现代无线通信原理第一章

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1、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。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。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。190

2、6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年泰坦尼克号邮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(2/10)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。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。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

3、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(4/10)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。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

4、了坚实的经济和技术基础。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RadioComm2000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(6/10)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CDM

5、A系统（IS-95)开通。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。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

6、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(Adhoc)：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。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

7、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。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)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

8、、和亚毫米波等。微波是指