无线通信技术发展及应用

1、无线通信技术发展及应用一、无线通信发展的现状2008年是无线通信发展的重要一年年是无线通信发展的重要一年公众移动通信市场持续增长公众移动通信市场持续增长 13G走向规模化商用走向规模化商用 2多种宽带无线技术迅速成熟多种宽带无线技术迅速成熟 3众多短距离无线技术浮出水面众多短距离无线技术浮出水面 4 一、无线通信发展的现状网络和应用无所不在的网络和应用无所不在的“泛网时代泛网时代”3G与与WiMAX、WLAN等宽带无线技术等宽带无线技术 融合融合13G与与RFID、ZigBee、UWB等各种短距离无线技术的融合等各种短距离无线技术的融合 2IMS将是未来核心网的发展方向将是未来核心网的发展方向

2、 3配备无线通信功能的传感控制芯片将附着在任何物体上配备无线通信功能的传感控制芯片将附着在任何物体上 4 一、无线通信发展的现状几种无线通信技术几种无线通信技术PAN：射频识别：射频识别(RFID)、蓝牙、蓝牙(Bluetooth)、超宽带、超宽带(UWB)1LAN：Wi-Fi、 ZigBee(802.11x)、DECT (无绳电话无绳电话)2MAN：Wi-MAX（802.16x）3WAN：2G、3G、4G 4 一、无线通信发展的现状几种无线通信技术几种无线通信技术Zigbee一、无线通信发展的现状几种无线通信技术几种无线通信技术蓝牙蓝牙WiFiWiMaxWiMax二、各种无线通信的特点1.R

3、FID(Radio Frequency Identification) 一种非接触式的自动识别技术一种非接触式的自动识别技术 可以识别单个的非常具体的物体，而不是像条形码可以识别单个的非常具体的物体，而不是像条形码那样只能那样只能 识别一类物体识别一类物体其采用无线电射频，可以透过外部材料读取数据，其采用无线电射频，可以透过外部材料读取数据，而条形码必须靠激光来读取信息而条形码必须靠激光来读取信息可以同时对多个物体进行识读，条形码只能一个一可以同时对多个物体进行识读，条形码只能一个一个地读。个地读。二、各种无线通信的特点1.RFID(Radio Frequency Identification

4、) 二、各种无线通信的特点1.RFID(Radio Frequency Identification) 二、各种无线通信的特点1.RFID(Radio Frequency Identification) 二、各种无线通信的特点1.RFID(Radio Frequency Identification) 1 13030米，无须要光源米，无须要光源实现每秒实现每秒3030个对象的识别，对付最大速度为个对象的识别，对付最大速度为 0.30.3元。元。应用前景应用前景二、各种无线通信的特点1.RFID(Radio Frequency Identification) 应用将继续以供应物流领域为主，在这个

5、领域用应用将继续以供应物流领域为主，在这个领域用RFID收发器进行收发器进行包括各种各样的可移动货物包括各种各样的可移动货物/产品的记录和跟踪，在产品的记录和跟踪，在RFID收发器收发器(信用卡大小的塑料信用卡大小的塑料/纸标签，内含芯片、射频部分和天线纸标签，内含芯片、射频部分和天线)上的必上的必要存储将继续成为主要的应用。要存储将继续成为主要的应用。应用前景应用前景二、各种无线通信的特点2.蓝牙技术蓝牙技术英文：英文：Bluetooth代表一种短距离无线通信技术代表一种短距离无线通信技术“蓝牙蓝牙”（Bluetooth）一词是一位丹麦国王的名字）一词是一位丹麦国王的名字，在在10世纪他将当

6、时的瑞典、芬兰与丹麦统一起来。世纪他将当时的瑞典、芬兰与丹麦统一起来。用用“蓝牙蓝牙”他的名字来命名这种短距离无线通信他的名字来命名这种短距离无线通信的技术标准，含有将四分五裂的局面统一起来的意思的技术标准，含有将四分五裂的局面统一起来的意思。通过这种技术，可以将电子装置彼此通过无线连接。通过这种技术，可以将电子装置彼此通过无线连接起来，省去了传统的电线。起来，省去了传统的电线。 二、各种无线通信的特点2.蓝牙技术蓝牙技术(Bluetooth) 蓝牙使用的技术蓝牙使用的技术Frequency Hopping & TDMA 蓝牙业务特征蓝牙业务特征传输数据和语音传输数据和语音蓝牙的应用蓝牙的应用

7、为网络中的主从设备建立临时性的对等连接为网络中的主从设备建立临时性的对等连接二、各种无线通信的特点2.蓝牙技术蓝牙技术(Bluetooth) 蓝牙的技术标准蓝牙的技术标准IEEE802.15工作频段和带宽工作频段和带宽2.4GHz，1Mb/s传输距离传输距离10m通道指标通道指标1个异步数据通道个异步数据通道(最高达最高达721kb/s)3个并发的同步话音通道个并发的同步话音通道(64kb/s)1个同时传送异步数据和同步话音的通道个同时传送异步数据和同步话音的通道二、各种无线通信的特点2.蓝牙技术蓝牙技术(Bluetooth) 蓝牙体积小蓝牙体积小1cm1cm2mm美国德州仪器（美国德州仪器（

8、TI）公司推出）公司推出了单片蓝牙了单片蓝牙LSI。该产品将蓝。该产品将蓝牙的基带处理电路和牙的基带处理电路和RF收发器收发器电路集成到一个电路集成到一个CMOS LSI中。中。到目前为止只有英国到目前为止只有英国CSR公司公司和美国和美国Broadcom公司在研究公司在研究这种这种LSI，TI首先实现了此类芯首先实现了此类芯片的单片产品化。片的单片产品化。二、各种无线通信的特点2.蓝牙技术蓝牙技术(Bluetooth) 蓝牙功耗低、价格低蓝牙功耗低、价格低6美元左右，批量购买4美元采用四种工作采用四种工作模式，其最大模式，其最大消耗电流只有消耗电流只有25mA二、各种无线通信的特点2.蓝牙技

9、术蓝牙技术(Bluetooth) 音频蓝牙发送音频蓝牙发送蓝牙耳机蓝牙耳机二、各种无线通信的特点2.蓝牙技术蓝牙技术(Bluetooth) 二、各种无线通信的特点2.蓝牙技术蓝牙技术(Bluetooth) 蓝牙适配器蓝牙适配器二、各种无线通信的特点3 UWB（超宽带技术）超宽带技术）“UWB”是超宽带无线技术的缩写。始于20世纪60年代兴起的脉冲通信技术，主要用于军用雷达、定位和通信系统中。UWB技术最早是利用频谱极宽的超短脉冲进行通信。通信速度可以达到几百Mbit/秒以上。二、各种无线通信的特点3 UWB（超宽带技术）超宽带技术）UWB最初的定义源自于60年代兴起的军用脉冲通信技术，又被称为

10、脉冲无线电（Impulse Radio）技术。一种高灵敏的短脉冲接收设备被研制成功，进一步加速了UWB技术的研究和发展。美国国防部（DARPA）才正式启用超宽带（UWB）这一术语,该项技术采用上升沿和下降沿都很陡的基带脉冲直接通信。UWB技术首次获得了美国FCC的批准而用于民用通信，发布全球第一个民用UWB设备使用频谱规范，使UWB技术的研发骤然加速。二、各种无线通信的特点3 UWB（超宽带技术）超宽带技术）2005年3月，WiMedia和Ecma提交WiMediaUWB平台规范,FCC批准MBOA-UWB、DS-UWB的高速产品测试。英国和日本政府监管部门批准UWB方案，支持UWB发展国际电

11、信联盟（ITU）在确定了各国频谱分配原则后，第一次核准UWB全球性监管标准建议ISO正式通过了WiMedia联盟提交的MBOFDM标准，正式成为第一个UWB技术的国际标准。二、各种无线通信的特点3 UWB（超宽带技术）超宽带技术）现在的现在的UWB技术含义不同于早期的技术含义不同于早期的UWB技术含义技术含义2000年后，Intel、TI、Motorola等大公司开始研发高速UWB技术时，放弃了脉冲方法，不约而同地转而采用传统的载波调制技术，进行改造使其具有UWB技术的特点，并推出了多频带OFDM（MB-OFDM）和DS-CDMA两大主要方案。OFDM（MB-OFDM）和DS-CDMA这两种方

12、案经过几年激烈的竞争，2007年3月，ISO正式通过了WiMedia联盟提交的MB-OFDM标准，WiMedia联盟最终在标准上胜出，正式成为UWB技术的第一个国际标准。二、各种无线通信的特点3 UWB（超宽带技术）超宽带技术）UWB技术标准技术标准IEEE 802.15.4a传输速率传输速率 (A,a0)0 0 1： (B,a1)0 1 0： (B,a2)0 1 1： (A,a3)1 0 0： (A,a4)1 0 1： (B,a5)1 1 0： (B,a6)1 1 1： (A,a7)三、OFDM的基本原理2. 8QAM调制的原理调制的原理X3X2X1000: (A,a0)001: (B,a1

13、)010: (B,a2)011: (A,a3)100: (A,a4)101: (B,a5)110: (B,a6)111: (A,a7)sin(0atAs)sin(1atBs)sin(2atBs)sin(3atAs)sin(4atAs)sin(5atBs)sin(6atBs)sin(7atAs三、OFDM的基本原理2. 8QAM调制的原理调制的原理X3X2X1000: (A,a0)001: (B,a1)010: (B,a2)011: (A,a3)sin(0atAs)sin(1atBs)sin(2atBs)sin(3atAs三、OFDM的基本原理2. 8QAM调制的原理调制的原理X3X2X1100

14、: (A,a4)101: (B,a5)110: (B,a6)111: (A,a7)sin(4atAs)sin(5atBs)sin(6atBs)sin(7atAs三、OFDM的基本原理2. 8QAM调制的原理调制的原理用在用在T时间长度上，时间长度上，正弦信号幅度相正弦信号幅度相位的位的8种不同的组种不同的组合来表示合来表示3位二进位二进制码的制码的8种不同状种不同状态态)sin()()(jsiatAtUtf三、OFDM的基本原理2. 8QAM调制的原理调制的原理)sin()()(jsiatAtUtf已知U(t)为矩形时窗，其幅度谱为：U(t)U()三、OFDM的基本原理2. 8QAM调制的原理

15、调制的原理)sin()()(jsiatAtUtff(t)为被矩形调制后的时窗 ，其幅度谱为：f(t)sin()(attUsF()三、OFDM的基本原理2. 8QAM调制的原理调制的原理f(t)F()U(t)U()三、OFDM的基本原理3. OFDM调制的原理调制的原理)sin()()(jninatAtUtffn(t)为被矩形调制后的时窗 ，其幅度谱为：)sin()(jniattUAF()三、OFDM的基本原理3. OFDM调制的原理调制的原理 当各个子载波用QAM或PSK进行调制时，则每个子信道上已调信号的频谱Sa(x)形状，主瓣的宽度为2/T。这些子载波的频率间隔为1/T，因此由抽样函数的性

16、质，他们在频域上正交。三、OFDM的基本原理3. OFDM调制的原理调制的原理三、OFDM的基本原理3. OFDM调制的原理调制的原理FDM与与OFDM的差别的差别 一般频分复用FDM各子信道之间要有一定的保护带，以便在接受时能够通过带通滤波分离出各子道的信号。带通滤波器带通滤波器三、OFDM的基本原理3. OFDM调制的原理调制的原理FDM与与OFDM的差别的差别 OFDM系统的子信道不仅没有保护带，而且各信道间不但没有保护频带，而且各子信道的频谱可以重叠，提高了频谱的利用率。三、OFDM的基本原理4. OFDM原理在原理在ADSL中的应用中的应用Xn,Xn-1,.,X2,X1DmDm-1D

17、1D2.将将n位数据分为位数据分为m个数据块个数据块第第k个数据块个数据块Dk数据长度为数据长度为ikmkkni1如果数据块如果数据块Dk的长度为的长度为ik位二进制码，则位二进制码，则ik位二进制码能够表示位二进制码能够表示2ik 个状态个状态三、OFDM的基本原理4. OFDM原理在原理在ADSL中的应用中的应用DmDm-1D1D2.)sin(mmmtA)sin(222tA)sin(111tA三、OFDM的基本原理4. OFDM原理在原理在ADSL中的应用中的应用DmDm-1D1D2.)sin(mmmtA)sin(222tA)sin(111tA),(mmA.),(22A),(11A.三、OFDM的基本原理4. OFDM原理在原理在ADSL中的应用中的