第01课 短距离无限通信技术发展趋势.ppt

短距离无线通信 第一课：课程简介 本科程的主要内容 短距离无线通信 无线通信概述 无线通信基础知识 网络通信基础知识 常用短距离无线通信协议介绍 蓝牙网络原理 无线局域网络网络原理 无线传感器网络协议 无线通信概述 无线通信发展历史 1896年， Marconi使用high-power transmitter，以长波(波长 1 km wavelength)收送Morse code。（1909获得诺贝尔奖） 第一次世界大战，通信技术在监听科技(intercept technology)、密码学(cryptography)等影响当今无线通信的领域得到发展。 1915年，New York 与 San Francisco之间完成Wireless voice transmission。 1920年，Marconi发现短波传输(wavelength 100m)，是更有效率的传输方式。 无线通信发展历史 1921年，底特律第一个使用广播分派系统。 1934年，The FCC or Federal Communications Commission 在美国成立。双向警用通信系统开始在美国广泛使用。 1940年，MOTOROLA生产了第一个AM 双向无线手持设备（Handie-Talkie）， 2.3kg，1.6-4.8km 1942年，MOTOROLA设计了第一个 FM 双向可移动无线设备（Walkie-Talkie），16kg，16~32km 1946年，美国25个主要城市开始开始使用RF (Radio Frequency) 頻寬120 kHz以半双工方式提供Mobile telephone service(MTS)。 1947年，ATT向FCC建议扩大容许频率范围， 同年，晶体管诞生了 晶体管与电子管相比的优越性 晶体管的构件是没有消耗的。无论多么优良的电子管，都将因阴极原子的变化和慢性漏气而逐渐劣化。由于技术上的原因，晶体管制作之初也存在同样的问题。随着材料制作上的进步以及多方面的改善，晶体管的寿命一般比电子管长 100到1000倍，称得起永久性器件的美名。 晶体管消耗电子极少，仅为电子管的十分之一或几十分之一。它不像电子管那样需要加热灯丝以产生自由电子。一台晶体管收音机只要几节干电池就可以半年一年地听下去，这对电子管收音机来说，是难以做到的。 晶体管不需预热，一开机就工作。例如，晶体管收音机一开就响，晶体管电视机一开就很快出现画面。电子管设备就做不到这一点, 开机后，非得等一会儿才听得到声音，看得到画面。显然，在军事、测量、记录等方面，晶体管是非常有优势的。 晶体管结实可靠，比电子管可靠 100倍，耐冲击、耐振动，这都是电子管所无法比拟的。另外，晶体管的体积只有电子管的十分之一到百分之一，放热很少，可用于设计小型、复杂、可靠的电路。晶体管的制造工艺虽然精密，但工序简便，有利于提高元器件的安装密度。 无线通信发展历史 1955年，FM的信道间隔由120KHz减小到30KHz 1956年，FCC分配的带宽总共只能支持44个信道。 1964年，Improved MTS可以自动有哪些信誉好的足球投注网站频道，全双工 因为FCC频率限制， 直到1976年 纽约只有545用户，3700个用户等待加入； 在美国全国有44000个用户，20000个用户等待加入。 怎么办？ 无线通信发展历史 信号随距离快速衰落：障碍物越密，衰落越快 1968年，ATT proposed the cellular concept to the FCC (Federal Communications Commission)。该方法的主要原理是通过频率复用来增加系统容量 图 1-5 大区覆盖与小区覆盖 (a) 大区覆盖； (b) 小区覆盖 无线通信发展历史 每个低发射塔只覆盖一小块区域 低发射功率、切换、复用和小区分割 蜂窝系统的频率再用 无线通信发展历史 蜂窝系统将通信区域分割后带来了移动管理的复杂问题。 移动性管理包括两个方面： 即位置管理及切换（Handoff）管理。位置管理实际包含两个步骤，即位置登记（更新）及呼叫提供（Delivery）。前者要求用户的移动终端周期地向网络提交新的接入点，让网络对用户进行验证及数据库位置更新，后者应完成数据库检索及终端的寻呼。 无线通信发展历史 1982年，the European Global System for Mobile Communications (GSM) was established。 1994年，引進IS-95 code-division multiple access (CDMA)技術，当时约有1600万蜂窝电话在使用中。 最终，基于CDMA的3G无线体统把声音和数据通信集合到了一起。