无线宽带接入技术课件

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1、第第 9章章无线宽带接入技术无线宽带接入技术 9.1 本地多点分配业务本地多点分配业务9.2多路多点分配业务多路多点分配业务9.39.4第第3代移动通信络代移动通信络无线宽带接入技术具有组网灵活、成本较低无线宽带接入技术具有组网灵活、成本较低无线宽带接入技术具有组网灵活、成本较低无线宽带接入技术具有组网灵活、成本较低等特点，成为有线宽带接入的有效支持、补充与延等特点，成为有线宽带接入的有效支持、补充与延等特点，成为有线宽带接入的有效支持、补充与延等特点，成为有线宽带接入的有效支持、补充与延伸，适用于不便于铺设光纤尤其是电话基础网络较伸，适用于不便于铺设光纤尤其是电话基础网络较伸，适用于不便于铺

2、设光纤尤其是电话基础网络较伸，适用于不便于铺设光纤尤其是电话基础网络较薄弱的农村以及沙漠、山区等地区，它利用无线信薄弱的农村以及沙漠、山区等地区，它利用无线信薄弱的农村以及沙漠、山区等地区，它利用无线信薄弱的农村以及沙漠、山区等地区，它利用无线信道实现高速数据、道实现高速数据、道实现高速数据、道实现高速数据、VODVOD视频点播、广播视频和电视频点播、广播视频和电视频点播、广播视频和电视频点播、广播视频和电话业务等。宽带固定无线接入技术主要有话业务等。宽带固定无线接入技术主要有话业务等。宽带固定无线接入技术主要有话业务等。宽带固定无线接入技术主要有3 3类：本类：本类：本类：本地多点分配业务（

3、地多点分配业务（地多点分配业务（地多点分配业务（LMDSLMDS）、多路多点分配业务）、多路多点分配业务）、多路多点分配业务）、多路多点分配业务（MMDSMMDS）、直播卫星系统（）、直播卫星系统（）、直播卫星系统（）、直播卫星系统（DBSDBS）。宽带移动无）。宽带移动无）。宽带移动无）。宽带移动无线接入技术主要是第三代移动通信（线接入技术主要是第三代移动通信（线接入技术主要是第三代移动通信（线接入技术主要是第三代移动通信（3G3G）和无线）和无线）和无线）和无线局域网（局域网（局域网（局域网（WLANWLAN），全球主流），全球主流），全球主流），全球主流3G3G制式有制式有制式有制式有3

4、 3种：种：种：种：WCDMAWCDMA、CDMA2000CDMA2000、TD-SCDMATD-SCDMA。9.1 本地多点分配业务本地多点分配业务本地多点分配业务（本地多点分配业务（本地多点分配业务（本地多点分配业务（LMDSLMDS），是一种高吞），是一种高吞），是一种高吞），是一种高吞吐量、可提供多种宽带业务的点对多点的微波技术，吐量、可提供多种宽带业务的点对多点的微波技术，吐量、可提供多种宽带业务的点对多点的微波技术，吐量、可提供多种宽带业务的点对多点的微波技术，工作频段一般为工作频段一般为工作频段一般为工作频段一般为10GHz10GHz40GHz40GHz，可用带宽大于，可用带宽大

5、于，可用带宽大于，可用带宽大于1GHz1GHz。LMDSLMDS采用小区制技术，小区半径一般在采用小区制技术，小区半径一般在采用小区制技术，小区半径一般在采用小区制技术，小区半径一般在5km5km左右，用户接入速率高达左右，用户接入速率高达左右，用户接入速率高达左右，用户接入速率高达155Mbit/s155Mbit/s，LMDSLMDS具有高带宽、双向无线传输等特点，主要应具有高带宽、双向无线传输等特点，主要应具有高带宽、双向无线传输等特点，主要应具有高带宽、双向无线传输等特点，主要应用是向用户提供双向话音、宽带交互式数据和多媒用是向用户提供双向话音、宽带交互式数据和多媒用是向用户提供双向话音

6、、宽带交互式数据和多媒用是向用户提供双向话音、宽带交互式数据和多媒体业务等，如宽带视频分配业务，体业务等，如宽带视频分配业务，体业务等，如宽带视频分配业务，体业务等，如宽带视频分配业务，特别适用于突发性数据业务和因特网接入。特别适用于突发性数据业务和因特网接入。特别适用于突发性数据业务和因特网接入。特别适用于突发性数据业务和因特网接入。9.1.1LMDS系统结构系统结构LMDS是结合高速率的无线通信和广是结合高速率的无线通信和广播的具有交互性的系统。播的具有交互性的系统。LMDS网络结构网络结构主要由核心网、网络运行中心（主要由核心网、网络运行中心（NOC）、）、服务区中的基站系统和服务区中的

7、用户端服务区中的基站系统和服务区中的用户端设备组成。设备组成。典型的典型的LMDS系统结构由基站（又称系统结构由基站（又称中心站）、终端站（又称远端站或用户站）中心站）、终端站（又称远端站或用户站）和网管系统组成，和网管系统组成，图9-1 LMDS系统结构1基站基站LMDSLMDS采用一种类似蜂窝的服务区结构，采用一种类似蜂窝的服务区结构，采用一种类似蜂窝的服务区结构，采用一种类似蜂窝的服务区结构，负责进行用户端的覆盖，可对不同扇区的多个终负责进行用户端的覆盖，可对不同扇区的多个终负责进行用户端的覆盖，可对不同扇区的多个终负责进行用户端的覆盖，可对不同扇区的多个终端站提供服务，提供与核心网的接

8、口，完成端站提供服务，提供与核心网的接口，完成端站提供服务，提供与核心网的接口，完成端站提供服务，提供与核心网的接口，完成SNISNI接口与空中无线接口之间信号的处理与变换，并接口与空中无线接口之间信号的处理与变换，并接口与空中无线接口之间信号的处理与变换，并接口与空中无线接口之间信号的处理与变换，并负责负责负责负责LMDSLMDS系统无线资源管理。系统无线资源管理。系统无线资源管理。系统无线资源管理。基站包括室内单元和室外单元两部分。基站包括室内单元和室外单元两部分。基站包括室内单元和室外单元两部分。基站包括室内单元和室外单元两部分。LMDSLMDS系统的基站采用多扇区覆盖，使用系统的基站采

9、用多扇区覆盖，使用系统的基站采用多扇区覆盖，使用系统的基站采用多扇区覆盖，使用在一定角度范围内聚焦的喇叭天线来覆盖用户端在一定角度范围内聚焦的喇叭天线来覆盖用户端在一定角度范围内聚焦的喇叭天线来覆盖用户端在一定角度范围内聚焦的喇叭天线来覆盖用户端设备。设备。设备。设备。2终端站终端站终端站位于用户驻地，主要任务是接终端站位于用户驻地，主要任务是接收基站的下行广播信号，从中提取属于自己收基站的下行广播信号，从中提取属于自己的业务信号，将其分配到各个用户；同时将的业务信号，将其分配到各个用户；同时将来自本站各个用户的信号进行复用，采用来自本站各个用户的信号进行复用，采用TDMA或或FDMA或或CD

10、MA方式发送到基站。方式发送到基站。终端站均包括室内单元和室外单元两终端站均包括室内单元和室外单元两部分。部分。 3网管系统网管系统网管系统提供故障管理、配置管理、网管系统提供故障管理、配置管理、性能管理、安全管理和计费等基本功能，性能管理、安全管理和计费等基本功能，如自动功率控制、自动性能测试和远程管如自动功率控制、自动性能测试和远程管理等。网管系统可对基站和终端站设备进理等。网管系统可对基站和终端站设备进行集中监控、实现无人值守。行集中监控、实现无人值守。9.1.2LMDS主要技术主要技术1调制技术调制技术LMDS系统采用的调制方式主要有相系统采用的调制方式主要有相移键控（移键控（4PSK

11、又称又称QPSK）和正交幅度调）和正交幅度调制（制（4QAM、16QAM、64QAM）等。）等。表表表表9-19-1LMDSLMDS系统调制方式比较系统调制方式比较系统调制方式比较系统调制方式比较调调 制制 方方 式式4PSK4PSK16QAM16QAM64QAM64QAM信噪比要求信噪比要求低低中中高高技术复杂性技术复杂性低低中中高高系统容量系统容量小小中中大大覆盖范围覆盖范围大大中中小小频谱利用率频谱利用率低低中中高高在相同的传输带宽下，调制技术复杂，其系统在相同的传输带宽下，调制技术复杂，其系统在相同的传输带宽下，调制技术复杂，其系统在相同的传输带宽下，调制技术复杂，其系统容量较大，但降

12、雨对其影响越大，系统覆盖范围就越容量较大，但降雨对其影响越大，系统覆盖范围就越容量较大，但降雨对其影响越大，系统覆盖范围就越容量较大，但降雨对其影响越大，系统覆盖范围就越小。小。小。小。2多址技术多址技术多址技术是指同一个基站与多个不同位置的终多址技术是指同一个基站与多个不同位置的终多址技术是指同一个基站与多个不同位置的终多址技术是指同一个基站与多个不同位置的终端站之间当许多用户同时使用同一频谱时，采用不同端站之间当许多用户同时使用同一频谱时，采用不同端站之间当许多用户同时使用同一频谱时，采用不同端站之间当许多用户同时使用同一频谱时，采用不同的滤波器和处理技术使不同用户信号互不干扰分别被的滤波

13、器和处理技术使不同用户信号互不干扰分别被的滤波器和处理技术使不同用户信号互不干扰分别被的滤波器和处理技术使不同用户信号互不干扰分别被接收。接收。接收。接收。在在在在LMDSLMDS系统中，通常采用系统中，通常采用系统中，通常采用系统中，通常采用TDMATDMA、FDMAFDMA和和和和TDMA/FDMATDMA/FDMA混合方式。混合方式。混合方式。混合方式。LMDSLMDS无线收发双工方式大多数为频分双工无线收发双工方式大多数为频分双工无线收发双工方式大多数为频分双工无线收发双工方式大多数为频分双工（FDDFDD）。）。）。）。3无线频谱规划无线频谱规划LMDS系统的工作频段一般为系统的工作

14、频段一般为10GHz40GHz，这个频段是微波频段，这个频段是微波频段，只能实现视距接入，其无线传输路径必须只能实现视距接入，其无线传输路径必须满足视距通信要求，因此，在基站和终端满足视距通信要求，因此，在基站和终端站之间的无线传输路径上不能存在任何阻站之间的无线传输路径上不能存在任何阻挡。挡。我国我国LMDS系统占用频段为系统占用频段为26GHz，按按FDD双工方式规划的双工方式规划的LMDS工作频率范工作频率范围为围为24.45027.000GHz，4组网技术组网技术LMDS系统主要采用多扇区蜂窝组网技系统主要采用多扇区蜂窝组网技术。术。LMDS系统一般具有自动增益控制功能系统一般具有自动

15、增益控制功能LMDS具有以下技术特点。具有以下技术特点。 频率复用高、系统容量大。频率复用高、系统容量大。 工作频带宽、可提供宽带接入。工作频带宽、可提供宽带接入。 运营商启动资金较小，后期扩容能运营商启动资金较小，后期扩容能力强，投资回收快。力强，投资回收快。 提供业务种类多、速度快。提供业务种类多、速度快。 在用户发展方面极具灵活性和可扩在用户发展方面极具灵活性和可扩展性。展性。LMDSLMDS系统有如下局限性：系统有如下局限性：系统有如下局限性：系统有如下局限性： LMDS LMDS服务区覆盖范围较小，小区半径一般在服务区覆盖范围较小，小区半径一般在服务区覆盖范围较小，小区半径一般在服务

16、区覆盖范围较小，小区半径一般在5km5km左右，不适合远程用户使用；左右，不适合远程用户使用；左右，不适合远程用户使用；左右，不适合远程用户使用； 不适用于降雨量大的地区，会受不适用于降雨量大的地区，会受不适用于降雨量大的地区，会受不适用于降雨量大的地区，会受“ “降雨衰减降雨衰减降雨衰减降雨衰减” ”效应的限制，降雨衰减指的是雨滴对微波的散射效应的限制，降雨衰减指的是雨滴对微波的散射效应的限制，降雨衰减指的是雨滴对微波的散射效应的限制，降雨衰减指的是雨滴对微波的散射和吸收所造成的信号失真的现象；和吸收所造成的信号失真的现象；和吸收所造成的信号失真的现象；和吸收所造成的信号失真的现象； 不适用

17、于地形、地物变化较大的地方，因为微不适用于地形、地物变化较大的地方，因为微不适用于地形、地物变化较大的地方，因为微不适用于地形、地物变化较大的地方，因为微波直线传输，所以只能实现视距接入，地形、地波直线传输，所以只能实现视距接入，地形、地波直线传输，所以只能实现视距接入，地形、地波直线传输，所以只能实现视距接入，地形、地物的阻挡会使基站与远端站间的通信中断；物的阻挡会使基站与远端站间的通信中断；物的阻挡会使基站与远端站间的通信中断；物的阻挡会使基站与远端站间的通信中断； 传输质量在无线覆盖区边缘不稳定；传输质量在无线覆盖区边缘不稳定；传输质量在无线覆盖区边缘不稳定；传输质量在无线覆盖区边缘不稳

18、定； LMDS LMDS仍属于固定无线通信，缺乏移动灵活性。仍属于固定无线通信，缺乏移动灵活性。仍属于固定无线通信，缺乏移动灵活性。仍属于固定无线通信，缺乏移动灵活性。9.1.3LMDS提供的业务提供的业务（1）语音业务）语音业务（2）数据业务）数据业务（3）IP接入业务接入业务（4）视频业务）视频业务9.1.4典型的典型的LMDS设备设备1P-COM LMDS系统系统（1）基站设备）基站设备（2）用户站设备）用户站设备2Alcatel LMDS系统系统图9-2 Alcatel LMDS系统结构（1）基站设备）基站设备（2）终端站设备）终端站设备（3）网管中心）网管中心9.1.5LMDS接入应

19、用实例接入应用实例【应用实例应用实例1】 LMDS在数据通信网中的应用在数据通信网中的应用【应用实例应用实例2】 LMDS在宽带城域网中的应用在宽带城域网中的应用【应用实例应用实例3】 LMDS在移动通信网中的应用在移动通信网中的应用【应用实例应用实例4】 LMDS在广播电视网中的应用在广播电视网中的应用9.2 多路多点分配业务多路多点分配业务多路多点分配业务（多路多点分配业务（MMDS）是一种）是一种点对多点分布、提供宽带接入业务的无线点对多点分布、提供宽带接入业务的无线接入技术，接入技术，MMDS工作频段主要集中在工作频段主要集中在2GHz5GHz，由于，由于2GHz5GHz频段受频段受雨

20、衰的影响很小，并且在同等条件下空间雨衰的影响很小，并且在同等条件下空间传输损耗比传输损耗比LMDS低，所以低，所以MMDS系统可系统可应用于半径为应用于半径为40km左右的大范围覆盖。左右的大范围覆盖。9.2.1MMDS系统结构系统结构MMDS系统分为模拟系统分为模拟MMDS系统与数系统与数字字MMDS系统。系统。MMDS系统构成与系统构成与LMDS相似，一般相似，一般由基站、用户站和网管系统组成。由基站、用户站和网管系统组成。图9-3 MMDS系统结构1MMDS发射机发射机数字数字MMDS发射机的主要任务是将输发射机的主要任务是将输入的视频、音频和数据信号，经入的视频、音频和数据信号，经MP

21、EG-2数字压缩、数字复接和数字压缩、数字复接和QAM调制，再经过调制，再经过上变频器后输出上变频器后输出MMDS微波信号。数字微波信号。数字MMDS发射机分为单频道发射机分为单频道MMDS发射机和发射机和宽频宽频MMDS发射机。发射机。 2天线天线数字数字MMDS发射天线即基站天线，提发射天线即基站天线，提供水平或垂直极化、全向或不同方位角、供水平或垂直极化、全向或不同方位角、不同辐射场形，不同天线增益的各种不同辐射场形，不同天线增益的各种MMDS发射天线，与波导或同轴电缆连接发射天线，与波导或同轴电缆连接有两种接口方式，有加压密封或非加压密有两种接口方式，有加压密封或非加压密封、顶端安装或

22、侧面安装等各种形式，可封、顶端安装或侧面安装等各种形式，可根据各种根据各种MMDS系统要求选择，以求最佳系统要求选择，以求最佳覆盖。覆盖。MMDS接收天线即用户站天线，可采接收天线即用户站天线，可采用比较简单的屋顶天线，用比较简单的屋顶天线，3降频器降频器降频器即降频变换器，是数字降频器即降频变换器，是数字MMDS的下变换器，它将数字的下变换器，它将数字MMDS信号变换到信号变换到射频（射频（RF）数字信号，）数字信号，MMDS最显著的特最显著的特点就是各个降频器本振点可以不同，可由点就是各个降频器本振点可以不同，可由用户自选频点，即多点本振。用户自选频点，即多点本振。 4机顶盒机顶盒数字数字

23、MMDS机顶盒是数字机顶盒是数字MMDS接收接收解码器（又称数字解码器（又称数字MMDS解扰器）。它将解扰器）。它将数字数字MMDS的下变换器输出的的下变换器输出的RF数字信号数字信号转换成模拟电视机可以接收的信号。转换成模拟电视机可以接收的信号。机顶盒（机顶盒（STB）一般分为电视机顶盒）一般分为电视机顶盒和网络机顶盒。和网络机顶盒。 9.2.2MMDS主要技术主要技术1调制技术调制技术MMDS系统采用的调制方式与系统采用的调制方式与LMDS系统相似，主要有相移键控（系统相似，主要有相移键控（4PSK又称又称QPSK）和正交幅度调制（）和正交幅度调制（4QAM、16QAM、64QAM）等。）

24、等。2多址技术多址技术MMDS系统采用的调制方式与系统采用的调制方式与LMDS系统相似，上行多址方式为系统相似，上行多址方式为TDMA、CDMA，下行复用方式为，下行复用方式为TMD、FDM方方式等。式等。3无线频谱规划无线频谱规划MMDS系统工作频段主要集中在系统工作频段主要集中在2GHz5GHz，我国国家无线电管理委员，我国国家无线电管理委员会规定：会规定：MMDS的工作频段为的工作频段为2.535 GHz2.599 GHz。4组网技术组网技术MMDS系统为准视距传播，支持多扇系统为准视距传播，支持多扇区组网方式。一般情况下采用单基站系统、区组网方式。一般情况下采用单基站系统、点到多点应用

25、形式。点到多点应用形式。9.2.3MMDS提供的业务提供的业务MMDS技术是以视距传输为基础的图技术是以视距传输为基础的图像分配传输技术，像分配传输技术，MMDS可提供模拟视频、可提供模拟视频、数字视频、双向数据传输、因特网接入和数字视频、双向数据传输、因特网接入和电话业务等，还支持用户终端业务、补充电话业务等，还支持用户终端业务、补充业务、业务、GSM短消息业务和各种短消息业务和各种GPRS电信电信业务，适合于用户分布较分散，而业务需业务，适合于用户分布较分散，而业务需求却不大的用户群。求却不大的用户群。高频段（高频段（26GHz）的）的LMDS技术和低频段技术和低频段（2.5GHz，3.5

26、GHz）的）的MMDS技术比较如下。技术比较如下。 MMDS与与LMDS都是微波技术，视距传输。都是微波技术，视距传输。 MMDS与与LMDS系统在容量上、传播距离上系统在容量上、传播距离上各有优势与劣势，各有优势与劣势，MMDS的传播距离可达的传播距离可达40km的范围。的范围。 在业务上，在业务上，MMDS系统适合于用户分布较系统适合于用户分布较分散、而业务需求却不大的用户业务群，而分散、而业务需求却不大的用户业务群，而LMDS系统则适合于用户分布集中、业务需系统则适合于用户分布集中、业务需求量大的用户群。求量大的用户群。 在成本上，在成本上，MMDS低于低于LMDS。 MMDS所能提供的

27、数据带宽同样与可利用所能提供的数据带宽同样与可利用的频段、采用的调制方式（的频段、采用的调制方式（QPSK、16QAM或或64QAM）和扇区数量有关。）和扇区数量有关。 在产品供应上，在产品供应上，MMDS比比LMDS要弱一些，要弱一些，但目前已经有一些生产厂家。但目前已经有一些生产厂家。9.2.4MMDS接入应用实例接入应用实例【应用实例应用实例】 MMDS在卫星直播电视网中在卫星直播电视网中的应用的应用9.3 无线局域网无线局域网无线局域网（无线局域网（WLAN）是指以无线电波）是指以无线电波或红外线作为传输媒质的计算机局域网。或红外线作为传输媒质的计算机局域网。采用无线电或红外线作为传输

28、媒质，无采用无线电或红外线作为传输媒质，无需布线即可灵活地组成可移动的局域网。无需布线即可灵活地组成可移动的局域网。无线局域网的主要应用是作为线局域网的主要应用是作为IP接入网技术，接入网技术，提供高速因特网无线接入业务。提供高速因特网无线接入业务。9.3.1WLAN协议协议无线局域网与有线局域网的区别是标无线局域网与有线局域网的区别是标准不统一，不同的标准有不同的应用，目准不统一，不同的标准有不同的应用，目前，最具代表性的前，最具代表性的WLAN协议是美国协议是美国IEEE的的 802.11系列标准和欧洲系列标准和欧洲ETSI的的HiperLAN标准。标准。（1）IEEE 802.11IEE

29、E 802.11工作在工作在2.4GHz频段，支频段，支持数据传输速率为持数据传输速率为1Mbit/s、2Mbit/s，用于，用于短距离无线接入，支持数据业务。短距离无线接入，支持数据业务。（2）IEEE 802.11aIEEE 802.11a工作在工作在5GHz频段，数据频段，数据传输速率为传输速率为6Mbit/s54Mbit/s动态可调，动态可调，支持语音、数据和图像业务，适用室内、支持语音、数据和图像业务，适用室内、室外无线接入。室外无线接入。（3）IEEE 802.11bIEEE 802.11b工作在工作在2.4GHz频段，数频段，数据传输速率可在据传输速率可在1Mbit/s、2Mbi

30、t/s、5.5Mbit/s、11Mbit/s之间自动切换，支持之间自动切换，支持数据和图像业务，适用于在一定范围内移数据和图像业务，适用于在一定范围内移动办公的要求。动办公的要求。（4）IEEE 802.11gIEEE 802.11g是一个能够前后兼容的是一个能够前后兼容的混合标准，在调制方法上可采用混合标准，在调制方法上可采用802.11b中中的补码键控（的补码键控（CCK）调制方式和）调制方式和802.11a中中的正交频分复用（的正交频分复用（OFDM）调制方式；在）调制方式；在数据传输速率上，既适应数据传输速率上，既适应802.11b在在2.4GHz频段提供频段提供11Mbit/s、22

31、Mbit/s，也能适应，也能适应802.11a在在5GHz频段提供频段提供54Mbit/s。表表表表9-29-2 IEEE 802.11IEEE 802.11系列主要规范的特性系列主要规范的特性系列主要规范的特性系列主要规范的特性 标准名称标准名称标准名称标准名称发布时间发布时间发布时间发布时间工作频段工作频段工作频段工作频段传传传传 输输输输 速速速速 率率率率传传传传 输输输输 距距距距 离离离离业业业业 务务务务 支支支支 持持持持调调调调 制制制制 方方方方 式式式式其其其其 他他他他802.11802.11199719972.4GHz2.4GHz1Mbit/s1Mbit/s2Mbit

32、/s2Mbit/s100m100m数据数据数据数据BPSK/QPSKBPSK/QPSKWEBWEB加密加密加密加密802.11a802.11a199919995GHz5GHz可达可达可达可达54Mbit/s54Mbit/s5km5km10km10km数据数据数据数据图像图像图像图像BPSK/QPSK/OFBPSK/QPSK/OFDM/DM/16QAM/64QAM16QAM/64QAM802.11b802.11b199919992.4GHz2.4GHz可达可达可达可达11Mbit/s11Mbit/s300m300m400m400m语音、数据、语音、数据、语音、数据、语音、数据、图像图像图像图像B

33、PSK/QPSK/CCBPSK/QPSK/CCKK目前主导标准目前主导标准目前主导标准目前主导标准802.11g802.11g200120012.4GHz2.4GHz5GHz5GHz可达可达可达可达54Mbit/s54Mbit/s5km5km10km10km语音、数据、语音、数据、语音、数据、语音、数据、图像图像图像图像OFDM/CCKOFDM/CCK前后兼容前后兼容前后兼容前后兼容欧洲电信标准协会（欧洲电信标准协会（欧洲电信标准协会（欧洲电信标准协会（ETSIETSI）标准组织发布了）标准组织发布了）标准组织发布了）标准组织发布了HiperLANHiperLAN标准，标准，标准，标准，Hip

34、erLAN/1HiperLAN/1采用采用采用采用GMSKGMSK调制方式，调制方式，调制方式，调制方式，工作在欧洲专用频段工作在欧洲专用频段工作在欧洲专用频段工作在欧洲专用频段5.150GHz5.150GHz5.300GHz5.300GHz上，因上，因上，因上，因此无需采用扩频技术，数据传输速率可达此无需采用扩频技术，数据传输速率可达此无需采用扩频技术，数据传输速率可达此无需采用扩频技术，数据传输速率可达23.5Mbit/s23.5Mbit/s；HiperLAN/2HiperLAN/2采用采用采用采用OFDMOFDM调制方式，工调制方式，工调制方式，工调制方式，工作在欧洲专用频段作在欧洲专用

35、频段作在欧洲专用频段作在欧洲专用频段5.470GHz5.470GHz5.725GHz5.725GHz上，数据上，数据上，数据上，数据传输速率可达传输速率可达传输速率可达传输速率可达54Mbit/s54Mbit/s，它具有高速率传输、面向，它具有高速率传输、面向，它具有高速率传输、面向，它具有高速率传输、面向连接、支持连接、支持连接、支持连接、支持QosQos要求、自动频率配置、支持小区切要求、自动频率配置、支持小区切要求、自动频率配置、支持小区切要求、自动频率配置、支持小区切换、安全保密和兼容换、安全保密和兼容换、安全保密和兼容换、安全保密和兼容3G3G无线接入系统等特点，无线接入系统等特点，

36、无线接入系统等特点，无线接入系统等特点，HiperLAN/2HiperLAN/2提供了一个小范围（提供了一个小范围（提供了一个小范围（提供了一个小范围（150m150m）、高速）、高速）、高速）、高速（54Mbit/s54Mbit/s）的无线接入系统。）的无线接入系统。）的无线接入系统。）的无线接入系统。9.3.2WLAN系统结构系统结构1WLAN拓扑结构拓扑结构（1）无中心拓扑结构）无中心拓扑结构无中心拓扑结构是最简单的对等互连结无中心拓扑结构是最简单的对等互连结构，基于这种结构建立的自组织型构，基于这种结构建立的自组织型WLAN至至少有两个站，各个用户站（少有两个站，各个用户站（STA）对

37、等互连）对等互连成网型结构，称为成网型结构，称为Ad hoc网络。在每个站网络。在每个站（STA）的计算机终端均配置无线网卡，终）的计算机终端均配置无线网卡，终端可以通过无线网卡直接进行相互通信，这端可以通过无线网卡直接进行相互通信，这些终端的集合称为基本服务集（些终端的集合称为基本服务集（BSS）。）。 无中心拓扑结构无中心拓扑结构WLAN的主要特点是：的主要特点是：无需布线，建网容易，稳定性好，但容量无需布线，建网容易，稳定性好，但容量有限，有限， 只适用于个人用户站之间互连通信，只适用于个人用户站之间互连通信，不能用来开展公众无线接入业务。不能用来开展公众无线接入业务。（2）有中心拓扑结

38、构）有中心拓扑结构有中心拓扑结构是有中心拓扑结构是WLAN的基本结构，至的基本结构，至少包含一个访问接入点（少包含一个访问接入点（AP）作为中心站）作为中心站构成星型结构。构成星型结构。 图9-4 WLAN拓扑结构一个一个BSS可配置一个可配置一个AP，多个，多个AP即即多个多个BSS就组成了一个更大的网络，称为就组成了一个更大的网络，称为扩展服务集（扩展服务集（ESS）。）。有中心拓扑结构有中心拓扑结构WLAN的主要特点是：的主要特点是：无需布线，建网容易，扩容方便，但网络无需布线，建网容易，扩容方便，但网络稳定性差，一旦中心站点出现故障，网络稳定性差，一旦中心站点出现故障，网络将陷入瘫痪，

39、将陷入瘫痪，AP的引入增加了网络成本。的引入增加了网络成本。WLAN具有独特的媒体接入控制具有独特的媒体接入控制（MAC）机制，支持以下两种不同的）机制，支持以下两种不同的MAC方案。方案。 分布协调功能（分布协调功能（DCF） 点协调功能（点协调功能（PCF）2WLAN系统组成系统组成主要有以下主要有以下3种类型种类型 网桥连接型网桥连接型 基站接入型基站接入型 AP接入型接入型图9-5 WLAN系统结构（1）无线网卡）无线网卡无线网卡称为站适配器，是计算机终无线网卡称为站适配器，是计算机终端与无线局域网的连接设备，在功能上相端与无线局域网的连接设备，在功能上相当于有线局域网设备中的网卡。当

40、于有线局域网设备中的网卡。【产品实例产品实例】 Cisco PCM342 （2）无线接入点）无线接入点无线接入点（无线接入点（AP）称为无线）称为无线Hub，是，是WLAN系统中的关键设备。无线系统中的关键设备。无线AP是是WLAN的小型无线基站，也是的小型无线基站，也是WLAN的管的管理控制中心，负责以无线方式将用户站相理控制中心，负责以无线方式将用户站相互连接起来，并可将用户站接入有线网络，互连接起来，并可将用户站接入有线网络，连接到因特网，在功能上相当于有线局域连接到因特网，在功能上相当于有线局域网设备中的集线器（网设备中的集线器（Hub），也是一个桥），也是一个桥接器。接器。【产品实例

41、产品实例】 Cisco AP1200 （3）接入控制器）接入控制器接入控制器（接入控制器（AC）是面向宽带网络）是面向宽带网络应用的新型网关，可以实现应用的新型网关，可以实现WLAN用户用户IP/ATM接入，其主要功能是对用户身份进接入，其主要功能是对用户身份进行认证、计费等，将来自不同行认证、计费等，将来自不同AP的数据进的数据进行汇聚，并支持用户安全控制、业务控制、行汇聚，并支持用户安全控制、业务控制、计费信息采集及对网络的监控。计费信息采集及对网络的监控。9.3.3WLAN主要技术主要技术1扩频技术扩频技术WLAN采用的扩频技术是跳频扩频采用的扩频技术是跳频扩频（FHSS）和直接序列扩频

42、（）和直接序列扩频（DSSS），），2无线频谱规划无线频谱规划WLAN使用的无线传输介质是红外线使用的无线传输介质是红外线和位于工业、科学、医学（和位于工业、科学、医学（ISM）频段的无）频段的无线电波。线电波。3安全技术安全技术WLAN采用直接序列扩频技术，它将采用直接序列扩频技术，它将传输信号与伪随机码进行异或运算，信号传输信号与伪随机码进行异或运算，信号本身就有加密功能本身就有加密功能（1）扩展服务集标识号（）扩展服务集标识号（ESSID）（2）MAC地址过滤地址过滤（3）有线对等加密（）有线对等加密（WEP）（4）用户认证）用户认证4覆盖与天线技术覆盖与天线技术WLAN覆盖包括室外覆盖

43、和室内覆盖。覆盖包括室外覆盖和室内覆盖。（1）室外覆盖）室外覆盖室外覆盖一般采用微蜂窝覆盖方式，室外覆盖一般采用微蜂窝覆盖方式，（2）室内覆盖）室内覆盖室内通常要采用微蜂窝、室内分布式室内通常要采用微蜂窝、室内分布式天线和泄漏电缆或它们之间的组合以覆盖天线和泄漏电缆或它们之间的组合以覆盖盲区。盲区。5无线漫游技术无线漫游技术WLAN中的无线漫游是指在不同的无线中的无线漫游是指在不同的无线AP(SSID)之间，用户站与新的无线之间，用户站与新的无线AP建立建立新的连接，并切断与原来无线新的连接，并切断与原来无线AP连接的接连接的接续过程。续过程。 9.3.4WLAN提供的业务提供的业务WLAN基

44、本业务范围包括以下几个方面。基本业务范围包括以下几个方面。 高速因特网接入高速因特网接入 局域网互连局域网互连 虚拟专网（虚拟专网（VPN） 会议电视会议电视WLAN扩展业务范围包括以下几个方面。扩展业务范围包括以下几个方面。 付费电视付费电视 视频点播视频点播 网络教学网络教学 网络购物网络购物 远程医疗远程医疗 IP电话电话/传真传真【业务实例】【业务实例】 中国电信中国电信“天翼通天翼通”业务业务9.3.5WLAN接入应用实例接入应用实例（1）移动办公）移动办公（2）作业现场）作业现场（3）会展中心）会展中心【应用实例应用实例1】 WLAN在机场接入方案中在机场接入方案中的应用的应用 图

45、图9-6 机场机场WLAN系统组成系统组成【应用实例【应用实例2】 电信运营级电信运营级WLAN系统建设方案系统建设方案图图9-7 电信运营级电信运营级WLAN系统组成系统组成9.3.6蓝牙技术蓝牙技术蓝牙技术的典型应用是在无线个人网蓝牙技术的典型应用是在无线个人网络（络（WPAN），），IEEE 802.15标准就是为标准就是为WPAN开发的，目前已发展成为短距离个开发的，目前已发展成为短距离个人无线网络的标准。人无线网络的标准。1IEEE 802.15标准标准IEEE802.15是一个关于无线个人网络是一个关于无线个人网络（WPAN）的技术标准，它以蓝牙技术作）的技术标准，它以蓝牙技术作为

46、为WPAN的基础，采纳了大部分重要的蓝的基础，采纳了大部分重要的蓝牙规范，由牙规范，由IEEE 802.15工作组负责制定，工作组负责制定，目前由以下目前由以下4个分标准组成：个分标准组成： IEEE 802.15.1 IEEE 802.15.2 IEEE 802.15.3 IEEE 802.15.4 2蓝牙系统结构蓝牙系统结构蓝牙系统一般由天线单元、链路控制蓝牙系统一般由天线单元、链路控制（固件）单元、链路管理（软件）单元和（固件）单元、链路管理（软件）单元和蓝牙软件（协议栈）单元组成蓝牙软件（协议栈）单元组成 图9-8 蓝牙系统结构3蓝牙技术的主要应用蓝牙技术的主要应用【应用实例应用实例1

47、】 蓝牙技术在计算机中的应用蓝牙技术在计算机中的应用【应用实例应用实例2】 蓝牙技术在移动电话中的应用蓝牙技术在移动电话中的应用9.4 第第3代移动通信代移动通信9.4.13G概述概述3G3G的目标可以概括为：的目标可以概括为：的目标可以概括为：的目标可以概括为： 能实现全球漫游，用户能在整个系统和全球漫游；能实现全球漫游，用户能在整个系统和全球漫游；能实现全球漫游，用户能在整个系统和全球漫游；能实现全球漫游，用户能在整个系统和全球漫游； 能提供多种业务，包括语音、可变速率的数据、活能提供多种业务，包括语音、可变速率的数据、活能提供多种业务，包括语音、可变速率的数据、活能提供多种业务，包括语音

48、、可变速率的数据、活动视频等业务，特别是多媒体业务；动视频等业务，特别是多媒体业务；动视频等业务，特别是多媒体业务；动视频等业务，特别是多媒体业务； 能适应多种环境，可以现有的能适应多种环境，可以现有的能适应多种环境，可以现有的能适应多种环境，可以现有的PSTNPSTN、ISDNISDN等通信等通信等通信等通信系统来提供无缝隙的覆盖；系统来提供无缝隙的覆盖；系统来提供无缝隙的覆盖；系统来提供无缝隙的覆盖； 足够的系统容量，强大的多种用户管理能力，高保足够的系统容量，强大的多种用户管理能力，高保足够的系统容量，强大的多种用户管理能力，高保足够的系统容量，强大的多种用户管理能力，高保密性能和高质量

49、的服务。密性能和高质量的服务。密性能和高质量的服务。密性能和高质量的服务。9.4.23G的主流制式的主流制式全球主流的全球主流的3G制式有制式有3种，分别为种，分别为WCDMA、CDMA2000和和TD-SCDMA。WCDMA目前主要有目前主要有R99、R4、R5、R6版本，目前比较成熟的是版本，目前比较成熟的是R99；CDMA2000主要有主要有1X、1X EV-DO、1X EV-DV版本，目前比较成熟的是版本，目前比较成熟的是1X和和1X EV-DO。表表表表9-39-3 WCDMAWCDMA和和和和CDMA2000CDMA2000的主要技术特征的主要技术特征的主要技术特征的主要技术特征W

50、CDMAWCDMACDMA2000CDMA2000核心网核心网核心网核心网1 1采用采用采用采用ITU No.7ITU No.7信令体系信令体系信令体系信令体系2 2R99R99网络结构继承了网络结构继承了网络结构继承了网络结构继承了GSM/GPRSGSM/GPRS核心网结构，采用基于核心网结构，采用基于核心网结构，采用基于核心网结构，采用基于ATMATM的的的的IuIu系列接口，采用系列接口，采用系列接口，采用系列接口，采用MAPMAP信令组网信令组网信令组网信令组网3 3基于软交换的构架，基于软交换的构架，基于软交换的构架，基于软交换的构架，R4R4采用了与承载无关的电路交换采用了与承载无

51、关的电路交换采用了与承载无关的电路交换采用了与承载无关的电路交换网网网网BICSCNBICSCN的概念的概念的概念的概念4 4R5R5引入了引入了引入了引入了IPIP多媒体子系统（多媒体子系统（多媒体子系统（多媒体子系统（IMSIMS）、）、）、）、IPv6IPv6，采用，采用，采用，采用SIPSIP协协协协议进行呼叫控制议进行呼叫控制议进行呼叫控制议进行呼叫控制5 5智能网采用智能网采用智能网采用智能网采用CAMELCAMEL1 1采用北美采用北美采用北美采用北美No.7No.7信令体系信令体系信令体系信令体系2 2核心网电路域由核心网电路域由核心网电路域由核心网电路域由IS-95 IS-9

52、5 演进而来，采用演进而来，采用演进而来，采用演进而来，采用IS-41IS-41信令信令信令信令组网组网组网组网3 3分组网络部分引用分组网络部分引用分组网络部分引用分组网络部分引用IETFIETF的标准，采用的标准，采用的标准，采用的标准，采用Mobile IP Mobile IP 4 4远期发展将实现全远期发展将实现全远期发展将实现全远期发展将实现全IPIP，采用，采用，采用，采用SIPSIP进行呼叫控制进行呼叫控制进行呼叫控制进行呼叫控制5 5智能网采用智能网采用智能网采用智能网采用WINWIN无线网无线网无线网无线网1 1FDDFDD2 2占用带宽占用带宽占用带宽占用带宽5MHz5MH

53、z3 3码片速率码片速率码片速率码片速率3.84Mc/s3.84Mc/s4 4R99R99、R4R4最高速率最高速率最高速率最高速率2Mbit/sR2Mbit/sR5 5R5R5板的板的板的板的HSDPAHSDPA最高速率最高速率最高速率最高速率8Mbit/s8Mbit/s10Mbit/s10Mbit/s1 1FDDFDD2 2占用带宽占用带宽占用带宽占用带宽1.25MHz1.25MHz3 3码片速率码片速率码片速率码片速率1.2288Mc/s1.2288Mc/s4 41X Release 01X Release 0的最高速率的最高速率的最高速率的最高速率153.6kbit/s153.6kbi

54、t/s5 51X Release A1X Release A的最高速率的最高速率的最高速率的最高速率307.2kbit/s307.2kbit/s6 6CDMA2000 1X EV-DOCDMA2000 1X EV-DO最高速率最高速率最高速率最高速率2.4Mbit/s2.4Mbit/s7 7CDMA2000 1X EV-DVCDMA2000 1X EV-DV最高速率最高速率最高速率最高速率3.1Mbit/s3.1Mbit/s业务业务业务业务1 1R99R99制定了网络业务能力提供、应用程序接口（制定了网络业务能力提供、应用程序接口（制定了网络业务能力提供、应用程序接口（制定了网络业务能力提供、

55、应用程序接口（APIAPI）、）、）、）、业务开发平台及业务开发工具等规范业务开发平台及业务开发工具等规范业务开发平台及业务开发工具等规范业务开发平台及业务开发工具等规范2 2R4R4对业务开发平台、部分业务开发工具（如对业务开发平台、部分业务开发工具（如对业务开发平台、部分业务开发工具（如对业务开发平台、部分业务开发工具（如LCSLCS）作了）作了）作了）作了修改，加强了其功能，还提出了文本电话、多媒体信息业修改，加强了其功能，还提出了文本电话、多媒体信息业修改，加强了其功能，还提出了文本电话、多媒体信息业修改，加强了其功能，还提出了文本电话、多媒体信息业务（务（务（务（MMSMMS）等规范

56、）等规范）等规范）等规范1 13GPP3GPP也提出了业务与网络分离，能让第也提出了业务与网络分离，能让第也提出了业务与网络分离，能让第也提出了业务与网络分离，能让第3 3方参与方参与方参与方参与业务的开发与提供的思想，但规范的制定比业务的开发与提供的思想，但规范的制定比业务的开发与提供的思想，但规范的制定比业务的开发与提供的思想，但规范的制定比R99R99稍晚稍晚稍晚稍晚2 2在个别方面如定位（在个别方面如定位（在个别方面如定位（在个别方面如定位（LCSLCS）、增强信息业务）、增强信息业务）、增强信息业务）、增强信息业务（EMSEMS）上提出了一些规范）上提出了一些规范）上提出了一些规范）

57、上提出了一些规范9.4.3WCDMA系统结构系统结构WCDMA系统结构由用户设备（系统结构由用户设备（UE）、）、无线接入网（无线接入网（RAN）和核心网（）和核心网（CN）组成。）组成。WCDMA系统包括的物理实体系统包括的物理实体 用户设备（用户设备（UE） 基站（基站（Node B） 无线网络控制器（无线网络控制器（RNC） 移动交换机（移动交换机（MSC） 拜访位置寄存器（拜访位置寄存器（VLR ） 关口局（关口局（GMSC） 归属位置寄存器（归属位置寄存器（HLR） 鉴权中心（鉴权中心（AUC） 业务交换点（业务交换点（SSP） 业务控制点（业务控制点（SCP） 服务服务服务服务GP

58、RSGPRS支持节点（支持节点（支持节点（支持节点（SGSNSGSN） 关口关口关口关口GPRSGPRS支持节点（支持节点（支持节点（支持节点（GGSNGGSN） 计费网关（计费网关（计费网关（计费网关（CGCG） 操作维护中心（操作维护中心（操作维护中心（操作维护中心（OMCOMC）图图9-9 WCDMA系统结构系统结构9.4.43G业务业务3G移动通信业务是指利用第移动通信业务是指利用第3代移动代移动通信网络提供的话音、数据和视频图像等通信网络提供的话音、数据和视频图像等业务。业务。3G移动通信业务的主要特征是可提移动通信业务的主要特征是可提供移动宽带多媒体业务，其中高速移动环供移动宽带多媒体业务，其中高速移动环境下支持境下支持144kbit/s速率，步行和慢速移动速率，步行和慢速移动环境下支持环境下支持384kbit/s速率，室内环境支持速率，室内环境支持2Mbit/s速率的数据传输，并保证高可靠的速率的数据传输，并保证高可靠的服务质量（服务质量（QoS）。）。在实际应用中，在实际应用中，3G业务主要分为以下业务主要分为以下5大类。大类。（1）语音及语音增强业务）语音及语音增强业务（2）承载业务）承载业务（3）补充业务）补充业务（4）智能网业务）智能网业务（5）数据增值业务）数据增值业务【业务实例业务实例】 基于位置业务基于位置业务