无线网络与移动通信技术基础

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1、一、概述二、无线个域网技术三、无线局域网技术四、无线城域网技术五、移动IP技术六、移动Internet七、无线通信技术发展无线网络与移动通信技术基础移动通信与移动计算的区别MobilecommunicationinvolveonlyphysicalandMAClayersMobilecomputingincludemobilenetworking(datalink,network,transportlayers)aswellassoftwareapplicationssuchaswirelessaccesstoinf

2、ormationresources,client/serverinteraction,etc.一、概述无线通信的历史中国古代烽火台1865年，麦克斯韦（J.C.Maxwell）建立了著名的电、磁、光现象相统一的麦克斯韦方程1887年，赫兹（H.R.Hertz）首次证明了在数米远两点之间可以发射和检测电磁波；1895年5月7日，波波夫在俄国彼得堡的物理化学分会上，宣读了关于“金属屑与电振荡的关系”的论文，并当众展示了他发明的无线电接收机。无线通信的历史1895年，马可尼(G.M.Marconi)成功地进行了约3公里的无

3、线电通信；1897年，马可尼赴英国发展，获得科学界和实业界的重视和支持，取得了专利。1897年，马可尼建议了世界上第一家无线电器材公司-马可尼公司。1901年，他在英格兰和纽芬兰之间进行了横跨大西洋的莫尔斯电报码发射和接收试验，通信距离超过3000公里；马可尼的贡献贯穿在无线电、电视、移动电话、卫星通信等广泛领域。1909年获得诺贝尔物理学奖。移动与无线通信基本知识Frequency(f)isthenumberofoscillations(cycles)persecond.UnitisHertzorHzWavelen

4、gth(l)isthedistancecoveredbyoneoscillation(cycle)asthewavetravelsthroughspace多径效应：由于多径传播，造成多径信号的幅度、相位和到达时间不同，它们相互叠加会产生电平衰退(fading)和时延扩展，产生附加的调频噪声，出现接收信号失真。移动台直射波反射波反射体散射波散射体基站移动台阴影衰退：由地形、地物、气象等原因对电磁波的遮蔽引起，由此引起的衰退为慢衰退。例如，当移动用户穿过不同高度建筑物、十字路口，接收到的信号平均功率发生变化，且是缓慢的变

5、化。快衰退和慢衰退随着移动台的移动而产生变化，这二者构成移动通信接收信号不稳定的因素。基站障碍物多普勒（Doppler）效应：由于移动台与基站的相对运动引起接收信号的附加频率变化，距离越近，附加频率越高。移动台基站Wirelesssystemstransmitandreceivewaveformsthatareoutsideofthespectrumofvisiblelight--fromabout800～30,000MHz全范围无线电频谱图极低频（ELF)军事潜艇通信甚低频（VLF)导航、声纳、航空低频（LF)航海

6、与航空导航信标、航空导航中频（MF)中波广播、航海与航空导航信标高频（HF)短波广播、业余无线电甚高频（VHF)电视与调频广播、无线寻呼、地面移动通信超高频（UHF)电视与调频广播、无绳电话、个人无线电特高频（SHF)微波链路、卫星通信极高频（EHF)雷达、射电天文学微米波远程探测、激光通信、光空间通信红外光300kHz30MHz3000MHz300GHz3kHz频率天线Allwirelessdeviceshaveatleastoneantenna;mostusethesameantennatotransmitand

7、receiveTheantennamustbeatleastonequarterwavelengthinsizetoworkwell.So,nomatterhowsmallyoumakeacellularphone,theantennaisgoingtohavetobeaboutthissize!波束转换智能天线(b)自适应阵列智能天线(a)智能天线视距通信(LOS)：LineofSight发射天线与接收端间无障碍物。两次世界大战强烈地刺激了无线通信技术的发展1946年，首次开通公众移动服务系统,主要用于大众安全部

8、门，如警察和消防部队，并逐渐向民间过渡。正因为一个频谱只能为一对讲话者使用，频谱成为稀有资源，日趋紧张。世界无线电管理委员会(WRC)提出频谱分配法；军事战争：无线电台短波通信长波通信1870年，丹麦大北电报局途径俄国、日本在中国建立第一条电报线，1882年中国第一个电报局建立（李鸿章的业务运动）。100年以后的1982年，我国电话才234万部