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Evolution of Wireless Communication Systems: From Marconi to Modern Technologies

This overview traces the development of wireless communication technologies, starting with Guglielmo Marconi's pioneering work in the late 19th century. It highlights key advancements such as AMPS in the 1980s, the introduction of GSM and satellite-based systems, and the evolution of mobile technologies through 1G to 5G. The integration of frequency reuse, multiple access techniques, and innovations in radio systems demonstrate the ongoing transformation of telecommunications. This rich history reflects the significant impact of wireless communication on global connectivity and information exchange.

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Evolution of Wireless Communication Systems: From Marconi to Modern Technologies

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    1. ????? 5 ????????????????????????? 1

    2. 2

    3. 5.1 ????????????????????????????? ??????????????????????????????? 1986 G. Marconi ??????????????????????????????????????? ????????????????? 1989 ????????? Marconi ????????????????????????????????? 1907 ???????????????????????????????????????????????????????????? 3

    4. 5.1 ????????????????????????????? ??????????????????????????????? 1920 Marconi ??????????????????? ??????????????????? ??????????????????????????? 1935 ???????????????????????????????? 1974 ????????????????????????? FCC ????????????????????????????????? 1982 GSM ??? Inmarsat ???????????? 4

    5. 5.1 ????????????????????????????? ??????????????????????????????????? 5

    6. 5.2 ????????????????????????????? ?????????????????? ???????????? ?????????? (Radio Base System) ???? ?????????????????? ???????? ???????????????? ???????? (Light Base System) ???? ????????? ???????????? 5.1 ??? emSpectrum ??????????????? 300 GHz ???????????????????? ????????????????? ???? ????????? ????????? ???????????????????????????????????? c = f ? (wavelength) ????? c ?????????????? 3x108 6

    7. 5.3 ???????????? ?????????????????????????? (Line of Sight) ??????? 2 40 GHz ???????????????? 20 30 ???? ???????? ?????????????????????? ?????????? ???????????????? 250 Mbps ????????????????????????????????????? 7

    8. 5.3 ???????????? 8

    9. 5.4 ???????????????? ???????????????????????? ?????????????????????????????? ???????????????? ????????? ??????? ??????????????????????????????????? ???? ???????????????? 9

    10. 5.5 ???????????????? ?????????????????????????????? ??????????????????????????? ??????????? ???????????????????????????? ???????????????????????????????????? ???????? ?????????????????????????????????????????? ??? ???????????????????? ???????????????????????? ??????????? ??? ???????????????????? ??????????????????????????? ???? ???? ?????? ???????????????? 5.2 ??? 5.4 10

    11. 5.5 ???????????????? ?????????????????? 11

    12. 5.6 ????????????????????? ??????????????????? ?????????????????? ???? ?????????????? ??????????????????????????????????????????? ?????????? (Paging system) ?????????????????????????????? ?????????? ?????????????????????? ????????????????????????????? 12

    13. 5.6 ????????????????????? ?????????? ????????????????????????????????????????????? ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ? ???? ???????????????? ???????????????????????????????????? ????????????? 930 ??? 932 MHz ???????????????????? (beeper) ?????????????????????????????????????????????????? ???????????????????????????????? ?????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????????????????? ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????? ?????????????????????????????????????????????????? ??????????? ???? 30 ???????? ?????????????????????????????? ? ???????????????? 13

    14. 5.6 ????????????????????? ????????????????????? ?????????? Frequency Reuse 14

    15. 1G Separate Frequencies

    16. 2G TDMA Time Division Multiple Access

    17. Multi-Access Radio Techniques

    18. 5.6 ????????????????????? ??????????????? 1G 2G 3G ???????????????????????????????????????????? (early 1980s) 18

    19. 5.6 ????????????????????? ????????????????????????? AMPS (Advaced Mobile Phone Systems) ???? AMPS ???????????????????????????????????????????????? ?????????????????????????? (Bell Labs) ??????????????????????????????????? ?.?. 2525 ???????????????????????????????????? TACS ?????????????????????????? MCS L1 ??????????????????????????????????????????????? ? ??????????????????? ?????????????????? 10 ??? 20 ???????? ????????????????????????????????????????????? 800 - 900 ??????????? ?????????????????????????????????????? 0.6 ????? ???????????????????????????? 3 ????? ??????????????????? (transmitters) ?????????????????????????????????????? ???????????????? ? ????????????????????? ???? ???????????????????????????????????? A ???????????????????? B, C, D, E, F ??? G ??????????????????????????????????????????????? ???????????????????????????????????????????????? ???????????????????????????????????????????????? 19

    20. 5.6 ????????????????????? ????????????????????????? AMPS (Advaced Mobile Phone Systems) ???????????????????????? (base station) ?????????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????? ???????????????????????????????????????????????????? ?????????????????????????????????????????????????????? MTSO (Mobile Telephone Switching Office) ???? MSC (Mobile Switching Center) ??????????????????????? ?????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????????????? ?????????????????????????????????????? ?????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ?????????????????? "hand off 20

    21. 5.6 ????????????????????? ????????????????????? AMPS ???? AMPS ??????????????????????????????????????????? 832 ???? ???????????????????? 824 ??? 849 ??????????? ????????????????? 832 ???? ???????????????????? 869 ??? 894 ??????????? ?????????????? ????????????????????????????? 30 ??????????? ?????????????????????? 832 ???? ?????????????????????????? 4 ?????? ??? 1. ?????????? (control) ??????????????????????????????????????? 2. ?????????? (paging) ??????????????????? ????????????????????????? 3. ???????????? (access) ???????????????????????? ????????????????? ????????????????????? 4. ?????????? (data) ?????????????????????? ?????? ????????????????????? ??????????????????? 21 ???? ????????????????????????? ????????? ???????????????? (PROM) ??????????????????????? ????????????????????????????? ????????????????????????????????????????????? ?????????????????????????????????????????????????? 45 ???? 21

    22. 5.6 ????????????????????? ??????????????????? AMPS ???????????????????? AMPS ??????????????????????????? (serial number) ???????????????????????????????????????????? ???????????????????????? ????????????????????????? 21 ????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????? (???????????????????????? A - side???? B - side ????????????????????????????????????????????????????? A - side carrier ???? B - side carrier) ??????????????????? ??????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????????????????????? ?????????????????? (??????????????????????????????????????? ??????????????? ????????????????????????????) ????????????????????????????????????? ???????? ????????????????????? MTSO ??????????????????????????? ???????????????????????????? ???????? ?????????? MTSO ??????????????????????????????????????????????? MTSO ??? (home MTSO) ?????????????? 22

    23. 5.6 ????????????????????? ?????????????????????????? AMPS ??????????????????????????????? ?????????????????????????????????????????? 23

    24. 5.6 ????????????????????? ?????????????????????????????? ???????????????????????????????????????? 24

    25. 5.6 ????????????????????? ????????????????????????? GSM 25

    26. 5.7 ??????????????????? ????????????????????????????? sattellite 26

    27. 5.7 ??????????????????? ???????????????????????????????? 27

    28. 5.7 ??????????????????? ???????? 3 ????????????????????????????? LEO, MEO, GEO 28

    29. 5.7 ??????????????????? 1. LEO (Low Earth Orbit) ???????????????????????????????????????????????????? 700-1500 km ?????????????????????????????????????????????????????????????????????? 40 ??? ???????????????????????????????????????????? ?????????? Cell ???????????????????? 3000 ??? ????????????????????????????????????? 50 ms ????????????????????????????? ??????????????????? ??????????????????????? Handover ?????????????????????????????????????????? 29

    30. 5.7 ??????????????????? 2. MEO (Medium Earth Orbit) ???????????? ICO (Intermediate Circular Orbit) ??????????????????????????????????????? 10000-15000 km ?????????????????????????????????? 10-15 ??????????? ??????????????????????????LEO ????? Cell ?????? 800 ??? ?????????????????????????????? 150 ms ??????????????????? FDMA/TDMA? 30

    31. 5.7 ??????????????????? 3. GEO (Geostationary Earth Orbit) ????????????????????????? Geostationary ???????????????????? 35780 km ????????????????????? 3-4 ??????????? ??????????????????????????????????????? 300 ms ???????????? Cell ????????????????????????????????????????????? 800 ??? ????????????????????????????????????????????? LEO ??? ??????????????????????????? GEO ??????????????????????????????? ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 31

    32. 5.7 ??????????????????? 32

    33. 5.7 ??????????????????? ????????????????????????????????????? 1. ?????????????????? ?????????????????? 2. ???????????????????? ???????????????????????????? (propagation delay) ?????????????????????? ?????????????? 5.2 3. ???????????????????????????????????????????????????????????? 4. ????????????????????????????????????????????????????????? 5. ???????????????????????????????????? ????????????????????????????????????? ?????????????????????????????????????????????? ?????? 5.9 33

    34. 5.7 ??????????????????? ?????????????????????????????????? ???????????????????????????????????????? ???????????????????????????????????????? ??? ?????? ???????????????????? FDMA ???????? 5.10 ???????????????????? ALOHA ???????? 5.11 ???????????????????? TDMA ???????? 5.12 ??? 5.13 34

    35. 5.7 ??????????????????? ?????????????????? ??????????? 2533 ??????????????????? ????? ???????????????????????????????????? ????? 30 ?? ???????????????????????????????????? ????? (Thaicom) ????????????? ?? 12 ????????????? ???? C band 10 + Ku band 2 ???? C band ?? Up/Down 6/4 GHz ???? Ku band ?? Up/Down 14/12 GHz ????????????? ????? 1, 2, 3 ?????????? 5.3 ??? 5.4 ????????????????????? ?????? Palapa, Asiasat, Intelsat 35

    36. 5.7 ??????????????????? ????????????????????????????????? ????????????? TV ????????????????????????????? ????????????????????? ?????????????????????????? ???? VSAT ???????????????????????????????? 36

    37. 5.7 ??????????????????? ???????????????????????????????? ?????? Iridium, GLOBALSTAR, ICO ???? Iridium ??????????????????????????????? FDMA/TDMA ?????????????????????????????? Iridium ????????????????????????????????????????????? 77 ???????????????????????????????????? 77 ?????????????????????????????????????? ???????????????? 66 ?????????????????????? ?????? 66 ??????????????????????????????????????????????????? ????????????? Iridium ??????????????????????? 1987 ?????????????????????? Motorola ???? 1990 ???????????????????????????????????????????????????? ?????????????? 5.15 37

    38. 5.7 ??????????????????? ???? Iridium 38

    39. ??????????? ???????????????????????????????????????????????????????????????? ?????????????????????????? 900 MHz ??????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????? ?????????????????????????????????????????? 1G 2G ??? 3G ????????????????????? Hand off ???????????????????????????????????????? LEO MEO ??? GEO 39

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