信息技術(shù)（第2版）（拓展模塊）拓展模塊11 現(xiàn)代通信技術(shù)

28/28課題名稱模塊11現(xiàn)代通信技術(shù)授課類型理實(shí)一體授課對(duì)象授課課時(shí)所授課程授課地點(diǎn)所授教材一、學(xué)情分析本課程授課對(duì)象為高職各專業(yè)大一學(xué)生，課程開(kāi)設(shè)在大一第二學(xué)期，學(xué)生情況在知識(shí)儲(chǔ)備、學(xué)習(xí)特點(diǎn)和信息素養(yǎng)的情況如下。1.知識(shí)儲(chǔ)備學(xué)生在高職或高中已經(jīng)學(xué)習(xí)了信息技術(shù)課程，并且在大一第一學(xué)期已經(jīng)完成了高職信息技術(shù)（基礎(chǔ)模塊）的學(xué)習(xí)，具備了基礎(chǔ)的信息技術(shù)知識(shí)和技能。2.學(xué)習(xí)特點(diǎn)授課對(duì)象都是零零后的學(xué)生，在學(xué)習(xí)方面表現(xiàn)出如下特點(diǎn)。（1）喜歡實(shí)踐動(dòng)手操作，厭煩枯燥乏味的理論講解；（2）喜歡任務(wù)式引導(dǎo)，情境設(shè)定，參與其中，厭煩平淡無(wú)極的說(shuō)教；（3）樂(lè)于接受可視化教學(xué)資源，反感靜態(tài)紙質(zhì)學(xué)習(xí)材料；（4）偏愛(ài)顆?；?、模塊化的學(xué)習(xí)過(guò)程，排斥時(shí)間冗長(zhǎng)的教學(xué)過(guò)程；（5）對(duì)挑戰(zhàn)性的題目感興趣，對(duì)基礎(chǔ)性題目求知欲偏低；（6）喜好電腦與互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，線上操作所見(jiàn)即所得可以引發(fā)學(xué)習(xí)興趣。3.信息素養(yǎng)學(xué)生通過(guò)高職或高中信息技術(shù)課程的學(xué)習(xí)，具備了基礎(chǔ)的信息技術(shù)學(xué)科素養(yǎng)，但是在數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新方面仍需加強(qiáng)二、教學(xué)內(nèi)容現(xiàn)代通信技術(shù)知識(shí)圖譜1.知識(shí)目標(biāo)（1）理解通信技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)、5G技術(shù)等概念，掌握相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)；（2）了解現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展歷程及未來(lái)趨勢(shì)；（3）熟悉移動(dòng)通信技術(shù)中的傳輸技術(shù)、組網(wǎng)技術(shù)等；（4）了解5G的應(yīng)用場(chǎng)景、基本特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)；（5）掌握5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和部署特點(diǎn)，掌握5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)流程；（6）了解藍(lán)牙、Wi-Fi、ZigBee、射頻識(shí)別、衛(wèi)星通信、光纖通信等現(xiàn)代通信技術(shù)的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景；（7）了解現(xiàn)代通信技術(shù)與其他信息技術(shù)的融合發(fā)展。2.能力目標(biāo)移動(dòng)通信技術(shù)中的傳輸技術(shù)、組網(wǎng)技術(shù)；初步5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和部署特點(diǎn)，掌握5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)流程。3.素養(yǎng)目標(biāo)通過(guò)小組學(xué)習(xí)，培養(yǎng)與人溝通、協(xié)同工作、口才表達(dá)等能力1.教學(xué)重點(diǎn)5G的應(yīng)用場(chǎng)景、基本特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和部署特點(diǎn)，5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)流程講解現(xiàn)代通信技術(shù)的基本概念講解現(xiàn)代通信技術(shù)的基本概念講解現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展歷程講解5G應(yīng)用場(chǎng)景、基本特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)講解5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和部署特點(diǎn)、5G建設(shè)流程八、教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)活動(dòng)策略與意圖環(huán)節(jié)一課程導(dǎo)入與學(xué)習(xí)任務(wù)(10分鐘)通信技術(shù)是實(shí)現(xiàn)人與人之間、人與物之間、物與物之間信息傳遞的一種技術(shù)?，F(xiàn)代通信技術(shù)將通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)等新技術(shù)相結(jié)合，其發(fā)展具有數(shù)字化、綜合化、寬帶化、智能化和個(gè)人化的特點(diǎn)?，F(xiàn)代通信技術(shù)是大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)等信息技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，以5G為代表的現(xiàn)代通信技術(shù)是中國(guó)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要領(lǐng)域。本主題包含現(xiàn)代通信技術(shù)基礎(chǔ)、5G技術(shù)、其他現(xiàn)代通信技術(shù)等內(nèi)容。本主題包含現(xiàn)代通信技術(shù)的基本概念、發(fā)展歷程、移動(dòng)通信、第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5G）、其他常見(jiàn)的現(xiàn)代通信技術(shù)、與其他信息技術(shù)的融合等內(nèi)容?！緦W(xué)習(xí)任務(wù)】通過(guò)本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，完成下列學(xué)習(xí)任務(wù)：

1.在學(xué)習(xí)過(guò)程中認(rèn)真復(fù)習(xí)，梳理記錄好學(xué)習(xí)筆記；2.理解通信技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)、5G技術(shù)等概念，掌握相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)；3.了解現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展歷程及未來(lái)趨勢(shì)；4.熟悉移動(dòng)通信技術(shù)中的傳輸技術(shù)、組網(wǎng)技術(shù)等；5.了解5G的應(yīng)用場(chǎng)景、基本特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)；6．掌握5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和部署特點(diǎn)，掌握5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)流程；7.了解藍(lán)牙、Wi-Fi、ZigBee、射頻識(shí)別、衛(wèi)星通信、光纖通信等現(xiàn)代通信技術(shù)的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景；8.了解現(xiàn)代通信技術(shù)與其他信息技術(shù)的融合發(fā)展。9.感受5G的魅力，激發(fā)對(duì)興趣，拓展視野和思維；10.通過(guò)小組學(xué)習(xí)，培養(yǎng)與人溝通、協(xié)同工作、口才表達(dá)等能力；11.完成單元考核評(píng)價(jià)中的相關(guān)任務(wù)。教師活動(dòng)1.介紹現(xiàn)代通信技術(shù)導(dǎo)入。3.介紹現(xiàn)代通信技術(shù)小節(jié)的學(xué)習(xí)任學(xué)生活動(dòng)2.積極思考，回答問(wèn)題。3.明確本小節(jié)的學(xué)習(xí)任務(wù)4.思考記錄1.講授教學(xué)法，介紹現(xiàn)代通信技術(shù)概述、本節(jié)知識(shí)圖譜及學(xué)習(xí)任務(wù)，使學(xué)生了解本節(jié)教學(xué)內(nèi)容的全貌教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)活動(dòng)策略與意圖環(huán)節(jié)二了解現(xiàn)代通信技術(shù)的基本知識(shí)(40分鐘)11.1認(rèn)知現(xiàn)代通信技術(shù)本節(jié)介紹現(xiàn)代通信技術(shù)的概念、發(fā)展歷史、技術(shù)基礎(chǔ)、特性、分類等，認(rèn)識(shí)現(xiàn)代通信技術(shù)的重要性，并對(duì)通信系統(tǒng)的組成有初步的了解。11.1.1現(xiàn)代通信技術(shù)的基本概念1.通信的概念（1）通信是什么？簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，通信就是信息的傳遞。在人類社會(huì)里，為滿足生產(chǎn)和生活的需要，人們?cè)谶M(jìn)行思想感情的交流以及知識(shí)的獲取等方面都離不開(kāi)信息的傳遞。古代的烽火臺(tái)、金鼓、旌旗；當(dāng)今的書(shū)信、電報(bào)、電話、可視電話、電視等都是傳遞信息的方式。廣義地說(shuō)，通信就是由一地向另一地傳遞信息。隨著人類社會(huì)文明、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，通信所傳遞的信息形式越來(lái)越多，不僅有語(yǔ)言、符號(hào)、文字、音樂(lè)，還包括數(shù)據(jù)、圖片、圖像和文本等。實(shí)現(xiàn)這些消息的傳遞可采用各種各樣的通信方式，在諸多通信方式中，利用“電”來(lái)傳遞信息的通信方式—電通信，能使消息幾乎在任意通信距離上實(shí)現(xiàn)既迅速、有效，又準(zhǔn)確、可靠的傳遞，縮短了通信雙方的時(shí)間和距離的差異，因而得到飛速的發(fā)展及廣泛的應(yīng)用。電話、傳真、可視電話、數(shù)據(jù)傳輸、電視、廣播、雷達(dá)、遙測(cè)、遙控等均屬于“電”通信方式。（2）通信的類比案例—烽火戲諸侯烽火本是古代敵寇侵犯時(shí)的緊急軍事報(bào)警信號(hào)。由國(guó)都到邊鎮(zhèn)要塞，沿途都遍設(shè)烽火臺(tái)。西周為了防備犬戎的侵?jǐn)_，在鎬京附近的驪山（在今陜西臨潼東南）一帶修筑了20多座烽火臺(tái)，每隔幾里地就是一座。一旦犬戎進(jìn)襲，首先發(fā)現(xiàn)的哨兵立刻在臺(tái)上點(diǎn)燃烽火，鄰近烽火臺(tái)也相繼點(diǎn)火，向附近的諸侯報(bào)警。諸侯見(jiàn)了烽火，知道京城告急，天子有難，必須起兵勤王，趕來(lái)救駕。虢石父獻(xiàn)計(jì)令烽火臺(tái)平白無(wú)故點(diǎn)起烽火，招引諸侯前來(lái)白跑一趟，以此逗引褒姒發(fā)笑。古代的烽火臺(tái)如圖11-2所示。圖11-2烽火臺(tái)11.1.2現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展歷程古代人們通過(guò)人力、馬力、旗語(yǔ)、金屬的撞擊聲、鼓聲、書(shū)信等原始手段進(jìn)行消息的傳遞?，F(xiàn)代通信主要通過(guò)電信號(hào)來(lái)傳遞信息。現(xiàn)代通信始于1837年莫爾斯有線電報(bào)的誕生。在短短的一百八十多年間，現(xiàn)代通信技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。從早期的只能表示幾個(gè)字符的有線電報(bào)，到能夠互相對(duì)話的有線電話；從只能發(fā)送簡(jiǎn)單話語(yǔ)的無(wú)線電報(bào)，到隨時(shí)隨地都能收到信息的傳呼機(jī)，再到能夠隨時(shí)隨地都能通信的手機(jī)；從真空管到晶體管，再到集成電路，通信設(shè)備從巨無(wú)霸變成了掌中寶；從簡(jiǎn)單的手機(jī)語(yǔ)音通信，到現(xiàn)在的微信、視頻聊天、手機(jī)直播帶貨、手游電競(jìng)；從第一代的手機(jī)“大哥大”，到直板手機(jī)霸主“諾基亞”，再到開(kāi)創(chuàng)智能機(jī)時(shí)代的“蘋果”，現(xiàn)代通信技術(shù)的變化真可謂一日千里。最能體現(xiàn)現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展的技術(shù)便是移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，它與人們的生活息息相關(guān)，從最早的第一代移動(dòng)通信開(kāi)始，我們便結(jié)識(shí)了“大哥大”手機(jī)，這種重量級(jí)的移動(dòng)電話，厚實(shí)笨重，狀如黑色磚頭，重量都在一斤以上，不僅可以用來(lái)打電話，更是一件防身的利器，1G是模擬制式的。第二代移動(dòng)通信是數(shù)字制式的，典型的技術(shù)是GSM，這個(gè)時(shí)代的王者是諾基亞，屬于直板機(jī)的天下。第三代移動(dòng)通信已是數(shù)字的，這一代主要是發(fā)展了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，2G的業(yè)務(wù)只能是語(yǔ)音業(yè)務(wù)，但到了3G，用戶就可以簡(jiǎn)單的瀏覽一下網(wǎng)頁(yè)，但這時(shí)的網(wǎng)速還不行。第四代移動(dòng)通信在3G的基礎(chǔ)上有了很大的進(jìn)步，人們已經(jīng)可以通過(guò)手機(jī)在線聽(tīng)音樂(lè)、看視頻、打游戲，可謂“4G改變生活”，確實(shí)是這樣，在4G的時(shí)代，智能手機(jī)也得到了飛速的發(fā)展。現(xiàn)在，我們又迎來(lái)了第五代移動(dòng)通信，即5G。我們說(shuō)“5G改變社會(huì)”，這一點(diǎn)已經(jīng)逐漸地呈現(xiàn)在我們眼前。5G包含三大應(yīng)用場(chǎng)景，即大帶寬、高可靠低延時(shí)、海量連接。5G會(huì)結(jié)合當(dāng)前的物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能技術(shù)賦能所有行業(yè)。11.1.3現(xiàn)代通信技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)1.通信系統(tǒng)模型（1）通信系統(tǒng)一般模型通信系統(tǒng)是指完成信息傳輸過(guò)程的一切設(shè)備和傳輸媒質(zhì)。通信系統(tǒng)的一般模型如圖11-3所示，能實(shí)現(xiàn)消息從發(fā)送端送到接收端。圖11-3通信系統(tǒng)的一般模型圖11-3中，信源是消息的發(fā)源地，作用是把消息轉(zhuǎn)換成原始電信號(hào)；為了使這個(gè)原始電信號(hào)適合在信道中傳輸，即將信源與信道匹配起來(lái)，在發(fā)送端通過(guò)發(fā)送設(shè)備對(duì)其進(jìn)行某種變換后送入信道；信道是指信號(hào)的傳輸媒質(zhì)，可分為有線與無(wú)線兩大類；在接收端，接收設(shè)備的功能與發(fā)送設(shè)備的功能恰好相反，目的是從接收信號(hào)中恢復(fù)出相應(yīng)的原始電信號(hào)，而信宿是傳輸消息的目的地，將原始電信號(hào)還原成相應(yīng)的消息；圖中的噪聲是信道中的噪聲以及分散在通信系統(tǒng)其他各處噪聲的集中表示。（2）模擬通信系統(tǒng)模型通信中傳輸?shù)南⒖煞謨纱箢悾阂活愂菭顟B(tài)連續(xù)變化的消息，稱為模擬消息，如語(yǔ)音、圖像等；另一類是狀態(tài)離散的消息，稱為數(shù)字消息，如符號(hào)、數(shù)據(jù)等。按照信道中傳輸信號(hào)的特征是模擬信號(hào)還是數(shù)字信號(hào)，可以把通信系統(tǒng)分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。信道中傳輸模擬信號(hào)的系統(tǒng)稱為模擬通信系統(tǒng)，其模型如圖11-4所示。圖11-4模擬通信系統(tǒng)模型（3）數(shù)字通信系統(tǒng)模型數(shù)字通信系統(tǒng)的模型如圖11-5所示。圖11-5中應(yīng)包含同步環(huán)節(jié)，但由于數(shù)字通信中有3種同步方式，且每種方式的位置又不是固定的，故圖中沒(méi)有示出。圖11-5數(shù)字通信系統(tǒng)模型圖8-5中，編碼和譯碼組成一對(duì)環(huán)節(jié)，編碼包括信源編碼和信道編碼。信源編碼的主要任務(wù)是提高數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)挠行?，包括?shù)/模轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)壓縮。信道編碼的主要任務(wù)是提高數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)目煽啃?。?shù)字調(diào)制與數(shù)字解調(diào)構(gòu)成一對(duì)環(huán)節(jié)，其作用與模擬通信系統(tǒng)中的調(diào)制與解調(diào)作用相同，不同的是這里的調(diào)制與解調(diào)的是數(shù)字信號(hào)。上述所列數(shù)字通信的有些環(huán)節(jié)（如編碼與譯碼、調(diào)制與解調(diào)）并不是必需的，它可根據(jù)不同的條件和要求決定是否采用。沒(méi)有調(diào)制器與解調(diào)器環(huán)節(jié)，直接傳輸基帶信號(hào)的數(shù)字通信系統(tǒng)稱為數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)。目前，無(wú)論是模擬通信還是數(shù)字通信，都是已經(jīng)獲得廣泛應(yīng)用的通信方式。綜合模擬通信和數(shù)字通信的各自特點(diǎn)，數(shù)字通信與模擬通信相比有以下優(yōu)點(diǎn)。①數(shù)字傳輸?shù)目乖肼暎纯垢蓴_）能力強(qiáng)，數(shù)字信號(hào)傳輸中可通過(guò)中繼再生消除噪聲的累積。②數(shù)字通信可以通過(guò)差錯(cuò)控制編碼技術(shù)，提高通信的可靠性。③便于利用現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)對(duì)數(shù)字信息進(jìn)行處理。④數(shù)字信息易于加密，且保密性強(qiáng)。⑤數(shù)字通信可以傳遞各種消息（模擬的和離散的），使通信系統(tǒng)靈活性好、通用性強(qiáng)。⑥數(shù)字通信采用數(shù)字集成電路，具有體積小、重量輕、可靠性高及調(diào)整調(diào)試方便的優(yōu)點(diǎn)。但是，數(shù)字通信與模擬通信相比較為突出的缺點(diǎn)是其信號(hào)占有的頻帶寬。如一路模擬電話僅占4kHz帶寬，而一路數(shù)字電話要占20～64kHz的帶寬。然而由于毫米波通信和光纖通信的出現(xiàn)，帶寬問(wèn)題得到解決，數(shù)字通信將逐步取代模擬通信。2.通信系統(tǒng)的分類及通信方式（1）通信系統(tǒng)的分類通信系統(tǒng)有多種分類方法，下面介紹常見(jiàn)的5種通信系統(tǒng)的分類方法。①按通信業(yè)務(wù)類型分類根據(jù)通信業(yè)務(wù)類型的不同，通信系統(tǒng)可分為電報(bào)通信系統(tǒng)、電話通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、圖像通信系統(tǒng)等。②按調(diào)制方式分類按照信道中傳輸?shù)男盘?hào)是否經(jīng)過(guò)調(diào)制，可將通信系統(tǒng)分為基帶傳輸和頻帶傳輸。③按信號(hào)特征分類按照信道中傳輸?shù)氖悄M信號(hào)還是數(shù)字信號(hào)，可相應(yīng)地把通信系統(tǒng)分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)兩類。模擬通信系統(tǒng)傳輸?shù)氖悄M信號(hào)，數(shù)字通信系統(tǒng)則傳輸數(shù)字信號(hào)。④按傳輸媒介分類按傳輸媒介，通信系統(tǒng)分為有線通信系統(tǒng)和無(wú)線通信系統(tǒng)。有線通信系統(tǒng)以傳輸纜線作為傳輸媒介，傳輸媒介包括電纜通信、光纖通信等；無(wú)線通信系統(tǒng)是無(wú)線電波在自由空間傳播信息，包括微波通信、衛(wèi)星通信等。⑤按信號(hào)復(fù)用方式分類按信號(hào)復(fù)用方式，通信系統(tǒng)又可分為頻分復(fù)用（FDM）、時(shí)分復(fù)用（TDM）和碼分復(fù)用（CDM）等系統(tǒng)。（2）通信方式通信系統(tǒng)中有多種通信方式，它可按不同的方法劃分如下。①按傳輸?shù)姆较蚺c時(shí)間關(guān)系劃分對(duì)于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信，按傳輸?shù)姆较蚺c時(shí)間關(guān)系，通信方式可分單工通信、半雙工通信及全雙工通信3種。單工通信是指消息只能單方向傳輸?shù)墓ぷ鞣绞剑鐖D11-6（a）所示。例如廣播、電視、遙測(cè)等都是單工通信方式。半雙工通信是指通信的雙方都能收發(fā)信息，但各方不能同時(shí)進(jìn)行收發(fā)信息的通信方式，如圖11-6（b）所示。例如無(wú)線電對(duì)講機(jī)和普通無(wú)線電收發(fā)報(bào)機(jī)等是半雙工通信方式。全雙工通信是指通信的雙方都可同時(shí)收發(fā)信息的通信方式，如圖11-6（c）所示。例如普通電話、計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)等采用的就是全雙工通信方式。②按數(shù)字信號(hào)碼元排列方法劃分在數(shù)字通信中按數(shù)字信號(hào)碼元排列方法不同，可劃分為串行傳輸和并行傳輸兩種通信方式。串行傳輸是將數(shù)字信號(hào)碼元序列按時(shí)間順序一個(gè)接一個(gè)地在信道中傳輸，如圖11-7（a）所示，如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信。并行傳輸是將數(shù)字信號(hào)碼元序列分割成兩路或兩路以上的數(shù)字信號(hào)碼元序列同時(shí)在信道中傳輸，如圖11-7（b）所示。例如計(jì)算機(jī)和打印機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸。圖11-6各種通信方式圖11-7并行與串行傳輸方式串序傳輸方式只需一條通路，線路成本低，適合于長(zhǎng)距離的通信；而并序傳輸方法需要多條通路，線路成本高，傳輸速度快，適合于短距離的通信。③按照網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)劃分通信系統(tǒng)按照網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)劃分為專線和通信網(wǎng)兩類。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信是專線通信；多點(diǎn)間的通信屬網(wǎng)通信。網(wǎng)通信的基礎(chǔ)仍是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信。3.通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)一個(gè)通信系統(tǒng)，往往要涉及許多性能指標(biāo),如系統(tǒng)的有效性、可靠性、適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)性、標(biāo)準(zhǔn)性及使用維護(hù)方便性等。這些指標(biāo)可從各個(gè)方面評(píng)價(jià)通信系統(tǒng)的性能，但從研究信息傳輸方面考慮，通信的有效性和可靠性是通信系統(tǒng)中最主要的性能指標(biāo)。有效性主要是指消息傳輸?shù)摹八俣取眴?wèn)題，而可靠性主要是指消息傳輸?shù)摹百|(zhì)量”問(wèn)題。有效性和可靠性的要求是相互矛盾而又相互聯(lián)系的。提高有效性會(huì)降低可靠性，反之亦然。因此在設(shè)計(jì)通信系統(tǒng)時(shí)，對(duì)二者應(yīng)統(tǒng)籌考慮。（1）模擬通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)在模擬通信系統(tǒng)中，有效性是利用消息傳輸速度（即單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒘浚┗蛘哂行鬏旑l帶來(lái)衡量的。模擬通信系統(tǒng)的可靠性用接收機(jī)輸出端的信噪比（即輸出信號(hào)平均功率與噪聲平均功率的比值）來(lái)衡量。輸出信噪比越高，通信質(zhì)量越好，它除了與信號(hào)功率和噪聲功率的大小有關(guān)外，還與信號(hào)的調(diào)制方式有關(guān)。（2）數(shù)字通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)下面討論數(shù)字通信系統(tǒng)的有效性和可靠性問(wèn)題。①數(shù)字通信系統(tǒng)的有效性數(shù)字通信系統(tǒng)的有效性可用碼元速率、信息速率及系統(tǒng)帶寬利用率這3個(gè)性能指標(biāo)來(lái)描述。A．碼元速率RB碼元速率RB又稱碼元傳輸速率或傳碼率。它被定義為每秒所傳送的碼元數(shù)目，單位為“波特（Baud）”，常用符號(hào)“B”或“Bd”表示。B．信息速率Rb信息速率Rb又稱信息傳輸速率或傳信率。它被定義為每秒所傳輸?shù)男畔⒘浚瑔挝粸椤氨忍?秒”，或記為bit/s（也可寫成bps）。由于每位二進(jìn)制數(shù)都包含有1bit的信息量，因此信息速率也就是每秒傳輸?shù)亩M(jìn)制碼元數(shù)。對(duì)于二進(jìn)制碼元的傳輸，碼元速率與信息速率相等即RB=Rb；而對(duì)于N進(jìn)制碼元的傳輸來(lái)說(shuō)，由于每一位N進(jìn)制碼元可用log2N（N=2K，K Rb=RB對(duì)于不同進(jìn)制通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，碼元速率高的通信系統(tǒng)，其信息速率不一定高。因此在對(duì)它們的傳輸速度進(jìn)行比較時(shí)，不能直接比較碼元速率，需將碼元速率換算成信息速率后再進(jìn)行比較。C．系統(tǒng)的頻帶利用率在比較兩個(gè)通信系統(tǒng)的有效性時(shí)，僅從傳輸速率上看是不夠的，還應(yīng)考察系統(tǒng)所使用頻帶的大小。這是因?yàn)橄戕r(nóng)定理指出通信系統(tǒng)的頻帶影響傳輸信息的能力。衡量系統(tǒng)效率的另一個(gè)指標(biāo)是系統(tǒng)頻帶的利用率。通信系統(tǒng)的頻帶利用率定義為每秒在單位頻帶上傳輸?shù)男畔⒘浚瑔挝粸楸忍?秒·赫茲或記為bit/s·Hz。不同的調(diào)制方式具有不同的頻帶利用率，如二進(jìn)制振幅調(diào)制系統(tǒng)頻帶利用率為1/2。系統(tǒng)的頻帶利用率越高，其有效性發(fā)揮得越好。②數(shù)字通信系統(tǒng)的可靠性由于在數(shù)字通信系統(tǒng)中（尤其是信道中）存在干擾，接收到的數(shù)字碼元可能會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤，而使通信的可靠性受到影響。數(shù)字通信系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)主要用誤碼率Pe或誤信率PA．誤碼率P誤碼率是指通信過(guò)程中，系統(tǒng)傳錯(cuò)碼元的數(shù)目與所傳輸?shù)目偞a元數(shù)目之比，也就是傳錯(cuò)碼元的概率，即 （1.2）B．誤信率P誤信率又稱誤比特率，是指錯(cuò)誤接收的信息量（傳錯(cuò)的比特?cái)?shù)）與傳輸?shù)目傂畔⒘浚▊鬏數(shù)目偙忍財(cái)?shù)）的比，即 （1.3）顯然，在二進(jìn)制通信系統(tǒng)中有Pe=P通信系統(tǒng)中存在誤碼是不可避免的。不同的應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)誤碼率的要求也不一樣，如數(shù)字電話通信中誤碼率在10-3教師活動(dòng)1.講授現(xiàn)代通信技術(shù)的概念、定義技術(shù)特性及分類。2.介紹通信的類比案例--烽火戲諸侯的故事，通過(guò)討論分析，進(jìn)一步加深對(duì)通信的理解。學(xué)生活動(dòng)2.積極思考，回答問(wèn)題。3.參與互動(dòng)討論，理解通信的概念。1.講授教學(xué)法，介紹通信的概念、定義技術(shù)特性及分類，使學(xué)生了解通信的概念。2.案例教學(xué)法，介紹通信的類比案例--烽火戲諸侯的故事，互動(dòng)討論通信的含義，促進(jìn)學(xué)生對(duì)通信的理解。教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)活動(dòng)策略與意圖環(huán)節(jié)三5G的應(yīng)用場(chǎng)景、基本特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)(55分鐘)11.2認(rèn)知移動(dòng)通信技術(shù)移動(dòng)通信是通信領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的一種通信方式。它是當(dāng)今信息社會(huì)中最具個(gè)性化特征的通信手段。它的發(fā)展與普及改變了社會(huì)，也改變了人類的生活方式。移動(dòng)通信，顧名思義其最本質(zhì)的特征是＂移動(dòng)”二字，這類通信有別于傳統(tǒng)靜態(tài)的固定式通信，而是動(dòng)態(tài)的移動(dòng)式通信。移動(dòng)通信從2G、3G、3.9G、4G到5G的發(fā)展過(guò)程，是從低速語(yǔ)音業(yè)務(wù)到高速多媒體業(yè)務(wù)發(fā)展的過(guò)程。移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展和演進(jìn)過(guò)程如圖11-8所示。 圖11-8移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展和演進(jìn)過(guò)程2G：第二代數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)，20世紀(jì)80年代末開(kāi)發(fā)，全數(shù)字化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了通話質(zhì)量和系統(tǒng)容量的提升，開(kāi)啟了全球化的移動(dòng)通信時(shí)代，主要代表有GSM系統(tǒng)和CDMA。3G：第三代移動(dòng)通信技術(shù)，移動(dòng)多媒體蜂窩通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信和國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)融合，提供語(yǔ)音、圖像、音樂(lè)、視頻等各種多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，要求提供2Mbit/s標(biāo)準(zhǔn)用戶速率（室內(nèi)）或144kbit/s速率（高速移動(dòng)）。目前，3G標(biāo)準(zhǔn)有WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA（由中國(guó)制定的3G標(biāo)準(zhǔn)）以及WiMAX（802.16系列標(biāo)準(zhǔn)）共4個(gè)。4G：第四代移動(dòng)通信技術(shù)，寬帶大容量的高速蜂窩系統(tǒng)，支持100～150Mbit/s下行網(wǎng)絡(luò)帶寬，提供交互多媒體，高質(zhì)量影像、3D動(dòng)畫和寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入等業(yè)務(wù)，用戶體驗(yàn)最大能達(dá)到20Mbit/s下行速率。LTE：長(zhǎng)期演進(jìn)（LongTermEvolution,LTE）是3GPP組織主導(dǎo)的新一代無(wú)線通信系統(tǒng)，也稱為演進(jìn)的UTRAN（EvolvedUTRAandUTRAN）研究項(xiàng)目，全面支撐高性能數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，“未來(lái)10年或者更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持競(jìng)爭(zhēng)力”。3GPP的LTE標(biāo)準(zhǔn)在無(wú)線接入側(cè)分為L(zhǎng)TEFDD和TD-LTE。5G：第五代移動(dòng)通信技術(shù)是具有高速率、低時(shí)延和大連接特點(diǎn)的寬帶移動(dòng)通信技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)人機(jī)物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。11.2.1傳輸技術(shù)隨著移動(dòng)通信的飛速發(fā)展，傳輸技術(shù)也在不斷的更新，從早期的模擬調(diào)制到現(xiàn)在的數(shù)字調(diào)制，從單一的頻分多址到多種多址技術(shù)的融合，從CDMA到OFDM的改變，凡此種種均顯示著移動(dòng)通信的蓬勃活力。1.多址技術(shù)多址技術(shù)使眾多的用戶共用公共的通信線路。為使信號(hào)多路化而實(shí)現(xiàn)多址的方法基本上有三種，它們分別采用頻率、時(shí)間或代碼分隔的多址連接方式，即人們通常所稱的頻分多址（FDMA）、時(shí)分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA）三種接入方式。圖11-9用模型表示了這三種方法簡(jiǎn)單的一個(gè)概念。圖11-9三種多址方式概念示意圖FDMA是以不同的頻率信道實(shí)現(xiàn)通信的，TDMA是以不同的時(shí)隙實(shí)現(xiàn)通信的，CDMA是以不同的代碼序列實(shí)現(xiàn)通信的。（1）頻分多址（FDMA）頻分，有時(shí)也稱之為信道化，就是把整個(gè)可分配的頻譜劃分成許多單個(gè)無(wú)線電信道（發(fā)射和接收載頻對(duì)），每個(gè)信道可以傳輸一路話音或控制信息。在系統(tǒng)的控制下，任何一個(gè)用戶都可以接入這些信道中的任何一個(gè)。模擬蜂窩系統(tǒng)是FDMA結(jié)構(gòu)的一個(gè)典型例子，數(shù)字蜂窩系統(tǒng)中也同樣可以采用FDMA，只是不會(huì)采用純頻分的方式，比如GSM系統(tǒng)就采用了FDMA。（2）時(shí)分多址（TDMA）時(shí)分多址是在一個(gè)寬帶的無(wú)線載波上，按時(shí)間（或稱為時(shí)隙）劃分為若干時(shí)分信道，每一用戶占用一個(gè)時(shí)隙，只在這一指定的時(shí)隙內(nèi)收（或發(fā)）信號(hào)，故稱為時(shí)分多址。此多址方式在數(shù)字蜂窩系統(tǒng)中采用，GSM系統(tǒng)也采用了此種方式。（3）碼分多址（CDMA）碼分多址是一種利用擴(kuò)頻技術(shù)所形成的不同的碼序列實(shí)現(xiàn)的多址方式。它不像FDMA、TDMA那樣把用戶的信息從頻率和時(shí)間上進(jìn)行分離，它可在一個(gè)信道上同時(shí)傳輸多個(gè)用戶的信息，也就是說(shuō)，允許用戶之間的相互干擾。其關(guān)鍵是信息在傳輸以前要進(jìn)行特殊的編碼，編碼后的信息混合后不會(huì)丟失原來(lái)的信息。2.OFDMOFDM的基本原理是將高速的數(shù)據(jù)流分解為多路并行的低速數(shù)據(jù)流，在多個(gè)載波上同時(shí)進(jìn)行傳輸。對(duì)于低速并行的子載波而言，由于符號(hào)周期展寬，多徑效應(yīng)造成的時(shí)延擴(kuò)展相對(duì)變小。當(dāng)每個(gè)OFDM符號(hào)中插人一定的保護(hù)時(shí)間后，碼間干擾幾乎就可以忽略。OFDM技術(shù)具有抗衰落能力強(qiáng)、頻率利用率高、適合高速數(shù)據(jù)傳輸、抗碼間干擾（ISI）能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。如圖11-10是一個(gè)典型的OFDM符號(hào)示意圖，從中看到處于正交狀態(tài)的子載波。圖11-10一個(gè)典型的OFDM符號(hào)示意圖11.2.2組網(wǎng)技術(shù)20世紀(jì)70年代，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室提出了蜂窩網(wǎng)概念，使移動(dòng)通信正式走向商用化。移動(dòng)通信網(wǎng)利用蜂窩小區(qū)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了頻率的空間復(fù)用，從而大大提高了系統(tǒng)的容量。蜂窩的概念也真正解決了公用移動(dòng)通信系統(tǒng)要求容量大與有限的無(wú)線頻率資源之間的矛盾。1.頻率再用在服務(wù)區(qū)面積一定的情況下，蜂窩狀的正六邊形重疊面積最小，最接近理想的天線覆蓋圓形區(qū)。因此，人們選用無(wú)縫隙的正六邊形蜂窩為移動(dòng)通信的小區(qū)，并稱它為蜂窩網(wǎng)。移動(dòng)通信網(wǎng)中蜂窩區(qū)群結(jié)構(gòu)與組成：在蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中，為了避免干擾，顯然相鄰近小區(qū)不能采用相同的信道，若想要實(shí)現(xiàn)同一信道在服務(wù)區(qū)內(nèi)重復(fù)使用，同信道小區(qū)之間應(yīng)有足夠的空間隔離距離。滿足空間隔離距離的區(qū)域稱為空間復(fù)用區(qū)，而在同一個(gè)空間復(fù)用區(qū)內(nèi)的小區(qū)組成了一個(gè)蜂窩區(qū)群，且只有在不同的區(qū)群間的小區(qū)才能實(shí)現(xiàn)信道再用。區(qū)群組成的基本條件：區(qū)群之間可以互相鄰接，且無(wú)縫隙、無(wú)重疊地進(jìn)行覆蓋；相互鄰接的區(qū)群應(yīng)保證各個(gè)相鄰?fù)诺佬^(qū)之間的距離相等。蜂窩頻率再用思想如圖8-11所示。圖11-11蜂窩頻率再用思想示意圖若小區(qū)群的大小N=7，頻率再用因子為1/7，因?yàn)槊總€(gè)小區(qū)都要包含可用信道總數(shù)的1/7。當(dāng)用六邊形來(lái)模擬覆蓋時(shí)，基站發(fā)射機(jī)安置在小區(qū)中心或6個(gè)小區(qū)頂點(diǎn)中的3個(gè)之上，前者稱為中心激勵(lì)小區(qū)，后者稱為頂點(diǎn)激勵(lì)小區(qū)。通常，全向天線用于中心激勵(lì)小區(qū)，而扇形天線用于頂點(diǎn)激勵(lì)小區(qū)。2.信道分配策略信道分配策略是指一種能實(shí)現(xiàn)既增如用戶容量又以減少干擾為目標(biāo)的頻率再用方案。信道分配策略可以分為兩類：固定的和動(dòng)態(tài)的。所謂固定的信道分配策略是指給每一個(gè)小區(qū)分配一組事先確定好的語(yǔ)音信道。小區(qū)中的任何呼叫都只能使用該小區(qū)中的空閑信道。如果該小區(qū)中的所有信道都已被占用，則呼叫阻塞，用戶得不到服務(wù)。所謂動(dòng)態(tài)的信道分配策略是指語(yǔ)音信道不是固定地分配給每個(gè)小區(qū)，而是在每次呼叫請(qǐng)求到來(lái)時(shí)，為它服務(wù)的基站就向MSC請(qǐng)求一個(gè)信道。3.切換策略和位置管理當(dāng)一個(gè)移動(dòng)用戶（MS）在通話過(guò)程中從一個(gè)小區(qū)移動(dòng)到另一個(gè)小區(qū)時(shí)，MSC將該MS連接控制也從一個(gè)小區(qū)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)小區(qū)。這種將正在通話狀態(tài)的MS轉(zhuǎn)移到新的業(yè)務(wù)信道上（新的小區(qū)）的過(guò)程稱為“切換”（Handover）。因此，切換的目的是實(shí)現(xiàn)蜂窩移動(dòng)通信的“無(wú)縫隙”覆蓋，即當(dāng)MS從一個(gè)小區(qū)移動(dòng)到另一個(gè)小區(qū)時(shí)，保證通信的連續(xù)性。切換處理在任何蜂窩無(wú)線系統(tǒng)中都是一項(xiàng)重要任務(wù)。在小區(qū)內(nèi)分配空閑信道時(shí)，許多切策略都使切換請(qǐng)求優(yōu)先于呼叫請(qǐng)求。切換必須順利完成，并且盡可能少的出現(xiàn)，同時(shí)要使用戶覺(jué)察不到。為了適應(yīng)這些要求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)者必須要指定一個(gè)啟動(dòng)切換的最恰當(dāng)?shù)男盘?hào)強(qiáng)度。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，用戶可以在系統(tǒng)覆蓋范圍內(nèi)任意移動(dòng)，為了能把一個(gè)呼叫傳送到隨機(jī)移動(dòng)的用戶，必須有一個(gè)高效的位置管理系統(tǒng)來(lái)跟蹤用戶位置變化。位置管理包括位置登記和位置傳遞。所謂位置登記，是通信網(wǎng)為了跟蹤移動(dòng)臺(tái)的位置變化，而對(duì)其位置信息進(jìn)行登記、刪除和更新的過(guò)程。位置傳遞指在有呼叫給移動(dòng)臺(tái)時(shí)，根據(jù)原籍位置寄存器（HLR）和訪問(wèn)位置寄存器（VLR）中的位置信息來(lái)確定移動(dòng)臺(tái)。4.干擾與系統(tǒng)容量 干擾是影響蜂窩無(wú)線系統(tǒng)性能的主要因素。干擾是增加容量的一個(gè)瓶頸，而且常常會(huì)導(dǎo)致掉話。蜂窩系統(tǒng)的兩種主要干擾是同頻干擾和鄰頻干擾。（1）同頻干擾頻率再用意味著在一個(gè)給定的覆蓋區(qū)域內(nèi)，存在著許多使用同一組頻率的小區(qū)。這些小區(qū)稱為同頻小區(qū)、這些小區(qū)之間的干擾稱為同頻干擾。（2）鄰頻干擾所謂鄰頻干擾是指來(lái)自使用信號(hào)頻率的相鄰頻率的信號(hào)干擾。鄰頻干擾是由于接收濾波器不理想，便得相鄰頻率的信號(hào)泄露到傳輸帶寬內(nèi)而引起的。5.功率控制減少干擾在實(shí)際的蜂窩無(wú)線電和個(gè)人通信系統(tǒng)中，每個(gè)用戶所發(fā)射的功率一直在當(dāng)前服務(wù)基站的控制之下。這是為了保證每個(gè)用戶所發(fā)射的功率都是所需的最小功率，以保持反向信道鏈路的良好質(zhì)量。功率控制不僅有利于延長(zhǎng)用戶設(shè)備的電池壽命，而且可以顯著減少系統(tǒng)中反向信道的信干比（S/I）。功率控制對(duì)于CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)尤為重要。11.3認(rèn)知第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5G）移動(dòng)通信在飛速發(fā)展，而第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5thgenerationmobilenetworks或5thgenerationwirelesssystems，簡(jiǎn)稱5G）作為最新一代蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)，在第四代移動(dòng)通信技術(shù)的基礎(chǔ)上做出了革命性的改變?！?G改變生活，5G改變社會(huì)”。5G的性能目標(biāo)是高數(shù)據(jù)速率、減少延遲、節(jié)省能源、降低成本、提高系統(tǒng)容量和大規(guī)模設(shè)備連接。隨著對(duì)5G應(yīng)用的深入，一個(gè)全移動(dòng)和全連接的數(shù)字化社會(huì)正在到來(lái)。11.3.1什么是5G5G作為一種新型移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，不僅要解決人與人通信，為用戶提供增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)、超高清(3D)視頻等更加身臨其境的極致業(yè)務(wù)體驗(yàn)，更要解決人與物、物與物通信問(wèn)題，滿足移動(dòng)醫(yī)療、車聯(lián)網(wǎng)、智能家居、工業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測(cè)等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求。2015年10月26日至30日，在瑞士日內(nèi)瓦召開(kāi)的2015無(wú)線電通信全會(huì)上，國(guó)際電信聯(lián)盟無(wú)線電通信部門（ITU-R）正式批準(zhǔn)了3項(xiàng)有利于推進(jìn)未來(lái)5G研究進(jìn)程的決議，并正式確定了5G的法定名稱是“IMT-2020”。2016年6月27日，3GPP在3GPP技術(shù)規(guī)范組（TechnicalSpecificationsGroups,TSG）第72次全體會(huì)議上就5G標(biāo)準(zhǔn)的首個(gè)版本——R15的詳細(xì)工作計(jì)劃達(dá)成一致。2017年12月21日，在國(guó)際電信標(biāo)準(zhǔn)組織3GPPRAN的第78次全體會(huì)議上，5GNSA標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)，這是全球第一個(gè)可商用部署的5G標(biāo)準(zhǔn)。2018年6月14日，3GPPTSG第80次全體會(huì)議批準(zhǔn)了5GSA標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)。此次SA標(biāo)準(zhǔn)的凍結(jié)，不僅使5GNR具備了獨(dú)立部署的能力，還帶來(lái)了全新的端到端新架構(gòu)，賦能企業(yè)級(jí)客戶和垂直行業(yè)的智慧化發(fā)展，為運(yùn)營(yíng)商和產(chǎn)業(yè)合作伙伴帶來(lái)了新的商業(yè)模式，開(kāi)啟了一個(gè)全連接的新時(shí)代。關(guān)于5G協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)劃路線如圖11-12所示。圖11-125G協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)劃路線11.3.25G的基本特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)為了滿足未來(lái)不同業(yè)務(wù)應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)能力的要求，ITU定義了5G的八大能力目標(biāo)，分別為峰值速率達(dá)到10Gbit/s、用戶體驗(yàn)速率達(dá)到100Mbit/s、頻譜效率是IMT-A的3倍、移動(dòng)性達(dá)到500km/h、空口時(shí)延達(dá)到1ms、連接數(shù)密度達(dá)到106個(gè)設(shè)備/km2、網(wǎng)絡(luò)功耗效率是IMT-A的100倍、區(qū)域流量能力達(dá)到5G網(wǎng)絡(luò)相比于傳統(tǒng)的2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò)，能夠提供更高的速率、更低的時(shí)延及更大的連接數(shù)。那么它是如何實(shí)現(xiàn)的呢？顯然，這與5G網(wǎng)絡(luò)采用的關(guān)鍵技術(shù)是分不開(kāi)的。5G網(wǎng)絡(luò)時(shí)代面臨三大挑戰(zhàn)，分別是超大速率、超大連接、超低時(shí)延，故此5G網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)也分為三大類，分別是提高速率、降低時(shí)延和提升覆蓋這三大類關(guān)鍵技術(shù)。1.提高速率技術(shù)（1）大規(guī)模天線技術(shù)MassiveMIMO通過(guò)在基站側(cè)安裝大量天線陣子，實(shí)現(xiàn)不同天線同時(shí)收發(fā)數(shù)據(jù)，通過(guò)空間復(fù)用技術(shù)在相同的時(shí)頻資源上同時(shí)復(fù)用更多用戶，可以大幅度提高頻譜的效率，最終提升小區(qū)峰值速率。（2）高階調(diào)制技術(shù)3GPP在Release12階段提出了256正交幅度調(diào)制（QuadratureAmplitudeModulation,QAM）技術(shù)，相比于之前的64QAM調(diào)制技術(shù)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)送的信息量比64QAM調(diào)制技術(shù)提高了三分之一，從而實(shí)現(xiàn)提高空口速率的目的。（3）改進(jìn)型正交頻分復(fù)用技術(shù)基于子帶濾波的正交頻分復(fù)用（FilteredOrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,F-OFDM）技術(shù)通過(guò)優(yōu)化濾波器、數(shù)字預(yù)失真（DigitalPre-Distortion,DPD）、射頻等通道處理，有效地提高系統(tǒng)帶寬的頻譜利用率及峰值速率。2.降低時(shí)延技術(shù)（1）時(shí)隙調(diào)度技術(shù)LTE系統(tǒng)中采用的是子幀級(jí)調(diào)度，每個(gè)調(diào)度周期為1ms。在5G系統(tǒng)中，每個(gè)子幀的長(zhǎng)度與LTE相同，都是1ms，每個(gè)子幀又根據(jù)參數(shù)設(shè)定分為若干個(gè)時(shí)隙。為了降低調(diào)度時(shí)延，5G系統(tǒng)的空口采用了時(shí)隙級(jí)調(diào)度，每個(gè)調(diào)度周期為單個(gè)時(shí)隙，從而達(dá)到了降低空口時(shí)延的效果。（2）免調(diào)度技術(shù)由于調(diào)度存在環(huán)回時(shí)間（RoundTripTime,RTT），為了降低這個(gè)時(shí)延，5G系統(tǒng)中針對(duì)時(shí)延敏感的業(yè)務(wù)提出了免調(diào)度技術(shù)，免調(diào)度接入能免去整個(gè)接入流程，是實(shí)現(xiàn)超低時(shí)延接入的一個(gè)重要方向。（3）設(shè)備到設(shè)備技術(shù)設(shè)備到設(shè)備（Device-to-Device,D2D）通信是一種在蜂窩系統(tǒng)控制下，通過(guò)復(fù)用小區(qū)資源實(shí)現(xiàn)終端直接通信的新型技術(shù)，它能夠增加蜂窩通信系統(tǒng)的頻譜效率，降低終端發(fā)射功率，在一定程度上緩解無(wú)線通信系統(tǒng)頻譜資源匱乏的問(wèn)題。3.提升覆蓋技術(shù)（1）上下行解耦技術(shù)5G上下行解耦定義了新的頻譜配對(duì)方式，使下行數(shù)據(jù)在3.5GHz/4.9GHz等較高頻段上傳輸，上行數(shù)據(jù)在1.8GHz/2.1GHz等較低頻段上傳輸，從而達(dá)到提升上行覆蓋的效果。（2）雙連接技術(shù)為了在跨站場(chǎng)景下提供更高的業(yè)務(wù)速率，提升終端用戶體驗(yàn)，3GPP在R12階段提出了雙連接（DualConnectivity,DC）特性，支持在兩個(gè)基站間通過(guò)分流傳輸，從而達(dá)到了提升上行覆蓋的效果。11.3.35G的應(yīng)用場(chǎng)景5G有三大類應(yīng)用場(chǎng)景，分別是：增強(qiáng)移動(dòng)寬帶（enhancedMobileBroadband，eMBB）、超高可靠低時(shí)延通信（ultraReliableandLowLatencyCommunication，uRLLC）、海量機(jī)器類通信（massiveMachineTypeofCommunication，mMTC）。具體包括：Gbps移動(dòng)寬帶數(shù)據(jù)接入、智慧家庭、智能建筑、語(yǔ)音通話、智慧城市、三維立體視頻、超高清晰度視頻、云工作、云娛樂(lè)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、行業(yè)自動(dòng)化、緊急任務(wù)應(yīng)用、自動(dòng)駕駛汽車等。eMBB最直觀的表現(xiàn)就是網(wǎng)速的翻倍提升，超高的傳輸數(shù)據(jù)速率。在5G下，我們可以輕松看在線2K/4K視頻和AR/VR，峰值速度可以達(dá)到10Gbps。uRLLC，其對(duì)時(shí)延的要求很高，主往要達(dá)到1ms級(jí)別。它應(yīng)用在車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制、遠(yuǎn)程醫(yī)療等特殊行業(yè)。mMTC依靠5G強(qiáng)大的連接能力，促進(jìn)垂直行業(yè)融合。萬(wàn)物互聯(lián)下，我們依靠身邊的各類傳感器和終端能構(gòu)建一個(gè)智能化的生活。在這個(gè)場(chǎng)景下，數(shù)據(jù)的速率較低而且時(shí)延要求也不高，布局的終端成本會(huì)更加低，同時(shí)要求有長(zhǎng)續(xù)航和可靠性。教師活動(dòng)講授5G的應(yīng)用場(chǎng)景、基本特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)。學(xué)生活動(dòng)2.積極思考，回答問(wèn)題。3.了解5G的應(yīng)用場(chǎng)景、基本特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)。講授教學(xué)法，通過(guò)講解5G的應(yīng)用場(chǎng)景、基本特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)，使學(xué)生理解5G的應(yīng)用場(chǎng)景、基本特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)活動(dòng)策略與意圖環(huán)節(jié)四5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和部署特點(diǎn)，5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)流程(30分鐘)11.3.45G的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和部署特點(diǎn)第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分為無(wú)線接入網(wǎng)、承載網(wǎng)和核心網(wǎng)三部分，如圖11-13所示。圖11-135G通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)1.無(wú)線接入網(wǎng)在無(wú)線接入網(wǎng)環(huán)節(jié)，主要設(shè)備就是5G基站，即gNodeB。當(dāng)前，無(wú)線接入網(wǎng)的組網(wǎng)方式主要有：集中式無(wú)線接入網(wǎng)（CRAN）和分布式無(wú)線接入網(wǎng)（DRAN）。CRAN場(chǎng)景下，BBU集中部署后與AAU之間采用光纖連接，距離較遠(yuǎn)。DRAN場(chǎng)景下，BBU和AAU共站，距離較近，采用光纖直連方案。未來(lái)無(wú)線側(cè)也會(huì)向云化方向演進(jìn)，BBU會(huì)分解為CU和DU。2.承載網(wǎng)5G承載網(wǎng)主要是利用PTN、OTN等光傳輸設(shè)備形成一個(gè)IP數(shù)據(jù)承載網(wǎng)，通過(guò)IP路由協(xié)議、故障檢測(cè)技術(shù)等實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的邏輯功能。5G承載網(wǎng)的結(jié)構(gòu)可以從物理層面和邏輯層面兩個(gè)維度劃分。從物理層面劃分，5G承載網(wǎng)可分為前傳網(wǎng)、中傳網(wǎng)和回傳網(wǎng)。從邏輯層面劃分，5G承載網(wǎng)可分為管理平面、控制平面和轉(zhuǎn)發(fā)平面。3.核心網(wǎng)5G核心網(wǎng)的主要功能是提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、運(yùn)營(yíng)商計(jì)費(fèi)操作和針對(duì)不同業(yè)務(wù)場(chǎng)景的策略控制。核心網(wǎng)一般有三類數(shù)據(jù)中心（DataCenter，DC），它們分別是：中心DC、區(qū)域DC和邊緣DC。5G核心網(wǎng)主要用于控制和承載分離，核心網(wǎng)控制面網(wǎng)元和一些運(yùn)營(yíng)支撐服務(wù)器等部署在中心DC中，如接入和移動(dòng)性管理功能（AMF）、會(huì)話管理功能（SMF）、用戶面功能（UPF）、統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理功能（UDMF）等。根據(jù)業(yè)務(wù)需要，核心網(wǎng)用戶面網(wǎng)元可以部署在區(qū)域DC和邊緣DC中。11.3.55G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)流程5G網(wǎng)絡(luò)建網(wǎng)初期，5G網(wǎng)絡(luò)可以利用現(xiàn)有的LTE網(wǎng)絡(luò)接入核心網(wǎng)，快速在熱點(diǎn)地區(qū)提供5G的高速業(yè)務(wù)服務(wù)，降低5G的部署難度和門檻，這就是所謂的非獨(dú)立組網(wǎng)（NSA）模式。但NSA組網(wǎng)模式只能支持5G網(wǎng)絡(luò)中的eMBB業(yè)務(wù)，如果要實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)中的三大類應(yīng)用場(chǎng)景，就必須要用獨(dú)立組網(wǎng)（SA）模式，后期5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)將逐步向SA組網(wǎng)模式過(guò)渡。NSA組網(wǎng)與SA組網(wǎng)的關(guān)鍵區(qū)別在于其控制面錨點(diǎn)是在4G基站eNodeB側(cè)還是在5G基站gNodeB側(cè)。在NSA組網(wǎng)模式下，控制面錨點(diǎn)在eNodeB側(cè)，主要有Option3系列和Option7系列。在SA組網(wǎng)模式下，控制錨點(diǎn)在gNodeB側(cè)，主要有Option4系列和Option2系列。非獨(dú)立組網(wǎng)模式如圖11-14所示，獨(dú)立組網(wǎng)模式如圖11-15所示。圖11-14非獨(dú)立組網(wǎng)（NSA）模式圖11-15獨(dú)立組網(wǎng)（SA）模式5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)一般分三個(gè)階段：立項(xiàng)階段、實(shí)施階段和驗(yàn)收投產(chǎn)階段。5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)實(shí)施流程如圖11-16所示。圖11-165G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)實(shí)施流程1.立項(xiàng)階段項(xiàng)目建議書(shū)：凡列入長(zhǎng)期計(jì)劃或建設(shè)前期工作計(jì)劃的項(xiàng)目，應(yīng)該有批準(zhǔn)的項(xiàng)目建議書(shū)。各部門、各地區(qū)、各企業(yè)根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃、行業(yè)規(guī)劃、地區(qū)規(guī)劃等要求，經(jīng)過(guò)調(diào)查、預(yù)測(cè)、分析，提出項(xiàng)目建議書(shū)。可行性研究：可行性研究的主要目的是對(duì)項(xiàng)目在技術(shù)上是否可行和經(jīng)濟(jì)上是否合理進(jìn)行科學(xué)的分析和論證。2.實(shí)施階段初步設(shè)計(jì)：根據(jù)批準(zhǔn)的可行性研究報(bào)告，以及有關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察工作取得可靠的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料后進(jìn)行編制的。年度計(jì)劃：基本建設(shè)撥款計(jì)劃、設(shè)備和主材（采購(gòu)）儲(chǔ)備貸款計(jì)劃、工期組織配合計(jì)劃等。施工準(zhǔn)備：制定建設(shè)工程管理制度，落實(shí)管理人員；匯總擬采購(gòu)設(shè)備、主材的技術(shù)資料；落實(shí)施工和生產(chǎn)物資的供貨來(lái)源；落實(shí)施工環(huán)境的準(zhǔn)備工作，如：征地、拆遷、“三通一平”（水、電、路通和平整土地）等。施工圖設(shè)計(jì)：施工圖設(shè)計(jì)文件應(yīng)根據(jù)批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)文件和主要設(shè)備訂貨合同進(jìn)行編制。施工招標(biāo)或委托：施工招標(biāo)是建設(shè)單位將建設(shè)工程發(fā)包，鼓勵(lì)施工企業(yè)投標(biāo)競(jìng)爭(zhēng)，從中評(píng)定出技術(shù)、管理水平高、信譽(yù)可靠且報(bào)價(jià)合理的中標(biāo)企業(yè)。開(kāi)工報(bào)告：經(jīng)施工招標(biāo)，簽訂承包合同后，建設(shè)單位在落實(shí)了年度資金撥款、設(shè)備和主材的供貨及工程管理組織，建設(shè)項(xiàng)目于開(kāi)工前一個(gè)月由建設(shè)單位會(huì)同施工單位向主管部門提出開(kāi)工報(bào)告。施工：按前期準(zhǔn)備進(jìn)行施工。3.驗(yàn)收投產(chǎn)階段初步驗(yàn)收：通常是指單項(xiàng)工程完工后，為檢驗(yàn)單項(xiàng)工程各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求的程序。試運(yùn)轉(zhuǎn)：由建設(shè)單位負(fù)責(zé)組織，對(duì)設(shè)備、系統(tǒng)的性能、功能和各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)以及設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量等進(jìn)行全面考核?？⒐を?yàn)收：是全面考核建設(shè)成果、檢驗(yàn)設(shè)計(jì)和工程質(zhì)量是否符合要求，審查投資使用是否合理的重要步驟。教師活動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和部署特點(diǎn)，5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)流程。學(xué)生活動(dòng)2.積極思考，回答問(wèn)題。3.了解5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和部署特點(diǎn)，5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)流程。4.思考記錄1.講授教學(xué)法，通過(guò)講解5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和部署特點(diǎn)，5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)流程，使學(xué)生掌握5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和部署特點(diǎn)，5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)流程。環(huán)節(jié)五了解其他常見(jiàn)的現(xiàn)代通信技術(shù)30分鐘)11.4了解其他常見(jiàn)的現(xiàn)代通信技術(shù)其他常見(jiàn)的現(xiàn)代通信技術(shù)有藍(lán)牙、Wi-Fi、ZigBee、射頻識(shí)別、衛(wèi)星通信、光纖通信等，下面我們就依次來(lái)了解一下。11.4.1藍(lán)牙技術(shù)1.什么是藍(lán)牙技術(shù)藍(lán)牙技術(shù)的目的是利用短距離、低成本的無(wú)線多媒體通信技術(shù)在小范圍內(nèi)將各種移動(dòng)通信設(shè)備、固定通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其終端設(shè)備、各種數(shù)字系統(tǒng)（包括數(shù)字照相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z影機(jī)等）甚至家用電器連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫的資源共享。藍(lán)牙技術(shù)的實(shí)質(zhì)是要建立通用的無(wú)線空中接口及其控制軟件的公開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)，使通信和計(jì)算機(jī)進(jìn)一步結(jié)合，使不同廠家生產(chǎn)的便攜式設(shè)備可以在沒(méi)有電線或電纜相互連接的情況下，能在近距離范圍內(nèi)具有互用、互操作的性能。它的一般連接范圍為10厘米到10米之間；如果增加傳輸功率，其連接范圍可以擴(kuò)展到100米。2.藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn)藍(lán)牙技術(shù)有如下特點(diǎn)：工作頻率及抗干擾性；使用方便“即插即用”；支持語(yǔ)音；無(wú)需基站；尺寸小、功耗低；多路多方向鏈接；保密性。3.藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景藍(lán)牙技術(shù)產(chǎn)品的典型應(yīng)用場(chǎng)景有家用無(wú)線連網(wǎng)、移動(dòng)辦公和會(huì)議演講、個(gè)人局域網(wǎng)、Internet接入服務(wù)和移動(dòng)電子商務(wù)等。11.4.2Wi-Fi技術(shù)1.什么是Wi-Fi技術(shù)Wi-Fi的英文全稱是WirelessFidelity，也就是無(wú)線保真，它實(shí)現(xiàn)了個(gè)人電腦、PDA、手機(jī)等移動(dòng)終端的無(wú)線互連通信。Wi-Fi既是一種無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，更是一種由Wi-Fi聯(lián)盟所持有的一個(gè)無(wú)線網(wǎng)路通信技術(shù)的品牌，目的主要是改善IEEE802.11無(wú)線設(shè)備之間的互通性。通常使用IEEE802.11系列協(xié)議的局域網(wǎng)就稱為Wi-Fi。2.Wi-Fi技術(shù)的發(fā)展歷程下面，我們就來(lái)看一下Wi-Fi技術(shù)的發(fā)展歷程。從1997年推出802.11協(xié)議至今，已經(jīng)過(guò)去大約25年，Wi-Fi速率的變化可謂日新月異，發(fā)生了翻天覆地的變化。從最早的網(wǎng)頁(yè)瀏覽到現(xiàn)如今的在線高清視頻觀看，傳輸速率已經(jīng)有了千倍以上的增長(zhǎng)。3.Wi-Fi技術(shù)的典型組網(wǎng)模式利用Wi-Fi技術(shù)可構(gòu)建無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）,構(gòu)建WLAN的典型拓?fù)溆袃煞N，一種是由胖AP獨(dú)立組網(wǎng)的小型WLAN，一種是由無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器AC和若干瘦AP聯(lián)合組網(wǎng)的中大型WLAN。那么，什么是胖AP，什么是瘦AP呢？所謂胖AP，就是指功能比較復(fù)雜，能獨(dú)立進(jìn)行WLAN管理的AP。所謂瘦AP,就是指功能比較單一，只能進(jìn)行無(wú)線收發(fā)的AP。大家可以思考一下，為什么中大型網(wǎng)絡(luò)只能用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器AC和若干瘦AP聯(lián)合組網(wǎng)的模式呢？主要原因是方便與部署與管理，作為網(wǎng)絡(luò)管理人員，只需要在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器AC上進(jìn)行配置，將配置信息整體下發(fā)給瘦AP，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行整體調(diào)試，這樣既節(jié)省人力，又可以達(dá)到較好的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，可謂一舉兩得。11.4.3ZigBee技術(shù)1.什么是ZigBee技術(shù)ZigBee技術(shù)是一種低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本、短距離的雙向無(wú)線通信技術(shù)。ZigBee建立在IEEE802.15.4的無(wú)線通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)之上。主要由IEEE802.15.4小組和ZigBee聯(lián)盟兩個(gè)組織負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制定。ZigBee標(biāo)準(zhǔn)要解決的問(wèn)題是設(shè)計(jì)一個(gè)維持最小流量的通信鏈路和低復(fù)雜度的無(wú)線收發(fā)信機(jī)。要考慮的核心問(wèn)題是低功耗和低價(jià)格的設(shè)計(jì)，這就要求該標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)提供低帶寬、低數(shù)據(jù)傳輸率的應(yīng)用。2.ZigBee技術(shù)的特點(diǎn)ZigBee技術(shù)有功耗低、成本低、時(shí)延短、網(wǎng)絡(luò)容量大、可靠性高、安全性高等特點(diǎn)。3.ZigBee技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景ZigBee技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域主要包括家庭自動(dòng)化、家庭安全、工業(yè)與環(huán)境監(jiān)控、個(gè)人醫(yī)療看護(hù)等行業(yè)中的低速率的無(wú)線通信，以下是在不同領(lǐng)域的應(yīng)用：家庭和樓宇網(wǎng)絡(luò)：空調(diào)系統(tǒng)的溫度控制、照明系統(tǒng)的自動(dòng)控制、窗簾的自動(dòng)控制、家用電器的遠(yuǎn)程控制、門禁系統(tǒng)等。工業(yè)控制：結(jié)合各種傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。商業(yè)：智慧型標(biāo)簽等。公共場(chǎng)所：煙霧探測(cè)器等。農(nóng)業(yè)控制：收集包括土壤濕度、氮濃度、PH值等土壤信息和空氣濕度、氣壓等氣候信息。醫(yī)療：醫(yī)療傳感器實(shí)時(shí)地檢測(cè)病人、老人與行動(dòng)不便者的血壓、體溫和心跳等信息，有助于醫(yī)生對(duì)病人的監(jiān)護(hù)和治療。11.4.4射頻識(shí)別技術(shù)1.什么是射頻識(shí)別技術(shù)無(wú)線射頻識(shí)別即射頻識(shí)別技術(shù)（RadioFrequencyIdentification，RFID），是自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的一種，通過(guò)無(wú)線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信，利用無(wú)線射頻方式對(duì)記錄媒體（電子標(biāo)簽或射頻卡）進(jìn)行讀寫，從而達(dá)到識(shí)別目標(biāo)和數(shù)據(jù)交換的目的，其被認(rèn)為是21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ男畔⒓夹g(shù)之一。2.射頻識(shí)別技術(shù)的特點(diǎn)通常來(lái)說(shuō)，射頻識(shí)別技術(shù)具有如下特性：（1）適用性：RFID技術(shù)依靠電磁波，并不需要連接雙方的物理接觸。這使得它能夠無(wú)視塵、霧、塑料、紙張、木材以及各種障礙物建立連接，直接完成通信。（2）高效性：RFID系統(tǒng)的讀寫速度極快，一次典型的RFID傳輸過(guò)程通常不到100毫秒。高頻段的RFID閱讀器甚至可以同時(shí)識(shí)別、讀取多個(gè)標(biāo)簽的內(nèi)容，極大地提高了信息傳輸效率。（3）獨(dú)一性：每個(gè)RFID標(biāo)簽都是獨(dú)一無(wú)二的，通過(guò)RFID標(biāo)簽與產(chǎn)品的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以清楚的跟蹤每一件產(chǎn)品的后續(xù)流通情況。（4）簡(jiǎn)易性：RFID標(biāo)簽結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，識(shí)別速率高、所需讀取設(shè)備簡(jiǎn)單。尤其是隨著NFC技術(shù)在智能手機(jī)上逐漸普及，每個(gè)用戶的手機(jī)都將成為最簡(jiǎn)單的RFID閱讀器。3.射頻識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景射頻識(shí)別可用于物流、交通、身份識(shí)別、防偽、資產(chǎn)管理、食品、信息統(tǒng)計(jì)、查閱應(yīng)用和安全控制等。11.4.5衛(wèi)星通信技術(shù)1.什么是衛(wèi)星通信技術(shù)衛(wèi)星通信技術(shù)（Satellitecommunicationtechnology）是一種利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)無(wú)線電波而進(jìn)行的兩個(gè)或多個(gè)地球站之間的通信。自20世紀(jì)90年代以來(lái)，衛(wèi)星移動(dòng)通信的迅猛發(fā)展推動(dòng)了天線技術(shù)的進(jìn)步。衛(wèi)星通信具有覆蓋范圍廣、通信容量大、傳輸質(zhì)量好、組網(wǎng)方便迅速、便于實(shí)現(xiàn)全球無(wú)縫鏈接等眾多優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是建立全球個(gè)人通信必不可少的一種重要手段。2.衛(wèi)星通信技術(shù)的特點(diǎn)衛(wèi)星通信是現(xiàn)代通信技術(shù)的重要成果，它是在地面微波通信和空間技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。與電纜通信、微波中繼通信、光纖通信、移動(dòng)通信等通信方式相比，衛(wèi)星通信具有下列特點(diǎn)：(1)衛(wèi)星通信覆蓋區(qū)域大，通信距離遠(yuǎn)。(2)衛(wèi)星通信具有多址聯(lián)接功能。(3)衛(wèi)星通信頻段寬，容量大。(4)衛(wèi)星通信機(jī)動(dòng)靈活。(5)衛(wèi)星通信質(zhì)量好，可靠性高。(6)衛(wèi)星通信的成本與距離無(wú)關(guān)。但衛(wèi)星通信也有不足之處，主要表現(xiàn)在：(1)傳輸時(shí)延大。(2)回聲效應(yīng)。(3)存在通信盲區(qū)。(4)存在日凌中斷、星蝕和雨衰現(xiàn)象。3.衛(wèi)星通信技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景衛(wèi)星移動(dòng)通信憑借其覆蓋范圍廣、不受地理?xiàng)l件影響等優(yōu)勢(shì)，與地面通信系統(tǒng)形成互補(bǔ)，廣泛應(yīng)用于地面通信系統(tǒng)不易覆蓋或建設(shè)成本過(guò)高的領(lǐng)域。可用于漁政、水利防汛、村村通、救災(zāi)、勘探科考和光纜備份等。11.4.6光纖通信技術(shù)1.什么是光纖通信技術(shù)光導(dǎo)纖維通信簡(jiǎn)稱，原理是利用光導(dǎo)纖維傳輸信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)信息傳遞的一種通信方式。實(shí)際應(yīng)用中的光纖通信系統(tǒng)使用的不是單根的光纖，而是許多光纖聚集在一起的組成的光纜。光纖由纖芯，包層和涂層組成，內(nèi)芯一般為幾十微米或幾微米，中間層稱為包層，通過(guò)纖芯和包層的折射率不同，從而實(shí)現(xiàn)光信號(hào)在纖芯內(nèi)的全反射也就是光信號(hào)的傳輸，涂層的作用就是增加光纖的韌性保護(hù)光纖。光纖通信是利用光波作載波，以光纖作為傳輸媒質(zhì)將信息從一處傳至另一處的通信方式。2.光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)（1）傳輸頻帶寬，通信容量大。（2）傳輸損耗低。（3）不受電磁干擾。（4）線徑細(xì)，重量輕。（5