現(xiàn)代通信新技術

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1、第十三章第十三章 現(xiàn)代通信新技術現(xiàn)代通信新技術2022-11-171 21世紀通信技術的發(fā)展趨勢面向面向2121世紀通信的兩大通信平臺世紀通信的兩大通信平臺 光纖通信平臺：光纖通信平臺：無線通信平臺：無線通信平臺：超大容量、超長距離超大容量、超長距離 寬帶、移動寬帶、移動 關鍵技術：波分復用、關鍵技術：波分復用、關鍵技術：關鍵技術：CDMACDMA、智智 光纖放大器光纖放大器能天線、軟件無線電能天線、軟件無線電IP over?IP over?2022-11-17221世紀電信網(wǎng)的發(fā)展趨勢無線通信熱點之一：無線通信熱點之一：個人通信個人通信l 19861986年年 CCIRCCIR制訂制訂 FP

2、LMTSFPLMTS，以個以個人全球通信為目標，首次提出個人全球通信為目標，首次提出個人通信概念人通信概念l 19861986年年 CCITTCCITT討論討論 UPTUPT（全球通全球通用個人通信）用個人通信）l 19891989年年 英國政府發(fā)放許可證建英國政府發(fā)放許可證建立雙向個人通信網(wǎng)，首次出現(xiàn)立雙向個人通信網(wǎng)，首次出現(xiàn) PCNPCN名詞名詞l 9090年代以來，美國提出個人通信年代以來，美國提出個人通信業(yè)務（業(yè)務（PCSPCS），），或個人通信系統(tǒng)或個人通信系統(tǒng) （PCSPCS）但是，到底什么是個人通信？但是，到底什么是個人通信？l CCITTCCITT個人的移動性和終端移動性分開個

3、人的移動性和終端移動性分開著重于個人的移動性，用戶號碼可著重于個人的移動性，用戶號碼可以在任何終端上使用以在任何終端上使用無線接入不是必要的條件無線接入不是必要的條件l CCIRCCIR、歐洲歐洲 PCNPCN、美國美國 PCSPCS 個人的移動性靠終端的移動性實現(xiàn)個人的移動性靠終端的移動性實現(xiàn) 移動通信網(wǎng)作為個人通信網(wǎng)的底層移動通信網(wǎng)作為個人通信網(wǎng)的底層網(wǎng)絡結構網(wǎng)絡結構 無線接入是必要的條件無線接入是必要的條件l 以無線接入為基礎的個人通信叫做無以無線接入為基礎的個人通信叫做無線個人通信線個人通信 Wireless Personal CommunicationsWireless Person

4、al Communications2022-11-173通信的發(fā)展目標通信的發(fā)展目標-個人通信個人通信目標是實現(xiàn)：個人通信系統(tǒng)目標是實現(xiàn)：個人通信系統(tǒng)(PCN)無論任何人無論任何人(Whoever)在任何時候在任何時候(Whenever)在任何地方在任何地方(Wherever)與另一個人與另一個人(Whomever)進行任何類型進行任何類型(Whatever)2022-11-174 個人通信是新的挑戰(zhàn)個人通信是新的挑戰(zhàn)個人通信個人通信(PC)：任何人在任何時間與任何地任何人在任何時間與任何地點以任何形式的通信點以任何形式的通信“任何時間任何時間”要求支持動中通要求支持動中通:無線通信是前提無線

5、通信是前提 “任何人任何人”要求支持巨大用戶量要求支持巨大用戶量:頻譜資源有限頻譜資源有限 “任何地點任何地點”要求無縫覆蓋要求無縫覆蓋:傳輸能力有限傳輸能力有限 “任何形式任何形式”要求多媒體要求多媒體:處理能力有限處理能力有限 2022-11-175 個人通信的發(fā)展基礎個人通信的發(fā)展基礎新一代集成電路新一代集成電路新一代信息處理新一代信息處理新一代衛(wèi)星通信新一代移動通信新一代廣播電視新一代無線接入新一代信息網(wǎng)絡與服務新一代光纖通信2022-11-176 信息社會的信息社會的PC時代時代第一個第一個PC時代時代1980年2000年Personal Computer第二個第二個PC時代時代20

6、012020年Personal Communication第三個第三個PC時代時代20202040Power Chip(?)2022-11-177衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信 高軌道衛(wèi)星通信高軌道衛(wèi)星通信特點：同步軌道、靜特點：同步軌道、靜止衛(wèi)星、容量大、質止衛(wèi)星、容量大、質量好、功率受限信道量好、功率受限信道用途：用途：國際長途國際長途海事衛(wèi)星海事衛(wèi)星電視廣播電視廣播軍事通信軍事通信 中低軌道衛(wèi)星通信中低軌道衛(wèi)星通信特點：距離近、地面設特點：距離近、地面設備簡單靈活，非靜止軌備簡單靈活，非靜止軌道，要求跟蹤道，要求跟蹤用途：用途：非實時信息傳送非實時信息傳送遙感遙感偵測偵測衛(wèi)星移動通信衛(wèi)星移動通信202

7、2-11-178衛(wèi)星通信導航和定位衛(wèi)星通信導航和定位四大衛(wèi)星導航系統(tǒng)四大衛(wèi)星導航系統(tǒng)中國的北斗導航系統(tǒng)和中國的北斗導航系統(tǒng)和美國美國GPS、俄羅斯格羅、俄羅斯格羅納斯、歐盟伽利略系統(tǒng)納斯、歐盟伽利略系統(tǒng)并稱為全球四大衛(wèi)星導并稱為全球四大衛(wèi)星導航系統(tǒng)。目前，聯(lián)合國航系統(tǒng)。目前，聯(lián)合國已將這已將這4個系統(tǒng)一起確認個系統(tǒng)一起確認為全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)核為全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)核心供應商。心供應商。北斗衛(wèi)星定位導統(tǒng)系北斗衛(wèi)星定位導統(tǒng)系北斗衛(wèi)星定位導統(tǒng)系由北斗衛(wèi)星定位導統(tǒng)系由四顆四顆(兩顆工作衛(wèi)星、兩顆工作衛(wèi)星、兩顆備用衛(wèi)星兩顆備用衛(wèi)星)北斗定北斗定位衛(wèi)星、地面控制中心、位衛(wèi)星、地面控制中心、北斗用戶終端三部分組

8、北斗用戶終端三部分組成。成。2022-11-179移動衛(wèi)星通信系統(tǒng) 2022-11-1710衛(wèi)星通信系統(tǒng)組成空間段：轉發(fā)無線電信號，要求放大，且盡量無失真，無噪聲；地面段：放大、發(fā)射、接收信號等；監(jiān)控中心：保證通信衛(wèi)星正常運轉，通信網(wǎng)絡正常工作，對地球站的方向圖、功率和頻率進行監(jiān)測。2022-11-17112022-11-17122022-11-17132022-11-1714衛(wèi)星通信系統(tǒng)工作方式衛(wèi)星通信系統(tǒng)工作方式A）雙星雙跳：用于國際通信，兩個地球站看不到同一顆衛(wèi)星，傳輸時延大；B）單星雙跳：用于星形網(wǎng)，平時不通信，需要時進行通信，不允許國內話音通信，用于數(shù)據(jù)通信。2022-11-1715

9、衛(wèi)星通信的業(yè)務類型衛(wèi)星通信的業(yè)務類型2022-11-1716世界衛(wèi)星通信的發(fā)展世界衛(wèi)星通信的發(fā)展19971997年世界衛(wèi)星市場銷售額年世界衛(wèi)星市場銷售額512512億美圓，預計億美圓，預計20072007年達到年達到19001900億美圓億美圓截止截止19991999年底，全球年底，全球300300顆顆同步衛(wèi)星提供同步衛(wèi)星提供60%60%的州際通信和的州際通信和100%100%國際電視轉播國際電視轉播全球在軌轉發(fā)器全球在軌轉發(fā)器44674467個個，正在建造的轉發(fā)器，正在建造的轉發(fā)器17931793個個發(fā)展經(jīng)歷了：從模擬發(fā)展經(jīng)歷了：從模擬數(shù)字數(shù)字 ;從窄帶話音從窄帶話音寬帶綜合業(yè)寬帶綜合業(yè)務務

10、 ;從從FSSMSS;FSSMSS;從從C C波段波段KuKu、KaKa波段。波段。2022-11-1717世界通信衛(wèi)星的發(fā)展-亞洲區(qū)2022-11-1718移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)2022-11-1719衛(wèi)星導航系統(tǒng)衛(wèi)星導航系統(tǒng)中國的中國的北斗導航北斗導航系統(tǒng)和系統(tǒng)和美國美國GPSGPS、俄羅斯、俄羅斯格羅納格羅納斯斯、歐盟伽利略歐盟伽利略系統(tǒng)并系統(tǒng)并稱為全球稱為全球四大衛(wèi)星導航四大衛(wèi)星導航系統(tǒng)系統(tǒng)。目前，聯(lián)合國已。目前，聯(lián)合國已將這將這4 4個系統(tǒng)一起確認為個系統(tǒng)一起確認為全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)核心全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)核心供應商。供應商。北斗衛(wèi)星定位導北斗衛(wèi)星定位導航航系統(tǒng)系統(tǒng)北斗衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)由北斗衛(wèi)星

11、定位導航系統(tǒng)由四顆四顆(兩顆工作衛(wèi)星、兩兩顆工作衛(wèi)星、兩顆備用衛(wèi)星顆備用衛(wèi)星)北斗定位衛(wèi)北斗定位衛(wèi)星、地面控制中心、北斗星、地面控制中心、北斗用戶終端用戶終端三部分組成。三部分組成。2022-11-1720四大衛(wèi)星導航系統(tǒng)四大衛(wèi)星導航系統(tǒng)中國的中國的北斗導航北斗導航系統(tǒng)和系統(tǒng)和美國美國GPSGPS、俄羅斯、俄羅斯格羅納格羅納斯斯、歐盟伽利略歐盟伽利略系統(tǒng)并系統(tǒng)并稱為全球稱為全球四大衛(wèi)星導航四大衛(wèi)星導航系統(tǒng)系統(tǒng)。目前，聯(lián)合國已。目前，聯(lián)合國已將這將這4 4個系統(tǒng)一起確認為個系統(tǒng)一起確認為全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)核心全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)核心供應商。供應商。美國的第二代美國的第二代GPSGPS衛(wèi)星導航系衛(wèi)星導航

12、系統(tǒng)統(tǒng)歐盟的伽利略衛(wèi)星導航系統(tǒng)歐盟的伽利略衛(wèi)星導航系統(tǒng)俄羅斯的俄羅斯的“格洛納斯格洛納斯”導航系統(tǒng)導航系統(tǒng)北斗二號導航衛(wèi)星導航系統(tǒng)北斗二號導航衛(wèi)星導航系統(tǒng)2022-11-1721中國衛(wèi)星通信的發(fā)展中國衛(wèi)星通信的發(fā)展中國中國第一顆試驗衛(wèi)星第一顆試驗衛(wèi)星“東方紅一號東方紅一號”于于19701970年年4 4月月2424日發(fā)射成功，重日發(fā)射成功，重37Kg37Kg，運轉周期，運轉周期110110分鐘，繞地球一周，以旋極化的全球波束向全球分鐘，繞地球一周，以旋極化的全球波束向全球廣播廣播“東方紅樂曲東方紅樂曲”。19721972年我國郵電部租用國際第四代衛(wèi)星年我國郵電部租用國際第四代衛(wèi)星(IS-IV)

13、(IS-IV)，引進國外設備，在，引進國外設備，在北京和上海建立了四座大型地球站北京和上海建立了四座大型地球站(30m)(30m)，首次開展了商業(yè)性的，首次開展了商業(yè)性的國際國際衛(wèi)星通信業(yè)務衛(wèi)星通信業(yè)務。19751975年后建成了北京，南京，烏魯木齊，昆明，拉薩等年后建成了北京，南京，烏魯木齊，昆明，拉薩等地球站地球站。先。先后利用法國，德國提供的交響樂衛(wèi)星和國際后利用法國，德國提供的交響樂衛(wèi)星和國際IS-VIS-V衛(wèi)星成功地進行了衛(wèi)星成功地進行了各種通信業(yè)務的傳輸試驗。證明研制的地球站主要技術性能達到國各種通信業(yè)務的傳輸試驗。證明研制的地球站主要技術性能達到國際標準。際標準。19841984

14、年年4 4月月8 8日成功發(fā)射日成功發(fā)射第一顆同步軌道試驗通信衛(wèi)星第一顆同步軌道試驗通信衛(wèi)星“東方紅二東方紅二-1”-1”定位在定位在125125E E，重重433433KgKg，攜帶，攜帶2 2個個8 8W W的的C C頻段轉發(fā)器，頻段轉發(fā)器，以全球波束以全球波束輻輻射，射，中心波束中心波束為為23.423.4dBWdBW，工作在，工作在C(6/4GHz)C(6/4GHz)頻段。頻段。通過這顆衛(wèi)星開通了北京至烏魯木齊，昆明，拉薩三個方向的數(shù)字通過這顆衛(wèi)星開通了北京至烏魯木齊，昆明，拉薩三個方向的數(shù)字電話，中央人民廣播電臺和中央電視臺對新疆、西藏、云南等邊遠電話，中央人民廣播電臺和中央電視臺對

15、新疆、西藏、云南等邊遠地區(qū)傳送了廣播和電視節(jié)目。地區(qū)傳送了廣播和電視節(jié)目。2022-11-1722中國衛(wèi)星發(fā)展史（續(xù)）中國衛(wèi)星發(fā)展史（續(xù)）19861986年年2 2月月1 1日日“東東方方紅紅二二號號-2-2”成功定位在成功定位在103103E E，攜帶，攜帶2 2個個C C頻轉發(fā)器，頻轉發(fā)器，以區(qū)域橢圓波束以區(qū)域橢圓波束(中國地形中國地形)輻射傳送，重輻射傳送，重 433Kg433Kg，中心波束為，中心波束為34.5dBW34.5dBW。攜帶攜帶2 2個個8W8W的的C C頻段轉發(fā)器，以全球波束輻射，中心波束為頻段轉發(fā)器，以全球波束輻射，中心波束為 23.4dBW23.4dBW。通過這顆衛(wèi)星

16、開通了電視，廣播，數(shù)字電話，電報，傳真等各項國內衛(wèi)通過這顆衛(wèi)星開通了電視，廣播，數(shù)字電話，電報，傳真等各項國內衛(wèi)星通信業(yè)務。標志著我國的衛(wèi)星通信從試驗、試用階段進入星通信業(yè)務。標志著我國的衛(wèi)星通信從試驗、試用階段進入實用階段。實用階段。19881988年年3 3月月7 7日日“東方紅二號甲東方紅二號甲-1“-1“簡稱簡稱“東二甲東二甲-1”-1”，對外稱，對外稱“中衛(wèi)一中衛(wèi)一號號“定位在定位在87.587.5E E，波束中心指向，波束中心指向101.7101.7E E，34.1134.11N N，中心波束為，中心波束為36dBW36dBW。4 4個個C C頻段轉發(fā)器，二個頻段轉發(fā)器，二個8W8

17、W，二個，二個10W10W，以區(qū)域橢圓波束輻射傳送。，以區(qū)域橢圓波束輻射傳送。衛(wèi)星重衛(wèi)星重441Kg441Kg，壽命，壽命7 7年。年。19881988年年1212月月2222日，在日，在110.5110.5E E發(fā)射了相同的一發(fā)射了相同的一顆衛(wèi)星。這兩顆衛(wèi)星的定位精度，通信容量和工作壽命都有所提高。顆衛(wèi)星。這兩顆衛(wèi)星的定位精度，通信容量和工作壽命都有所提高。19901990年年2 2月月4 4日日“東東方方紅紅二二號號甲甲3“3“簡稱簡稱“東東二甲二甲3 3“，對對外外稱稱“中中衛(wèi)衛(wèi)三三號號“定位在定位在9898E E，波束中心指向波束中心指向103.23103.23E E，33.8433.

18、84N N，中心波束中心波束3636dBWdBW。4 4個個C C頻段轉發(fā)器以區(qū)域橢圓波束輻射傳送。衛(wèi)星重頻段轉發(fā)器以區(qū)域橢圓波束輻射傳送。衛(wèi)星重441Kg441Kg。19911991年年1212月月2828日日“東方紅三號東方紅三號”發(fā)射但衛(wèi)星定位失敗。發(fā)射但衛(wèi)星定位失敗。19931993年年7 7月月“中星五號中星五號”衛(wèi)星啟用衛(wèi)星啟用，定位，定位115.5o115.5o，播出播出8 8個省級節(jié)目個省級節(jié)目。2022-11-1723中國衛(wèi)星發(fā)展史（續(xù)）中國衛(wèi)星發(fā)展史（續(xù)）1996年7月3日亞太一A在西昌發(fā)射中心成功發(fā)射，本衛(wèi)星和亞太一號相同為C頻段雙極星，定位于東經(jīng)134E，臺灣地區(qū)信號覆

19、蓋強度為37dBm，接收容易。1997年5月11日新的“東方紅三號”又稱為“中衛(wèi)6號”發(fā)射成功，它是新型大功率的衛(wèi)星，攜帶24個C頻段轉發(fā)器，定位125E。1998年5月30日新的“中衛(wèi)一號”發(fā)射成功。它是第一顆攜帶Ku頻段的新型大功率的衛(wèi)星，攜帶18個 C頻段轉發(fā)器，定位在87.5E。1998年7月18日“鑫諾一號”發(fā)射成功。攜帶14個Ku頻段轉發(fā)器和24個C頻段轉發(fā)器和一對C-Ku頻段互聯(lián)轉發(fā)器，定位在 110.5 E。2003年5月23日“北斗一號”第三顆衛(wèi)星發(fā)射成功，預計用戶30萬。2003年10月21日11時16分，太原衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征”四號乙運載火箭成功地將中國與巴西聯(lián)合研制的

20、第二顆“資源一號”衛(wèi)星和中國科學院研制的“創(chuàng)新一號”小衛(wèi)星送入太空?；鸺l(fā)射13分鐘后，“資源一號”衛(wèi)星進入太陽同步軌道?；鸺^續(xù)飛行約40秒后，“創(chuàng)新一號”衛(wèi)星與火箭分離，進入預定軌道。2009年4月15日“北斗二號”衛(wèi)星發(fā)射成功2022-11-1724中國衛(wèi)星發(fā)展史（續(xù)）2003年，我國已建成：(1)國際衛(wèi)星通信地面站二十座；(2)國際雙向電路萬余條；(3)國內衛(wèi)星地球站四十多座；(4)國內雙向電路30000條；(5)通信使用的轉發(fā)器36個；(6)衛(wèi)星專用通信網(wǎng)近百個；(7)VSAT地球站萬余個；(8)廣播電視節(jié)目四十余套；(9)與通信合計使用約80個轉發(fā)器。臺灣：“中華一號”，“中華二號

21、”和“中華三號”“中華一號”：1999年12月由雅典娜一型火箭運載的“中華一號”衛(wèi)星在佛州卡納維拉爾角46號發(fā)射場發(fā)射升空，并順利進入任務軌道。該衛(wèi)星用于科學研究“中華二號”：對地觀測，2004年6月發(fā)射“中華三號”：軍事應用2022-11-1725衛(wèi)星應用衛(wèi)星應用通信通信廣播廣播中繼中繼衛(wèi)星導航衛(wèi)星導航衛(wèi)星遙感（對空和對地遙感）衛(wèi)星遙感（對空和對地遙感）氣象觀測氣象觀測地球資源勘探、海洋監(jiān)視地球資源勘探、海洋監(jiān)視偵察（包括照相偵察和電子偵察）、預警偵察（包括照相偵察和電子偵察）、預警支持載人航天支持載人航天遠程教育、遠程醫(yī)療遠程教育、遠程醫(yī)療2022-11-1726衛(wèi)星應用實例衛(wèi)星應用實例衛(wèi)

22、星視頻廣播業(yè)務 (1)(1)點對多點的點對多點的TVTV節(jié)目分配節(jié)目分配 (2)(2)點到點的傳輸點到點的傳輸 (3)(3)點對多點的直接到戶點對多點的直接到戶(DTH)(DTH)廣播方式廣播方式電話等交互式業(yè)務 在地面網(wǎng)無法覆蓋的地區(qū)使用。信號傳輸時延長。必須有回波抑在地面網(wǎng)無法覆蓋的地區(qū)使用。信號傳輸時延長。必須有回波抑制器。制器。發(fā)展方向：支持高數(shù)據(jù)傳輸速率；支持多路電話信道；支持電視發(fā)展方向：支持高數(shù)據(jù)傳輸速率；支持多路電話信道；支持電視會議和可視電話；可傳輸圖像；提供語音會議和可視電話；可傳輸圖像；提供語音/數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)/視頻綜合業(yè)務。視頻綜合業(yè)務。數(shù)據(jù)通信和Internet業(yè)務 采用分

23、組交換的模式。典型例子為采用分組交換的模式。典型例子為VSATVSAT系統(tǒng)用于主站和小站之間系統(tǒng)用于主站和小站之間的數(shù)據(jù)通信。衛(wèi)星鏈路差錯率高，采用的數(shù)據(jù)通信。衛(wèi)星鏈路差錯率高，采用FECFEC和數(shù)據(jù)交織。和數(shù)據(jù)交織。移動通信業(yè)務 具有大范圍的無縫覆蓋能力，為具有大范圍的無縫覆蓋能力，為“唯星用戶唯星用戶”服務，發(fā)展中國家服務，發(fā)展中國家的基本通信。的基本通信。2022-11-1727移動通信移動通信蜂窩系統(tǒng)蜂窩系統(tǒng)無線通信最成功的應用無線通信最成功的應用第一代：模擬第一代：模擬第二代：數(shù)字第二代：數(shù)字第三代：多媒體第三代：多媒體 尋呼系統(tǒng)尋呼系統(tǒng)無線通信最大眾化的應無線通信最大眾化的應用用

24、其它無線移動系統(tǒng)其它無線移動系統(tǒng)集群系統(tǒng)集群系統(tǒng)無繩電話系統(tǒng)無繩電話系統(tǒng)無線數(shù)據(jù)系統(tǒng)無線數(shù)據(jù)系統(tǒng)無線無線ATM系統(tǒng)系統(tǒng)無線無線IP系統(tǒng)系統(tǒng)2022-11-1728移動通信系統(tǒng)移動通信系統(tǒng)-以蜂窩移動通信系統(tǒng)為例以蜂窩移動通信系統(tǒng)為例基站BTS移動交換機MSC基站控制器BSC數(shù)據(jù)庫VLR/HLR網(wǎng)絡管理公共電話網(wǎng)PSTN基站控制器BSC基站BTS基站BTS基站BTS手持機HSMS移動臺MS移動臺2022-11-172921世紀電信網(wǎng)的發(fā)展趨勢 2020世紀世紀 2121世紀世紀業(yè)務方式業(yè)務方式以音頻為主的單媒體以音頻為主的單媒體以視頻為主的多媒體以視頻為主的多媒體干線傳輸干線傳輸微波微波光纖光纖

25、用戶傳輸用戶傳輸有線有線無線無線復接方式復接方式PDHPDHSDHSDH交換模式交換模式STMSTMATMATM網(wǎng)絡方式網(wǎng)絡方式三網(wǎng)鼎立三網(wǎng)鼎立三網(wǎng)合一三網(wǎng)合一2022-11-173021世紀電信網(wǎng)的發(fā)展趨勢面向面向2121世紀通信的三大革命世紀通信的三大革命l以干線（包括部分支線）傳輸光纖化為標志的光纖革命以干線（包括部分支線）傳輸光纖化為標志的光纖革命l以以SDHSDH、ATMATM和和IPIP為標志的數(shù)字革命為標志的數(shù)字革命l以個人通信和無線接入為標志的無線革命以個人通信和無線接入為標志的無線革命2022-11-173121世紀電信網(wǎng)的發(fā)展趨勢面向面向2121世紀通信的兩大通信平臺世紀通

26、信的兩大通信平臺 光纖通信平臺：光纖通信平臺：無線通信平臺：無線通信平臺：超大容量、超長距離超大容量、超長距離 寬帶、移動寬帶、移動 關鍵技術：波分復用、關鍵技術：波分復用、關鍵技術：關鍵技術：CDMACDMA、智智 光纖放大器光纖放大器能天線、軟件無線電能天線、軟件無線電IP over?2022-11-173221世紀電信網(wǎng)的發(fā)展趨勢個人通信個人通信l 19861986年年 CCIRCCIR制訂制訂 FPLMTSFPLMTS，以個以個人全球通信為目標，首次提出個人全球通信為目標，首次提出個人通信概念人通信概念l 19861986年年 CCITTCCITT討論討論 UPTUPT（全球通全球通用

27、個人通信）用個人通信）l 19891989年年 英國政府發(fā)放許可證建英國政府發(fā)放許可證建立雙向個人通信網(wǎng)，首次出現(xiàn)立雙向個人通信網(wǎng)，首次出現(xiàn) PCNPCN名詞名詞l 9090年代以來，美國提出個人通信年代以來，美國提出個人通信業(yè)務（業(yè)務（PCSPCS），），或個人通信系統(tǒng)或個人通信系統(tǒng) （PCSPCS）但是，到底什么是個人通信？但是，到底什么是個人通信？l CCITTCCITT個人的移動性和終端移動性分開個人的移動性和終端移動性分開著重于個人的移動性，用戶號碼可著重于個人的移動性，用戶號碼可以在任何終端上使用以在任何終端上使用無線接入不是必要的條件無線接入不是必要的條件l CCIRCCIR、歐

28、洲歐洲 PCNPCN、美國美國 PCSPCS 個人的移動性靠終端的移動性實現(xiàn)個人的移動性靠終端的移動性實現(xiàn) 移動通信網(wǎng)作為個人通信網(wǎng)的底層移動通信網(wǎng)作為個人通信網(wǎng)的底層網(wǎng)絡結構網(wǎng)絡結構 無線接入是必要的條件無線接入是必要的條件l 以無線接入為基礎的個人通信叫做無以無線接入為基礎的個人通信叫做無線個人通信線個人通信 Wireless Personal CommunicationsWireless Personal Communications2022-11-173321世紀電信網(wǎng)的發(fā)展趨勢無線接入無線接入l技術關鍵技術關鍵 多址多址有效性與可靠性有效性與可靠性 組網(wǎng)組網(wǎng) 蜂窩蜂窩信令與空間接口信

29、令與空間接口l高層無線接入高層無線接入 特點：蜂窩范圍大特點：蜂窩范圍大 復雜的信道處理（糾錯、均衡、分集）復雜的信道處理（糾錯、均衡、分集）快速移動快速移動 無線交換無線交換 功率大功率大 成本高成本高 低速語音編碼低速語音編碼l低層無線接入低層無線接入 特點：蜂窩范圍小特點：蜂窩范圍小 簡單的信道處理簡單的信道處理 慢速移動慢速移動 有線交換有線交換 功率小功率小 成本低成本低 中速語音編碼（中速語音編碼（32Kb/s ADPCM32Kb/s ADPCM）2022-11-17342121世紀電信網(wǎng)的發(fā)展趨勢世紀電信網(wǎng)的發(fā)展趨勢無線無線ATMATMl 無線無線 ATM ATM 的發(fā)展背景的發(fā)

30、展背景 ATMATM方式是未來通信網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢方式是未來通信網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢 可移動多媒體業(yè)務的發(fā)展與普及可移動多媒體業(yè)務的發(fā)展與普及 無線頻譜資源的更加合理利用無線頻譜資源的更加合理利用l 無線無線 ATM ATM 的技術關鍵的技術關鍵 窄帶化技術（低到幾窄帶化技術（低到幾 Mb/sMb/s）抗誤碼技術抗誤碼技術 按信源的信息量動態(tài)地分配帶寬按信源的信息量動態(tài)地分配帶寬l 無線無線 ATM ATM 的應用前景的應用前景 軍事通信、多媒體通信軍事通信、多媒體通信2022-11-173521世紀電信網(wǎng)的發(fā)展趨勢擴頻技術擴頻技術l 擴 頻 多 址 技 術 的 缺 點：非 正 交 性擴 頻 多

31、址 技 術 的 缺 點：非 正 交 性 (N o n-orthogonality)優(yōu)點：堅韌性優(yōu)點：堅韌性(Robustness)l 堅韌性體現(xiàn)在：抗多徑堅韌性體現(xiàn)在：抗多徑 抗干擾抗干擾 蜂窩分割的頻率再用蜂窩分割的頻率再用 扇區(qū)分割的頻率再用扇區(qū)分割的頻率再用l 前沿技術：時空聯(lián)合處理、智能天線、多用戶檢測前沿技術：時空聯(lián)合處理、智能天線、多用戶檢測 2022-11-17362121世紀電信網(wǎng)的發(fā)展趨勢世紀電信網(wǎng)的發(fā)展趨勢軟件無線電軟件無線電l當前無線系統(tǒng)在硬件及軟件上存在的當前無線系統(tǒng)在硬件及軟件上存在的問題：問題：多種標準、多種制式、多種協(xié)議、多多種標準、多種制式、多種協(xié)議、多種方案種

32、方案 困難困難:互連互通難互連互通難 設備更新難設備更新難 研制開發(fā)難研制開發(fā)難l能否搞成一個通用的無線系統(tǒng)：能否搞成一個通用的無線系統(tǒng)：硬件是公用的，除了天線和硬件是公用的，除了天線和 RF RF 前端外，其它都是前端外，其它都是 DSPDSP 所有無線通信過程都用軟件實現(xiàn)，所有無線通信過程都用軟件實現(xiàn)，而軟件環(huán)境是開放的而軟件環(huán)境是開放的 無線協(xié)議都遵循一個公共的無線協(xié)議都遵循一個公共的 Wireless OSI Wireless OSI 分層結構分層結構 l 軟件無線電的關鍵技術軟件無線電的關鍵技術 多頻段天線及多頻段天線及 RFRF前端技術前端技術 直接式數(shù)字上、下變頻技直接式數(shù)字上、

33、下變頻技術術 高速高速 DSP DSP 技術技術 標準化無線協(xié)議及協(xié)議轉標準化無線協(xié)議及協(xié)議轉換技術換技術l 軟件無線電的應用前景軟件無線電的應用前景多模手機多模手機 通用無線平臺通用無線平臺 通用抗干擾軍用電臺通用抗干擾軍用電臺2022-11-17372121世紀電信網(wǎng)的發(fā)展趨勢世紀電信網(wǎng)的發(fā)展趨勢第三代移動通信第三代移動通信第一代第一代模擬話音模擬話音NMTNMT，AMPSAMPS，TACSTACS第二代第二代數(shù)字話音低速數(shù)據(jù)（小于數(shù)字話音低速數(shù)據(jù)（小于64Kbps)64Kbps)GSM,PDCGSM,PDC，IS-95IS-95，IS-136IS-136（D-AMPSD-AMPS）第三代

34、第三代多媒體業(yè)務（小于多媒體業(yè)務（小于2Mbps2Mbps）第二代業(yè)務第二代業(yè)務UMTS/IMT-2000UMTS/IMT-2000 IMTIMT20002000簡介簡介 19851985年國際電聯(lián)就開始研究年國際電聯(lián)就開始研究FPLMTSFPLMTS，19961996年正式更名為年正式更名為IMTIMT20002000 國際移動通信系統(tǒng)，工作頻段國際移動通信系統(tǒng)，工作頻段20002000MHzMHz，使用日期使用日期20002000年年 IMTIMT20002000特點特點 全球性全球性 綜合性綜合性 兼容性兼容性 靈活性靈活性 2022-11-17382121世紀電信網(wǎng)的發(fā)展趨勢世紀電信網(wǎng)

35、的發(fā)展趨勢第三代移動通信第三代移動通信RTTRTT標準的主要建議標準的主要建議WCDMAWCDMA歐洲把二個標準溶合成歐洲把二個標準溶合成TDDTDD /FDD /FDD，得到日本、美國、韓得到日本、美國、韓 國支持，將會成為主流國支持，將會成為主流cdma2000cdma2000美國提出，和美國提出，和IS-95IS-95兼容兼容TD-SCDMATD-SCDMA中國提出中國提出關于市場定向關于市場定向電話？多媒體？視頻業(yè)務？電話？多媒體？視頻業(yè)務？Internet Internet？關于體制標準關于體制標準全球一個標準？還是一個標準全球一個標準？還是一個標準族？族？關于上下兼容關于上下兼容要

36、和第二代兼容。要和第二代兼容。關于知識產(chǎn)權關于知識產(chǎn)權各國都希望國際標準中涉及的各國都希望國際標準中涉及的技術必須是開放的。技術必須是開放的。2022-11-1739 WLAN WLAN標準標準IEEE802.11 IEEE802.11（9797年，草案，年，草案，1/2Mbps1/2Mbps）IEEE802.11a IEEE802.11a（9999年，年，54Mbps54Mbps，正交頻分復用）正交頻分復用）IEEE802.11bIEEE802.11b（9999年，年，11Mbps11Mbps，主要標準）主要標準）IEEE802.11gIEEE802.11g（20Mbps20Mbps）無線傳

37、輸無線傳輸媒體訪問技術：媒體訪問技術：CSMA/CACSMA/CA適應環(huán)境：小范圍慢速移動、不宜布線的場合適應環(huán)境：小范圍慢速移動、不宜布線的場合應用場合：有線應用場合：有線LANLAN的擴展；建筑物之間的互連，的擴展；建筑物之間的互連，特殊的網(wǎng)絡應用（無線對等網(wǎng)絡特殊的網(wǎng)絡應用（無線對等網(wǎng)絡 ）無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)WLANWLAN2022-11-17402.4GHz頻率跳動頻率跳動擴展頻譜擴展頻譜1Mbps2Mbps2.4GHz直接序列直接序列擴展頻譜擴展頻譜1Mbps2Mbps紅外線紅外線IR1Mbps2Mbps 2.4GHz擴展擴展5.5/11Mb 5GHz頻率擴展頻率擴展6-54Mb分

38、布式協(xié)調功能（分布式協(xié)調功能（DCF）點協(xié)調功能（點協(xié)調功能（PCF）本地鏈路控制本地鏈路控制無競爭服務無競爭服務競爭服務競爭服務MAC層層PHY層層無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)WLANWLAN2022-11-1741傳輸技術傳輸技術 紅外線（定向光束、全方位發(fā)紅外線（定向光束、全方位發(fā) 射、漫反射）射、漫反射）擴頻（直擴擴頻（直擴DSSSDSSS和跳擴和跳擴FHSSFHSS）窄帶微波窄帶微波正交頻率調制正交頻率調制OFDMOFDM無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)WLANWLAN2022-11-1742基本服務集基本服務集BSSBSS（basic service setbasic service set）WLAN

39、WLAN的最小構成模塊，包括一些使用相同的最小構成模塊，包括一些使用相同MACMAC協(xié)議協(xié)議和競爭共享介質的站點和競爭共享介質的站點BSSBSS可獨立，也可通過一個可獨立，也可通過一個訪問點（訪問點（APAP）連到主干連到主干網(wǎng)上網(wǎng)上BSSBSS一般對應一個單元（一個覆蓋區(qū)域）一般對應一個單元（一個覆蓋區(qū)域）擴展訪問集擴展訪問集ESS（extended service set）包括多個包括多個BSS。它們由它們由AP和一個分布式系統(tǒng)（如以太網(wǎng)）連接。和一個分布式系統(tǒng)（如以太網(wǎng)）連接。相對于相對于LLC層，層，ESS是一個單獨的邏輯網(wǎng)絡。是一個單獨的邏輯網(wǎng)絡。WLANWLAN的有關名詞的有關名詞

40、2022-11-1743AP1AP1AP2AP2f1f2A ABSSBSSBSSBSSDSDSESS基本服務集基本服務集BSS擴展訪問集擴展訪問集ESSWLANWLAN的基本服務的基本服務2022-11-1744WLANWLAN主要的網(wǎng)絡結構形式主要的網(wǎng)絡結構形式無中心的對等網(wǎng)絡（自組無中心的對等網(wǎng)絡（自組WLAN：Ad-hoc)接入點連接的網(wǎng)絡接入點連接的網(wǎng)絡(多區(qū)多區(qū)WLAN：AP接入）（目前使用的主要形式）接入）（目前使用的主要形式）無線網(wǎng)橋橋接的網(wǎng)絡無線網(wǎng)橋橋接的網(wǎng)絡WLANWLAN主要的網(wǎng)絡結構形式主要的網(wǎng)絡結構形式2022-11-1745所有站點共享和競爭同一個無線信道所有站點共享

41、和競爭同一個無線信道（CSMA/CACSMA/CA）任意站點間經(jīng)無線信道直接通信任意站點間經(jīng)無線信道直接通信邏輯上為共享信道的以太網(wǎng)邏輯上為共享信道的以太網(wǎng)雖共享信道，但數(shù)據(jù)不一定能到達所有雖共享信道，但數(shù)據(jù)不一定能到達所有站點站點存在隱藏終端的問題存在隱藏終端的問題A AB BC CD DE E頻率頻率f無中心的自組無中心的自組WLANAd-hocWLANAd-hoc2022-11-1746存在無線覆蓋范圍外的站點存在無線覆蓋范圍外的站點網(wǎng)中的站點網(wǎng)中的站點“看不到看不到”這些站點（稱為這些站點（稱為隱藏終隱藏終端端）偵聽不到隱藏終端的載波信號，無法避免沖突偵聽不到隱藏終端的載波信號，無法避

42、免沖突發(fā)生發(fā)生CSMACSMA失效，信道吞吐率嚴重下降失效，信道吞吐率嚴重下降A AB BC CD D隱藏終端隱藏終端頻率頻率f頻率頻率fA、D、C分別都能與分別都能與B通信，通信，由于沒有全覆蓋，結果導致：由于沒有全覆蓋，結果導致：A、D偵聽不到偵聽不到C的載波；的載波；C偵聽不到偵聽不到A、D的載波；的載波；當當C、A或或C、D同時發(fā)送時，彼此認為同時發(fā)送時，彼此認為沒有沖突，沒有沖突，實際上沖突會在實際上沖突會在B處發(fā)生處發(fā)生隱藏終端問題隱藏終端問題2022-11-1747APAP接入的無線網(wǎng)絡接入的無線網(wǎng)絡AP(Access Point)，是一個可設定地址的站點，是一個可設定地址的站點

43、，它提供接口到分布式系統(tǒng)，其它提供接口到分布式系統(tǒng)，其位置固定位置固定帶有無線網(wǎng)卡的站點可移動帶有無線網(wǎng)卡的站點可移動一個移動站點可以從一個一個移動站點可以從一個AP移到另一個移到另一個AP通信范圍覆蓋整個網(wǎng)絡通信范圍覆蓋整個網(wǎng)絡用于有線用于有線LAN的擴充的擴充AP1AP1AP2AP2f1f2A AAPAP接入的無線網(wǎng)絡接入的無線網(wǎng)絡2022-11-1748AP類似于蜂窩通信網(wǎng)基站，移動站點類似于手機類似于蜂窩通信網(wǎng)基站，移動站點類似于手機每個每個AP覆蓋一定范圍，在此范圍的移動站點接入此覆蓋一定范圍，在此范圍的移動站點接入此AP，AP接收所轄范圍站點的信息，可接收所轄范圍站點的信息，可通過

44、有線網(wǎng)通過有線網(wǎng)將信號（根據(jù)目的地將信號（根據(jù)目的地址）傳到有線終端或另一個址）傳到有線終端或另一個AP的無線用戶的無線用戶站點可從一個站點可從一個AP漫游到另一個漫游到另一個APAP接入方式中，站點之間不直接通信，只考慮站點到接入方式中，站點之間不直接通信，只考慮站點到AP之之間的通信間的通信AP實現(xiàn)所實現(xiàn)所轄轄各站與有線網(wǎng)的接入，各站與有線網(wǎng)的接入，完成有、無線的橋接，完成有、無線的橋接，不不進行站之間的直接轉發(fā)進行站之間的直接轉發(fā)AP 完成有線完成有線LAN與無線與無線LAN幀格式的轉換幀格式的轉換APAP接入的無線網(wǎng)絡接入的無線網(wǎng)絡2022-11-1749吞吐量：吞吐量：信道速率、介質

45、訪問效率信道速率、介質訪問效率節(jié)點數(shù)：節(jié)點數(shù)：同時容納的無線站點數(shù)同時容納的無線站點數(shù)覆蓋范圍：覆蓋范圍：無線通信的距離（幾十米、幾百米、或幾公里）無線通信的距離（幾十米、幾百米、或幾公里）傳輸安全：傳輸安全：抗干擾能力、防入侵、防竊取抗干擾能力、防入侵、防竊取漫游：漫游：移動站從多個移動站從多個AP接入的能力接入的能力動態(tài)配置：動態(tài)配置：網(wǎng)絡本身是動態(tài)的，允許動態(tài)、自動地網(wǎng)絡本身是動態(tài)的，允許動態(tài)、自動地 對站點對站點進行加入、刪除或者重新定位而不影響其他站進行加入、刪除或者重新定位而不影響其他站頻率資源：頻率資源：占用的頻率帶寬、需許可證的頻段或可自由使用占用的頻率帶寬、需許可證的頻段或可

46、自由使用的頻段的頻段WLANWLAN的性能指標的性能指標2022-11-175054OFDM5GHz802.11a半雙工半雙工通信方式通信方式100m20km(依天線定）依天線定）距離距離11/542/5.5/111/2速率速率(Mbps)DSSS/OFDMDSSSDSSS/FHSS擴頻方式擴頻方式2.4GHz2.4GHz2.4GHz工作頻段工作頻段802.11g802.11b802.11參數(shù)參數(shù)規(guī)范規(guī)范WLANWLAN的協(xié)議標準的協(xié)議標準2022-11-1751無線個域網(wǎng)技術無線個域網(wǎng)技術技術分類技術分類藍牙技術(Bluetooth)IEEE 802.15 IEEE 802.15.1/1a

47、WPAN標準 IEEE 802.15.2 共存性 IEEE 802.15.3/3a高速率 IEEE 802.15.4 低速率 IEEE 802.15 SG 4a 低速率其它物理層技術目前最成熟的是藍牙技術！最新發(fā)展是UWB技術！2022-11-1752藍牙技術藍牙技術(續(xù)續(xù))簡介簡介1994年瑞典L.M.Ericsson發(fā)明1998年2月，Ericsson、IBM、Nokia和Toshiba發(fā)起成立藍牙特別利益集團SIG，目前有超過2000家公司加入2003年11月發(fā)布最新標準1.2版，采用自適應跳頻技術，解決與WLAN的相互干擾問題藍牙與中國藍牙與中國藍牙SIG成立了中國工作小組TF9計劃在

48、TF9基礎上成立中國工作委員會2022-11-1753藍牙技術藍牙技術(續(xù)續(xù))技術特點技術特點涵蓋從物理層導應用層的多層協(xié)議PhysicalData LinkNetworkTransportSessionPresentationApplicationPyhsical Layer(PHY)Medium Access Layer(MAC)Logical Link ControlInternet Protocol(IP)Transport Control Protocol(TCP)ISO OSI LayerIEEE 802 StandardsRadioApplicationLMPL2CAPAudio

49、BasebandSDPRFCOMMTCSDataControl BluetoothothersMSSSMMSSSS2022-11-1754藍牙技術藍牙技術(續(xù)續(xù))技術特點技術特點基本參數(shù)工作頻段工作頻段2.4 GHz ISM 頻段，頻段，2.400-2.4835GHz 信道帶寬信道帶寬 1MHz，79個個 抗干擾通信機制抗干擾通信機制 FHSS，1600跳跳/秒秒，自適應跳頻，自適應跳頻(AFH)雙工方式雙工方式 TDD 調制方式調制方式 GFSK，BT=0.5 最高數(shù)據(jù)速率最高數(shù)據(jù)速率 723.2 kb/s 語音編碼方式語音編碼方式 對數(shù)對數(shù)PCM或或CSVD 編碼方式編碼方式 1/3 FE

50、C(3bit 重復編碼重復編碼)，2/3 FEC(截短漢明碼截短漢明碼)，CRC-16 覆蓋范圍覆蓋范圍 1-10m(0dBm)，100m(20dBm)鏈路類型鏈路類型 SCO(話音，電路交換，預留時隙話音，電路交換，預留時隙)；ACL(分組數(shù)據(jù)，分組交換，分組數(shù)據(jù)，分組交換，輪詢輪詢)安全機制安全機制 鏈路級的安全。認證基于共享鏈路密鑰的詢問鏈路級的安全。認證基于共享鏈路密鑰的詢問/響應機制；認證和響應機制；認證和加密密鑰的生成基于加密密鑰的生成基于SAFER+算法算法 2022-11-1755藍牙技術藍牙技術(續(xù)續(xù))應用前景應用前景發(fā)展比預想慢，但巨大的應用潛力沒有消失，只是滯后在下述領域

51、仍具有優(yōu)勢 替代電纜連接多種設備 以ad hoc方式構建人域網(wǎng)發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢藍牙SIG分析來自工業(yè)界的反饋，針對下述不足制訂新的規(guī)范 數(shù)據(jù)率不高、覆蓋范圍小 不提供微微網(wǎng)間的漫游機制 存在安全漏洞2022-11-1756IEEE 802.15IEEE 802.15 WPANTMIEEE 802.15.1(Bluetooth V1.1)IEEE 802.15.1a(Bluetooth V1.2)IEEE 802.15.2(共存性)IEEE 802.15.3(高速率 MAC和2.4 GHz物理層)IEEE 802.15.3a(其它高速率物理層，UWB)IEEE 802.15.4(低速率WPAN)

52、IEEE 802.15.4a(WPAN低速率其它高速率物理層)2022-11-1757IEEE 802.15(續(xù)續(xù))標準標準內容內容狀態(tài)狀態(tài)IEEE 802.15.1與與Bluetooth 1.1完全一致完全一致2002年年7月標準月標準化化IEEE 802.15.2WPAN與與WLAN間的共存性建議。如：間的共存性建議。如：自適應干擾壓縮自適應干擾壓縮自適應分組選擇等自適應分組選擇等 2003年年8月標準月標準化化IEEE 802.15.32.4GHz頻段高速率頻段高速率WPAN IEEEWPAN IEEE標準。基本特點：標準?；咎攸c：帶寬：帶寬：15MHz；調制方式：調制方式：QPSK，

53、DQPSK，16、32、64-QAM；數(shù)據(jù)速率：數(shù)據(jù)速率：1111，2222，33，4444和和5555MbpsMbps；2003年年9月標準月標準化化IEEE 802.15.4低速率低速率WPAN IEEEWPAN IEEE標準?；咎匕ǎ簶藴?。基本特包括：頻段：在頻段：在 2.4 2.4GHz ISMGHz ISM頻段有頻段有1616個信道，在個信道，在915915MHzMHz頻段頻段1010個信道，在個信道，在868868MHzMHz頻段頻段1 1個信道個信道數(shù)據(jù)率：數(shù)據(jù)率：250250kbpskbps、40kbps40kbps和和2020kbpskbps；調制方式：調制方式：BPSK

54、，OQPSK2003年年10月標月標準化準化已經(jīng)標準化的已經(jīng)標準化的802.15系列標準系列標準2022-11-1758IEEE 802.15(續(xù)續(xù))其它標準化活動其它標準化活動標準標準內容內容狀態(tài)狀態(tài)IEEE 802.15.1a對應對應Bluetooth Bluetooth 1.2版新規(guī)范修訂版新規(guī)范修訂IEEE 802.15.1標準標準目前正在評估草目前正在評估草案案IEEE 802.15.4a（Alternative PHY Study Group）低速率低速率WPAN替代物理層研究，對替代物理層研究，對IEEE 802.15.4進行修訂，目標包括：進行修訂，目標包括：提供更高精度的定位

55、能力提供更高精度的定位能力 更高的吞吐率更高的吞吐率 更加靈活的速率、范圍和功耗更加靈活的速率、范圍和功耗正在進行需求研正在進行需求研究究2022-11-1759IEEE 802.15.3a基于UWB技術，是IEEE 802.15.3的替代物理層技術基本技術需求 在10m覆蓋范圍時，至少能夠提供不低于110Mbps的 速率。在4m覆蓋范圍時，至少能夠提供不低于200Mbps的 速率；當覆蓋范圍進一步縮小時，數(shù)據(jù)速率可以高達480Mps。低功耗 以共享的方式提供高容量 高伸縮性 IEEE 802.15(續(xù)續(xù))2022-11-1760WLANWLAN的技術定位的技術定位WALN在無線通信技術中的位

56、置在無線通信技術中的位置4G?2022-11-1761UWB的定義的定義UWBUltra Wideband，超寬帶，超寬帶從信號帶寬的角度來定義的概念，并沒有指明相應的實現(xiàn)方式 FCC給出的定義給出的定義（FCC 02-48 Report&Order）：）：信號的相對帶寬大于0.2或絕對帶寬大于500MHz ()/2HLHLffffHLff式中，式中，fH和和fL分別為系統(tǒng)的高端頻點和分別為系統(tǒng)的高端頻點和低端頻點（按低端頻點（按-10dB計算）計算）這里相對帶寬的定義為：絕對帶寬定義為：2022-11-1762什么是超寬帶什么是超寬帶超寬帶超寬帶(Ultra-Ultra-WideBandWi

57、deBand）簡稱簡稱UWBUWB-10dB相對帶寬大于0.2或在傳輸?shù)娜魏螘r刻帶寬大于500 MHz2/)(LHLHffffB2022-11-1763UWB的各種用途及所占用的頻段（的各種用途及所占用的頻段（FCC）探地雷達：探地雷達：960MHz，3.1GHz10.6GHz墻內成像系統(tǒng)：墻內成像系統(tǒng)：960MHz，3.1GHz10.6GHz穿墻成像系統(tǒng)：穿墻成像系統(tǒng)：960MHz，1.99GHz10.6GHz監(jiān)視系統(tǒng)：監(jiān)視系統(tǒng)：1.99GHz10.6GHz醫(yī)療成像系統(tǒng)：醫(yī)療成像系統(tǒng)：3.1GHz10.6GHz室內通信系統(tǒng)（必須確定在室外不能使用）：室內通信系統(tǒng)（必須確定在室外不能使用）：3

58、.1GHz10.6GHz手持設備間通信：手持設備間通信：3.1GHz10.6GHz車載雷達系統(tǒng)：車載雷達系統(tǒng)：22GHz29GHz1.6 1.92.4Bluetooth,802.11bCordless PhonesMicrowave OvensGPSPCS5802.11a-41 dBm/Mhz“Part 15 Limit”Frequency(Ghz)信號發(fā)射功率信號發(fā)射功率10.63.1UWB Spectrum2022-11-1764FCC對發(fā)射功率的限制對發(fā)射功率的限制室內和室外通信室內和室外通信系統(tǒng)系統(tǒng)頻譜范圍為頻譜范圍為3.1GHz10.6GHz在這一頻率范圍在這一頻率范圍內，等效各向同

59、內，等效各向同性發(fā)射功率性發(fā)射功率 EIRP不能超過不能超過 -41.3dBm/MHz 2022-11-1765實現(xiàn)方式實現(xiàn)方式2022-11-1766UWB標準化工作標準化工作標準制定標準制定IEEE 802.15.3a任務組正在進行高速UWB物理層的標準制定工作，MB-OFDM和DS-UWB兩種方案相持不下，時間表一再延遲Intel、TI等公司組成了MBOA聯(lián)盟，推動以MB-OFDM方案為基礎的標準化工作Motorola等公司成立了UWB論壇（UWB Forum），推動DS-UWB方案的發(fā)展IEEE 802.15.4a任務組正在進行低速、低成本、低功耗UWB物理層的標準制定工作2022-1

60、1-1767技術領先未必市場成功技術領先未必市場成功產(chǎn)業(yè)化的成功者勝出產(chǎn)業(yè)化的成功者勝出兩種方案的競爭兩種方案的競爭技技 術術市市 場場芯芯 片片模模 塊塊系系 統(tǒng)統(tǒng)產(chǎn)產(chǎn) 品品UWB技術研究只是萬里長征的第一步技術研究只是萬里長征的第一步產(chǎn)業(yè)鏈的建立 UWB Forum MBOA芯片組網(wǎng)協(xié)議應用協(xié)議自動配置與現(xiàn)有上層協(xié)議的兼容2022-11-17683G-4G1974年年Bell實驗室提出蜂窩移動通信概實驗室提出蜂窩移動通信概念念 蜂窩小區(qū)系統(tǒng)設計解決大容量需求與有限頻譜資源的矛盾蜂窩小區(qū)系統(tǒng)設計解決大容量需求與有限頻譜資源的矛盾1980s 第一代移動通信系統(tǒng)（第一代移動通信系統(tǒng)（1G1G）美

61、國AMPS、北歐NMT、日本NAMTS、英國TACS 模擬傳輸，話音業(yè)務，F(xiàn)M調制多址方式：FDMA大量不兼容制式并存移動通信的發(fā)展史移動通信的發(fā)展史2022-11-1769移動通信的發(fā)展史移動通信的發(fā)展史1990s 第二代移動通信系統(tǒng)（第二代移動通信系統(tǒng)（2G2G）GSM、IS-54、PDC、IS-95(N-CDMA或稱cdmaOne)數(shù)字傳輸，話音業(yè)務與傳真等低速率數(shù)據(jù)業(yè)務多址方式：TDMA（GSM）、CDMA（IS-95）微蜂窩小區(qū)結構，頻譜利用率高，系統(tǒng)容量大 新的調制方式GMSK、QPSK等標準化提高2022-11-1770移動通信的發(fā)展史移動通信的發(fā)展史2000s 第三代移動通信（

62、第三代移動通信（3G3G）UMTS/IMT-2000：WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA數(shù)字傳輸，移動多媒體業(yè)務、多速率、多種數(shù)字傳輸，移動多媒體業(yè)務、多速率、多種QoS 要求要求 多址方式多址方式：CDMA為主為主高速率：高速率：室內或靜止（室內或靜止（60路話路話/小區(qū)小區(qū)/MHz低的發(fā)射功率低的發(fā)射功率室外室外300mw,室內室內20mW2022-11-1772北美北美歐洲歐洲IS-95AIS-95BIS-95Ccdma2000GSMTDMAGSM+GPRS,HSCSDGSM+EDGEWCDMA普通分組數(shù)據(jù)業(yè)務普通分組數(shù)據(jù)業(yè)務高速電路交換數(shù)據(jù)高速電路交換數(shù)據(jù)GSM增強數(shù)據(jù)率增

63、強數(shù)據(jù)率IMT2000IMT2000的演進的演進2022-11-1773IMT2000IMT2000的發(fā)展和超越的發(fā)展和超越第一階段（第一階段（3G Enhancement）3GPP&3GPP2 cdma2000 1xEV-DO/DV 1-10 Mbps 2005年下行鏈路達到30Mbps 2010年左右實用化第二階段（第二階段（B3G/4G）2010年初步實現(xiàn)有效載荷 移動接入峰值100 Mbps 慢速移動/WLL峰值1Gb/s全球漫游WRC-2006確定頻譜分配2022-11-17743G面臨的應用問題制式標準仍然不統(tǒng)一，標準間不兼容制式標準仍然不統(tǒng)一，標準間不兼容核心網(wǎng)絡不基于核心網(wǎng)絡不

64、基于IPv6，無法實現(xiàn)全球漫無法實現(xiàn)全球漫游游不支持高速流媒體業(yè)務不支持高速流媒體業(yè)務不支持與不支持與WLAN、FWA、PAN的互聯(lián)的互聯(lián)2022-11-1775第四代移動通信第四代移動通信4G的提出的提出未來的無線應用未來的無線應用在不同的固定、無線平臺和跨越不同的頻帶的網(wǎng)在不同的固定、無線平臺和跨越不同的頻帶的網(wǎng)絡中提供無縫的無線服務與應用絡中提供無縫的無線服務與應用在任何地方寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)在任何地方寬帶接入互聯(lián)網(wǎng):提供提供Real-time video、VoD、VoIP、MMS、Virtual Reality、Tele-conference、Internet browser、Audio/

65、Video mail、chatting、Interactive game等多媒體業(yè)務等多媒體業(yè)務提供增值業(yè)務如銀行轉帳、移動支付、股票交易、提供增值業(yè)務如銀行轉帳、移動支付、股票交易、信用卡、保險、教育等信用卡、保險、教育等提供信息通信之外的定位定時、數(shù)據(jù)采集、遠程提供信息通信之外的定位定時、數(shù)據(jù)采集、遠程控制等綜合功能與服務控制等綜合功能與服務 2022-11-1776第四代移動通信的提出第四代移動通信的提出r更高速率的空中接口，移動更高速率的空中接口，移動Internet接入，接入，更先進的多媒體應用更先進的多媒體應用r個性化服務個性化服務r更大的系統(tǒng)容量，更便捷的接入技術更大的系統(tǒng)容量，

66、更便捷的接入技術r更有效的頻譜利用率更有效的頻譜利用率r自適應網(wǎng)絡優(yōu)化配置可重新配置能力自適應網(wǎng)絡優(yōu)化配置可重新配置能力All-IPv6-basedr全球統(tǒng)一的標準體系，多種系統(tǒng)、多種服務的兼容性rSatellite BroadbandS-UMTSrBroadcasting：DVB-SDVB-TDABrCellular：GSMGPRSEDGE,UMTSUMTS+rWLL：Broadband FWAMWSXmdsrLAN：HyperLANWLANBluetoothIRrPANBody-LAN2022-11-1777S-UMTSSatelliteBroadbandDVB-SDVB-TDABGSMGPRS/EDGEDECTIRBroadbandW-LANUMTSSatellite/HAPSBroadcastingCellularIndoorMBS 40 xMDSBroadband WFAWireless Local LoopBody LANsPersonalArea NetworksUMTS+4th GenerationLocal Area NetworksMBS 60MWSBluetoot