无线电技术导论_之一_绪论_2011

1、 洪洪 晟：晟：82316447 Email: 可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部教学安排教学安排 绪论绪论- 2学时学时 电路基本定律电路基本定律- 2学时学时 电子元件电子元件- 2学时学时 电子器件电子器件- 2学时学时 无线电发送基本原理无线电发送基本原理- 2学时学时 无线电接收基本原理无线电接收基本原理- 2学时学时 软件无线电概论软件无线电概论- 2学时学时 考试（随堂开卷）考试（随堂开卷）- 2学时学时可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部为什么开设这门课？为什么开设这门课？ 开拓知识视野开拓知识视野 为后续课程的学习打下一定的理论基础为

2、后续课程的学习打下一定的理论基础可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部教材及考查办法教材及考查办法 教材教材:无线电技术导论无线电技术导论（修订版）（修订版） 北京航空航天大学出版社北京航空航天大学出版社 高泽溪高泽溪 等编著等编著 考查办法（考查办法（8次课）次课）（1）课堂测试（点名）：）课堂测试（点名）：2次次 （30%） （2）第九周考试）第九周考试 （70%） 对本课教学内容建议：对本课教学内容建议： 可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部无线电技术导论无线电技术导论 第一讲第一讲-绪论绪论 可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部

3、 无线电技术的基本常识无线电技术的基本常识 无线电技术的发展历程无线电技术的发展历程 无线电技术的应用无线电技术的应用-现代无线电技术现代无线电技术 无线电技术的未来无线电技术的未来绪绪 论论可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部无线电技术无线电技术 利用利用 无线电波无线电波 传播传播 信息信息 的技术的技术所谓所谓无线电波无线电波就是依靠自由空间传播的频就是依靠自由空间传播的频 率从几赫兹到率从几赫兹到3000GHz 范围内的电磁波范围内的电磁波 电磁波是一种物质电磁波是一种物质可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部无线电的基本常识 频率频率：，单位：赫

4、兹（，单位：赫兹（Hz）, 千赫（千赫（k kHz），），兆赫（兆赫（MHz） 波长波长： ，单位：米、厘米、分米、毫米，单位：米、厘米、分米、毫米 速度速度：（近似为（近似为300，000，000 m/s，等于绕地球七圈半，等于绕地球七圈半（地球赤道周长（地球赤道周长40075.51公里公里) ） = * 频道和频带频道和频带: (1)频道频道(channel)：供某一频率专用的电波通道，例：供某一频率专用的电波通道，例:144.12MHz。 (2)频带频带(band)或称波段，由多个或称波段，由多个(二个以上二个以上)相近的频道组成。例如：在相近的频道组成。例如：在无线电台的使用上，无线电

5、台的使用上，VHF是指是指144MHZ-146MHz的所有频道。的所有频道。 (3)为为避免电波相互干扰，每个频道间距通常设为避免电波相互干扰，每个频道间距通常设为20KHz。因此，在。因此，在VHF频带频带中，共有中，共有100个频道个频道可供使用。可供使用。可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部电磁波谱电磁波谱宇宇宙宙射射线线 射射线线 X X射射线线 紫紫外外线线 可可见见光光红红外外线线微波微波毫毫米米波波厘厘米米波波分分米米波波超超短短波波短短波波中中波波长长波波无无 线线 电电 波波12101010410210210410610)c( m2210316103141

6、03121034103)Hz(可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部无线电频谱无线电频谱段号段号频段名称频段名称频率范围频率范围（含上限、不含下限）（含上限、不含下限）波段名称波段名称波长范围波长范围（含下限、不含上限）（含下限、不含上限）1极低频极低频330Hz极长波极长波10010Mm2超低频超低频30300Hz超长波超长波101Mm3特低频特低频3003000Hz特长波特长波1000100km4甚低频（甚低频（VLF）330kHz甚长波甚长波10010km5低频低频 （LF）30300kHz长波长波101km6中频中频 （MF）3003000kHz中波中波1000100

7、m7高频高频 （HF）330MHz短波短波10010m8甚高频（甚高频（VHF）30300MHz米波米波101m9特高频（特高频（UHF）3003000MHz分米波分米波101分米分米10超高频（超高频（SHF）330GHz厘米波厘米波101cm11极高频（极高频（EHF）30300GHz毫米波毫米波101mm12至高频至高频3003000GHz丝米波丝米波101丝米丝米可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部信信 息息 消息：消息：是指人们需要得到的各种事物的是指人们需要得到的各种事物的状状 态，如温度、压力、语言、音乐、文态，如温度、压力、语言、音乐、文字、图象、数据和指令

8、等。字、图象、数据和指令等。 消息所包含的内容称为消息所包含的内容称为信息信息 信息信息是指人们原本不知而待知的内是指人们原本不知而待知的内容，如果某人获得了他以前不知道的东容，如果某人获得了他以前不知道的东西，就说他获得了信息。西，就说他获得了信息。 利用利用 无线电波无线电波 传播传播 信息信息 的技术的技术可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部传传 播播v信息的传输方式信息的传输方式: :v古代：烽火台、金鼓、旌旗等；古代：烽火台、金鼓、旌旗等；v现代：书信、电话、电报、传真、广播、电视、现代：书信、电话、电报、传真、广播、电视、电台、数字通信、网络等。电台、数字通信、

9、网络等。利用利用 无线电波无线电波 传播传播 信息信息 的技术的技术可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部无线电通讯技术模型无线电通讯技术模型可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部无线电技术的发展无线电技术的发展-准备条件准备条件理论准备理论准备1865年年，麦克斯韦，麦克斯韦-发表电磁辐射理论，预言电发表电磁辐射理论，预言电磁波能以波的形式向外传播，其速度与光速相同磁波能以波的形式向外传播，其速度与光速相同实验准备实验准备 1888年，德国物理学家赫兹以著名的电火花放电实年，德国物理学家赫兹以著名的电火花放电实验证明了麦克斯韦的预言验证明了麦克斯韦的预言-

10、电子技术的新纪元电子技术的新纪元所有这些，都为无线电电子学的发展与广泛应用准备了充分条件所有这些，都为无线电电子学的发展与广泛应用准备了充分条件技术准备技术准备爱迪生效应爱迪生效应-为电子管的发明准备了条件为电子管的发明准备了条件 有线通讯的发展有线通讯的发展 18371837年：电磁式电报机，莫尔斯电码年：电磁式电报机，莫尔斯电码 通讯发展史第一次技术革命通讯发展史第一次技术革命 18441844年：华盛顿年：华盛顿巴尔的摩的电报线路巴尔的摩的电报线路 18761876年：贝尔发明了电话年：贝尔发明了电话 18781878年：波士顿年：波士顿纽约长途电话纽约长途电话可靠性工程研究所元器件工程

11、部可靠性工程研究所元器件工程部无线电技术的发展无线电技术的发展-技术实现技术实现 1890年：法国年：法国 布兰利布兰利 140m探测到赫兹电波探测到赫兹电波 英国英国 洛奇洛奇 800m收到莫尔斯电码收到莫尔斯电码 1895年：意大利年：意大利 马可尼马可尼 金属检波器金属检波器2.8km 俄国俄国 波波夫波波夫 第一台无线电接收机第一台无线电接收机 1899年：德国年：德国 布劳恩布劳恩 调谐接收调谐接收 1901年：意大利年：意大利 马可尼马可尼 大西洋（大西洋（3200km） 通讯发展史第二次技术革命通讯发展史第二次技术革命无线电之父无线电之父可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究

12、所元器件工程部无线电技术的发展无线电技术的发展-技术技术突破突破19041904年：英国年：英国 弗莱明弗莱明 真空二极管，检波整流真空二极管，检波整流19061906年：美国年：美国 德福雷斯特德福雷斯特 真空三极管，放大与控制作用，发生高频真空三极管，放大与控制作用，发生高频振荡信号振荡信号19061906年：美国年：美国 费森登费森登 传送语言和音乐传送语言和音乐19191919年：美国年：美国 阿姆斯特朗阿姆斯特朗 超外差式接收机超外差式接收机19191919年：第一个定时广播电台在英国建成年：第一个定时广播电台在英国建成19201920年：美国匹茨堡建成了第一座商业电台（年：美国匹茨

13、堡建成了第一座商业电台（KDKAKDKA），第一天播音时把），第一天播音时把当天总统竞选结果立即告知人们，获得巨大成功当天总统竞选结果立即告知人们，获得巨大成功19261926年：美国组成世界上第一个全国广播网在此期间，加拿大、澳大年：美国组成世界上第一个全国广播网在此期间，加拿大、澳大利亚、丹麦、前苏联、法、英、德、意、日以及墨西哥也都相继建立了利亚、丹麦、前苏联、法、英、德、意、日以及墨西哥也都相继建立了无线电台无线电台19301930年：已经形成全球性的无线电广播系统年：已经形成全球性的无线电广播系统可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部无线电技术的发展无线电技术的发展

14、-飞速发展飞速发展 1923年：短波通讯年：短波通讯 1931年：微波通讯年：微波通讯 1936年：超短波接力通讯年：超短波接力通讯 1957年：太空通讯年：太空通讯第一颗人造地球卫星第一颗人造地球卫星 1960年：卫星广播年：卫星广播 1965年：卫星电视，数字信号年：卫星电视，数字信号 1969年：阿波罗年：阿波罗1号号 电视、声音、数据信号电视、声音、数据信号 1976年：年：VIKING-1号宇宙飞船号宇宙飞船 11个月个月5000万英里，万英里，火星表面的图象火星表面的图象 20世纪世纪90年代：蜂窝通信年代：蜂窝通信可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部无线电技术

15、的应用无线电技术的应用 电报、电话、数据传输、声音广播、电视电报、电话、数据传输、声音广播、电视 测速、定位、导航、遥控、遥测、遥感测速、定位、导航、遥控、遥测、遥感 卫星通信卫星通信 气象探测、地球探测、安全保障气象探测、地球探测、安全保障 射电天文、空间研究和空间操作等。射电天文、空间研究和空间操作等。可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部现代无线电技术现代无线电技术v移动通信系统移动通信系统v卫星导航系统卫星导航系统v射频识别技术与物联网射频识别技术与物联网v其它其它可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部移动通讯系统移动通讯系统v通讯系统的目标通讯系统

16、的目标五个五个W W 任何人任何人（WhoeverWhoever）在在 任何地方任何地方（WhereverWherever） 任何时间任何时间（WheneverWhenever）可以同可以同 任何人任何人（WhomeverWhomever）进行进行 任何形式任何形式（WhateverWhatever）的通信的通信 可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部移动通讯的特点v（）电波传播条件恶劣（）电波传播条件恶劣（直射绕射折射位置方向）（直射绕射折射位置方向）v（）在强干扰条件下工作（）在强干扰条件下工作（内部外部）（内部外部）v（）具有多普勒频移效应（）具有多普勒频移效应v（）移

17、动用户经常移动（）移动用户经常移动可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部通信系统网络通信系统网络可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部移动通信系统移动通信系统可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部蜂窝移动通信无线覆盖区蜂窝移动通信无线覆盖区 大区制：集群通讯，设备投资少，见效大区制：集群通讯，设备投资少，见效快频率利用率低，扩容困难，不能漫游快频率利用率低，扩容困难，不能漫游 小区制：优点小区制：优点可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部移动通信发展历史简介第一代系统第一代系统 第二代系统第二代系统 第三代系统第三代系统

18、时间时间19841996198419961990199020012001业务业务模拟移动电话数据模拟移动电话数据数字语音、消息数字语音、消息高速数据、宽带视频、多媒高速数据、宽带视频、多媒体体结构结构宏蜂窝宏蜂窝微蜂窝、微微蜂窝、无线本地环微蜂窝、微微蜂窝、无线本地环路路无线技无线技术术模拟调制模拟调制数字调制、数字调制、CDMACDMA、使用、使用TDDTDD和和FDDFDD的的TDMATDMACDMACDMA、可能与、可能与TDMATDMA结结合或者与合或者与TDDTDD和和FDDFDD结结合合频段频段800MHz800MHz800M800M和和1900MHz1900MHz2GHz2GHz

19、实例实例AMPS AMPS 、TACSTACSETACSETACS、NTT NTT NMT450 / 900NMT450 / 900JTACS/NTACSJTACS/NTACSGSM/DCS1900GSM/DCS1900cdmaOnecdmaOne(IS-95)(IS-95)US TDMA IS-136US TDMA IS-136PACSPACS、PHSPHScdma2000cdma2000WCDMAWCDMATDS-CDMATDS-CDMA可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部v 历史回顾：19781978年，美国的贝尔实验室成功开发了年，美国的贝尔实验室成功开发了AMPS

20、AMPS（Advance Mobile Phone ServiceAdvance Mobile Phone Service）系统，实现了真正意义）系统，实现了真正意义上的可以随时随地通信的大容量的蜂窝移动通信系统。上的可以随时随地通信的大容量的蜂窝移动通信系统。1987年，中国首个TACS制式模拟移动电话系统建成商用，之后AMPS也曾被引入中国。v 主要标准：美国的美国的AMPSAMPS、欧洲的、欧洲的TACSTACS、英国的、英国的ETACSETACS、欧洲、欧洲的的NMT-450NMT-450和和NMT-900NMT-900、日本的、日本的NTTNTT和和JTACS/NTACSJTACS/

21、NTACSv 主要特点：v 用户的接入方式采用频分多址（用户的接入方式采用频分多址（FDMAFDMA），当一个呼叫建立后，），当一个呼叫建立后，该用户在其呼叫结束以前一直占用一个频段该用户在其呼叫结束以前一直占用一个频段v 调制方式：调制方式：FMFMv 业务的种类单一，主要是话音业务业务的种类单一，主要是话音业务v 系统的保密性较差系统的保密性较差v 频谱效率较低，有限频谱资源和无限用户频谱效率较低，有限频谱资源和无限用户v 容量之间的矛盾十分突出容量之间的矛盾十分突出可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部含义：每个用户占用一个频率：每个用户占用一个频率用户识别：频道号：频

22、道号特点：（1 1）简单，容易实现，适用于模拟和数字信号）简单，容易实现，适用于模拟和数字信号（2 2） 以频率复用为基础，以频带划分各种以频率复用为基础，以频带划分各种（3 3）小区需要严格的频率规划，是频率受限和干扰受限系统）小区需要严格的频率规划，是频率受限和干扰受限系统（4 4）以频道区分用户地址，一个频道传输一路模拟）以频道区分用户地址，一个频道传输一路模拟/ /数字话路数字话路（5 5）对功控的要求不严，硬件设备取决于频率规划和频道设置）对功控的要求不严，硬件设备取决于频率规划和频道设置 （6 6）基站由多部不同载波频率的发射机同时工作）基站由多部不同载波频率的发射机同时工作（7

23、7）不适宜大容量系统使用）不适宜大容量系统使用应用：模拟模拟/ /数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统PowerFrequencyTimeFDMA可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部第一代蜂窝模拟移动通信系统可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部第一代蜂窝模拟移动通信系统v模拟移动通信系统缺点：模拟移动通信系统缺点： 频谱利用率不高，容量有限，扩容困难；噪声、频谱利用率不高，容量有限，扩容困难；噪声、干扰严重，不保密，发展业务受限；制式太多，防干扰严重，不保密，发展业务受限；制式太多，防碍漫游，难进入数字网碍漫游，难进入数字网( (SDN)SDN)等。

24、等。可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部第二代移动通信技术-GSMv 历史回顾：19921992年，第一个数字蜂窝移动通信系统年，第一个数字蜂窝移动通信系统欧洲欧洲的的GSMGSM（Global System for Mobile CommunicationGlobal System for Mobile Communication）网络）网络在欧洲开始铺设，由于其优越的性能，在全球范围内以惊人在欧洲开始铺设，由于其优越的性能，在全球范围内以惊人的速度得以扩张，目前已是全球最大的蜂窝通信系统。的速度得以扩张，目前已是全球最大的蜂窝通信系统。1993年，中国的第一个全数字移动

25、电话GSM系统建成开通，之后中国电信和中国联通都采用了GSM。v 主要特点：v 微蜂窝小区结构微蜂窝小区结构v 数字化技术数字化技术-语音信号数字化语音信号数字化v 新的调制方式新的调制方式-GMSK-GMSK、QPSKQPSK等等v FDMA/TDMAFDMA/TDMAv 频谱利用率高，系统容量大频谱利用率高，系统容量大v 便于实现通信安全保密便于实现通信安全保密可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部含义：每个用户占用一个时隙：每个用户占用一个时隙用户识别：时隙：时隙特点：1.1. 以频率复用为基础，小区内以时隙区分用户以频率复用为基础，小区内以时隙区分用户2.2. 每个时

26、隙传输一路数字信号，软件对时隙动态配置每个时隙传输一路数字信号，软件对时隙动态配置3.3. 系统要求严格的系统定时同步系统要求严格的系统定时同步4.4. 对功控的要求不严对功控的要求不严5.5. 是时隙受限和干扰受限系统是时隙受限和干扰受限系统6.6. TDDTDD模式下，上下型信道信息可以共享模式下，上下型信道信息可以共享应用：GSMGSM系统系统FrequencyPowerTimeFDMA/TDMA可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部第二代移动通信技术-GSM可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部第二代移动通信技术-CDMAv历史回顾：19951995

27、年，美国的高通公司年，美国的高通公司（QualcommQualcomm）提出了一种采用码分多址）提出了一种采用码分多址（CDMA)CDMA)方式的数字蜂窝系统技术解决方案方式的数字蜂窝系统技术解决方案（IS-95 CDMA)IS-95 CDMA)，目前已分别在中国香港、韩，目前已分别在中国香港、韩国、北美等国家和地区投入使用，用户反映国、北美等国家和地区投入使用，用户反映良好。良好。vCDMA系统的主要特点：v 用户的接入方式采用码分多址（用户的接入方式采用码分多址（CDMACDMA）v 软容量、软切换，系统容量大软容量、软切换，系统容量大 v 抗多径衰落抗多径衰落v 可运用话音激活、分集接收

28、等先进技术可运用话音激活、分集接收等先进技术可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部v 含义：每个用户使用一个码型，频率：每个用户使用一个码型，频率/ /时间共享时间共享v 用户识别：码型：码型v 特点：每个基站只需一个射频系统每个基站只需一个射频系统每个码传输一路数字信号每个码传输一路数字信号每个用户共享时间和频率每个用户共享时间和频率是一个多址干扰受限系统是一个多址干扰受限系统需要严格的功率控制需要严格的功率控制需要定时同步需要定时同步软容量、软切换，系统容量大软容量、软切换，系统容量大抗衰落、抗多径能力强抗衰落、抗多径能力强v 应用：IS-95 CDMAIS-95 CDM

29、A系统、系统、cdma2000cdma2000系统、系统、WCDMAWCDMA系统系统FrequencyCDMAPowerTime可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部2G向3G演进过程示意图GSMPDCcdmaOneGPRSCDMA2000 1XTDMA(IS-136)TD-SCDMAWCDMACDMA2000 3XEDGEFirst Step into 3G2G3G可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部2G向3G的过渡(2.5G)一、基于一、基于GSMGSM的演进：的演进： GSMGSM网的数据传输速率为网的数据传输速率为9.6kb/s9.6kb/s，向

30、，向3G3G演进的第一步是增强数据传输演进的第一步是增强数据传输能力，已有两种高速移动数据规范能力，已有两种高速移动数据规范 vHSCSD HSCSD (High-Speed Circuit-Switched Data)(High-Speed Circuit-Switched Data) 高速电路交换数据业务，同时利用高速电路交换数据业务，同时利用4 4个个14.4kbps14.4kbps的时隙以电路交换方式的时隙以电路交换方式提供提供57.6kbps57.6kbps的信息传输速率的信息传输速率 vGPRS GPRS (General Packet Radio Service)(General

31、 Packet Radio Service) 通用分组无线交换业务，欧洲通用分组无线交换业务，欧洲ETSIETSI建议建议GPRSGPRS分为两个发展阶段分为两个发展阶段( (即即Phase 1+Phase 1+和和 Phase 2+)Phase 2+) 可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部GSM Phase 1+技术 (GPRS)v 将信包交换模式引入到将信包交换模式引入到GSMGSM网络中，从而提高了资源利用率。网络中，从而提高了资源利用率。v GPRSGPRS可以使多个用户共享某些固定的信道资源，并将每个时隙的传输速可以使多个用户共享某些固定的信道资源，并将每个时隙的

32、传输速率从率从9.6kb/s9.6kb/s提高到提高到14.4kb/s14.4kb/s，使用，使用8 8个时隙传送数据，在全速移动和大个时隙传送数据，在全速移动和大范围覆盖时的数据率可以达范围覆盖时的数据率可以达115.2kb/s115.2kb/s，并能支持，并能支持InternetInternet的的IPIP协议及协议及X X，2525协议。协议。v GPRSGPRS可以实现可以实现GPRSGPRS网络需要在网络需要在GSMGSM网中引入新的网络接口和通信协议。网中引入新的网络接口和通信协议。GPRS于1999年在新加坡投入使用。 可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部GS

33、M Phase 2+技术(EDGE)v EDGEEDGE : :Enhanced Data rates for GSM EvolutionEnhanced Data rates for GSM Evolution v EDGEEDGE技术在不改变技术在不改变GSM 200kHzGSM 200kHz带宽载波、带宽载波、TDMATDMA框架结构及通道的情况下，框架结构及通道的情况下，其帧结构与其帧结构与GSMGSM相同，采用相同，采用8PSK8PSK调制，使每时隙可传调制，使每时隙可传48kb/s48kb/s甚至甚至69.2kb/s69.2kb/s，如集中，如集中8 8个时隙，使数据率可达到个时隙

34、，使数据率可达到384kb/s384kb/s，从而提供无线多，从而提供无线多媒体服务。媒体服务。v 利用利用EDGEEDGE技术，电信运营公司可以在现有的技术，电信运营公司可以在现有的900MHz900MHz、1800MHz1800MHz、1900MHz1900MHz的的GSMGSM系统中，以最经济的方式提供第三代移动通信业务。系统中，以最经济的方式提供第三代移动通信业务。 可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部2G向3G的过渡(2.5G)二、基于二、基于CDMACDMA的演进的演进v CDMACDMA网络通过第一阶段无线传输标准（网络通过第一阶段无线传输标准（1xRTT1x

35、RTT）过渡到第二阶段无线传）过渡到第二阶段无线传输标准（输标准（3xRTT3xRTT），从而实现），从而实现2G2G向向3G3G的平滑过渡。的平滑过渡。v IS-95B IS-95B 即即CDMA1CDMA1，利用码聚集，利用码聚集(aggregation)(aggregation)技术，在一个突发中将技术，在一个突发中将8 8个个码道分配给一个高速信包移动台，构成一基本码信道，系统的数据速率码道分配给一个高速信包移动台，构成一基本码信道，系统的数据速率改进到改进到IS-95BIS-95B规定的中等数据速率规定的中等数据速率(MDR)(MDR)，即到，即到115.2kb/s115.2kb/s

36、，IS-95IS-95采用采用的软切换和移动台辅助的频率间的硬切换的软切换和移动台辅助的频率间的硬切换(MAHO)(MAHO)的改进措施也可增加系的改进措施也可增加系统容量。统容量。v IS-95C(cdma 2000 1xRTT)IS-95C(cdma 2000 1xRTT)将达到将达到IMT-2000IMT-2000的的MDRMDR，是，是CDMA1CDMA1系统容量的系统容量的两倍，并可增加守候时间。两倍，并可增加守候时间。 可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部2G向3G的过渡(2.5G)三、基于三、基于D-AMPD-AMP（IS-136IS-136）的演进）的演进v

37、 第一个阶段为第一个阶段为IS-136+IS-136+，它利用新的频率调制技术，使数据，它利用新的频率调制技术，使数据传输速率达到传输速率达到64kbps64kbps。v 第二阶段为第二阶段为136HS136HS（High SpeedHigh Speed），采用），采用EDGEEDGE技术。使数据技术。使数据传输速率达到传输速率达到384kbps384kbps，在室内或低速运动时，提供，在室内或低速运动时，提供2Mbps2Mbps的的传输速率，同时，在系统容量、覆盖范围及通信质量方面都传输速率，同时，在系统容量、覆盖范围及通信质量方面都有改善。有改善。 可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研

38、究所元器件工程部CDMA2000 1X与GPRS的比较vGPRSGPRS的优势的优势1.1.永远在线永远在线: :GPRSGPRS采用的分组技术使得用户无需建立连接过程，免去了采用的分组技术使得用户无需建立连接过程，免去了WAPWAP的登陆之苦。的登陆之苦。 2.2.按流量计费。按流量计费。3.3.快捷登陆快捷登陆: :理论上是秒，网络忙时也不超过秒。理论上是秒，网络忙时也不超过秒。 4.4.高速传输高速传输: :GPRSGPRS的传输速率理论上是的传输速率理论上是171.2Kbps171.2Kbps，但考虑到网络的配置，但考虑到网络的配置和手机的不同品牌，目前的速率可以达到和手机的不同品牌，

39、目前的速率可以达到202030Kbps30Kbps。5.5.自如切换自如切换: :在进行话音业务是，数据仍可以传输，用户不用重复进行在进行话音业务是，数据仍可以传输，用户不用重复进行上网操作。上网操作。 可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部CDMA2000 1X与GPRS的比较v GPRSGPRS的劣势的劣势实际应用中速率比理论值要低实际应用中速率比理论值要低: :要达到理论值是有条件的，要求只有一个用要达到理论值是有条件的，要求只有一个用户占用所有户占用所有8 8个时隙，并且没有防错保护。个时隙，并且没有防错保护。 转接时延转接时延: :GPRSGPRS分组通过不同方向发

40、送数据，最终达到相同的目的。这样数分组通过不同方向发送数据，最终达到相同的目的。这样数据在通过无线链路传输过程可能发生一个或几个分组丢失，甚至发生更据在通过无线链路传输过程可能发生一个或几个分组丢失，甚至发生更大的错误。有关标准组织认识到了无线分组技术这一固有特性，引入了大的错误。有关标准组织认识到了无线分组技术这一固有特性，引入了数据完整性和重发策略，由此产生了潜在的转接时延。数据完整性和重发策略，由此产生了潜在的转接时延。 不同业务的互相干扰不同业务的互相干扰: :可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部CDMA2000 1X与GPRS的比较 vCDMA2000 1xCDM

41、A2000 1x的优势的优势 1.1.系统容量的配置灵活系统容量的配置灵活: :CDMACDMA是一个自扰系统，用户数的增加相当于背是一个自扰系统，用户数的增加相当于背景噪声的增加，造成话音质量的下降。但对用户数并无限制，操作者景噪声的增加，造成话音质量的下降。但对用户数并无限制，操作者可在容量和话音质量之间折衷考虑可在容量和话音质量之间折衷考虑 2.2.通话质量佳通话质量佳: :CDMACDMA系统的声码器可以动态地调整数据传输速率，并根系统的声码器可以动态地调整数据传输速率，并根据适当的门限值选择不同的电平级发射。同时门限值根据背景噪声的据适当的门限值选择不同的电平级发射。同时门限值根据背

42、景噪声的改变而改变，可以得到较好的通话质量。改变而改变，可以得到较好的通话质量。 3.3.频率规划简单频率规划简单: :用户按不同的序列码区分，所以不相同用户按不同的序列码区分，所以不相同CDMACDMA载波可在载波可在相邻的小区内使用，网络规划灵活，扩展简单。相邻的小区内使用，网络规划灵活，扩展简单。 4.4.建网成本低建网成本低: :CDMACDMA网络覆盖范围大，系统容量高，所需基站少，降低网络覆盖范围大，系统容量高，所需基站少，降低了建网成本。了建网成本。 5.5.接通率高接通率高: : CDMA CDMA的信号占用整个频段，几乎是普通窄带调制效率的的信号占用整个频段，几乎是普通窄带调

43、制效率的7 7倍，对于相同的带宽，倍，对于相同的带宽，CDMACDMA系统是系统是GSMGSM系统容量的系统容量的4 45 5倍倍6.6.不易掉话不易掉话: : CDMA CDMA系统采用软切换技术，先连接再断开，这样完全克服系统采用软切换技术，先连接再断开，这样完全克服了硬切换容易掉话的缺点。了硬切换容易掉话的缺点。 7.7.通话不会被窃听通话不会被窃听: :要窃听通话，必须要找到码址。要窃听通话，必须要找到码址。 CDMACDMA码址是个伪码址是个伪随机码，而且共有随机码，而且共有4.44.4万亿种可能的排列，因此，要破解密码或窃听万亿种可能的排列，因此，要破解密码或窃听通话内容是太困难了

44、。通话内容是太困难了。 可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部v 3G3G的主要特点：的主要特点： 支持移动多媒体业务支持移动多媒体业务 宽带宽带CDMACDMA技术技术 高频谱效率高频谱效率 FDMA/TDMA/CDMAFDMA/TDMA/CDMA 从电路交换到分组交换从电路交换到分组交换 从媒体从媒体(media)(media)到多媒体到多媒体(Multi-media)(Multi-media) 高保密性高保密性 全球范围无缝漫游系统全球范围无缝漫游系统 微蜂窝结构微蜂窝结构 v 主流技术：主流技术： WCDMAWCDMA cdma2000 cdma2000 TD-SCD

45、MA TD-SCDMA可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部集群移动通信系统集群移动通信系统专用调度系统专用调度系统组成：控制中心、基站、调度台、移动台组成：控制中心、基站、调度台、移动台大区制大区制应用：车辆调度、公安、交警等部门应用：车辆调度、公安、交警等部门可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部无绳电话系统无绳电话系统可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部卫星移动通信系统卫星移动通信系统可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部卫星导航系统卫星导航系统v卫星导航系统的重大作用卫星导航系统的重大作用vGPSGPS卫星导航系

46、统卫星导航系统v俄罗斯俄罗斯GLONASSGLONASS全球导航卫星系统全球导航卫星系统 （85%85%）v欧洲欧洲GALILEOGALILEO导航卫星系统计划（导航卫星系统计划（20132013）v中国自主研制的第一代卫星导航定位系统中国自主研制的第一代卫星导航定位系统 -北斗导航系统北斗导航系统 （20202020）可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部GPSGPS卫星导航系统卫星导航系统可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统v 北斗二代卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，北斗二代卫星导航系统由空间段、地面段和

47、用户段三部分组成，空间段包括空间段包括5 5颗静止轨道卫星和颗静止轨道卫星和3030颗非静止轨道卫星，地面段包颗非静止轨道卫星，地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，用户段包括北斗用括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。v 20002000年，首先建成北斗一代导航试验系统，使我国成为继美、俄年，首先建成北斗一代导航试验系统，使我国成为继美、俄之后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。该系统已成之后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。该系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通

48、运输、森林防火、减灾功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等诸多领域，产生显著的经济效益和社会效益。救灾和公共安全等诸多领域，产生显著的经济效益和社会效益。v 目前，我国正在实施北斗二代卫星导航系统建设，已成功发射七目前，我国正在实施北斗二代卫星导航系统建设，已成功发射七颗北斗导航卫星。根据系统建设总体规划，颗北斗导航卫星。根据系统建设总体规划，20122012年左右，系统将年左右，系统将首先具备覆盖亚太地区的定位、导航和授时以及短报文通信服务首先具备覆盖亚太地区的定位、导航和授时以及短报文通信服务能力；能力；20202020年左右，建成覆盖全球的北斗卫星导航系

49、统。年左右，建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统v 三大功能：三大功能：（1 1）快速定位（）快速定位（2 2）简短通信（）简短通信（3 3）精密授时）精密授时 定位精度定位精度1010米，测速精度米，测速精度0.20.2米米/ /秒，授时精度秒，授时精度1010纳秒纳秒v 北斗系统与北斗系统与GPSGPS相比：相比：（1 1）北斗导航系统同时具备定位与双向通信能力，可以独立完成移）北斗导航系统同时具备定位与双向通信能力，可以独立完成移动目标的定位与调度功能，而动目标的定位与调度功能，而GPSGPS系统本身不具

50、备通信能力，需系统本身不具备通信能力，需要和其他通讯系统结合才能实现移动目标的远程定位与监控功能；要和其他通讯系统结合才能实现移动目标的远程定位与监控功能；（2 2）另外北斗导航系统是区域性导航系统，）另外北斗导航系统是区域性导航系统，GPSGPS系统是全球性导航系统是全球性导航系统；系统；（3 3）北斗导航系统由我国自主控制，而）北斗导航系统由我国自主控制，而GPSGPS系统则是由美国军方控系统则是由美国军方控制。制。可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部RFIDRFIDRFID(Radio Frequency IdentificationRFID(Radio Freque

51、ncy Identification的的) )，即即射频识别射频识别，俗称，俗称电子标签电子标签。 RFIDRFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。工干预，可工作于各种恶劣环境。RFIDRFID技术技术可识别高速运动可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。 RFIDRFID的基本组成的基本组成: :标签标签(Tag)(Tag)，阅读器，阅读器(Rea

52、der)(Reader)，天线，天线(Antenna)(Antenna)。可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部RFIDRFID分类分类vRFIDRFID按应用频率的不同分为低频（按应用频率的不同分为低频（LFLF）、高频（）、高频（HFHF）、超高频（）、超高频（UHFUHF）、微波（）、微波（MWMW），相对应的代表），相对应的代表性频率分别为：低频性频率分别为：低频135KHz135KHz以下、高频以下、高频13.56MHz13.56MHz、超高频超高频860M960MHz860M960MHz、微波、微波2.4G2.4G，5.8G5.8GvRFIDRFID按照能源的供给

53、方式分为无源按照能源的供给方式分为无源RFIDRFID，有源，有源RFIDRFID，以及半有源，以及半有源RFIDRFID。无源。无源RFIDRFID读写距离近，价格低读写距离近，价格低；有源；有源RFIDRFID可以提供更远的读写距离，但是需要电可以提供更远的读写距离，但是需要电池供电，成本要更高一些，适用于远距离读写的应池供电，成本要更高一些，适用于远距离读写的应用场合。用场合。 可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部物联网物联网v物联网（物联网（The Internet of thingsThe Internet of things）的定义是：）的定义是： 通过射频识别

54、（通过射频识别（RFIDRFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网互联网连接起来，连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。一种网络。v物联网就是物联网就是“物物相连的互联网物物相连的互联网”。 （1999年提出）年提出） 这有两层意思：这有两层意思： 第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上

55、的延伸和扩展的网络；的延伸和扩展的网络； 第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯息交换和通讯。可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部物联网的用途（一）物联网的用途（一）v智能交通智能交通v环境保护环境保护v工业监测工业监测v敌情侦查敌情侦查v情报搜集情报搜集v政府工作政府工作v公共安全公共安全v平安家居平安家居v食品溯源食品溯源v个人健康个人健康可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部物联网的用途（二）物联网的用途（二）v当司机出现操作失误时汽车会自动报警当司机出现操作失误时汽车

56、会自动报警v公文包会提醒主人忘带了什么东西公文包会提醒主人忘带了什么东西v衣服会衣服会“告诉告诉”洗衣机对颜色和水温的要求洗衣机对颜色和水温的要求等等。等等。 物联网把我们的生活拟人化了，万物成了人的同类。在这个物物相物联网把我们的生活拟人化了，万物成了人的同类。在这个物物相联的世界中，物品（商品）能够彼此进行联的世界中，物品（商品）能够彼此进行“交流交流”，而无需人的干预，而无需人的干预。国际电信联盟于国际电信联盟于2005年的一份报告年的一份报告曾描绘曾描绘“物联网物联网”时代的图景：时代的图景：可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部物联网产业链物联网产业链v物联网产业链

57、的四个环节：物联网产业链的四个环节：v标识标识 （关键技术：（关键技术： RFID RFID ）v感知感知 （关键技术：传感器）（关键技术：传感器）v处理信息处理信息 （关键技术：智能芯片）（关键技术：智能芯片）v信息传送信息传送 （关键技术：无线传输网络）（关键技术：无线传输网络） 有研究机构预计有研究机构预计1010年内物联网就可能大规模普及，年内物联网就可能大规模普及，这一技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场，其这一技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场，其产业要比互联网大产业要比互联网大3030倍。倍。可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部物联网的未来物

58、联网的未来vEPOSSEPOSS在在Internet of Things in 2020Internet of Things in 2020报告中报告中分析预测，未来物联网的发展将经历四个阶段：分析预测，未来物联网的发展将经历四个阶段：v第一阶段：第一阶段：20102010年之前年之前RFIDRFID被广泛应用于物流、零被广泛应用于物流、零售和制药领域；售和制药领域；v第二阶段：第二阶段：2010201520102015年物体互联；年物体互联；v第三阶段：第三阶段：2015202020152020年物体进入半智能化；年物体进入半智能化；v第四阶段：第四阶段：20202020年之后物体进入全智能

59、化。年之后物体进入全智能化。可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部无线电电子战无线电电子战v电子对抗技术和电子反对抗电子对抗技术和电子反对抗 v电子侦察与反侦察、电子侦察与反侦察、v电子干扰与反干扰、电子干扰与反干扰、v电子摧毁与反摧毁、电子摧毁与反摧毁、v电子隐身与反隐身等技术电子隐身与反隐身等技术 可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部无线电的其他应用无线电的其他应用v蓝牙蓝牙v雷达雷达v遥控、遥测、遥遥控、遥测、遥感感v可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部无线电技术的未来无线电技术的未来第三代通讯系统第三代通讯系统（1 1）宽带的码分多址）宽带的码分多址(W(WCDMA)CDMA)技术及其与原有技术及其与原有 技术的兼容问题技术的兼容问题（2 2）无线）无线ATMATM技术技术( (移动的移动的ATMATM技术技术) )（3 3）软件无线电技术）软件无线电技术（4 4）智能天线及智能天线阵技术）智能天线及智能天线阵技术（5 5）移动的接入技术）移动的接入技术( (移动移动IPIP接入系