通信互聯(lián)中的無線標準簡介

1、通信互聯(lián)中的無線標準簡介2013-12-3簡介 通信技術行業(yè)種類眾多，對于每個通信技術，都有著自己完善的通技術體系和標準，總體來看，通信技術行業(yè)標準大體分為三類：數字蜂窩技術、近場通信技術和定位導航技術。數字蜂窩技術近場通信技術定位導航技術常用公式、術語和圖數字蜂窩技術數字蜂窩技術采用基站設備進行無線覆蓋服務，基站范圍的大小不定，基站的覆蓋范圍成為蜂窩，采用這種覆蓋面積的通信技術稱為數字蜂窩技術。數字蜂窩系統(tǒng)的組成包括：基站分系統(tǒng)、交換分系統(tǒng)、移動用戶和操作維護系統(tǒng)HLR:歸屬位置寄存器AUC:鑒權中心MSCVLR:移動交換中心訪問位置寄存器GMSC:用戶在網內建立的第一個關口交換局GSM系統(tǒng)

2、無線傳輸特征 歐洲GSM美國D-AMPS日本JDC多址方式TDMA/FDMATDMA/FDMATDMA/FDMA頻率/MHz移動臺（發(fā)）890915824849940956/14291453基站（發(fā)）935960869894810826/14771501載頻間隔/kHz2003025時隙數/載頻8/163/63/6調制方式GMSK/4-QPSK/4-QPSK加差錯保護后的語音速率/(Kb/s)22.81311信道速率/( Kb/s)270.83348.642TDMA幀長/ms4.6154020交織跨度/ms402727近場通信技術近場通信技術此處所說的近場通信技術泛指WLAN、 NFC 、BL

3、UETOOTH、ZIGBEE和RFID等通信技術。該類通信技術的共同特點是信號功率較小，覆蓋范圍限制在某一區(qū)域。WLANRFIDZIGBEEBLUETOOGHNFC技術主要用于手持設備的短距離數據通信，是起源于無線設備間的一種“非接觸式射頻別”(RFID)及互聯(lián)技術。 NFC在單一芯片上結合了感應式讀卡器、感應式卡片和點對點的功能，能在短距離內與兼容設備進行識別和數據交換。RFID互聯(lián)互聯(lián)網絡網絡RFIDRFID閱讀器通過天線與閱讀器通過天線與RFIDRFID電子標簽進行無線通信，可電子標簽進行無線通信，可以實現(xiàn)對標簽識別碼和內存數據的讀出或寫入操作以實現(xiàn)對標簽識別碼和內存數據的讀出或寫入操作

4、NFCNFC采用了雙向識別和連接，通信各方不存在固定的主從關系，采用了雙向識別和連接，通信各方不存在固定的主從關系，通信可以由任意一個通信可以由任意一個NFCNFC設備發(fā)起。設備發(fā)起。相比于相比于RFIDRFID，NFCNFC具有距離近、帶寬高、能耗低等特點，具有距離近、帶寬高、能耗低等特點，通常用于門禁、公交、手機支付等領域通常用于門禁、公交、手機支付等領域RFIDRFID更多的被應用在生產、物流、跟蹤、資產管理更多的被應用在生產、物流、跟蹤、資產管理“藍牙”是一種開放的技術規(guī)范，它可在世界上的任何地方實現(xiàn)短距離的無線語音和數據通信。采用分散式網絡結構以及快跳頻和短包技術，支持點對點及點對多

5、點通信。藍牙技術應用-微微網特點：1.全球范圍適用2.同時傳輸語音和數據3.可建立臨時對等連接4.抗干擾性強5.體積小，便于集成6.低功耗模式7.開放接口8.低成本Zigbee是IEEE 802.15.4協(xié)議的代名詞。根據這個協(xié)議規(guī)定的技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術。 ZigBee的組網技術優(yōu)勢技術優(yōu)勢1.數據數據傳輸速率傳輸速率低低2.功耗功耗低低：3.成本成本低低：4.網絡網絡容量容量大大5.時延短時延短6.網絡網絡的自組織、自愈能的自組織、自愈能力強，通信力強，通信可靠數據安全可靠數據安全7.工作工作頻段頻段靈活靈活802.11802.11b802.11a802.11g標準發(fā)布時

6、間標準發(fā)布時間July 1997Sept 1999Sept 1999June 2003合法頻寬合法頻寬83.5MHz83.5MHz325MHz83.5MHz頻率范圍頻率范圍 2.400-2.483GHz2.400-2.483GHz5.150-5.350GHz 5.725-5.850GHz2.400-2.483GHz非重疊信道非重疊信道 33123調制技術調制技術FHSS/DSSSCCK/ DSSSOFDMCCK/OFDM物理發(fā)送速率物理發(fā)送速率1, 21,2,5.5, 116, 9, 12, 18,24, 36, 48, 546, 9, 12, 18,24, 36, 48, 54無線覆蓋范圍無

7、線覆蓋范圍N/A100M50M100M理論上的最大理論上的最大UDP吞吐吞吐量量 (1500 byte)1.7 Mbps7.1 Mbps30.9 Mbps30.9 Mbps理論上的理論上的TCP/IP吞吐量吞吐量 (1500 byte)1.6 Mbps5.9 Mbps24.4 Mbps24.4 Mbps兼容性兼容性N/A與11g產品可互通與11b/g不能互通與11b產品可互通802.11協(xié)議的發(fā)展進程FAT AP設備的典型組網l 企業(yè)網絡的組網模式：AP1APnSTAsl 家庭或soho網絡的組網模式：APADSL ModemWAN以太交換機以太交換機PCSTAs企業(yè)核心網企業(yè)核心網定位導航技

8、術GPS技術及其發(fā)展GPS起始于1958年美國軍方的一個項目，1964年投入使用。20世紀70年代，美國陸?？杖娐?lián)合研制了新一代衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS 。主要目的是為陸?？杖箢I域提供實時、全天候和全球性的導航服務,經過20余年的研究實驗，耗資300億美元，到1994年，全球覆蓋率高達98%的24顆GPS衛(wèi)星星座己布設完成。GPS可以提供車輛定位、防盜、反劫、行駛路線監(jiān)控及呼叫指揮等功能。目前全世界有4套衛(wèi)星導航系統(tǒng)：中國北斗、美國GPS、俄羅斯“格洛納斯”、歐洲“伽利略”。其中美國GPS、俄羅斯“格洛納斯”已建成投入使用。中國北斗，歐洲“伽利略”仍處于建設階段GPS 系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述GPS 系

9、統(tǒng)組成系統(tǒng)組成1. 每個軌道平面上有四顆衛(wèi)星2. 軌道與赤道面成55度夾角GPS 系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成GLONASSGLONASS 屬于俄羅斯“格洛納斯GLONASS”是俄語中“全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTE”的縮寫。是前蘇聯(lián)從80年代初開始建設的與美國GPS系統(tǒng)相類似的衛(wèi)星定位系統(tǒng)?，F(xiàn)在由俄羅斯空間局管理。GLONASS系統(tǒng)的衛(wèi)星星座由24顆衛(wèi)星組成，均勻分布在3個近圓形的軌道平面上，每個軌道面8顆衛(wèi)星，軌道高度19100公里，運行周期11小時15分，軌道傾角64.8。GLONASS由空間衛(wèi)星系統(tǒng)（即空間部分）、地面監(jiān)測與控制子系統(tǒng)（即地面控制

10、部分）、用戶設備（即用戶接收設備）三個基本部分組成GALILEO伽利略定位系統(tǒng)（Galileo Positioning System），是歐盟一個正在建造中的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，有“歐洲版GPS”之稱。伽利略衛(wèi)星導航系統(tǒng)是由歐盟主導的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)耗資30億歐元，共發(fā)射30顆衛(wèi)星。包括韓國、中國在內，日本、阿根廷、澳大利亞、俄羅斯等國也在參與該計劃。當初的完成目標是2008年，但由于技術等問題，延長到了2011年，最新消息推遲到2014年。中國也向伽利略計劃投資了296萬美元。BD定位系統(tǒng)（北斗）定位系統(tǒng)（北斗）中國此前已成功發(fā)射四顆北斗導航試驗衛(wèi)星和八顆北斗導航衛(wèi)星，將在系統(tǒng)組網和試驗基礎上，逐

11、步擴展為全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。第八顆北斗導航衛(wèi)星于2011年4月10日4時47分發(fā)射成功。這次發(fā)射標志著北斗區(qū)域衛(wèi)星導航系統(tǒng)的基本系統(tǒng)建成。這顆衛(wèi)星將與2010年發(fā)射的5顆導航衛(wèi)星共同組成“3+3”基本系統(tǒng)（即3顆GEO衛(wèi)星加上3顆IGSO衛(wèi)星），經一段時間在軌驗證和系統(tǒng)聯(lián)調后，將具備向我國大部分地區(qū)提供初始服務條件。現(xiàn)狀現(xiàn)狀BD定位系統(tǒng)（北斗）定位系統(tǒng)（北斗）北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System，是中國正在實施的自主研發(fā)、獨立運行的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端三部分組成?？臻g端包括5顆靜止軌道衛(wèi)星和30

12、顆非靜止軌道衛(wèi)星。地面端包括主控站、注入站和監(jiān)測站等若干個地面站。用戶端由北斗用戶終端以及與美國GPS、俄羅斯“格洛納斯”（GLONASS）、歐洲“伽利略”（GALILEO）等其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)兼容的終端組成。北斗一號北斗一號系統(tǒng)三維定位精度約幾十米，授時精度約100ns。gps三維定位精度p碼目前己由16m提高到6m，c/a碼目前己由25-100m提高到12m，授時精度日前約20ns。北斗導航系統(tǒng)由于是主動雙向測距的詢問-應答系統(tǒng)，用戶設備與地球同步衛(wèi)星之間不僅要接收地面中心控制系統(tǒng)的詢問信號，還要求用戶設備向同步衛(wèi)星發(fā)射應答信號，用戶設備容量有限。“北斗一號”用戶的定位申請要送回中心控制系統(tǒng)

13、，中心控制系統(tǒng)解算出用戶的三維位置數據之后再發(fā)回用戶，其間要經過地球靜止衛(wèi)星走一個來回，再加上衛(wèi)星轉發(fā)，中心控制系統(tǒng)的處理，時間延遲就更長了，因此對于高速運動體，就加大了定位的誤差北斗二號北斗二號2006年中國航天白皮書宣布將在未來5年啟動五大航天工程，其中具有軍事用途的第二代“北斗”衛(wèi)星導航系統(tǒng)將在4年內完成部署。有專家表示，二代“北斗”衛(wèi)星系統(tǒng)部署完成后，中國將能對小目標發(fā)動精準攻擊，而美國也有媒體認為中國用北斗計劃來壓制美國衛(wèi)星的軍事優(yōu)勢。從2007年開始正式建設“北斗”衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)（“北斗二號”）。北斗二號北斗二號“北斗“衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)將提供開放服務和授權服務。開放服務在服務區(qū)免

14、費提供定位，測速和授時服務，定位精度為10米，授時精度為50納秒，測速精度為0.2米/秒。授權服務則是軍事用途的馬甲，將向授權用戶提供更安全與更高精度的定位，測速，授時服務，外加繼承自北斗試驗系統(tǒng)的通信服務功能。常用公式、術語和圖無線路徑損耗路徑損耗路徑損耗（Path loss）是在發(fā)射器和接收器之間由傳播環(huán)境引入的損耗的量。功率損耗當 RF 波傳輸在空氣中時發(fā)生。這個損耗發(fā)生是因為空氣提供對信號的過濾作用。特定的電磁頻率（非常高且非商業(yè)化）被完全地阻塞或被空氣過濾。 大尺度路徑損耗：大尺度平均路徑損耗用于測量發(fā)射機和接收機之間信號的平均衰落，定義為有效發(fā)射功率和平均接收功率之間的差值。幾種常用的描述大尺度衰落的模型有自由空間模型、布靈頓模型、EgLi模型、Hata-Okumura模型。無線路徑損耗自由空間損耗Ls=32.45+20Log10(FMHz)+20log10(DKm)Ls=92.45+20Log10(FGHz)+20log10(DKm)4dB20log10()fdFSPLc其中d表示路徑距離，f表示頻率，C為光速常數