Radioliikenne

Historiaa Radion historia (Wikipedia)Radion historia (Wikipedia) Merkittävät pioneerit –Michael Faraday ( ), elektromagneettinen induktio –Samuel Morse ( ), langallinen lennätin –James Clerk Maxwell ( ), sähkö- ja magneettikenttien vuorovaikutus –Heinrich Hertz ( ), todisti kokeellisesti Maxwellin teorian –Gugliemo Marconi ( ), langaton lennätin Langallinen lennätin 1844 Langaton lennätin 1896

Telegraphy = sähkötys / sähköttäminen Long-distance transmission of written messages without physical transport of letters (Wikipedia) Claude Chappen optinen lennätin ( ) –Torneja 30 km välein –Kaksi sanaa minuutissa –Nopeampi kuin postiratsastaja

Morse lennätin Samuel Morse ja Alfred Vail (1837) Useita eri kokeiluja jo tätä ennenkin eri kehittelijöiden toimesta.

Radiolaitteiden varhainen kehitys Spark gap lähetin (Hertz ja Marconi) Jatkuvaa kantoaaltoa lähettävän lähettimen kehitti Nikola Tesla.

Marconin kaupallinen radioliikenne rannikon ja laivojen välillä

Audio lähetykset 1900-luvun alku Vacuum tube vahvistimet AM modulaatio 1933 FM-radio (Edwin H. Armstrong)

1900-luvun lopulla Tietokoneen kehityksen myötä analogisista toteutuksista digitaalisiin Digitaalinen GSM puhelinverkko USA:n armeijan ja DARPA rahoittivat software radioon tähtäävää tutkimusta 1997 IEEE lähiverkko standardi 1998 Bluetooth standardi

2000-luvulla Ubiquitous computing & communication

Ruuhkaa radiotiellä… Tahatonta / tahallista häirintää ITU (= International Telegraph Union) 1865 => sähkötyksen yhdenmukaistaminen Yleisradiolähetysten käynnistyminen 1920 => radiotaajuuksien jako –1927 International Radio Consultative Comittee (tutkimus, mittaukset ja standardointi) Nykyisin: –ITU-R jakaa ja valvoo radiotaajuuksia –IEEE luo ja ylläpitää elektroniikan ja tietotekniikan standardeja –ETSI eurooppalainen standardointijärjestö, mm GSM ja UMTS standardit Viestintäviraston kuva radiotaajuuksien jaosta viestintäviraston esittelyvideo

Radioaaltojen synty ja etenemismallit Tiedonsiirron perusteet, siirtotie, kalvo 6 Tiedonsiirron perusteet, siirtotie, kalvo 18

Ryhmätyö 1.Miten radiosignaalin vaimenemista käytetään ”hyödyksi” solukkoverkoissa? 2.Mitä tekniikoita käytetään hidasta häipymistä vastaan? 3.Mistä kahdesta eri syystä nopea häipyminen syntyy?

Laskutehtäviä 1.Mikä on 1 W, 2.4 GHz taajuisen signaalin teho 100 metrin etäisyydellä lähetysantennista, jos vaimentumisen oletetaan tapahtuvan vapaan tilan vaimenemisen mukaisesti? d=100;f=2.4*10^9;c=3*10^8;l=c/f;vaimentuminen = 10*log10(((4*pi*d)/l)^2) ~ 80dB Vaimennus = 10*log(lähetysteho/vastaanotettu teho) 80 dB = 10*log(1W / vastaanotettu)  8 = log(1W / vastaanotettu)  1/vastaanotettu = 10^ 8 vastaanotettu = 1/10^ 8 = 10 nW 2.Entä miten käy 1W ja 5 GHz taajuiselle signaalille? d=100;f=5*10^9;c=3*10^8;l=c/f;vaimentuminen = 10*log10(((4*pi*d)/l)^2)~86dB vastaanotettu = 1/10^ 8.6 ~ 2.5 nW Vapaantilan vaimeneminen = 10 log 10 [(4*  *d)/ ] 2 ja = c/f = aallonpituus ja d = etäisyys. 3. Ja jokainen osaa selittää doppler ilmiön.