天线增益
天线极化
天线增益是指天线在某一方向上的辐射强 度和方向性系数，增益越高，信号越强。
天线极化是指天线辐射的电场矢量的方向 ，不同的极化方式会影响信号的传输质量 和抗干扰能力。
03
无线通信系统的技术分类
无线电广播系统
无线电广播系统是一种利用无线电波传 送声音信息的通信方式，通过将音频信 号调制到高频载波上，以电磁波的形式 向空间辐射，实现声音信号的传送。
无线通信系统的应用领域
移动通信
移动电话、移动数据传输等。
物联网
智能家居、智能交通、智能农业等。
无线网络
无线局域网（WLAN）、无线个域网 （WPAN）、蓝牙等。
远程控制
无人机、智能机器人等。
02
无线通信系统的基本组成
无线电波传输介质
01
02
03
无线电波
无线通信系统通过无线电 波传输信息，无线电波是 一种电磁波，能够在空间 中传播。
频谱资源有限
无线通信系统使用的频谱资 源有限，随着用户数量的增 加，频谱资源变得越来越紧 张。
未来发展趋势
5G和6G通信技术
随着技术的发展，无线通信系统将向5G和6G通信技术演进，实现 更高速、更可靠、更智能的通信。
无线通讯技术
（3）蓝牙技术
早在1994年，瑞典的爱立信公司便已经着手蓝牙技术的研究开发工作，意在通过一种短程无线链路，实现无 线与PC、耳机及台式设备等之间的互联。在此之后，其他一些也纷纷加盟蓝牙计划，他们的共同目标是开发一种 全球通用的小范围无线通信技术，即蓝牙。蓝牙是针对目前近距离的便携式器件之间的红外线链路(Infrared link，简称IrDA)而提出的，是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，它以低成本的近距离无线连接为基 础，为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接的短程无断进步，电信业务正在由窄带语音业务向宽带数字综合业务发展。然而，制约业务发展的 一个主要问题是最后1km问题，也就是接入问题。固定接入有其局限性和不方便的问题，而目前的无线接入也在 覆盖范围、速率等方面无法让人满意。于是，IEEE 802.16a小组提出了广带无线接入标准(BWA IEEE 802.16a)， 经近百家公司数次投票后于2001年7月中旬确定。
（8）第三代移动通信系统
3G系统的研究工作是由欧洲委员会、CCIR和ETSI发起的。欧洲委员会通过“欧洲先进通信研究(RACE)”来 发起这项工作。RACE的目标是到2000年研制出3G系统，这一系统被称为“通用移动通信系统(UMTS)”。这些新系 统可能采取的拓扑结构是混合小区体系结构，采用大小可变的小区，可以满足具体的地理区域和业务要求。该技 术面临的挑战是手机，它必须能无缝地跨越所有的小区。
4.研发进展
4.研发进展
NFC（近场通信，Near FieldCommunication），又称近距离无线通信，是一种短距离的高频无线通信技术， 允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输交换数据。由免接触式射频识别（RFID）演变而来，与目前使用 较多的蓝牙技术相比，NFC使用更加方便，成本更低，能耗更低，建立连接的速度也更快，只需0.1秒钟。但是 NFC的使用距离比蓝牙要短得多，有的只有10CM，传输速率也比蓝牙低许多。
01-无线通信概述
MS2MS1主要内容¡无线通信发展的历史¡无线通信系统的案例¡现代无线通信系统¡未来无线通信发展趋势电信（Telecommunication）的新纪元电信：以电信号形式的长途通信（Telecommunication) 是从19世纪30年代开始的。
物理发现通信技术发展1831年法拉第电磁感应1837年莫尔斯发明电报1873年麦克斯韦电磁场理论1876年贝尔发明电话1895年马可尼首次实现无线电通信电话的发明者－贝尔l贝尔（1847－1922）英国人，美国发明家1868年在伦敦工作1871年去波士顿工作1873年任波士顿大学教授1875年发明多路电报1876年发明电话l一生曾获许多专利无线电通信的发明者－马可尼l马可尼（1874－1937）意大利人1894年在父亲的庄园试验1896年去伦敦1897年建立无线电报公司1899年首次实现英法无线通信1916年实现短波无线电通信1929年建立世界性无线通信网l曾获诺贝尔奖金模拟通信的新纪元l物理发现通信技术发展1906年发明电子管模拟通信得到发展数字通信的新纪元l1928年奈奎斯特准则和抽样定理l1948年香农：《通信的数学理论》在理论上为数字通信准备了条件物理发现通信技术发展20世纪50年代数字通信得到发展发明半导体20世纪60年代发明集成电路空间通信的新纪元物理发现通信技术发展20世纪50年代航天技术20世纪40年代提出静止卫星概念，但无法实现1963年第一次实现同步卫星通信光纤通信的新纪元物理发现通信技术发展20世纪60年代企图用于通信，但未成功发明激光20世纪70年代光纤通信得到发展发明光导纤维通信发展历史的启示l通信传输始终是最活跃的技术领域，物理上的新进展都可能在通信上找到新用途，从而形成新的通信产业。
l通信传输的新要求又将推动物理和器件的进展，促使人们去研究发展新的物理机理来满足信息传输的需要。
l一个优秀的通信工程师和研究人员，必须对物理学和器件技术的新进展十分感兴趣，并善于抓住新方向、新突破口迎接通信技术的革命。
31-无线通信简介
5
性质 电磁波频率低时，主要借由有形的导电体才能传递。 原因是在低频的电振荡中，磁电之间的相互变化比较缓慢 ，其能量几乎全部返回原电路而没有能量辐射出去；电磁 波频率高时即可以在自由空间内传递，也可以束缚在有形 的导电体内传递。 在自由空间内传递的原因是在高频率的电振荡中，磁 电互变甚快，能量不可能全部返回原振荡电路，于是电能 、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间 传播出去，不需要介质也能向外传递能量，这就是一种辐 射。 举例来说，太阳与地球之间的距离非常遥远，但在户 外时，我们仍然能感受到和煦阳光的光与热，这就好比是 “电磁辐射借由辐射现象传递能量”的原理一样。
与本振信号无关。一个已调的强干扰信号与有用信号（已 调波或载波）同时作用于混频器，经混频器的非线性作用 ，将干扰的调制信号转移到有用信号的载频上，然后再与 本振混频，得到中频信号，从而形成干扰。 特点：当接收到有用信号时，可同时听到信号台和干扰台 的声音，而信号频率与干扰频率间没有固定的关系。一旦 有用信号消失，干扰台的声音也随之消失。
大区制是移动通信网的区域覆盖方式之一。 一般在较大的服务区内设一个基站，负责移动通 信的联络与控制。其覆盖范围半径为30（25）km～50 （45）km，天线高度约为几十米至百余米。发射机输 出功率也较高。 在一个比较大的区域中，只用一个基站覆盖全地 区的移动通信覆盖方式。因为只有一个基站，服务（ 覆盖）面积大，因此所需的发射功率也较大。 由于只有一个基站，其信道数有限（因为可用频 率带宽有限），一个大区制系统有一个至数个无线电 信道，因此容量较小，一般只能容纳用户数约为几十 个至几百个。基站与市话有线网连接，移动用户与市 话用户之间可以进行通信。
优点：结构紧凑、节省空间。
缺点：由于发射功率要分配到两副天线上，因此有3dB 的损失。
无线通信课件chapter
无线通信的应用场景
移动通信
手机、平板电脑等移动设备通 过无线信号实现语音和数据传
输。
物联网
各种传感器、智能家居设备等 通过无线连接实现远程监控和 控制。
无线局域网
家庭、办公室等场所通过无线 网络实现高速数据传输和互联 网接入。
卫星通信
海事、航空、野外等特殊环境 下，通过卫星实现远程通信和
信息传输。
02 无线通信技术基础
无线电波传播方式
直射波传播
无线电波直接从发射机传播到接收机，不受 地面或其他障碍物的影响。
折射波传播
无线电波在传播过程中遇到不同介质的分界 面时发生折射，改变传播方向。
反射波传播
无线电波遇到障碍物时发生反射，改变传播 方向。
多径传播
无线电波在传播过程中经过多个路径到达接 收机，形成多径效应。
物联网和智能家居
无线通信技术将进一步渗透到物联网和智能家居领域，实现各种设备之间的互联互通，提 高生活便利性和智能化水平。
云计算和大数据
无线通信将与云计算、大数据等技术深度融合，为各种业务和应用提供更加高效、智能的 数据处理和分析服务。
无线通信面临的挑战
网络安全
随着无线通信技术的广泛应用，网络安全问题日益突出，如何保 障用户隐私和数据安全成为亟待解决的问题。
卷积码
将输入信息序列转换成另一种形式的输出码序列，具有 纠错能力强、编码效率高等优点。
ABCD
循环码
一种纠错码，具有循环特性，可用于纠正随机错误和突 发错误。
LDPC码
低密度奇偶校验码，具有高纠错能力和低误码率性能。
无线通信多址接入技术
FDMA
频分多址，将频带分成若干个小的频带， 每个用户占用一个小的频带。
第5章 无线通信
（3）移动环境 • 在发射机和接收机都固定的环境中，可按减小多径
干扰影响的方式来安装天线。实际应用中的发射机 或接收机常处于不断运动中，使电波传播条件恶化， 其多径状态也处于不断变化中，移动和便携式环境 由于来自建筑物和交通工具的多个反射而变得混乱 • 当发射机和接收机的一方或多方均处于运动中时， 将会使接收信号的频率发生偏移，即多普勒效应， 且移动速度越快，多普勒MA系统原理 • TDMA在给定传输频带的条件下，把传递时间分割成
周期性的帧，每一帧再分割成若干个时隙（帧或时隙 均互不重叠）。各用户在同一频带中传送，用户收发 各使用一个指定的时隙，时间上互不重叠 • 经过数字化后的用户信号被安插到指定的时隙中，多 个用户依序分别占用时隙；经过信道传输，各用户接 收并解调后分别提取相应时隙的信息，并按时间区分 用户，从而实现多址通信
• 干扰是加强型或削弱型，取决于两信号间相位关系。 若两信号为同相，结果信号则加强；若两信号的相 位相差 180 度，则会有部分抵消，其效应称为衰落
• 当信号从大型建筑物等大型目标物体反射回来时， 将不仅存在相位的抵消，还存在显著的时间差别。 目标指向直射信号方向的定向接收天线能够减小固 定接收机的这种反射问题
26
6. 卫星信道
• 卫星信道是微波中的数GHz 到数十GHz 的频段 • 卫星信道是指利用人造地球卫星作为中继站转发无
线电信号，在多个地球站之间进行通信的信息传输 信道。一颗通信卫星天线的波束所覆盖的地球表面 区域内的各种地球站，都可通过卫星中继和转发信 号来进行通信 • 卫星通信是地面微波中继通信的发展，是微波中继 通信的一种特殊方式
6
• 无线电波在自由空间中的传播速度与光速一 样，约为300 000 km／s 。无线电波在其他传 播介质中的传播速度要低一些。空气在频率 低于27 MHz时损耗极小，介电常数接近于1
无线通信简介..
卫星通信示意图
无线通信技术
1.3.2 远距离无线通信技术—卫星通信
通信距离远， 且建站成本 几乎与通信 距离无关 卫星通信相比于地 面微波通信的优点 通信容量大 ，业务种类 多，通信线 路稳定可靠
可以自发自 收进行监测
无线通信技术
1.4 短距离无线通信技术—蓝牙技术
(1)蓝牙的概念 蓝牙（Blue Tooth）是一种短距离无线通信技术，是实现语音和 数据无线传输的全球开放性标准。 蓝牙技术使用跳频（FH／SS）、时分多址（TDMA）等先进技术， 在小范围内建立多种通信与信息系统之间的信息传输 。
无线通信技术
1.3远距离无线通信技术
无线通信的两种技 术 现代通信网中的传输手段
无线通信技术
1.3.1 远距离无线通信技术—微波通信
(1)微波通信的概念 微波是频率为300 MHz ~ 300 GHz的电磁波。微波通信是在微波频段通过 地面视距进行信息传播的一种无线通信手段。 (2)地面远距离微波通信采用中继方式的直接原因： ①微波传播具有视距传播特性，在空气中是沿直线传播的，而地球表面是 个曲面，为了延长通信距离，需要在通信两地之间设立若干中继站，进行电 磁波转接。 ②微波在传播过程中有损耗，在远距离通信时需要采用中继方式对信号逐 段接收、放大和发送。
3.1 第三代移动通信技术的发展概况
第三代移动通信技术（英语：3rdgeneration，3G),是指支持高速数据传输的蜂窝 移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音（通话） 及数据信息（电子邮件、即时通信等）。3G的代 表特征是提供高速数据业务，速率一般在几百 kbps以上。3G规范是由国际电信联盟（ITU）所制 定的IMT-2000规范的最终发展结果。原先制定的 3G远景，是能够以此规范达到全球通信系统的标 准化。3G存在四种标准：CDMA2000,WCDMA，TDSCDMA，WiMAX。 与第一代模拟移动通信和第二代数字移动通信系统相比，第三代的最主要特 征是可提供移动多媒体业务。
无线通信基本概念-概述说明以及解释
无线通信基本概念-概述说明以及解释1.引言1.1 概述无线通信是指通过无线电波或其他电磁波的传播实现信息传递的一种通信方式。
相对于有线通信，无线通信具有无需布线、便捷灵活、覆盖范围广等优势，因此在现代社会中得到了广泛的应用。
通过无线通信，我们可以实现移动电话、无线网络、卫星通信、雷达系统等各种通信设备的连接和运行。
同时，无线通信也在改善信息传输效率、扩大通信范围、提高通信舒适性等方面发挥着重要的作用。
在无线通信中，信息的传输过程可以分为三个基本环节：信息的产生、信息的传输和信息的接收。
无线通信系统通常由多个设备组成，包括发射设备和接收设备。
发射设备负责将信息进行编码和调制，然后通过天线将电磁波发送出去；接收设备则负责接收并解码接收到的电磁波，将其转化为可读的信息。
无线通信的基本原理是利用电磁波在空间中传播的特性，通过调制和解调技术将信息转化为电磁波的特征参数，实现信息的传输。
调制是指将需要传输的信息信号与载波信号进行合成，形成调制信号。
解调则是将接收到的调制信号还原为原始的信息信号。
通过合理选择调制和解调技术，可以提高信息的传输效率和稳定性。
随着科技的不断进步和应用需求的增加，无线通信领域也在不断发展和创新。
从最早的无线电通信发展到今天的5G技术，无线通信已经成为现代社会中不可或缺的一部分。
未来，随着技术的不断突破和应用场景的拓展，无线通信将继续发挥重要作用，并为人们的生活带来更多的便利和创新。
总之，无线通信作为一种重要的通信方式，具有广泛的应用和重要意义。
通过无线通信，我们可以实现信息的传输和交流，推动社会的发展和进步。
无线通信的原理和发展历程将在接下来的篇章中进行详细介绍和探讨。
1.2 文章结构文章结构部分内容：文章的结构是为了让读者更好地理解和组织文章的内容，使其逻辑清晰、条理清楚。
本文将按照以下结构展开内容：1. 引言部分（Introduction）：在这一部分，我们将首先对无线通信的基本概念进行简要介绍，包括其定义、基本原理以及发展历程。
无线通信
无线资料传输是行动运算中不可少的一部分。有许多可用的技术，差异是在地区的可用性、覆盖范围及性能， 在一些情形下，用户必须可以布署多种连线方式，并在不同模式中切换。为了简化使用者所花的时间，可以使用 连接管理软件，或者使用MVPN，将数个连线处理为一个保安的单一虚拟网络。。以下是一些用在无线资料传输的 无线通讯：
主条目：无线供电
无线供电是指在使用电线的情形下，将电能从电源传到另一个没有内建电源的设备中。有二种基础的无线供 电方式，可以用光束/激光，无线电或是微波传输，或是使用近场感应的方式。几种方式都会用到电磁波磁场。
像无线体域网（mobile body area networks，简称MBAN）等新技术可以利用无线技术监测血压、心跳、含 氧浓度及体温。无线体域网会送出低功率的无线信号给接收器，再传送到监控设备或是护理站。这种技术减少了 有意或是无意造成的感染风险，或是因为有线接线断线而产生的问题。
2007年底时开始讨论无线键盘保安的问题，当时发现微软在使用27MHz的系列，其加密的实现方式高度的缺 乏保安性。
感谢观看
在开发射频无线网络时，设计者需考虑以下的因素：
无线网络的应用包括点对点通讯、点对多点通信、广播、蜂窝网络及其他无线网络及Wi-Fi技术。
电磁波频谱
光、颜色、AM及FM广播以及许多电子设备都用到电波波频谱，可用来通讯的无线电频谱频率中视为是公共财 财产，会由国家级的机构管理，例如美国的美国联邦通信委员会，英国的Ofcom，这些机构会定义谁可以使用哪 一个频段的频率，以及其目的为何。若公共频段像个人使用的电磁波频谱一様，没有类似的控制或替代配置措施， 可能会出现混乱，例如飞机没有特别可以用在航管上的频率，而业余无线电操作者的讯号干扰航管讯号，使得飞 行员无法正常使飞机降落。无线通讯的频带由9kHz至300GHz。
无线通信概要
u(t) C(;t) (t) t (f) f
v(t)
v(t) t
Tm
S(f) f Bd
注：相干带宽与相关时间的物理意义，“多经”与 “色散”、“移动”与“时变”的关系。
环境（5）：点对点信道和多址信道
点对点信道：和有线信道类似， 体现不出无线的特点。 多址信道：无线传输的突出优点 之一是能实现多址接入。
环境（1）：无线通信的频谱环境
补充说明：频谱的分配方式
由政府机构负责分配和控制无线频谱的使用。美国，FCC（联邦通 信委员会）负责商用频谱，OSM（频谱管理局）负责军用频谱；在 欧洲，ETSI（欧洲电信标准化委员会）负责商用频谱；在中国，由 无线电管理委员会负责；国际上，ITU（国际电信联盟）负责国际 的频谱分配。 许可证分配方式（先规定不同频段的用途，再发放该频段的许可 证）。 拍卖方式（优点，问题）。 开放频段（unlicensed band），无需许可免费使用，如900MHz、 2.4GHz、5.8GHz的ISM频段，即工业、科学和医学频段，5GHz的UNII频段）。作用（鼓励创新，降低成本），实例（如线局域网、蓝 牙、无绳电话），问题。 重叠方式（有主要业务和次要业务之分，如UWB就重叠在ISM开放 频段）。 智能无线电或认知无线电的思想。
（MEO，高度约9000km； LEO， 特点：同步轨道、静止 高度约2000km ） 卫星、容量大、质量好、 特点：距离近、地面设 功率受限信道 备简单灵活，非静止轨 用途： 道，要求跟踪 －国际长途 用途： －海事卫星 －非实时信息传送 －电视广播 －遥感 －军事通信 －侦测 主要应用：广播娱乐节目 －卫星移动通信
前工业化时期：狼烟、火炬、闪光灯、信号弹、旗语（ 视距）等；接力观察站（非视距）。
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水平 移交
屋内
18
简单参考模型
应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
网络层
网络层
数据链路层 数据链路层
物理层
物理层
应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
电波
媒介
19
移动通信对分层模型的影响
应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
20
服务区域 新应用程序，多媒体 自适应应用程序 拥塞和流控制 服务质量 寻址, 路由,
敛”)
2
移动通信
两方面的移动特性:
用户移动: 用户通信(无线) “无论何时何地何人”
设备便携性: 设备可以在任何时候任何地点连接到网络
无线 vs. 移动
例子
固定计算机
酒店中的笔记本电脑
古建筑中的无线网
个人数字助理 (PDA)
对移动通信的需求使得我们需要将无线网络加入到现有的固定网络中:
局域网: IEEE 802.11标准，ETSI欧洲电信标准协会(HIPERLAN超级无 线局域网)
第1章:
简介
1
计算机在下一个十年中是怎样的?
计算机被集成, 而技术潜在地成为背景
体积小, 价格低, 便携, 可替换- 不再有独立的设备 计算机能识别用户的环境并作出适当的反应(“位置感知, 背景感知”)
移动无线技术方面的进展
小体积设备中融入更强的计算能力 低电力消耗 更高的带宽 重叠覆盖 多样化的接口: 无线局域网, 无线广域网, 无线周边区域网(“无处不在, 汇聚收
无线电波接口对所有人开放，基站可以被模拟，从而吸引来自移动电话的呼 叫.
11
无线通信的早期历史
很多人在历史上使用光进行通讯
日光反射, 旗帜 („旗语“), ... 公元前150 年采用烟信号进行通讯; 1794, 光电报, 克劳德 沙普
电磁波在这里具有特别的重要性: 1831 法拉第证明电磁感应 J. 麦克斯韦 (1831-79): 电磁场理论，波动方程 (1864) H. 赫兹 (1857-94): 实验证明空间电子传输的波动性 (1888)
关于 IMT-2000的决定 一个“家庭”的几个“成员” : UMTS, cdma2000, DECT, …
WAP开始 (无线应用协议) 以及i-mode手机上网服务 面向统一的因特网/移动通信系统的第一步 通过手机访问很多服务
2000 具有更高数据传输率的GSM HSCSD 提供高达57,6kbit/s (数据电路) 首个GPRS 试验得到高达50 kbit/s (面向分组!)
1998 制订后继的GSM
用于通用移动电话服务UMTS (通用移动通讯系统) 作为欧洲提议来应用于IMT2000
铱星系统
66 个卫星 (+6 备用的), 1.6GHz 用于移动电话
16
无线通讯的历史V
1999 额外无线局域网标准 IEEE 标准 802.11b, 2.4-2.5GHz, 11Mbit/s 蓝牙, 2.4Ghz, <1Mbit/s
Internet: 具有 移动IP扩展的互联网协议
广域网: 如 3G 数据服务
3
应用 I
车载设备
传送新闻，道路状况，天气，音乐 个人通信 通过GPS得到位置信息 当地区域临时网当车辆通过时预防交通事故, 导航系统, 以及其他信息
紧急状况
及早传输患者数据到医院，当前状态，初步诊断等 在地震、台风、火灾等时替代一个固有设备进行运作 危机时, 战争时, ...
应用 II
旅行推销员
直接访问储存在中央位置的客户资料 向所有代理者提供一致的数据 移动办公室
替代固定网
遥控传感器, 例如天气, 地球运动, 建筑安全 贸易灵活性显示 古建筑内的局域网
娱乐, 教育, ...
户外因特网连接 拥有卫星定位信息的智能旅行向导 提供多用户游戏的周边临时网络
UMTS, GSM 115 kbit/s
LAN 100 Mbit/s, WLAN 54 Mbit/s
GSM/EDGE 384 kbit/s, DSL/WLAN 3 Mbit/s
GSM 115 kbit/s, WLAN 11 Mbit/s
6
UMTS 2 Mbit/s
UMTS, GSM 384 kbit/s
UMTS 拍卖/选美 乐极生悲 (德国支付50 B$ 得到了6 个牌照!)
2001 3G 系统开始 Cdma2000 开始用在韩国，稍后是美国, UMTS 在欧洲实验
今日如何? 显然的, 这书太老了!
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覆盖网络- 全球的目标
整合各类相异的具有多样传输特性的固定和移动网络
垂直 移交
城域
区域
机构基站
12
无线通讯的历史 I
1896 古格里莫·马可尼
首次实现无线电报 长波通讯, 需要高传输功率 (> 200kw)
1907 商业线路跨大西洋连接
超大基站 (30个100米高的天线)
1915 无线语音传输介于纽约- 旧金山 1920 马可尼发现短波
电离层反射 更小的发射机和接收机，得益于真空管的发明 (1906,李·德·福雷斯特和 罗伯
14
无线通讯的历史III
1991 制订DECT
数字欧洲无绳电话(今日: 数字增强无绳电磁通讯) 1880-1900MHz, ~100-500m范围, 120个双向频道, 1.2Mbit/s 数据传
输, 语音加密, 身份验证, 最大支持每平方公里几万个用户, 用于超过 50个国家
1992 GSM开始
数据遗失
更高的便携性已被提前包含于设计中 (如 遗失, 被盗)
有限的用户接口
在手指大小和便携性上折中 整合字符/语音识别, 抽象符号
有限的存储
价值有限的带有移动部件的大容量存储器 闪存或者别的替代品？
10
无线网与固定网的对比
由于干扰带来的更高的丢失率
例如引擎和闪电发出的信号
频率的限制性规定
设备定位 递交 身份验证 多路传输 媒体访问控制
加密 调制 干扰 减弱 频率
7
卫星定位服务
定位感知服务
任何一种设备比如打印机,传真机,电话,服务器等等都存在于局部环境
后继服务
自动电话转接，将实际工作区传输到当前位置
信息服务
„推送“:例如 当前的超市特别折扣商品 „拉取“: 例如 黑森林樱桃蛋糕在哪儿?
私密性
谁能获得位置信息
8
移动设备
传呼机 • 只能接收 •极少量的显示 •简单的文字信息
特·冯·列本)
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无线通讯的Байду номын сангаас史II
1928 很多TV广播试验(跨大西洋, 彩色 TV, TV新闻) 1933 调频(E. H. 阿姆斯壮) 1979 NMT北欧移动电话系统在450MHz频率上应用 (斯堪旳纳维亚半
岛国家) 1982 开始GSM设计
目标: 带漫游的泛欧数字移动电话系统
1983 开始进行美国AMPS (高级移动电话系统,模拟信号) 1984 CT-1 标准 (欧洲) 用于无绳电话
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典型应用: 道路交通
UMTS, WLAN, DAB, DVB, GSM, cdma2000, TETRA, ...
个人旅行助理, PDA, 笔记本, GSM, UMTS, WLAN, 蓝牙, ...
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移动及无线服务 –永远最佳连接
DSL/ WLAN 3 Mbit/s
GSM/GPRS 53 kbit/s 蓝牙 500 kbit/s
传感器, 嵌入式控制器
PDA •图像显示 •字符识别 •简单的 WWW
便携式笔记本电脑 • 全功能 • 标准应用程序
移动电话 • 语音, 数据 • 简单的图像显示
性能
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掌上电脑 • 少量按键 • 标准应用程序的简单版本
设备便携性带来的影响
电力消耗
有限的计算能力, 低质量显示, 受电池容量所限的少量的储存装置
频率必须被协调, 有用的频率几乎已经全用上了
低传输率
局域上几Mbit/s, 现有的区域上, 如53kbit/s 是用了 GSM/GPRS
更高的延迟，更不稳定
连接建立时间在使用GSM时是在几秒的范围内, 其他的无线系统是几百毫秒 ，而空中接口和RAN则延迟更长.
Lower security, simpler active attacking低安全性，简单的主动访问性
ETSI, 标准化类型 1: 5.15 - 5.30GHz, 23.5Mbit/s 推荐类型 2 和 3 (both 5GHz) 和4 (17GHz) 作为无线ATM-网络 (高达155Mbit/s)
1997 Wireless LAN - IEEE802.11
IEEE 标准, 2.4 - 2.5GHz 和红外线, 2Mbit/s 已经很多(专有的) 产品开始应用
in D as D1 and D2, 全数码, 900MHz, 124个频道 自动定位，移交，蜂窝型 欧洲漫游- 现在是世界漫游，超过200个国家 服务: 9.6kbit/s的数据传输, 传真, 语音, ...
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无线通讯的历史IV
1996 HiperLAN超级无线局域网(高性能电波局域网)