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1、会计学1通信网讲义通信网讲义part无线网络无线网络2023/3/132第六部分第六部分 无线通信网络无线通信网络第1页/共41页2023/3/13312.无线通信网络无线通信网络第2页/共41页2023/3/134主要内容主要内容n n频谱复用频谱复用n n无线广域网无线广域网n n无线城域网无线城域网n n无线局域网无线局域网n n无线个人区域网无线个人区域网n n无线互联网无线互联网第3页/共41页2023/3/13512.1 频谱复用频谱复用n n12.1.1 12.1.1 无线通信技术概述无线通信技术概述n n12.1.2 12.1.2 空分技术空分技术n n12.1.3 12.1.
2、3 信道共享技术信道共享技术n n12.1.4 12.1.4 扩频技术扩频技术n n12.1.5 12.1.5 双工技术双工技术n n12.1.6 12.1.6 压缩技术压缩技术第4页/共41页2023/3/13612.1.1 无线通信技术概无线通信技术概述述n n无线电技术的产生无线电技术的产生n n18801880年，年，BellBell实验室第一个无线通信实验室第一个无线通信系统诞生系统诞生n n十九世纪末，十九世纪末，HertzHertz发现电子火花可发现电子火花可放射不可见能量波现象放射不可见能量波现象n n19201920年，无线电技术的第一个商业应年，无线电技术的第一个商业应用是
3、无线电广播用是无线电广播n n无线通信的定义：指没有线的通信无线通信的定义：指没有线的通信第5页/共41页2023/3/137n n无线通信中的关键技术无线通信中的关键技术n n标准（标准（ITU-R,IEEEITU-R,IEEE等）等）n n带宽（法规、技术和环境条件）带宽（法规、技术和环境条件）n n性能（路径损耗、多径、衰落、干扰性能（路径损耗、多径、衰落、干扰和噪声等）和噪声等）n n频谱重用（空分、信道共享技术）频谱重用（空分、信道共享技术）n n无线通信的政策无线通信的政策n n频谱管制频谱管制n n功率级管制功率级管制第6页/共41页2023/3/138n n无线通信网络的优点无
4、线通信网络的优点n n网络安装和重新配置成本低网络安装和重新配置成本低n n网络安装和重新配置速度快网络安装和重新配置速度快n n网络具有可移动性网络具有可移动性n n无线通信网络的缺点无线通信网络的缺点n n频谱有限频谱有限n n传输的误码率高传输的误码率高n n安全性差安全性差第7页/共41页2023/3/13912.1.2 空分技术空分技术n n背景背景n n频率再利用频率再利用n n无线通信系统是设计用于某一覆盖区无线通信系统是设计用于某一覆盖区的的n n不相邻的覆盖区可以使用相同的频率不相邻的覆盖区可以使用相同的频率n n无线小区和蜂窝无线小区和蜂窝n n小区类型小区类型n n宏小区
5、、微小区、微微小区宏小区、微小区、微微小区第8页/共41页2023/3/131012.1.3 信道共享技术信道共享技术n nFDMAFDMAn n用于模拟蜂窝系统用于模拟蜂窝系统n n频率分割频率分割n n容量较低容量较低第9页/共41页2023/3/1311n nTDMATDMAn n用于数字蜂窝系统用于数字蜂窝系统n n时隙分割时隙分割n n容量大约为容量大约为FDMAFDMA系统容量的三倍系统容量的三倍n nCDMACDMAn n用于数字蜂窝系统用于数字蜂窝系统n n码型区分码型区分n n容量高容量高n n抗干扰性强抗干扰性强第10页/共41页2023/3/131212.1.4 扩频技术
6、扩频技术n n扩频技术的起源扩频技术的起源n n扩频技术的种类扩频技术的种类n n直接序列扩频（直接序列扩频（DSSSDSSS）n n跳频扩频（跳频扩频（FHSSFHSS）第11页/共41页2023/3/131312.1.5 双工技术双工技术n n双工技术是将来话和去话分开的技术双工技术是将来话和去话分开的技术n n目前无线网络的双工技术目前无线网络的双工技术n n频分双工（频分双工（FDDFDD）n n时分双工（时分双工（TDDTDD）n nTDDTDD比比FDDFDD更加节省频谱资源更加节省频谱资源 第12页/共41页2023/3/131412.1.6 压缩技术压缩技术n n使用压缩技术可
7、以进一步提高信道带宽的利用率使用压缩技术可以进一步提高信道带宽的利用率n n语音编码器类型语音编码器类型n n高比特率编码器高比特率编码器n n低比特率语音编码器低比特率语音编码器第13页/共41页2023/3/131512.2 无线无线WAN n n12.2.1 12.2.1 无线无线WANWAN概述概述n n12.2.2 12.2.2 模拟蜂窝网模拟蜂窝网n n12.2.3 12.2.3 数字蜂窝网数字蜂窝网n n12.2.4 12.2.4 蜂窝网标准蜂窝网标准n n12.2.5 3G12.2.5 3G系统和系统和B3GB3G系统系统第14页/共41页2023/3/131612.2.1 无
8、线无线WAN概述概述 n n典型无线典型无线WAN:WAN:蜂窝无线通信网蜂窝无线通信网n n蜂窝网的发展过程蜂窝网的发展过程n n第一代：第一代：19791979年，模拟传输系统年，模拟传输系统n n第二代：第二代：19921992年，引入数字传输年，引入数字传输n n中间代：中间代：2.5G2.5G，提供了比，提供了比2G2G增强的增强的数据业务数据业务n n第三代：提供数据业务第三代：提供数据业务第15页/共41页2023/3/1317n n结构结构n n基站收发信机（基站收发信机（BTSBTS）n n移动电话交换局（移动电话交换局（MTSOMTSO）n n移动单元移动单元12.2.2
9、模拟蜂窝网模拟蜂窝网第16页/共41页2023/3/1318n n技术特点技术特点n n模拟信号处理技术模拟信号处理技术n n支持移动性（漫游和越区切换）支持移动性（漫游和越区切换）n n使用蜂窝结构，频带可重复利用使用蜂窝结构，频带可重复利用n n缺点缺点n n容量小容量小n n安全性差安全性差第17页/共41页2023/3/1319n n产生产生n n数字化数字化IDID信息安全性好信息安全性好n n蜂窝网与智能网结合，实现了自动漫蜂窝网与智能网结合，实现了自动漫游功能游功能12.2.3 数字蜂窝网数字蜂窝网第18页/共41页2023/3/1320n n结构结构n n基站收发信机（基站收发
10、信机（BTSBTS）n n基站控制器（基站控制器（BSCBSC）n n移动交换中心（移动交换中心（MSCMSC）n n移动单元移动单元n n关键数据库：关键数据库：VLRVLR、HLRHLR、AUCAUC等等第19页/共41页2023/3/1321n n技术特点技术特点n n采用数字信号处理技术，实现话音通信和短消息数据采用数字信号处理技术，实现话音通信和短消息数据业务业务n n使用使用SIM(SIM(用户标识模块用户标识模块)卡卡n n轻小手机轻小手机n n网络支持大量用户网络支持大量用户第20页/共41页2023/3/132212.2.4 蜂窝网标准蜂窝网标准n nGSMn n最盛行的数字
11、蜂窝标准之一最盛行的数字蜂窝标准之一n n使用使用TDMATDMA和和FDDFDD技术技术n n目前运营的频段目前运营的频段n nGSM900GSM900n nGSM1800GSM1800n nGSM1900GSM1900n nGSMGSM支持支持124124对信道，基于对信道，基于8 8个个时隙技术时隙技术n n支持语音业务也支持数据业务支持语音业务也支持数据业务第21页/共41页2023/3/1323n nGPRSGPRS：实现：实现“永远在线永远在线”移动业务移动业务n n提供端到端分组数据承载业务提供端到端分组数据承载业务n n仅在实际传输数据时才占用无线网络仅在实际传输数据时才占用无
12、线网络资源和带宽资源和带宽n nGGSNGGSN与与SGSNSGSNn nEDGEEDGE：利用现有的频谱实现无线带：利用现有的频谱实现无线带宽业务宽业务n nTIA/EIA IS-95TIA/EIA IS-95n n利用扩频技术利用扩频技术n n全双工全双工(FDD)(FDD)第22页/共41页2023/3/1324第23页/共41页2023/3/132512.2.5 3G移动系统和移动系统和B3G系统系统n n3G3Gn n3G3G标准标准n n3G3G技术的数据速率技术的数据速率n n4G4G和和5G5Gn n是是OFDMOFDM与与EDGEEDGE技术的结合技术的结合第24页/共41页
13、2023/3/1326n n附：第一代到第四代的基本技术参数（略）第25页/共41页2023/3/132712.3 无线无线MANn n典型系统：无线本地环路（WLL）n n无线本地环路的应用 替代双绞线本地环路用户线，实现无线接入替代双绞线本地环路用户线，实现无线接入n n无线本地环路的种类n n固定无线本地环路：终端位置固定固定无线本地环路：终端位置固定n n移动无线本地环路：用户具有可移动性移动无线本地环路：用户具有可移动性第26页/共41页2023/3/132812.4 无线无线LANn n无线局域网是在不采用传统电缆线的同时，提供传无线局域网是在不采用传统电缆线的同时，提供传统有线局
14、域网的所有功能。让计算机和其它电子设统有线局域网的所有功能。让计算机和其它电子设备不用线路连接就可以在局域网中发送和接收高速备不用线路连接就可以在局域网中发送和接收高速数据数据n n传输媒体：无线电波、红外线传输媒体：无线电波、红外线n n主要协议：主要协议：802.11802.11标准标准第27页/共41页2023/3/1329n n技术特征技术特征n n传输速度传输速度:11 Mbps:11 Mbps n n应用范围应用范围:办公区和校园局域网办公区和校园局域网 n n终端类型终端类型:笔记本电脑，桌面笔记本电脑，桌面PCPC，掌，掌上电脑和因特网网关上电脑和因特网网关n n接入方式接入方
15、式:接入方式多样化接入方式多样化 n n覆盖范围覆盖范围:50:50300300英尺英尺 n n传输协议传输协议:直接顺次发射频谱直接顺次发射频谱 第28页/共41页2023/3/133012.5 无线无线PANn n个人无线区域网（WPAN）为个人或一个小组提供服务的网络n nWPAN使人们随身携带网络成为可能n n特征n n距离限制距离限制n n输出限制输出限制n n体积小体积小n n外围设备共享外围设备共享第29页/共41页2023/3/1331n n蓝牙(Bluetooth)n n是一种大容量近距离无线数字是一种大容量近距离无线数字通信的技术标准通信的技术标准n n支持各种固定或移动设
16、备间的支持各种固定或移动设备间的短程无线连接短程无线连接n n传输速度传输速度:30:30400Kbps 400Kbps n n应用范围应用范围:家庭办公室，私人住家庭办公室，私人住宅和庭院宅和庭院n n终端类型终端类型:笔记本电脑，蜂窝式笔记本电脑，蜂窝式电话，掌上电脑，寻呼机和轿电话，掌上电脑，寻呼机和轿车车 n n接入方式接入方式:点对点或每节点多种点对点或每节点多种设备的接入设备的接入 n n覆盖范围覆盖范围:30:30英尺英尺 n n传输协议传输协议:窄带发射频谱窄带发射频谱第30页/共41页2023/3/1332n nHomeRFHomeRFn n传输速度传输速度:1:1，2 2，
17、10Mbps 10Mbps n n应用范围应用范围:家庭办公室，私人住家庭办公室，私人住宅和庭院宅和庭院n n终端类型终端类型:笔记本电脑，桌面笔记本电脑，桌面PCmodemPCmodem，电话，移动设备和，电话，移动设备和因特网网关因特网网关n n接入方式接入方式:点对点或每节点多种点对点或每节点多种设备的接入设备的接入 n n覆盖范围覆盖范围:150:150英尺英尺 n n传输协议传输协议:跳频发射频谱跳频发射频谱第31页/共41页2023/3/133312.6 无线互联网无线互联网n n无线互联网是无线接入的互联网无线互联网是无线接入的互联网n n无线互联网是将无线网络融入传统无线互联网
18、是将无线网络融入传统的互联网的互联网n n从网络角度看从网络角度看,无线互联网涉及无线互联网涉及n n互联网互联网n n无线城域网（无线城域网（WMANWMAN）n n无线局域网（无线局域网（WLANWLAN）n n无线个域网（无线个域网（WPANWPAN）第32页/共41页2023/3/1334n n从应用角度看，分为从应用角度看，分为n n小范围慢速移动（或相对静止）小范围慢速移动（或相对静止）n n大信息量的区域连接大信息量的区域连接n n大范围快速移动大范围快速移动第33页/共41页2023/3/1335n n目前无线互联网支持的技术目前无线互联网支持的技术n n应用层：应用层：WAP
19、WAP、i-modei-moden n网络层：网络层：Mobile IPMobile IPn n网络接口层网络接口层n nPANPAN：Bluetooth,HomeRFBluetooth,HomeRF等等n nLANLAN：WLANWLANn nMANMAN：LMDSLMDS等等n nWANWAN：GPRSGPRS、IMT-2000IMT-2000等等第34页/共41页2023/3/1336n n 无线互联网存在的主要问题无线互联网存在的主要问题n nTCP/UDPTCP/UDP协议仅适用于有线链路，协议仅适用于有线链路，在无线链路上传输数据性能不佳在无线链路上传输数据性能不佳n n原因原因n
20、 n无线链路的特点无线链路的特点n nTCP/UDPTCP/UDP的特点的特点第35页/共41页2023/3/1337n n解决方案解决方案n n基于数据链路层的技术基于数据链路层的技术n n网络层的改进网络层的改进n nTCPTCP协议的优化协议的优化第36页/共41页2023/3/1338n n无线互联网与传统互联网的比较无线互联网与传统互联网的比较n n市场方面市场方面n n网络方面网络方面n n终端设备方面终端设备方面第37页/共41页2023/3/1339n n无线互联网的应用无线互联网的应用n n移动电子商务移动电子商务n n定位定位n n娱乐娱乐n n财政服务财政服务n n无线家庭应用等无线家庭应用等第38页/共41页2023/3/1340附录附录 In n无线通信六大技术热点无线通信六大技术热点n n移动与互联网相结合：移动互联网移动与互联网相结合：移动互联网n n移动与固定相结合：移动与固定相结合：IPIP技术技术n nLMDSLMDS技术技术n n无线定位技术及其应用无线定位技术及其应用n nWLANWLANn n光纤通信与无线通信结合：自由空间光纤通信与无线通信结合：自由空间光系统（光系统（FSOFSO）第39页/共41页2023/3/1341谢谢！谢谢！第40页/共41页