无线通信个人调研报告副本Word文档格式.docx
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1876年，贝尔发明了电话，能够直接将语言信号变为电能沿导线传送。
1887年，德国科学家赫兹（Hertz）用一个振荡偶子产生了电磁波，在历史上第一次直接验证了电磁波的存在；
1897年,意大利科学家马可尼（Marconi）在赫兹实验的基础上，实现了远距离无线电信号的传送，这个距离在当时不过一百码，但一年后他就实现了船只与海岸的通信。
1901年12月12日，马可尼做了跨越大西洋传送无线电信号的表演。
这一次他把信号从英国的Cornwall发送到加拿大的Newfoundland。
马可尼因此获得1909年度诺贝尔奖。
与他分享这一年度诺贝尔奖的是布劳恩（Braun），因为布氏发现金属硫化物具有单向导电性，这一成果可用于无线电接收装置；
1904年，英国科学家弗莱明（Fleming）获得了一项专利，在专利说明书中描述了一个高频交变电流整流用的两极真空管，标志着进入无线电电子学时代
1906年，美国科学家弗雷斯特（Forest）发明了真空三极管，是电子技术发展史上第一个重要里程碑。
1906年，美国科学家费森登（Fessenden）在Massachusetts领导了第一次广播；
1912年，英国科学家埃克尔斯（Eccles）提出了无线电波通过电离层传播的理论，这一理论使得一群业余爱好者在1921年实现了短波试验性广播；
同年，美国的费森登（Fessenden）和阿姆斯特朗（Armstrong）改进了接收机的工作方式，发明了外差式接受系统，这种形式仍是目前许多无线电接收机的主要工作方式；
1938年，美国科学家香农（Shannon）指出，利用布尔（Boole）代数能对复杂的开关电路进行分析，电子科学中一个崭新的分支就逐渐形成，发展起来。
这就是电子计算机最初的理论。
真正的电子计算机一般说来是1942年开始研制的ENIAC（Electronicnumericalintegratorandcomputer）。
这台计算机直到1946年完成，它主要是为美国陆军阿贝尔丁检验基地计算弹道而设计的，共用了18000个真空管；
项目开始：
1943完成：
1946速度：
5000次每秒
输入/输出：
卡片、光、开关、插头占平面积：
1000平方英尺
项目负责人：
JohnMauchlyJ.PresperEckert
ENIAC共和了18000个电子管，700000只电阻，10000只电容，重30吨，功率40千瓦，占地170平方米，差不多有10间房子大小，它的实际造价是大约48万美元。
几乎与此同时，一个引起电子科学革命性变化的工作也在进行，这就是对半导体器件的研制。
而现今半导体器件几乎占领了电子科学所有特殊的和普通的领域。
1948年，确切地说应是1947年12月23日，第一只晶体管在贝尔实验室（BellTelephoneLaboratories）诞生，这是电子技术发展史上第二个重要里程碑。
用单晶锗研制成n-p-n型晶体三极管，促成了电子技术小型化的发展，推动了固体物理和电子学的研究
第一只点接触型晶体三极管
晶体管的出世要归功于：
肖克莱﹙Shockley）
巴丁﹙Bardeen﹚
布拉顿﹙Bratein﹚﹙1902年生于中国厦门）
他们分享了1956年度诺贝尔物理学奖
肖克莱后来对美国旧金山西南端硅谷做出了开创性贡献。
而巴丁则又与库柏（Cooper）和施莱弗（Schrieffer）由于对超导理论的贡献共享了1972年度诺贝尔物理学奖。
晶体管出现后，无线电技术及电子学本身发生了巨大变化，得到了长足的发展；
20世纪60年代，中、大规模乃至超大规模集成电路的不断涌现，是电子技术发展史上第三个重要里程碑。
1959年，美国科学家基尔比（Kilby）造出了世界上第一块集成电路。
1967年研制成大规模集成（LSI）电路。
1978年研制成超大规模集成（VLSI）电路，从此电子技术进入了微电子技术时代。
随着半导体技术的发展，出现了许多电子技术新的分支。
而今所谓三C技术、三A革命无一不是电子技术及半导体技术的发展所导致的直接结果。
三C技术：
Communication，Computer，Control
三A革命：
FactoryAutomation，OfficeAutomation，HomeAutomation
半导体技术的发展不仅影响了电子技术，也影响了其它技术的发展。
如：
冶金术，精加工，材料科学，化学等。
五十年代开始，半导体技术在我国受到重视。
一批从国外回来的著名科学家如：
黄昆、谢希德等组织了一些有志之士开始了半导体专门化研究，他们那时培养的学生大多数已成为我国固体物理学或半导体技术界的学科带头人。
七十年代，我们几乎停止了进步。
直到八十年代我国半导体技术才有开始有长足的发展。
应该讲我们与国外的差距正在缩小。
20世纪初首先解决了无线电报通信问题。
接着又解决了用无线电波传送语言和音乐的问题，从而开展了无线电话通信和无线电广播。
以后传输图象的问题也解决了，出现了无线电传真和电视。
20世纪30年代中期到第二次世界大战期间，为了防空的需要，无线电定位技术迅速发展和雷达的出现，带动了其他科学的兴起，如无线电天文学、无线电气象学等。
20世纪50年代以来，宇航技术的发展又促进了无线电技术向更高的阶段发展。
无线电技术的发展是从利用电磁波传输信息的无线电通信扩展到计算机科学、宇航技术、自动控制以及其他各学科领域的。
315/433超再生接收模块SR9915
2.无线通信模块
2.1应用领域
无线通信模块广泛地运用在车辆监控、遥控、遥测、小型无线网络、无线抄表、门禁系统、小区传呼、工业数据采集系统、无线标签、身份识别、非接触RF智能卡、小型无线数据终端、安全防火系统、无线遥控系统、生物信号采集、水文气象监控、机器人控制、无线232数据通信、无线485/422数据通信、数字音频、数字图像传输等领域中。
2.2无线通信模块数据传输
数据传输可以简单地分为有线（包括架设光缆、电缆或租用电信专线）和无线（分为建立专用无线数据传输系统（433MHZ频段和2.4G频段）或借用CDPD、GSM、CDMA等公用网信息平台）两大类方式。
2.3无线通信模块的优点
相比较而言，用无线数传模块建立专用无线数据传输方式比其它方式具有如下优点，下面介绍一下用无线数传模块建立专用无线数据传输方式相比于有线通讯的优点。
1．成本廉价
有线通信方式的建立必须架设电缆，或挖掘电缆沟，因此需要大量的人力和物力；
而用无线数传电台建立专用无线数据传输方式则无需架设电缆或挖掘电缆沟，只需要在每个终端连接无线数传电台和架设适当高度的天线就可以了。
相比之下用无线数传模块建立专用无线数据传输方式，节省了人力物力，投资是相当节省的。
当然在一些近距离的数据通讯系统中，无线的通讯方式并不比有线的方式成本低，但是有时候实际的现场环境难以布线，客户根据现场环境的需要还是会选用无线的方式来实现通讯。
2．建设工程周期短
当要把相距数公里到数十公里距离的远程站点相互连接通讯的时候，采用有线的方式，必须架设长距离的电缆或者挖掘漫长的电缆沟，这个工程周期可能就需要数个月的时间，而用数传模块建立专用无线数据传输的方式，只需要架设适当高度的天线，工程周期只需要几天或者几周就可以，相比之下，无线的方式可以迅速组建起通信链路，工程周期大大缩短。
3．适应性好
有线通讯的局限性太大，在遇到一些特殊的应用环境，比如遇到山地、湖泊、林区等特殊的地理环境或是移动物体等布线比较困难的应用环境的时候，将对有线网络的布线工程有着极强的制约力，而用无线数传模块建立专用无线数据传输方式将不受这些限制，所以说用无线数传模块建立专用无线数据传输方式将比有线通讯有更好的更广泛的适应性，几乎不受地理环境限制。
4．扩展性好
在用户组建好一个通讯网络之后，常常因为系统的需要增加新的设备。
如果采用有线的方式，需要重新的布线，施工比较麻烦，而且还有可能破坏原来的通讯线路，但是如果采用无线数传电台建立专用无线数据传输方式，只需将新增设备与无线数传电台相连接就可以实现系统的扩充了，相比之下有更好的扩展性。
2.4无线通信模块开发注意事项
模块必须用信号调制才能正常工作，常见的固定码编码器件如PT2262/2272，只要直接连接即可，非常简单，因为是专用编码芯片，所以效果很好传输距离很远。
模块还有一种重要的用途就是配合单片机来实现数据通讯，这时有一定的技巧：
1、合理的通讯速率
数据模块的最大传输数据速率为9.6KBs，一般控制在2.5k左右，过高的数据速率会降低接收灵敏度及增大误码率甚至根本无法工作。
2、合理的信息码格式
单片机和模块工作时，通常自己定义传输协议，不论用何种调制方式，所要传递的信息码格式都很重要，它将直接影响到数据的可靠收发。
码组格式推荐方案
前导码＋同步码＋数据帧，前导码长度应大于是10ms，以避开背景噪声，因为接收模块接收到的数据第一位极易被干扰（即零电平干扰）而引起接收到的数据错误。
所以采用CPU编译码可在数据识别位前加一些乱码以抑制零电平干扰。
同步码主要用于区别于前导码及数据。
有一定的特征，好让软件能够通过一定的算法鉴别出同步码，同时对接收数据做好准备。
数据帧不宜采用非归零码，更不能长0和长1。
采用曼彻斯特编码或POCSAG码等。
3、单片机对接收模块的干扰
单片机模拟2262时一般都很正常，然而单片机模拟2272解码时通常会发现遥控距离缩短很多，这是因为单片机的时钟频率的倍频都会对接收模块产生干扰，51系列的单片机电磁干扰比较大，2051稍微小一些，PIC系列的比较小，我们需要采用一些抗干扰措施来减小干扰。
比如单片机和遥控接收电路分别用两个5伏电源供电，将接收板单独用一个78L05供电，单片机的时钟区远离接收模块，降低单片机的工作频率，中间加入屏蔽等。
接收模块和51系列单片机接口时最好做一个隔离电路，能较好地遏制单片机对接收模块的电磁干扰。
接收模块工作时一般输出的是高电平脉冲，不是直流电平，所以不能用万用表测试，调试时可用一个发光二极管串接一个3K的电阻来监测模块的输出状态。
无线数据模块和PT2262/PT2272等专用编解码芯片使用时，连接很简单只要直接连接即可，传输距离比较理想，一般能达到600米以上，如果和单片机或者微机配合使用时，会受到单片机或者微机的时钟干扰，造成传输距离明显下降，一般实用距离在200米以内。
3.无线通信系统
3.1无线通信系统的分类
1.通信（communication）
一切将信息从发送者传送到接收者的过程。
自古以来，信息就如同物质和能量一样，是人类赖以生存和发展的基础资源之一。
人类通信的历史可以追溯到远古时代，文字、信标、烽火及驿站等作为主要的通信方式，曾经延续了几千年。
电通信的发展历史从1837年美国人莫尔斯发明人工电报装置开始，至今不过170年。
翻开厚厚的电信史册，沿着历史的脚步一路走来，在技术和市场需求的双重驱动下，仅有一百多年历史的电通信发生了翻天覆地的巨变，取得了令人惊叹的辉煌成就。
消息（NEWS，MESSAGE）：
——关于人或事物情况的报道。
——通信过程中传输的具体对象：
文字，语音，图象，数据等。
信息（INFORMATION）：
——有用的消息
信号（SIGNAL）：
——信息的具体存载体。
2.通信系统
实现信息传送过程的系统。
3.分类
（1）按传输的信息的物理特征，可以分为电话、电报、传真通信系统，广播电视通信系统，数据通信系统等；
（2）按信道传输的信号传送类型，可以分为模拟和数字通信系统；
（3）按传输媒介（信道）的物理特征，可以分为
有线通信系统—利用导线传送信息；
无线通信系统—利用电磁波传送信息；
光纤通信系统—利用光导纤维传送信息。
在无线模拟通信系统中，信道便是指自由空间。
3.2无线通信系统的组成
组成：
发送设备+接收设备+传输媒体。
1.发送设备
（1）变换器（换能器）：
将被发送的信息变换为电信号。
例如话筒将声音变为电信号。
（2）发射机：
将换能器输出的电信号变为强度足够的高频电振荡。
发射机组成：
（1）振荡器：
产生fosc的高频振荡信号，几十kHz以上。
（2）高频放大器（倍频器）：
一或多级小信号谐振放大器，放大振荡信号，使频率倍增至fc，并提供足够大的载波功率。
（3）低频放大器：
多级放大器组成，前几级为小信号放大器，用于放大微音器的电信号；
后几级为功放，提供功率足够的调制信号。
（4）高频功放及调幅器：
实现调幅功能，将输入的载波信号和调制信号变换为所需的调幅波信号，并加到天线上
（3）天线：
将高频电振荡变成电磁波向传输媒质辐射。
2.传输媒体——电磁波
在自由空间中,波长与频率存在以下关系:
c=fλ式中:
c为光速,f和λ分别为无线电波的频率和波长,因此,无线电波也可以认为是一种频率相对较低的电磁波。
对频率或波长进行分段,分别称为频段或波段。
不同频段信号的产生、放大和接收的方法不同,传播的能力和方式也不同,因而它们的分析方法和应用范围也不同。
无线电波只是一种波长比较长的电磁波,占据的频率范围很广。
电磁波从发射机天线辐射后，不仅电波的能量会扩散，接收机只能收到其中极小的一部分，而且在传播过程中，电波的能量会被地面、建筑物或高空的电离层吸收或反射；
或在大气层中产生折射或散射，从而造成强度的衰减。
根据无线电波在传播过程所发生的现象,电波的传播方式见图1-3，主要有（a）绕射（地波），（b）反射和折射（天波），（c）直射（空间波）。
决定传播方式的关键因素是无线电信号的频率。
沿大地与空气的分界面传播的电波叫地表面波，简称地波。
绕射传播。
传播途径主要取决于地面的电特性。
地波在传播过程中，由于能量逐渐被大地吸收，很快减弱（波长越短，减弱越快），因而传播距离不远。
但地波不受气候影响，可靠性高。
超长波、长波、中波无线电信号，都是利用地波传播的。
短波近距离通信也利用地波传播。
天波：
利用天空的电离层折射和反射而传播的电波，也叫天空波。
电离层只对短波波段的电磁波产生反射作用，因此天波传播主要用于短波远距离通信。
两个突出特点：
一是传播距离远，同时产生中间静区地带，二是传播不稳定，随昼夜和季节的变化而变化。
因此，短波通信要经党更换波段，以保证质量。
空间波又称为直射波，是由发射点从空间直线传播到接收点的无线电波。
直射波传播距离一般限于视距范围。
在传播过程中，它的强度衰减较慢，超短波和微波通信就是利用直射波传播的。
在地面进行直射波通信，其接收点的场强由两路组成：
一路由发射天线直达接收天线，另一路由地面反射后到达接收天线，如果天线高度和方向架设不当，容易造成相互干扰（例如电视的重影）。
限制直射波通信距离的因素主要是地球表面弧度和山地、楼房等障碍物，因此超短波和微波天线要求尽量高架。
电磁波传输方式，依据波长不同，可分：
波段名称波长范围频率范围波段名称传播方式应用场合
长波波段
（LW）1000～10000m30～300KHz低频
（LF）地波远距离通信
中波波段
（MW）100～1000m300～3000KHz中频
（MF）地波，
天波广播，
通信，导航
短波波段
（SW）10～100m3～30MHz高频
（HF）天波，地波广播，
中距离通信
超短波波段（VSW）1～10m30～300MHz甚高频
（YHF）直线传播
对流层散射移动通信，电视广播，调频广播，雷达导航等
分米波波段（USW）10～1000cm300～3000MHz超高频
（UHF）直线传播
散射传播通信，中继通信，卫星通信，电视广播，雷达
厘米波波段（SSW）1～10cm3～30GHz特高频
（SHF）直线传播中继通信，
雷达，卫星通信
毫米波波段（ESW）1～10mm30～300GHz极高频
（EHF）直线传播微波通信，雷达
3.接收设备
接收是发射的逆过程
（1）接收天线：
将空间传播到其上的电磁波→高频电振荡
（2）接收机：
高频电振荡电信号
（3）变换器（换能器）：
将电信号所传送信息
3.3无线通信系统发展史
第一代无线通信系统
采用频分多址（FrequencyDivisionMultipleAccess）技术组建的模拟蜂窝网也被称为第一代（FirstGeneration，下称1G）无线通信系统。
这些系统中，话务是主要的通信方式。
由于采用模拟调制，这些系统容易被第三方窃听。
1G的主要蜂窝系统包括AMPS、NMT、Hicap、CDPD、Mobitex、DataTac、TACS和ETACS。
20世纪70年代末，AT&
T的贝尔实验室发明了美国的第一个蜂窝电话系统，即AMPS（AdvancedMobilePhoneService）。
Ameritech公司的AMPS在1983年首次在芝加哥的城区和郊区部署。
当年，FCC（FederalCommunicationsCommission）分配了位于800MHz频段的40MHz频谱给AMPS，到了1989年，由于业务量激增，FCC又额外分配了10MHz（称为扩展频谱）给AMPS。
最初的AMPS蜂窝系统的特点是：
蜂窝较大，基站采用全向天线以减少成本。
在芝加哥部署的AMPS覆盖了大约2100平方英里。
时至今日，AMPS仍然在世界上的许多地方（尤其是农村）使用，包括美国、南美、澳大利亚和中国。
虽然在每个国家AMPS所使用的频带不同，但其无线接口标准是一致的。
到了80年代中期，ETACS（TheEuropeanTotalAccessCommunicationSystem）在欧洲发展了起来，ETACS和AMPS基本一致，但其每个信道的带宽为25KHz（AMPS为30KHz）。
ETACS和AMPS的另一个不同在于电话号码（MobileIdentificationNumber）的划分，因为欧洲的电话号码要划分为国家区号，而美国的电话号码要划分的是州区号（AreaCode）。
中国于1983年规定蜂窝式移动电话系统频段为870-889.975MHz与915-935.975MHz，频道间隔为25KHz。
1990年8月确定采用TACS制式，即频段为890-915MHz与935-960MHz，双工间隔频率为45MHz，并且规定即日起停止引进非该频段的模拟蜂窝系统，原来已引进的各种系统可以沿用到2005年。
第二代无线通信系统
从2G开始，无线通信步入了纯数字时代。
2G的另一个显著特点是，所有的标准都以商业利益为宗旨。
目前，世界上大多数运营中的无线通信系统都是2G系统，其中60%的市场被欧洲标准占据。
2G标准包括GSM、iDEN、USDC（D-AMPS）、IS-95、PDC、CSD、PHS、GPRS、HSCSD和WiDEN。
第一代AMPS系统并不能满足当今大城市的通信容量需求。
数字蜂窝（DigitalCellular），亦即采用数字调制技术的蜂窝系统，可以极大地提供系统的容量和性能。
经过主要蜂窝产商的大量研究和比较，在20世纪80年代晚期，USDC（TheUnitedStatesDigitalCellularSystem）实现了可以在固定频带内支持更多用户的时分多址（TimeDivisionMultipleAccess）系统。
在每个AMPS信道上，USDC可以支持3个全速率（Full-rate）用户或6个半速率（Half-rate）用户。
在FDD模式上，USDC沿用了AMPS的45MHz间隔。
1990年，USDC/AMPS双模式系统由EIA/TIA（ElectronicIndustriesAssociationandTelecommunicationIndustryAssociation）在InterimStandard54（IS-54）中标准化，随后被升级到IS-136。
由于USDC保持了和AMPS的兼容性，有时也被称为D-AMPS（DigitalAMPS）。
1982年，北欧四国向CEPT（ConferenceEuropeofPostandTelecommunications）提交了一份建议书，要求订制900MHz频段的欧洲公共电信业务规范，建立全欧统一的蜂窝网移动通信系统，以解决欧洲各国在1G系统中采用多种不同系统造成的互不兼容、无法漫游的问题。
同年，GSM（GroupSpecialMobile）成立。
经过几年的讨论和现场测试和论证比较，1986年，GSM成员国选定了窄带TDMA方案。
1988年，欧洲18国达成GSM谅解备忘录并颁布了GSM（GlobalSystemforMobilecommunications）标准。
它包括两个并行的系统，GSM900和DCS1800，这两个系统功能相同，主要的差异是频段不同。
在GSM标准中，未对硬件做出规定，只对功能、接口等做了详细规定，便于不同公司的产品可以互连互通。
GSM标准共有12项内容，包括：
概述、业务、网络、MS-BS（移动台-基站）接口与协议、无线链路的物理层、话音编码规范、MS的终端适配器、BS-MSC（基站-移动交换中心）接口与协议、网络互通、业务互通、设备型号认可规范、操作和维护。
第三代无线通信系统
为了满足不断增长的网络容量需求，数据速率亟待提高到能提供高速数据传输和多媒体应用的水平上来，于是3G标准出现了。
3G系统基本上是2G的线性扩展，它们基于两种不同的骨干架构，一种基于电路交换，另一种则基于包交换。
ITU（InternationalTelecommunicationUnion）定义了一组特定的空中接口技术并称之为3G，包含在IMT-2000（InternationalMobileTelecommunications-2000）倡议中。
IMT-2000是3G的国际标准，它包括IMT-DS（IMTDirectSequence，或W-CDMA、UTRA-FDD）、IMT-MC（IMTMultiCarrier，或CDMA2000）、IM
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