现代通信技术概述.pptx

121现代通信技术概述现代通信技术概述1.1 现代通信技术的基本概念现代通信技术的基本概念1.2 现代通信的主要技术现代通信的主要技术1.3 现代通信新技术的目标现代通信新技术的目标1.4 课程内容安排课程内容安排 1.5 参考资料参考资料31.1现代通信技术的基本概念现代通信技术的基本概念l信息科学的三大支柱信息科学的三大支柱：通信技术、计算机技术和信：通信技术、计算机技术和信号处理技术。号处理技术。l现代通信技术的标志现代通信技术的标志：通信技术和计算机技术、数：通信技术和计算机技术、数字信号处理技术相结合。字信号处理技术相结合。l现代通信技术的基础现代通信技术的基础：通信技术的数字化。：通信技术的数字化。l现代通信技术发展的特点现代通信技术发展的特点：数字化、综合化、宽：数字化、综合化、宽带化、智能化、个人化和网络化。带化、智能化、个人化和网络化。41.2现代通信的主要技术现代通信的主要技术 数字通信基础、分组通信、光纤通信、程控交换、数字通信基础、分组通信、光纤通信、程控交换、蓝牙、软件无线电、多媒体通信、个人通信技术；蓝牙、软件无线电、多媒体通信、个人通信技术；计算机通信网络、无线接入网、互联网络、宽带综计算机通信网络、无线接入网、互联网络、宽带综合业务数字网、无线智能网及网间互联；合业务数字网、无线智能网及网间互联；智能化仪器测试、移动通信、数字集群通信、移动智能化仪器测试、移动通信、数字集群通信、移动卫星通信、智能化楼宇通信系统等。卫星通信、智能化楼宇通信系统等。51.2.1移动通信移动通信起源起源6迈克尔迈克尔法拉第法拉第(Michael Faraday)1791 1867詹姆斯詹姆斯克拉克克拉克麦克斯韦麦克斯韦(James Clerk Maxwell)183118791.2.1移动通信移动通信起源起源71.2.1移动通信移动通信起源起源赫兹赫兹（Heinrich Rudolf Hertz）1857 189481.2.1移动通信移动通信起源起源马可尼马可尼(Guglielmo Marconi)1874193791.2.1移动通信移动通信起源起源马丁马丁.库珀库珀101.2.1移动通信移动通信发展概况发展概况2003-2007年中国移动电话用户所占比重年中国移动电话用户所占比重 111.2.1移动通信移动通信发展概况发展概况2007年电信业务收入构成年电信业务收入构成 121.2.1移动通信移动通信发展概况发展概况 第一代移动通信：采用模拟方式第一代移动通信：采用模拟方式 第二代移动通信：采用数字方式第二代移动通信：采用数字方式 第三代移动通信：系统标准世界统一，数字方式第三代移动通信：系统标准世界统一，数字方式 第四代移动通信：系统指标更高，数字方式第四代移动通信：系统指标更高，数字方式13技术优势：技术优势：1）首次采用了小区制蜂窝体系；）首次采用了小区制蜂窝体系；2）采用了复用技术和频分多址技术；）采用了复用技术和频分多址技术；3）具有越区切换和漫游的功能；）具有越区切换和漫游的功能；1.2.1移动通信移动通信第一代移动通信第一代移动通信技术缺陷：技术缺陷：1）不能实现国际漫游；）不能实现国际漫游；2）不能提供）不能提供ISDN服务；服务；3）设备价格高；）设备价格高；4）系统容量小；）系统容量小；14美国美国英国英国北欧北欧北欧北欧日本日本系统名称系统名称AMPSTACSNMT-45NMT-900HCLMTS频段频段上行上行825-845890-905453-457.5890-915925-940下行下行870-890935-960463-467.5935-960870-885信道间隔信道间隔(kHz)30252512.525信道总数信道总数66660018020006000基站发射功率基站发射功率(W)最大最大100最大最大100最大最大50最大最大100最大最大100移动台发射功率移动台发射功率33/73/15车：车：6手：手：15小区半径基站覆盖小区半径基站覆盖(km)2-202-201.8-402-205-10话音调制方式话音调制方式PMPMPMPMPM信令调制方式信令调制方式FSKFSKFFSKFFSKFSK控制信号码型控制信号码型曼彻斯特曼彻斯特曼彻斯特曼彻斯特NRZNRZ曼彻斯特曼彻斯特话音信号频偏话音信号频偏(kHz)129.54.745信令信号频偏信令信号频偏(kHz)86.42.52.54.5信令速率信令速率kb/s1085.285.280.3纠错纠错编码编码基站基站BCH(40,28)BCH(40,28)B1型卷积码型卷积码B1型卷积码型卷积码BCH(43,31)移动台移动台BCH(48,36)BCH(48,36)哈氏码哈氏码哈氏码哈氏码BCH(15,11)151.2.1移动通信移动通信第二代移动通信第二代移动通信在在80年代开发，在年代开发，在90年代初陆续投入商用，从模拟方式年代初陆续投入商用，从模拟方式发展到数字方式。发展到数字方式。北美北美D-AMPS；欧洲的全球移动通信系统（欧洲的全球移动通信系统（GSM）；）；日本的个人数字蜂窝（日本的个人数字蜂窝（PDC）系统；）系统；码分多址（码分多址（CDMA）移动系统；）移动系统；16GSM的技术革新与改造：的技术革新与改造：HSCSD（HighSpeedCircuitSwitchedData）技术；）技术；GPRS（GeneralPacketRadioServices）技术；）技术；增强数据率增强数据率GSM发展型发展型(EDGE-EnhancedDataRatesforGSMEvolution）。）。1.2.1移动通信移动通信第二代移动通信第二代移动通信CDMA的技术革新与改造：的技术革新与改造：IS-95CDMA系统，已在系统，已在1999年年6月通过了月通过了IS-2000（cdma20001X，即，即1载波）标准，其容量比载波）标准，其容量比IS-95A高一倍。高一倍。17IMT-2000的特点：的特点：工作在工作在2000MHz频段；频段；无缝全球漫游：实现全球通；无缝全球漫游：实现全球通；高速传输：固定和步行用户达高速传输：固定和步行用户达2Mbit/s,移动车辆用户达移动车辆用户达384K bit/s无缝业务传递：可经固定、移动、卫星网传递。无缝业务传递：可经固定、移动、卫星网传递。1.2.1移动通信移动通信第三代移动通信第三代移动通信18l l 组网技术组网技术 l l高速传输技术高速传输技术 l l 多址技术多址技术 l l 多媒体技术多媒体技术l l 调制解调技术调制解调技术 l l 软件无线电技术软件无线电技术l l 语音编码技术语音编码技术 l l 全全IP技术技术l l 交织技术交织技术 l l 宽带传输技术宽带传输技术l l 分集技术分集技术 l l 智能天线智能天线技术技术l l网络管理技术网络管理技术 l l自适应技术自适应技术1.2.1移动通信移动通信主要技术主要技术191.2.2光纤通信光纤通信*概念概念 光纤通信是指使用电磁波谱中光纤通信是指使用电磁波谱中可见光或近红外区域的高频电磁波可见光或近红外区域的高频电磁波（约（约100THz），通过光导纤维进行），通过光导纤维进行信息传输的方式。它具有传输速率信息传输的方式。它具有传输速率高、传输损耗小、抗干扰能力强的高、传输损耗小、抗干扰能力强的特点。特点。201.2.2光纤通信光纤通信*发展概况发展概况1966年被称为世界光纤之父的华年被称为世界光纤之父的华裔科学家高锟博士首次提出光纤可裔科学家高锟博士首次提出光纤可用于通信的预言用于通信的预言:高锟高锟1000dB/km20dB/km光纤信号衰减光纤信号衰减211.2.2光纤通信光纤通信*发展概况发展概况1970年这一预言得到了证实，称为光纤通信的元年。年这一预言得到了证实，称为光纤通信的元年。一是美国康宁公司成功地拉制出了世界上第一根信一是美国康宁公司成功地拉制出了世界上第一根信号衰减水平为号衰减水平为20 dB/Km的光纤。的光纤。二是美国贝尔实验室制作出可在室温下连续工作的二是美国贝尔实验室制作出可在室温下连续工作的铝嫁砷（铝嫁砷（AIGaAs）半导体激光器。）半导体激光器。221.2.2光纤通信光纤通信*发展概况发展概况光纤的结构光纤的结构50/125um：缓变型多模光纤；：缓变型多模光纤；62.5/125um：缓变型多模光纤；：缓变型多模光纤；8.3/125um：缓变型单模光纤：缓变型单模光纤231.2.2光纤通信光纤通信*发展概况发展概况光纤的分类光纤的分类多模光纤多模光纤单模光纤单模光纤阶跃光纤阶跃光纤渐变光纤渐变光纤24SC连接器连接器ST连接器连接器1.2.2光纤通信光纤通信*发展概况发展概况25第一代光纤通信：第一代光纤通信：其工作波长其工作波长0=0.85m，属短波长波段，传输光纤用，属短波长波段，传输光纤用多模光纤。多模光纤。光源使用铝镓砷（光源使用铝镓砷（AIGaAs）半导体激光器，）半导体激光器，光检测器采用硅（光检测器采用硅（St）材料的半导体）材料的半导体PIN光电二极管光电二极管或半导体雪崩光电二极管（或半导体雪崩光电二极管（APD）。）。这一代光通信最高比特率为这一代光通信最高比特率为 44.73 Mbs。1.2.2光纤通信光纤通信*发展概况发展概况26第二代光纤通信：第二代光纤通信：其工作波长其工作波长0=1.3m，属长波长波段，属长波长波段，传输光纤用多模光纤。是石英光纤的第二个低损耗传输光纤用多模光纤。是石英光纤的第二个低损耗窗口，有较低的损耗和最低的色散。窗口，有较低的损耗和最低的色散。相应的光源是长波长铟镓砷磷铟磷（相应的光源是长波长铟镓砷磷铟磷（InGaAsPInP）半导体激光器。）半导体激光器。光检测器采用锗（光检测器采用锗（Ge）材料。）材料。1.2.2光纤通信光纤通信*发展概况发展概况27第三代光纤通信：第三代光纤通信：1984年建立了波长年建立了波长0=1.3m的单模光纤通信系统。的单模光纤通信系统。单模光纤较多模光纤色散低得多，损耗也更小。这代光单模光纤较多模光纤色散低得多，损耗也更小。这代光纤通信广泛用于长途干线和跨洋通信中。纤通信广泛用于长途干线和跨洋通信中。80年代中后期又建立了波长年代中后期又建立了波长0=1.55m的单模光纤通信的单模光纤通信系统。系统。1.55m是石英光纤的最低损耗窗口。后来，工作是石英光纤的最低损耗窗口。后来，工作波长为波长为 1.55m的掺铒光纤放大器问世，又使这一波长的掺铒光纤放大器问世，又使这一波长具有更重要的意义。具有更重要的意义。1.2.2光纤通信光纤通信*发展概况发展概况28l l 光器件技术光器件技术l l 光放大技术光放大技术l l 光接入技术光接入技术l l 光同步数字传输网技术光同步数字传输网技术l l 相干光通信技术相干光通信技术l l 光波复用技术光波复用技术l l 全光通信技术全光通信技术1.2.2光纤通信光纤通信*主要新技术主要新技术291.2.3多媒体通信多媒体通信 国际电报电话咨询委员会（国际电报电话咨询委员会（CCITT）对媒体进行了）对媒体进行了如下分类：如下分类：感觉媒体（感觉媒体（Perception Medium）;表示媒体（表示媒体（Presentation Medium）；）；显示媒体（显示媒体（Display Medium）；）；传输媒体（传输媒体（Transmission Medium）；）；存储媒体（存储媒体（Storage Medium）;301.2.3多媒体通信多媒体通信 多媒体通信是一种把通信、计算机和电视三种技多媒体通信是一种把通信、计算机和电视三种技术有机地结合在一起的新兴通信技术。术有机地结合在一起的新兴通信技术。可传输传统的语音与图像信号，而且能传输诸如可传输传统的语音与图像信号，而且能传输诸如文字、数据、文件等多种形式的信号。文字、数据、文件等多种形式的信号。多媒体通信可以在人与人、人与机器、机器与机多媒体通信可以在人与人、人与机器、机器与机器之间相互进行。器之间相互进行。311983年，美国无线电公司（年，美国无线电公司（RCA）的研究中心用标）的研究中心用标准光盘来存储声音、图片、活动图象、数据和文字。准光盘来存储声音、图片、活动图象、数据和文字。RCA把这种称为交互式数字视频把这种称为交互式数字视频(DVI)系统。系统。1984年，美国年，美国Apple公司引人了位映射的概念对图形公司引人了位映射的概念对图形进行处理，并用了窗口（进行处理，并用了窗口（Windows）和图形符号作）和图形符号作为用户接口，又增加了处理和传送各种信息的功能。为用户接口，又增加了处理和传送各种信息的功能。处理的信息媒体包括声音、图象、文字和数据等。处理的信息媒体包括声音、图象、文字和数据等。1.2.3多媒体通信多媒体通信发展概况发展概况321985年，美国年，美国Commodore个人计算机公司首先开发成个人计算机公司首先开发成世界上第一台多媒体计算机。世界上第一台多媒体计算机。1986年，荷兰年，荷兰Philips和日本和日本Sony公司联合开发并推出了公司联合开发并推出了交互式紧凑光盘系统交互式紧凑光盘系统CDl。该系统把高质量的声音、。该系统把高质量的声音、图象、动画、图形和文字等各种多媒体信息以数字化形图象、动画、图形和文字等各种多媒体信息以数字化形式存放在容量为式存放在容量为 650MB的的 5英寸只读光盘上。用户把英寸只读光盘上。用户把它接到家用电视机上使用它接到家用电视机上使用。1.2.3多媒体通信多媒体通信发展概况发展概况331991年，年，Intel和和 IBM公司共同开发并推出多媒体改进公司共同开发并推出多媒体改进技术技术，第二代，第二代交互式数字视频交互式数字视频(DVI)产品。产品。DVI系统的系统的最大优点是全数字化，它可以把各种多媒体信息数字最大优点是全数字化，它可以把各种多媒体信息数字化后存放在硬盘或只读光盘（化后存放在硬盘或只读光盘（CDROM）中，实时）中，实时地播放全运动全屏幕的视频图象。地播放全运动全屏幕的视频图象。90年代是多媒体进人初期应用和标准化阶段。年代是多媒体进人初期应用和标准化阶段。90年年10月，在微软公司多媒体开发工作者会议上提出了多媒月，在微软公司多媒体开发工作者会议上提出了多媒体微机新标准，即体微机新标准，即MPC标准标准 1。1993年，多媒体微机年，多媒体微机市场委员会发布了市场委员会发布了 MPC标准标准 2。1.2.3多媒体通信多媒体通信发展概况发展概况34多媒体通信的应用体现在：多媒体通信的应用体现在：l可视电话（可视电话（VPVideo Phone）l电视会议（电视会议（VCVideo Conference）l虚拟现实（虚拟现实（VRVirtual Reality）l视频点播（视频点播（VODVideo on Demand）l语音邮件（语音邮件（VMVoice Mail）,视频邮件视频邮件l远程教学（远程教学（MTMultimedia Teleteaching）1.2.3多媒体通信多媒体通信发展概况发展概况35l可视电话（可视电话（VPVideo Phone）1.2.3多媒体通信多媒体通信发展概况发展概况36l电视会议（电视会议（VCVideo Conference）1.2.3多媒体通信多媒体通信发展概况发展概况37l虚拟现实（虚拟现实（VRVirtual Reality）1.2.3多媒体通信多媒体通信发展概况发展概况38l视频点播（视频点播（VODVideo on Demand）1.2.3多媒体通信多媒体通信发展概况发展概况39l l音频数据压缩编码技术音频数据压缩编码技术l l视频数据压缩编码技术视频数据压缩编码技术l l 宽带网络技术宽带网络技术l l信息差错控制技术信息差错控制技术l l数据过滤技术数据过滤技术l l多媒体传输技术及应用系统技术多媒体传输技术及应用系统技术1.2.3多媒体通信多媒体通信主要技术主要技术401.2.4Internet技术技术*Internet是世界上最大的计算机互联网络，是世界上最大的计算机互联网络，70年代末美年代末美国国防部高级研究计划局（国国防部高级研究计划局（ARPA）创建了）创建了 Internet的的前身前身 ARPANET。ARPANET是一个广域网，其中包含是一个广域网，其中包含若干采用卫星和无线电传输进行通信的网络。若干采用卫星和无线电传输进行通信的网络。ARPA的的计计划划是是建建立立一一种种互互联联 LAN和和WAN的的新新方方法法，通通常常简简称称为为 Internet，并并最最终终产产生生了了网网络络标标准准协协议议，即即传输控制协议网络互联协议（传输控制协议网络互联协议（TCP/IP）。）。411.2.4Internet技术技术*发展概况发展概况1980年前后，年前后，ARPANET上的所有计算机开始了上的所有计算机开始了TCPIP协议转换工作，并以协议转换工作，并以ARPANET为主干网建立了初期为主干网建立了初期的的Internet。ARPANET在技术上最大的贡献是在技术上最大的贡献是TCPIP协议族的开协议族的开发和应用。发和应用。1985年，美国国家科学基金组织年，美国国家科学基金组织NSF采用采用TCPIP协议协议将分布在美国各地的将分布在美国各地的6个为科研教育服务的超级计算机个为科研教育服务的超级计算机中心互联，形成中心互联，形成NSFNET网络。网络。1986年，年，NSFNET替代替代ARPANET成为了成为了Internet的主干网。的主干网。421.2.4Internet技术技术*发展概况发展概况1988年年Internet开始对外开放，开始对外开放，1991年年6月商业用户超过月商业用户超过了学术界用户，成为了学术界用户，成为Internet发展史上的一个里程碑。发展史上的一个里程碑。1994年年5月，中国作为第月，中国作为第71个国家级网加入了个国家级网加入了Internet。以以“中科院、北大、清华中科院、北大、清华”为核心的国国家计算机网络为核心的国国家计算机网络设施（简称设施（简称NCNFC）与）与 Internet联通。联通。目前，我国目前，我国Internet用户通过中国公用互联网络用户通过中国公用互联网络（ChinaNet）或中国教育科研计算机网（）或中国教育科研计算机网（CERNET）及）及其它网络都可与其它网络都可与Internet联通。联通。432003-2007年中国网民数和互联网普及率 1.2.4Internet技术技术*发展概况发展概况44 l l 计算机网络技术计算机网络技术 l l 网络互连技术网络互连技术 l l网络管理技术网络管理技术 l l 寻址技术寻址技术 l l 网际协议及传输控制协议网际协议及传输控制协议1.2.4Internet技术技术*主要技术主要技术451.2.5宽带综合业务数字网（宽带综合业务数字网（BISDN）*窄带窄带ISDN的缺陷：的缺陷：1）用户）用户/网络接口接入速率局限于网络接口接入速率局限于1920kb/s或或1536kb/s，特别是在特别是在264kb/s的的2B+D信道下。信道下。2）窄带）窄带ISDN的基础是综合数字网络，所支持的业务是的基础是综合数字网络，所支持的业务是64kb/s电路交换业务，这种业务对技术发展适配性很差。电路交换业务，这种业务对技术发展适配性很差。3）窄带）窄带ISDN并没有在网络内部综合分组交换技术。并没有在网络内部综合分组交换技术。4）窄带）窄带ISDN只是用于支持传统的话音和低速非话业务，只是用于支持传统的话音和低速非话业务，所以并没有考虑不同传输要求的多媒体业务，网络的整个所以并没有考虑不同传输要求的多媒体业务，网络的整个管理和控制是基于电路交换的，显得功能非常简单，无法管理和控制是基于电路交换的，显得功能非常简单，无法适应宽带业务的要求。适应宽带业务的要求。461.2.5宽带综合业务数字网（宽带综合业务数字网（BISDN）*宽带综合业务数字网（宽带综合业务数字网（BISDNBroadbandISDN）在提供综合业务的基本思想上与在提供综合业务的基本思想上与NISDN完全一致。完全一致。不同的是不同的是NISDN支持速率低于支持速率低于2.048Mb/s的业务，传的业务，传递方式和媒质主要是以准同步传递方式（递方式和媒质主要是以准同步传递方式（PDH）和双）和双绞线为基础。绞线为基础。而而BISDN支持速率高于支持速率高于1.5Mbs的业务，传递方式的业务，传递方式以异步转移模式（以异步转移模式（ATM）、同步数字系列（）、同步数字系列（SDH）通）通过光缆媒质传输为基础。过光缆媒质传输为基础。471988年年ITU正式确定正式确定ATM为为BISDN的交换和多路复用技的交换和多路复用技术，近年来得到迅速的发展。术，近年来得到迅速的发展。BISDN的目标是向用户提供电话、电视、数据和图像等的目标是向用户提供电话、电视、数据和图像等综合业务服务。综合业务服务。BISDN是由不同技术支持的网络。包括是由不同技术支持的网络。包括ATM交换技术和交换技术和光纤、同步数字系列光纤、同步数字系列SDH传输系统等。传输系统等。1.2.5宽带综合业务数字网宽带综合业务数字网发展概况发展概况48l l帧中继技术帧中继技术l l 交换式多兆比特数字业务（交换式多兆比特数字业务（SMDS）l l 异步转移模式（异步转移模式（ATM）l l 光纤分布式数据接口（光纤分布式数据接口（FDD）l l 分布式排队双总线（分布式排队双总线（DQDB）l l 接入网技术接入网技术1.2.5宽带综合业务数字网宽带综合业务数字网主要技术主要技术491.2.6智能网（智能网（IN）及无线智能网（）及无线智能网（WIN）定义定义 智能网（智能网（Intelligent Network）就是在传统的通信网）就是在传统的通信网络基础之上，为迅速快捷提供新业务而设置的一种附加网络基础之上，为迅速快捷提供新业务而设置的一种附加网络结构。其目的是为电信营运者能经济有效地提供用户所络结构。其目的是为电信营运者能经济有效地提供用户所需的各种各样的电信新业务，使用户对网络有更强的控制需的各种各样的电信新业务，使用户对网络有更强的控制功能，并且能够方便灵活地获取各种所需的信息。功能，并且能够方便灵活地获取各种所需的信息。501981年，美国年，美国ATT公司将用户数据集中存放在网络控公司将用户数据集中存放在网络控制点的数据库中，以支持被叫集中付费和记账卡呼叫业制点的数据库中，以支持被叫集中付费和记账卡呼叫业务，为智能网概念奠定了基础。务，为智能网概念奠定了基础。1984年，年，Bellcore在其在其INl建议中提出了智能网一词，建议中提出了智能网一词，提出智能业务与基本业务控制相分离的概念。提出智能业务与基本业务控制相分离的概念。并制订了并制订了一系列计划，使得概念逐渐成熟。一系列计划，使得概念逐渐成熟。1992年年3月，国际电联月，国际电联ITUT发布了关于智能网能力的发布了关于智能网能力的第一套建议第一套建议INCSl。采用了。采用了Bellcore关于智能网的许多关于智能网的许多思想，提出了智能网概念模型思想，提出了智能网概念模型INCM。1.2.6智能网及无线智能网智能网及无线智能网发展概况发展概况51智能网能力标准智能网能力标准1(INCSl)主要研究在主要研究在PSTN上如何提供上如何提供智能业务，该标准中列出了智能业务，该标准中列出了38种业务属性，种业务属性，25种业务。种业务。1997年国际电联又推出了年国际电联又推出了INCS一一2标准，该标准主要研究标准，该标准主要研究智能网的网间互连以及网间业务。又定义了智能网的网间互连以及网间业务。又定义了16种新业务。种新业务。主要是在网间如何实现主要是在网间如何实现INCSl所提出的一些业务。从而所提出的一些业务。从而方便了用户在更广的范围内使用这些智能业务。方便了用户在更广的范围内使用这些智能业务。INCS3和和INCS4标准的主要研究内容包括移动网、宽标准的主要研究内容包括移动网、宽带带ISDN、INTERNET与智能网综合方面研究。与智能网综合方面研究。1.2.6智能网及无线智能网智能网及无线智能网发展概况发展概况52CDMA网络发展到一定阶段，引入了无线智能网网络发展到一定阶段，引入了无线智能网（WIN）的概念。）的概念。WTN的发展也是第二代移动通信系统向第三代演化的的发展也是第二代移动通信系统向第三代演化的过程。过程。WIN分布功能平面上所定义的与移动性相关的功分布功能平面上所定义的与移动性相关的功能实体与能实体与IMT-2000网络功能结构是一致的。网络功能结构是一致的。1.2.6智能网及无线智能网智能网及无线智能网发展概况发展概况53 l l 概念模型概念模型 l l 应用协议应用协议 l l 业务交换业务交换 l l 业务控制业务控制 l l 业务数据业务数据 l l 业务管理业务管理 l l 业务生成业务生成 l l IN与移动网与移动网 l l 宽带综合业务数字网宽带综合业务数字网 l l 因特网互联技术因特网互联技术1.2.6智能网及无线智能网智能网及无线智能网主要技术主要技术541.2.7无线接入网无线接入网无线接入是指从交换节点到用户终端之间的传输线路，无线接入是指从交换节点到用户终端之间的传输线路，部分或全部采用了无线传输方式。部分或全部采用了无线传输方式。无线接入网是由业务节点（为交换机）接口和相关用户无线接入网是由业务节点（为交换机）接口和相关用户网络接口之间的系列传送实体所组成的，为传送电信业网络接口之间的系列传送实体所组成的，为传送电信业务提供所需传送承载能力的无线实施系统。务提供所需传送承载能力的无线实施系统。无线接入网（无线接入网（WAN）实际上是用无线通信技术替代传实际上是用无线通信技术替代传统的用户线，所以无线接人网又称为无线本地环路统的用户线，所以无线接人网又称为无线本地环路（WLL）或无线用户系统（）或无线用户系统（WSS）。）。55我国的无线接入网具有较大的用户市场，中国的通信四我国的无线接入网具有较大的用户市场，中国的通信四大巨头都有自己的产品，巨龙、大唐、中兴、华为等公大巨头都有自己的产品，巨龙、大唐、中兴、华为等公司的无线接人网已在实用阶段。司的无线接人网已在实用阶段。我国的无线接入网频率在我国的无线接入网频率在2000年年7月重新定为月重新定为3400MHz-3530MHz,收发间隔为收发间隔为100MHz。原来使用的频率是。原来使用的频率是1890 MHz-1980 MHz陆续停止使用（划给陆续停止使用（划给IMT-2000）。）。1.2.7无线接入网无线接入网发展概况发展概况56第一代系统：第一代系统：70年代即一点多址系统，初期是模拟制年代即一点多址系统，初期是模拟制 式，后采用式，后采用TDMA数字制式；数字制式；第二代系统：第二代系统：80年代即基于模拟的蜂窝系统；年代即基于模拟的蜂窝系统；第三代系统：第三代系统：90年代即基于数字蜂窝的系统。应该说年代即基于数字蜂窝的系统。应该说 前三代都是属窄带范围，是电路交换；前三代都是属窄带范围，是电路交换；第四代系统：现在是宽带接入，是分组交换。第四代系统：现在是宽带接入，是分组交换。1.2.7无线接入网无线接入网发展概况发展概况571.2.7无线接入网无线接入网发展概况发展概况581.2.7无线接入网无线接入网发展概况发展概况59l l 利用单信道点到点通信技术利用单信道点到点通信技术l l 利用微波技术实现一点多址固定无线接入网利用微波技术实现一点多址固定无线接入网l l 利用卫星通信技术构成固定或移动无线接入网利用卫星通信技术构成固定或移动无线接入网l l 利用大区制技术构成的固定或移动无线接入网利用大区制技术构成的固定或移动无线接入网l l 基于蜂窝技术构成固定或移动无线接入网基于蜂窝技术构成固定或移动无线接入网l l 基于无绳技术的固定或移动无线接入网基于无绳技术的固定或移动无线接入网l l 基于集群技术构成固定接入网和移动接入网基于集群技术构成固定接入网和移动接入网l l 宽带无线接入网宽带无线接入网1.2.7无线接入网无线接入网主要技术主要技术601.2.8数字集群系统数字集群系统 数字集群系统是一种高级专用移动调度系统，是一数字集群系统是一种高级专用移动调度系统，是一种共享资源、分担费用、共享信道设备及多用途、高效种共享资源、分担费用、共享信道设备及多用途、高效能的无线调度通信系统。能的无线调度通信系统。特点：特点：1）频谱利用率高；）频谱利用率高；2）信号抗衰落的能力提高；）信号抗衰落的能力提高；3）多种业务服务；）多种业务服务；4）保密性能好，为用户提供话音加密鉴权技术；）保密性能好，为用户提供话音加密鉴权技术；5）网络管理和控制更加有效和灵活。）网络管理和控制更加有效和灵活。611998年年3月，月，ITU制订了七个数字集群通信系统标准：制订了七个数字集群通信系统标准：APCO25、Tetrapol、EDACS、TETRA、DIMRS、IDRA、Geotek；目前欲进入我国市场的具有调度功能的数字移动通信系目前欲进入我国市场的具有调度功能的数字移动通信系统有：统有：欧洲的欧洲的TETRA系统，系统，MOTOROLA的的IDEN系统，欧系统，欧洲的洲的GSM-R系统，以色列的系统，以色列的FHMA系统系统。1.2.8数字集群系统数字集群系统发展概况发展概况62目前在国际上较有影响力的有目前在国际上较有影响力的有TETRA和和iDEN两种系统两种系统 iDEN和和TETRA都都充充分分考考虑虑了了商商业业共共网网建建设设和和运运营营的的需需要要，以以其其技技术术的的先先进进性性和和良良好好的的性性价价比比而而得得到到了了广广泛泛应用。应用。TETRA方方案案已已被被世世界界上上22个个国国家家所所选选用用，而而iDEN用用户户数数超超过过了了千千万万，这这些些都都充充分分证证明明了了它它们们对对于于集集群群系系统统的的应用价值。应用价值。1.2.8数字集群系统数字集群系统发展概况发展概况63TETRA是一个全公开国际标准，具有集群通信、非集是一个全公开国际标准，具有集群通信、非集群通信、直接通信工作模式等特点。群通信、直接通信工作模式等特点。提供的服务包括：话音、电路方式的数据、短数据报提供的服务包括：话音、电路方式的数据、短数据报文及分组数据，当移动台超出移动网的覆盖区时，提文及分组数据，当移动台超出移动网的覆盖区时，提供移动台与移动台间的直接通信。供移动台与移动台间的直接通信。在集群通信方式下，采用在集群通信方式下，采用4时隙时隙25KHz的的TDMA多址多址方式，其信息速率为方式，其信息速率为19.2kbit/s，传输速率为，传输速率为36kbit/s。1.2.8数字集群系统数字集群系统TETRA系统发展概况系统发展概况64FHMA 是一个采用跳频和低速率数字语声处理技术的是一个采用跳频和低速率数字语声处理技术的大容量集群系统。大容量集群系统。它具有灵活性、低成本和高频谱效率的特点。其容量它具有灵活性、低成本和高频谱效率的特点。其容量是模拟系统的是模拟系统的25-30倍。倍。支持综合话音和数据业务，包括专用话音网、调度、支持综合话音和数据业务，包括专用话音网、调度、移动电话、分组数据及车辆位置。移动电话、分组数据及车辆位置。采用采用3时隙时隙/25KHz的的TDMA多址方式。传输速率为多址方式。传输速率为39.6kbit/s。1.2.8数字集群系统数字集群系统FHMA系统发展概况系统发展概况65IDEN是一个调度通信蜂窝电话的组合系统。是一个调度通信蜂窝电话的组合系统。提供的服务有：调度通信、双工电话通信、分组交换提供的服务有：调度通信、双工电话通信、分组交换数据、电路数据、数字短信息等。数据、电路数据、数字短信息等。调度通信中，可提供直接无线通信方式（同频单工对调度通信中，可提供直接无线通信方式（同频单工对讲），调度通信具有蜂窝电话功能。讲），调度通信具有蜂窝电话功能。采用采用6时隙时隙/25KHz的的TDMA多址方式电路交换数据多址方式电路交换数据的信息速率为的信息速率为4.8/9.6kbit/s，可为传真及个人电脑提供，可为传真及个人电脑提供RS232接口。分组数据的速率为接口。分组数据的速率为9.6kbit/s，采用标准传，采用标准传输协议输协议TCP。1.2.8数字集群系统数字集群系统IDEN系统发展概况系统发展概况66GSM-R系统是欧洲铁路专用移动通信系统。它是在系统是欧洲铁路专用移动通信系统。它是在GSM蜂窝系统上增加调度通信功能构成的一个综合专蜂窝系统上增加调度通信功能构成的一个综合专用移动通信系统。用移动通信系统。采用采用8时隙时隙/200KHz的的 TDMA多址方式。多址方式。它所增加的功能有：优先级和强插功能、话音组呼及它所增加的功能有：优先级和强插功能、话音组呼及广播功能、以满足铁路专用调度通信的要求。广播功能、以满足铁路专用调度通信的要求。为了完成调度通信的功能，为了完成调度通信的功能，GSM-R系统与系统与GSM不同不同的是在其结构中增加了组呼寄存器（的是在其结构中增加了组呼寄存器（GCR）。）。1.2.8数字集群系统数字集群系统GSM-R系统发展概况系统发展概况67制式制式TETRAiDENGoTaGT800多址方式多址方式TDMATDMACDMATDMA单载波带宽单载波带宽25kHz25kHz1.25MHz200kHz开放程度开放程度高高不开放不开放较高较高较高较高集群业务的支持能集群业务的支持能力力强，支持的集群类强，支持的集群类补充业务丰富补充业务丰富较强较强较强较强较强较强数据速率数据速率19.2kbps/38.4kbps/380kbps9.6kbps/384kbps153.6bps171.2kbps未来发展未来发展-W-iDENEV-D0、EV-DVTD-SCDMA直通工作直通工作支持支持不支持不支持不支持不支持不支持不支持单载单扇下的单组单载单扇下的单组用户容量用户容量理论值没有上限理论值没有上限理论值没有上限理论值没有上限100个用户左右，个用户左右，未来系统支持无上未来系统支持无上限的能力限的能力理论值没有上限理论值没有上限单载单扇最大组容单载单扇最大组容量量463x30、5x20、10 x11等，组容量等，组容量与单载单扇下的组与单载单扇下的组容量与租内用户数容量与租内用户数相关相关7(无优先级无优先级)、3(有有优先级优先级)、16(降低降低话音质量话音质量)频道规划频道规划中中中中少少多多呼叫建立时间呼叫建立时间0.5s1s1s1s话权申请时间话权申请时间0.2s0.2s0.2s0.2s1.2.8数字集群系统数字集群系统四种体制对比四种体制对比68我国信息产业主管部门于我国信息产业主管部门于1997年成立了中国数字集群联年成立了中国数字集群联合体，它以中国通信工业协会为主体，联合部分大专院合体，它以中国通信工业协会为主体，联合部分大专院校、研究所、公司为核心成员。校、研究所、公司为核心成员。联合体从技术、经济、市场、标准开放等方面对国际上联合体从技术、经济、市场、标准开放等方面对国际上的各种集群体制进行了调研，并结合我国实际情况为我的各种集群体制进行了调研，并结合我国实际情况为我国数字集群系统的发展提出指导。国数字集群系统的发展提出指导。2000年年6月，信息产业部科技司成立以哈工大通信所为月，信息产业部科技司成立以哈工大通信所为组长单位的数字集群系统总体组，正式开始了我国数字组长单位的数字集群系统总体组，正式开始了我国数字集群系统的研制和开发。集群系统的研制和开发。1.2.8数字集群系统数字集群系统中国发展概况中国发展概况69模拟系统在我国尚没有出台自己独立的技术标准，公安模拟系统在我国尚没有出台自己独立的技术标准，公安部制定了以部制定了以MPT-1327信令为标准的信令为标准的“警用自动级（