16 移动通信的发展.ppt

现代通信技术进展,第十六讲：移动通信100年,一、移动通信100年的发展历程,人类历史上最早的通信手段和现在一样是“无线”的，如利用以火光传递信息的烽火台，通常大家认为这是最早传递消息的方式了。事实上不是，在我国和非洲古代，击鼓传信是最早最方便的办法，非洲人用圆木特制的大鼓可传声至三四公里远，再通过“鼓声接力”和专门的“击鼓语言”，可在很短的时间内把消息准确地传到50公里以外的另一个部落。,火光电报,周朝的疆土在现在的陕西岐山一带，因为大力发展农业，国家逐渐富裕兴旺起来。当时西邻的戎狄，时常来侵扰和抢掠，为了抵御戎狄的侵犯，必须有迅速灵活的通信手段。于是，周朝在边疆一带，设置了很多烽火台，这些烽火台是用石头砌成的方形台子，高出地面约7米，每个烽火台相隔5里左右，台台相望。,火光电报,平时台上堆满柴草和狼粪干，由士兵昼夜看守。一旦遇有紧急军情，夜间举火，就是点燃柴草；白天举烟，就是点燃狼粪。狼粪燃烧时黑烟直上，即使在很远的地方也能看见，所以烽火台又称狼烟台。根据敌情的不同，还可用不同的举火放烟方式。如敌人在500人以下时，放一道烽火，在500人以上时，放二道烽火等。这样，每当一个台“报警”，邻近的台看见之后，马上也放烽火，一台接一台把消息迅速传到远处。军队见到那熊熊火光和滚滚浓烟，会立即整鞍备马，准备迎击。即使把消息传到千里之外的京都，也不过一天的时间。而如果用快马报信则慢得多。看来烽火是古代最快的通信工具了，怪不得人们誉它为“火光电报”,深圳南山烽火台,玉门关烽火台遗址,宁夏中宁烽火台,一、移动通信100年的发展历程,1753年2月17日，在苏格兰人杂志上发表了一封署名CM的书信。在这封信中，作者提出了用电流进行通信的大胆设想。虽然在当时还不十分成熟，而且缺乏应用推广的经济环境，却使人们看到了电信时代的一缕曙光。,一、移动通信100年的发展历程,1793年，法国查佩兄弟俩在巴黎和里尔之间架设了一条230千米长的接力方式传送信息的托架式线路。据说两兄弟是第一个使用“电报”这个词的人。,一、移动通信100年的发展历程,1832年，俄国外交家希林在当时著名物理学家奥斯特电磁感应理论的启发下，制作出了用电流计指针偏转来接收信息的电报机.,一、移动通信100年的发展历程,1837年6月，英国青年库克获得了第一个电报发明专利权。他制作的电报机首先在铁路上获得应用。不过，这种方式很不方便和实用，无法投入真正的实用阶段。,摩尔斯电码,美国画家莫尔斯在1832年旅欧学习途中，开始对这种新生的技术发生了兴趣，经过3年的钻研之后，在1835年，第一台电报机问世。但如何把电报和人类的语言连接起来，是摆在莫尔斯面前的一大难题.,摩尔斯电码,“电流是神速的，如果它能够不停顿走十英里，我就让他走遍全世界。电流只要停止片刻，就会出现火花，火花是一种符号，没有火花是另一种符号，没有火花的时间长又是一种符号。这里有三种符号可组合起来，代表数字和字母。它们可以构成字母，文字就可以通过导线传送了。这样，能够把消息传到远处的崭新工具就可以实现了！”,摩尔斯电码,莫尔斯成功地用电流的“通”、“断”和“长断”来代替了人类的文字进行传送，这就是鼎鼎大名的莫尔斯电码。1843年，莫尔斯获得了3万美元的资助，他用这笔款修建成了从华盛顿到巴尔的摩的电报线路，全长64.4公里。1844年5月24日，在座无虚席的国会大厦里，莫尔斯用他那激动得有些颤抖的双手，操纵着他倾十余年心血研制成功的电报机，向巴尔的摩发出了人类历史上的第一份电报:“上帝创造了何等奇迹！”,摩尔斯电码,摩尔斯电码,红二、六军团的彭富九,电话的发明,电报传送的是符号。发送一份电报，得先将报文译成电码，再用电报机发送出去;在收报一方，要经过相反的过程，即将收到的电码译成报文，然后，送到收报人的手里。这不仅手续麻烦，而且也不能进行及时双向信息交流。因此，人们开始探索一种能直接传送人类声音的通信方式，这就是现在无人不晓的“电话”。,电话的发明,1796年，休斯提出了用话筒接力传送语音信息的办法。虽然这种方法不太切合实际，但他赐给这种通信方式一个名字Telephone(电话)，一直沿用至今。,电话的发明,1861年，德国一名教师发明了最原始的电话机，利用声波原理可在短距离互相通话，但无法投入真正的使用。,电话的发明,亚历山大贝尔系统地学习了人的语音、发声机理和声波振动原理，在为聋哑人设计助听器的过程中，他发现电流导通和停止的瞬间，螺旋线圈发出了噪声，就这一发现使贝尔突发奇想“用电流的强弱来模拟声音大小的变化，从而用电流传送声音。”,电话的发明,1875年6月2日，贝尔和沃森特正在进行模型的最后设计和改进，最后测试的时刻到了，沃森特在紧闭了门窗的另一房间把耳朵贴在音箱上准备接听，贝尔在最后操作时不小心把硫酸溅到自己的腿上，他疼痛地叫了起来:“沃森特先生，快来帮我啊！”没有想到，这句话通过他实验中的电话传到了在另一个房间工作的沃森特先生的耳朵里。这句极普通的话，也就成为人类第一句通过电话传送的话音而记入史册。,电话的发明,1875年6月2日，也被人们作为发明电话的伟大日子而加以纪念，而这个地方美国波士顿法院路109号也因此载入史册，至今它的门口仍钉着块铜牌，上面镌有:“1875年6月2日电话诞生在此,电话的发明,1877年，也就是贝尔发明电话后的第二年，在波士顿和纽约架设的第一条电话线路开通了，两地相距300公里。也就在这一年，有人第一次用电话给波士顿环球报发送了新闻消息，从此开始了公众使用电话的时代。一年之内，贝尔共安装了230部电话，建立了贝尔电话公司，这是美国电报电话公司（AT&T）前身。,电话传入我国,1881年，英籍电气技师皮晓浦在上海十六铺沿街架起一对露天电话，付36文制钱可通话一次，这是中国的第一部电话。,电话传入我国,1882年2月，丹麦大北电报公司在上海外滩扬于天路办起我国第一个电话局，用户25家。,电话传入我国,1889年，安徽省安庆州候补知州彭名保，自行设计了一部电话，包括自制的五六十种大小零件，成为我国第一部自行设计制造的电话。,电磁波的发现,1820年，丹麦物理学家奥斯特发现，当金属导线中有电流通过时，放在它附近的磁针便会发生偏转。接着，学徒出身的英国物理学家法拉第明确指出，奥斯特的实验证明了“电能生磁”。他还通过艰苦的实验，发现了导线在磁场中运动时会有电流产生的现象，此即所谓的“电磁感应”现象。,电磁波的发现,著名的科学家麦克斯韦进一步用数学公式表达了法拉第等人的研究成果，并把电磁感应理论推广到了空间。他认为，在变化的磁场周围会产生变化的电场，在变化的电场周围又将产生变化的磁场，如此一层层地像水波一样推开去，便可把交替的电磁场传得很远。1864年，麦氏发表了电磁场理论，成为人类历史上预言电磁波存在的第一人。,电磁波的发现,1887年的一天，赫兹在一间暗室里做实验。他在两个相隔很近的金属小球上加上高电压，随之便产生一阵阵噼噼啪啪的火花放电。这时，在他身后放着一个没有封口的圆环。当赫兹把圆环的开口处调小到一定程度时，便看到有火花越过缝隙。通过这个实验，他得出了电磁能量可以越过空间进行传播的结论。赫兹的发现公布之后，轰动了全世界的科学界.,电磁波的发现,俄国一位正从事电灯推广工作的青年波波夫兴奋地说:“用我一生的精力去装电灯，对广阔的俄罗斯来说，只不过照亮了很小一角，要是我能指挥电磁波，就可飞越整个世界！”1894年，波波夫改进了无线电接收机并为之增加了天线，使其灵敏度大大提高。1896年，波波夫成功地用无线电进行莫尔斯电码的传送，距离为250米，电文内容为“海因里斯赫兹”。,电磁波的发现,马可尼改进了无线电传送和接收设备，在布里斯托尔海峡进行无线电通信取得成功，把信息传播了12公里。1898年，英国举行了一次游艇赛，终点设在离岸20英里的海上。都柏林快报特聘马可尼为信息员。他在赛程的终点用自己发明的无线电报机向岸上的观众及时通报了比赛的结果，引起了很大的轰动。这被认为是无线电通信的第一次实际应用。紧接着，马可尼在英国建立了世界上第一家无线电器材公司英国马可尼公司。,马可尼（18741937,1909年，马可尼获得诺贝尔物理学奖，这年他才35岁。,一、移动通信100年的发展历程,1912年“泰坦尼克”号撞到冰山后，发出电报“SOS，速来，我们撞上了冰山。”几英里之外的“加利福尼亚”号客轮本应能够救起数百条生命，但是这条船上的报务员不值班，因此没有收到这条信息。从此以后，所有的轮船都开始了全天候的无线电信号监听。,一、移动通信100年的发展历程,1899年11月美国“圣保罗”号邮船在向东行驶时，收到了从150公里外的怀特岛发来的无线电报，莫尔斯电码的嘀嘀嗒嗒声象婴儿呱呱落地的第一声啼声，向世人宣告一个新生事物“移动通信”诞生了。,1900年1月23日在波罗的海霍格兰岛附近的一群遇难渔民，通过无线电呼叫而得救，移动通信第一次在海上证明了它对人类的价值。紧接着1901年英国蒸汽机车装载了第一部陆地移动电台。,1903年底莱特驾驶自己的飞行器，开创了航空新领域，飞机更需要通信来保证飞行，于是移动通信这个20世纪的同龄人便相继在海、陆、空起步了。,莱特兄弟与飞机,现代社会有三大基础结构,运输转移人和物能源传递能量 通信传递信息,从使用环境来分,主要有陆地移动通信、水上移动通信和航空移动通信，作为特殊使用环境还有地下(如隧道矿井)、水下(如潜艇)和深空(如航天)移动通信。,从用户对象来分,主要有公众移动通信、专业移动通信和军事移动通信。,从交通工具来分,有汽车、坦克、火车、船舶、潜艇、飞机和航天飞行器等的移动通信，还有个人便携移动通信等等。,移动通信的三个阶段,初期的军政机要移动通信阶段；进而发展至民用专业移动通信阶段；70年代末国际上出现的蜂窝汽车电话标志着发展到了公众移动通信的新阶段。,二、移动通信的发展过程和动向,回顾移动通信已经走过的百年历程，沿着历史的轨迹我们可以观察到移动通信的22个不同侧面有如下的发展过程和未来动向,.频 段,由HF、VHF到UHF以至毫米波,带宽.调制方式,由窄带到宽带,由调幅、调频、单边带到数字调制；,通信方式 多址方式,由单工单信道对讲到双工多信道共用；.,由FDMA、TDMA到CDMA,传输方式.传输速率,由模拟到数字；,由低速到高速,通信业务 通信规模,由通话为主增加数据、图像到多媒体业务；,由单机到系统，由专线到网络,网络结构 网络制式,由单一网到多区网；,由大区制到蜂窝小区制,移动速度 传播环境,由静止、步行、典型车速到高速、航空以至卫星；,由地面室外环境、室内环境、室外至室内环境到卫星环境；,系统覆盖 通信环境,由有限服务区、国内服务区、区域服务区至全球服务区；,由水上、陆地再空中到陆海空一体化以至地下、水下和深空；,通信容量 通信用户,由小容量、中容量、大容量到超大容量以至满足全球个人通信的需求；,由军政机要用户、业务用户到公众用户，亦即由专业网到公众网；,移动终端 器件,体积由人背马驮至便携、手持以至袖珍；重量由几十公斤、几公斤、几百克以至几十克；,由电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路至超大规模集成电路与微处理器,设备 制造,由硬件为主到硬件软件以至软件为主的软件无线电.,由单件、小批量、批量到大规模生产；,运 营,由一家专营到多家竞争。,移动通信的特点和要求,移动通信由于要保持行人、汽车、船舶和飞机等移动体不间断的通信联络；因此，只能使用无线通信这种传输手段。而固定通信则可使用有线和无线各种传输手段。,移动通信的特点和要求,移动通信由于它是用于全球的表层和空间，会遇到各种恶劣的地形、环境和气候，因此，要求通信装备必须能适应严酷的使用条件。由于它是用于非通信专业的人员，如司机、士兵和普通老百姓，因此，要求移动终端必须便于使用，易于维护。,而固定通信则可以安装在具有良好条件的固定设施内，可以有技术水平较高的专业人员来保障通信的正常运行。由于移动通信上述特点，移动通信设备必须满足如下一些使用技术要求：,移动通信的技术要求,(1)必须作到轻、小、省、牢、便；,(2)必须抗拒酷暑、严寒、狂风、暴雨等恶劣气候条件,3)必须适应山岳、丛林、沙漠、河海、高空等三维空间的不同环境条件；,(4)既可车载船装，又能背负手持，要经得起各种移动体的安装机械条件；,5)要在移动通信特有的多普勒频移、瑞利衰落、阴影和点火噪声等变参传播条件下，确保“动中通”；,(6)要在工业密集、交通繁忙的市区，频率拥挤、干扰严重的电波环境下，达到电磁兼容；,7)要在收、发、频合、微机、电源及天馈等部件密集的小空间，满足机内的电磁兼容；,(8)要有强大的系统开发能力，以适应科技进步的加速，促使电子信息产品更新换代的加快；,三、全球移动通信大发展的20年,70年代末移动通信发展到了以蜂窝汽车电话为标志的公众移动通信新阶段，从此全球移动通信市场获得了大发展。80年代随着各种模拟蜂窝系统在各国的扩展，欧洲感到制式五花八门，不能兼容互通，适应不了欧洲共同体的需求，于是组织开发了泛欧GSM数字蜂窝系统。美国则感到模拟AMPS制式的容量不能适应发展的需求，从扩容并兼容的观点开发了采用TDMA技术的DAMPS数字蜂窝系统；为进一步扩大容量,又推出了采用CDMA技术的数字蜂窝系统.,三、全球移动通信大发展的20年,早期的移动通信的雏形如步话机、对讲机等等，其中，步话机在1941年美陆军就开始装备了，当时的使用频段是短波波段，设备是电子管的。从20世纪50年代开始，开始使用150MHz，后来发展为400MHz，紧接着60年代晶体管的出现，专用无线电话系统大量出现，在公安、消防、出租汽车等行业中应用。,三、全球移动通信大发展的20年,70年代初，贝尔实验室提出蜂窝系统的覆盖小区的概念和相关的理论后，立即得到迅速的发展，很快进入了实用阶段。在蜂窝式的网络中，每一个地理范围（通常是一座大中城市及其郊区）都有多个基站，并受一个移动电话交换机的控制。在这个区域内任何地点的移动台车载、便携电话都可经由无线信道和交换机连通公用电话网，真正做到随时随地都可以同世界上任何地方进行通信，同时，在两个或多个移动交换局之间，只要制式相同，还可以进行自动和半自动转接.,三、全球移动通信大发展的20年,第一代蜂窝移动电话系统是模拟蜂窝移动电话系统，主要特征是用模拟方式传输模拟信号，美国、英国和日本都开发了各自的系统。,三、全球移动通信大发展的20年,在1975年，美国联邦通信委员会（FCC）开放了移动电话市场，确定了陆地移动电话通信和大容量蜂窝移动电话的频谱，为移动电话投入商用作好了准备，,三、全球移动通信大发展的20年,1979年，日本开放了世界上第一个蜂窝移动电话网。其实世界上第一个移动电话通信系统是1978年在美国芝加哥开通的，但蜂窝式移动电话后来居上.,三、全球移动通信大发展的20年,1979年，AMPS制模拟蜂窝式移动电话系统在美国芝加哥试验后，终于在1983年12月在美国投入商用.,三、全球移动通信大发展的20年,1982年，欧洲成立了GSM（移动通信特别组），任务是制订泛欧移动通信漫游的标准。GSM本来是欧洲成立的一个移动通信小组的简称，这个小组在欧洲的蜂窝移动通信方面作了大量的工作，他们对8个不同的实验方案进行了论证，最后制定了泛欧洲的数字蜂窝移动通信系统，并用该研究小组名字的缩写“GSM”命名。GSM移动电话系统对频谱利用率高、容量大，同时可以自动漫游和自动切换，采用EFR（增强全速率编码）后通信质量好，加上其业务种类多、易于加密、抗干扰能力强、用户设备小、成本低等优点，使移动通信进入了一个新的里程。,三、全球移动通信大发展的20年,GSM标准是欧洲1982年开始制定的第二代移动通信系统系列标准。GSM标准是为了开发全欧数字蜂窝系统由一个称为移动通信特别小组(Group Special Mobile)的机构制订的，因而得名。该小组现归属欧洲电信标准协会（ETSI）。GSM是目前世界上较先进的公开技术规范，内容全面详尽，版本在不断修订升级，有Phase I、Phase II和Phase II+三个阶段。1998年以前市场主要产品是Phase I的，1999年以后Phase II将逐步成主流产品，而Phase II+标准在陆续制定中。,全球移动电话的预测,无线寻呼的发展,早期的寻呼机形状如单向收音机，有砖头那么大。呼叫员整天在机器里不停地念着各种信息，有点像今天的出租车调度台，是一种“大广播”方式，你听到的是呼叫员发出的所有信息。你得仔细留意自己的名字，错过了，就再也找不到了。,无线寻呼的发展,后来，寻呼机获得了个体特征。每个寻呼机都取了一个数字名字，因此它只接收对自己的呼唤，而忽略其它信息。当听到对自己的呼唤时，呼机就会嘀滴地响起来，它的主人于是需要找到一部电话，向呼叫员询问信息，这就是模拟寻呼机。在1968年，日本率先在150MHz移动通信频段上开通用声音发出通知音和消息的模拟寻呼系统就是这类。,无线寻呼的发展,摩托罗拉最早是一家生产车用直流收音设备装置的公司，该公司随着汽车在美国的流行而迅速发展，二战时期公司转入无线电通讯设备的生产。1941年，摩托罗拉生产出了美军参战时唯一的便携式无线电通讯工具5磅重手持对讲无线电样机及此后的SCR-300型高频率调频背负式通话机，1956年，第一个无线电寻呼机也在该公司问世了。,无线寻呼的发展,70年代曾出现了语音呼机某种信息到来之前，寻呼机发出一种预定的声音讯号，使用者打开机器便可听到这一信息。80年代早期出现了数字呼机，它的屏幕很小，只能把数字写在上面，以显示不同的数字来代表不同的信息内容。显然，这种寻呼机所能传递的信息就比前一种丰富得多了，这类寻呼系统于1973年在美国最先使用，其使用频率为150MHz和450MHz,无线寻呼的发展,无线寻呼从512bits、1200bits低速向6400bits的高速发展，并利用卫星进行广域寻呼、全球联网。全球无线寻呼用户数，1990年为2300万个，1994年猛增到7000万个，1996年已突破1亿。在过去5年间，世界无线寻呼用户增长率保持在33%，预计到2000年用户将达到3.38亿，其中亚太地区的用户将增至2亿。,无绳电话,由CT0、CT1等模拟制式进入DECT、PHS及PACS等全数字制式，并从单机发展到公众接入网。全球无绳电话用户数现已达到1亿，DECT主要在欧洲获得了发展，PHS前两年在日本以异乎寻常的高速度在普及，至1996年底竟达500万用户，到1997年中达顶峰700万户。,对讲机,四、当代移动通信的发展趋势,从全球移动通信20年的大发展中，我们可以看出当代移动通信有如下的发展趋势：,4.1移动电话发展的速度大大超过固定有线电话，成为信息通信产业的亮点,电信业务的增长从1992年开始逐步加速，至1995年达7%，为总经济增长速度的二倍。而在电信领域中，据美国商业周刊预测，1997年全球移动电话约2亿部，固定有线电话近10亿部；至2010年移动电话将达到13亿部，年均增长率25%，而有线电话将达到14亿部，年均增长率仅4%。我国二者的增长数量也呈现了类似的规律，移动电话年增长速度大大超过固定有线电话。因此移动通信将成为21世纪非常重要的通信工具。,4.2移动数据业务的比重将日益增长，形成移动因特网,4.3移动通信设备正朝着数字化、宽带化、小型化的方向发展,当前各种移动通信系统都已经从第一代模拟技术过渡到第二代数字技术，频谱效率大大提高。为解决终端移动性，小型化取得显著进展，GSM手机已达到70CC、70克，已经远远低于ITUR提出的200CC、200克的要求了。作为第三代移动通信系统必须满足多媒体业务的需求，数字传输速率要达到2Mbits以上，国际上都在努力攻克WCDMA的技术难题，并已取得了可喜的进展.,五、未来移动通信的发展领域,移动通信的发展非常辉煌，展望下一世纪移动通信的未来，必将与固定通信结合朝着多媒体个人通信的方向迈进。我们必须充分了解今后移动通信的发展动向，才能未雨绸缪，迎头赶上。值得注意的发展领域分述如下,5.1第三代移动通信系统(IMT2000),国际上通常将70年代末出现的模拟蜂窝移动电话、无线寻呼、模拟无绳电话和模拟集群等作为第一代移动通信系统；而将80年代末开发的数字蜂窝、高速无线寻呼、数字无绳电话和数字集群作为第二代移动通信系统；国际电信联盟(ITU)正在制定系列标准的IMT2000定为第三代移动通信系统(TGMS)。,第三代集合了蜂窝、无绳、寻呼、集群、移动数据、移动卫星、空中和海上等各类移动通信系统的功能；它将提供与固定电信网的业务兼容、质量相当的多种话音和非话音业务；它将实行全球联网，用袖珍个人终端作全球漫游，从而实现人类梦寐以求的任何地方、任何时间与任何人进行通信的理想.,ITUR(国际电信联盟无线电通信部门)侧重IMT2000移动特殊要求和无线接入的研究，目前已通过系统概况、支持业务框架、网络结构、卫星运行、卫星部分框架、频谱考虑、无线电接口要求、无线电接口功能框架、话音和话带数据要求、安全性原则、管理框架以及适应发展中国家的需要、无线电传输技术评定指南、术语词汇、安全机制评定和陆地移动系统向IMT2000的演进等16项建议。TG81还准备推出无线电接口技术规范与规程规范、移动台规范、基站规范和空间站规范等详细建议。,IMT2000关键技术,ITUR建议M.1225“评估IMT2000无线电传输技术的指南”。其优选准则是：频谱效率、技术复杂性经济性、质量、灵活性、对网络接口的影响、手持机能力和覆盖功率效率7个项目。1998年所征集的RTT候选提案：除6个卫星接口技术外，地面无线接口技术有10个方案，被分为两大类：CDMA与TDMA，其中CDMA占据主导地位。这几项技术覆盖了欧洲的WCDMA、美国的CDMA2000和我国的TDSCDMA等制式。,5.2平流层通信,1997年1月，Sky Station International Inc.公司在ITU会议上，提出“平流层电信业务”(stratospheric telecommunication service简称STS)的建议文件，受到国际电联和一些国家电信部门的高度评价。普遍认为空中平台通信是继60年代卫星通信、70年代光纤通信和80年代蜂窝通信发明以来通信技术的又一重大突破。,平流层,平流层的最大特点是大气以平流运动为主，极少垂直方向的对流运动。这主要是因为平流层的温度结构与对流层不同，在对流层顶到距地表大约35公里的高度内，大气温度变化非常微小，这一高度平流层的大气温度非常低，大约在-80o 左右。自35 km 到平流层顶，气温随高度的升高而上升。平流层温度低，空气稀薄，极少水蒸气，在这一层也极少天气过程发生。,平流层,平流层,平流层和中层是指从对流层顶起至离地面约85公里的大气层，它们处于对流层之上和热层之下，主要大气组成和空气分子量同对流层大气一样，在太阳的紫外辐射作用下，有显著的光化学反应，在1050公里间有大气臭氧层。,平流层,十世纪初，由于探测技术的进展，人们发现了平流层。1901年，法国科学家泰斯朗德博尔用气球携带自记气象仪探测高空大气，观测记录表明，在约11公里处，温度约为-55，在此以上大气层里气温近于不变，后来泰斯朗德博尔提出了大气分对流层和平流层两层的概念。,平流层,平流层是在对流层之上、中层之下的大气层，其范围从对流层顶向上直至离地面约五十公里的高度。在这一层里，大气的铅直对流不强，多为大尺度平流运动；大气中只有少量的水汽，但包含了大气臭氧层中臭氧的主要部分，水汽和臭氧在辐射平衡中起着作用；大气中尘埃的含量很小，大气透明度很高。,平流层,平流层温度的铅直分布与对流层不同，从对流层顶起，有一个温度随高度不变或随高度变化很小的层次，称为同温层；在25公里以上，温度随高度迅速增加，升温率约每公里2，到50公里附近温度达极大值，这即为平流层 顶。这个高温区是由于大气臭氧吸收太阳紫外辐射增温所致。,平流层,平流层中水汽、二氧化碳和臭氧的长波辐射虽然使大气损失热量，但是臭氧对太阳紫外辐射的吸收和水汽对太阳红外辐射的吸收，不但能补偿此 顶辐射损失，而且还使大气升温。平流层最大的季节性变暖发生在夏季高纬度的极区。平流层环流的季节变化，常常成为对流层环流产生变化的先兆，故有助于长期天气预报。,平流层通信的优点,费用很低天空站可自行升空、移动并定点，可进行地面维修、回收、更新和再部署，因此空间平台的制造、发射、维护、回收的费用只不过是卫星的110，用户终端的费用仅有100200美元，有可能把电信业务费用普遍降低一个数量级.,平流层通信的优点,容量很大天空站定点高度能实现较高的频率复用，用作因特网接口可向15亿多个64kbits数字通信用户提供优质服务，或者向3.75亿个用户提供256kbit/s的视听业务，有可能较现有系统容量提高一个数量级。,平流层通信的优点,适用性广既适合于城市人口密集区，也适合于农村人口稀少区；既适合于固定业务，也适合于移动业务；既适合于窄带业务，也适合于宽带业务。,平流层通信的优点,提供业务快空间平台一旦定点，无需部署全球信息基础设施或平台星座，即可向其服务区提供优质服务.,平流层通信的关键技术,.平流层大气环境和电波传播；.平流层天空站空气动力学；.平流层信息天空站的材料和能源；.平流层信息天空站的位姿测控；.平流层天空站通信的体制和应用；.平流层天空站通信的网络配置；.平流层天空站通信的多址方式；.平流层天空站通信的工作频段；.平流层天空站通信的系统集成和仿真。,六、移动通信对固定通信的挑战,蜂窝移动通信自20世纪80年代商用以来，始终保持了强劲的发展势头。而今，其已逐渐对传统的固定通信构成了威胁。预计不久的将来，移动通信用户将超过固定通信用户，第三代移动通信(3G)对未来通信市场的冲击更将是前所未有的巨大。,全球移动通信发展势头十分强劲,冰岛、芬兰、挪威和瑞典拥有移动电话用户的比例已分别达到了65%、64%、63%和57%。在芬兰，至少拥有1部移动电话的家庭已占78%。在拉美、手机拥有量已由1995年的350万台增至1999年的3900万台，每4个电话用户中就有1个移动电话用户。甚至在经济十分落后的非洲大陆，移动电话的数量在1998年增长了87%。在未来5年中，非洲移动电话用户将发展至3200万户。在亚洲，日本的移动通信规模一直保持着世界领先水平，香港和台湾1999年的移动电话普及率均已超过45%，另外，韩国、新加坡、泰国、马来西亚等国的移动通信发展速度也十分迅猛。,我国移动通信发展速度更为迅猛,1997年7月移动电话用户数突破1000万，而从1997年7月到1998年8月，仅13个月时间，用户总数增加了1000万户，去年1至9月又新增用户1000万户，至2000年6月总数已达4800万，如此高的发展速度在世界电信发展史上是绝无仅有的。而1995年网络才开通运营的中国联通的发展速度同样让人瞠目：1998年用户数突破100万，到今年6月底就超过了1100万，其中广东、浙江、江苏与辽宁均超过了100万。预计2000年底中国移动电话用户总数将突破7000万户，2001年将成为世界第一大移动电话国。,固定通信发展速度远逊于移动通信,我国目前的固定电话用户数约为1.27亿户，但固定电话发展速度(1999年增长率为24%左右)大大低于移动电话(1999年增长率为73%左右)，虽然去年其绝对增长数(2138万户)高于移动电话(1826万户)，但预计今年全国新增固定电话用户的绝对数将可能低于移动电话。今年上半年两者新增用户数已比较接近(固定电话新增用户约为1800万，比上年末增加17%，同期移动电话新增1600万，比上年末增加37%)。照这样的势头发展下去，我国移动通信用户将有可能在2003年左右超过固定电话。,移动通信对固定通信的全方位挑战,移动通信的迅猛发展，不仅表现在用户数量上，而且还表现在其业务量的快速增长上，当然这也与移动电话的资费远高于固定电话且实行双向收费有关。,从发展趋势上看移动通信前景更为诱人,(1)移动电话以个人为单位，而固定电话一般以家庭为单位；(2)移动通信建设方便，特别是在不易铺设光缆的偏远地区。在经济十分落后的非洲大陆，很多偏远的地区，未来20年内也不可能建立有线通信网络，因而移动电话就成了这里首选的通信手段。我国农村及西部地区也普遍存在这方面的问题。(3)我国现行的农话资费偏高，与移动通信的资费相差无几，是导致农村移动电话激增的重要原因。此外，如移动通信实现单向收费，将对固定通信产生更大的冲击。,移动通信业务尚有较大的发展空间,(1)目前，我国移动电话用户普及率还仅为5%左右，只有固定电话10%左右普及率的一半，而国外一些发达国家移动电话普及率甚至高达50%以上。随着国民经济的快速发展和信息化进程的加速，国家、企业和个人对通信的需求将与日俱增。由于移动电话是以个人为普及单位，所以潜在的移动用户数量还十分巨大。,移动电话用户同步发展的是移动通信技术，移动通信技术的日新月异，又推动着移动通信业务的日趋丰富。随着蜂窝技术的发展，移动通信为用户提供的服务不再仅限于话音通信，还增加了短消息、语音信箱、三类传真及数据通信等增值业务。特别是随着WAP技术标准的出台，手机上网的梦想终于得以实现，语音与数据在移动通信中的首次融合，将一改移动通信业务单一化的现状，使其呈现出多元化的格局，移动通信数据化已成为大势所趋。而两三年后，预计我国3G将投入商用，到那时，移动数据的最高速率将达到2Mbps，个人通信的天地将更为广阔。所有这一切，都预示了移动通信的广阔前景。,1997-2004年中国移动用户的发展,手机电视,