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现代无线与移动通信系统七章节 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望无线接入与未来移动通信的发展广播层（DVB/DAB）用于宽带下行链路（含卫星/HAPS）2G/2.5G/3G/beyond3G蜂窝（全移动性）蜂窝层WLAN（HyperLAN2）（有限移动性）热点层WLAN短程连接（局部移动性）PAN/VAN/HAN 层xDSL/电缆MODEM（无移动性）有线层图1、通用无线电环境的网络分层结构未来无线与移动通信的分层结构未来无线与移动通信的分层结构无线接入的类型n n基于蜂窝系统的无线接入n n基于数字无绳系统的无线接入n n基于卫星通信系统的无线接入n n基于无线局域网的无线接入n n基于微波通信一点对多点的无线接入n n以宽带无线IP接入为特征的无线城域网(WMAN)、无线局域网（WLAN）、无线个域网（WPAN）发展迅速城域网城域网(WMAN)-IEEE802.16(WMAN)-IEEE802.16局域网（局域网（WLANWLAN）-IEEE802.11-IEEE802.11个域网（个域网（WPANWPAN）-IEEE802.15-IEEE802.15与蓝牙技术与蓝牙技术数据来源：Frost&Sullivan 国外WLAN用户增长趋势图WLANWLAN技术与技术与IEEE802.11IEEE802.11协议协议n nIEEE802.11主要用于无线局域网，包括IEEE802.11、IEEE802.11a和IEEE802.11b。有跳频扩频、直接序列扩频和红外传输三种工作方式，应用范围大于50米。在2.4GHz频段工作时，数据传输速率最高可达11Mbps,在5GHz频段工作时最高可达54Mbps。IEEE.802.11(b)n n技术指标：技术指标：n n 工作频段：工作频段：24102480MHz24102480MHzn n 最高峰最高峰值值数据速率：数据速率：11Mbps11Mbps；n n 采用采用扩频通信技术处理；扩频通信技术处理；n n 可编程伪随机编码：可编程伪随机编码：1111位；位；n n 调制方式：调制方式：DBPSKDBPSK及及DQPSKDQPSK；n n 多址方式：多址方式：PDMAPDMA；双工：动态；双工：动态TDDTDDn n 发射功率：发射功率：100mW100mW；n n 覆盖范围：室内覆盖范围：室内100100米米IEEE.802.11(a)HiperLANn n技术指标：技术指标：n n 工作频段：工作频段：5GHz5GHzn n 最高峰最高峰值值数据速率：数据速率：54Mbps54Mbps；n n 采用采用扩频通信技术处理；扩频通信技术处理；n n 可编程伪随机编码：可编程伪随机编码：1111位；位；n n 调制方式：调制方式：OFDMOFDMn n 多址方式：多址方式：PDMAPDMA；双工：动态；双工：动态TDDTDDn n 发射功率：发射功率：100mW100mW；n n 覆盖范围：室内覆盖范围：室内3030米、室外米、室外150150米米WMAN无线接入的发展趋势n n全IP接入n n宽带、大容量接入n n更高频段接入n nIEEE802.16.1协议，工作频率30GHz，可提供155Mbps数据速率宽带IP无线接入系统WPAN与蓝牙技术(Bluetooth)移动通信的发展与展望电子科技大学李少谦n n蓝牙技术是在小范围内将移动通信设备、固定通信设备、蓝牙技术是在小范围内将移动通信设备、固定通信设备、计算机及终端设备、各种数字数据糸统甚至数字家电使计算机及终端设备、各种数字数据糸统甚至数字家电使用无线方法互联互通的技术。用无线方法互联互通的技术。n n蓝牙技术特点蓝牙技术特点:(1.0:(1.0版本标准版本标准)-工作在工作在2.4GHz2.4GHz频段频段,-采用采用TDMATDMA多址方式一点对多点双工话音和数据多媒多址方式一点对多点双工话音和数据多媒 体传输体传输,双工方式双工方式TDD,TDD,一点可对七点一点可对七点,-采用高速跳频抗干扰技术采用高速跳频抗干扰技术,跳频速率可达跳频速率可达16001600跳跳/秒秒,-基带符号速率基带符号速率1Mbps.1Mbps.Cellular accessBluetooth within PANPANPANPersonalAreaNetworkComplementing Technologies平流层通信系统n n平流层通信系统平流层通信系统位于空中位于空中2020公里左右的气球为通信平台公里左右的气球为通信平台工作频率在工作频率在47GHZ47GHZ左右，通信带宽上下行各左右，通信带宽上下行各300MHZ300MHZ大容量、多媒体、低成本大容量、多媒体、低成本移动通信的发展与展望电子科技大学李少谦denotes interconnection between systems via networks or the like,which allows flexible use in any environments without making users aware of c onstituent systems.移动性移动性yMediumBS digital BroadcastingTerrestrial digital broadcasting传输速率传输速率(Mbit/s)1Nomadic/Local areawireless accessLowIMT-200010100EnhancedIMT-2000Systems beyond IMT-2000EnhancementNew Elementsof Systems BeyondMobile AccessHigh未来移动通信发展趋势Source:ITU-R WP8F 7th Meeting,Queenstown,February 27 March 5,2002,TEMP 251r1eIMT-2000WLANtypeCellular2ndgen.Short RangeConnectivityWirelinexDSLotherentitiesDigitalBroadcastreturn channele.g.cellulardownload channelNew RadioInterfaceIMT-2000WLANtypeCellular2ndgen.Short RangeConnectivityWirelinexDSLotherentitiesDigitalBroadcastreturn channele.g.cellulardownload channelNew RadioInterfaceIP based Core NetworkServices andapplications未来移动通信的发展和选择可以预计的：可以预计的：移动通信技术发展移动通信技术发展对信息数据速率的要求，将从对信息数据速率的要求，将从2Mbps2Mbps10100Mbps0Mbps对频谱利用率的希望，将从对频谱利用率的希望，将从4bit/Hz4bit/Hz12bit/Hz12bit/Hz 对地区复盖的要求，将从室内大区对地区复盖的要求，将从室内大区 人们对移动系统的期待人们对移动系统的期待 能支持不同的多媒体业务，从几能支持不同的多媒体业务，从几KbpsKbps几十几十MbpsMbps 能适应不同的应用环境能适应不同的应用环境 能提供各种不同功能和能力能提供各种不同功能和能力预计不准的：预计不准的：什么技术是主流技术？什么技术是主流技术？有有没没有有像像3G3G中中CDMACDMA是是主主流流技技术术那那样样在在未未来来移移动动通通信信的的主流技术？主流技术？什么系统和网络是基本网络？什么系统和网络是基本网络？移动因特网？移动因特网？ATMATMIPIP？软交换？软交换IPIP网？网？什么业务是主体？什么业务是主体？IPIP业务，业务，3G3G就能提供。高清晰视频业务？就能提供。高清晰视频业务？有发展潜力的五项项技术有发展潜力的五项项技术1 1、高速传输技术高速传输技术高速传输技术高速传输技术 OFDMOFDM被被相相当当看看好好，但但不不适适应应移移动动环环境境。基基于于OFDMOFDM的的改改良良技术或创新技术，将有希望。技术或创新技术，将有希望。2 2、时空处理技术时空处理技术时空处理技术时空处理技术 把把时时间间信信号号扩扩展展到到时时间间空空间间二二维维上上，提提供供了了新新的的选选择择和新的希望，如和新的希望，如MIMOMIMO技术。技术。3 3 3 3、智能处理技术智能处理技术智能处理技术智能处理技术 能自适应的处理不同多媒体业务，能自适应的处理不同多媒体业务，QoSQoS要求和各种应用要求和各种应用。4 4、移动移动移动移动IPIPIPIP技术技术技术技术 能适合全国、全世界能适合全国、全世界IPIP网络的移动管理和用户管理。网络的移动管理和用户管理。5 5、接入协议技术接入协议技术接入协议技术接入协议技术 能能从从无无线线接接口口直直接接接接入入未未来来通通信信网网络络而而不不是是专专门门的的移移动动网络的、支持移动终端的协议。网络的、支持移动终端的协议。3G存在的问题业务提供和业务管理不灵活业务提供和业务管理不灵活不是一个十分成熟的高速数据传输解决方案。不是一个十分成熟的高速数据传输解决方案。接入速率有限，如接入速率有限，如3G3G系统的最高传输速率是系统的最高传输速率是2Mbit/s2Mbit/s。高速数据的用户会对话音业务的用户产生极大的高速数据的用户会对话音业务的用户产生极大的干扰，导致系统的容量下降。干扰，导致系统的容量下降。频谱利用率低，使得用户成本及运营商的经营成本频谱利用率低，使得用户成本及运营商的经营成本较高。较高。网络结构复杂，在核心网有大量的功能实体和复杂网络结构复杂，在核心网有大量的功能实体和复杂的网络接口。的网络接口。终端复杂。终端复杂。Beyond3G/4G的研究正在兴起n n目前国际上有关第四代移动通信的研究己经开目前国际上有关第四代移动通信的研究己经开始，始，ITUITU己制定出相关时间表。己制定出相关时间表。n n第四代移动通信的实用期定在第四代移动通信的实用期定在20102010年以后。这年以后。这符合移动通信技术每符合移动通信技术每1010年产生一代新体制的发年产生一代新体制的发展规律。展规律。n n2002200520022005年是技术研究、概念、需求与业务年是技术研究、概念、需求与业务研究。研究。n nWRC2003WRC2003将开始讨论将开始讨论4G4G频率与业务问题，开频率与业务问题，开始建立始建立4G4G框架，争取在框架，争取在20062006年确定。年确定。4G4G频段频段应选在应选在5GHz5GHz以下。以下。Beyond3G/4G的研究正在兴起n n2006年将开始讨论4G国际标准。n n4G传输特征国际电联己基本达到共识：未来的4G是蜂窝、无线接入等多种方式的综合，通信速率在大范围时应达到100Mbps，在小范围时应达到1Gbps。n n4G的单载波带宽应在20100MHz。n n中国、欧州、日本、美国、韩国等己开始了研究。Evolutionbeyond3GcdmaOneGSMTDMA 2G 64 kbpsFirst step into 3G64144 kbps 3G phase 1384 kbps-2 Mbpsevolved 3G384 kbps-20 Mbps4G Research20-100 MbpsPDCResearch Beyond 3G