中文版01 无线通信简介

1第1章:简介2计算机在下一个十年中是怎样的?计算机被集成,而技术潜在地成为背景体积小,价格低,便携,可替换-不再有独立的设备计算机能识别用户的环境并作出适当的反应(“位置感知,背景感知”)移动无线技术方面的进展小体积设备中融入更强的计算能力低电力消耗更高的带宽重叠覆盖多样化的接口:无线局域网,无线广域网,无线周边区域网(“无处不在,汇聚收敛”)3移动通信两方面的移动特性:用户移动:用户通信(无线)“无论何时何地何人”设备便携性:设备可以在任何时候任何地点连接到网络无线vs.移动例子固定计算机酒店中的笔记本电脑古建筑中的无线网个人数字助理(PDA)对移动通信的需求使得我们需要将无线网络加入到现有的固定网络中:局域网:IEEE802.11标准，ETSI欧洲电信标准协会(HIPERLAN超级无线局域网)Internet:具有移动IP扩展的互联网协议广域网:如3G数据服务4应用I车载设备传送新闻，道路状况，天气，音乐个人通信通过GPS得到位置信息当地区域临时网当车辆通过时预防交通事故,导航系统,以及其他信息紧急状况及早传输患者数据到医院，当前状态，初步诊断等在地震、台风、火灾等时替代一个固有设备进行运作危机时,战争时,...5典型应用:道路交通UMTS,WLAN,DAB,DVB,GSM,cdma2000,TETRA,...个人旅行助理,PDA,笔记本,GSM,UMTS,WLAN,蓝牙,...6移动及无线服务–永远最佳连接UMTS2Mbit/sUMTS,GSM384kbit/sLAN100Mbit/s,WLAN54Mbit/sUMTS,GSM115kbit/sGSM115kbit/s,WLAN11Mbit/sGSM/GPRS53kbit/s蓝牙500kbit/sGSM/EDGE384kbit/s,DSL/WLAN3Mbit/sDSL/WLAN3Mbit/s7应用II旅行推销员直接访问储存在中央位置的客户资料向所有代理者提供一致的数据移动办公室替代固定网遥控传感器,例如天气,地球运动,建筑安全贸易灵活性显示古建筑内的局域网娱乐,教育,...户外因特网连接拥有卫星定位信息的智能旅行向导提供多用户游戏的周边临时网络8卫星定位服务定位感知服务任何一种设备比如打印机,传真机,电话,服务器等等都存在于局部环境后继服务自动电话转接，将实际工作区传输到当前位置信息服务„推送“:例如当前的超市特别折扣商品„拉取“:例如黑森林樱桃蛋糕在哪儿?私密性谁能获得位置信息9移动设备性能传呼机•只能接收•极少量的显示•简单的文字信息移动电话•语音,数据•简单的图像显示PDA•图像显示•字符识别•简单的掌上电脑•少量按键•标准应用程序的简单版本便携式笔记本电脑•全功能•标准应用程序传感器,嵌入式控制器设备便携性带来的影响电力消耗有限的计算能力,低质量显示,受电池容量所限的少量的储存装置数据遗失更高的便携性已被提前包含于设计中(如遗失,被盗)有限的用户接口在手指大小和便携性上折中整合字符/语音识别,抽象符号有限的存储价值有限的带有移动部件的大容量存储器闪存或者别的替代品？11无线网与固定网的对比由于干扰带来的更高的丢失率例如引擎和闪电发出的信号频率的限制性规定频率必须被协调,有用的频率几乎已经全用上了低传输率局域上几Mbit/s,现有的区域上,如53kbit/s是用了GSM/GPRS更高的延迟，更不稳定连接建立时间在使用GSM时是在几秒的范围内,其他的无线系统是几百毫秒，而空中接口和RAN则延迟更长.Lowersecurity,simpleractiveattacking低安全性，简单的主动访问性无线电波接口对所有人开放，基站可以被模拟，从而吸引来自移动电话的呼叫.12无线通信的早期历史很多人在历史上使用光进行通讯日光反射,旗帜(„旗语“),...公元前150年采用烟信号进行通讯;1794,光电报,克劳德沙普电磁波在这里具有特别的重要性:1831法拉第证明电磁感应J.麦克斯韦(1831-79):电磁场理论，波动方程(1864)H.赫兹(1857-94):实验证明空间电子传输的波动性(1888)13无线通讯的历史I1896古格里莫·马可尼首次实现无线电报长波通讯,需要高传输功率(200kw)1907商业线路跨大西洋连接超大基站(30个100米高的天线)1915无线语音传输介于纽约-旧金山1920马可尼发现短波电离层反射更小的发射机和接收机，得益于真空管的发明(1906,李·德·福雷斯特和罗伯特·冯·列本)14无线通讯的历史II1928很多TV广播试验(跨大西洋,彩色TV,TV新闻)1933调频(E.H.阿姆斯壮)1979NMT北欧移动电话系统在450MHz频率上应用(斯堪旳纳维亚半岛国家)1982开始GSM设计目标:带漫游的泛欧数字移动电话系统1983开始进行美国AMPS(高级移动电话系统,模拟信号)1984CT-1标准(欧洲)用于无绳电话15无线通讯的历史III1991制订DECT数字欧洲无绳电话(今日:数字增强无绳电磁通讯)1880-1900MHz,~100-500m范围,120个双向频道,1.2Mbit/s数据传输,语音加密,身份验证,最大支持每平方公里几万个用户,用于超过50个国家1992GSM开始inDasD1andD2,全数码,900MHz,124个频道自动定位，移交，蜂窝型欧洲漫游-现在是世界漫游，超过200个国家服务:9.6kbit/s的数据传输,传真,语音,...16无线通讯的历史IV1996HiperLAN超级无线局域网(高性能电波局域网)ETSI,标准化类型1:5.15-5.30GHz,23.5Mbit/s推荐类型2和3(both5GHz)和4(17GHz)作为无线ATM-网络(高达155Mbit/s)1997WirelessLAN-IEEE802.11IEEE标准,2.4-2.5GHz和红外线,2Mbit/s已经很多(专有的)产品开始应用1998制订后继的GSM用于通用移动电话服务UMTS(通用移动通讯系统)作为欧洲提议来应用于IMT-2000铱星系统66个卫星(+6备用的),1.6GHz用于移动电话17无线通讯的历史V1999额外无线局域网标准IEEE标准802.11b,2.4-2.5GHz,11Mbit/s蓝牙,2.4Ghz,1Mbit/s关于IMT-2000的决定一个“家庭”的几个“成员”:UMTS,cdma2000,DECT,…WAP开始(无线应用协议)以及i-mode手机上网服务面向统一的因特网/移动通信系统的第一步通过手机访问很多服务2000具有更高数据传输率的GSMHSCSD提供高达57,6kbit/s(数据电路)首个GPRS试验得到高达50kbit/s(面向分组!)UMTS拍卖/选美乐极生悲(德国支付50B$得到了6个牌照!)20013G系统开始Cdma2000开始用在韩国，稍后是美国,UMTS在欧洲实验今日如何?显然的,这书太老了!18覆盖网络-全球的目标区域城域机构基站屋内垂直移交水平移交整合各类相异的具有多样传输特性的固定和移动网络19简单参考模型应用层传输层网络层数据链路层物理层媒介数据链路层物理层应用层传输层网络层数据链路层物理层数据链路层物理层网络层网络层电波20移动通信对分层模型的影响服务区域新应用程序，多媒体自适应应用程序拥塞和流控制服务质量寻址,路由,设备定位递交身份验证多路传输媒体访问控制加密调制干扰减弱频率应用层传输层网络层数据链路层物理层