通信系統(tǒng)-通信系統(tǒng)資料課件

通信系統(tǒng)部門：新產(chǎn)品品質(zhì)部姓名：徐圓我們?yōu)槭颤N要花時(shí)間來整理通信系統(tǒng)知識(shí)？因?yàn)門XC的產(chǎn)品客戶有應(yīng)用在WIFI/WIMAX上面，那我們的產(chǎn)品到底應(yīng)用在那裡呢?如果我們不知道具體的應(yīng)用,怎麼開發(fā)呢？怎麼做品質(zhì)管制和品質(zhì)保證呢……1NPQERoadmap移動(dòng)通信技術(shù)移動(dòng)通信硬件設(shè)施2通信是從一地向另一地傳遞和交換信息。實(shí)現(xiàn)信息傳遞所需的一切技術(shù)設(shè)備和傳輸媒質(zhì)的總和稱為通信系統(tǒng)。基于點(diǎn)與點(diǎn)之間的通信系統(tǒng)的模型可用圖1-1來描述。

圖1-1通信系統(tǒng)的一般模型

移動(dòng)通信的組成3

1按通信業(yè)務(wù)和用途分類

按通信業(yè)務(wù)和用途，通信系統(tǒng)可分為常規(guī)通信和控制通信。常規(guī)通信又分為話務(wù)通信和非話務(wù)通信。話務(wù)通信業(yè)務(wù)主要是電話信息服務(wù)業(yè)務(wù)、語音信箱業(yè)務(wù)和電話智能網(wǎng)業(yè)務(wù)。非話務(wù)通信主要是分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、計(jì)算機(jī)通信、數(shù)據(jù)庫檢索、電子信箱、電子數(shù)據(jù)交換、傳真存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)、可視圖文及會(huì)議電視、圖象通信等。控制通信則包括遙測(cè)、遙控、遙信和遙調(diào)等。

2按調(diào)制方式分類

根據(jù)是否采用調(diào)制，可將通信系統(tǒng)分為基帶傳輸和頻帶（調(diào)制）傳輸?；鶐鬏斒菍⑽唇?jīng)調(diào)制的信號(hào)直接傳送，如音頻市內(nèi)電話。頻帶傳輸是對(duì)各種信號(hào)調(diào)制后傳輸?shù)目偡Q。

3按傳輸信號(hào)的特征分類

按照信道中所傳輸?shù)氖悄M信號(hào)還是數(shù)字信號(hào)，相應(yīng)地把通信系統(tǒng)分成模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。

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按通信方式分類

按消息傳遞的方向和時(shí)間關(guān)系，通信方式可分為單工、半雙工及全雙工通信三種。

移動(dòng)通信的分類45按傳輸媒質(zhì)分類

按傳輸媒質(zhì)分，通信系統(tǒng)可以分為有線通信系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)兩大類。有線通信是用導(dǎo)線（如架空明線、同軸電纜、光導(dǎo)纖維、波導(dǎo)等）作為傳輸媒質(zhì)完成通信的，如明線、電纜、光纜信道等。無線通信是依靠電磁波在空間傳播達(dá)到傳遞消息的目的，如短波電離層傳播、微波視距傳播、衛(wèi)星中繼等。6按傳輸信號(hào)的復(fù)用方式分類

傳輸多路信號(hào)有三種復(fù)用方式，即頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用和碼分復(fù)用。頻分復(fù)用是用頻譜搬移的方法使不同信號(hào)占據(jù)不同的頻率范圍；時(shí)分復(fù)用是用脈沖調(diào)制的方法使不同信號(hào)占據(jù)不同的時(shí)間區(qū)間；碼分復(fù)用是用正交的脈沖序列分別攜帶不同信號(hào)。傳統(tǒng)的模擬通信中都采用頻分復(fù)用，隨著數(shù)字通信的發(fā)展，時(shí)分復(fù)用通信系統(tǒng)的應(yīng)用愈來愈廣泛，碼分復(fù)用主要用于空間通信的擴(kuò)頻通信中。7

按工作的波段分類

可分為長波通信、中波通信、短波通信、紅外線通信等。

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單工通信——消息只能單方向傳輸?shù)墓ぷ鞣绞?，因此只占用一個(gè)信道，廣播、遙測(cè)、遙控、無線尋呼等就是單工通信方式的例子。

半雙工通信——通信雙方都能收發(fā)消息，但不能同時(shí)進(jìn)行收和發(fā)的工作方式。例如，使用同一載頻的對(duì)講機(jī)，收發(fā)報(bào)機(jī)以及問詢、檢索、科學(xué)計(jì)算等數(shù)據(jù)通信都是半雙工通信方式。

全雙工通信——通信雙方可同時(shí)進(jìn)行收發(fā)消息的工作方式，一般情況全雙工通信的信道必須是雙向信道。普通電話、手機(jī)都是最常見的全雙工通信方式，計(jì)算機(jī)之間的高速數(shù)據(jù)通信也是這種方式。

按通信方式分類

6單工、半雙工和全雙工通信方式示意圖

(a)單工；(b)半雙工；(c)全雙工按通信方式分類

7傳輸多路信號(hào)有三種復(fù)用方式：1）、頻分復(fù)用（FDMA):頻分復(fù)用是用頻譜搬移的方法使不同信號(hào)占據(jù)不同的頻率范圍；2）、時(shí)分復(fù)用(TDMA)：時(shí)分復(fù)用是用脈沖調(diào)制的方法使不同信號(hào)占據(jù)不同的時(shí)間區(qū)間；3）、碼分復(fù)用(CDMA)：用正交的脈沖序列分別攜帶不同信號(hào)。 傳統(tǒng)的模擬通信中都采用頻分復(fù)用，隨著數(shù)字通信的發(fā)展，時(shí)分復(fù)用通信系統(tǒng)的應(yīng)用愈來愈廣泛，碼分復(fù)用主要用于空間通信的擴(kuò)頻通信中。

按信號(hào)復(fù)用方式分類8ITU:InternationalTelecommunicationsUnion國際電信聯(lián)盟

IEEE:InstituteofElectricalandElectronicsEngineers美國電氣和電子工程師協(xié)會(huì)

IMT-2000:InternationalMobileTelecomSystem-2000國際移動(dòng)電話系統(tǒng)-2000

3GPP:The3rdGenerationPartnershipProject3G技術(shù)規(guī)范機(jī)構(gòu)FDMA/TDMA/CDMA需聯(lián)繫移動(dòng)通信網(wǎng)9略稱中文示例參考0G早期封閉無線電話系統(tǒng)出租車調(diào)度系統(tǒng)0G8m最早的移動(dòng)通信技術(shù)主要集中在歐洲1G以模擬技術(shù)為基礎(chǔ)的蜂窩無線電話系統(tǒng)只能進(jìn)行語音通話的手機(jī)速度范圍：2.9KB/s～5.6KB/s2G以數(shù)字語音技術(shù)為基礎(chǔ)的無線電話系統(tǒng)支持收發(fā)短消息(SMS)的GSM手機(jī)/CDMA手機(jī)2G中制定的一些標(biāo)準(zhǔn)，雖然功能上和3G接近，但是由于速度未達(dá)到目前流行的3G標(biāo)準(zhǔn)而被定義為2.5G和2.75G43G高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動(dòng)通訊技術(shù)1.支持移動(dòng)電視/視頻點(diǎn)播/視頻會(huì)話/遠(yuǎn)程醫(yī)療/定位系統(tǒng)/支持收發(fā)Email的手機(jī)

2.3G能將無線通信與國際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)。能夠處理圖像、音樂、視頻形式，提供網(wǎng)頁瀏覽、電話會(huì)議、電子商務(wù)信息服務(wù)。3國內(nèi)3G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)使用的狀況如下：

中國移動(dòng)：TD-SCDMA

中國聯(lián)通：W-CDMA

中國電信：CDMA2000

速度范圍：300KB/s～2M/s

4高速3G：上傳5.8M/s、下載14M/s4G靜態(tài)傳輸速度達(dá)到1Gbps，用戶在高速移動(dòng)狀態(tài)下可以達(dá)到100Mbps的無線通信技術(shù)支持網(wǎng)絡(luò)游戲/高清移動(dòng)電視/高清視頻會(huì)議/3D電視的智能手機(jī)現(xiàn)有的4G標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)通信網(wǎng)彙整10移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程（1G）第一代模擬系統(tǒng)（1G)時(shí)間：20世紀(jì)80年代-90年代初功能：僅提供語音服務(wù)，不能傳輸數(shù)據(jù)技術(shù)：主要采用模擬語音調(diào)制技術(shù)和頻分多址（FDMA)技術(shù)。不足：1G存在很多不足之處，如并存網(wǎng)絡(luò)制式太多，互不兼容，通話質(zhì)量不高，不能提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，它是一種區(qū)域性的移動(dòng)通信系統(tǒng)。11AMPS:AdvancedMobilePhoneSystem（AMPS）高級(jí)移動(dòng)電話系統(tǒng)真正將AMPS從更早的0G系統(tǒng)中區(qū)分出來的是最后的呼叫建立功能。在AMPS中，信號(hào)中心可以根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度靈活地分配信道給每個(gè)手持終端，允許相同的頻率在完全不同的位置復(fù)用，并且不會(huì)有干擾。這使得在一個(gè)地區(qū)內(nèi)，大數(shù)量的手持終端被同時(shí)支持成為可能。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程（1G）12第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)（2G/2.5G)時(shí)間：起源于90年代初期至現(xiàn)在功能：滿足語音業(yè)務(wù)和初步的多媒體業(yè)務(wù)能力技術(shù)：主要采用數(shù)字的時(shí)分多址技術(shù)（TDMA）和碼分多址技術(shù)（CDMA)關(guān)鍵詞：GPRS/EDGE/CDMA2000不足：2G技術(shù)在發(fā)展中不斷得到完善，但隨著用戶規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，頻率資源已接近枯竭，語音質(zhì)量不能達(dá)到用戶滿意的標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)通信速率太低，無法在真正意義上滿足移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)的需要。按信號(hào)復(fù)用方式分類13GSM1.GSM系統(tǒng)全稱為全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GlobalSystemforMobileCommunication，GSM)，俗稱“全球通”，它依照歐洲通信標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)(ETSI)制定的GSM規(guī)范研制而成，是第二代移動(dòng)通信技術(shù)（2G）。其開發(fā)目的是讓全球各地可以共同使用一個(gè)移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，讓用戶使用一部手機(jī)就能行遍全球，具有廣闊的發(fā)展前景。2.主要業(yè)務(wù)：語音通話，短信發(fā)送3.傳輸速率：9.6kbit/s4.GSM系統(tǒng)頻譜：包括GSM900：900MHz、GSM1800：1800MHz及GSM1900：1900MHz等幾個(gè)頻段。

第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)（2G/2.5G)14GPRS1.GPRS是GSM移動(dòng)電話用戶可用的一種移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS可說是GSM的延續(xù)。GPRS和以往連續(xù)在頻道傳輸?shù)姆绞讲煌且苑獍≒acket）式來傳輸，因此使用者所負(fù)擔(dān)的費(fèi)用是以其傳輸資料單位計(jì)算，并非使用其整個(gè)頻道，理論上較為便宜。2.傳輸速率可提升至56甚至114Kbps。3.主要業(yè)務(wù)表現(xiàn)：MMS（彩信），郵件接收EDGEEDGE是一種介于現(xiàn)有的第二代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與第三代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)之間的過渡技術(shù)，比“二代半”技術(shù)GPRS更加優(yōu)良，因此也有人稱它為“2.75代”技術(shù)傳輸速率是GPRS的三倍傳輸速率，傳輸速率最高可達(dá)384kbit/s主要業(yè)務(wù)表現(xiàn)：郵件接收，視頻/音樂下載，快速上網(wǎng)第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)（2G/2.5G)15第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（3G)功能：引入大量增殖業(yè)務(wù)（手機(jī)上網(wǎng)、可視電話、視頻共享、流媒體、POC對(duì)講專網(wǎng)、短信交流和同化交流）技術(shù)：主流3G標(biāo)準(zhǔn)都采用CDMA技術(shù)關(guān)鍵詞：WCDMACDMA2000TD-SCDMA不足：3G缺乏全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)理論下載速率WCDMA（7.2/14.4Mbps），CDMA2000(3.1Mbps/單載波)，TD-SCDMA(2.8Mbps/單載波)16國內(nèi)3G業(yè)務(wù)中國移動(dòng)的TD-SCDMA上網(wǎng)卡全稱TimeDivision-SynchronousCDMA(時(shí)分同步CDMA)，在頻譜利用率、對(duì)業(yè)務(wù)支持具有靈活性等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。優(yōu)勢(shì)：中國自有3G技術(shù)，獲政府支持中國聯(lián)通的WCDMA上網(wǎng)卡全稱為WidebandCDMA，也稱為CDMADirectSpread，意為寬頻分碼多重存取是基于GSM網(wǎng)發(fā)展出來的3G技術(shù)規(guī)范，是歐洲提出的寬帶CDMA技術(shù)。優(yōu)勢(shì)：有較高的擴(kuò)頻增益，發(fā)展空間較大，全球漫游能力最強(qiáng)，技術(shù)成熟性最佳中國電信的CDMA-EVDO上網(wǎng)卡

CDMA2000是由窄帶CDMA(CDMAIS95)技術(shù)發(fā)展而來的寬帶CDMA技術(shù)同時(shí)也稱為CDMAMulti-Carrier，由美國高通公司為主導(dǎo)提出。優(yōu)勢(shì)：可以從原有的CDMA1X直接升級(jí)到3G，建設(shè)成本低廉.WCDMA是GSM(2G技術(shù))的升級(jí)(演進(jìn)是GSM、GPRS、EDGE、WCDMA)電信3G業(yè)務(wù)使用的是CDMA20001xEV-DORevA技術(shù),指在一個(gè)無線信道傳送高速數(shù)據(jù)報(bào)文數(shù)據(jù)的情況下，支持下行（向前鏈路）數(shù)據(jù)速率最高3.1Mbps，上行（反向鏈路）速率最高到1.8Mbps

TD-SCDMA空中接口采用了四種多址技術(shù):TDMA,CDMA,FDMA,SDMA（智能天線）。

綜合利用四種技術(shù)資源分配時(shí)在不同角度上的自由度，得到可以動(dòng)態(tài)調(diào)整的最優(yōu)資源分配17CDMA2000與WCDMA、TD-SCDMA優(yōu)劣勢(shì)比較18CDMA2000與WCDMA、TD-SCDMA優(yōu)劣勢(shì)比較

TD-SCDMA

WCDMA

CDMA2000最新版本TD-HSDPAHSUPAEV-DORevA/RevB速率下行2.8Mbps14.4Mbps3.1Mbps/9.3Mbps上行384kbps5.76Mbps1.8Mbps/5.4Mbps功能可視電話、高速數(shù)據(jù)上網(wǎng)、WAP、彩信、話音、短信可視電話、高速數(shù)據(jù)上網(wǎng)、WAP、彩信、話音、短信可視電話、高速數(shù)據(jù)上網(wǎng)、WAP、彩信、話音、短信技術(shù)

演進(jìn)

TD-SCDMA→TD-HSDPA→TD-HSUPA→TD-HSPA+→

LTETDD

GSM→GPRS→EDGE→WCDMA→HSDPA→HSUPA→HSPA+→LTEFDDCDMA→CDMA1X→CDMA2000EV-DORev.0→Rev.A→Rev.B→LTEFDD

備注：上行=>移動(dòng)終端給基站發(fā)送信息時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸速率，比如手機(jī)、筆記本等無線終端給基站傳輸數(shù)據(jù)速率；下行=>基站向移動(dòng)終端發(fā)送信息時(shí)的傳輸速率，比如手機(jī)或筆記本等無線終端從基站或者網(wǎng)絡(luò)下載數(shù)據(jù)的速率。19基站覆蓋范圍比較:移動(dòng)TD-SCDMA:TD-SCDMA因?yàn)樯闲型?，其原理根?jù)時(shí)隙和光速計(jì)算后，最大覆蓋半徑不能超過11.25Km，這還是不考慮風(fēng)向的情況下。城區(qū)人群密集的地方基站距離一般不超過500米。聯(lián)通

WCDMA:WCDMA的最理想覆蓋密度，500~1000M一個(gè)基站，郊區(qū)在1-2公里左右。由于有呼吸效應(yīng)，當(dāng)?shù)氐幕镜母采w面積會(huì)隨著當(dāng)?shù)赜脩魯?shù)的增多而縮小。目前在中國聯(lián)通應(yīng)用中的覆蓋密度，2Km~30Km一個(gè)基站。電信CDMA2000:理想覆蓋密度在1-2公里左右。由于有呼吸效應(yīng)，當(dāng)?shù)氐幕镜母采w面積會(huì)隨著當(dāng)?shù)赜脩魯?shù)的增多而縮小。目前在城區(qū)盡量將覆蓋半徑控制在1-2公里左右,如覆蓋過大,會(huì)造成污染,影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。20速度比較

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TD-SCDMA

WCDMA

CDMA2000部署

國家

中國；緬甸、非洲建有試驗(yàn)網(wǎng)，小規(guī)模放號(hào)

100多個(gè)國家，258張網(wǎng)絡(luò)

62個(gè)國家

用戶數(shù)

中國41萬，少量國外試驗(yàn)用戶

3.2億，全球市場(chǎng)占有率77%

9500萬，全球市場(chǎng)占有率23%

代表運(yùn)營

中國移動(dòng)

中國聯(lián)通、英國沃達(dá)豐、日本NTTDoCoMo、和記黃埔3、西班牙電信、德國電信、法國電信、意大利電信、美國AT&T等全球絕大多數(shù)運(yùn)營商

中國電信、美國Verizon、Sprint、加拿大Telus、Bellmonility、日本KDDI、韓國SKtelecom、印度Reliance、Tata等國家和地區(qū)主要設(shè)備商

大唐移動(dòng)、中興、上海貝爾、鼎橋

愛立信、華為、諾西、中興、阿朗、摩托羅拉阿朗、北電、中興、華為、摩托羅拉

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TD-SCDMA

WCDMA

CDMA2000簡(jiǎn)評(píng)

中國自有3G技術(shù)，獲政府支持

產(chǎn)業(yè)鏈最廣，全球用戶最多，技術(shù)最完善

本身技術(shù)優(yōu)秀，但因產(chǎn)業(yè)鏈一家獨(dú)占發(fā)展不樂觀簡(jiǎn)介TD-SCDMA是我國自主3G標(biāo)準(zhǔn)，，與歐洲WCDMA、美國CDMA2000并列為三大主流3G國際標(biāo)準(zhǔn)。TD-SCDMA于2008年4月1日試商用。

TD-HSDPA是TD-SCDMA的下一步演進(jìn)技術(shù)，采用TDD方式。作為后3G的HSDPA技術(shù)可以同時(shí)適用于WCDMA和TD-SCDMA兩種不同制式。

TD-HSDPA后，TD也將實(shí)現(xiàn)TD-HSUPA，最后演進(jìn)到LTETDD。WCDMA是GSM的升級(jí)，同時(shí)也是全球3G技術(shù)中用戶最廣、技術(shù)和商業(yè)應(yīng)用最成熟的。WCDMA運(yùn)營商遵循WCDMA、HSPA、LTE演進(jìn)路線。

中國聯(lián)通采用HSPA技術(shù)，HSPA+技術(shù)也已經(jīng)開始在澳大利亞、新加坡等地開始建設(shè)，速率高達(dá)21Mbps。

EV-DO是CDMA技術(shù)的升級(jí)，相對(duì)于GSM/WCDMA的部署要少得多，設(shè)備廠家和終端廠商也較少，產(chǎn)業(yè)鏈基本由美國高通一家把控。

CDMA的技術(shù)演進(jìn)已經(jīng)基本達(dá)成共識(shí)，除了一部分轉(zhuǎn)網(wǎng)建設(shè)HSPA，相當(dāng)數(shù)量的CDMA運(yùn)營商還是會(huì)升級(jí)到EV-DORev.A，并最終演進(jìn)到LTE；

23進(jìn)一步提升系統(tǒng)性能

LTE-Advanced多頻段層疊無線接入系統(tǒng)，100mhz頻譜帶寬。峰值速率：下行1Gbps，上行500MbpsIEEE802.16m是為用戶站點(diǎn)和核心網(wǎng)絡(luò)（如：公共電話網(wǎng)和Internet）間)提供通信路徑而定義的WIMAX無線服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。4G手機(jī)，確切的說4G終端，其本質(zhì)不是把手機(jī)做大，而是把電腦做小。第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)（4G)24WiMax(WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess),即全球微波互聯(lián)接入。Wimax是一項(xiàng)新興的寬帶無線接入技術(shù)，能提供面向互聯(lián)網(wǎng)的高速連接，數(shù)據(jù)傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)50km。

Wimax還具有QoS保障、傳輸速率高、業(yè)務(wù)豐富多樣等優(yōu)點(diǎn)。Wimax的技術(shù)起點(diǎn)較高，采用了代表未來通信技術(shù)發(fā)展方向OFDM/OFDMA、MIMO等先進(jìn)技術(shù)，隨著技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，Wimax逐步實(shí)現(xiàn)寬帶業(yè)務(wù)的移動(dòng)化，而3G則實(shí)現(xiàn)移動(dòng)業(yè)務(wù)的寬帶化，兩種網(wǎng)絡(luò)的融合程度會(huì)越來越高。第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)（4G)25Wimax又稱為802·16無線城域網(wǎng)，是一種為企業(yè)和家庭用戶提供“最后一英里”的寬帶無線連接方案。相比Wifi，Wimax能夠達(dá)到更高的吞吐量、QoS服務(wù)以及增強(qiáng)的安全性能，并且整個(gè)網(wǎng)絡(luò)具有良好的可擴(kuò)展性。26

IEEE802無線標(biāo)準(zhǔn)系列IEEE802.15BluetoothWAN廣域網(wǎng)MAN城域網(wǎng)LAN局域網(wǎng)PAN個(gè)人局域網(wǎng)ETSIHiperPANIEEE802.11WirelessLANETSIHiperLANIEEE802.16WirelessMANETSIHiperMAN&HIPERACCESSIEEE802.20(proposed)3GPP,EDGE(GSM)IEEE802標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)已發(fā)布或正在制定的無線標(biāo)準(zhǔn)系列有：

802.11x,802.15x,802.16x,802.20x27

IEEE802無線標(biāo)準(zhǔn)系列個(gè)人局域：PAN核心思想是，用無線電或紅外線代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有線電纜，實(shí)現(xiàn)個(gè)人信息終端的智能化互聯(lián)，組建個(gè)人化的信息網(wǎng)絡(luò)。從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的角度來看，PAN是一個(gè)局域網(wǎng)；從電信網(wǎng)絡(luò)的角度來看，PAN是一個(gè)接入網(wǎng)，因此有人把PAN稱為電信網(wǎng)絡(luò)“最后一米”的解決方案。PAN定位在家庭與小型辦公室的應(yīng)用場(chǎng)合，其主要應(yīng)用范圍包括話音通信網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)、信息電器互聯(lián)與信息自動(dòng)交換等。局域：局域網(wǎng)（LoxalAreaNetwork，LAN）是指范圍在幾百米到十幾公里內(nèi)辦公樓群或校園內(nèi)的計(jì)算機(jī)相互連接所構(gòu)成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)被廣泛應(yīng)用于連接校園、工廠以及機(jī)關(guān)的個(gè)人計(jì)算機(jī)或工作站，以利于個(gè)人計(jì)算機(jī)或工作站之間共享資源（如打印機(jī)）和數(shù)據(jù)通信。（局域網(wǎng)的所有線路一般是屬于個(gè)人，公司的）城域：城域網(wǎng)（MetropolitanAreaNetwork，MAN）所采用的技術(shù)基本上與局域網(wǎng)相類似，只是規(guī)模上要大一些。城域網(wǎng)既可以覆蓋相距不遠(yuǎn)的幾棟辦公樓，也可以覆蓋一個(gè)城市；既可以是私人網(wǎng)，也可以是公用網(wǎng)。城域網(wǎng)既可以支持?jǐn)?shù)據(jù)和話音傳輸，也可以與有線電視相連。城域網(wǎng)一般只包含一到兩根電纜，沒有交換設(shè)備，因而其設(shè)計(jì)就比較簡(jiǎn)單。（而城域網(wǎng)的范圍比較大，一般是本城市的電信公司的所有線路，是公有的。）廣域：廣域網(wǎng)（WidoAreaNetwork，WAN）通常跨接很大的物理范圍，如一個(gè)國家。廣域網(wǎng)包含很多用來運(yùn)行用戶應(yīng)用程序的機(jī)器集合，我們通常把這些機(jī)器叫做主機(jī)（host）；把這些主機(jī)連接在一起的是通信子網(wǎng)（communicationsubnet）。通信子網(wǎng)的任務(wù)是在主機(jī)之間傳送報(bào)文。將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的純通信部分的子網(wǎng)與應(yīng)用部分的主機(jī)分離開來，可以大大簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)。在大多數(shù)廣域網(wǎng)中，通信子網(wǎng)一般都包括兩部份：傳輸信道和轉(zhuǎn)接設(shè)備。傳輸信道用于在機(jī)器間傳送數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)接設(shè)備是專用計(jì)算機(jī)，用來連接兩條或多條傳輸線。（廣域網(wǎng)的范圍更大，是一個(gè)統(tǒng)稱是無數(shù)城域網(wǎng)的集合。）28IEEE802無線標(biāo)準(zhǔn)系列29IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)比較

802.16802.16a802.16d802.16e標(biāo)準(zhǔn)情況2001年12月正式發(fā)布2003年1月正式發(fā)布2004年6月23日獲批預(yù)計(jì)于2005年底發(fā)布使用頻段10～66GHz<11GHz10～66GHz<11GHz<6GHz信道條件視距非視距視距＋非視距非視距固定/移動(dòng)性固定固定固定+游牧移動(dòng)＋漫游調(diào)制方式QPSK、16QAM和64QAM256OFDM（BPSK/QPSK/16QAM/64QAM）256OFDM（BPSK/QPSK/16QAM/64QAM）

2048OFDMA256OFDM（BPSK/QPSK/16QAM/64QAM）128/512/1024/2048OFDMA信道帶寬25/28MHz1.25～20MHz1.25～20MHz1.25～20MHz傳輸速率32～134Mbps（以28MHz為載波帶寬）在20MHz信道上提供約75Mbps的速率在20MHz信道上提供約75Mbps的速率在5MHz的信道上提供約15Mbps的速率額定小區(qū)半徑<5km5～10km5～15km幾km30IEEE802.16-2004與16e技術(shù)對(duì)比技術(shù)參數(shù)802.16-2004802.16e子載波數(shù)256（OFDM）2048（OFDMA）256（OFDM）128、512、1024、2048（OFDMA）帶寬（MHz）1.75MHz~20MHz1.25MHz~20MHz頻段2~11GHz<6GHz移動(dòng)性固定或便攜中低車速峰值速率75Mbps（20MHz）15Mbps（5MHz）調(diào)制方式QPSK、16QAM、64QAM信道編碼卷積碼、塊Turbo碼、卷積Turbo碼、LDPC碼鏈路自適應(yīng)AMC、功率控制、HARQ小區(qū)間切換不支持支持增強(qiáng)型技術(shù)智能天線、空時(shí)碼、空分多址、宏分集（16e）、Mesh網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣尤肟刂浦鲃?dòng)帶寬分配、輪詢、競(jìng)爭(zhēng)接入相結(jié)合QoS支持4種QoS等級(jí)：UGS、rtPS、nrtPS、BE省電模式不支持支持空閑（Idle）、睡眠模式31WiMAX與WiFi的比較技術(shù)Wi-Fi(802.11b)Wi-Fi(802.11a/g)WiMAX標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11bIEEE802.11a/gIEEE802.16-2004吞吐量直到11Mb/s直到54Mb/s直到75Mb/s覆蓋范圍約100m約100m30-50km(視距)、4-9km(非視距)、1－2km(戶內(nèi)安裝)頻率2.4GHzISM5GHzU-Nll、2.4GHzISM(g)2-66GHz帶寬22MHz20MHz1.25-20MHz(靈活)物理層核心技術(shù)DSSSOFDMOFDM/OFDMA，自適應(yīng)調(diào)制編碼，支持自適應(yīng)天線系統(tǒng)（AAS）雙工方式半雙工TDD半雙工TDDTDD/FDD/H-FDD頻譜效率小于0.5b/s/Hz小于2.7b/s/Hz小于5b/s/HzQoS不支持不支持支持安全性弱弱強(qiáng)Mesh支持否否支持32WiMAX與3G的比較技術(shù)WiMAX3G（CDMA-2000）3G（WCDMA/UMTS）標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.16eCDMA-2000WCDMA/UMTS吞吐量直到30Mb/s（10MHz帶寬）直到2.4Mb/s（1XEV-Do）直到3.1Mb/s（1XEV-DV）直到2Mb/s（HSDPA支持超過10Mb/s）覆蓋范圍典型2~5km典型2~5km典型2~5km頻率2~6GHz400、800、700、900、1800、2100MHz900、1800、2100MHz帶寬1.25~20MHz1.25MHz5MHz(固定)物理層核心技術(shù)OFDMA，自適應(yīng)調(diào)制編碼支持自適應(yīng)天線系統(tǒng)CDMA、自適應(yīng)調(diào)制編碼CDMA、自適應(yīng)調(diào)制編碼雙工方式TDDFDDFDD移動(dòng)性游牧式移動(dòng)支持高速移動(dòng)支持高速移動(dòng)33

在過去三四十年間，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸需求的增長以及大規(guī)模集成電路的發(fā)展，促進(jìn)了數(shù)字通信的發(fā)展。目前數(shù)字通信在衛(wèi)星通信、光纖通信、移動(dòng)通信、微波通信等領(lǐng)域有了新的進(jìn)展。下面我們就從這幾個(gè)方面來了解通信的現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢(shì)。1．衛(wèi)星通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)是將通信衛(wèi)星作為空中中繼站，它能夠?qū)⒌厍蛏夏骋坏孛嬲景l(fā)射來的無線電信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)地面站，從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)地域之間的通信。根據(jù)通信衛(wèi)星與地面之間的位置關(guān)系，可以分為靜止通信衛(wèi)星(或同步通信衛(wèi)星)和移動(dòng)通信衛(wèi)星。靜止通信衛(wèi)星是軌道在赤道平面上的衛(wèi)星，它離地面高度為35780km，采用三個(gè)相差120°的靜止通信衛(wèi)星就可以覆蓋地球的絕大部分地域(兩極盲區(qū)除外)。

通信系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)34

衛(wèi)星通信系統(tǒng)由通信衛(wèi)星、地球站、上行線路及下行線路組成。上行線路和下行線路是地球站至通信衛(wèi)星及通信衛(wèi)星至地球站的無線電傳播路徑，通信設(shè)備集中于地球站和通信衛(wèi)星中。衛(wèi)星通信的特點(diǎn)是：通信距離遠(yuǎn)、覆蓋地域廣、不受地理?xiàng)l件限制、通信容量大、可靠性高等。自從1957年10月第一顆衛(wèi)星發(fā)射成功以來，衛(wèi)星通信作為一種重要的通信手段被廣泛用于國際、國內(nèi)和區(qū)域通信。21世紀(jì)的衛(wèi)星通信將向更高頻段、更大容量方向發(fā)展。衛(wèi)星間的通信將采用速度快、頻帶寬、保密性強(qiáng)的激光通信。預(yù)計(jì)到2010年前，星間激光通信的傳輸速率將達(dá)到40Gb/s，地面終端設(shè)備將日益小型化，甚小天線衛(wèi)星地球站(VSAT)將會(huì)繼續(xù)發(fā)展。352．光纖通信系統(tǒng)光纖通信是以光導(dǎo)纖維(簡(jiǎn)稱光纖)作為傳輸媒質(zhì)、以光波為運(yùn)載工具（載波）的通信方式。光纖通信具有容量大、頻帶寬、傳輸損耗小、抗電磁干擾能力強(qiáng)、通信質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，且成本低，與同軸電纜相比可以大量節(jié)約有色金屬和能源。自從1977年世界上第一個(gè)光纖通信系統(tǒng)投入運(yùn)營以來，光纖通信發(fā)展迅速，已成為各種通信干線的主要傳輸手段。目前，單波長光通信系統(tǒng)速率已達(dá)10Gb/s，其潛力已不大，采用密集波分復(fù)用（DWDM）技術(shù)來擴(kuò)容是當(dāng)前實(shí)現(xiàn)超大容量光傳輸?shù)闹匾夹g(shù)。近年來，DWDM技術(shù)取得了較大的進(jìn)展，美國AT&T實(shí)驗(yàn)室等機(jī)構(gòu)已成功地完成了Tb/s的傳輸實(shí)驗(yàn)。

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傳送網(wǎng)是通信網(wǎng)未來的發(fā)展方向，它可以處理高速率的光信號(hào)，擺脫電子瓶頸，實(shí)現(xiàn)靈活、動(dòng)態(tài)的光層聯(lián)網(wǎng)，透明地支持各種格式的信號(hào)以及實(shí)現(xiàn)快速網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)。因此，世界上許多國家紛紛進(jìn)行研究、試驗(yàn)，驗(yàn)證由波分復(fù)用、光交叉連接設(shè)備及色散位移光纖組成的高容量通信網(wǎng)今后的可行性。3．?dāng)?shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)是將通信范圍分為若干相距一定距離的小區(qū)，移動(dòng)用戶可以從一個(gè)小區(qū)運(yùn)動(dòng)到另一個(gè)小區(qū)，依靠終端對(duì)基站的跟蹤，使通信不中斷。移動(dòng)用戶還可以從一個(gè)城市漫游到另一個(gè)城市，甚至到另一個(gè)國家與原注冊(cè)地的用戶終端通話。

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數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)主要由三部分組成：控制交換中心、若干基地臺(tái)、諸多移動(dòng)終端。通過控制交換中心進(jìn)入公用有線電話網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)移動(dòng)電話與固定電話、移動(dòng)電話與移動(dòng)電話之間的通信。目前廣泛應(yīng)用的是第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)，采用窄帶時(shí)分多址(TDMA)和窄帶碼分多址(CDMA)數(shù)字接入技術(shù)，已形成的國家和地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)有歐洲的GSM系統(tǒng)、美國的IS-95系統(tǒng)、日本的PDC系統(tǒng)。我國主要采用歐洲的GSM系統(tǒng)。第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了區(qū)域內(nèi)制式的統(tǒng)一，覆蓋了大中小城市，為人們的信息交流提供了極大的便利。隨著移動(dòng)通信終端的普及，移動(dòng)用戶數(shù)量成倍地增長，第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)的缺陷也逐漸顯現(xiàn)，如全球漫游問題、系統(tǒng)容量問題、頻譜資源問題、支持寬帶業(yè)務(wù)問題等。

38為此，從20世紀(jì)90年代中期開始，各國和世界組織又開展了對(duì)第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的研究，它包括地面系統(tǒng)和衛(wèi)星系統(tǒng)，移動(dòng)終端既可以連接到地面的網(wǎng)絡(luò)，也可以連接到衛(wèi)星的網(wǎng)絡(luò)。第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)工作在2000MHz頻段，預(yù)期在2002年左右投入商用，為此國際電信聯(lián)盟正式將其命名為IMT-2000。IMT-2000的目標(biāo)和要求是：統(tǒng)一頻段，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到全球無縫隙覆蓋，提供多媒體業(yè)務(wù)，傳輸速率最高應(yīng)達(dá)到2Mb/s，其中車載為144kb/s、步行為384kb/s、室內(nèi)為2Mb/s；頻譜利用率高，服務(wù)質(zhì)量高，保密性能好；易于向第二代系統(tǒng)過渡和