通信网讲义——part6_无线网络.ppt

1、2020/7/31,1,现代通信网络,北京邮电大学,2020/7/31,2,第六部分 无线通信网络,2020/7/31,3,12. 无线通信网络,2020/7/31,4,主要内容,频谱复用 无线广域网 无线城域网 无线局域网 无线个人区域网 无线互联网,2020/7/31,5,12.1 频谱复用,12.1.1 无线通信技术概述 12.1.2 空分技术 12.1.3 信道共享技术 12.1.4 扩频技术 12.1.5 双工技术 12.1.6 压缩技术,2020/7/31,6,12.1.1 无线通信技术概述,无线电技术的产生 1880年，Bell实验室第一个无线通信系统诞生 十九世纪末，Hertz

2、发现电子火花可放射不可见能量波现象 1920年，无线电技术的第一个商业应用是无线电广播 无线通信的定义：指没有线的通信,2020/7/31,7,无线通信中的关键技术 标准（ITU-R,IEEE等） 带宽（法规、技术和环境条件） 性能（路径损耗、多径、衰落、干扰和噪声等） 频谱重用（空分、信道共享技术） 无线通信的政策 频谱管制 功率级管制,2020/7/31,8,无线通信网络的优点 网络安装和重新配置成本低 网络安装和重新配置速度快 网络具有可移动性 无线通信网络的缺点 频谱有限 传输的误码率高 安全性差,2020/7/31,9,12.1.2 空分技术,背景 频率再利用 无线通信系统是设计用于

3、某一覆盖区的 不相邻的覆盖区可以使用相同的频率 无线小区和蜂窝 小区类型 宏小区、微小区、微微小区,2020/7/31,10,12.1.3 信道共享技术,FDMA 用于模拟蜂窝系统 频率分割 容量较低,2020/7/31,11,TDMA 用于数字蜂窝系统 时隙分割 容量大约为FDMA系统容量的三倍 CDMA 用于数字蜂窝系统 码型区分 容量高 抗干扰性强,2020/7/31,12,12.1.4 扩频技术,扩频技术的起源 扩频技术的种类 直接序列扩频（DSSS） 跳频扩频（FHSS）,2020/7/31,13,12.1.5 双工技术,双工技术是将来话和去话分开的技术 目前无线网络的双工技术 频分

4、双工（FDD） 时分双工（TDD） TDD比FDD更加节省频谱资源,2020/7/31,14,12.1.6 压缩技术,使用压缩技术可以进一步提高信道带宽的利用率 语音编码器类型 高比特率编码器 低比特率语音编码器,2020/7/31,15,12.2 无线WAN,12.2.1 无线WAN概述 12.2.2 模拟蜂窝网 12.2.3 数字蜂窝网 12.2.4 蜂窝网标准 12.2.5 3G系统和B3G系统,2020/7/31,16,12.2.1 无线WAN概述,典型无线WAN: 蜂窝无线通信网 蜂窝网的发展过程 第一代：1979年，模拟传输系统 第二代：1992年，引入数字传输 中间代：2.5G，

5、提供了比2G增强的数据业务 第三代：提供数据业务,2020/7/31,17,结构 基站收发信机（BTS） 移动电话交换局（MTSO） 移动单元,12.2.2 模拟蜂窝网,2020/7/31,18,技术特点 模拟信号处理技术 支持移动性（漫游和越区切换） 使用蜂窝结构，频带可重复利用 缺点 容量小 安全性差,2020/7/31,19,产生 数字化ID信息安全性好 蜂窝网与智能网结合，实现了自动漫游功能,12.2.3 数字蜂窝网,2020/7/31,20,结构 基站收发信机（BTS） 基站控制器（BSC） 移动交换中心（MSC） 移动单元 关键数据库：VLR、HLR、AUC等,2020/7/31,

6、21,技术特点 采用数字信号处理技术，实现话音通信和短消息数据业务 使用SIM(用户标识模块)卡 轻小手机 网络支持大量用户,2020/7/31,22,12.2.4 蜂窝网标准,GSM 最盛行的数字蜂窝标准之一 使用TDMA和FDD技术 目前运营的频段 GSM900 GSM1800 GSM1900 GSM支持124对信道，基于8个时隙技术 支持语音业务也支持数据业务,2020/7/31,23,GPRS：实现“永远在线”移动业务 提供端到端分组数据承载业务 仅在实际传输数据时才占用无线网络资源和带宽 GGSN与SGSN EDGE：利用现有的频谱实现无线带宽业务 TIA/EIA IS-95 利用扩

7、频技术 全双工(FDD),2020/7/31,24,2020/7/31,25,12.2.5 3G移动系统和B3G系统,3G 3G标准 3G技术的数据速率 4G和5G 是OFDM与EDGE技术的结合,2020/7/31,26,附：第一代到第四代的基本技术参数（略）,2020/7/31,27,12.3 无线MAN,典型系统：无线本地环路（WLL） 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 无线本地环路的种类 固定无线本地环路：终端位置固定 移动无线本地环路：用户具有可移动性,2020/7/31,28,12.4 无线LAN,无线局域网是在不采用传统电缆线的同时，提供传统有线局域网的

8、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数据 传输媒体：无线电波、红外线 主要协议：802.11标准,2020/7/31,29,技术特征 传输速度: 11 Mbps 应用范围: 办公区和校园局域网 终端类型: 笔记本电脑，桌面PC，掌上电脑和因特网网关 接入方式: 接入方式多样化 覆盖范围: 50300英尺 传输协议:直接顺次发射频谱,2020/7/31,30,12.5 无线PAN,个人无线区域网（WPAN）为个人或一个小组提供服务的网络 WPAN使人们随身携带网络成为可能 特征 距离限制 输出限制 体积小 外围设备共享,2020/7/31,31,蓝牙(Blu

9、etooth) 是一种大容量近距离无线数字通信的技术标准 支持各种固定或移动设备间的短程无线连接 传输速度: 30400Kbps 应用范围:家庭办公室，私人住宅和庭院 终端类型:笔记本电脑，蜂窝式电话，掌上电脑，寻呼机和轿车 接入方式:点对点或每节点多种设备的接入 覆盖范围:30英尺 传输协议:窄带发射频谱,2020/7/31,32,HomeRF 传输速度: 1，2，10Mbps 应用范围:家庭办公室，私人住宅和庭院 终端类型:笔记本电脑，桌面PCmodem，电话，移动设备和因特网网关 接入方式:点对点或每节点多种设备的接入 覆盖范围: 150英尺 传输协议: 跳频发射频谱,2020/7/31

10、,33,12.6 无线互联网,无线互联网是无线接入的互联网 无线互联网是将无线网络融入传统的互联网 从网络角度看,无线互联网涉及 互联网 无线城域网（WMAN） 无线局域网（WLAN） 无线个域网（WPAN）,2020/7/31,34,从应用角度看，分为 小范围慢速移动（或相对静止） 大信息量的区域连接 大范围快速移动,2020/7/31,35,目前无线互联网支持的技术 应用层：WAP、i-mode 网络层：Mobile IP 网络接口层 PAN：Bluetooth, HomeRF等 LAN：WLAN MAN：LMDS等 WAN：GPRS、IMT-2000等,2020/7/31,36,无线互联网存在的主要问题 TCP/UDP协议仅适用于有线链路，在无线链路上传输数据性能不佳 原因 无线链路的特点 TCP/UDP的特点,2020/7/31,37,解决方案 基于数据链路层的技术 网络层的改进 TCP协议的优化,2020/7/31,38,无线互联网与传统互联网的比较 市场方面 网络方面 终端设备方面,2020/7