清華大學(xué)移動(dòng)通信教程第12講-新技術(shù)及新應(yīng)用(1)課件

無(wú)線通信工程姚彥教授清華大學(xué)微波與數(shù)字通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2001年6月9日第十二講無(wú)線通信的新技術(shù)及新應(yīng)用（1）一、軟件無(wú)線電軟件無(wú)線電的體系結(jié)構(gòu)1、有二種軟件無(wú)線電的體系結(jié)構(gòu)：以DSP為基礎(chǔ)的軟件無(wú)線電；以通用機(jī)為基礎(chǔ)的軟件無(wú)線電。2、以DSP為基礎(chǔ)的軟件無(wú)線電：硬件容易實(shí)現(xiàn)，但軟件加載受到限制；3、以通用機(jī)為基礎(chǔ)的軟件無(wú)線電：軟件加載容易，但硬件實(shí)現(xiàn)比較困難；4、目前有實(shí)用價(jià)值的是以DSP為基礎(chǔ)的軟件無(wú)線電。技術(shù)背景當(dāng)前無(wú)線與個(gè)人通信系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題： 多種標(biāo)準(zhǔn)、多種制式、 多種協(xié)議、多種產(chǎn)品。困難： －互聯(lián)互通難， －設(shè)備更新難， －研制開(kāi)發(fā)難。將軟件無(wú)線電當(dāng)作實(shí)現(xiàn)新一代無(wú)線與個(gè)人通信的技術(shù)思路，體現(xiàn)三個(gè)開(kāi)放性： －對(duì)研制的開(kāi)放性， －對(duì)生產(chǎn)的開(kāi)放性， －對(duì)使用的開(kāi)放性。實(shí)現(xiàn)開(kāi)放性的關(guān)鍵： 無(wú)線通信平臺(tái)的軟件化軟件無(wú)線電的優(yōu)點(diǎn)對(duì)使用的開(kāi)放性：隨著無(wú)線技術(shù)的發(fā)展及使用的普及，用戶將面臨多種系統(tǒng)多種體制同時(shí)存在的局面。為此，用戶將不得不同時(shí)攜帶多個(gè)無(wú)線終端。由于軟件無(wú)線電產(chǎn)品對(duì)用戶的開(kāi)放性，用戶就可以攜帶一個(gè)無(wú)線終端，通過(guò)軟件加載來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的功能。如：多頻段、多模式移動(dòng)電話手機(jī)軟件無(wú)線電的優(yōu)點(diǎn)（續(xù)）對(duì)生產(chǎn)的開(kāi)放性：無(wú)線通信產(chǎn)品門類很多，同類產(chǎn)品也有許多不同的型號(hào)，這就給廠家的生產(chǎn)組織帶來(lái)許多困難。由于軟件無(wú)線電技術(shù)對(duì)生產(chǎn)的開(kāi)放性，廠家在組織無(wú)線通信產(chǎn)品時(shí)，可以設(shè)計(jì)一種盡可能統(tǒng)一的硬件平臺(tái)，不同的門類及型號(hào)通過(guò)軟件加載實(shí)現(xiàn)。這樣就有可能實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信產(chǎn)品的規(guī)模效益，大大提高市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

應(yīng)用前景

軍用多功能無(wú)線網(wǎng)關(guān)多功能車載電臺(tái)多功能空中平臺(tái)通信的電子對(duì)抗民用多頻段多模式通用手機(jī)多頻段多模式通用基臺(tái)無(wú)線局域網(wǎng)的通用網(wǎng)關(guān)GPS定位和衛(wèi)星通信

國(guó)外研究現(xiàn)狀（續(xù)）

Speakeasy(易話通）計(jì)劃用途：提供一個(gè)三軍通用的無(wú)線通信平臺(tái)，是一種產(chǎn)品；以DSP為基礎(chǔ)的體系結(jié)構(gòu)；用軟件實(shí)現(xiàn)不同調(diào)制、多址、組網(wǎng)、信令的現(xiàn)場(chǎng)可變；工作頻段2-2000MHz，能兼容美軍15種電臺(tái)。技術(shù)雙總線結(jié)構(gòu)－VME總線－高速數(shù)據(jù)總線多頻段天線、RF功放、RF接收前端通用可編程的DSP組－TMS320C40多芯片組Quad-C40MCM關(guān)鍵技術(shù)綜述

開(kāi)放式總線結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)寬頻段/多頻段天線及射頻前端技術(shù)高速、高精度A/D、D/A技術(shù)射頻及中頻段的數(shù)字處理技術(shù)基帶及零中頻的數(shù)字處理技術(shù)高速DSP及ASIC的實(shí)現(xiàn)通信協(xié)議及軟件的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、模塊化二、第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)間表1985~1994年明確概念和目標(biāo)，提出FPLMTS1987~1994年確定基本原則1990~1998年制訂框架和要求，1996年正式更名 為IMT20001992~1998年確定評(píng)估方法和程序1998年6月30日前征集IMT2000-RTT技術(shù)方案1998年7月~1999年3月評(píng)選確定方案和基本參數(shù)1998年10月~1999年12月制訂出最后的技術(shù)規(guī)范發(fā)展及由來(lái)系統(tǒng)目標(biāo)多媒體能力個(gè)人化使用智能化功能多速率和高級(jí)業(yè)務(wù)(2Mb/s)固定網(wǎng)的質(zhì)量更簡(jiǎn)單的蜂窩結(jié)構(gòu)容易進(jìn)行信道規(guī)劃和管理大容量:>60路話/小區(qū)/MHz低的發(fā)射功率室外<300mw,室內(nèi)<20mW應(yīng)用業(yè)務(wù)消息業(yè)務(wù)有線業(yè)務(wù)電子郵件，語(yǔ)音郵件，視頻郵件Internet，ISDN，信用卡鑒權(quán)可視電話，會(huì)議電視VOD，IOD，家中購(gòu)物天氣預(yù)報(bào)，交通信息，體育新聞緊急呼叫，汽車管理保安，遙測(cè)交互業(yè)務(wù)獲取業(yè)務(wù)分發(fā)業(yè)務(wù)社區(qū)業(yè)務(wù)遠(yuǎn)端業(yè)務(wù)移動(dòng)通信向第三代系統(tǒng)過(guò)渡北美歐洲第二代 第二代+ 第二代++第三代IMT2000IS-95AIS-95BIS-95CCDMA2000GSMTDMAGSM+GPRS,HSCSDGSM++EDGEWCDMA普通分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)高速電路交換數(shù)據(jù)GSM增強(qiáng)數(shù)據(jù)率移動(dòng)通信向第三代系統(tǒng)過(guò)渡

核心網(wǎng)絡(luò)+無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)RTT技術(shù)介紹

——CDMA2000以IS-95為基礎(chǔ)相同的碼片速率、軟切換技術(shù)、功率控制技術(shù)技術(shù)改進(jìn)反向信道連續(xù)導(dǎo)頻和相干解調(diào)多載波方式提高傳輸速率基本參數(shù)碼片速率：1.2288/3.686Mc/s,波道間隔：N1.25/5MHz功率控制速率：800b/s編碼方式：卷積碼R=1/4,1/3,1/2,k=9和TurboCodeRTT技術(shù)介紹

——WCDMA特點(diǎn)強(qiáng)調(diào)寬帶技術(shù)，最小帶寬5MHzBTS間不需要同步和GPS正反向信道相干解調(diào)基本參數(shù)碼片速率：4.096/8.192/16.3843Mc/s,波道間隔：5/10/20MHz功率控制速率：1600b/s編碼方式：卷積碼R=1/3,1/2,k=9和TurboCode背景總結(jié)IMT2000是新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)IMT2000以支持移動(dòng)多媒體通信為目標(biāo)IMT2000的標(biāo)準(zhǔn)目前正在制定中，多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)之間的融合比較困難，會(huì)出現(xiàn)所謂IMT2000家族的概念I(lǐng)MT2000將在2001年后提供商用三、平流層氣球通信空間的無(wú)線通信。如：衛(wèi)星通信、短波通信作為干線傳輸：容量小；作為用戶傳輸：成本高；有傳播延時(shí)，軌道資源無(wú)法控制。地面的無(wú)線通信。如：移動(dòng)通信、微波通信作為干線傳輸：距離近；作為用戶傳輸：基臺(tái)多；有多徑效應(yīng)，受地形地貌影響嚴(yán)重。當(dāng)前無(wú)線通信存在的問(wèn)題工作原理和系統(tǒng)組成（一）關(guān)于平流層對(duì)流層：10km以下；平流層：10－50km；電離層：50km以上。高度：23km；氣球尺寸：直徑50m，長(zhǎng)度150m；氣球自重：5.6噸，氣球載重：4.9噸；通信工作頻率： 47.2－47.5GHz(上行)； 47.9－48.2GHz（下行)；通信覆蓋范圍： 40km(仰角300)； 125km(仰角100)； 546km(仰角00)。平流層氣球通信的基本概念充氦的氣球；太陽(yáng)能電池及燃料電池；離子推進(jìn)器；位置及姿態(tài)保持系統(tǒng)；發(fā)射及回收裝置；通信平臺(tái)及其它信息平臺(tái)?？罩衅脚_(tái)的組成空中部分： 相控陣天線； 無(wú)線收發(fā)系統(tǒng)； 復(fù)接系統(tǒng)； 交換系統(tǒng)。地面部分： 用戶接入系統(tǒng)； 交換與控制系統(tǒng)； 空中平臺(tái)的遙控與遙測(cè)系統(tǒng)。通信系統(tǒng)的組成數(shù)字電話、傳真和電子郵件, 傳送速率：64Kb/s；活動(dòng)型可視電話業(yè)務(wù), 傳送速率：256Kb/s；高速Internet網(wǎng)和文件傳送， 傳送速率：512Kb/s－1.5Mb/s；局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)， 傳送速率：2.048Mb/s－155Mb/s。平流層通信能支持的業(yè)務(wù)民用通信：有線電話、移動(dòng)電話、可視業(yè)務(wù)、高速Internet軍用通信：野戰(zhàn)通信、海上通信、邊境通信、戰(zhàn)區(qū)通信地域廣播：廣播與電視的覆蓋、遠(yuǎn)程教育地域遙感：山林防火、災(zāi)情監(jiān)視、地質(zhì)普查、城市規(guī)劃