移动计算-第二章

1、移动计算移动计算 Mobile Computing 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter Two：Introduction 物理层技术概述 1 2 物理层的典型技术 新一代无线通信技术3 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.1 物理层技术概述 物理层相关概念 ISO对OSI模型中物理层的定义 物理层主要用来实现数据链路实体之间物理连接的建立、维护和 释放，并为此连接提供机械的、电气的、功能的和规程的特性，物 理层在物理连接上传输二进制比特流 物理连接可以通

2、过中继系统，允许进行全双工或半双工的二进制 比特流的传输 物理层的数据服务单元是比特，它可以通过同步或异步的方式进 行传输 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.1 物理层技术概述 物理层的主要功能 为数据端设备提供传送数据的通路 数据通路可以是一个物理介质，也可以由多个物理介质连接而成 传输数据 一个完整的数据传输，包括激活物理连接、传送数据和终止物理连接 完成物理层的一些管理工作 物理层的传输介质 网线 USB电缆 无线信道 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.

3、1 物理层技术概述 物理层的互连设备 DTE（ Data Terminal Equipment） 数据终端设备具有一定数据处理能力和发送、接收数据能力的设备 DCE（ Data Circuit terminating Equipment） 数据电路终端设备介于DTE与传输介质之间的设备 物理接口标准 定义了物理层与物理传输介质之间的边界和接口 物理接口的四个特性 机械特性 电气特性 功能特性 规程特性 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.1 物理层技术概述 最常用的物理层接口标准 EIA 232 USB RJ-45 EIA 23

4、2（ RS-232-C） 由美国电子工业协会/电信工业协会（ EIA/TIA）在1969年公布的通信 协议标准 最初主要用来对连接模拟通信线路中的调制解调器等DCE及电传打印机 等DTE的接口进行标准化控制 后来被广泛用于计算机的串行接口与终端或外设之间的近地连接标准 采用负逻辑，逻辑0用 5 15V，逻辑1用 515V 电缆的最大长度为15m，最大速率20Kbps 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.1 物理层技术概述 EIA 232 可以有多种类型的连接器，最常见的是DB-25和DB-9 DTE端的电缆顶端接公插头， DCE

5、端接母插座 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.2 物理层的典型技术 决定物理层传输技术的因素：传输媒体、频段、调 制方式 传输媒体 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.2 物理层的典型技术 物理层的主要功能 为数据端设备提供传送数据的通路 数据通路可以是一个物理介质，也可以由多个物理介质连接而成 一个完整的数据传输，包括激活物理连接、传送数据和终止物理连接 传输数据 完成物理层的一些管理工作 物理层的传输介质 网线 USB电缆 无线信道 第二章第二章 无线网络通

6、信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.2 物理层的典型技术 2.2.1 WLAN物理层采用的三类传输技术 红外线辐射传输技术 宽带扩展频谱技术 直接序列扩频DSSS（ Directed Sequence Spread Spectrum） 跳频序列扩频FSSS （ Frequency Hopping Spread Spectrum） 正交频分复用技术（ OFDM） 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.2 物理层的典型技术 红外线辐射传输技术 主要应用：设备互联、信息网关 不能穿透物体 通信距

7、离短 空间衰减大 成本低廉、连接方便、简单易用和结构紧凑，信号不容 易被探测 较适合近距离点到点高速传输 （ 4M FIR vs 16M VFIR） 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.2 物理层的典型技术 宽带扩展频谱技术 直接序列扩频DSSS 把要传送的信息直接由高码率的扩频码序列（ PN序列）编码后， 对载波进行调制以扩展信号的频谱 在接收端，用相同的扩频码序列去进行解扩，把展宽的扩频信 号 还原成原始的信息 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.2 物理层的

8、典型技术 宽带扩展频谱技术 直接序列扩频DSSS的特点 有较强的抗干扰、抗噪声能力 保密性强 扩频信号的谱密度很低，可使信号淹没在噪声中，具有很 强的抗截获性和防侦察、防窃听能力 由PN码序列进行调制，非相关PN码不能解调 抗多径衰落 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.2 物理层的典型技术 宽带扩展频谱技术 跳频序列扩频FSSS 采用伪随机的序列来控制频率的跳转 信号在传输过程中可以从一个频率移动到另外一个频率 信号在一个预定频率上只停留很短的一段时间 跳频图案载波频率改变的规律 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础

9、 Chapter One：Introduction 2.2 物理层的典型技术 宽带扩展频谱技术 跳频序列扩频FSSS的特点 容易与目前的窄带通信系统兼容 具有较强的抗干扰能力 限制其它信号源的辐射功率在一个特定的跳频上干扰通信的可能性 具有码分多址和频带共享的组网通信能力 利用跳频图案的不同，可以在一个宽的频带内容纳多个跳频通信系 统同时工作，达到频谱资源共享的目的，提高频谱的利用率 采用载波频率快速跳变和纠错编码技术，降低了系统的误码率，具 有抗多径和抗衰落的能力 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.2 物理层的典型技术 FS

10、SS的规范（无线局域网） 在2400 2483.5MHz频段上至少要使用75个调频信道 最大发射功率为1W 每个信道的占用时间不允许超过400ms 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.2 物理层的典型技术 正交频分复用技术（ OFDM） 一种多载波数字调制技术 其研究历史可以追溯到20世纪60年代中期 一种实现高速双向无线数据通信的良好方法 多载波的基本思想 将所要传输的数据流分解成多个比特流，用这些数据流去并行调 制多个载波 每个子数据流具有低得多的传输比特速率 在多载波调制的子信道中，虽然数据传输速率降低了，但是符号 持续时

11、间加长了，因而对时延扩展有较强的抵抗力，减小了符号间 干扰的影响 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.2 物理层的典型技术 正交频分复用技术（ OFDM） 所采用的数字信息调制方法 时间差分移相键控（ TDPSK） 频率差分移相键控（ FDPSK） 快速傅里叶变换（ FFT） 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.2 物理层的典型技术 正交频分复用技术（ OFDM） OFDM与FDM的区别 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：In

12、troduction 2.2 物理层的典型技术 正交频分复用技术（ OFDM） 无线电频率使用效率高 抗噪声能力强 适合高速数据传输 被公认为4G的核心技术之一 已经被广泛应用于广播式的音频、视频领域、无线局域网和民用通 信系统中，主要的应用包括 非对称的数字用户环路（ ADSL） ETSI标准的数字音频广播（ DAB） 数字视频广播（ DVB） 高清晰度电视（ HDTV） 无线城域网（ WiMax） 无线局域网（ WLAN） 3G的CDMA也引入OFDM技术思想以提升其性能 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.2 物理层的典型

13、技术 2.2.2 物理层技术的研究重点 超宽带技术 为移动节点提供低功耗、超宽带以及相对简捷的通信 软件无线电 采用数字信号处理技术，在可编程控制的通用硬件平台上，利用 软件来定义实现无线电台的各部分功能：包括前端接收、中频处理 以及信号的基带处理等等 整个无线电台从高频、中频、基带直到控制协议部分全部由软件 编程来完成 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.2 物理层的典型技术 物理层技术的研究重点 超宽带技术（ UWB） 又被称为脉冲无线电（ Impulse Radio） 超宽带被定义为相对带宽（信号带宽与中心频率的比）大于2

14、5%， 或者是带宽超过1.5GHz的信号 Bf=B/fc=(fh-fl)/(fh+fl)/225% 基本工作原理利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据 通信距离一般小于10米， 通信速率可达上百M 1Gbps 被看作蓝牙技术（ 500k 1Mbps）的替代者 信号带宽/中心频率 窄带1% 宽带1%25% 超宽带（UWB）25%或带宽500Mbps 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.2 物理层的典型技术 物理层技术的研究重点 超宽带技术的优点（ UWB） 无需载波，因此发送和接收设备简单 功耗低 传输速率高 隐蔽性好，安全性

15、高 多径分辨能力强 系统容量大 高精度的距离分辨力 穿透能力强 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.2 物理层的典型技术 物理层技术的研究重点 超宽带（ UWB）技术 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.2 物理层的典型技术 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.2 物理层的典型技术 物理层技术的研究重点 软件无线电的概念 Software Defined Radio，简称SDR：采用数字信号处理技术

16、，在可 编程控制的通用硬件平台上，利用软件来定义实现无线电台的各部分 功能：包括前端接收、中频处理以及信号的基带处理等等。 整个无线电台从高频、中频、基带直到控制协议部分全部由软件编程 来 完成。 核心思想在尽可能靠近天线的地方使用宽带的“数字/模拟”转换器， 尽早完成信号的数字化。 软件无线电是一种基于数字信号处理芯片（ DSP） ，以软件为核心的 崭新的无线通信体系结构。 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.2 物理层的典型技术 物理层技术的研究重点 软件无线电的概念 为技术和产品的研究开发提供一个新概念和通用无线通信平台，

17、大 大降低了开发成本和周期 为设备制造商降低投资风险，提高经济效益 为运营商降低投资风险 为最终用户提供了一个通用的终端设备平台 软件无线电技术的应用 蜂窝移动通信系统 智能天线 多频多模手机 卫星通信 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.2 物理层的典型技术 软件定义无线电是一个系统和体系，它必须有可重新编 程 和可重构的能力，使设备可以使用于多种标准、多个频带 和实 现多种功能，它将不仅仅使用可编程器件来实现基带 ，还将对射频及的模拟电路进行编程和重构。 人们对软件定义无线电的功能的要求包括： 重新编程及重新设定的能力、提供

18、并改变业务的能力、 支持多标准的能力以及智能化频谱利用的能力等等。 SDR并不是一种孤立的技术，而是可为所有技术使用的公共平台。 数 字信号处理中频 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.3 新一代无线通信技术 2.5G 从2G迈向3G的衔接性技术 WAP、 HSCSD、 GPRS、 EDGE、蓝牙 WAP Wireless Application Protocol无线应用通讯协议 移动通信与互联网结合的第一阶段性产物 使用者可以用手机之类的无线装置上网，通过小型屏幕遨游在各 个网站之间 手机浏览的网站必须以WML（无线标记语言）

19、编写，相当于国 际互联网上的HTML（超文件标记语言） 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.3 新一代无线通信技术 2.5G HSCSD High Speed Circuit Switched Data 高速电路交换数据服务 GSM网络的升级版本 能够通过多重时分同时进行传输，而不是只有单一时分而已，因 此能够将传输速度大幅提升到平常的2至3倍 新加坡M1与新加坡电讯的移动电话都采用HSCSD系统，其传输 速度能够达到57.6kbps 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introductio

20、n 2.3 新一代无线通信技术 2.5G GPRS General Packet Radio Service 通用分组无线服务 GPRS系统无需对GSM网做较大改造 GPRS系统是通过在现有GSM网基础上增加新的功能实体来实现的 通过新增加的实体，在GSM原有网络上叠加了一层网络，形成 GSM/GPRS网络，最终实现数据通信 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.3 新一代无线通信技术 GPRS GPRS基于报文交换，而非GSM的电路交换 GPRS使用未被分配的蜂窝网络带宽传输报文数据 最大数据速率取决于同时分配到的TDMA帧的时

21、隙，理论上最大速度是大 约170Kb/s 目前GPRS的速度有多达29种标准，简单的解释就是不同的上传速度和下 载速度的组合，国内常见的有CLASS 8（ 4 1）和CLASS10（ 4 2） 电路交换数据业务（Circuit Switch Data） 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.3 新一代无线通信技术 2.5G EDGE Enhanced Data Rate for GSM Evolution ，增强型数据速率GSM 演进技术 它已取代GPRS成为与第三代移动通信系统3G最接近的一项技术 创新在GSM系统中采用了一种新

22、的调制方法“多时隙操作和8PSK 调制技术” 最高速率可达 384 kbit/s 能够充分利用现有的GSM资源 除了采用现有的GSM频率外，同时还利用了大部分现有的GSM设备 只需对软件和硬件做较小改动，就能提供多种多媒体服务 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.3 新一代无线通信技术 蓝牙（ Bluetooth） 一种网络技术，组建一个无基础设施网络（自组网） 起源于1994年Ericsson公司提出的蓝牙技术开发计划 1998年爱立信、诺基亚、东芝、 IBM和英特尔公司等五家著名厂商 成立了蓝牙技术特别兴趣小组（ SIG）

23、短距离通信（ 10m 100m） 工作在2.4GHz ISM频段 通信速率小于1M 实现多种设备之间无线连接 这些设备的范围可以涉及的很广泛，从PDA、手机、笔记本电 脑到家用微波炉、电冰箱和空调设备、耳机等 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.3 新一代无线通信技术 蓝牙的工作方式 采用时分双工/跳频方式（ TDD/FH） 时分双工 每个时隙交替发送和接收，实现TDD 跳频方式 将信道分成多个连续的时隙，每时隙625 s，一般每时隙一跳 不同的伪随机序列确定了ISM频段中RF频道的不同排列顺序 蓝牙的两种网络结构 皮网、散射网

24、 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.3 新一代无线通信技术 蓝牙的基本网络结构皮网（ Piconet） 组成蓝牙网络的最小单元 每个皮网由一个主节点，最多7个激活的从节点组成 主节点和从节点结构相同，只是组网时身份的不同 主节点可以直接和从节点通信 从节点之间通信必须经过主节点转发 主、从节点通信采用轮询方式，每个时隙交替进行发射和接收实 现了时分双工 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.3 新一代无线通信技术 蓝牙的网络结构散射网（ Scatternet） 散

25、射网由两个以上皮网组成 在散射网内，采用皮网之间通信的实现方式 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.3 新一代无线通信技术 蓝牙与IEEE802.11的比较 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.3 新一代无线通信技术 3G 3rdGeneration 第三代移动通信技术 将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统 能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、 电话会议、电子商务等多种信息服务 为了提供这种服务，无线网络必须能够支持不

26、同的数据传输速度， 即在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps、 384kbps 以及144kbps的传输速度 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.3 新一代无线通信技术 3G的技术标准 2000年5月，国际电信联盟（ ITU）将WCDMA、CDMA2000 和TD SCDMA三大主流无线接口标准，写入3G技术指导性文件 2000年国际移动通讯计划（ IMT 2000） 2007年10月19日， 国际电信联盟在日内瓦举行的无线通信全体 会议上正式确定WiMAX(Worldwide Interoperability f

27、or Microwave Access)成为3G标准，为全球统一频谱扫清障碍，以 OFDMA WMAN TDD的名义成为3G新成员 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.3 新一代无线通信技术 3G WCDMA WidebandCDMA，也称为CDMADirectSpread，意为宽频码分多 重存取 利用 复用（或者通用 复用技术，不是指标 准）方法的宽带扩频3G移动通信空中接口 支持者主要是以GSM系统为主的欧洲厂商，日本公司也参与其中， 厂商包括欧美的爱立信、阿尔卡特、诺基亚、朗讯、北电，以及日 本的NTT、富士通、夏普等 能

28、够架设在现有的GSM网络上 WCDMA具有先天的市场优势 码分多址CDMACDMA 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.3 新一代无线通信技术 3G CDMA2000 CDMA Multi - Carrier 由美国高通北美公司为主导提出 摩托罗拉、朗讯和后来加入的韩国三星都有参与 韩国现在成为该标准的主导者 从窄频CDMAOne数字标准衍生出来的，可以从原有CDMAOne结构 直接升级到3G，建设成本低廉 目前使用CDMA的地区只有日、韩和北美，所以CDMA2000的支持 者不如WCDMA多 第二章第二章 无线网络通信基础无线

29、网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.3 新一代无线通信技术 3G TD SCDMA 由中国大陆独自制定的3G标准 1999年6月29日，中国原邮电部电信科学技术研究院（大唐电信）向ITU提出 将智能天线、 同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中，在频谱 利用率、对业务支持的灵活性、频率灵活性及成本等方面占有独特优势 两个局限：终端移动速率不能超过240KM/h，小区范围在15KM时效率最 2006年8月底，电信、网通、移动初步完成在保定、青岛、厦门三个城市的TD 实验网的网络规模测试 2008年4月1日，奥运城市开始放号； 9月26日开始二期28城市

30、建网招标。 2008年年末，在中国使用TD-SCDMA网络的3G手机用户已达到41.9万人。但是 TD-SCDMA手机放号首日即出现诸多问题，如网络建设尚未完善、功能尚未全 部开发等。 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.3 新一代无线通信技术 3G TD SCDMA 2009年1月7日，中国政府正式向中国移动颁发了TD-SCDMA业务的经营许可 2010年12月末，中国共有3G用户4705.2万户，其中中国联通1406万，占 29.88%；中国电信1229万，占26.12%；中国移动2070.2万，占44.00%。至 此，TD

31、-SCDMA不论在形式上还是在实质上，都已在国际上被广大运营商、 设备制造商所认可和接受，形成了真正的国际标准。 2013年，中国移动上马4G时明确将4G的语音服务回落到2G（第二代移动通 信）网而不是3G网时，TD-SCDMA就已被放弃了。 随着4G时代的到来，中国移动将不再追加TD-SCDMA的新建投资。TD- SCDMA网络未来的目标是维护以保持网络稳定，逐步将过去发展的TD- SCDMA用户过渡到4G（第四代移动通信）网络上。这意味着从现在开始， TD-SCDMA网络将走向自然衰亡。 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.

32、3 新一代无线通信技术 3G WiMAX World Interoperability for Microwave Access，全球微波接入互操作性技术 IEEE802.16标准、广带无线接入（ Broadband Wireless Access）标准 全球147个国家与地区部署了超过500个WiMAX网络， 80多个厂商致力于提供 移动 WiMAX（ 802.16e）客户端设备设计，主要基础设施厂商也已超出20个 一项无线城域网（ WMAN）技术 是针对微波和毫米波频段提出的一种新的空中接口标准 采用mesh、 beam-forming、 MIMO、 OFDM等调制技术，改善非视距性能 可

33、作为线缆和DSL的无线扩展技术，从而实现无线宽带接入 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.3 新一代无线通信技术 WiMAX 无线城域网或802.16。WiMAX是一项新兴的，为企业和家庭用 户提供“最后一英里”宽带无线接入技术，能提供面向互联网的 高速连接，数据传输距离最远可达50km。具有QoS保障、传输 速率高、业务丰富多样等优点。 技术起点较高，采用了代表未来通信技术发展方向的。 OFDM/OFDMA、MIMO等先进技术，随着技术标准的发展， WiMAX逐步实现宽带业务的移动化，而3G则实现移动业务的宽 带化，两种网络的

34、融合程度会越来越高。 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.3 新一代无线通信技术 WiMAX 70Mbps甚至更高 对于WiMAX的移动版本802.16e，其工作频段为2.5G或3.5G许可 频段和5G免许可频段 WiMAX vs 3G 3G网络的速度较WiMAX低30倍， 3G发射塔的覆盖面积比WiMAX要小 10倍 WiMAX vs Wi-Fi Wi-Fi只能把互联网的连接信号传送到300英尺远的地方，WiMAX则能把 信号传送31英里之远 08奥运时，北京建成150个WiMAX基站 802.16e PCMCIA Form

35、Factor in N。 ”L i ne of Sight p。int to Mutti-poi ,nt 802.16 Lino 。f S i ght BACKHAUL 、 、 . . 802.16. . . . . . 气 、 Laptop Connected Through 802;16e Telco, Core Network 。 Private 阴 阳叶 Netwo忧 2 tO 3 Kilometers Awa1 y 第二章无线网络通信基础 2.3 新t无线通信技术 WAN 3G WCDMA GPRS EDGE MAN WiMAX 802.16 LAN WI-Fi 802.11 91,

36、4 Meter 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.3 新一代无线通信技术 LTE 70Mbps甚至更高LTE（ Long Term Evolution）长期演进 始于2004年3GPP的多伦多会议 LTE并非人们普遍误解的4G技术，而是3G与4G技术之间的一个过 渡，是3.9G的全球标准，它改进并增强了3G的空中接入技术，采 用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准 在20MHz频谱带宽下能够提供下行326Mbit/s与上行86Mbit/s的 峰值速率。改善了小区边缘用户的性能，提高小区容量和降低系统 延迟 中国移动全

37、力推动TD-LTE的发展 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.3 新一代无线通信技术 LTE 2014年是中国的4G元年。4G的发展速度空前，大大超过了3G。 根据工信部数据，2014年我国4G用户达到了9728.4万，在手机用 户中的普及率为7.6。 同期，3G用户增加了8364.4万，达到48525.5万，普及率37.7。 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.3 新一代无线通信技术 2G用户连续两年负增长，2014年减少了1.24亿，是上年净减数的2.4 倍，

38、在手机用户中的比例已经降至54.7，一年减少12.6个百分点。 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.3 新一代无线通信技术 4G 世界很多组织给4G下了不同的定义，而ITU代表了传统移动蜂窝 运营商对4G的看法，认为4G是基于IP协议的高速蜂窝移动网，现有 的各种无线通信技术从现有3G演进，并在3GLTE阶段完成标准统一。 ITU4G要求传输速率比现有网络高1000倍，达到100Mbit/s。 中国移动总裁李跃：4G和3G的唯一不同就是网速，是3G的50倍，最 起码100M，成本也比3G还低，这是为何全球争相发展4G的原因。 第

39、二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.3 新一代无线通信技术 4G 4G通信系统的特点决定了它将采用一些不同于3G 的技术。对于4G中将使用的核心技术，业界并没有太大 的分歧。总结起来，有以下几种： 1正交频分复用（OFDM）技术 2软件无线电 3智能天线技术 4多输入多输出（MIMO）技术 5基于IP的核心网 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.3 新一代无线通信技术 4G 1正交频分复用（OFDM）技术 OFDM是一种无线环境下的高速传输技术，其主要思想就是在 频

40、域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个 子载波进行调制，各子载波并行传输。 尽管总的信道是非平坦的， 即具有频率选择性，但是每个子信 道是相对平坦的，在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小 于信道的相应带宽。 OFDM技术的优点是可以消除或减小信号波形间的干扰，对多 径衰落和多普勒频移不敏感，提高了频谱利用率，可实现低成本的 单波段接收机。 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.3 新一代无线通信技术 4G 2软件无线电 软件无线电的基本思想是把尽可能多的无线及个人通信功能通 过可编程软件来实现，使其成为一种

41、多工作频段、多工作模式、多 信号传输与处理的无线电系统。也可以说，是一种用软件来实现物 理层连接的无线通信方式。 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.3 新一代无线通信技术 4G 3智能天线技术 智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智 能功能，是未来移动通信的关键技术。 智能天线应用数字信号处理技术，产生空间定向波束，使天线 主波束对准用户信号到达方向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向， 达到充分利用移动用户信号并消除或抑制干扰信号的目的。这种技 术既能改善信号质量又能增加传输容量。 第二章第二章 无线网络通信基础

42、无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.3 新一代无线通信技术 4G 4多输入多输出（MIMO）技术 MIMO技术是指利用多发射、多接收天线进行空间分集的技术，它 采用的是分立式多天线，能够有效地将通信链路分解成为许多并行的子 信道，从而大大提高容量。 信息论已经证明，当不同的接收天线和不 同的发射天线之间互不相 关时，MIMO系统能够很好地提高系统的抗衰落和噪声性能，从而获得 巨大的容量。 在功率带宽受限的无线信道中，MIMO技术是实现高数据速率、提 高系统容量、提高传输质量的空间分集技术。 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter On

43、e：Introduction 2.3 新一代无线通信技术 4G 5基于IP的核心网 4G移动通信系统的核心网是一个基于全IP的网络，可以实现不 同网络间的无缝互联。 核心网独立于各种具体的无线接入方案，能提供端到端的IP业 务， 能同已有的核心网和PSTN兼容。核心网具有开放的结构，能 允许各 种空中接口接入核心网；同时核心网能把业务、控制和传输 等分开。 采用IP后，所采用的无线接入方式和协议与核心网络(CN)协议、 链路层是分离独立的。IP与多种无线接入协议相兼容，因此在设计 核心网络时具有很大的灵活性，不需要考虑无线接入究竟采用何种 方式和协议。 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通

44、信基础 Chapter One：Introduction 2.3 新一代无线通信技术 5G 第五代移动电话行动通信标准，也称第五代移动通信 技 术。也是4G之后的延伸，正在研究中。目前还没有任何 电信公司或标准订定组织（像3GPP、WiMAX论坛及ITU-R） 的公开规格或官方文件有提到5G。 中国（华为）、韩国（三星电子）、日本、欧盟都在 投入相当的资源研发5G网络。 第二章第二章 无线网络通信基础无线网络通信基础 Chapter One：Introduction 2.3 新一代无线通信技术 2013年2月，欧盟宣布，将拨款5000万欧元，加快5G移动技术的发 展， 计划到2020年推出成熟的标准。 2013年5月13日，韩国三星电子有限公司宣布，已成功开发第5代移 动 通信（5G）的核心技术，这一技术预计将于2020年开始推向商业 化。该技术可在28GHz超高频段以每秒1Gbps以上的速度传送数据， 且最长传送距离可达2公里。相比之下，当前的第四代长期演进 （4GLTE）服务的传输速率仅为75Mbps。而此前这一传输瓶颈被业 界普遍认为是