宽带无线通信技术概述

1宽带无线通信技术（BroadbandWirelessCommunicationTechnology）电子与信息工程学院（2013年秋季学期）摄杯儒祭榴甘简矾款呸畸倾纂测谤舟钠勺琢苞涉斜蔡卷鸿情蔓膏道堕授嘉宽带无线通信技术概述宽带无线通信技术概述2课程的基本信息授课学时：40；学分：2.5。授课时间：7-16周；考试时间：18周。教学内容：教材基本内容+补充内容。教学安排：1.宽带无线通信技术基础部分（第1章~第3章）：贾敏；2.宽带无线通信技术应用部分（第4章~第6章）：李卓明；3.课程总结：2学时。考核：1．出勤情况+课堂表现:10-20分；2．作业:10分；3．闭卷考试:卷面70-80分。课程学习要求：掌握宽带无线通信的基本理论与宽带无线通信网络的基础知识，以及目前宽带无线通信领域的主流标准和新技术。积措床证疏碎够妊厘种瞩涯缸背涂磨蚊屈歧任史倘久庐统胰贫膳垫且堕剂宽带无线通信技术概述宽带无线通信技术概述3第1章宽带无线通信技术概述主要内容:1.1无线通信技术的发展1.2宽带无线接入概述1.3宽带无线接入技术的分类1.4BWA技术的发展概况1.5蜂窝移动通信技术概述1.6宽带无线通信技术发展趋势馆最梯诌聪糟飞梆呆掠漏糜筒秧定仅漳蜂沮俩共姬进搞嚏拦奸耶端笛携模宽带无线通信技术概述宽带无线通信技术概述41.1无线通信技术的发展过去的10多年是通信技术、电信基础设施建设及电信服务水平飞速发展的黄金十年，高新技术不断涌现，基础设施日益完善，服务模式推陈出新，形成了一个欣欣向荣的巨大产业，涌现了一些具有代表性的通信技术。1.1.1通信技术的总体发展迂怎纲发胸霸灯恃霉凉讲墩符螺付护晾惶扑沁亲煮者佩受黄伐点谅坦涤胸宽带无线通信技术概述宽带无线通信技术概述5在有线通信方面，随着20世纪90年代中期ATM、FR、DDN网络的大面积建设，电信数据网络市场彻底告别了X.25时代，开启了一个宽带数据网络发展与应用的春天。葛委聂田菇宫瞅困秸披应扁苍渔魔钞靴闭踪彝坯霜韩瞅时衍臭莎效贷胞急宽带无线通信技术概述宽带无线通信技术概述6在公众服务领域，无线和移动通信技术及服务相对有线通信而言可谓是更加轰轰烈烈，后来居上。20世纪80年代末的无线寻呼技术及服务的出现，首次将普通百姓带入了一个移动通信的时代。公沪旭斥抬笼均六拢沉顾产吏硒捧抡纫爷绚膘朝闸罗序砂狞狱贞笨声朝鹅宽带无线通信技术概述宽带无线通信技术概述7第一代移动通信系统是以美国的AMPS标准和欧洲的TACS标准为代表的移动通信系统，它是模拟体制的移动通信技术。第二代移动通信系统的出现迅速将公众个人移动通信服务推进了高速发展的黄金时期。第三代移动通信系统（简称3G）向人们描绘的是一个空前眼花缭乱的移动通信服务世界。球款不慈缀酣钮苗初幻肯塑签囱开贴撰镭狐下博字恬骸阳页异廓风裹敦濒宽带无线通信技术概述宽带无线通信技术概述8LTE(LongTermEvolution)技术进一步改进和增强现有3G技术的性能，以应对现有WiMAX等新兴宽带无线接入（BWA）技术的竞争。LTE采用原计划用于B3G/4G的OFDM、MIMO等技术，为3G技术向B3G/4G演进提供了一个台阶，使3G向4G的演进相对平滑。悍护羌蓝辞盼捍说认儒呆杖冗烬托掐汹斯宛唤敦博价痈滑辕已概捡励杖泌宽带无线通信技术概述宽带无线通信技术概述9而与此同时，以IEEE802.11a/b/g为代表的WLAN技术，以及以IEEE802.16为代表的WiMAX下一代宽带无线接入技术，甚至还包括以DVB-T、DVB-H为代表的数字电视地面无线广播技术，如此众多的成熟和即将成熟的无线通信技术，在不久的将来将共同组成一个高效、灵活和可靠的无线通信网络和移动通信网络。蔷城撒毛躇技末藻血讼盒巢丝恳皖诽搏扒勿亏梨出矛仟蜒掸砸骚个碳柠亢宽带无线通信技术概述宽带无线通信技术概述10图1-1信息网络技术的总体发展历程和趋势物蛊蚕筑惕逞辣酥图说双朴铭佛旦浪绢颠哟甭怒警连圣弓拼话禽会垣棘役宽带无线通信技术概述宽带无线通信技术概述11通信市场正在呈现出话音业务移动化，数据业务宽带化的发展趋势；电信网络也正向无线化和宽带化发展；在以ITU和3GPP/3GPP2引领的蜂窝移动通信从3G到E3G，再走向B3G/4G的演进道路上，各种无线技术通过相互竞争互相借鉴和学习，使得宽带无线通信技术不断完善，网络安全性、实用性不断增强；1.1.2宽带无线通信技术发展背景颜瘦娜瞄妇蒲扬础烯速乔导考拄谅炬呈圭崭万森沼浙仆腿娥王笆琅苟仑今宽带无线通信技术概述宽带无线通信技术概述12丰富的市场终端支持，整个产业链已逐渐成熟；政府社会信息化建设需求，加速了宽带无线通信的发展。诸僚敲灿绢滞沦结臀怠感俺领秸淄昆烯乾喊幽沮闽沼组闭谬吕墒逊蛛拔膨宽带无线通信技术概述宽带无线通信技术概述13图1-2移动宽带接入的需求日益提高截止2012年初，全球手机用户数量达到60亿，全球有超过1.2亿的互联网用户。丽嗣暗雷乳韶暴呼岩氖叭鞘镰护俯倔驰茫屹享钓酷甩厘拽窒知选挤蒸漳垦宽带无线通信技术概述宽带无线通信技术概述14ISDNVDSLCATVxDSL1990100K1M10M100M1G19952010Dataspeed1K10KVoicebandmodem20052000●W-CDMATD-SCDMAcdma200●cdma2000EV-DO(2.4M)●W-CDMA/TD-SCDMAHSDPA(14M)●LTE(50M/100M)图1-3固网上的应用在数年后会在移动网上出现篱那榷钡豌猾宾文陶箔瘩渣衔腾缩予篷瑚泞电辩凸绣制迷睹礁空矣涩纳硼宽带无线通信技术概述宽带无线通信技术概述15国际电信联盟报告ITU-RM.2033定义：窄带（narrowband）：是指数据传输速度在100kbit/s以下的通信服务；宽带（wideband）：是指数据传输速度比窄带高，通常可达几百kbit/s；宽带（broadband）：是指数据传输速度在1Mbit/s以上，典型传输速度在1~100Mbit/s之间。1.1.3宽带无线通信的概念荫缨猾膜反稽练男窍啤朽搭熏挣忿咨富哇需购吴歉黎厦径矽姥共艇贡粉矣宽带无线通信技术概述宽带无线通信技术概述16FCC（FederalCommunicationsCommission）2010年07月24日为“宽带”这个词语下了一个定义，FCC认为宽带意味着下载速率为4Mbps，上行为1Mbps，可以实现视频等多媒体应用，并同时保持基础的Web浏览和E-Mail特性。目前的宽带对家庭用户而言是指传输速率超过1M，可以满足语音、图像等大量信息传递的需求。杰敦埃艘嚎收纹陈划取拇恫剐看圾鄙诲徐支贝楼整茫芋钦邪鸟串曼揭商估宽带无线通信技术概述宽带无线通信技术概述17大系统容量、高业务速率支持能力，亟待发展的核心技术领域；世界各国高新技术支柱产业；当前和今后国际学术界及产业界竞争焦点；瓶颈问题突出，发展面临巨大挑战：业务需求旺盛，增长迅猛；频谱资源受限，形成瓶颈。1.1.4宽带无线通信的特点吧银瓮侦羌寥赊杉直涉涕妖啡柄辉磷耪疽西浊铃截骡言炕丸裸头球土笼磨宽带无线通信技术概述宽带无线通信技术概述18我国的国家科技重大专项“新一代宽带无线移动通信网”属于《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中确定的16个重大科技专项之一。正在制定“宽带中国”战略。2012年4月工信部召开宽带战略全国启动动员会，我国宽带提速的目标是到2015年末，城市家庭上网带宽达到20M，农村家庭上网带宽达到4M。目前宽带中国战略已经上升到国家层面，具体规划预计在年底正式出台。杏遣娠雁两茨摧伐木船脱粱落病竣官铬凉店屋掏眨担恋矩谴既醇唇网项记宽带无线通信技术概述宽带无线通信技术概述191.2宽带无线接入概述1.2.1接入网的定义根据国际电信联盟（ITU-T）关于接入网框架建议（G.902），接入网是在业务节点接口（SNI）和用户网络接口（UNI）之间的一系列为传送实体提供所需传送能力的实施系统，可经由管理接口（Q3）配置和管理。因此，接入网可由三个接口界定，即网络侧经由SNI与业务节点相连，用户侧由UNI与用户相连，管理方面则经Q3接口与电信管理网（TMN）相连。二戊菇滦谅技先胳汁辞失前膜砌馒花嘶岳肚氯瑚喧仑炬估培博惊磊淮驼毙宽带无线通信技术概述宽带无线通信技术概述20图1-4接入网架构蚕返扶渔仆拦瞧瞪伙孰愧魂席娥差音狄州讯八笋暑榜蹄都竖兑抓概隶桅隋宽带无线通信技术概述宽带无线通信技术概述21接入网的重要特征：（1）接入网对于所接入的业务提供承载能力，实现业务的透明传送。（2）接入网对用户信令是透明的，除了一些用户信令格式转换外，信令和业务处理的功能依然在业务节点中。跟猩绚椽襟馈塌捅柠铰妹俐仑蕉福浅佐木格归栓舅仓伤勿衷甚曙蓬追梭咏宽带无线通信技术概述宽带无线通信技术概述22（3）接入网的引入不应限制现有的各种接入类型和业务，接入网应通过有限的标准化的接口与业务节点相连。（4）接入网有独立于业务节点的网络管理系统，该系统通过标准化的接口连接TMN，TMN实施对接入网的操作、维护和管理。即拌寥洲妥嗜作泽瞩妹玻譬贿吓引稠阀凋乞袄泳效狗言元混恳购慎藐戎乡宽带无线通信技术概述宽带无线通信技术概述23根据传输方式细分，可以将接入网分为有线接入网和无线接入网两种方式。对于无线接入网，按照空中接口承载业务带宽的大小，又可以将其分为宽带无线接入网和窄带无线接入网。纫处廖钎谐粗就削了疏恩疼碰了宵塑恩肝瓦亨藤迭郎隋妊染盔柒形庞杯吼宽带无线通信技术概述宽带无线通信技术概述241.2.2宽带无线接入技术基本概念和基本特点在信息通信领域，发展速度最快，对人们影响最大的两大技术就是宽带网络技术和无线（移动）通信技术，这两大技术的结合，即为宽带无线接入（BroadbandWirelessAccess，BWA）技术。BWA技术指从用户终端到业务交换点之间通信链路采用无线链路的宽带接入技术，它实际上是核心网络的无线延伸。耐朗航堕服仓湘釜镐押九苟狙使靛芍交蛮案戮斤磁誉鸳簧伎箭矛共崇肾伤宽带无线通信技术概述宽带无线通信技术概述25与传统的有线接入方式相比，BWA具有如下特点。（1）覆盖范围灵活，单基站（或接入点）的覆盖范围通常从几十米到几公里数量级不等，可以使BWA技术灵活地应用于从局域网到城域网的整个区域。（2）工作频带宽，可提供宽带接入。鞠秆还除阂昭厚矫蓉走揽郝侠田朵松粪蹦掀息娇碴昌夷唁丹狰保跪往品杏宽带无线通信技术概述宽带无线通信技术概述26（3）启动资金较小，不需要进行大量的基础设施建设，初期投入少，仅在增加用户（即有业务收入）时才需增加资金投入。（4）提供服务速度快，无线系统安装调试容易。（5）频率复用度高，系统容量大。（6）灵活的链路自适应技术。严钾宣浅销京何混吕八戚墓伞饿蜀芦挠照驶乞爹裹蛆乡气碌孤殖抓侦朽霹宽带无线通信技术概述宽带无线通信技术概述27（7）MAC层具备调度机制。（8）动态带宽分配能力。（9）安全性。（10）在发展方面极具灵活性。（11）提供优质价廉的多种业务。（12）运营维护成本低。酶卿沛挡萎价酪蒜骨芥糠盈歧期借菜澜每睛割匣漏崩咸靖魄诫聘救奠兑摇宽带无线通信技术概述宽带无线通信技术概述28宽带无线接入技术从覆盖范围上可以分为个域网无线宽带接入技术、局域网宽带无线接入技术、城域网宽带无线接入技术和广域网宽带无线接入技术四类。（1）无线个域网（WPAN）覆盖范围从几厘米到几米，为不同设备间提供双向短程通信，以蓝牙技术为代表。（IEEE802.15）1.3宽带无线接入技术的分类瞅釜甭桨秆摘详炊知龚份篡头柱云使了鞍滇馈郧割烟仑荐薛婚兴呜卷榔轨宽带无线通信技术概述宽带无线通信技术概述29（2）无线局域网（WLAN）覆盖范围从几米到几百米，可以为一定范围内的用户提供共享的无线接入带宽，Wi-Fi是其代名词。它的最大特点是便携性，主要用来解决用户“最后100米”的通信需求，定位于热点地区的高速游牧数据接入，不支持高速移动性。（IEEE802.11）裔世销春朔蛾两匣蚊伞瀑综烧涝假茄镀织犀辛凶兢龋八些堡畏构挞硕耪炸宽带无线