第1章现代无线通信原理概述
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
?1958年美国宇航局 (NASA) 发射第一颗通信卫星， 第一次通过卫星实现语音通信，无线通信进入了新 时代。
1.1 无线通信发展历史简介(4/10)
? 1950-1960 年代期间，贝尔实验室和全世界其他的通 信公司一起发展了蜂窝无线电话的原理和技术。
? 1977年美国贝尔实验室首先提出了 800MHz蜂窝无 线电话,并推出先进的移动电话服务系统 (AMPS). 80年代该系统在芝加哥、巴尔的摩和华盛顿正式投 入商用。
? 1979年第一个商用蜂窝电话市场在日本东京开业， 它使用一种模拟 FM调制来给用户发送语音信号。
1.1 无线通信发展历史简介(5/10)
进入 20 世纪 70 年代，一些经济发达国家对民用 移动电话的需求日益增加，而且伴随着微电子技术 以及计算机技术的迅速发展，发展一种较大范围使 用的移动电话系统已经具备了理论上、技术上和经 济上的可行性。
? 2001年WCDMA 在日本开始商业服务 。 3G美国协会 2008年底发布报告说，全球 3G用
户数接近 4.15亿 。
1.1 无线通信发展历史简介(9/10)
?卫星通信系统 :地球同步轨道卫星系统、低轨道卫星 系统、全球卫星定位系统（ GPS）。
?无线自组织网络 (Ad hoc) ：具有无线连接和临时插入 连接特性的本地网络，只有当移动或便携式设备处在近 距离时，它们才是网络的一部分。主要应用于战场、灾 难定位等。
?1887 年赫兹 (Hertz)首次通过实验证明了无线电波 的存在。
这为现代的无线电通信提供了理论根据。 无线电波可以在大气媒质中传播这一理论的创 立大大推动了通信技术的发展。
1.1 无线通信发展历史简介(2/10)
?1897年马可尼（ Marconi）第一次在无线传输中用 莫尔斯码从船上与岸边通信（ 30km)，开启了无线通 信发展的大门。
第二代蜂窝系统最初主要提供语音业务，后来逐 步演变到可以提供电子邮件、互联网接入、短消息 等数据业务。截止到 2009年2月全球移动用户数已达 40亿 。我国移动用户数量达到近 7亿。
1.1 无线通信发展历史简介(8/10)
? 1999年国际电信联盟（ ITU）确定了下一代移动 通信系统（ 3G)标准，称为国际移动通信 2000标 准 （ IMT-2000 ） 。 WCDMA 、 CDMA2000 、 TD-SCDMA 。
超高频 SHF 3GHz~30GHz
极高频 EHF 30GHz~300GHz
超极高频
300~3000GHz
波段名
极长波 超长波 特长波 甚长波
长 波（LW)
中 波（MW)
频段名 缩写
频带范围
极低频 超低频 特低频 甚低频
ELF SLF ULF VLF
30 Hz以下 30 ~300Hz 300 ~3000Hz 3~30kHz
低 频 LF 30~300kHz
中 频 MF 300kHz~3MHz
高 频 HF 3MHz~30MHz
甚高频 VHF 30MHz~300MHz
特高频 UHF 300MHz~3GHz
无线通信中的一些重要事件
1.2 电磁频谱和无线电频谱
1.2.1 电磁频谱(1/4)
电磁波谱，从波长较长（频率低）到波长 越来越短（频率高）的次序排列为：
1. 无线电波 2. 红外线 3. 紫外线 4. 可见光 5.X 射线 6. 伽马射线及宇宙射线
1.2.1 电磁频谱 (2/4)
1.2.1 电磁频谱 (3/4)
?1906年之后的一段时间里，军用和商用船舶很快采 用了无线电技术。 1912年泰坦尼克号游轮沉船事件中 拯救了 700多个生命而备受称赞。
1.1 无线通信发展历史简介(3/10)
?1927年大西洋两岸同时进行了第一次电视广播。
?1946年第一个公共移动电话系统在美国的 5个城市 建立。
?1947年第一个连接纽约和波斯顿的微波中继系统 开始运行。
这些系统分别采 400MHz,450MHz,800MHz 和900MHz频段。
1.1 无线通信发展历史简介(7/10)
?1990 年第一个基于数字移动通信技术的第二代蜂窝 系统（ GSM）投入商用。现已成为全球最重要的 2G标 准之一。 ?1994年日本的 PDC（个人数字蜂窝）于投入使用。 ?1995 年美国 CDMA 系统（ IS-95) 开通。
第一章 现代无线通信原理概述
1.1 无线通信发展历史 1.2 电磁频谱和无线电频谱 1.3 无线电波传播效应 1.4 无线通信系统模型 1.5 无线信道特性 1.6 无线通信发展趋势分析
1.1 无线通信发展历史简介(1/10)
?1864年麦克斯韦 (Maxwell)建立了光的电磁波理论 并预言了电磁波的存在。
而且新理论与新体制的不断发展和完善，为模 拟蜂窝移动通信系统的诞生奠定了坚实的经济和技 术基础。
1.1 无线通信发展历史简介(6/10)
至20世纪80年代后期模拟移动通信（第一代移动通 信系统）已成为商业上的成功。国内外使用的模拟蜂 窝移动通信系统主要有： ?北美的 AMPS ?日本的 HCMTS ?英国与中国采用的 TACS ?前西德的 C450 ?法国的Radio Comm2000
1.2.1 电磁频谱 (4/4)
1.2.2 无线电频谱(1/4)
无线电波 是指频率低于 3000GHz的电磁波， 无线电电波频谱一般按波长来划分，可以分为 极长波、超长波、中波、短波、超短波、微波、 毫米波、和亚毫米波等。
微波是指频率为 300MHz至300GHz的电磁波。Байду номын сангаас
1.2.2 无线电频谱(2/4)
?传感器网络： 是一种新类型的无线自组织网络，可以 对没有被认知和没有测试的环境进行可靠的监视和分析。 主要应用于战场、核化工厂、生物感知、环境监测、家 用等。
1.1 无线通信发展历史简介(10/10)
? 无线局域网(LAN))：自20世纪80年代晚期引入，
它能够用低功率发射覆盖较小的区域，并且它对 办公和家庭来说正变得日益重要。 IEEE（电气和 电子工程师学会）开发了无线局域网的标准 802.11、蓝牙（ Blutooth ）工业联盟也在致力于提 供一个无缝的无线网络技术。
1.1 无线通信发展历史简介(4/10)
? 1950-1960 年代期间，贝尔实验室和全世界其他的通 信公司一起发展了蜂窝无线电话的原理和技术。
? 1977年美国贝尔实验室首先提出了 800MHz蜂窝无 线电话,并推出先进的移动电话服务系统 (AMPS). 80年代该系统在芝加哥、巴尔的摩和华盛顿正式投 入商用。
? 1979年第一个商用蜂窝电话市场在日本东京开业， 它使用一种模拟 FM调制来给用户发送语音信号。
1.1 无线通信发展历史简介(5/10)
进入 20 世纪 70 年代，一些经济发达国家对民用 移动电话的需求日益增加，而且伴随着微电子技术 以及计算机技术的迅速发展，发展一种较大范围使 用的移动电话系统已经具备了理论上、技术上和经 济上的可行性。
? 2001年WCDMA 在日本开始商业服务 。 3G美国协会 2008年底发布报告说，全球 3G用
户数接近 4.15亿 。
1.1 无线通信发展历史简介(9/10)
?卫星通信系统 :地球同步轨道卫星系统、低轨道卫星 系统、全球卫星定位系统（ GPS）。
?无线自组织网络 (Ad hoc) ：具有无线连接和临时插入 连接特性的本地网络，只有当移动或便携式设备处在近 距离时，它们才是网络的一部分。主要应用于战场、灾 难定位等。
?1887 年赫兹 (Hertz)首次通过实验证明了无线电波 的存在。
这为现代的无线电通信提供了理论根据。 无线电波可以在大气媒质中传播这一理论的创 立大大推动了通信技术的发展。
1.1 无线通信发展历史简介(2/10)
?1897年马可尼（ Marconi）第一次在无线传输中用 莫尔斯码从船上与岸边通信（ 30km)，开启了无线通 信发展的大门。
第二代蜂窝系统最初主要提供语音业务，后来逐 步演变到可以提供电子邮件、互联网接入、短消息 等数据业务。截止到 2009年2月全球移动用户数已达 40亿 。我国移动用户数量达到近 7亿。
1.1 无线通信发展历史简介(8/10)
? 1999年国际电信联盟（ ITU）确定了下一代移动 通信系统（ 3G)标准，称为国际移动通信 2000标 准 （ IMT-2000 ） 。 WCDMA 、 CDMA2000 、 TD-SCDMA 。
超高频 SHF 3GHz~30GHz
极高频 EHF 30GHz~300GHz
超极高频
300~3000GHz
波段名
极长波 超长波 特长波 甚长波
长 波（LW)
中 波（MW)
频段名 缩写
频带范围
极低频 超低频 特低频 甚低频
ELF SLF ULF VLF
30 Hz以下 30 ~300Hz 300 ~3000Hz 3~30kHz
低 频 LF 30~300kHz
中 频 MF 300kHz~3MHz
高 频 HF 3MHz~30MHz
甚高频 VHF 30MHz~300MHz
特高频 UHF 300MHz~3GHz
无线通信中的一些重要事件
1.2 电磁频谱和无线电频谱
1.2.1 电磁频谱(1/4)
电磁波谱，从波长较长（频率低）到波长 越来越短（频率高）的次序排列为：
1. 无线电波 2. 红外线 3. 紫外线 4. 可见光 5.X 射线 6. 伽马射线及宇宙射线
1.2.1 电磁频谱 (2/4)
1.2.1 电磁频谱 (3/4)
?1906年之后的一段时间里，军用和商用船舶很快采 用了无线电技术。 1912年泰坦尼克号游轮沉船事件中 拯救了 700多个生命而备受称赞。
1.1 无线通信发展历史简介(3/10)
?1927年大西洋两岸同时进行了第一次电视广播。
?1946年第一个公共移动电话系统在美国的 5个城市 建立。
?1947年第一个连接纽约和波斯顿的微波中继系统 开始运行。
这些系统分别采 400MHz,450MHz,800MHz 和900MHz频段。
1.1 无线通信发展历史简介(7/10)
?1990 年第一个基于数字移动通信技术的第二代蜂窝 系统（ GSM）投入商用。现已成为全球最重要的 2G标 准之一。 ?1994年日本的 PDC（个人数字蜂窝）于投入使用。 ?1995 年美国 CDMA 系统（ IS-95) 开通。
第一章 现代无线通信原理概述
1.1 无线通信发展历史 1.2 电磁频谱和无线电频谱 1.3 无线电波传播效应 1.4 无线通信系统模型 1.5 无线信道特性 1.6 无线通信发展趋势分析
1.1 无线通信发展历史简介(1/10)
?1864年麦克斯韦 (Maxwell)建立了光的电磁波理论 并预言了电磁波的存在。
而且新理论与新体制的不断发展和完善，为模 拟蜂窝移动通信系统的诞生奠定了坚实的经济和技 术基础。
1.1 无线通信发展历史简介(6/10)
至20世纪80年代后期模拟移动通信（第一代移动通 信系统）已成为商业上的成功。国内外使用的模拟蜂 窝移动通信系统主要有： ?北美的 AMPS ?日本的 HCMTS ?英国与中国采用的 TACS ?前西德的 C450 ?法国的Radio Comm2000
1.2.1 电磁频谱 (4/4)
1.2.2 无线电频谱(1/4)
无线电波 是指频率低于 3000GHz的电磁波， 无线电电波频谱一般按波长来划分，可以分为 极长波、超长波、中波、短波、超短波、微波、 毫米波、和亚毫米波等。
微波是指频率为 300MHz至300GHz的电磁波。Байду номын сангаас
1.2.2 无线电频谱(2/4)
?传感器网络： 是一种新类型的无线自组织网络，可以 对没有被认知和没有测试的环境进行可靠的监视和分析。 主要应用于战场、核化工厂、生物感知、环境监测、家 用等。
1.1 无线通信发展历史简介(10/10)
? 无线局域网(LAN))：自20世纪80年代晚期引入，
它能够用低功率发射覆盖较小的区域，并且它对 办公和家庭来说正变得日益重要。 IEEE（电气和 电子工程师学会）开发了无线局域网的标准 802.11、蓝牙（ Blutooth ）工业联盟也在致力于提 供一个无缝的无线网络技术。