无线通信PPT

微波通信
微波接力 点对多点微波 特点：容量大、质量好、 用途：－无线集中器 视距传播条件 －无线用户环

用途： －中小容量微波 －SDH大容量微波 －扩频微波 －高频段微波


散射微波通信 衰落时变信道，距离远， 频带较窄，质量较差 用途 －军用 －民用
卫星通信
高轨道卫星通信 中低轨道卫星通信 特点：同步轨道、静止 特点：距离近、地面设 卫星、容量大、质量好、 备简单灵活，非静止轨 功率受限信道 道，要求跟踪 用途： 用途： －国际长途 －非实时信息传送 －海事卫星 －遥感 －电视广播 －侦测 －军事通信 －卫星移动通信



通信频率的 分段

Why not used?
短波电离层通信

特点：超远距离、灵活机动；容量小、质量差 用途： －海外使馆 －远洋船队 －边防哨所 －应急通信
短波/超短波地面通信
短波/超短波地面通信 特点：绕射能力、灵活机动、隐蔽性好；容量 较小、质量较差 用途： －陆军电台 －对空电台 －特种通信(武警、公安) －无绳电话
扩频技术(CDMA)

扩频多址技术的缺点：非正交性 ( Non-orthogonality) 优点：坚韧性 (Robustness)
坚韧性体现在：－－抗多径 －－抗干扰 －－蜂窝分割的频率再用 －－扇区分割的频率再用


前沿技术：时空联合处理、智能天线、多用户检测
第三代移动通信（1）



第一代 －模拟话音 －NMT(北欧)，AMPS(美国)，TACS(英国) 第二代 －数字话音＋低速数据（小于64Kbps) －GSM,PDC，IS-95，IS-136（D-AMPS） 第三代 －多媒体业务（小于2Mbps） ＋第二代业务
WiMAX



WiMAX的应用主要有蜂窝集成、802.11热点回 程等，可以实现热点地区、小区的全无线覆盖， 可以作为DSL、CableModem的补充部署社区宽 带，在边远地区和山区等比较广域的地方，以 及在跨越铁路、跨越桥梁的地方，WiMAX也 可以得到充分应用。 WiMAX目前的应用以固定为主，今后WiMAX 也可应用到终端领域，实现终端设备在城域网 中的漫游。 IEEE 802.16d/e/j/m
● 工作频段：ISM频段，2.4GHz和5.8GHz ● 速率：1Mb/s（2.4GHz）， 2Mb/s（5.8 GHz） ● 输出功率：1mW（0dBm）通信距离为10m，100mW为100m ● 具有跳频功能：1600h/s ● 标准：IEEE802.15.1蓝牙标准（开放标准） ● 芯片价格：要求≤5美元
B3G/4G



标准： ITU开始研究和制定下一代蜂窝数字移动 通信系统（4G）的国际标准 IMT-Advanced系统为具有超过IMT-2000能力的新 能力的移动系统。 主要技术指标：

数据传输速率(低速移动)达到≥ 100Mbit/s 数据传输速率(静止)达到≥ 1000Mbit/s
B3G/4G
从信道划分大致可有：
有线电通信 有线通信 光纤通信 短波通信 微波通信 卫星通信 红外线通信 双绞线 同轴电缆

同步卫星 中、低轨道卫星
无线通信
通信分类（2）



从通信内容上可有： 语音通信(电话) 图象通信 多媒体通信 从传输信号形式有： 模拟信号通信 数字信号通信
还有其它一些分类方法，如窄带通信和宽带通信之 分。语音、低速数据属窄带通信，而图像、多媒体、 高速数据属宽带通信。
WiMAX

WiMAX（Worldwide interoperability For Microwave Access）全球微波接入互操作性联盟主要成员的 Airspan网络、Alvarion网络、 Aperto网络、 Ensemble通信、富士通微电子、英特尔、诺基亚、 Proxim和Wi-LAN公司等众多无线设备制造商，召开 新闻发布会称，将共同支持基于IEEE802.16无线标 准的WMAN产品的研制与开发，并期望借此是 WMAN服务接入成本降至与基于802.11b标准的 WLAN接入相近的水平，进而推动WMAN技术市场 的快速发展。
企图用于通信，未成功

20世纪70年代
发明光导纤维
光纤通信得到发展


中国人，高锟，
2009Байду номын сангаас诺贝尔奖
通信系统模型
信 源 g(t) 发送设备 s(t) 信 道 r(t) 接收设备 g’(t) 信 宿
n(t) 同步 噪声源 同步
通信分类

通信的分类可有多种划分的形式，如从通信内容上、传输 信号的性质上、信道上等进行划分。
卫星通信
移动通信
蜂窝系统 无线通信最成功的应用 第一代：模拟 第二代：数字 第三代：多媒体
寻呼系统 无线通信最大众化的应 用
其它无线移动系统 集群系统 无绳电话系统 无线数据系统 无线ATM系统 无线IP系统

21世纪电信网的发展趋势
20世纪

21世纪
光纤 无线 SDH
业务方式 以音频为主的单媒体 以视频为主的多媒体 干线传输 双绞线，同轴线 用户传输 有线 复接方式 PDH


交换模式 STM
网络方式 三网鼎立
分组交换、软交换
三网合一
面向21世纪通信的三大革命
以干线（包括部分支线）传输光纤化为标志的光纤革 命
以SDH、ATM和IP为标志的数字革命 以个人通信和无线接入为标志的无线革命
面向21世纪通信的两大通信平台
光纤通信平台：
超大容量、超长距离 关键技术：波分复用、
无线通信平台：
宽带、移动 关键技术：CDMA、智
光纤放大器
能天线、OFDM、
MIMO、空时信号处理
无线通信面临的挑战及发展机遇
光纤通信对无线通信的巨大冲击 －－巨大带宽 －－超低损耗 －－较低成本 －－未来信息高速公路的主干道 无线通信的发展机遇 －－灵活性 －－抗灾性 －－移动性
无线局域网WLAN




1997年6月26日，IEEE正式通过了无线局域网的802.11标准; 802.11b工作在2.4G ISM(工业、科研、医疗)频段内14个中 心频道里的任何一个进行通信。 802.11a是对在北美使用的WLNA中802.11b的升级，工作于 5.725—5.825GHz ISM频段的100MHz频带内，提供 25Mbit/s—54Mbit/s的带宽，可以支持以太网功能，用户主 要面向企业。 802.11g标准于2003年6月12日由IEEE正式定案，在很大的程 度上是对现有WLAN标准的一种提升。 802.11n,etc
第三代移动通信（2）
IMT－2000简介 1985年国际电联就开始研究FPLMTS (Future Public Land Mobile Telecommunication Systems)， 1996年正式更名为IMT－2000 国际移动通信系统，工作频段2000MHz， 使用日期2000年 IMT－2000特点 全球性 综合性 兼容性 灵活性
无线个人区域网络






无线个人区域网络（Wireless personal area network， WPAN）指占用个体或设备周围10米被称为个人运行 空间（POS）的网络，WPAN内的设备能相互发现并 进行通信，基本属于一种无中心（ad－hoc）系统 适用范围：智能化家用设备、近距离工作者和小办公 室／家庭办公（SOHO） 主要标准： 蓝牙（Bluetooth） Home RF 高性能无线电LAN（High Performance Radio LAN， HiperLAN） UWB
第1讲 无线通信系统概述
浙江大学信电系 余官定 yuguanding@zju.edu.cn
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

通信（Communication)作为电信（ Telecommunication) 是从19世纪30年度开始的。

1876年 发明电话 一生曾获许多专利 贝尔实验室
无线电的发明者－马可尼

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


无线通信



无线通信是依靠自由空间来传输电磁波的 通信方式。 无线通信的挑战：信道的随机时变和各种 扩散（频率扩散、时间扩散、角扩散）造 成的各种选择性衰落（时间选择性衰落、 频率选择性衰落、空间选择性衰落）。 对抗上述衰落是无线通信系统的关键。
无线通信的应用概况

短波/超短波通信
天波（电离层）：数据/电话、单边带 地波：小型接力机、单双工电台、对讲机 微波通信 微波接力（模拟、数字）、散射、点对多点微波 电视、电话、数据 卫星通信 高轨道（同步静止）、中轨道、低轨道 电视、电话、数据 移动通信 蜂窝电话、无绳电话、无线数据、集群系统、寻呼系 统 、卫星移动系统
第三代移动通信（3）
RTT标准的主要建议



WCDMA 欧洲把二个标准溶合成TDD/FDD，得到日本、 美国、韩国支持 cdma2000 美国提出，和IS-95兼容 TD-SCDMA 中国提出
第三代移动通信（4）


主要技术指标 静止最高传信速率≥2Mbit/s 慢速移动最高传信速率≥ 384Kbit/s 高速移动最高传信速率≥ 144Kbit/s
20世纪50年代 发明半导体 20世纪60年代 发明集成电路
通信技术发展
数字通信得到发展
空间通信的新纪元


科学发现
20世纪50年代 航天技术
通信技术发展
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


科学发现
20世纪60年代 发明激光
通信技术发展
曾获诺贝尔奖
曾参加法西斯党
模拟通信的新纪元

科学发现和技术发明推动了通信的急速发展
电磁波的发现

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

1928年奈奎斯特准则和取样定理
1948年香农：通信中的数学基础 在理论上为数字通信准备了条件



科学发现
无线城域网 WMAN


IEEE802.16 无线MAN标准可支持1GHz到2GHz、 10GHz，以及12GHz到66GHz等多个需要许可和无 须许可的无线频段，可提供高达70Mbit/s的数据传 输速率和多达50公里的覆盖范围，每一部不足2万 美元的WMAN基站可在为60家企业用户提供T-1服 务的同时，为家庭和小型商业用户256kbit/s或者 384kbit/s的低端DSL服务。 ADSL，VDSL的无线替换


电磁波发现
1831年法拉第电磁感应
1873年马克斯韦尔的电 磁场理论
通信技术发展
1837年莫尔斯发明电报
1876年贝尔发明电话 1895年马可尼发明无线电

电话的发明者－贝尔

贝尔（18xx－1922）英国人
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
蓝牙（Bluetooth）


“蓝牙”的英文名称为“Bluetooth”，是一种开放性短距离无线通信技术标 准,其本质可以说它是一种代替线缆的技术, 由于蓝牙标准支持点到点也支 持点到多点的连接，因此一旦需要，就可以建立若干个微网（piconet）， 最多十个微网能组合成所谓的“散射网”（Scatternet）的拓扑结构。 蓝牙技术的主要性能指标有以下几个：



LTE是英文Long Term Evolution的缩写。LTE也被 通俗的称为3.9G，具有100Mbps的数据下载能力， 被视作从3G向4G演进的主流技术。 LTE-Advanced是LTE的演进，2008年3月开始， 2008年5月确定需求。它满足ITU-R的IMTAdvanced技术征集的需求。 主要技术指标：
无线局域网WLAN


WiFi: Wireless Fidelity,合乎IEEE 802.11b的 设备，可交Wireless Ethernet Compatibility Alliance（ WECA）鉴定产品的兼容性。达到 （Wireless Fidelity， Wi-Fi）指标的产品在 IEEE 802.11b网絡使用时应具有百分之百互 通兼容性。 IEEE 802.11 (b,g & a) –WiFi