新一代無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)

1、發(fā)表人：王淑君2007年3月，移動(dòng)通信技術(shù)的基礎(chǔ)、主要內(nèi)容，第一部分歷史是第二部分的移動(dòng)通信的概要第三部分典型的移動(dòng)通信系統(tǒng)的概要第四部分?jǐn)?shù)字移動(dòng)通信的相關(guān)技術(shù)第五部分的下一代無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)和下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN )和無(wú)線(xiàn)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)(WMI ) 回顧發(fā)展下一代無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)(傳輸)下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN )和無(wú)線(xiàn)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)(WMI )的發(fā)展(傳輸)，第五部分，下一代無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，引言，通信領(lǐng)域的整體狀況， 面臨的矛盾：無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)帶寬需求移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)帶寬不足針對(duì)用戶(hù)區(qū)域分布和應(yīng)用需求不均衡的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和共存不足的矛盾，解決辦法：無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)需要綜合運(yùn)用各種技術(shù)手段，采用整體的構(gòu)想計(jì)劃和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。 實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)通信

2、網(wǎng)絡(luò)的整體優(yōu)勢(shì)和綜合能力。 全球無(wú)線(xiàn)通信產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)、公眾移動(dòng)寬帶無(wú)線(xiàn)熱點(diǎn)持續(xù)增加，一些國(guó)家和地區(qū)勢(shì)頭強(qiáng)勁，而發(fā)展不平衡的現(xiàn)象從用戶(hù)人數(shù)上看，北美、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)移動(dòng)用戶(hù)普及率高， 新用戶(hù)數(shù)量在不斷減少的亞洲、非洲等地區(qū)，特別是中國(guó)、印度等發(fā)展中國(guó)家，移動(dòng)用戶(hù)數(shù)量在急劇增加。 全球?qū)拵o(wú)線(xiàn)接入領(lǐng)域最近研究和應(yīng)用活躍，呈現(xiàn)出例如寬帶固定無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)、WLAN技術(shù)、WiMAX技術(shù)、UWB技術(shù)等百花一齊展開(kāi)的局面。 這些技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，給整個(gè)無(wú)線(xiàn)通信產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了活力。 無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)劃分(壟斷范圍)、公共無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)WWAN(802.20、2G、3G、B3G ) (超城市、國(guó)家邊界)無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)WiMa

3、x (無(wú)線(xiàn)metropolisareanetwork ) (數(shù)公里至數(shù)十公里) IEEE 802.16系列無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN )從數(shù)十米到數(shù)百米，IEEE 802.11系列，支持的國(guó)際無(wú)線(xiàn)聯(lián)盟被稱(chēng)為WiFi。 無(wú)線(xiàn)個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WPAN ) 10米以?xún)?nèi)的個(gè)人設(shè)備，IEEE 802.15系列， 支持的國(guó)際無(wú)線(xiàn)聯(lián)盟包括WiMedia無(wú)線(xiàn)身體區(qū)域網(wǎng)絡(luò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)(wban )、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)、各種無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)比較寬帶無(wú)線(xiàn)主要是WIFI (WLAN )、WIMAX(WMAN ) 技術(shù)和未來(lái)發(fā)展技術(shù)Wideband Mobile主要指3G、E3G和未來(lái)發(fā)展技術(shù)兩個(gè)課程上的不同汽車(chē)，通信發(fā)展的兩個(gè)潮

4、流、發(fā)展的推動(dòng)力34分析一，圖：介紹身邊網(wǎng)絡(luò)近距離到遠(yuǎn)距離的通信技術(shù)，和WPAN (旋轉(zhuǎn)) WLAN (回WWAN (旋轉(zhuǎn))的各種技術(shù)比較(旋轉(zhuǎn))、WPAN (無(wú)線(xiàn)個(gè)人局域網(wǎng))無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)、近距離無(wú)線(xiàn)通信、個(gè)人無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WPAN )是相當(dāng)小型的自組織網(wǎng)絡(luò)(自組織網(wǎng)絡(luò))，通常范圍是10米在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上，WPAN位于網(wǎng)絡(luò)鏈整體終端，為了解決同一地點(diǎn)的終端和終端的連接，是由在個(gè)人的操作環(huán)境下需要相互通信的裝置構(gòu)成的高速數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，完全不需要中央管理裝置， 個(gè)人無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WPAN ) :申請(qǐng)豁免頻帶2.4GHz ISM (工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療頻率) IEEE802.15.1、藍(lán)牙、1Mbps IEEE8

5、02.15.3、WiMedia (無(wú)線(xiàn)多雖然超寬帶(UWB )、55Mbps IEEE802.15.4和Zigbee的最大傳輸距離為75米，240Kbps的功耗很低，但是可以提供幾十米的傳輸距離。 該基準(zhǔn)適用于不需要高速傳送速度的內(nèi)部照明控制、空調(diào)系統(tǒng)控制、煤氣表讀取等。 (778-787MHz和2.4GHz )、誕生： 1998年，ericsson、IBM、Intel、nokia、東芝等共同發(fā)布的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，藍(lán)牙(藍(lán)牙)技術(shù)。 此后，這5家公司成立了特別關(guān)心組織(SIG:Special Interest Group )，開(kāi)發(fā)了該技術(shù)和協(xié)議。 藍(lán)牙SIG于1999年7月發(fā)布了藍(lán)牙協(xié)議1.0版

6、，并將其推至應(yīng)用程序。定義：作為新的低功率、近距離、無(wú)線(xiàn)連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的代理，是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和語(yǔ)音無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)拈_(kāi)放規(guī)范。 目標(biāo)：開(kāi)發(fā)全球統(tǒng)一的開(kāi)放無(wú)線(xiàn)連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，將手機(jī)、筆記本、PDA等各種數(shù)據(jù)和語(yǔ)音設(shè)備按照該技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相互連接，形成個(gè)人區(qū)域無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)，使該范圍內(nèi)的各種信息化設(shè)備實(shí)現(xiàn)無(wú)縫資源共享。 藍(lán)牙系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本系統(tǒng)參數(shù)和指標(biāo)要求如下： ISM頻帶： 2.402GHz2.480GHz； 雙重方式： TDD數(shù)據(jù)標(biāo)稱(chēng)速率：1Mbit/s新藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)版本2.0支持高達(dá)10Mbit/s以上的速率通道間隔：1MHz通道數(shù)： 79發(fā)射功率和霸蓋： 1mW:110m霸蓋， 100 MW :到1600霸蓋為止擴(kuò)展

7、跳頻： 79個(gè)頻率點(diǎn)/MHz(2408 k(MHz )，k=0，1，78 )跳頻速度： 1600次/秒糾錯(cuò)和認(rèn)證技術(shù)，密鑰生成基于SAFER算法的藍(lán)牙下的自適應(yīng)頻率802.11b帶寬為2.4 GHz，家用射頻系統(tǒng)(HomeRF )、微波爐、無(wú)繩電話(huà)等電子設(shè)備，為克服與這些設(shè)備的兼容性、干擾和避免沖突，藍(lán)牙是自適應(yīng)頻率跳躍(afh )、lb 藍(lán)牙主要有三種應(yīng)用程序，語(yǔ)音/數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)，外圍設(shè)備互連，計(jì)算機(jī)設(shè)備通過(guò)安全的無(wú)線(xiàn)鏈路連接到通信設(shè)備，完成與廣域網(wǎng)的互連。 個(gè)人局域網(wǎng)上的應(yīng)用程序意味著通過(guò)藍(lán)牙鏈路將各種外圍設(shè)備連接到主機(jī)上。也是如此。 (八)與個(gè)人網(wǎng)絡(luò)共享和交換信息。 藍(lán)牙的發(fā)展計(jì)劃，第一階段

8、是藍(lán)牙產(chǎn)品作為附件應(yīng)用于移動(dòng)性大的高端產(chǎn)品。 例如，手機(jī)耳機(jī)、筆記本電腦卡或PC卡等(從2001年末到2002年末)，第二階段是藍(lán)牙產(chǎn)品并入中高級(jí)產(chǎn)品，例如PDA、手機(jī)、PC、筆記本電腦等。 藍(lán)牙的價(jià)格將進(jìn)一步下降，芯片價(jià)格預(yù)計(jì)在10美元左右。 (20022005年)第三階段是藍(lán)牙進(jìn)入家用電器、數(shù)碼相機(jī)和其他各種電子產(chǎn)品，藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)隨處可見(jiàn)，藍(lán)牙應(yīng)用開(kāi)始普及(2005年以后)目前藍(lán)牙產(chǎn)品市場(chǎng)化處于第三階段。 藍(lán)牙芯片年銷(xiāo)售額超過(guò)5000萬(wàn)人，到2006年底，藍(lán)牙已有超過(guò)10億無(wú)線(xiàn)用戶(hù)。 無(wú)法將藍(lán)牙注冊(cè)為商標(biāo)，原告：愛(ài)立信、美國(guó)布魯特斯公司被告：控告國(guó)商標(biāo)審查委員會(huì)從1999年2月開(kāi)始， 愛(ài)立信公

9、司嘗試在計(jì)算機(jī)設(shè)備類(lèi)別中注冊(cè)藍(lán)牙商標(biāo)的2004年判決結(jié)果：“藍(lán)牙”已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)行業(yè)通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，任何公司都不能擁有的WiMedia (無(wú)線(xiàn)多媒體)。 WiMedia標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定PAN技術(shù)(例如藍(lán)牙)在更遠(yuǎn)距離和更高速的連接。 WiMedia標(biāo)準(zhǔn)對(duì)PAN方案的應(yīng)用具有重要意義。 使用802.15.3，可以連接240多種不同的設(shè)備，企業(yè)用戶(hù)不必?fù)?dān)心在辦公室失去數(shù)據(jù)連接。 WiMedia標(biāo)準(zhǔn)的傳輸距離為100米，速度為55Mb/s，比現(xiàn)在藍(lán)牙技術(shù)能實(shí)現(xiàn)的傳輸距離遠(yuǎn)，速度也快得多。 這是考慮到企業(yè)用戶(hù)有移動(dòng)終端等流式傳輸應(yīng)用程序，住宅用戶(hù)有下載音樂(lè)和影像的應(yīng)用程序。 wimedialliance :在非

10、營(yíng)利性公開(kāi)的行業(yè)協(xié)會(huì)中，wimedialliance領(lǐng)先UWB的商業(yè)化市場(chǎng)，促進(jìn)了UWB在全球范圍內(nèi)的快速使用、規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)和多供應(yīng)商的兼容性和互操作性。 UWB (超寬帶)、超寬帶技術(shù)和UWB使用超短周期脈沖調(diào)制，并且在不使用載波的情況下直接用0或1發(fā)送信號(hào)的時(shí)域通信技術(shù)與目前的無(wú)線(xiàn)通信完全不同。 脈沖調(diào)制的信號(hào)是超寬帶信號(hào)，頻譜密度極低。 UWB技術(shù)具有高速率、低成本、低功耗的顯著特性。這是傳統(tǒng)無(wú)線(xiàn)技術(shù)只能妥協(xié)的困境。 UWB最關(guān)注的特征是具有高數(shù)據(jù)傳輸率。 Xtreme Spectrum預(yù)計(jì)他們開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品在10米內(nèi)具有約100Mbps的能力，英特爾將目標(biāo)設(shè)定為500Mbps。 Xtreme

11、 Spectrum是世界上第一家發(fā)布符合美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC )不許可使用規(guī)則的商用超寬帶(UWB )芯片組的公司。 雖然只考慮了UWB在10米以下的短距離下的應(yīng)用，但實(shí)際上發(fā)送距離過(guò)短不是UWB自身的技術(shù)缺陷，而是FCC (通信委員會(huì))規(guī)定的低功率指標(biāo)(1mW以下)受到限制，以避免對(duì)其他設(shè)備的干擾。 將來(lái)UWB和藍(lán)牙、WiFi等其他無(wú)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系會(huì)變得有點(diǎn)復(fù)雜。 也有人試圖將UWB和bluetooth合為一體，但是和理解不合，bluetooth的命運(yùn)幾乎是“消失”，與UWB相比，不僅沒(méi)有什么好處，而且現(xiàn)有的應(yīng)用程序也少，基本上是bluetooth耳機(jī)的由于WiFi上的目標(biāo)應(yīng)用程序是10

12、米以上的通信，所以其與UWB基本上是互補(bǔ)的關(guān)系。 我們可以大膽地預(yù)測(cè)UWB會(huì)在10米以下的短距離應(yīng)用中統(tǒng)一江山。 Zigbee (無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù))，*IEEE 802.15.4技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是Zigbee技術(shù)的基礎(chǔ)*數(shù)據(jù)傳輸速率低： (10kb/s/到250kb/s )集中于低速傳輸*低功耗：這是Zigbee支持者一直感到驕傲的用戶(hù)低成本：在數(shù)千個(gè)微小的傳感器之間協(xié)調(diào)通信，通信效率非常高*網(wǎng)絡(luò)容量為：的Zigbee網(wǎng)絡(luò)最多可以支持255臺(tái)設(shè)備*范圍在：的范圍在1075米之間， 基本上可以復(fù)蓋普通家庭和辦公室環(huán)境(短距離通信) *工作頻帶撓性：使用的頻帶分別為2.4GHz (全球)、868MHz (歐洲

13、)和915MHz (美國(guó))，均為免許頻帶* ZigBee技術(shù)ZigBee聯(lián)盟主要研究的應(yīng)用領(lǐng)域有工業(yè)控制、消費(fèi)性電子設(shè)備、汽車(chē)自動(dòng)化、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化和醫(yī)療設(shè)備控制等。 *預(yù)計(jì)未來(lái)六到七年內(nèi)，家庭用戶(hù)將占據(jù)ZigBee的三分之二的市場(chǎng)。 預(yù)計(jì)將來(lái)，Zigbee無(wú)線(xiàn)傳感一定會(huì)改變你我的生活。“最后公里問(wèn)題”最后一個(gè)英國(guó)和美國(guó)最后一公里，解決方案，有線(xiàn)：非對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)，無(wú)線(xiàn)寬帶系統(tǒng)： Wimedia，UWB，wi -。 今年，新一代藍(lán)牙采用Wimedia技術(shù)，在數(shù)米范圍內(nèi)速度達(dá)到480Mbps，產(chǎn)品將于2008年上市。 UWB技術(shù)是藍(lán)牙發(fā)展最合理的一步。 另外，無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN )和WLAN與無(wú)線(xiàn)

14、個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(WPAN )相比是無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN )，其中WLAN是接入到客戶(hù)端約100米的距離的強(qiáng)大的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)鏈路目前的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)基于IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)，稱(chēng)為Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)。 WLAN現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的技術(shù)是IEEE802.11家族802.11是IEEE 1997年公布的第一個(gè)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，目前媒體經(jīng)常提到的802.11b是1999年9月批準(zhǔn)的支持11Mbps共享接入速率、2.4GHz頻帶的Wi-Fi產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，致力于解決符合802.11標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品生產(chǎn)和設(shè)備兼容性問(wèn)題的802.11a技術(shù)也是互補(bǔ)的，采用5GHz頻帶，其速度為54Mbps 無(wú)障礙訪(fǎng)問(wèn)距離下降到30-50米的802.11

15、g符合802.11b標(biāo)準(zhǔn)，是一種混合標(biāo)準(zhǔn)，它符合802.11a標(biāo)準(zhǔn)，比802.11b快5倍，與802.11b兼容。 另外，負(fù)載均衡功能可根據(jù)接入點(diǎn)的負(fù)載情況來(lái)在它們之間分配無(wú)線(xiàn)終端裝置。 比較WiFi和藍(lán)牙，它是與藍(lán)牙在同一辦公室和家庭使用的短程無(wú)線(xiàn)技術(shù)。在數(shù)據(jù)安全方面，比藍(lán)牙技術(shù)差；在電波復(fù)蓋范圍內(nèi)必須稍勝一籌。 Wi-Fi的壟斷范圍為100m左右，小樓整體也能利用。 (Wi-Fi在筆記本市場(chǎng)上盛行已有多年。 在中關(guān)村大廈、上海召開(kāi)APEC會(huì)議期間，在幾家大型酒店、酒店開(kāi)設(shè)了Wi-Fi熱點(diǎn)，可以無(wú)線(xiàn)上網(wǎng)。 ) Wi-Fi蜂窩電話(huà)可在Wi-Fi熱點(diǎn)(Wi-Fi熱點(diǎn))上的辦公室連接蜂窩電話(huà)，并且被稱(chēng)為Wi-Fi蜂窩電話(huà)(也稱(chēng)為無(wú)線(xiàn)因特網(wǎng)電話(huà))的三模蜂窩電話(huà)可自動(dòng)切換：常規(guī)GSM與CDMA雙模蜂窩電話(huà)使用Wi-Fi手機(jī)，在WLAN無(wú)法獨(dú)占的地方，手機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)移到GSM或CDMA狀態(tài)的轉(zhuǎn)換技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。高端Wi-Fi智能手機(jī)、理解AP的意思，從無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)、像HUB一樣的角色、明基P50、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來(lái)看，Wi-Fi可以作為互聯(lián)網(wǎng)在無(wú)線(xiàn)區(qū)域中擴(kuò)展，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，“ 2005年全球WiFi手機(jī)銷(xiāo)售量比2004年增加了151%，2006年的銷(xiāo)售量比2005年增加了182%。 WiFi手機(jī)可大幅節(jié)省電話(huà)費(fèi)，在線(xiàn)音頻和視頻點(diǎn)播，在