上海大学通信与信息工程学院 2010.12

1. 宽带无线通信郑国莘 吴雅婷 上海大学通信与信息工程学院 2010.12

2. 课程目的 移动通信：移动的宽带化 TD-SCDMA WLAN WMAN 宽带无线通信：宽带网络的移动化 WSN 802.15.3 802.15.3 802.15.4 WPAN

3. 课程目的 课程 内容 性质 移动通信 ITU-T 系列的通信网 接入层网络层 宽带无线通信 IEEE 系列的通信网 无线通信技术 通信原理深化 物理层链路层 专业基础课程：通信原理 点对点通信的系统性能 基础课程：概率论与随机过程 相对独立的 三大基础 随机信号通过线性系统 基础课程：信息论与编码 基础课程：信息论与编码 数字信号的编码 基础课程：信号与系统 时域与频域的分析

4. 课程目的 • 本课程为电子与通信类学生的专业选修课程 • 内容包括网络技术的基本原理，并重点对WIMAX、WLAN、ad hoc和无线传感器网络等目前最为热门的无线技术进行了详细的讲述。 • 要求学生通过本课程的学习，牢固掌握宽带无线技术及其相关网络协议。了解宽带无线技术的基本原理、具体应用以及发展趋势。

5. 课程内容 第一章 绪论 （2学时） 第二章 宽带通信网络 （2学时） 第三章 通信网络协议 （4学时） 第四章 WLAN无线技术 （12学时） 第五章 WiMAX无线技术 （6学时） 第六章 蓝牙技术 （2学时） 第七章 超宽带技术 （4学时） 第八章ad hoc网络 （4学时） 第九章ZigBee技术 （4学时）

6. 参考书目 • 司鹏博 胡亚辉 程源 余锦 等编著 “无线宽带接入新技术”2007年6月 机械工业出版社 • 龚正虎“现代TCP/IP网络原理与技术”2002年国防工业出版社 • 唐雄燕 主编 李建宇 张辉 王彬 编著 “宽带无线接入技术及应用-WIMAX和WIFI” 2006年5月 电子工业出版社 • 刘宴兵 唐红 “宽带无线移动通信网络技术”2008年6月 科学出版社 • 毛京丽编著 “宽带IP网络”2010年1月 人民邮电出版社

7. 第一讲 概述 • IT发展趋势 • 无线通信网络的发展

8. 开拓 扩展 电子信息技术为先导 新材料技术为基础 新能源技术为支柱 空间技术 海洋技术 生物技术 1.信息技术（IT）的作用 • 21世纪的高技术包括六大群体：

9. 目的 基础 核心 信息基础技术 ——微电子技术 信息系统技术——通信与计算机 信息应用技术 ——信息管理 控制决策 2. 信息技术的内涵 • 包括三大部分

10. 3.微电子技术的发展 • 微电子技术史上的五大突破 • 真空管： 1906年 • 晶体管： 1947年 • 集成电路： 1958年 • VLSI： 1960－70年 • 量子隧道三极管： 1988年

11. 提高集成度 • 21世纪微电子技术展望 • 纳米晶体管：10nm • system on a chip • 铜布线工艺 • 低功耗 • 埋藏式无源元件集成

12. 功能复合 • 材料复合：硅与锗的复合；磷化铟 • 器件复合： 双极器件与MOS器件复合 • 系统复合： 模拟、数字电路复合

13. 分子、单电子、量子技术 • 单电子晶体管 • 纳米级薄膜材料：存储点直径0.6nm信息 • 存储密度可达1014bit/cm2。 • 量子计算机

14. 第一代 第二代 第三代 第四代 第五代 第六代 4.计算机技术的发展 • 计算机技术的发展历史 • 电子管 1945年 • 晶体管 1958年 • 集成电路 1964年 • 大规模集成电路 70年代 • 人工智能 80年代 • 人工神经网络

15. 21世纪计算机技术的发展趋势 量子计算机

16. 5.现代通信技术的发展 • 发展总趋势 D-Digital 数字化 N-Network 网络化 I-Integrate 综合化

17. 四个趋势 • 数据业务超过话音业务－ 信息的需求 • 分组交换超过电路交换－ 经济的需求 • 软件超过硬件－ 技术的需求 • 移动超过固定－ 个性的需求

18. 两个焦点 • 无线移动： wireless/mobile • IP因特网： Internet/IP 宽带 无线

19. 第一讲 概述 • IT发展趋势 • 无线通信网络的发展

20. 电信网 Public Switched Telephone Network, PSTN 用户线－－双芯线，传输双向信号 中继线－－电缆，光缆，传输多路信号 电信局－－交换机，接通被叫与主叫

21. 交换－－－两个用户之间建立通信链路 交换机

22. 电信网 Public Switched Telephone Network, PSTN FINAL Regional Center D Class 1 HU6 Regional Center C Class 2 HU5 Primary Center G HU4 Regional Center B Class 3 HU7 HU2 HU3 HU1 Toll Center A Class 4 Toll Center H Local Office (End Office) Class 5 Toll Connecting Local Office 交换机

23. 交换机 1 基站控制器 2 3 2 6 4 2 6 5 基站 交换机 7 全球移动通讯系统GSM, Global System for Mobile Communications 2G,3G,4G…

24. GSM 与 PSTN 的连接

25. 移动宽带化

26. GSM AMPS UMTS WCDMA CDMA IS95 TACS 模 拟 技 术 数 字 技 术 语 音 业 务 宽 带 业 务 需求驱动 需求驱动 CDMA 2000 NMT TDMA IS-136 TD- SCDMA 其它 PDC 移动宽带化 第一代 第三代 第四代 第二代 需求驱动

27. 第一代移动电话（1G） 移动宽带化

28. 2G 移动宽带化

29. 2.5G 移动宽带化

30. 3G 移动宽带化

31. IMT-2000 移动宽带化

32. 4G 移动宽带化

33. 移动宽带化

34. 移动宽带化

35. 宽带移动化: IEEE802.11

36. 宽带移动化: IEEE802.11 互联网的发展－－宽带通信的移动性 快速 移动 3G WCDMA CDMA2000 TD-SCDMA 步行 GPRS WMBA 802.20 WiMax 802.16e WiMax 802.16a 静止 802.15 蓝牙 Wi－Fi 802.11b/g UWB 802.15.3a 0.1 1 10 100 Mbps

37. 交换机 路由器 电脑 宽带移动化: IEEE802.11 终端 交换机 路由器 子网，局域网，城域网，广域网

38. 无线接入 AP 宽带移动化: IEEE802.11 互联网：WLAN

39. 基于通信的列车控制技术 (Communication Based Train Control )： 通过车地通信，缩短车距(与高铁不同)，增加运能。 宽带移动化: IEEE802.11 39

40. 宽带移动化: IEEE802.11 CBTC系统 轨旁 300m +34m 以太网 无线单元 应答器天线 雷达 测速器 MMI ATO LATS ATP 转辙机 固定应答器 活动应答器 信号机 计轴头 无线接入AP LEU 区域控制器 联锁 车站主机 计轴主机

41. 无线个域网（WPAN） 宽带移动化:

42. 无线个域网（WPAN） 宽带移动化: ZigBee Low data rate (250kb/s raw) networking standard Offers optimized power saving strategies that allow battery life of 0.5-2+ years for a variety of applications 2.4GHz option allows global license free operation Simple protocol 10m – 75m coverage

43. 超宽带UWB无线电: 用很低功率，很宽频带共用授权频段 目的：提高无线电资源利用率

44. 无线城域网（WMAN） 宽带移动化:

45. 无线城域网（WiMax） 宽带移动化: 网络覆盖半径：最大可达到50km； 频率：2—11GHz； 频谱效率：5bit／s／Hz s 数据传输速率：单基站可以支持70Mbps的数据流量 如果采用多扇区配置，每个基站可以实现最高6扇区共 420Mbps的业务流量；

46. 长波通信 1000Hz 中波波广播AM 600k-1530k 短波通信 3M-30M 电视 60M－800M GSM 900M GPS 1.5G 3G 2G wlan 2.4G 卫星通信 2G－15G 制导 2G－15G

47. 太赫兹 未被完全认知 介于微波红外线之间 无线电按频谱划分： 微波 红外线 - Hz 0.78 - 400

48. 认知无线电: 通过频谱感知，发现频率空洞，非授权用户使用授权频段 目的：提高无线电资源利用率 频率 授权用户 频率空洞 频率空洞 CR 用户 时间 频率空洞 功率

49. THANK YOU 上海大学通信与信息工程学院