无线信道容量.PPT

第1章无线网络绪论 石高涛 shgt@tju.edu.cn 天津大学计算机科学与技术学院 提纲 无线网络发展 无线通讯结构 无线通讯特点 无线频谱与电波 无线信道容量 无线网络的发展 无线网络是什么 所谓无线网络，就是利用无线电波作为信息传输的媒介的网络，它摆脱了网线的束缚 就应用层面来讲，它与有线网络的用途完全相似，两者最大不同的地方是在于传输资料的媒介不同。 WiFi无线网络 Wi-Fi联盟成立于1999年，一种取代有线的局域网互联技术。 技术标准IEEE 802.11： 第一个版本发表于1997年，其中定义了介质访问接入控制层（MAC层）和物理层。 MAC层：CSMA/CA 物理层：ISM 2.4GHz Internet无线接入技术 Bluetooth技术 蓝牙技术培起源于1998年，当时，爱立信、IBM、英特尔、诺基亚和东芝公司联合为设备间无线短距离传送数据创建了一项标准。 低成本、低功率无线“线缆替代”技术。传输频段为的2.4GHz ISM频段，提供1Mbps的传输速率和10m的距离。 Zigbee技术 ZigBee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。用于近距离无线连接。 无线通信技术 The three wireless “waves” Wave #1: cellular telephony Still, biggest profit maker Wave #2 : wireless Internet access Most Internet access on US campuses is wireless Hot spots are rapidly proliferating in the US; Europe and Asia to follow soon 2.5 G, 3G and 4G trying to keep up; competitive edge? Wave #3: ad hoc wireless nets (now) Set up in an area with NO infrastructure; to respond to a specific, time limited need 第一代移动通信——模拟语音 第一代蜂窝技术，模拟调制 较小的覆盖区域（cell） 频率的重用 AMPS共有832个信道 采用FDM 每个cell采用一组频率，相邻cell所采用的频率不同 第二代移动通信——数字语音 引入数字无线电技术，提供更高的网络容量，改善了话音质量和必威体育官网网址性，并为用户提供无缝的国际漫游。 第二代数字无线标准，包括GSM、D-AMPS。PDC（日本数字蜂窝系统）和IS-95CDMA等。 仍然仅提供语音通信等简单功能，不支持数据业务如短信。 第二代移动通信——GSM 采用FDM技术（发送和接收频率不同） 共有124对单工信道 每个频段又采用TDM为多个用户提供服务 GSM的频段更宽，数据率高于D-AMPS 信道控制 广播控制信道（集站发布信息） 专用控制信道（呼叫建立） 公共控制信道（访问请求） 2.5G——语音为主兼顾数据 GPRS (General Packet Radio Service) GPRS和以往连续在频道传输的方式不同，是以封包（Packet）式来传输，在语音系统的cell中发送/接收IP分组 GPRS的传输速率可提升至56甚至114Kbps。 2.5G：GPRS只通过增加相应的功能实体和对现有的基站系统进行部分改造来实现分组交换，投入相对来说不大，但用户数据速率却相当可观。暂时作为3G的替代 3G——数字语音与数据 3G在中国 2000年5月，TD-SCDMA正式成为国际标准，与欧洲WCDMA、美国CDMA2000成为3G时代最主流的三大技术之一。 3家3G运营商及其3G技术 中国电信：CDMA2000，美国技术 中国联通：WCDMA，欧洲技术 中国移动：TD-SCDMA，中国自主知识产权 2009年工信部正式向上述三家分别颁发相应的3G牌照。 3G在中国 3G用户数预计完成目标的70%以上 年度增长显著 对比3G需求，目前的基站数量远远不够，由此带来的带宽问题极大地限制了3G市场的发展。 部分运营商因此取消了对3G上网卡的补贴，并且对流量和时长都进行了限制 4G——各方观点 The 3rd Wave: Infrastructure vs Ad Hoc 无线通信架构 无线通讯结构 无线通信模型 在无线系统中，无线信道就是无线电波在空间中的传播。与有线通信截然不同。 无线信道是无线通信系统中最基本的部分，它是承载信息的物理媒介。 发射机的作用是在发送端将承载信息的信号(原始电信