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1、无线通信技术发展史无线通信技术发展史电子技术教研室电子技术教研室赵建平赵建平2015.09.052 历史（历史（1/71/7）通信发展历史的回顾）通信发展历史的回顾l通信（通信（Communication)Communication)作为电信（作为电信（Telecommunication) Telecommunication) 是从是从1919世纪世纪3030年度开始的。年度开始的。l 物理发现物理发现 通信技术发展通信技术发展 18311831年法拉第电磁感应年法拉第电磁感应 18371837年莫尔斯发明电报年莫尔斯发明电报 1873 1873年马克斯韦尔的电年马克斯韦尔的电 1876187
2、6年贝尔发明电话年贝尔发明电话磁场理论磁场理论 18951895年马可尼发明无线电年马可尼发明无线电无线电的发明无线电的发明开辟了电信（开辟了电信（Telecommunication)Telecommunication)的新纪的新纪元元3历史（历史（2/72/7）电话的发明者贝尔）电话的发明者贝尔l贝尔（贝尔（18xx18xx19221922）英国人）英国人 18681868年年 在伦敦工作在伦敦工作 18711871年年 去波士顿工作去波士顿工作 18731873年年 任波士顿大学教授任波士顿大学教授 18751875年年 发明多路电报发明多路电报 18761876年年 发明电话发明电话4历
3、史（历史（3/73/7）无线电的发明者马可尼）无线电的发明者马可尼l马可尼（马可尼（1874187419371937）意大利人）意大利人 18941894年年 在父亲的庄园试验在父亲的庄园试验 18961896年年 去伦敦去伦敦 18971897年年 建立无线电报公司建立无线电报公司 18991899年年 首次实现英法无线通信首次实现英法无线通信 19161916年年 实现短波无线电通信实现短波无线电通信 19291929年年 建立世界性无线通信网建立世界性无线通信网l曾获诺贝尔奖金曾获诺贝尔奖金l曾参加法西斯党曾参加法西斯党5历史（历史（4/74/7）通信发展历史的回顾）通信发展历史的回顾l
4、 物理发现物理发现 通信技术发展通信技术发展l 1906 1906年发明电子管年发明电子管 模拟通信得到发展模拟通信得到发展l 开辟了模拟通信的新纪元开辟了模拟通信的新纪元 l 19281928年奈奎斯特准则和取样定理年奈奎斯特准则和取样定理 19481948年山农定理年山农定理（香农定理、仙农定理）（香农定理、仙农定理）l 在理论上为数字通信准备了条件在理论上为数字通信准备了条件 6历史（历史（5/75/7）通信发展历史的回顾）通信发展历史的回顾l 物理发现物理发现通信技术发展通信技术发展 2020世纪世纪5050年代年代数字通信得到发展数字通信得到发展 发明半导体发明半导体 20 20世纪
5、世纪6060年代年代 发明集成电路发明集成电路 l 开辟了数字通信的新纪元开辟了数字通信的新纪元7历史（历史（6/76/7）通信发展历史的回顾）通信发展历史的回顾物理发现物理发现通信技术发展通信技术发展 2020世纪世纪5050年代年代2020世纪世纪4040年代提出静止卫年代提出静止卫航天技术航天技术星概念，但无法实现星概念，但无法实现19631963年第一次实现同步卫年第一次实现同步卫星通信星通信l 开辟了空间通信的新纪元开辟了空间通信的新纪元8历史（历史（7/77/7）通信发展历史的回顾）通信发展历史的回顾物理发现物理发现 通信技术发展通信技术发展 2020世纪世纪6060年代年代 发明
6、激光发明激光 企图用于通信，未成功企图用于通信，未成功 2020世纪世纪7070年代年代 发明光导纤维发明光导纤维 光纤通信得到发展光纤通信得到发展 l 开辟了光纤通信的新纪元开辟了光纤通信的新纪元9 人们所称的第一代移动通信系统人们所称的第一代移动通信系统(1G) ，则，则是诞生于是诞生于20世纪世纪70年代至年代至80年代，当时集成电年代，当时集成电路技术、微型计算机和微处理器技术快速发展，路技术、微型计算机和微处理器技术快速发展，美国贝尔实验室推出了美国贝尔实验室推出了蜂窝式蜂窝式模拟移动通信系模拟移动通信系统，使得移动通信真正进入了个人领域。统，使得移动通信真正进入了个人领域。 第一代
7、移动通信第一代移动通信1/41/410 第一代移动通信主要采用第一代移动通信主要采用模拟语音调制技模拟语音调制技术术和和频分多址频分多址(FDMA)技术技术，传输速率约，传输速率约2.4kb/s，由于受到传输带宽的限制，不能进，由于受到传输带宽的限制，不能进行移动通信的长途漫游，只能是一种区域性行移动通信的长途漫游，只能是一种区域性的移动通信系统。的移动通信系统。第一代移动通信第一代移动通信2/42/411第一代移动通信第一代移动通信3/43/4第一代移动通信的多种制式第一代移动通信的多种制式美国的高级移动电话系统（美国的高级移动电话系统（AMPS）英国的总访问通信系统（英国的总访问通信系统（
8、TACS）日本的日本的JTAGS西德的西德的 C-Netz法国的法国的Radiocom 2000意大利的意大利的RTMI 这些系统先后投入了商用，而这个时期移动通信系统这些系统先后投入了商用，而这个时期移动通信系统的主要技术，是的主要技术，是模拟调频模拟调频、频分多址频分多址，以模拟方式工作，以模拟方式工作 。12第一代移动通信的缺点第一代移动通信的缺点容量有限容量有限制式太多制式太多互不兼容互不兼容保密性差保密性差通话质量不高通话质量不高不能提供数据业务不能提供数据业务不能提供自动漫游等不能提供自动漫游等第一代移动通信第一代移动通信4/44/413第二代移动通信第二代移动通信1/4 2G（s
9、econd generation）表示第二代移动通讯技术。）表示第二代移动通讯技术。代表为代表为GSM。以数字语音传输技术为核心。以数字语音传输技术为核心。 2G技术基本可被切为两种，一种是基于技术基本可被切为两种，一种是基于TDMA所发展出来的以所发展出来的以GSM为代表，另一种则是为代表，另一种则是CDMA规格，复用规格，复用 Multiplexing 形式的一种。形式的一种。GSM全名为：全名为：Global System for Mobile Communications，中文为全球移动通讯系统，俗称，中文为全球移动通讯系统，俗称“全球通全球通”。14CDMA (Code Divisi
10、on Multiple Access) 又称码分又称码分多址，是在无线通讯上使用的技术，多址，是在无线通讯上使用的技术，CDMA 允许允许所有的使用者同时使用全部频带所有的使用者同时使用全部频带(1.2288Mhz)，并，并且把其他使用者发出的讯号视为杂讯，完全不必考且把其他使用者发出的讯号视为杂讯，完全不必考虑到讯号碰撞虑到讯号碰撞 (collision) 的问题。的问题。 CDMA的优点包括：的优点包括： CDMA中所提供的语音编码中所提供的语音编码技术，其通话品质比目前的技术，其通话品质比目前的GSM好，而且可以把好，而且可以把用户对话时周围环境的噪音降低，使通话更为清晰。用户对话时周围
11、环境的噪音降低，使通话更为清晰。第二代移动通信第二代移动通信2/415GPRS: General Package Radio Service （通用分组（通用分组无线业务）为中国移动无线业务）为中国移动GSM网络网络2.5G技术，技术，GPRS数据传输理论最高速率可达数据传输理论最高速率可达115kbps，实际平均速，实际平均速率只有率只有20Kbps。第二代移动通信第二代移动通信2/4162G移动通信应用移动通信应用GSM(摩托罗拉摩托罗拉v8)17CDMA手机手机18第二代移动通信第二代移动通信3/4 CDMA和和GSM是是2G通信的主流制式，从技术上来说，它通信的主流制式，从技术上来说，
12、它们之间的区别就在于无线发送接收的制式不同，调制解调们之间的区别就在于无线发送接收的制式不同，调制解调的方法不同。对于用户来说，它们的不同在于：的方法不同。对于用户来说，它们的不同在于：一、一、CDMA手机可以说是名副其实的绿色手机，它发手机可以说是名副其实的绿色手机，它发射功率极小射功率极小(2mw)，只是我们现在使用的，只是我们现在使用的GSM手机手机(功率为功率为125mw)的的160，甚至低于电视屏幕产生的辐射功率；，甚至低于电视屏幕产生的辐射功率； 二、二、CDMA手机采用了先进的切换技术手机采用了先进的切换技术软切换技软切换技术术(即切换是先接续好后再中断即切换是先接续好后再中断)
13、，使得，使得CDMA手机的通话可手机的通话可以与固定电话媲美，而且没有以与固定电话媲美，而且没有GSM手机的掉线现象；手机的掉线现象； 19第二代移动通信第二代移动通信4/4三、使用三、使用CDMA网络，运营商的投资相对减少，这网络，运营商的投资相对减少，这就为就为CDMA手机资费的下调预留了空间；手机资费的下调预留了空间； 四、因采用以拓频通信为基础的一种调制和多址通四、因采用以拓频通信为基础的一种调制和多址通信方式，其容量比模拟技术高信方式，其容量比模拟技术高10倍，超过倍，超过GSM网络约网络约4倍；倍； 五、更为重要的是，基于宽带技术的五、更为重要的是，基于宽带技术的CDMA使得移使得
14、移动通信中视频应用成为可能，从而使手机从只能打电话动通信中视频应用成为可能，从而使手机从只能打电话和发送短信息等狭窄的服务中走向宽带多媒体应用。和发送短信息等狭窄的服务中走向宽带多媒体应用。20第三代移动通信技术（第三代移动通信技术（3rd-generation，3G），是指支持高），是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声服务能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百音及数据信息，速率一般在几百kbps以上。目前以上。目前3G存在四存在四种标准：种标准：CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA，WiMAX。3G标准标准：国际电信联盟（
15、国际电信联盟（ITU）在）在2000年年5月确定月确定W-CDMA、CDMA2000、TD-SCDMA以及以及WiMAX四大主流无线接口标四大主流无线接口标准，写入准，写入3G技术指导性文件技术指导性文件2000年国际移动通讯计划年国际移动通讯计划（简称（简称IMT2000）。）。 CDMA是是Code Division Multiple Access (码分多址码分多址)的缩写，的缩写，是第三代移动通信系统的技术基础。是第三代移动通信系统的技术基础。第三代移动通信第三代移动通信(1/9)21第一代移动通信系统采用频分多址第一代移动通信系统采用频分多址(FDMA)的模拟调制方式，的模拟调制方式
16、，这种系统的主要缺点是频谱利用率低，信令干扰话音业务这种系统的主要缺点是频谱利用率低，信令干扰话音业务。第二代移动通信系统主要采用时分多址第二代移动通信系统主要采用时分多址(TDMA)的数字调制的数字调制方式，提高了系统容量，并采用独立信道传送信令，使系统方式，提高了系统容量，并采用独立信道传送信令，使系统性能大为改善，但性能大为改善，但TDMA的系统容量仍然有限，越区切换性的系统容量仍然有限，越区切换性能仍不完善。能仍不完善。CDMA系统以其频率规划简单、系统容量大、频率复用系数系统以其频率规划简单、系统容量大、频率复用系数高、抗多径能力强、通信质量好、软容量、软切换等特点显高、抗多径能力强、通信质量好、软容量、软切换等特点显示出巨大的发展潜力。示出巨大的发展潜力。下面分别介绍一下下面分别介绍一下3G的几种标准：的几种标准： 第三代移动通信第三代移动通信22第三代移动通信第三代移动通信- CDMA20001.W-CDMA：也称为也称为WCDMA，全称为，全称为Wideband CDMA，也称为，也称为CDMA Direct Spread，意为宽频分码多重存取，这是基于，意为宽频分码多
