移動通信和無線寬帶技術(shù)教學(xué)課件PPT.ppt

1、單元六 移動通信和無線寬帶技術(shù),模塊一 移動通信技術(shù) 模塊二 無線寬帶接入技術(shù),內(nèi)容,模塊一 移動通信技術(shù),移動通信概述 移動通信的定義 ：移動通信（Mobile Communication）是指通信雙方至少有一方在移動中（或者臨時停留在某一非預(yù)定的位置上）進行信息傳輸和交換。 移動通信系統(tǒng)：包括無繩電話系統(tǒng)、陸地蜂窩移動通信系統(tǒng)、集群通信系統(tǒng)、衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)等。 ：是物質(zhì)或精神狀態(tài)的一種反映，例如語音、文字、音樂、數(shù)據(jù)、圖片或活動圖像等。,模塊一 移動通信技術(shù),移動通信概述 移動通信的組成 ：移動通信系統(tǒng)由移動臺（如手機）、基站（天線、無線電信號的接收、發(fā)射設(shè)備及基站控制器等）、交換網(wǎng)絡(luò)（

2、移動交換機、跨地區(qū)間的中繼傳送設(shè)備等）三大部分組成。,模塊一 移動通信技術(shù),移動通信概述 移動通信的特點 ： （1）設(shè)備性能要求高 （2）電波傳播有嚴(yán)重的衰落現(xiàn)象 （3）存在遠(yuǎn)近效應(yīng) （4）強干擾條件下工作 （5）存在多普勒效應(yīng) （6）技術(shù)復(fù)雜,模塊一 移動通信技術(shù),移動通信概述 移動通信的分類 ： （1）按使用對象可分為民用設(shè)備和軍用設(shè)備； （2）按使用環(huán)境可分為陸地通信、 海上通信和空中通信； （3）按多址方式可分為頻分多址（FDMA）、時分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA）等； （4）按覆蓋范圍可分為廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)； （5）按業(yè)務(wù)類型可分為電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)和多媒體網(wǎng)； （6）按工作方式

3、可分為同頻單工、異頻單工、異頻雙工和半雙工； （7）按服務(wù)范圍可分為專用網(wǎng)和公用網(wǎng)； （8）按信號形式可分為模擬網(wǎng)和數(shù)字網(wǎng)。,模塊一 移動通信技術(shù),移動通信概述 工作方式介紹 ： （1）單工通信 （2）雙工通信,模塊一 移動通信技術(shù),移動通信概述 工作方式介紹 ： （3）半雙工通信,模塊一 移動通信技術(shù),移動通信概述 移動通信的發(fā)展 ：,模塊一 移動通信技術(shù),移動通信概述 我國移動通信發(fā)展概況 ：,模塊一 移動通信技術(shù),3G系統(tǒng) 3G發(fā)展的原動力 ：發(fā)展3G的原動力有市場驅(qū)動和技術(shù)驅(qū)動兩方面原因。 市場驅(qū)動方面：一是滿足未來移動用戶容量的需求；二是提供移動數(shù)據(jù)和多媒體通信業(yè)務(wù)。 技術(shù)驅(qū)動：更高

4、頻譜效率的要求；各大網(wǎng)絡(luò)兼容性要求；全球統(tǒng)一頻段、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，全球無縫覆蓋，全球漫游要求。,模塊一 移動通信技術(shù),3G系統(tǒng) 第三代移動通信系統(tǒng)發(fā)展歷程 ： 1985 年末，國際電信聯(lián)盟（ITU International Telecommunication Union）在討論移動通信的CCIR SG- 8會議上提出了未來公共陸地移動通信系統(tǒng)（FPLMTS）的概念，從而拉開了第三代移動通信技術(shù)發(fā)展的序幕。 1997年以來、國內(nèi)外有關(guān)第三代移動通信的研究逐漸成為移動通信領(lǐng)域的研究熱點。 按照ITU的既定時間表，1999年3月完成第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)IMT2000 RTT關(guān)鍵參數(shù)的選定。 1999年底完

5、成包括上層協(xié)議在內(nèi)的完整的無線接口標(biāo)準(zhǔn)制定工作。 2000年底完成核心網(wǎng)全部標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。,模塊一 移動通信技術(shù),3G系統(tǒng) 我國第三代移動通信系統(tǒng)發(fā)展歷程 ： 1997年6月國家八六三通信技術(shù)主題在安徽黃山發(fā)起了首次規(guī)模較大的有關(guān)寬帶移動通信系統(tǒng)技術(shù)研討會,來自國內(nèi)外的著名廠商均派代表參加了本次會議。 1997年7月中國第三代移動通信評估協(xié)調(diào)組（ChEG）成立。 1998年國家八六三通信技術(shù)主題又與郵電部第三代移動通信評估協(xié)調(diào)組（ ChEG ）聯(lián)合在香山召開了規(guī)模更為龐大的第三代移動通信研討會。 1998年6月郵電部電信技術(shù)研究院向ITU 提交了自己的第三代移動通信建議標(biāo)準(zhǔn)TDSCDMA。

6、1998年9月ChEG完成了對其它國家有關(guān)提案的評估（重點針對歐洲WCDMA和北美cdma2000）報告，并提交ITU。 1998年11月，國家第三代移動通信系統(tǒng)研究開發(fā)重大項目啟動,該項目的主要目標(biāo)是在2000年12月之前，通過自主科研開發(fā)擁有一批核心專利技術(shù)，建立具有第三代移動通信基本特征的實驗系統(tǒng)，為制定我國的第三代移動通信體制標(biāo)準(zhǔn)提出建議。,模塊一 移動通信技術(shù),3G系統(tǒng) 3G的標(biāo)準(zhǔn) ：,模塊一 移動通信技術(shù),3G系統(tǒng) 3G系統(tǒng)的構(gòu)成 ：,模塊一 移動通信技術(shù),3G系統(tǒng) 3G特征與特點 ： （1）具有豐富的多媒體業(yè)務(wù)應(yīng)用； （2）提供高速率的數(shù)據(jù)承載，其中高速移動環(huán)境下支持144kbi

7、t/s速率，步行和慢速移動環(huán)境下支持384kbit/s速率，室內(nèi)環(huán)境支持2Mbit/s速率的數(shù)據(jù)傳輸； （3）業(yè)務(wù)提供方式靈活，同時提供電路域和分組域、話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，支持承載類業(yè)務(wù)，支持可變的比特率，支持不對稱業(yè)務(wù)，并且在一個連接上可同時進行多種業(yè)務(wù)； （4）提供端到端QOS保障，使得3G網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)可以具備更好的業(yè)務(wù)質(zhì)量。,模塊一 移動通信技術(shù),3G系統(tǒng) 3G業(yè)務(wù)的分類及應(yīng)用 ： 1基于QoS的3G業(yè)務(wù)分類及應(yīng)用 根據(jù)不同業(yè)務(wù)QoS要求，3GPP定義了四種基本業(yè)務(wù)類型，即會話類業(yè)務(wù)、流媒體業(yè)務(wù)、交互類業(yè)務(wù)和背景類業(yè)務(wù)。受四類業(yè)務(wù)自身業(yè)務(wù)特性及其他因素的影響，如移動通信相對于有線通信的特征、3G

8、網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)承載能力限制、運營商利潤需求、消費者的消費能力與消費欲望等，四種業(yè)務(wù)類型的主流業(yè)務(wù)各具不同特色。 2基于用戶需求的3G業(yè)務(wù)分類及應(yīng)用 按照面向用戶需求的業(yè)務(wù)劃分，可以分為通信類業(yè)務(wù)、娛樂類業(yè)務(wù)、資訊類業(yè)務(wù)及互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。,模塊一 移動通信技術(shù),4G系統(tǒng) 4G系統(tǒng)的發(fā)展簡史 ： 4G是第四代移動通信及其技術(shù)的簡稱，是集3G與WLAN于一體并能夠傳輸高質(zhì)量視頻圖像以及圖像傳輸質(zhì)量與高清晰度電視不相上下的技術(shù)產(chǎn)品。4G系統(tǒng)能夠以100Mbps的速度下載，比撥號上網(wǎng)快2000倍，上傳的速度也能達到20Mbps，并能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務(wù)的要求。而在用戶最為關(guān)注的價格方面，4G與固定寬帶網(wǎng)

9、絡(luò)在價格方面不相上下，而且計費方式更加靈活機動，用戶完全可以根據(jù)自身的需求確定所需的服務(wù)。此外，4G可以在DSL和有線電視調(diào)制解調(diào)器沒有覆蓋的地方部署，然后再擴展到整個地區(qū)。很明顯，4G有著不可比擬的優(yōu)越性。 。,模塊一 移動通信技術(shù),4G系統(tǒng) 4G系統(tǒng)的發(fā)展簡史 ：,模塊一 移動通信技術(shù),4G系統(tǒng) 4G移動通信系統(tǒng)的特點 ： 1兼容性強，智能化高 2全IP核心網(wǎng)絡(luò) 3無縫連接 4容量高，速率快,模塊一 移動通信技術(shù),4G系統(tǒng) 4G與3G系統(tǒng)的比較 ：,模塊一 移動通信技術(shù),4G系統(tǒng) 4G通信的關(guān)鍵技術(shù) ： 1正交頻分復(fù)用（OFDM） 2智能天線（SA）與多入多出天線（MIMO）技術(shù) 3軟件無

10、線電技術(shù),模塊一 移動通信技術(shù),4G系統(tǒng) 中國4G發(fā)展綜述 ： 第一階段：2001年2003年關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)； 第二階段：2003年2006年系統(tǒng)和應(yīng)用演示； 第三階段：2006年2011年外場試驗和預(yù)商用。,模塊一 移動通信技術(shù),4G系統(tǒng) 4G主要應(yīng)用 ： 視頻通話/在線視頻：高速網(wǎng)絡(luò)將支持人們實時面對面通話，同樣高速網(wǎng)絡(luò)將支持人們上傳下載高清視頻。 云（計算）服務(wù)：高速便捷的在線存儲的數(shù)據(jù)和應(yīng)用，云服務(wù)對于移動用戶來說在可靠性，功能性和安全性方面都會有顯著的改善。 在線游戲：無時無刻基于4G網(wǎng)絡(luò)的在線游戲?qū)τ谟螒驘嶂哉邅碚f是一種莫大的誘惑，對于普通手機用戶而言也是打發(fā)碎片時間的好方法。 區(qū)域

11、社交服務(wù)：社交永遠(yuǎn)是熱門的應(yīng)用，基于4G網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域內(nèi)近距離社交，可視頻可音頻，可發(fā)送視頻或照片，給社交帶來便捷的方式。 手機導(dǎo)航定位：更精確的定位，更清晰的街角圖片，更豐富的美食、娛樂推薦。,模塊一 移動通信技術(shù),5G系統(tǒng) 5G簡介 ： 5G（5th-generation）是第五代移動通信技術(shù)的簡稱，目前還沒有一個具體標(biāo)準(zhǔn)。2012年1月，ITU正式發(fā)布了第4代移動通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)ITU-R M.2012建議書，4G移動通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)工作告一段落。2012年開始，業(yè)界開始了面向5G的愿景與需求的探討。一系列研究報告正在開發(fā)中，ITU-RWP5D目前正在開發(fā)M.IMT.Vision建議書，我國CCSA

12、 TC5 WG6組2012 年立項開展“后IMT-Advanced愿景與需求研究”，我國2013年2月成立IMT-2020（5G）推進組，下設(shè)需求研究組，開展面向5G的需求研究。經(jīng)過一年多的討論，目前業(yè)界尚未針對5G形成統(tǒng)一、完整的認(rèn)識，但是在一些方面已經(jīng)有相對收斂的觀點，例如：就時間范疇看，大多數(shù)觀點認(rèn)為，5G為面向2020 年信息社會需求的無線移動通信系統(tǒng)；滿足未來1000 倍及以上的流量增長需求，為5G發(fā)展的另一個重要目標(biāo)；持續(xù)的空口能力提升，包括10Gbit/s 甚至以上的峰值速率、100Mbit/s 甚至更高的用戶速率體驗、空口時延的進一步降低等；另外，5G還需要持續(xù)降低網(wǎng)絡(luò)成本和能

13、耗，拓展業(yè)務(wù)支持能力，提高網(wǎng)絡(luò)可靠性。,模塊一 移動通信技術(shù),5G系統(tǒng) 5G網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D：,模塊一 移動通信技術(shù),5G系統(tǒng) 5G移動網(wǎng)絡(luò) ：,模塊一 移動通信技術(shù),5G系統(tǒng) 5G應(yīng)用 ： （1）5G高速度在安卓系統(tǒng)（Android）的應(yīng)用 （2）光場相機 5G作為未來通信發(fā)展的趨勢，勢必承擔(dān)著統(tǒng)一通信行業(yè)的重任，根據(jù)5G技術(shù)的設(shè)計方向，將來的5G技術(shù)是一個可以囊括4G、3G、2G 中所有通信協(xié)議以及Wi-Fi、NFC、BLUETOOTH等無線通信技術(shù)的全能通信平臺。高兼容性的通信平臺不但為運營商及設(shè)備商提供了更好的資源整合解決方案，大量地節(jié)約資本開支，更能大幅減少維護成本。,模塊一 移動通信技術(shù)

14、,GSM系統(tǒng) GSM全名為：Global System for Mobile Communications，中文為全球移動通訊系統(tǒng)，俗稱“全球通”，是一種起源于歐洲的移動通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是第二代移動通信技術(shù)，其開發(fā)目的是讓全球各地可以共同使用一個移動電話網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，讓用戶使用一部手機就能行遍全球。我國于20世紀(jì)90年代初引進采用此項技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，此前一直是采用蜂窩模擬移動技術(shù)，即第一代GSM技術(shù)（2001年12月31日我國關(guān)閉了模擬移動網(wǎng)絡(luò)）。目前，中國移動、中國聯(lián)通各擁有一個GSM網(wǎng)，為世界最大的移動通信網(wǎng)絡(luò)。GSM系統(tǒng)包括GSM900（900MHz）、GSM1800（1800MHz）及 GSM19

15、00（1900MHz）等幾個頻段。GSM（全球移動通信系統(tǒng)）是一種廣泛應(yīng)用于歐洲及世界其他地方的數(shù)字移動電話系統(tǒng)。GSM實際上是歐洲的無線電話標(biāo)準(zhǔn)，據(jù)GSM MoU聯(lián)合委員會報道，GSM在全球有12億的用戶，并且用戶遍布120多個國家。因為許多GSM網(wǎng)絡(luò)操作員與其他國外操作員有漫游協(xié)議，因此當(dāng)用戶到其他國家之后，仍然可以繼續(xù)使用他們的移動電話。：,模塊一 移動通信技術(shù),GSM系統(tǒng) GSM系統(tǒng)的主要特點 ： （1）移動臺具有漫游功能 （2）可提供多種業(yè)務(wù) （3）具有較好的保密功能 （4）越區(qū)切換功能,模塊一 移動通信技術(shù),GSM系統(tǒng) GSM系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能 ： （1）電話業(yè)務(wù) （2）數(shù)字業(yè)務(wù),模塊

16、一 移動通信技術(shù),GSM系統(tǒng) GSM工作頻段的分配 ：,模塊一 移動通信技術(shù),GSM系統(tǒng),GSM的系統(tǒng)構(gòu)成,模塊一 移動通信技術(shù),GPRS系統(tǒng) GPRS概述 ： GPRS（General Packet Radio Service，通用分組無線業(yè)務(wù)），它是GSM移動電話用戶可用的一種移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS可說是GSM的延續(xù)。GPRS和以往連續(xù)在頻道傳輸?shù)姆绞讲煌?，是以封包（Packet）式來傳輸，因此使用者所負(fù)擔(dān)的費用是以其傳輸資料單位計算，并非使用其整個頻道，理論上較為便宜。GPRS的傳輸速率可提升至56甚至114Kbps。,模塊一 移動通信技術(shù),GPRS系統(tǒng) GPRS特點 ： （1）傳輸速率

17、高 （2）接入速度快 （3）可永久連接 （4）豐富的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) （5）計費更加合理,模塊一 移動通信技術(shù),GPRS系統(tǒng) GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1 ：,模塊一 移動通信技術(shù),GPRS系統(tǒng) GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2 ：,模塊一 移動通信技術(shù),GPRS系統(tǒng) GPRS服務(wù)功能及應(yīng)用 ： 1GPRS 的服務(wù)功能 2GPRS在移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中的應(yīng)用,模塊二 無線寬帶接入技術(shù),WiFi技術(shù) WiFi技術(shù)概述 ： WiFi是Wireless Fidelity 的全稱。WiFi是一種能夠?qū)€人電腦、手持設(shè)備（如PDA、手機）等終端以無線方式互相連接的技術(shù)。WiFi是一個無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的品牌，由WiFi聯(lián)盟（Wi-Fi All

18、iance）所持有。目的是改善基于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品之間的互通性。有人把使用IEEE 802.11系列協(xié)議的局域網(wǎng)就稱為WiFi。本質(zhì)上是一種商業(yè)認(rèn)證，該認(rèn)證符合IEEE802.11系列無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。WiFi協(xié)議是一種短距離無線傳輸技術(shù)，使用的空口頻率是2.4GHz或5GHz附近頻段。,模塊二 無線寬帶接入技術(shù),WiFi技術(shù) WiFi技術(shù)的特點 ： 1建設(shè)便捷。 2無線電波覆蓋范圍廣。 3投資經(jīng)濟。 4傳輸速率快。 5業(yè)務(wù)可集成。 6較低的廠商進入門檻。 7是現(xiàn)有通信系統(tǒng)很好的補充。,模塊二 無線寬帶接入技術(shù),WiFi技術(shù) WiFi的組網(wǎng)類型 ： 1Infrastructu

19、re拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),模塊二 無線寬帶接入技術(shù),WiFi技術(shù) WiFi的組網(wǎng)類型 ： 2.Ad-Hoc拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),模塊二 無線寬帶接入技術(shù),WiFi技術(shù) WiFi的關(guān)鍵技術(shù) ： （1）直序擴頻技術(shù),模塊二 無線寬帶接入技術(shù),WiFi技術(shù) WiFi的關(guān)鍵技術(shù) ： （2）跳頻技術(shù) 跳頻技術(shù)（Frequency-Hopping Spread Spectrum，F(xiàn)H-SS）技術(shù)，是指把整個帶寬分割成不少于75個頻道，每個不同的頻道都可以單獨的傳送數(shù)據(jù)。當(dāng)傳送數(shù)據(jù)時，根據(jù)收發(fā)雙方預(yù)定的協(xié)議，在一個頻道傳送一定時間后，就同步“跳”到另一個頻道上繼續(xù)通信。,模塊二 無線寬帶接入技術(shù),WiFi技術(shù) WiFi的關(guān)鍵技術(shù)

20、： （3）OFDM技術(shù) 它是一種無線環(huán)境下的高速多載波傳輸技術(shù)。其主要思想是：在頻域內(nèi)將給定信道分成許多正交子信道，在每個子信道上使用一個子載波進行調(diào)制，各子載波并行傳輸，從而能有效的抑制無線信道的時間彌散所帶來的符號間干擾（ISI）.這樣就減少了借手機內(nèi)均衡的復(fù)雜度，有時甚至可以不采用均衡器，僅通過插入循環(huán)前綴的方式消除ISI的不利影響。,模塊二 無線寬帶接入技術(shù),WiFi技術(shù) WiFi的應(yīng)用與未來前景 ： 如今，WiFi行業(yè)有了可以為人們提供無縫連接的機會，并可以用更多方式連接更多場所的更多設(shè)備，其優(yōu)勢超過了任何其他的替代型途徑，這就是IEEE80211n，速率比之前的版本快五倍，有效覆蓋

21、范圍則是之前版本的兩倍。數(shù)字家庭的許多設(shè)備都已連接到WiFi 網(wǎng)絡(luò)中，從家用個人電腦、游戲機或藍光DVD播放器，到可以存儲上萬首歌曲與大量圖片的硬盤，再到數(shù)碼相機、打印機或高清電視，IEEE802.11n產(chǎn)品能夠提供足夠的帶寬，為這些需求或更多需求提供支持，可謂是一條讓每個人能夠同時連接網(wǎng)絡(luò)并仍可享受到數(shù)字音樂、流式視頻和在線游戲帶來的愉悅。目前，帶有IEEE802.11n標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品的數(shù)量已經(jīng)超過1500種，其中半數(shù)以上都來自亞太地區(qū)的企業(yè)。八家中國企業(yè)，包括華為、TPLink、H3C、中興、騰達科技、銳捷網(wǎng)絡(luò)、深圳共進和偉易達。更多的產(chǎn)品正在中國的兩家授權(quán)WiFi測試實驗室進行測試，準(zhǔn)備推向市場。,模塊二 無線寬帶接入技術(shù),WiFi技術(shù) WiFi的應(yīng)用與未來前景 ： 將來，WiFiDirect將會被應(yīng)用在產(chǎn)品上，