第三章3G移動(dòng)通信系統(tǒng)

1、移動(dòng)通信系統(tǒng)移動(dòng)通信系統(tǒng) 柴柴 蓉蓉通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院 國(guó)際電信聯(lián)盟國(guó)際電信聯(lián)盟ITU在在1985年提出的未來(lái)公用陸地移年提出的未來(lái)公用陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)動(dòng)通信系統(tǒng)FPLMTS (Future Public Land Mobile Telecommunication System)。 1996年更名為年更名為IMT-2000，意為工作在，意為工作在2000MHz頻頻段、在段、在2000年前后投入商用的全球移動(dòng)通信系統(tǒng)。年前后投入商用的全球移動(dòng)通信系統(tǒng)。 歐洲商用時(shí)間：歐洲商用時(shí)間：2003年年 中國(guó)中國(guó)3G商用時(shí)間：商用時(shí)間：2009年年 第三章第三章 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)第三代

2、移動(dòng)通信系統(tǒng)l提供提供全球無(wú)縫覆蓋和自動(dòng)漫游。全球無(wú)縫覆蓋和自動(dòng)漫游。l提供提供固定終端固定終端2Mbit/s2Mbit/s、步行、步行384Kb/s384Kb/s、車(chē)輛行、車(chē)輛行進(jìn)進(jìn)144Kb/s144Kb/s的多媒體通信。的多媒體通信。l適應(yīng)適應(yīng)多種業(yè)務(wù)環(huán)境，如蜂窩、衛(wèi)星移動(dòng)、多種業(yè)務(wù)環(huán)境，如蜂窩、衛(wèi)星移動(dòng)、PSTNPSTN、因特網(wǎng)等。因特網(wǎng)等。l具有全球唯一具有全球唯一的用戶(hù)號(hào)碼。的用戶(hù)號(hào)碼。l頻譜頻譜利用率高、容量大。利用率高、容量大。l與與第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)兼容兼容 3G3G移動(dòng)通信系統(tǒng)特點(diǎn)移動(dòng)通信系統(tǒng)特點(diǎn)3G標(biāo)準(zhǔn)：標(biāo)準(zhǔn)：WCDMA（歐洲）（歐洲）CDMA2000（

3、北美）（北美）TD-SCDMA（中國(guó)）（中國(guó)）三種標(biāo)準(zhǔn)均采用碼分多址（三種標(biāo)準(zhǔn)均采用碼分多址（CDMA）技術(shù)。）技術(shù)。 3G共同特點(diǎn)：采用共同特點(diǎn)：采用CDMA技術(shù)技術(shù)擴(kuò)頻技術(shù)：使用比信息頻帶寬得多的帶寬傳輸擴(kuò)頻技術(shù)：使用比信息頻帶寬得多的帶寬傳輸信息的技術(shù)。信息的技術(shù)。 ：系統(tǒng)占用帶寬：系統(tǒng)占用帶寬 ：信息帶寬：信息帶寬 =12，稱(chēng)為窄帶通信，稱(chēng)為窄帶通信 50, 稱(chēng)為寬帶通信稱(chēng)為寬帶通信 100, 稱(chēng)為擴(kuò)頻通信。稱(chēng)為擴(kuò)頻通信。WB/W B/W B/W B香農(nóng)公式：香農(nóng)公式：若若W足夠大，即使在很低的足夠大，即使在很低的 情況下，也可情況下，也可達(dá)到特定容量達(dá)到特定容量 。擴(kuò)頻通信：擴(kuò)頻通信

4、：W擴(kuò)展擴(kuò)展100倍以上，從而提高通信倍以上，從而提高通信的抗干擾能力。的抗干擾能力。log(1/)CWS NC/S N3G支持的業(yè)務(wù)：支持的業(yè)務(wù)： （1）基本電信業(yè)務(wù)，包括語(yǔ)音業(yè)務(wù)、緊急呼叫業(yè)）基本電信業(yè)務(wù)，包括語(yǔ)音業(yè)務(wù)、緊急呼叫業(yè)務(wù)、短消息業(yè)務(wù)。務(wù)、短消息業(yè)務(wù)。 （2）補(bǔ)充業(yè)務(wù)，包括多方會(huì)話、呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫）補(bǔ)充業(yè)務(wù)，包括多方會(huì)話、呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫限制、主叫號(hào)碼顯示等。限制、主叫號(hào)碼顯示等。 （3）智能業(yè)務(wù)，繼承了）智能業(yè)務(wù)，繼承了GSM網(wǎng)絡(luò)的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)，如如號(hào)碼攜帶業(yè)務(wù)號(hào)碼攜帶業(yè)務(wù)，被叫集中付費(fèi)業(yè)務(wù)被叫集中付費(fèi)業(yè)務(wù)，親密號(hào)碼業(yè)務(wù)親密號(hào)碼業(yè)務(wù)，預(yù)付費(fèi)業(yè)務(wù)預(yù)付費(fèi)業(yè)務(wù)等。等。

5、（4）承載業(yè)務(wù)。）承載業(yè)務(wù)。 提供高帶寬面向數(shù)據(jù)服務(wù)的承載業(yè)務(wù)，支持提供高帶寬面向數(shù)據(jù)服務(wù)的承載業(yè)務(wù)，支持QoS的的保障。保障。 （5）位置業(yè)務(wù)。與位置信息相關(guān)的業(yè)務(wù)，如分區(qū)計(jì)）位置業(yè)務(wù)。與位置信息相關(guān)的業(yè)務(wù)，如分區(qū)計(jì)費(fèi)、緊急定位以及其他很多基于位置的應(yīng)用等。與物費(fèi)、緊急定位以及其他很多基于位置的應(yīng)用等。與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用結(jié)合，具有廣闊前景。聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用結(jié)合，具有廣闊前景。 （6）多媒體業(yè)務(wù)。）多媒體業(yè)務(wù)。 包括以可視電話為代表的實(shí)時(shí)多媒體業(yè)務(wù)包括以可視電話為代表的實(shí)時(shí)多媒體業(yè)務(wù) 以在線新聞、在線體育轉(zhuǎn)播等應(yīng)用為代表的基于流以在線新聞、在線體育轉(zhuǎn)播等應(yīng)用為代表的基于流媒體的寬帶分組型實(shí)時(shí)多媒體業(yè)務(wù)。媒體

6、的寬帶分組型實(shí)時(shí)多媒體業(yè)務(wù)。 支持多媒體文件下載播放或轉(zhuǎn)發(fā)的非實(shí)時(shí)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)支持多媒體文件下載播放或轉(zhuǎn)發(fā)的非實(shí)時(shí)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)型多媒體消息業(yè)務(wù)等。型多媒體消息業(yè)務(wù)等。lWCDMA系統(tǒng)發(fā)展歷程系統(tǒng)發(fā)展歷程 從從GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)經(jīng)移動(dòng)通信系統(tǒng)經(jīng)GPRS平滑過(guò)渡而成的平滑過(guò)渡而成的。WCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)移動(dòng)通信系統(tǒng)lUMTSUMTS(Universal Mobile Telecommunications System)，通用，通用移動(dòng)通信系統(tǒng)移動(dòng)通信系統(tǒng)。UMTS是采用是采用WCDMA技術(shù)的技術(shù)的3G移動(dòng)通信系統(tǒng)移動(dòng)通信系統(tǒng) GSM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) BSS由由BTS和和BSC組成。組成。BTS 的功能的

7、功能 實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)BSS與與MS之間通過(guò)空中接口的無(wú)線傳輸。之間通過(guò)空中接口的無(wú)線傳輸。BSC的功能的功能 對(duì)對(duì)BTS進(jìn)行控制、管理，包括無(wú)線信道的分配、進(jìn)行控制、管理，包括無(wú)線信道的分配、釋放和越區(qū)切換管理，提供釋放和越區(qū)切換管理，提供MS與網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）之間的接口管理。）之間的接口管理。GSM基站子系統(tǒng)（基站子系統(tǒng)（BSS）lWCDMA系統(tǒng)由無(wú)線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)和核心網(wǎng)組成。系統(tǒng)由無(wú)線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)和核心網(wǎng)組成。l無(wú)線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（Radio Network Subsystem，RNS）UMTS中，中，RNS為為UTRAN；NodeB：邏輯上對(duì)應(yīng)于：邏輯上對(duì)應(yīng)于GSM系統(tǒng)中

8、的基站系統(tǒng)中的基站BTS；無(wú)線無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器（網(wǎng)絡(luò)控制器（Radio Network Controller，RNC），邏輯），邏輯上對(duì)應(yīng)于上對(duì)應(yīng)于GSM系統(tǒng)中的系統(tǒng)中的BSC。 l核心網(wǎng)核心網(wǎng)（Core Network，CN）電路域電路域分組域分組域WCDMA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)WCDMA/UMTS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)UTRAN：UMTS Terrestrial Radio Access Network，UMTS 陸地?zé)o線接入網(wǎng)陸地?zé)o線接入網(wǎng)l主要主要功能：功能： 擴(kuò)擴(kuò)頻、調(diào)制和頻、調(diào)制和信道編碼；信道編碼； 解擴(kuò)解擴(kuò)、解調(diào)和信道、解調(diào)和信道解碼；解碼； 射頻信號(hào)接收、發(fā)送；射頻信號(hào)接收、發(fā)送； 接收

9、接收RNC傳輸來(lái)的信號(hào)并加以處理。傳輸來(lái)的信號(hào)并加以處理。 Node Bl主要功能：主要功能： 提供提供尋呼、系統(tǒng)信息廣播、功率控制等基本業(yè)務(wù)尋呼、系統(tǒng)信息廣播、功率控制等基本業(yè)務(wù)功能；功能； 移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)臺(tái)接入控制、切換、軟容量等控制接入控制、切換、軟容量等控制管理；管理；信道資源的管理，如動(dòng)態(tài)信道分配信道資源的管理，如動(dòng)態(tài)信道分配等；等；電路電路域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和分組域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和分組域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的承載；承載； 終端操作終端操作維護(hù)維護(hù)管理：配置管理：配置、維護(hù)、告警和性能統(tǒng)計(jì)、維護(hù)、告警和性能統(tǒng)計(jì)等。等。 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器RNCWCDMA網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)GMSC Gatewa

10、y Mobile Switching Center 網(wǎng)網(wǎng)關(guān)移動(dòng)交換中心關(guān)移動(dòng)交換中心 WCDMA的核心網(wǎng)部分由電路域部分和分組域部分組成。的核心網(wǎng)部分由電路域部分和分組域部分組成。l電路電路域域移動(dòng)交換中心移動(dòng)交換中心MSC，移動(dòng)臺(tái)歸屬位置寄存器，移動(dòng)臺(tái)歸屬位置寄存器HLR和拜訪位和拜訪位置寄存器置寄存器VLR。為實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)控制和承載的分離，為實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)控制和承載的分離，MSC分離分離成成MSC Server和和MGW兩個(gè)部分兩個(gè)部分l分組分組域設(shè)備：域設(shè)備： GPRS業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN和和GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)GGSN。WCDMA的核心網(wǎng)的核心網(wǎng)WCDMA核心網(wǎng)核心網(wǎng)CS

11、域域lGMSCGMSC：Gateway Mobile Switching Center，網(wǎng)關(guān)移動(dòng)交，網(wǎng)關(guān)移動(dòng)交換換中心中心GMSC從從HLR查詢(xún)得到被叫查詢(xún)得到被叫MS目前的位置信息，并根據(jù)目前的位置信息，并根據(jù)此信息選擇路由此信息選擇路由。GMSC 可以是任意的可以是任意的MSC ，也可以單獨(dú)設(shè)置（與也可以單獨(dú)設(shè)置（與PSTN相相連）。單獨(dú)設(shè)置時(shí)，不處理連）。單獨(dú)設(shè)置時(shí)，不處理 MS的呼叫，因此不需設(shè)的呼叫，因此不需設(shè)VLR ，不與，不與BSC 相連。相連。lMGW：MGW：Media GateWay，媒體網(wǎng)關(guān)，媒體網(wǎng)關(guān)提供承載控制和傳輸資源提供承載控制和傳輸資源媒體處理設(shè)備媒體處理設(shè)備(如

12、碼型變換器、回升消除器、會(huì)議橋如碼型變換器、回升消除器、會(huì)議橋等等)，執(zhí)行媒體轉(zhuǎn)換和幀協(xié)議轉(zhuǎn)換。，執(zhí)行媒體轉(zhuǎn)換和幀協(xié)議轉(zhuǎn)換。WCDMA核心網(wǎng)核心網(wǎng)CS域域l信號(hào)帶寬：信號(hào)帶寬：5MHz；碼片速率：；碼片速率：3.84Mcpsl信道編碼：卷積碼和信道編碼：卷積碼和Turbo碼，支持碼，支持2M速率的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)l調(diào)制方式：上行：調(diào)制方式：上行：BPSK；下行：；下行：QPSKl功率控制：上下行閉環(huán)功率控制，外環(huán)功率控制功率控制：上下行閉環(huán)功率控制，外環(huán)功率控制l解調(diào)方式：導(dǎo)頻輔助的相干解調(diào)解調(diào)方式：導(dǎo)頻輔助的相干解調(diào)lMAP技術(shù)和技術(shù)和GPRS隧道技術(shù)是隧道技術(shù)是WCDMA體制的移動(dòng)性

13、管理體制的移動(dòng)性管理機(jī)制的核心，保持與機(jī)制的核心，保持與GPRS網(wǎng)絡(luò)的兼容性網(wǎng)絡(luò)的兼容性l支持軟切換和更軟切換支持軟切換和更軟切換WCDMA技術(shù)特征技術(shù)特征 WCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)框圖移動(dòng)通信系統(tǒng)框圖 l智能天線智能天線l多用戶(hù)檢測(cè)技術(shù)多用戶(hù)檢測(cè)技術(shù)l高效信道編碼：糾錯(cuò)編碼高效信道編碼：糾錯(cuò)編碼/譯碼（包括速率適配），譯碼（包括速率適配），交織交織/解交織，傳輸信道映射至解交織，傳輸信道映射至/分離出物理信道。分離出物理信道。l軟件無(wú)線電：用軟件來(lái)操縱、控制傳統(tǒng)的軟件無(wú)線電：用軟件來(lái)操縱、控制傳統(tǒng)的“純硬件純硬件電路電路”的無(wú)線通信，如的無(wú)線通信，如WCDMA與與GSM之間切換。之間切換。WC

14、DMA系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)l原理：原理：可變天線陣列、多天線，可以判定信號(hào)的空間信息，可變天線陣列、多天線，可以判定信號(hào)的空間信息，采用可跟蹤、定位信號(hào)源的智能算法，并且可以根采用可跟蹤、定位信號(hào)源的智能算法，并且可以根據(jù)此信息，進(jìn)行空域?yàn)V波的天線陣列。據(jù)此信息，進(jìn)行空域?yàn)V波的天線陣列。實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)空分復(fù)用空分復(fù)用(SDMA)，利用在信號(hào)傳播方向上的差，利用在信號(hào)傳播方向上的差別，將同頻率、同時(shí)隙的信號(hào)區(qū)分開(kāi)來(lái)。別，將同頻率、同時(shí)隙的信號(hào)區(qū)分開(kāi)來(lái)。基站基站為每個(gè)用戶(hù)提供一個(gè)窄的定向波束，使信號(hào)在有為每個(gè)用戶(hù)提供一個(gè)窄的定向波束，使信號(hào)在有限的方向區(qū)域發(fā)送和接收，充分利用了信號(hào)發(fā)射功限的方向

15、區(qū)域發(fā)送和接收，充分利用了信號(hào)發(fā)射功率，降低了信號(hào)全向發(fā)射帶來(lái)的電磁污染與相互干率，降低了信號(hào)全向發(fā)射帶來(lái)的電磁污染與相互干擾擾。 智能天線技術(shù)智能天線技術(shù) 智能天線技術(shù)智能天線技術(shù) 智能天線技術(shù)智能天線技術(shù)智能天線性能智能天線性能提升提升：l擴(kuò)大系統(tǒng)的覆蓋區(qū)域；擴(kuò)大系統(tǒng)的覆蓋區(qū)域；l增加系統(tǒng)容量；增加系統(tǒng)容量；l提高頻譜利用效率；提高頻譜利用效率；l降低基站發(fā)射功率，節(jié)省系統(tǒng)成本，減少信號(hào)間干降低基站發(fā)射功率，節(jié)省系統(tǒng)成本，減少信號(hào)間干擾與電磁環(huán)境污染。擾與電磁環(huán)境污染。智能天線技術(shù)智能天線技術(shù)l原理原理聯(lián)合聯(lián)合檢測(cè)所有信號(hào)，將其他信號(hào)的干擾從期望信號(hào)中檢測(cè)所有信號(hào)，將其他信號(hào)的干擾從期望信

16、號(hào)中消消除，（除，（信號(hào)相干特性已知，干擾確定）信號(hào)相干特性已知，干擾確定）聯(lián)合檢測(cè)和干擾對(duì)消，降低了多址干擾，從而提高系統(tǒng)聯(lián)合檢測(cè)和干擾對(duì)消，降低了多址干擾，從而提高系統(tǒng)的的容量。容量。多用戶(hù)檢測(cè)技術(shù)多用戶(hù)檢測(cè)技術(shù)Rake接收機(jī)接收機(jī)TD-SCDMA移動(dòng)通信技術(shù)移動(dòng)通信技術(shù)采用技術(shù)：采用技術(shù)： （1）采用時(shí)分雙工）采用時(shí)分雙工TDD模式，能在不同的時(shí)隙模式，能在不同的時(shí)隙中發(fā)送上行業(yè)務(wù)或下行業(yè)務(wù)，可以根據(jù)上下行業(yè)務(wù)量中發(fā)送上行業(yè)務(wù)或下行業(yè)務(wù)，可以根據(jù)上下行業(yè)務(wù)量的多少分配不同數(shù)量的時(shí)隙。可在上下行非對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù)的多少分配不同數(shù)量的時(shí)隙。可在上下行非對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù)時(shí)實(shí)現(xiàn)最佳的頻譜利用率。時(shí)實(shí)現(xiàn)最佳的頻譜

17、利用率。 （2）TD-SCDMA同時(shí)采用了頻分多址同時(shí)采用了頻分多址 FDMA、碼分多址碼分多址CDMA和時(shí)分多址和時(shí)分多址TDMA三種多址技術(shù)。三種多址技術(shù)。 （3）采用了智能天線技術(shù)。把不同方向性的波束）采用了智能天線技術(shù)。把不同方向性的波束分配給不同的用戶(hù)，可以有效減弱用戶(hù)間的干擾，擴(kuò)分配給不同的用戶(hù)，可以有效減弱用戶(hù)間的干擾，擴(kuò)大小區(qū)的覆蓋范圍，提高系統(tǒng)的容量。大小區(qū)的覆蓋范圍，提高系統(tǒng)的容量。TD-SCDMA移動(dòng)通信技術(shù)移動(dòng)通信技術(shù)（4）采用了多用戶(hù)聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)，把同時(shí)存在的多）采用了多用戶(hù)聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)，把同時(shí)存在的多個(gè)用戶(hù)信號(hào)及多徑信號(hào)聯(lián)合處理，精確地解調(diào)出用戶(hù)個(gè)用戶(hù)信號(hào)及多徑信號(hào)

18、聯(lián)合處理，精確地解調(diào)出用戶(hù)信號(hào)，因而它可以降低對(duì)功率控制的要求。信號(hào)，因而它可以降低對(duì)功率控制的要求。（5）采用了軟件無(wú)線電技術(shù)。）采用了軟件無(wú)線電技術(shù)。 TD-SCDMA的缺點(diǎn)：的缺點(diǎn)：（1）支持移動(dòng)終端的速度較）支持移動(dòng)終端的速度較FDD模式移模式移動(dòng)終端低得多。動(dòng)終端低得多。TDD模式的速度為模式的速度為120km/h，F(xiàn)DD模式的速度為模式的速度為500km/h。 (2) 覆蓋半徑小，覆蓋半徑小，TDD模式不超過(guò)模式不超過(guò)10km，而而FDD模式可達(dá)幾十公里。模式可達(dá)幾十公里。二、第四代移動(dòng)通信的發(fā)展趨勢(shì)二、第四代移動(dòng)通信的發(fā)展趨勢(shì)4G:寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)，可提供的最大帶寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)

19、，可提供的最大帶寬為寬為100Mbps。4G系統(tǒng)定位于寬帶多媒體業(yè)務(wù)，使用更系統(tǒng)定位于寬帶多媒體業(yè)務(wù)，使用更高的頻帶，提供更高傳輸容量。高的頻帶，提供更高傳輸容量。4G基本特征：基本特征： （1）網(wǎng)絡(luò)覆蓋的無(wú)縫化，即用戶(hù)在任何時(shí)間、任）網(wǎng)絡(luò)覆蓋的無(wú)縫化，即用戶(hù)在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)都能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的接入。何地點(diǎn)都能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的接入。 （2）寬帶化：高速數(shù)據(jù)傳輸。）寬帶化：高速數(shù)據(jù)傳輸。 （3）融合趨勢(shì)明顯加快，包括技術(shù)融合、網(wǎng)絡(luò)融）融合趨勢(shì)明顯加快，包括技術(shù)融合、網(wǎng)絡(luò)融合、業(yè)務(wù)融合。合、業(yè)務(wù)融合。 （4）數(shù)據(jù)速率更高，頻譜帶寬更寬，頻段越來(lái)越）數(shù)據(jù)速率更高，頻譜帶寬更寬，頻段越來(lái)越高，覆蓋距離縮小。高

20、，覆蓋距離縮小。 （5）終端智能化越來(lái)越高。）終端智能化越來(lái)越高。 （6）支持）支持IP網(wǎng)的網(wǎng)的“無(wú)所不在，無(wú)所不能無(wú)所不在，無(wú)所不能”的普遍的普遍特征，支持任何時(shí)間，任何地點(diǎn)、任何人采用任何終特征，支持任何時(shí)間，任何地點(diǎn)、任何人采用任何終端可實(shí)現(xiàn)任何業(yè)務(wù)傳輸。端可實(shí)現(xiàn)任何業(yè)務(wù)傳輸。 4G的關(guān)鍵技術(shù)：的關(guān)鍵技術(shù)： （1）調(diào)制與信號(hào)傳輸技術(shù)）調(diào)制與信號(hào)傳輸技術(shù) MIMO，OFDM，RAKE擴(kuò)頻接收、跳頻、擴(kuò)頻接收、跳頻、高性能前向糾錯(cuò)高性能前向糾錯(cuò)FEC編碼技術(shù)等。編碼技術(shù)等。定位技術(shù)定位技術(shù) （2）基于移動(dòng)終端的定位、基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)定）基于移動(dòng)終端的定位、基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)定位和混合定位。位和混合定位

21、。 4G支持移動(dòng)終端在不同系統(tǒng)間進(jìn)行通信，支持移動(dòng)終端在不同系統(tǒng)間進(jìn)行通信，對(duì)其定位和跟蹤是實(shí)現(xiàn)高速率和高質(zhì)量移動(dòng)通對(duì)其定位和跟蹤是實(shí)現(xiàn)高速率和高質(zhì)量移動(dòng)通信的前提和保障。信的前提和保障。 （3）切換技術(shù)）切換技術(shù) 包括同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的切換（水平切換），不同網(wǎng)絡(luò)之包括同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的切換（水平切換），不同網(wǎng)絡(luò)之間的切換（垂直切換），實(shí)現(xiàn)硬切換和軟切換相結(jié)合。間的切換（垂直切換），實(shí)現(xiàn)硬切換和軟切換相結(jié)合。（4）軟件無(wú)線電技術(shù)）軟件無(wú)線電技術(shù) 建立一個(gè)無(wú)線電通信平臺(tái)，通過(guò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)多通路、建立一個(gè)無(wú)線電通信平臺(tái)，通過(guò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)多通路、多層次和多模式的無(wú)線通信。多層次和多模式的無(wú)線通信。 （5）智能天線技術(shù)）

22、智能天線技術(shù) 智能天線具有抑制干擾、自動(dòng)跟蹤信號(hào)、智能化智能天線具有抑制干擾、自動(dòng)跟蹤信號(hào)、智能化時(shí)空處理算法形成數(shù)字波束等功能。時(shí)空處理算法形成數(shù)字波束等功能。 6.4 無(wú)線局域網(wǎng)無(wú)線局域網(wǎng)6.4.1 基本概念基本概念 無(wú)線局域網(wǎng)（無(wú)線局域網(wǎng)（Wireless Local Area Network，WLAN）是利用無(wú)線電波或紅外線（）是利用無(wú)線電波或紅外線（Infrared，IR）等）等無(wú)線傳輸媒體構(gòu)成的局部區(qū)域網(wǎng)絡(luò)無(wú)線傳輸媒體構(gòu)成的局部區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。 在開(kāi)放環(huán)境中，在開(kāi)放環(huán)境中，WLAN的覆蓋范圍約為的覆蓋范圍約為250300米；而在有間隔的半開(kāi)放性空間，米；而在有間隔的半開(kāi)放性空間，WLAN

23、的覆蓋范圍僅為的覆蓋范圍僅為3550米。米。 2、WLAN的發(fā)展的發(fā)展 WLAN是是20世紀(jì)世紀(jì)90年代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線通信技年代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。 1990年年11月，月，IEEE成立委員會(huì)，著手制定成立委員會(huì)，著手制定WLAN標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。1997年年6月制定出全球第月制定出全球第1個(gè)個(gè)WLAN標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11。 IEEE小組又相繼推出了新的高速標(biāo)準(zhǔn)小組又相繼推出了新的高速標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11b，IEEE802.11a，IEEE 802.11g，IEEE 802.11n。 歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（ETSI）的寬帶無(wú)線接入

24、網(wǎng)）的寬帶無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò) （絡(luò) （ B R A N ） 小 組 著 手 制 定 了） 小 組 著 手 制 定 了 H i p e r（HighPerformance Radio）接入標(biāo)準(zhǔn)，已相繼推出）接入標(biāo)準(zhǔn)，已相繼推出Hiper AN/1和和Hiper LAN/2標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。 6.4.2 無(wú)線局域網(wǎng)的工作模式無(wú)線局域網(wǎng)的工作模式1. 自組織無(wú)線局域網(wǎng)（自組織無(wú)線局域網(wǎng)（Ad-hoc Network）：多：多個(gè)個(gè)WLAN站無(wú)線連接組成自組織網(wǎng)絡(luò)。站無(wú)線連接組成自組織網(wǎng)絡(luò)。 圖圖6-33 自組織網(wǎng)絡(luò)自組織網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：無(wú)中心分布式對(duì)等結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：無(wú)中心分布式對(duì)等結(jié)構(gòu)。 任意兩站可以互相直接通信

25、，無(wú)須設(shè)中心轉(zhuǎn)任意兩站可以互相直接通信，無(wú)須設(shè)中心轉(zhuǎn)接站。接站。 媒體訪問(wèn)控制（媒體訪問(wèn)控制（MAC）功能由各站分布式管）功能由各站分布式管理。理。 MAC協(xié)議采用協(xié)議采用CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance，帶碰撞避，帶碰撞避免的載波傾聽(tīng)多址）協(xié)議。免的載波傾聽(tīng)多址）協(xié)議。 2. 基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)的無(wú)線局域網(wǎng)（集中式無(wú)基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)的無(wú)線局域網(wǎng)（集中式無(wú)線局域網(wǎng)）：線局域網(wǎng)）： 若干若干WLAN站通過(guò)接入點(diǎn)站通過(guò)接入點(diǎn)AP（Access Point）與有線網(wǎng)絡(luò)互連。）與有線網(wǎng)絡(luò)互連。Internet圖圖6-34 集中式無(wú)

26、線局域網(wǎng)組成示意圖集中式無(wú)線局域網(wǎng)組成示意圖 圖圖6-34中，每一小區(qū)稱(chēng)為一個(gè)基本服中，每一小區(qū)稱(chēng)為一個(gè)基本服務(wù)區(qū)（務(wù)區(qū)（Basic Service Area，BSA）。）。 BSA通常的范圍在通常的范圍在100米以?xún)?nèi)。米以?xún)?nèi)。 擴(kuò)展服務(wù)區(qū)（擴(kuò)展服務(wù)區(qū)（Extended Service Area，ESA）：由若干個(gè)通過(guò)有線骨干網(wǎng)橋接）：由若干個(gè)通過(guò)有線骨干網(wǎng)橋接的基本服務(wù)區(qū)（的基本服務(wù)區(qū)（BSA）構(gòu)成。）構(gòu)成。 典型的典型的ESA覆蓋范圍在幾公里以?xún)?nèi)。覆蓋范圍在幾公里以?xún)?nèi)。有中心的集中控制方式有中心的集中控制方式 BSA中有一個(gè)中心控制站，主要完成中有一個(gè)中心控制站，主要完成MAC控制及控制及

27、信道分配等功能。信道分配等功能。 網(wǎng)中的其他站在該中心站的協(xié)調(diào)下互相通信。由于網(wǎng)中的其他站在該中心站的協(xié)調(diào)下互相通信。由于對(duì)信道資源分配和對(duì)信道資源分配和MAC控制采用集中控制的方式，控制采用集中控制的方式，中心站可根據(jù)網(wǎng)內(nèi)業(yè)務(wù)量的具體情況改變控制策略及中心站可根據(jù)網(wǎng)內(nèi)業(yè)務(wù)量的具體情況改變控制策略及參數(shù)，使網(wǎng)絡(luò)性能（吞吐量、延遲等）趨于最佳，信參數(shù)，使網(wǎng)絡(luò)性能（吞吐量、延遲等）趨于最佳，信道利用率大大提高。道利用率大大提高。 引入中心站也使得引入中心站也使得BSA結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且中心站需要進(jìn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且中心站需要進(jìn)行信道資源分配和站點(diǎn)管理等較復(fù)雜的處理。行信道資源分配和站點(diǎn)管理等較復(fù)雜的處理。 混合組網(wǎng)方式混合組網(wǎng)方式:分布式對(duì)等方式與集分布式對(duì)等方式與集中控制方式的結(jié)合方式。中控制方式的結(jié)合方式。 BSA中的任意兩站均可直接通信，而中的任意兩站均可直接通信，而中心控制站執(zhí)行部分