第6章現(xiàn)代無線通信原理系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)

1、1(42)第六章 無線通信系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)6.1 6.1 概述概述6.2 6.2 無線固定接入無線固定接入6.3 6.3 無線移動(dòng)接入無線移動(dòng)接入6.4 6.4 無線數(shù)據(jù)接入無線數(shù)據(jù)接入6.5 6.5 無線分組網(wǎng)原理無線分組網(wǎng)原理2(42)6.1 概述6.1.1 無線系統(tǒng)的分類頻段范圍：頻段范圍：短波、超短波、微波、毫米波等。短波、超短波、微波、毫米波等。傳播方式：傳播方式：地面視距、地面超視距、對流層散射、地面視距、地面超視距、對流層散射、 電離層反射、衛(wèi)星等。電離層反射、衛(wèi)星等。多址方式：多址方式：點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)等。點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)等。應(yīng)用背景：應(yīng)用背景：固定接入、移動(dòng)接入、數(shù)據(jù)接入等。固定接

2、入、移動(dòng)接入、數(shù)據(jù)接入等。連接方式：連接方式：電路連接、分組連接等。電路連接、分組連接等。3(42)6.1.2 地面無線系統(tǒng)的應(yīng)用分類無線固定接入：無線固定接入：WLL，ISM，LMDS無線移動(dòng)接入：無線移動(dòng)接入： 第二代蜂窩及在第二代上增加的業(yè)務(wù)：第二代蜂窩及在第二代上增加的業(yè)務(wù)：i-mode、WAP、GPRS、EDGE等等 第三代蜂窩第三代蜂窩無線數(shù)據(jù)接入：無線數(shù)據(jù)接入： WLAN、WWAN、WMAN、WHAN、WPAN、WVAN、802.11、HIPERLAN，Bluetooth4(42)6.1.3 無線系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)的主要性能n頻率規(guī)劃頻率規(guī)劃n傳輸范圍傳輸范圍n傳輸質(zhì)量傳輸質(zhì)量n業(yè)務(wù)種類

3、業(yè)務(wù)種類n用戶容量用戶容量n標(biāo)準(zhǔn)及協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)及協(xié)議5(42)6.2 無線固定接入6.2.1 頻率規(guī)劃n450.5452.5MHz/460.5462.5MHz,FDD模式，窄帶無線接入模式，窄帶無線接入。n18001805MHz,S-CDMA TDD模式模式, ,公眾網(wǎng)或?qū)Ｓ镁W(wǎng)無線接入。公眾網(wǎng)或?qū)Ｓ镁W(wǎng)無線接入。n19001920MHz,TDD模式模式,用于用于PHS、DECT、TDMA/CDMA TDD、Cordless DECT。n24002483.5MHz及及57255850MHz,ISM頻段擴(kuò)頻頻段擴(kuò)頻SS系統(tǒng)接入系統(tǒng)接入及及Bluetooth/Pico-cell無線接入。無線接入。n340

4、03430MHz/35003530MHz,FDD模式，中高速無線接入。模式，中高速無線接入。n24/26GHz及及38GHz,FDD模式，模式，LMDSLMDS寬帶無線接入。寬帶無線接入。6(42)6.2.2 無線用戶環(huán)（WLL）n用戶環(huán)是在電話網(wǎng)中解決交換機(jī)到用戶終端傳輸問題的用戶環(huán)是在電話網(wǎng)中解決交換機(jī)到用戶終端傳輸問題的一種手段?？梢杂杏芯€及無線等方式。一種手段?？梢杂杏芯€及無線等方式。n無線用戶環(huán)的特點(diǎn)：無線用戶環(huán)的特點(diǎn)： 依托有線網(wǎng)，主要解決用戶接入問題，簡單說就是將用依托有線網(wǎng)，主要解決用戶接入問題，簡單說就是將用戶線用無線代替有線。戶線用無線代替有線。 無線用戶環(huán)有近距離（無線用

5、戶環(huán)有近距離（1 1公里以內(nèi)）和遠(yuǎn)距離（幾公里公里以內(nèi)）和遠(yuǎn)距離（幾公里到十幾公里以上）二類。到十幾公里以上）二類。 無線用戶環(huán)以固定為主，但也能支持慢速行走的用戶。無線用戶環(huán)以固定為主，但也能支持慢速行走的用戶。n無線用戶環(huán)產(chǎn)品類別：無線用戶環(huán)產(chǎn)品類別：近距離，如：近距離，如：CT-2CT-2，DECTDECT，PHSPHS等無繩電話。等無繩電話。遠(yuǎn)距離，如：遠(yuǎn)距離，如：TD-SCDMATD-SCDMA，3.5GHz3.5GHz等等。7(42)6.2.3 ISM頻段SS系統(tǒng)n美國美國FCCFCC劃分了三個(gè)頻段（劃分了三個(gè)頻段（800800M M，2.4G2.4G，5.7G5.7G）給工給工業(yè)

6、、科學(xué)和醫(yī)學(xué)使用，無需許可證，簡稱業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué)使用，無需許可證，簡稱ISMISM頻段。頻段。n我國目前也參照美國的標(biāo)準(zhǔn)，開放了二個(gè)頻段，即我國目前也參照美國的標(biāo)準(zhǔn)，開放了二個(gè)頻段，即2 2.4.4G G和和5.75.7G G，但還要求執(zhí)行許可證制度。但還要求執(zhí)行許可證制度。n技術(shù)規(guī)范：技術(shù)規(guī)范：頻率規(guī)劃為頻率規(guī)劃為24002483.5MHz，57255850MHz。采用擴(kuò)頻技術(shù)（直接序列擴(kuò)頻或跳頻），擴(kuò)頻比大采用擴(kuò)頻技術(shù)（直接序列擴(kuò)頻或跳頻），擴(kuò)頻比大于于1010，或跳速大于，或跳速大于2.52.5跳跳/ /秒。秒。傳輸速率為傳輸速率為2 2MbpsMbps。發(fā)送功率小于發(fā)送功率小于1001

7、00mWmW。8(42)6.2.4 寬帶LMDS系統(tǒng)nLMDS(Local Multipoint Distribution Service)，本地多點(diǎn)本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)。這是一種微波寬帶業(yè)務(wù)分配業(yè)務(wù)。這是一種微波寬帶業(yè)務(wù), ,在厘米波及毫米波在厘米波及毫米波頻段，頻段，在較近的距離上以點(diǎn)對多點(diǎn)方式實(shí)現(xiàn)話音在較近的距離上以點(diǎn)對多點(diǎn)方式實(shí)現(xiàn)話音 、視頻和圖像信、視頻和圖像信號(hào)雙向傳輸。號(hào)雙向傳輸。n通信距離：通信距離：2-102-10公里。公里。n使用頻率：使用頻率：24/26,3824/26,38GHzGHz。n調(diào)制方式：多狀態(tài)正交調(diào)幅（調(diào)制方式：多狀態(tài)正交調(diào)幅（1616QAMQAM、64QAM6

8、4QAM等）。等）。n無線頻譜資源大于無線頻譜資源大于1 1GHzGHz，每基站總?cè)萘窟_(dá)每基站總?cè)萘窟_(dá)4.84.8G G，每扇區(qū)每扇區(qū)容量達(dá)容量達(dá)200200M M，每遠(yuǎn)端站容量達(dá)每遠(yuǎn)端站容量達(dá)Nx2MNx2M（2-155Mbps2-155Mbps）。）。n可以支持現(xiàn)存的任何業(yè)務(wù)，包括：話音可以支持現(xiàn)存的任何業(yè)務(wù)，包括：話音, ,數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)和圖像9(42)6.3 無線移動(dòng)接入6.3.1 頻率規(guī)劃n模擬蜂窩模擬蜂窩TACS：890-915/935-960MHzn模擬蜂窩模擬蜂窩AMPS：824-849/869-894MHzn數(shù)字蜂窩數(shù)字蜂窩GSM：890-915/935-960MHzn數(shù)字蜂

9、窩數(shù)字蜂窩DCS-1800： 1710-1785/1805-1880MHzn數(shù)字蜂窩數(shù)字蜂窩IS-95：824-849/869-894MHzn模擬集群模擬集群350MHzn數(shù)字集群：數(shù)字集群：806-821/851-866MHz10(42)6.3.2 蜂窩系統(tǒng)概念n引入蜂窩概念是無線移動(dòng)通信的重大突破，其引入蜂窩概念是無線移動(dòng)通信的重大突破，其主要目的是為了在有限的頻譜資源上提供更多的主要目的是為了在有限的頻譜資源上提供更多的移動(dòng)電話用戶服務(wù)。移動(dòng)電話用戶服務(wù)。n蜂窩的主要特點(diǎn)：蜂窩的主要特點(diǎn)：通過控制發(fā)射功率使得頻譜資源在一個(gè)大區(qū)的通過控制發(fā)射功率使得頻譜資源在一個(gè)大區(qū)的不同小區(qū)間重復(fù)利用，

10、不同小區(qū)間重復(fù)利用，通過將小區(qū)劃分成更小的小區(qū)的方法（小區(qū)分通過將小區(qū)劃分成更小的小區(qū)的方法（小區(qū)分裂）來增大系統(tǒng)的容量。裂）來增大系統(tǒng)的容量。11(42)6.3.3 蜂窩系統(tǒng)的頻率再用n蜂窩系統(tǒng)在幾何上可以看出由蜂窩系統(tǒng)在幾何上可以看出由六邊形組成。形同蜂窩。六邊形組成。形同蜂窩。n頻率再用距離：頻率再用距離：D Dn小區(qū)半徑：小區(qū)半徑：R Rn頻率再用因子：頻率再用因子：Q QD/RD/Rn不同多址體制的不同多址體制的Q Q值：值：FDMA，Q7TDMA，Q3或或4CDMA，Q1f1f2f3f1DR12(42)6.3.4 蜂窩系統(tǒng)的容量n小區(qū)容量：小區(qū)容量：每個(gè)小區(qū)在給定工作頻段上所能支持

11、每個(gè)小區(qū)在給定工作頻段上所能支持的最大用戶數(shù)。的最大用戶數(shù)。n系統(tǒng)容量：系統(tǒng)容量：整個(gè)系統(tǒng)在給定頻段上單位面積所能整個(gè)系統(tǒng)在給定頻段上單位面積所能支持的用戶數(shù)。支持的用戶數(shù)。n影響容量的因素：影響容量的因素：可用帶寬；要求的載波可用帶寬；要求的載波- -干擾比；干擾比；頻率再用因子；小區(qū)大小；提高容量的其它措施，頻率再用因子；小區(qū)大?。惶岣呷萘康钠渌胧?，如：話音激活、扇區(qū)化等。如：話音激活、扇區(qū)化等。nTDMATDMA（GSMGSM）比比FDMAFDMA（AMPSAMPS）的系統(tǒng)容量可提高）的系統(tǒng)容量可提高3 3- -6 6倍。倍。nCDMACDMA（IS-95IS-95）比比TDMATDM

12、A（GSMGSM）的系統(tǒng)容量可提高）的系統(tǒng)容量可提高3 3- -4 4倍。倍。13(42)6.3.5 第一代蜂窩系統(tǒng)：模擬n模擬蜂窩系統(tǒng)：模擬蜂窩系統(tǒng)：歐洲的歐洲的TACSTACS和北美的和北美的AMPSAMPSn多址方式：多址方式：FDMA/FDDFDMA/FDDn信道帶寬：信道帶寬：3030KHzKHz（AMPSAMPS）、）、25KHz25KHz（TACSTACS）n使用頻率：使用頻率：8 8900900MHzMHzn語音調(diào)制：語音調(diào)制：FMFMn信道數(shù)：信道數(shù)：832832（AMPSAMPS）、）、10001000（TACSTACS）14(42)6.3.6 第一代蜂窩系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù):

13、CDPDnCDPD(CELLULAR DIGITAL PACKET DATA)：蜂蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)，美國窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)，美國一些公司聯(lián)合開發(fā)的一些公司聯(lián)合開發(fā)的一種標(biāo)準(zhǔn)。一種標(biāo)準(zhǔn)。n承載在美國模擬蜂窩承載在美國模擬蜂窩AMPSAMPS上，采用上，采用TCP/IPTCP/IP。n調(diào)制方式為調(diào)制方式為GMSKGMSK，數(shù)據(jù)率為數(shù)據(jù)率為1919.2 .2 kbpskbps。n利用跳頻技術(shù)在蜂窩頻道的空閑時(shí)隙傳送突發(fā)數(shù)據(jù)。利用跳頻技術(shù)在蜂窩頻道的空閑時(shí)隙傳送突發(fā)數(shù)據(jù)。n是一種無連接協(xié)議。是一種無連接協(xié)議。n采用采用RSRS碼糾錯(cuò)，可以采用加密。碼糾錯(cuò)，可以采用加密。n收費(fèi)合理，是一種過渡方案。收費(fèi)合理

14、，是一種過渡方案。15(42)6.3.7 第二代蜂窩系統(tǒng)：數(shù)字n基本上是兩大標(biāo)準(zhǔn)：歐洲的基本上是兩大標(biāo)準(zhǔn)：歐洲的GSMGSM和北美的和北美的IS-95IS-95。n使用頻率：使用頻率：8 8900900MHzMHz。n多址方式：多址方式：TDMA/FDMA/FDD(GSM)TDMA/FDMA/FDD(GSM)，CDMA/FDMA/FDD(IS-95)CDMA/FDMA/FDD(IS-95)。n傳輸速率：傳輸速率：270.833270.833kbps(GSM)kbps(GSM)，1.2288Mbps(IS-95)1.2288Mbps(IS-95)。n調(diào)制方式：調(diào)制方式：GMSK(GSM)GMSK

15、(GSM)，QPSK/OQPSK(ISQPSK/OQPSK(IS95)95)。n語音編碼：語音編碼：1313kbps RPE-LTP(GSM)kbps RPE-LTP(GSM)， 1200/2400/4800/9600bps 1200/2400/4800/9600bps變速率變速率CELP(IS-95)CELP(IS-95)。n信道編碼：信道編碼：1/21/2卷積碼卷積碼( (GSM)GSM)， 1/2 1/2卷積碼卷積碼/ /維特比譯碼（維特比譯碼（IS-95)IS-95)。16(42)6.3.8 第二代蜂窩系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù):WAPnWAP（Wireless Application Prot

16、ocol）無線應(yīng)用協(xié)議。無線應(yīng)用協(xié)議。n采用全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，支持采用全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，支持GSMGSM、GPRSGPRS和和WCDMAWCDMA等移動(dòng)通信系統(tǒng)。等移動(dòng)通信系統(tǒng)。n簡化、優(yōu)化和擴(kuò)展了因特網(wǎng)簡化、優(yōu)化和擴(kuò)展了因特網(wǎng)WebWeb技術(shù)，消除了移動(dòng)終端在屏幕技術(shù)，消除了移動(dòng)終端在屏幕顯示、內(nèi)存、處理能力和無線傳輸帶寬等方面的限制。顯示、內(nèi)存、處理能力和無線傳輸帶寬等方面的限制。n主要特點(diǎn)：主要特點(diǎn)：1 1）WAPWAP協(xié)議棧采用層次化的設(shè)計(jì)，每層均定義有接口，可被協(xié)議棧采用層次化的設(shè)計(jì)，每層均定義有接口，可被上一層協(xié)議使用，也可被其它的服務(wù)或應(yīng)用程序直接使用。上一層協(xié)議使用，也可被其它的服務(wù)或

17、應(yīng)用程序直接使用。2 2）WAPWAP應(yīng)用結(jié)構(gòu)類似于因特網(wǎng)結(jié)構(gòu)。應(yīng)用結(jié)構(gòu)類似于因特網(wǎng)結(jié)構(gòu)。17(42)6.3.9 第二代蜂窩系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù):GPRSGPRS（General Packet Radio Service）通用分組無通用分組無線業(yè)務(wù)。線業(yè)務(wù)。n以分組技術(shù)為基礎(chǔ)的傳輸系統(tǒng)，能為用戶提供高以分組技術(shù)為基礎(chǔ)的傳輸系統(tǒng)，能為用戶提供高達(dá)達(dá)160160kbits/skbits/s的數(shù)據(jù)速率。的數(shù)據(jù)速率。n基于現(xiàn)有基于現(xiàn)有GSMGSM系統(tǒng)，可根據(jù)需要對一個(gè)載頻的系統(tǒng)，可根據(jù)需要對一個(gè)載頻的8 8個(gè)個(gè)時(shí)隙進(jìn)行捆綁。在初始階段，時(shí)隙進(jìn)行捆綁。在初始階段，4 4個(gè)時(shí)隙作為一組進(jìn)個(gè)時(shí)隙作為一組進(jìn)行捆綁

18、，速率可以提高行捆綁，速率可以提高4 4倍。倍。18(42)6.3.9 第二代蜂窩系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù):GPRSGPRS（General Packet Radio Service）通用分組無通用分組無線業(yè)務(wù)。線業(yè)務(wù)。n. .n. .n是由是由ETSIETSI定義的一種分組數(shù)據(jù)無線傳輸技術(shù)，其定義的一種分組數(shù)據(jù)無線傳輸技術(shù)，其目的是在目的是在GSMGSM等移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的等移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的中低速業(yè)務(wù)，使移動(dòng)臺(tái)和終端設(shè)備可以通過中低速業(yè)務(wù)，使移動(dòng)臺(tái)和終端設(shè)備可以通過GPRSGPRS訪訪問全球任何一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。問全球任何一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。19(42)6.3.10 第二代蜂窩系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)業(yè)

19、務(wù):EDGEEDGEEDGE（Enhanced Data Rates for GSM Enhanced Data Rates for GSM EvolutionEvolution）n在在GPRSGPRS基礎(chǔ)上提高速率的一種標(biāo)準(zhǔn)?；A(chǔ)上提高速率的一種標(biāo)準(zhǔn)。n主要技術(shù)措施：將主要技術(shù)措施：將GSMGSM的四相調(diào)制改為八相調(diào)制，使每的四相調(diào)制改為八相調(diào)制，使每個(gè)信道的傳輸速率由個(gè)信道的傳輸速率由1414.4.4kbpskbps提高到提高到4848kbpskbps；再通過多再通過多時(shí)隙捆綁，最高傳輸速率可以達(dá)到時(shí)隙捆綁，最高傳輸速率可以達(dá)到384384kbpskbps。n優(yōu)點(diǎn)：只要在優(yōu)點(diǎn)：只要在GSM

20、GSM原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對基站進(jìn)行簡單原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對基站進(jìn)行簡單的升級(jí)，就可以在兼容原有業(yè)務(wù)的情況下開通的升級(jí)，就可以在兼容原有業(yè)務(wù)的情況下開通EDGEEDGE業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)。20(42)6.3.11 第三代蜂窩系統(tǒng):IMT-2000概況nIMT2000IMT2000是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn), ,以支持移動(dòng)多以支持移動(dòng)多媒體通信為目標(biāo)，多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)并存（出現(xiàn)所謂媒體通信為目標(biāo)，多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)并存（出現(xiàn)所謂IMT2000IMT2000家族的概念），頻段為家族的概念），頻段為20002000MHzMHz，使用日期為使用日期為20002000年。年。n使用頻率：使用頻率：189018

21、90-2030MHz-2030MHz，2110-2250MHz2110-2250MHz。n最高傳輸速率：最高傳輸速率：144144kb/skb/s（高速運(yùn)動(dòng)），高速運(yùn)動(dòng)），384384kb/skb/s（步行速度），步行速度），2 2Mb/sMb/s（室內(nèi)環(huán)境）。室內(nèi)環(huán)境）。n三種代表性的三種代表性的RTTRTT技術(shù)方案：歐洲和日本的技術(shù)方案：歐洲和日本的WCDMAWCDMA方方案，北美的案，北美的CDMA2000CDMA2000方案，中國方案，中國CATTCATT提出的提出的TD-TD-SCDMASCDMA方案方案。21(42)6.3.12 第三代蜂窩系統(tǒng):IMT-2000 過渡情況北美北美歐

22、洲歐洲IS-95AIS-95BIS-95CCDMA2000GSMTDMAGSM+GPRS,HSCSDGSM+EDGEWCDMA普通分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)普通分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)高速電路交換數(shù)據(jù)高速電路交換數(shù)據(jù)GSM增強(qiáng)數(shù)據(jù)率增強(qiáng)數(shù)據(jù)率22(42)6.3.13 第三代蜂窩系統(tǒng):WCDMA n特點(diǎn)：特點(diǎn)： 1 1、強(qiáng)調(diào)寬帶技術(shù)，最小帶寬強(qiáng)調(diào)寬帶技術(shù)，最小帶寬5 5MHz MHz 2 2、BTSBTS間不需要同步和間不需要同步和GPS GPS 3 3、正反向信道相干解調(diào)、正反向信道相干解調(diào)n基本參數(shù)：基本參數(shù)：1 1、碼片速率：、碼片速率：4.096/8.192/16.38434.096/8.192/16.3843M

23、c/s Mc/s 2 2、波道間隔：、波道間隔：5/10/20 5/10/20 MHz MHz 3 3、功率控制速率：功率控制速率：16001600b/s b/s 4 4、編碼方式：卷積碼編碼方式：卷積碼 R=1/3, 1/2, k=9R=1/3, 1/2, k=9和和Turbo CodeTurbo Code23(42)6.3.14 第三代蜂窩系統(tǒng):CDMA-2000n以以IS-95IS-95為基礎(chǔ)為基礎(chǔ)相同的碼片速率、軟切換技術(shù)、功率控制技術(shù)相同的碼片速率、軟切換技術(shù)、功率控制技術(shù)n技術(shù)改進(jìn)技術(shù)改進(jìn)反向信道連續(xù)導(dǎo)頻和相干解調(diào)反向信道連續(xù)導(dǎo)頻和相干解調(diào)多載波方式提高傳輸速率多載波方式提高傳輸速

24、率n基本參數(shù)基本參數(shù)碼片速率：碼片速率：1.2288/3.6861.2288/3.686Mc/sMc/s波道間隔：波道間隔：N N 1.25/5 MHz1.25/5 MHz功率控制速率：功率控制速率：800800b/sb/s編碼方式：卷積碼編碼方式：卷積碼 R=1/4, 1/3, 1/2, k=9R=1/4, 1/3, 1/2, k=9和和Turbo Turbo Code Code 24(42)6.3.15 第三代蜂窩系統(tǒng)：TD-SCDMAn時(shí)分復(fù)用、時(shí)分雙工，軟件化、智能天線、同步時(shí)分復(fù)用、時(shí)分雙工，軟件化、智能天線、同步CDMA CDMA 技術(shù)技術(shù)8 8個(gè)時(shí)隙，正、反向信道各個(gè)時(shí)隙，正、反

25、向信道各4 4個(gè)時(shí)隙個(gè)時(shí)隙每個(gè)時(shí)隙每個(gè)時(shí)隙1616各地址碼各地址碼可變的雙工信道速率可變的雙工信道速率采用采用1616QAMQAM和非對稱傳輸支持和非對稱傳輸支持2 2Mb/sMb/s速率速率n語音傳輸：語音傳輸：8 8kb/skb/sn擴(kuò)頻切普率：擴(kuò)頻切普率：1.11361.1136Mc/sMc/sn信道編碼：語音為信道編碼：語音為3/43/4卷積碼卷積碼25(42)6.3.16 無線集群系統(tǒng)n專用網(wǎng)：主要用于公安和部隊(duì)。專用網(wǎng)：主要用于公安和部隊(duì)。n數(shù)字集群的性能：數(shù)字集群的性能：信道帶寬信道帶寬2525KHzKHz多址方式多址方式6 6信道信道TDMATDMA信道速率信道速率6464kb

26、pskbps調(diào)制方式調(diào)制方式1616QAMQAM語音編碼語音編碼4 4.2.2kbpskbps，VSELPVSELP信道編碼信道編碼TCMTCM26(42)6.4 無線數(shù)據(jù)接入6.4.1 各種應(yīng)用系統(tǒng)nWLAN ：無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)nWWAN：無線廣域網(wǎng)無線廣域網(wǎng)nWMAN：無線城域網(wǎng)無線城域網(wǎng)nWHAN : : 無線家域網(wǎng)無線家域網(wǎng)nWPAN ：無線個(gè)域網(wǎng)無線個(gè)域網(wǎng)nWVAN ：無線車域網(wǎng)無線車域網(wǎng)27(42)6.4.2 標(biāo)準(zhǔn):IEEE 802.11nIEEE802IEEE802是美國制定的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)系列，其中是美國制定的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)系列，其中802802.11.11是無線訪問方法和物理層規(guī)

27、范，包括跳頻、直擴(kuò)等無是無線訪問方法和物理層規(guī)范，包括跳頻、直擴(kuò)等無線傳輸以及數(shù)據(jù)率高達(dá)線傳輸以及數(shù)據(jù)率高達(dá)2 2MbpsMbps的紅外傳輸。的紅外傳輸。n媒質(zhì)訪問控制（媒質(zhì)訪問控制（MACMAC）方法：載波檢測多址訪問及避方法：載波檢測多址訪問及避免碰撞技術(shù)（免碰撞技術(shù)（CSMA-CACSMA-CA）。）。首先，每個(gè)要發(fā)送的無線節(jié)首先，每個(gè)要發(fā)送的無線節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)必需檢測到網(wǎng)絡(luò)靜默才能發(fā)送，但如果網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)和數(shù)據(jù)必需檢測到網(wǎng)絡(luò)靜默才能發(fā)送，但如果網(wǎng)絡(luò)靜默時(shí)二個(gè)以上節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送，就會(huì)產(chǎn)生碰撞。為此，靜默時(shí)二個(gè)以上節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送，就會(huì)產(chǎn)生碰撞。為此，專門設(shè)計(jì)了避免碰撞的協(xié)議。專門設(shè)計(jì)了避免碰撞的協(xié)議。n

28、物理層采用：紅外傳輸、跳頻傳輸、直擴(kuò)傳輸。最高物理層采用：紅外傳輸、跳頻傳輸、直擴(kuò)傳輸。最高傳輸速率傳輸速率2 2MbpsMbps。無線傳輸采用無線傳輸采用2 2.4.4GHz ISMGHz ISM頻段。頻段。28(42)6.4.3 標(biāo)準(zhǔn):HIPERLANn高性能無線局域網(wǎng)的簡稱。這是歐洲各國制定的高性能無線局域網(wǎng)的簡稱。這是歐洲各國制定的 標(biāo)準(zhǔn)系列。標(biāo)準(zhǔn)系列。n使用頻率：使用頻率：5 5.15-5.3GHz.15-5.3GHz和和17.1-1717.1-17.3GHz.3GHz。n傳輸范圍：傳輸范圍：5050m m。n支持異步和同步通信。支持異步和同步通信。n支持支持3232kbpskbps

29、音頻、音頻、2 2MbpsMbps視頻、視頻、1010MbpsMbps數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。n標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)鏈路層。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)鏈路層。n和和IEEE802.11IEEE802.11不兼容。不兼容。29(42)6.4.4 標(biāo)準(zhǔn):Bluetoothn目標(biāo)：通過將一種微小的短距的無線通信技術(shù)集成到各種不目標(biāo)：通過將一種微小的短距的無線通信技術(shù)集成到各種不同的電子設(shè)備中來為移動(dòng)和商業(yè)用戶提供方便服務(wù)。同的電子設(shè)備中來為移動(dòng)和商業(yè)用戶提供方便服務(wù)。n技術(shù)性能：技術(shù)性能： 使用頻率使用頻率 2 2.4.4GHz ISMGHz ISM頻段頻段 傳輸速率傳輸速率 1 1MbpsM

30、bps 調(diào)制方式調(diào)制方式 GFSKGFSK 雙工方式雙工方式 TDDTDD 通信距離通信距離 1010m m（10mW10mW），），100m100m（100mW100mW） 抗干擾方式快速跳頻（抗干擾方式快速跳頻（16001600跳跳/ /秒）秒）、自適應(yīng)發(fā)送功率、自適應(yīng)發(fā)送功率 靈活而短的數(shù)據(jù)包，支持多種應(yīng)用靈活而短的數(shù)據(jù)包，支持多種應(yīng)用30(42)6.5 無線分組網(wǎng)原理6.5.1 無線分組網(wǎng)概念n無線分組網(wǎng)是一種分組交換網(wǎng)，采用分組交換而不無線分組網(wǎng)是一種分組交換網(wǎng)，采用分組交換而不是電路交換。是電路交換。n無線分組網(wǎng)利用無線信道的特點(diǎn)，具有廣播通信的無線分組網(wǎng)利用無線信道的特點(diǎn)，具有廣

31、播通信的性質(zhì)，可以同時(shí)把分組數(shù)據(jù)分發(fā)給多個(gè)用戶。用戶性質(zhì)，可以同時(shí)把分組數(shù)據(jù)分發(fā)給多個(gè)用戶。用戶對信道的訪問是隨機(jī)的。對信道的訪問是隨機(jī)的。n傳輸速率可以較高，但延時(shí)也較大。傳輸速率可以較高，但延時(shí)也較大。n無線分組網(wǎng)在民用及軍用的移動(dòng)數(shù)據(jù)中有廣泛的使無線分組網(wǎng)在民用及軍用的移動(dòng)數(shù)據(jù)中有廣泛的使用前景。用前景。31(42)6.5.2 空中接口的協(xié)議體系n空中接口是無線分組網(wǎng)的空中接口是無線分組網(wǎng)的核心問題之一。核心問題之一。n空中接口協(xié)議可以分成空中接口協(xié)議可以分成：物理層（物理層（PHLPHL）、）、介質(zhì)接入介質(zhì)接入控制層（控制層（MACMAC）、）、數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路控制層（控制層（DLCD

32、LC）、）、網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層（NWKNWK）。）。它們和它們和 OSIOSI模型模型的低三層有一定關(guān)系，但的低三層有一定關(guān)系，但不是嚴(yán)格對應(yīng)的。不是嚴(yán)格對應(yīng)的。第三層第三層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路控制層數(shù)據(jù)鏈路控制層介質(zhì)接入控制層介質(zhì)接入控制層物理層物理層第一層第一層第二層第二層OSI32(42)6.5.3 空中接口的協(xié)議（1）物理層物理層n確定無線參數(shù)，如；頻率、定時(shí)、功率、碼片、確定無線參數(shù)，如；頻率、定時(shí)、功率、碼片、比特或時(shí)隙同步、調(diào)制解調(diào)、收發(fā)信機(jī)性能等。比特或時(shí)隙同步、調(diào)制解調(diào)、收發(fā)信機(jī)性能等。n分配無線資源，如：多址協(xié)議等。分配無線資源，如：多址協(xié)議等。n在在MACMAC層的控制下進(jìn)行數(shù)

33、據(jù)或數(shù)據(jù)分組的收發(fā)。層的控制下進(jìn)行數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)分組的收發(fā)。33(42)6.5.4 空中接口的協(xié)議（2）介質(zhì)接入控制層介質(zhì)接入控制層n介質(zhì)訪問管理：首先選擇物理信道，然后在這些介質(zhì)訪問管理：首先選擇物理信道，然后在這些信道上建立或釋放連接。信道上建立或釋放連接。n數(shù)據(jù)封裝：將控制信息、高層的信息和差錯(cuò)控制數(shù)據(jù)封裝：將控制信息、高層的信息和差錯(cuò)控制信息進(jìn)行復(fù)接（或分接），使之適合在物理信道信息進(jìn)行復(fù)接（或分接），使之適合在物理信道上傳輸。上傳輸。n形成多種邏輯信道為高層提供不同的業(yè)務(wù)。如：形成多種邏輯信道為高層提供不同的業(yè)務(wù)。如：廣播業(yè)務(wù)、面向連接的業(yè)務(wù)和無連接業(yè)務(wù)等。廣播業(yè)務(wù)、面向連接的業(yè)務(wù)和無連

34、接業(yè)務(wù)等。34(42)6.5.4 空中接口的協(xié)議（3）數(shù)據(jù)鏈路控制層數(shù)據(jù)鏈路控制層n主要功能：為網(wǎng)絡(luò)層提主要功能：為網(wǎng)絡(luò)層提供非常可靠的數(shù)據(jù)鏈路。供非常可靠的數(shù)據(jù)鏈路。n可以分為二個(gè)平面：可以分為二個(gè)平面：控制平面：保護(hù)內(nèi)部控制平面：保護(hù)內(nèi)部控制信令和有限數(shù)量的控制信令和有限數(shù)量的用戶信息。用戶信息。用戶平面：以不同能用戶平面：以不同能力保護(hù)不同的用戶信息。力保護(hù)不同的用戶信息。網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層n主要是信令。主要是信令。n包括：鏈路控制、呼叫包括：鏈路控制、呼叫控制、附加業(yè)務(wù)、面向控制、附加業(yè)務(wù)、面向連接的消息業(yè)務(wù)、無連連接的消息業(yè)務(wù)、無連接的消息業(yè)務(wù)、移動(dòng)性接的消息業(yè)務(wù)、移動(dòng)性管理等。管理等。3

35、5(42)6.5.5 關(guān)于介質(zhì)訪問協(xié)議概述各個(gè)用戶的突發(fā)數(shù)據(jù)以隨機(jī)方式接入信道，實(shí)現(xiàn)各個(gè)用戶的突發(fā)數(shù)據(jù)以隨機(jī)方式接入信道，實(shí)現(xiàn)多址；多址；無線信道是公用的，以競爭方式發(fā)送數(shù)據(jù)，這樣無線信道是公用的，以競爭方式發(fā)送數(shù)據(jù)，這樣就存在碰撞問題；就存在碰撞問題；用戶數(shù)越多，碰撞概率越大，接入概率越低，接用戶數(shù)越多，碰撞概率越大，接入概率越低，接入時(shí)間越長；入時(shí)間越長；為此，就要有個(gè)規(guī)則，這就是介質(zhì)訪問協(xié)議。為此，就要有個(gè)規(guī)則，這就是介質(zhì)訪問協(xié)議。36(42)6.5.6 關(guān)于介質(zhì)訪問協(xié)議:ALOHA訪問方式n隨機(jī)隨機(jī)ALOHAALOHA方式：方式：隨時(shí)發(fā)送隨時(shí)發(fā)送檢測到碰撞檢測到碰撞重新發(fā)重新發(fā)送，給每個(gè)用戶分配不同的重發(fā)間隔時(shí)間。優(yōu)點(diǎn)：送，給每個(gè)用戶分配不同的重發(fā)間隔時(shí)間。優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)簡單，缺點(diǎn)；吞吐量下降。實(shí)現(xiàn)簡單，缺點(diǎn)；吞吐量下降。n時(shí)隙時(shí)隙ALOHAALOHA方式：方式：和隨