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1、1,无线新技术介绍,国家无线电监测中心检测中心 陶洪波 ,无线前沿新技术 一、新一代无线通信技术 二、专网技术 无线检测新技术,一、新一代无线通信技术,新一代无线通信的标准系列,802.15.3 UWB 高速无线 PAN,蓝牙 802.15.1,下一代Wi-Fi 802.16n Wi-Fi 802.11a/g Wi-Fi 802.11b,WiMAX 802.16 802.16RevD 802.16e,4G 3G/2.5G,PAN,LAN,MAN,WAN,1Mpbs,10Mpbs,100Mpbs,1Gpbs,ETSI HiperPAN IEEE802.15,ETSI HiperLAN IEEE8
2、02.11,ETSI HiperMAN IEEE802.16,3GPP,10m,100m,1m,高达50km,高达30km,（一）LTE技术,公众移动通信,第一代蜂窝：模拟AMPS，TACS 第二代蜂窝：数字GSM，IS-95/IS98E 第三代蜂窝: 宽带WCDMA，cdma2000，TD-SCDMA， （Wimax） 准第四代蜂窝：TDD-LTE，FDD-LTE,LTE技术,LTE(Long Term Evolution,长期演进)是3G的演进，最早是在2004年11月在加拿大多伦多3GPP会议上提出的概念。,演进路线： GSM-GPRS-EDGE-WCDMA-HSD/UPA-HSD/UP
3、A+-LTE IS95-IS98-cdma2000-EVDO-UMB(高通) TD-SCDMA-TD-LTE,LTE演进图,LTE主要技术特征,OFDM正交频分技术 MIMO多输入输出技术及智能天线技术 1.25MHz-20MHz可变系统带宽 数据速率：可在20MHz频谱带宽下能够提供下行326Mbit/s与上行86Mbit/s的峰值速率。,OFDM技术,OFDM的英文全称为Orthogonal Fre-quency Division Multiplexing，中文含义为正交频分复用技术。 20世纪60年代主要用于军用无线通信系统； 20世纪90年代基于数字处理技术，在宽带有线/无线和广播业务
4、； 21世纪初，OFDM与MIMO技术结合应用于蜂窝移动通信组网技术；,MIMO及智能天线技术,该技术最早是由Marconi于1908年提出的，它利用多天线来抑制信道衰落。 利用MIMO技术可以提高信道的容量，同时可以提高信道的可靠性，降低误码率。,应用： 移动视频、博客、高端游戏、丰富的多媒体电话等对服务质量要求的数据业务。,（二）无线局域网（WLAN）,无线局域网（WLAN）,1997年6月，IEEE推出了802.11标准，开创了WLAN先河；目前，WLAN领域主要是IEEE 802.11x系列与HiperLANx系列两种标准。 IEEE802.11x系列：802.11是IEEE最初制定的
5、一个WLAN标准。主要用于解决办公室无线局域网和校园网中用户与用户终端的无线接入，其业务范围主要限于数据存取，速率最高只能达2Mbits。由于它在速率、传输距离、安全性、电磁兼容能力及服务质量方面均不尽人意，从而产生了其系列标准。 HiperLAN是由ETSI的RESl0工作组提出的欧洲WLAN标准。工作频段为5.125.30GHz及17.117.3GHz。早期的HiperLAN1采用GMSK调制，最高传输速率为23.5Mbits，与当时技术上较成熟的IEEE802.11b相比，无明显优势,IEEE 802.11标准,初始的IEEE 802.11,初始的IEEE 802.11标准中定义了三种物
6、理介质: 工作在2.4GHz的ISM频段上的直接序列扩频（DS），信道带宽为5MHz，数据速率及相应的调制方式为1Mb/s（DBPSK）和2Mb/s（DQPSK）。在美国，此频段不要求许可。 工作在2.4GHz的ISM频段上的跳频（FH），信道带宽为1MHz，跳速为2.5跳/秒，数据速率及相应的调制方式为1Mb/s（两电平GMSK）和2Mb/s（四电平GMSK）。 工作在波长为850nm-950nm的红外波段上，数据速率及相应的调制方式为1Mb/s（16-PPM）和2Mb/s。,IEEE 802.11b,IEEE 802.11b是IEEE 802.11 DS模式的一个扩充，在2.4GHz IS
7、M频段上工作，数据速率为5.5及11Mb/s。,IEEE 802.11a,在5GHz内划分成三个子频段： UNNI-1频段（5.15-5.25GHz），用于室内。 UNNI-2频段（5.25-5.35GHz），用于室内或室外。 UNNI-3频段（5.725-5.825GHz），用于室外。 以上三个子频段都各有带宽为20MHz的4个波道。 采用OFDM方式，共48个子载波，子载波间隔为0.3125MHz。子载波的调制方式为BPSK，QPSK，16QAM，64QAM。,IEEE 802.11g,数据率：IEEE 802.11g将IEEE 802.11b的数据率扩展到20Mb/s以上，达到54Mb/
8、s。 工作频段：和IEEE 802.11b一样，为2.4GHz ISM频段。 兼容性：一个802.11g（或802.11b）的设备连接到802.11b（或802.11g）的AP上，也能够工作。 多模：提供多种数据率和调制模式。对于1、2、5.5、11Mb/s的数据率，调制模式及帧结构和802.11与802.11b相同。对于6、9、12、18、24、48、54Mb/s的数据率，调制模式和802.11a相同，即OFDM方式。,IEEE 802.11n,工作频段：2.4GHz，5GHz 编码技术：MIMO/OFDM 带宽：20MHz/40MHz 最高速率：300-600Mbps 向下兼容802.11
9、a/b/g,Wi-Fi联盟,1999年成立一个工业联盟：无线以太网兼容性联盟（Wireless Ethernet Compatibility Alliance WWCA），后来更名为Wi-Fi联盟（Wireless Fiderlity Alliance ），主要目的是建立一套用于验证IEEE802.11产品互操作能力的测试程序。 Wi-Fi认证程序在2000年启动,Wi-Fi新技术,Wi-Fi Direct标准允许无线网络中的设备无需通过无线路由器或热点，即可相互连接，实现传输数据或共享应用。,Wi-Fi新技术,60GHz的Wi-Fi技术 超高速数据传输； 5GHz的超高速技术 （IEEE 8
10、02.11ac） 带宽由20MHz扩充到40/160MHz,速率最高可达1Gbps,（三）蓝牙技术（Bluetooth）,蓝牙简介,1994年，瑞典爱立信公司为了解决笔记本电脑的无线连接，开发了此项技术，并吸引了其他公司参加。 1998年，5个跨国大公司，包括爱立信、诺基亚、IBM、东芝及Intel组成了一个特殊兴趣小组（SIG），并开始发布蓝牙系列标准。 目前有包括联想在内的7家董事会成员。 2002年，IEEE制定并批准了蓝牙无线通信规范的正式标准，即：IEEE 802.15.1。 IEEE 802.15是一种无线个域网（WPAN）的标准，起源于“蓝牙”技术。,应用,这是一种无线个域网，用
11、于时时在线、短距离、低功率的无线连接。 主要用途：短距离线缆的替代。,示例,传统蓝牙无线技术指标,调制：GFSK 峰值数据速率：1Mb/s 信号带宽：220KHz（-3dB），1MHz（-20dB） 工作频段：2.4GHz，ISM频段 发送功率：1类100mW，2类0.25-24mW，3类1mW,标准演进,Bluetooth 1.1, 1,2 Bluetooth 2.0/2.0+EDR, 2.1/2.1+EDR(Enhanced data rate增强型数据速率，达2.1Mbps) Bluetooth 3.0/3.0+HS（达24Mbps）(2009年) Bluetooth 4.0 （低功耗）
12、(2010年),802.15系列标准,802.15.1确定了蓝牙的正式标准。 802.15.2研究802.15和802.11共存的标准。 802.15.3开发的标准比802.11有更高数据率. 802.15.3a比802.15.3的数据率更高。 802.15.4提出可维持几个月到几年的电池寿命，且复杂性很低的低数据率解决方案。,IEEE 802.15.4,这是一个低数据率、低耗电、低复杂性的标准。用于传感器、交互式玩具、远程控制及家庭自动化。 ZigBee联盟正在制定在802.15.4上的操作规范，侧重于网、安全及应用层接口。,(四)无线城域网（WMAN）,IEEE 802.16,IEEE 8
13、02.16是一种无线城域网（WMAN）的标准，起源于本地多点分布系统（LMDS）。 20世纪70年代以来，美国FCC将一些微波频段分配给电视广播传输及农村与边远地区的电信传输，形成了MDS和MMDS标准。后来，又将30GHz的毫米波频段分配给更高数据率的多点连接，形成LMDS标准。 LMDS主要特点：数据速率在几Mb/s以上，能提供视频、电话和数据传输，成本较低。被称之为：“无线光缆”。 在此基础上，IEEE于1999年设立802.16工作组，开始制定宽带无线传输标准。 成立一个组织：WiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access）论
14、坛，开发互操作规范。,标准演进,(五)超宽带技术（UWB）,超宽带技术,起源于60年代，1989年美国国防部采用此名称，2002年2月美国批准用于民用。 定义： 无线系统的带宽大于其中心频率的25%， 发射信号带宽（-10dB带宽）至少为500MHz 应用： 穿透成像、通信、定位测量。,UWB技术-特点,(1)传输速率高，空间容量大 (2)适合短距离通信 (3)具有良好的共存性和保密性 (4)多径分辨能力强，定位精度高 (5)体积小、功耗低,频谱特点,极低的功率谱密度 极宽的频带 与众多传统业务共享频谱资源,UWB频谱的划分情况,应用-Video: 静态消费电子设备,WiMedia Compl
15、iant UWB MAC,WiMedia Compliant UWB PHY,Applications,Blu-Ray DVD,Set Top Box,DVR,Gaming,Stationary CE,Mobile CE,应用-Video: PCs 及外围设备,WiMedia Compliant UWB MAC,WiMedia Compliant UWB PHY,Applications,Stationary CE,Mobile CE,LCD,Projector,Disk Drive,24GHz频段超宽带,60GHz超宽带,60GHz技术,可支持吉比特速率传输 WiGig定义的最大速率为7 G
16、bps 频谱的全球通用性与免执照,60GHz标准组织,WirelessHD for A/V transmission Target markets CE equipment PC Handheld Capabilities High-quality A/V data transmission Bi-directional Data transmission WiGig for very high speed data transmission Target markets Handheld PC Capabilities Bi-directional Data transmission,超高数据传输速率Wigig技术，超宽带（UWB)技术,46,二、专网通信,（一）数字对讲机系统,数字对讲机介绍：模拟对讲机是将储存的信号调制到对讲机传输频率上，而数字对讲机是采用数字技术进行设计，将语音信号数字化，要以数
