1、無線電的應用及特征 10710第四組Contents1無線電概述24G通信的概念的發展歷程34G通信的關鍵技術44G通信技術的主要優勢54G通信技術的挑戰 Part 無線電概述無線電應用領域無線電發展歷程無線電含義定義在自由空間（包括空氣和真空）傳播的電磁波 是其中的一個有限頻帶， 上限頻率在300GHz（吉赫茲） 下限頻率較不統一 射頻規范書， 常見的有3KHz300GHz 9KHz300GHz， 10KHz300GHz無線電的定義背景磁生電的創立者黎明前的最后一刻15911776177717811782182018211855電磁力學的紐帶被法國工程師系上了電生磁的奠基人奧斯特靜電英國醫生

2、的發現約前2401590無線通信與天然磁石來自中國的偉大啟迪18551888電磁波來了發展未來？19802013195019801910195018891910無線電的啟航及應用無線電大發展，戰爭與和平不斷接力，閃亮登場，覆蓋全球數字化生存，中國的回歸2013無線電在中國光緒二十三年四月一日(1897年5月2日) 1899年1923年改革開放后新中國成立初期截至2012 年年底，我國已辦理臺站執照的無線電臺站有288.88 萬臺，公眾移動通信用戶數已超過11 億。 時務報第25冊刊出譯文無線電報，無線電報一詞在中國的最早出現 中國滿清政府首先在廣州、馬口、前山、威遠各要塞以及江防艦上設置了無線

3、電臺。 中國境內的第一座廣播電臺是由美國人奧斯邦在上海主持建立,1月23日正式播音。“少設嚴管” “為經濟建設服務” 無線電應用領域廣電領域氣象領域航空領域航天領域航海領域鐵路領域交通領域安全領域通信領域國防領域Introduction To 4G第一代移動通信 -模擬蜂窩移動通信提供區域性話音業務通話效果差保密性差用戶接聽范圍有限頻率利用率低容量有限制式太多且不兼容Introduction To 4G第二代移動通信 -數字蜂窩移動通信 頻率利用率較高較強的保密性和抗干擾性音質清晰，通話穩定，容量大，頻率資源利用率高 BUT數據傳輸率低（9.6kbit/s）業務單一無法全球漫游Introduc

4、tion To 4G第三代移動通信（3G） -標志技術WCDMA提供了多種多媒體業務功能提供電子商務功能 實現了寬帶化、智能化和個人化的綜合 全球通信業務。 數據傳輸速率最高可達2Mbit/sIntroduction To 4G第四代無線通信技術（4G） 適應移動數據、移動計算及移動多媒體運作的需要，最終實現商業無線網絡、局域網、藍牙、廣播、電視衛星通信的無縫銜接并相互兼容。Introduction To 4G4GIntroduction To 4G(1)建立在新的頻段(比如5-8GHz或更高)上的無線通信系統，基于分組數據的高速率傳輸(50Mbps以上)，承載大量的多媒體信息，具有非對稱的上

5、下行鏈路速率、地區的連續覆蓋、QoS機制、很低的比特開銷等功能；(2)融合了數字通信、數字音/視頻接收(點播)/和因特網接入的嶄新的系統，用戶能夠自由的選擇協議、應用和網絡。讓應用業務提供商(ASP)及內容提供商能夠提供獨立于操作的業務及內容。(3)真正的“全球統一”通信系統，基于全新網絡體制的系統，或者說其無線部分將是對新網絡(智能的、支持多業務的、可進行移動管理)的“無線接入”，能使各類媒體、通信主機及網絡之間進行“無縫”連接，使得用戶能夠自由的在各種網絡環境間無縫漫游；4G通信的關鍵技術正交頻分復用（OFDM）軟件無線電技術 智能天線(SA)與多入多出天線(MIMO)技術OFDM(正交頻

6、分復用) 技術4G通信網的核心技術 其主要思想是：將信道分成若干正交子信道，將高速數據信號轉換成并行的低速子數據流，調制在每個子信道上進行傳輸。 正交信號可以通過在接收端采用相關技術來分開，這樣可以減少子信道之間的相互干擾(ICI)。每個子信道上的信號帶寬小于信道的相關帶寬，因此每個子信道上的可以看成平坦性衰落，從而可以消除符號間干擾。而且由于每個子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分，信道均衡變得相對容易。OFDM技術優缺點 頻譜利用率很高，頻譜效率比串行系統高近一倍 抗衰落能力強 功率峰值與均值比(PARR)大，導致發送端放大器功率效率較低 抗碼間干擾(ISI)能力強 自適應的調制技術使系

7、統復雜度有所增加 對頻偏和相位噪聲敏感 適合高速數據傳輸 軟件無線電 無線電臺各部分功能軟件可編程控制的通用硬件平臺數字信號處理技術 前端接收 中頻處理 信號的基 帶處理整個無線電臺從高頻、中頻、基帶直到控制協議部分全部由軟件編程來完成。 核心技術是用寬頻帶無線接收機代替原來的窄帶接收機，并將寬帶的模擬/數字、數字/模擬變換器盡可能的靠近天線，從而使通信電臺的功能盡可能多的采用可編程軟件來實現。系統結構通用，功能實現靈活，改進升級方便 提供了不同系統間互操作的可能性 由于通過軟件實現系統的主要功能，因此更易于采用新的信號處理手段，從而提高了系統抗干擾的性能。 擁有較強跟蹤新技術的能力 優勢智能

8、天線 智能天線定義為波束間沒有切換的多波束或自適應陣列天線。 智能天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤以及數字波束調節等智能功能，被認為是未來移動通信的關鍵技術，其基本工作原理是根據信號來波的方向自適應地調整方向圖，跟蹤強信號，減少或抵消干擾信號。 智能天線的優點提高系統容量 1降低系統干擾 2擴大覆蓋區域 3降低系統建設成本 4智能天線采用了空分多址(SDMA)的技術，利用信號在傳輸方向上的差別，將同頻率或同時隙、同碼道的信號進行區分，動態改變信號的覆蓋區域，使主波束對準用戶方向，旁瓣或零陷對準干擾信號方向，并能夠自動跟蹤用戶和監測環境變化，為每位用戶提供優質的上行鏈路和下行鏈路信號，從而達到抑制

9、干擾、準確提取有效信號的目的。 智能天線1、通信速度更快 2、網絡頻譜更寬 3、通信更加靈活 4、智能性能更高 5、兼容性能更平滑 6、提供各種增殖服務 7、實現更高質量的多媒體通信 8、頻率使用效率更高 9、通信費用更加便宜 4G通信技術主要優勢四第四代9.6kb/s最高可達32kb/s從數據傳輸速率作比較：第三代第二代2Mb/s10到20Mb/s最高可達100Mb/s通信速度更快1要想使4G通信達到100Mb/s的傳輸，通信營運商必須在3G通信網絡的基礎上，進行大幅度的改造和研究，以便使4G網絡在通信帶寬上比3G網絡的蜂窩系統的帶寬高出許多。據AT&T公司研究4G通信的專家們說，估計每個4

10、G信道將占有100MHz的頻譜，相當于W-CDMA 3G網路的20倍。網絡頻譜更寬2外觀樣式功能小型電腦AB互動C安全性D隨時隨地通信雙向傳遞影像網上定位系統無國界眼鏡、手表、化妝盒方便個性地圖通信更加靈活3定時提醒下載資料手提電視4G手機將能根據環境、時間以及其他設定的因素來適時地提醒手機的主人此時該做什么事，或者不該做什么事。4G手機可以將電影院票房資料，直接下載到PDA之上，這些資料能夠把目前的售票情況、座位情況顯示得清清楚楚，大家可以根據這些信息來進行在線購買自己滿意的電影票。觀看各種現場直播：體育比賽、爸爸去哪兒等。智能性能更高4兼容性能更平滑5要使4G通信盡快地被人們接受具備特點全

11、球漫游終端多樣化接口開放能和多種網絡互聯能從第二代、第三代平穩過渡OFDMWLLDVBDAB提供各種增值服務63G核心技術：CDMA4G核心技術： OFDM（正交頻分復用技術）更高質量的多媒體通信首先必須可以容納市場龐大的用戶數、改善現有通信品質不良，以及達到高速數據傳輸的要求。頻率使用效率更高突破性技術通信更加便宜兼容性問題的突破尖端技術的使用，使4G通信系統操作方式更加靈活，能夠有效地降低運營者和用戶的費用。897標準難以統一技術難以實現容量受到限制市場難以消化設施難以更新Chall-enge4G通信技術面臨的挑戰標準難以統一1雖然從理論上講，3G手機用戶在全球范圍都可以進行移動通信，但是

12、由于沒有統一的國際標準，各種移動通信系統彼此互不兼容，給手機用戶帶來諸多不便。因此，開發第四代移動通信系統必須首先解決通信制式等需要全球統一的標準化問題，而世界各大通信廠商將會對此爭論不休。技術難以實現24G 系統所運用的各種核心技術還不完善，而這些技術的逐步完善是一個長期的過程。例如，核心網的移動IP技術，對于第四代移動通信系統而言，移動IP技術缺乏實時位置管理和快速無縫切換機制的支持。另外移動IP環境下的QoS所使用的綜合業務、RSVP技術和區別型業務技術也是有待解決的重要問題之一。這些技術在移動IP平臺上并不是最優的。容量受到限制3人們對未來的4G通信的印象最深的莫過于它的通信傳輸速度將

13、會得到極大提升，從理論上說其所謂的100 Mb/s的寬帶速率，比目前手機信息傳輸速率10 kb/s要快1萬多倍，但手機的速度將受到通信系統容量的限制，如系統容量有限，手機用戶越多，速度就越慢。據有關行家分析，4G手機將很難達到其理論速度。如果速度上不去，4G手機就要大打折扣。市場難以消化4第三代移動通信的多媒體服務已進入第三個發展階段，覆蓋全球的3G網絡已經基本建成，全球25%以上人口使用第三代移動通信系統，到那時整個行業正在消化吸收第三代技術，對于第四代移動通信系統的接受還需要一個逐步過渡的過程。另外，在過渡過程中，如果4G通信因為系統或終端的短缺而導致延遲的話，那么號稱5G的技術隨時都有可能威脅到4G的贏利計劃，此時4G漫長的投資回收和贏利計劃將變得異常的脆弱。設施難以更新5在部署4G通信網絡系統之前，覆蓋全球的大部分無線基礎設施都是基于第三代移動通信系統建立的，如果要向第四代通信技術轉移的話，那么全球的許多無線基礎設施都需要經歷著大量的變化和更新，這將會引發一系列的資金、觀念