1.1　移动通信的发展

电磁频谱资源作为独立于空间维度和时间维度的珍贵资源，在近100年实现了广泛的开发与应用。麦克斯韦在1864年推导出来的麦克斯韦方程组奠定了电磁场理论的基础，赫兹在1888年首次用实验证实了电磁波的存在，而马可尼在1901年进行的跨大西洋通信开启了通信方式的新纪元[1-2]。自此，无线电技术的发展日新月异，并衍生出通信、导航、遥感等多种应用。这些应用极大地改变了人们的交流与沟通方式，增强了人们认知与改造自然的能力，改变了整个社会的生产与生活方式。在建设信息化社会的进程中，无线电技术仍将为国民经济和社会发展提供重要助力[3]。

总的来说，电磁波有三大用途：一是作为传感器用于信号探测，比如雷达；二是作为信息载体用于传递数据，比如无线通信；三是作为能量载体用于传递能量，比如无线充电。在众多应用中，无线通信无疑是最耀眼的明珠之一。目前，无线通信已经衍生出许多专有的应用场景，比如移动通信、卫星通信等。不同的应用场景具有不同的需求和技术特征。比如，在卫星通信系统中，通信一方是在轨卫星，另一方是地面终端用户。尽管应用场景各不相同，但是它们都可简化为一个点对点通信模型。针对不同的应用场景，需要有针对性地设计发射端和接收端器件，并评估收发之间的无线信道的质量。