无线通信系统与技术.pptx

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有线通信与无线通信相对。

有哪些线?

光纤网线（双绞线）电话线同轴电缆无线通信介绍无线通信（WirelessCommunication）是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式。

无线通信与有线通信相对。

无线通信技术是近些年信息通信领域中发展最快、应用最广的通信技术。

在移动中实现的无线通信通称为移动通信，二者合称为无线移动通信。

无线通信的特点：

利用无线电磁波进行信息传输占用无线频谱资源电磁波信号强度随着距离增加而不断衰减无线移动通信引起多普勒效应在复杂的干扰环境中运行环境的干扰环境的干扰无线信号间的干扰无线信号间的干扰电磁波无线通信的基础-电磁波电场电场电场振振子子电波波传输方向方向磁磁场磁磁场无线通信技术历史回顾1888，RudolfHertz发现电磁波1920，K.Armstrong提出调频（FM）理论1960，半导体取代电子管，集成电路和计算机出现1970，美国BellLab提出“蜂窝”概念1983，美国Motorola：

AMPS商用1984，英国：

TACS；日本：

JTACS1989，欧洲发布GSMPhaseI标准1992，美国FCC批准CDMA（IS95）1999，国际ITU对3G标准化名词解释FCC：

FederalCommunicationsCommission，美国联邦通信委员会ITU：

InternationalTelegraphUnion，国际电信联盟AMPS：

AdvancedMobilePhoneSystem，高级移动电话系统TACS：

TotalAccessCommunicationsSystem，全入网通信系统GSM：

GlobalSystemforMobileCommunications，全球移动通讯系统，俗称“全球通”。

无线电频谱段号段号频段名称频段名称频段范围频段范围波长范围波长范围波段名称波段名称1极低频（ELF）3-30Hz100-10兆米极长波2超低频（SLF）30-300Hz10-1兆米超长波3特低频（ULF）300-3000Hz100-10万米特长波4甚低频（VLF）3-30KHz10-1万米甚长波5低频（LF）30-300KHz10-1千米长波6中频（MF）300-3000KHz10-1百米中波7高频（HF）3-30MHz100-10米短波8甚高频（VHF）30-300MHz10-1米超短波9特高频（UHF）300-3000MHz10-1分米分米波微波10超高频（SHF）3-30GHz10-1厘米厘米波11极高频（EHF）30-300GHz10-1毫米毫米波12至高频（THF）300-3000GHz10-1丝米丝米波通信频谱无线通信应用全球星全球星GPS小灵通小灵通寻呼机寻呼机蓝牙蓝牙健康监控健康监控RFID卫星通信卫星通信对讲机对讲机手机手机WIFICMMB无线通信系统与技术无线通信概述典型无线通信系统介绍蜂窝移动通信系统介绍移动通信系统组成无线通信技术典型无线通信系统介绍无线寻呼系统微波中继通信卫星通信/铱星/全球星/GPS无绳电话/小灵通蓝牙/ZigBee/WiFi/WiMaxMBWA/LMDS/MMDSRFIDCMMB蜂窝移动通信系统无线寻呼系统传送简单信息的单向通信系统。

系统组成：

寻呼控制中心基站寻呼接收机（BB机/BP机）寻呼系统体制：

GSC格雷顺序编码，1973年，美国POCSAGPOCSAG码,1975年，英国ERMES欧洲无线信息系统，1992年，欧洲FLEX通用寻呼系统，1993年，MotorolaAPOC高级寻呼操作码，1994年，Philips微波中继通信微波波段分为分米波段（VHF）、厘米波段（UHF）、毫米波段（EHF）。

微波传播的特点：

直线传播（也称视距通信）微波中继距离约50公里，总通信距离长达数千公里。

微波接力通信由终端站、枢纽站、若干个中继站组成。

利用静止卫星充当微波中继站，使通信距离大为增加。

微波通信经历了由模拟到数字的转变。

微波数字传输系列：

PDHSDHPDH：

PlesiochronousDigitalHierarchy准同步数字系统SDH：

SynchronousDigitalHierarchy同步数字系统卫星通信同步地球轨道卫星（GEOS，GeosynchronousEarthOrbitSatellite）卫星高度：

35,786公里覆盖全球至少需要三颗卫星国际通信卫星组织INTELSAT的I-V代卫星国际海事卫星组织INMARSAT的I-III代卫星移动卫星服务（MSS，MobileSatelliteService）采用中轨道卫星MEOS和低轨道卫星LEOS卫星轨道高度分别为约10,000公里和800-1600公里多颗卫星完成移动通信的全球覆盖著名的低轨道卫星有：

Motorola等公司的“铱”星（Iridium）系统Loral公司的“全球星”（Globalstar）系统TRW公司的奥德赛（Odyssey）系统“铱”IRIDIUM系统Motorola公司于1987年提出的低轨全球个人卫星移动通信系统。

与现有通信网结合，可实现全球数字化个人通信。

原设计为77颗小型卫星，分别围绕7个极地圆轨道运行。

因卫星数与铱原子的电子数相同而得名。

后来改为66颗卫星围绕6个极地圆轨道运行，但仍用原名称。

极地圆轨道高度约780km，每个轨道平面分布11+1颗卫星。

铱系统主要由四部分组成：

空间段、系统控制段、用户段、关口站段市场定位：

商务旅行者、海事用户、航空用户、紧急援助、边远地区提供业务：

话音、传真、数据、定位、寻呼1998年11月1日宣布在全球投入商业运营。

2000年3月17日铱公司宣布破产，停止提供“铱”服务。

全球星GLOBALSTAR由美国劳拉公司（Loral）和高通公司（Qualcomm）倡导发起，2000年1月6日开通运营共48+4颗低轨卫星，卫星高度1414公里。

在全球范围（不包括南北极）向用户提供无缝隙覆盖的、低价的卫星移动通信业务。

业务包括：

话音、传真、数据、短信息、定位等。

系统主要由三部分组成：

空间段、地面段、用户段全球星不是把一个全球星用户与另一个用户直接相连，而是在用户经过卫星和关口站之间进行通信。

如果被叫是全球星用户，就会通过PSTN与关口站链接，再上星接通。

双模手机：

全球星/GSMGPSGlobalPositioningSystem全球定位系统20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。

主要目的：

为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务。

GPS导航的基本原理卫星不断地发射导航电文。

接收机收到导航电文时，提取出卫星时间，与自己的时钟做对比，得出卫星与接收机的距离。

综合与多颗卫星的距离数据计算出接收机的位置。

运用x、y、z、t四个坐标数据解方程进行计算所以至少需要能接收到4颗卫星的信号GPS组成：

空间卫星：

21颗工作卫星，3颗备用卫星，高度20200km。

地面控制系统：

1个主控站，3个注入站，5个监测站用户设备：

GPS接收机全球四大卫星定位系统：

美国-GPS、欧盟-伽利略、俄罗斯-格洛纳斯、中国-北斗GPSONE（AGPS）GPSOne也叫AGPS，是美国高通公司推出的辅助GPS定位技术。

结合GPS卫星信号和CDMA网络信号进行混合定位。

在GPS卫星信号和无线网络信号都无法单独完成定位的情形下，GPSOne会组合这两种信息源，只要有一颗卫星和一个小区站点就可以完成定位，解决了传统GPS无法解决的问题。

特点：

定位精度能达到5-50米完成定位只需要几秒到几十秒在野外和室内都能定位普通手机可以集成GPSOne芯片无绳电话系统无绳电话是利用现有固定电话网的交换和中继设备的一种增值业务。

无绳电话的发展（主要标准）：

CTO：

1984年，美国FCC提出的第一代模拟无绳电话标准CT1：

1987年，欧洲CEPT提出的模拟无绳电话标准CT2/DECT：

1989年，英国提出数字无绳电话标准CT2首次提出远程站（Telepoint）概念，远程站相当于公用电话亭。

在远程站附近几百米范围内可以象在室内一样使用无绳电话。

若干个CT2手机可同时接入同一个远程站，互不干扰。

低成本，”穷人的大哥大“。

缺点：

只能呼出不能呼入。

1991年ETSI发布DECT数字增强无绳电话标准PHS/PACS1993年，日本提出第二代数字无绳电话系统PHS（PersonalHandy-phoneSystem），俗称“小灵通”。

1995年，Motorola提出PACS（PersonalAccessCommunicationSystem）。

固定电话网（PSTN）PHS通信系统（小灵通）个人手持电话系统（PersonalHandy-phoneSystem）采用日本RCRSTD-28标准，采用数字空中接口。

PHS使用1900-1920MHz频段。

优点：

硬件投资少，资费低。

绿色环保，发射功率非常低，仅为10mW。

待机时间长。

缺点：

只能应用于用户密集区域，通信距离短，不支持用户漫游。

不支持快速移动（速度不能超过40公里/小时）。

中国用户最多时达到9300万，全球用户超过1亿。

由于使用的频段与TD-SCDMA相冲突，工信部要求小灵通在2011年前全部退市。

数字无绳电话系统比较技术参数技术参数CT2DECTPHSPACS推出时间推出时间1989199119931995工作频段（工作频段（MHz）864-8681880-19001895-19181850-1930频带宽度（频带宽度（MHz）4202360多址多址/双工双工FDMA/TDDTDMA/TDDTDMA/TDDTDMA/FDD信道宽度（信道宽度（KHz）1001728300300每载波用户每载波用户1124/88信道数目信道数目40120288/5761600调制方式调制方式0.5GFSK0.5GFSK/4DQPSK/4DQPSK比特速率（比特速率（Kbit/s）721152384384语音编码语音编码ADPCMADPCMADPCMADPCMMS功率（功率（mW）5-1025010200无线通信网络WWAN：

WirelessWideAreaNetwork，无线远程网WMAN：

WirelessMetropolitanAreaNetwork，无线城域网WLAN：

WirelessLocalAreaNetwork，无线局域网WPAN：

WirelessPersonalNetwork，无线个人网WWANWMANWLANWPANIEEE802.20（MBWA）IEEE802.16（WiMax）IEEE802.16（WiFi）IEEE802.15（Bluetooth/ZigBee）3GPP3GPP2Cellular（2G/3G/4G）RFIDIEEE802无线标准系列标准系列标准系列工作频段工作频段传输速率传输速率覆盖距离覆盖距离网络应用网络应用主要特征与应用主要特征与应用802.15x2.4GHz/3.1-10.6GHz0.25/1-55/110Mbps10-75米/10米WPAN点对点短距离连接，工作在个人操作环境，用于家庭及办公室的高速数据网络。

802.15.4工作在低速率，用于家庭控制网关。

802.11x2.4/5.8GHz1-54/108Mbps100米WLAN点对多点短距离连接，支持AP间的切换，用于：

1、企业WLAN2、PWLAN3、家庭/SOHO无线网关802.16x2-11/11-66GHz7