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无线电通信

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"无线通信"是"无线电通信"的同义词

定义
  无线通信(Wireless communication)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。
  从最初的电报开始经过150多年的现代电信的发展是来自各界的成千上万科学家、工程师和研究人员的辛勤劳动的结果。他们当中只有少数独立负责发明的人成了名,而大多数达到顶点的发明是许多个人的成果。这里汇集了部分对于无线电通信发展中起到重要作用的历史人物。
  无线通信先驱
  克拉克:1917年出生英格兰的Minehead。在苏联(USSR)发射第一个人造地球卫星Sputnik-1前12年,克拉克于1945年在“无线世界”中发表文章建议利用静止卫星实现世界范围的无线电覆盖。从此,卫星通信成为世界通系统的非常重要的组成部分。克拉克的其它发明有地球观测的卫星平台的利用和操作灵活的低加速的星际间飞行的太阳帆。
  巴登(Bardeen)、比拉特恩(Brattain)和邵克莱(Shockley):晶体管是由在美国贝尔实验室工作的这三位物理学家于1947年发明的。晶体管可以检波,放大,整流并能将其打开和关闭。他们非常小,便宜,能耗非常小。
  莫尔斯:1791年4月27日生于美国麻萨诸塞州查尔斯顿市。1872年4月日在纽约城去世。莫尔斯是电磁纪录电报的发明者,是点划电报码的开发者,即称为莫尔斯码。莫尔斯在其早年酷爱艺术,一直到1832年,在41岁的时候,莫尔斯完成了他的电报的设计,在1837年8月进行公开演示。莫尔斯提出专利申请,获得美国专利。但他向国会申请贷款建设实验性公众电报线路直到1843年才获得批准。最后在1844年5月24日莫尔斯从华盛顿向巴尔地摩(60公里)发送了他的第一次电报。虽然电报现在已在很大程度上被较多的现代通信业务代替,但莫尔斯的最初的概念仍在使用并且莫尔斯码仍然保持为发送信息的通用标准。
  贝尔:于1847年4月3日生于苏格兰的爱丁堡。1922年8月2日在Baddeck去世。1876年3月10日贝尔在美国波斯顿宣布“瓦特森先生来了,我需要您”,组成第一个智能句子在电话线里传送。虽然有一些其它发明者在所建议的系统上将声音在一定的距离传送,但贝尔是第一个获得发明专利的。仅在两年后,1878年3月25日他做出了如下预测:“电话电缆可以铺在地下或架空,利用支线将私人住宅,乡村,商店,工厂等连接起来,通过主电缆和中心交换实现任何两个地方的直接通信是可能的。我相信,电话面向公众是必然的结果,不仅如此,我确信,在将来,电线将不同城市的电话公司的电话局连接起来,一个人能够与不同地方的人打电话”。贝尔不但在29岁时发明了电话,他在电信和航空方面有许多发明。他整个一生还努力帮助聋哑人。
  马克尼:于1874年4月25日生于意大利的宝龙那(Bolongna)。1937年7月20日在罗马去世。作为一个学生的马克尼对电磁和赫兹波的应用特别感兴趣。1896年6月2日他申请了他的第一个关于无线电的专利。马克尼是高度实践和企业化的人,他很快将他的发明商业化,并于1897年7月在伦敦建立他的第一个无线电报公司。在1899年,他操纵发送跨英吉利海峡的无线电信号。1901年发送了跨大西洋(从英格兰的康沃尔到荷兰的信号山)的信号。1907年,开通了大西洋彼岸的无线电业务,1909年他获得了诺贝尔物理奖。1920年在改进的马克尼公司演播室开始声音广播。在1924年,他发明了能提供世界范围通信业务的天波传输。马克尼的一生都贡献给无线电通信的发展并由他自己或其领导的公司共获得近800项专利。
  波波夫:1859年3月16日生于乌克兰。1906年1月13日在圣彼得堡去世。波波夫是圣彼得堡附近的Kronstadt的诺罗斯皇家海军学校的物理讲师。在赫兹演示他的电磁波的存在之后,波波夫进行了利用接收机监测电磁波存在的实验。在1895年5月7日向诺罗斯物理和化学学会演示了他的实验,几天后,在喀琅施塔德斯基提出报告。该报告的结论是试验的目的,“是为了显示在一定距离不用导线传送信号在理论上是可行的,换句话说,发送无线电报,必须借助电磁发射”。
  斯戳格(Strowger):1838年生于Rochester附近。1902年去世。在1889年他发明了自动电话交换机,他觉察到由于设计或差错,本地电话操作者将其业务电话接到他的竞争对手的电话局。因此,他有了自动电话交换机的设想,根据这个思想终于在美国的La Port( Indiana)安装了世界第一个商用自动交换机。
  考劳罗夫(Korolev):1906年12月30日生于苏联的Zhitomir。1966年1月14日在莫斯科去世。从1947年开始,考劳罗夫指导苏联火箭设计,在1957年10月4日发射了第一颗人造地球卫星。他负责指导更多的现代火箭的开发工作。火箭技术对人造地球卫星的发射是非常重要的。他还指导包括Molniya-1通信卫星系列在内的很多卫星的开发工作。
  赫兹:1857年2月22日生于德国的汉堡,1894年1月1日在波恩去世。赫兹在于1887~1888年在Karisruhe大学发现电磁波。1887年赫兹验证了电磁波的存在。证明了麦克斯威尔的电磁场的理论。赫兹的发现是无线电技术的基础,也是后来广播和电视的发展的基础。
  伏特:1745年2月18日生于意大利的科摩(Como),1827年3月5日在科摩去世。伏特研究利用化学反应产生电。他发现第一个电荷,他是开发通信用电池的先驱。
  特斯拉:1856年7月10日生于塞尔维亚的斯密廉(Smilian)。1943年1月7日在纽约城去世。特斯拉研究交流电和高频无线电波。在1899年他演示了不用导线传送电能的实验,并在美国克罗里达州建设一座发射台,它可以清楚的接收到一千里外的信号。他发明了两个电路间感应耦合系统。他得到了一百多项专利,例如电容器的制造,电导体的绝缘,频率表等。
  波特:1845年9月11日生于法国的Magneux。1943年3月28日在法国的Sceaux去世。他用终生来开发一种快速印字电报。当他成功的改进了各种装置后,在国际电器展览会上演示了能同时发送六种信息的设备。波特系统在全世界的地面和水上通信链路使用70多年。
  李·德·福利特(Lee de Forest):1906年他在夫莱名的二极管上又加上一个电极,他的三级管改善了接收并可以进行放大。
  无线通信技术
  无线技术给人们带来的影响是无可争议的。如今每一天大约有15万人成为新的无线用户,全球范围内的无线用户数量目前已经超过2亿。这些人包括大学教授、仓库管理员、护士、商店负责人、办公室经理和卡车司机。他们使用无线技术的方式和他们自身的工作一样都在不断地更新。
  从七十年代,人们就开始了无线网的研究。在整个八十年代,伴随着以太局域网的迅猛发展,以具有不用架线、灵活性强等优点的无线网以己之长补"有线"所短,也赢得了特定市场的认可,但也正是因为当时的无线网是作为有线以太网的一种补充,遵循了IEEE802.3标准,使直接架构于802.3上的无线网产品存在着易受其他微波噪声干扰,性能不稳定,传输速率低且不易升级等弱点,不同厂商的产品相互也不兼容,这一切都限制了无线网的进一步应用。
  这样,制定一个有利于无线网自身发展的标准就提上了议事日程。到1997年6月,IEEE终于通过了802.11标准。
  802.11标准是IEEE制定的无线局域网标准,主要是对网络的物理层(PH)和媒质访问控制层(MAC)进行了规定,其中对MAC层的规定是重点。各厂商的产品在同一物理层上可以互操作,逻辑链路控制层(LLC)是一致的,即MAC层以下对网络应用是透明的(如图一所示)。这样就使得无线网的两种主要用途----"(同网段内)多点接入"和"多网段互连",易于质优价廉地实现。对应用来说,更重要的是,某种程度上的"兼容"就意味着竞争开始出现;而在IT这个行业,"兼容",就意味着"十倍速时代"降临了。
  在MAC层以下,802.11规定了三种发送及接收技术:扩频(SpreadSpectrum)技术;红外(Infared)技术;窄带(NarrowBand)技术。而扩频又分为直接序列(DirectSequence,DS)扩频技术(简称直扩),和跳频(FrequencyHopping,FH)扩频技术。直序扩频技术,通常又会结合码分多址CDMA技术。根据预测,今后几年,无线网在全世界将有较大的发展,单只美国无线局域网销售额就将从1997年的2.1亿美元增加到2001年的8亿美元。
  无线通信的应用
  这一应用已深入到人们生活和工作的各个方面。其中3G、WLAN、UWB、蓝牙、宽带卫星系统都是21世纪最热门的无线通信技术的应用。

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