无线通信外文文献译文.docx

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1、无线通信电机及电子学工程师联合会2005年国际研讨会上关于微波，天线，传 播和无线通信的电磁兼容技术在技术发展上的最新动态竹内清一地区10主任东京电机大学摘要本文介绍无线通信技术的最新发展趋势以及组成无线通信技术的四个部分。第一 个也是最重要的发展是全球互联网流量的增长。在全球互联网流量增长的重要趋 势总结在全球地理区域和他们的互联网渗透方面。第二个部分是实现无线通信所 必备的骨干网络中的硬件配套技术的发展。第三部分是无线通信的中心问题，特 别是本地个人用户，第四和最后一个部分是总结发言。1简介许多技术的发展显然是需要通过无线通信的实现，以满足环保要求的社会背景 需要这的种技术发展。例如，互联

2、网流量每年约增加一倍，而这种快速增长的互 联网流量和WWW （全球资讯网）需要为骨干网络配置无线并不一定需要，但对本 地无线通信的实现至关重要的巨大带宽。骨干网主要靠光纤电缆的技术发展以及 相关的配套技术配套支持运行的。这样的等配套技术包括信息处理和WDM （波分 复用）和他们使取得的高效无线通信成为了可能。无线通信，特别是无线互联网 特别是无线互联网对于集中，甚至不断移动的短距离范围内的本地个人用户非常 重要。在IEEE 802.11是无线局域网用于与合作媒介访问控制协议的一般原则， 也可以扩展到其他类型的无线网络，如无线个人区域网络（WPAN的）。该服务 区的范围变得越来越小，以便让当地个

3、人用户的充分利用无线通讯媒介 用于无线互联网流量。无线通信是无线互联网最便捷的传输介质，这种无线传输 介质的有效使用是至关重要的。可靠的访问几十兆赫可以跨相当大的在其中无线 互联网将需要十倍多的细胞的语音系统的地理区域，每个这样的monocles将测 量面积小，几十平方米的大约是百分之常规细胞的大小。它比传统电池可以容纳 更多给定的数据速率的有源器件。为了使这成为可能的，有效的射频频谱空间复 用是必要的，从而能够让个人用户访问更贴近低功率的传输点。对于快速增长的互联网流量的整体通信系统可以由的三个关键的重要领域的技 术发展来支持，1）硬件技术需要个人用户的高密度无线传输的实现，2）配套硬 件技

4、术的光纤电缆，3）整体通信系统的运作和维护方面的软件技术，我们主要 回顾了前两部分的硬件方面2互联网的发展表1显示了最高的互联网普及率最高的24个国家。最高的渗透率（的人口） 的是瑞典73.60%（670万互联网用户），第二个汉港69.90%（490万）， 第三丹麦68.70% （370万），其次是挪威68.30% （310万）和美国67.80% （201 万美元）。该世界总普及率13.90%（889万互联网用户）。这样的增长速度将 有几个重要的影响，但在可预见的将来既没有一个明确的带宽丰裕“，也不是“带 宽不足，“将是一个更加预期平衡的局面，在可比费率下供应和需求将会持续增 长。此外，计算机

5、和网络架构，将受到强烈影响，因为大多数数据将留地方。软件程序将发挥越来越重要的作用。文件传输很可能会继续主宰与实时传输流通过 媒体比较有限 表1TOP24个国家拥有最高的互联网普及率Table 1 TOP 24 COUNTRIES WITH THE HIGHEST TXTERXET P三XETRATIOX RATETOP 24 COVXTRIZS VITH THZHIGHEST 1NTERXZT PEXETE.AT I OX RATE#CountryorRegionPenetn (% Pep.)Intnt UsersLatest DataPep.(2005Est.)Source &Latest

6、 Data1Sweden73.60%e,ese,7ie9,043,990Nielsen/NR Feb./052Hong Kong69.90%4,378,713e,9S3,938NielsenfYNR Feb./053Denmark68.70%3,720,0005,411,596CJ.Almanac - Mar./054Norway68.30%3,140,0004,600,644C.I. Almanac - Mar./OS5u s67.80%200,933,147296,208,476Nielsen伽R Feb./OSeAus cr alia66.40%13,611,68020,507,264N

7、ielsen/NR Feb./05766.20%10,806,32816,316,019Nielsen/NR Jun.04BIc?laiid65.10%195,000294,947ITU - Dec./OS9CanadaS3.30%20,45。,。32,050,369C.I. Almanac - Dec/031。S Korea63.30%31g。,。49,929,293KRNIC - Dec/0411Swi 口 srland62.90%3,375,85(17,452,101Nielsen/NR Feb.,0512Finland62.10%3,260,0005,246,920C.I. Alman

8、ac - Mar./0513S inap or?60.20%2,135,0003,547,809ITU - Sept/0414U K58.70%35J7SJ4169,889,407Nielsen:7NR Feb./0515Liechtenstein57.30%20,00034,927CIA - Dec./0216New Zealand56.80%2,340,0004,122,609C.I. Almanac - MarJOB17Auscria56.70%4,63。,。8,163,782C.L Almanac - MarJ051819202122GftmanvJenudaTaiwanJapanCr

9、caziaI Band56.00%54.00%53.50%52.80%52.0046,312,66234,5。67,677,9442,313,24090%9 fiRn nonI Faroe Islands 24 50.7。25,。TOP 24 in Penetration62.00%47S,872,S49Rest of the World 7.30%409,808,23282,726,18863,84922,794,795128,137,4854,459J37j. n7 MR49,329772062,17了5,B40,005,C08Nielsen伽R Feb.;05ITU - Dec./03F

10、IND - DecJ04Nielsen/NR Nov./04ITU - Sep妙4n I Almanar - Mnr /flRCIA - Dec./02IWS - Mar.25/05IWS - Mar.25/05World Total Users 13.90%SSS,6B171316,412:067JS5 IWS - Mar.25 05表2显示了互联网用户对亚洲和人口。在亚洲地区在2005年估计总人口是3,6112万（56%）,互联网用户302万，用户增长164% （2000-2005年）， 穿透8%的人口及世界34%的使用率。Table 2 IXTERTT USZRS AXD POPULAT

11、ION FOR ASIAXTERXET USERS AXD POPULATION STATISTICS FOR ASIA0A REGIOPapulation 2005 EstJL pop.of WorldInternetUsers,Late st Data (2UserGrowth000-2005) (%=enetration% Usageof WorldTotal for Asia37ei2,363,165 56.30% 302257,003 164.0%L40%34.00%R.e5t of theWorld2,79矶704,0 2。43.7 0% 586424,128 137.70%20.

12、90%66.007表3显示随着互联网用户数量最多DS L宽带前20名的国家（2004年第四季 度）。最高为美国34万元（互联网用户2.00亿），第二个中国26万美元（互 联网用户94万），其次是日本13亿美元（6700万互联网用户）的。值得 指出的是，在互联网用户方面排名第一的是美国，互联网用户2.0亿的国家，第 二是中国互联网用户94元，其次是日本互联网用户67万。但是，我们也应 意识到互联网的主机数的重要性raiv7TOP 2C COUXTRIES WITH THE HIGHEST XUMBZR OFXTERXET DSL BROADBAND SUBSCRIBERS - 2C04 Q4岸C

13、ountry orRegionDSLBroadbandSubscribers LnternetJsersitest Data ( 2(Population )05 Est. ) of UsSource and Date age Data1United States33,500,000 1 SS,861,345 293,171,50。NielseV/NR Feb./OS2China25.800,00094,000,0001,288,307.1 000NNIC - June/043lap an&39, &6456,586,234127,853,60。NiHsen/NR NcvJ044Korea,S

14、ouj1 1,900,00030,670,00049,131,7。KRNIC - June/045Germaii5,950,000用,455,8+4B2,633,200Nielsen科NR OctJ04eFrance5,253,00024,803,250B0,0 11,200Nielsen/NR Octj04Q.l.Almanac - 口旦以。33,336,。34,874,4 豹关,695,9。Nielsen洲R Oct./0 42,900,0001 1,6 02,52322,689,300Nielsen/NR June/01Canada10Spain2,568,36120,450,00031

15、,846,9。C.I. Almanac - Dec/03131415162,227,M514,095,9511:633J00t8,S0,50fc!i?rland? 1 5 5 2 r 0 0 0Bftsium-983,。Au5 Eraiiam,汹riong Kong 774, tOOSweden751,0001。,8。&3283,769.12313,410,833*足7明了13572256441,896,6。Nielsen/NR Oct./04179逐们5。Nimen伽R Oct.J041&254.9。皿 4。2.2。20,275,700&727,9。9,010,700Nielsen/NR O

16、ct/04Nielsen邛NR Oct/04Nielsen/NR Oct./04Nielsen/NR Oct./0418Swirzerland 717.:j!j：ji,5S5736457,433,000Nielsen/NR Oct./0419Israel600,0002,0。,00。6,867,200ITU - Apr./0220Denmark594,0003,375,3505,397创0Nielsen/NR June/02DSL-TOP20Countries80,179,987540,21S:011 2676,975?E00IWS - Jan.20/Q5Rest of the World5J

17、20.Q13175,712,581 3713,171,687IWS - Jan.的05Total World - DSLUsers35,300,000319.931,592 6390147,487S - Jan.20/05表4拥有数量最多的互联网上的主机16个顶级的国家（超过一百万）TOP 16 COUNTRIES WITH THEHIGHESTNUMBER OF INTERNET HOSTS#CountryInternet hosts1us115,311,9582EU22,000,4143Japn12.962,0654NettwrlarKte4t518,2265UK3.398,7086Can

18、ada3,210,0817 .Brazil3,163*98Australia2,847,7633高密度Tiwsn 无线通信硬件技术2,777,0852.686J1911France2,396,76112Italy1,437,511.J cd JI tFTs L3-1光纤传输损耗vs波长图1显示了光纤传输损耗vs波长的一个典型对比。可以看到OH峰约为1,380 nm和第一个窗口显示了因这一频段在光学纤维的发展早期阶段提供了的最低传 输特性而已经为光纤应用的早期阶段使用的波长的带宽。相应的光电子器件已经 相应地制定。第二个和第三个窗口显示该指令中的最低传输特性，分别对应已被 开发的相应电子设备。3

19、-2螺旋模型的光纤革新周期分析图2显示了光纤的设计和制造技术的完整的周期。这革新过程可分为五个鲜明 的技术革新和进一步分类，这些革新表现出了三个鲜明的革新周期。在第一项革 新周期，提高了光纤的传输特性和在机械强度。在第二个革新周期，通过了设计和 制造工艺的改进已经降低了生产成本和进一步提高其机械强度。在第三个创新周 期，通过先进的VAD方案进程已经得到了进一步改善，从而实现光纤的成本已 经低到足够可以广泛使用于FTTH（光纤到户）。此外，我们从两个不同的方面 考虑，为光纤发展和光纤通信方面谋求创新的进展。3-3从光纤的发展创新过程正如图2所示，技术创新序列已发展起来它需要的下一次创新。就创新过

20、程中 的线性模型来看，这一创新的周期是相当困难的解释，因此线性模型方面，我 们引进了创新的螺旋循环模式的新概念。这种创新周期螺旋模型如图2所示，光 纤的发展已经进行了三个鲜明的创新周期，损耗低，强度高（第一创新周期）， 成本低（第二创新周期）和额外的成本低（第三创新周期）。这三个创新周期已经在取得了螺旋进展和相应的市场推动了科技进步和技术进步的进(点思Wave Length tin)3-4光纤通信创新过程三大认为是光纤通信系统所需的技术要素是发光器件（电/光转换转换），（光 传输）光纤和光检测设备（光/电转换）。为了使光纤通信系统可用的，光电设 备如激光，如光探测器类得光电二极管的是至关重要的

21、。在第一个窗口最小传输 损耗的时间，在第一个窗口发光的半导体激光器（神化铝镓）已经在开发和配套 硅APD在20世纪70年代后半期投入使用。在第二个创新周期，完整的除水成 为可能，最低的传输损耗转移到第二个窗口（ 1300 1550 nm）及相应的光电 设备（磷神化钢镓激光砂锗-APD或神化钢镓-APD的磷神化钢镓）已经被开发。 第二个窗口光导纤维促进了所谓的开始站为北海道，九州北部地区，南部岛屿的 垂直光通信干线中光纤干线的建设。光学纤维的发展周期史上带动了在同一时期 内其他领域的技术发展同时连续秩序和有关技术发展的相互协作使光纤通信被 广泛使用于多媒体社会系统成为可能2-5高密度无线通信最近

22、无线通信的增长已经导致了各种无线设备的销售量的急剧增长，如移动电话 手机及支持蓝牙和符合电机及电子学工程师联合会802.11b标准的无线局域网 设备。随着WC科技的迅速发展，消费市场的需求能提供更高的功能、优良的 可靠性和较小规模的新产品。虽然有源电子设备已经达到了很高的水平的小型化 ，然而被动元件整合的缺乏（他们仍然主要使用在FR4条件下的PCB技术） 是限制尺寸减小的一个主要因素。Dopmat niaoryNTT SsW 1936Rrass 翊国 cnKao STL (1 润hi-omsDisney WbrldChicago (1978)80/ talk NEC-NSGTiQzdaped

23、(啊20dB/ kmnQQped STL(196g, 0BW(1g1.1 dBtai Gfed*pedfflT(197iIhndemPriniaiy CoatjSunntosno (19741* IniKJvaiumQde11 wD,NTFsa(iaajNTTlru1clJrB(1989 hmoratinnCSyde2 Optical Eber Design &Manufectiiriig Innnvatinn Qyde两种技术表现出在克服被动元件的整合和WC小型化结构的制造集成的问题方 面的广阔应用前景，即低温共烧陶瓷和微机电系统。超导滤波器窄波段的大小取 决于所使用的基板和滤波器频率介电常

24、数。在一个合理的价格下质量好，高温超 导薄膜品圆尺寸被限制在成本面积较大的两英寸的晶圆里，使过滤器变得不经济 的。在本文章中我们提出了一个中心频率为1.88 GHz和用经改装的发夹想法工作的 20 MHz带宽的一个10阶滤波器的设计，切比雪夫逼近不受非相邻谐振器之间的 交叉耦合的影响。设计适合用到了两英寸的MgO晶圆YBa2Cu3O7的一半。模 拟带通滤波器的插入损耗为0.1 dB和两侧通带为4MHz的出带外抑制是50分 贝 3-6高温超导（HTS）：高温超导（HTS）:高温超导（HTS）的材料因其性能优良可减低损失的技术而 被应用于制造通信与微波电路。图1显示了应用YBa2Cu3O7- X超

25、导体的微波 电路和铜（表面电阻）在77 K时的微波频率，优质YBCO薄膜表现出比铜小 300赫兹的损失。蜂窝电话频率因其损失非常低被允许应用各种商业和科学，特 别是在地面和卫星移动通信前端接收器的应用程序。2-7超导滤波器，高温超导滤波器的特点是具有非常高的Q-因素，高选择性和 极低的插入损耗。进一步降噪是通过内部的整合以及制冷机超导滤波器的低噪声 放大器起作用。除了较小的插入损耗，该技术提高了高温超导滤波器和out- of- 带外抑制的通信接收机（OBR）的选择性，因此为整个特定频谱的通信供应商 提供更高的利用效率而又不妨碍将过滤器的物理尺寸减至最低在超导滤波器的 设计中是非常重要的。高频率

26、的OBR可以通过增加极数实现，但这会导致较高 的插入损耗和非对称频率响应。其次，在极数的增加的同时扩大了过滤器的物理 尺寸，并增加了过滤成本。因此，很高的带外抑制而又不增加插入损耗和实现滤 波器小型化不是一项简单的任务。这可以通过新颖的谐振器即由椭圆形或半椭圆 滤波器的大小、参考基板上制作和使用的LA1O3电容耦合类似的12杆100兆赫 带宽的滤波器设计而实现。我们已经使用过类似的双谐振器结构并曾在文献15 提出。在本文中，我们设计了一个以MgO为衬底的1.88千兆赫和20兆赫带宽（Q1 %体重）中心频率并使用类似Chebyshev的窄带超导滤波器。4结论骨干网主要是支持光纤电缆的技术发展以及

27、相关的配套，如信息处理、WDM （波 分复用）和他们有效无线通讯的技术。特别是无线通信，无线互联网已成为非常 重要的在人群短距离小范围的应用技术。在IEEE802.11无线局域网中用于与合 作介质访问控制协议的一般原则也可以扩展到其他类型的无线网络，如无线个人 区域网络（WPAN）。该服务区域范围变得越来越小，无线互联网的个人用户使 无线通信媒体满负荷生产。可靠的几十兆赫访问空间，可在相当大的地理区域与 nanocells，其中无线互联网将需要更多的达个体十倍的声音系统，一个地区的 员工，每个这样的nanocells将测量面积小，几十平方米的大约是百分之常规细 胞的大小。它可以容纳比传统电池，由于数据速率更多的有源器件。为了使这成 为可能的有效的射频频谱空间复用是必要的，从而能够更贴近个人用户访问与低 功率的传输点。高温超导滤波器是很重要的，以尽量减少而不影响带外抑制和基 本实现了高效的RF频谱空间复用的过滤器的物理尺寸.*