通信新技术讲座答辩论文——无线通信的基本原理及新技术展望Schoolofinformation,yunnanuniversityMadeby摘要与有线传输相比，无线传输具有许多优点。或许最重要的是，它更灵活。无线信号可以从一个发射器发出到许多接收器而不需要电缆。所有无线信号都是随电磁波通过空气传输的，电磁波是由电子部分和能量部分组成的能量波。在无线通信中频谱包括了9khz到300000Ghz之间的频率。每一种无线服务都与某一个无线频谱区域相关联。无线信号也是源于沿着导体传输的电流。电子信号从发射器到达天线，然后天线将信号作为一系列电磁波发射到空气中。信号通过空气传播，直到它到达目标位置为止。在目标位置，另一个天线接收信号，一个接收器将它转换回电流。接收和发送信号都需要天线，天线分为全向天线和定向天线。在信号的传播中由于反射、衍射和散射的影响，无线信号会沿着许多不同的路径到达其目的地，形成多径信号。我们还讨论了窄带和宽带信号的传输方式以及扩展频谱的两种方式：跳频扩展频谱（FrequencyHoppingSpeadSpectrum,FHSS）以及直接序列扩展频谱（DirectSequenceSpreadSpectrum,DSSS）。接着，介绍了蜂窝通信的主要原理，并利用一个移动用户打电话的生动例子来阐明移动通信的基本原理，以及蜂窝、基站、移动电话交换局以及PSTN之间的关系。在移动通信的基本原理之上，对未来的新技术进行了展望，分别简单的探讨了绿色无线新技术,即LTE、Femtocell和WiGig,并从技术层面逐一分析了其相关的特点。最后，我们对移动通信中的一些基本概念和一些基本原理做了总结。本文讨论了无线通信的基本原理，从频谱划分、信号传播、天线、信号的传输方式，最后到移动通信。阐述了构成无线远程通信的每一个基本环节以及基本原理。关键词：无线频谱天线信号传播移动通信蜂窝LTEFemtocellWiGig,引言通信，指人与人或人与自然之间通过某种行为或媒介进行的信息交流与传递，从广义上指需要信息的双方或多方在不违背各自意愿的情况下无论采用何种方法，使用何种媒质，将信息从某方准确安全传送到另方。无线通信(Wirelesscommunication)是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式，近些年信息通信领域中，发展最快、应用最广的就是无线通信技术。在移动中实现的无线通信又通称为移动通信，人们把二者合称为无线移动通信。今天，无线通信已经成为了我们日常生活中不可缺少的一部分，它给我们的生活带来的便利和改变是从古未有的。下面，我们就来探讨有关无线通信的基本原理，从频谱划分、信号传播、天线、信号的传输方式，最后到移动通信。2无线通信的基本原理2.1无线频谱所有无线信号都是随电磁波通过空气传输的，电磁波是由电子部分和能量部分组成的能量波。声音和光是电磁波得两个例子。无线频谱（也就是说，用于广播、蜂窝电话以及卫星传输的波）中的波是不可见也不可听的——至少在接收器进行解码之前是这样的。“无线频谱”是用于远程通信的电磁波连续体，这些波具有不同的频率和波长。无线频谱包括了9khz到300000Ghz之间的频率。每一种无线服务都与某一个无线频谱区域相关联。例如，AM广播涉及无线通信波谱的低端频率，使用535到1605khz之间的频率。无线频谱是所有电磁波谱的一个子集。在自然界中还存在频率更高或者更低的电磁波，但是他们没有用于远程通信。低于9kz的频率用于专门的应用，如野生动物跟踪或车库门开关。频率高于300000Ghz的电磁波对人类来说是可见的，正是由于这个原因，他们不能用于通过空气进行通信。例如，我们将频率为428570Ghz的电磁波识别为红色。图1显示了整个电磁波谱。图1电磁波谱当然，通过空气传播的信号不一定会保留在一个国家内。因此，全世界的国家就无线远程通信标准达成协议是非常重要的。ITU就是管理机构，它确定了国际无线服务的标准，包括频率分配、无线电设备使用的信号传输和协议、无线传输及接收设备、卫星轨道等。如果政府和公司不遵守ITU标准，那么在制造无线设备的国家之外就可能无法使用它们。2无线传输的特征虽然有线信号和无线信号具有许多相似之处——例如，包括协议和编码的使用——但是空气的本质使得无线传输与有线传输有很大的不同。当工程师门谈到无线传输时，他们是将空气作为“无制导的介质”。因为空气没有提供信号可以跟随的固定路径，所以信号的传输是无制导的。正如有线信号一样，无线信号也是源于沿着导体传输的电流。电子信号从发射器到达天线，然后天线将信号作为一系列电磁波发射到空气中。信号通过空气传播，