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无线通信系统与技术


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 / WiMax MBWA / LMDS / MMDS


RFID
CMMB

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。

CT1:


CT2 / DECT:

固定电话网 (PSTN)

PHS / PACS

1993年,日本提出第二代数字无绳电话系统PHS(Personal Handy-phone System),俗 称“小灵通”。 1995年,Motorola提出PACS(Personal Access Communication System)。
1970,美国Bell Lab提出“蜂窝”概念
1983,美国Motorola:AMPS商用 1984,英国:TACS;日本:JTACS


1989,欧洲发布GSM Phase I 标准
1992,美国FCC批准CDMA(IS95) 1999,国际ITU对3G标准化
名词解释

FCC:Federal Communications Commission,美国联邦通信委员会 ITU:International Telegraph Union ,国际电信联盟 AMPS:Advanced Mobile Phone System,高级移动电话系统 TACS:Total Access Communications System,全入网通信系统 GSM:Global System for Mobile Communications,全球移动通讯系统,俗 称“全球通” 。

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 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

移动卫星服务(MSS,Mobile Satellite Service)
FDMA/TDD TDMA/TDD TDMA/TDD TDMA/FDD
信道宽度(KHz)
每载波用户 信道数目
100
1 40
1728
12 120
300
4/8 288/576
300
8 1600
调制方式
比特速率(Kbit/s) 语音编码 MS功率(mW)
0.5GFSK
72 ADPCM 5-10
0.5GFSK

PHS 通信系统(小灵通) 个人手持电话系统(Personal Handy-phone System)

采用日本RCR STD-28标准,采用数字空中接口。
PHS使用 1900-1920 MHz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。


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 美国-GPS、欧盟-伽利略、俄罗斯-格洛纳斯、中国-北斗
Cellular (2G/3G/4G)
WLAN WPAN
RFID

WWAN:Wireless Wide Area Network,无线远程网 WMAN:Wireless Metropolitan Area Network,无线城域网 WLAN:Wireless Local Area Network,无线局域网 WPAN:Wireless Personal Network,无线个人网

环境的干扰

无线信号间的干扰
电磁波

无线通信的基础-电磁波
振 子 电场
磁场 电场 电波传输方向
磁场 电场
无线通信技术历史回顾

1888,Rudolf Hertz 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



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。
10-1 兆米
100-10 万米 10-1 万米 10-1 千米 10-1 百米 100-10 米 10-1 米 10-1 分米
超长波
特长波 甚长波 长波 中波 短波 超短波 分米波
10
11 12
超高频(SHF)
极高频(EHF) 至高频(THF)
3-30 GHz
30-300 GHz 300-3000 GHz


PDH:Plesiochronous Digital Hierarchy 准同步数字系统 SDH:Synchronous Digital Hierarchy 同步数字系统
卫星通信

同步地球轨道卫星 (GEOS,Geosynchronous Earth Orbit Satellite)


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/GSM


GPS

Global Positioning System 全球定位系统
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:PDH SDH
无线电频谱
段号
1
频段名称
极低频(ELF)
频段范围
3-30 Hz
波长范围
100-10 兆米
波段名称
极长波
2
3 4 5 6 7 8 9
超低频(SLF)
特低频(ULF) 甚低频(VLF) 低频(LF) 中频(MF) 高频(HF) 甚高频(VHF) 特高频(UHF)
30-300 Hz
300-3000 Hz 3-30 KHz 30-300 KHz 300-3000 KHz 3-30 MHz 30-300 MHz 300-3000 MHz


无线通信介绍
无线通信技术历史回顾 无线通信频谱 无线通信应用
有线通信介绍

有线通信是指利用线缆线路(电线或者光缆)作为 通讯传导来传送信号的通信方式。 有线通信与无线通信相对。

有哪些线?

光纤 网线(双绞线)


电Байду номын сангаас线
同轴电缆 ……
无线通信介绍 无线通信(Wireless Communication)是利用电磁波信号可以在自由空间中

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 POCSAG –POCSAG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,Motorola APOC –高级寻呼操作码,1994年,Philips


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 1987年,欧洲CEPT提出的模拟无绳电话标准 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

全球四大卫星定位系统:

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:
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