物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論 -課件 俞武嘉 第7、8章 物聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)、移動通信網(wǎng)絡(luò)

物聯(lián)網(wǎng)

技術(shù)導(dǎo)論數(shù)字經(jīng)濟(jì)系列教材第

7章

物聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)

技術(shù)導(dǎo)論017.1有線接入技術(shù)027.2無線接入技術(shù)目錄CONTENTS7.1有線接入技術(shù)以太網(wǎng)接入（Ethernet）光纖接入（Fiber）電力線接入（PowerLine，PL）光纖同軸電纜混合接入（HybridFiver-Coax，HFC）有線接入技術(shù)目前，有線接入技術(shù)仍占據(jù)主導(dǎo)地位。各種無線接入技術(shù)最終都要通過有線方式接入互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)中非對稱用戶數(shù)字線接入(AsymmetericDigitalSubscriberLine，ADSL）主流的有線接入技術(shù)7.1有線接入技術(shù)以太網(wǎng)（Ethernet）是典型的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)，把計(jì)算機(jī)連接到ISP（互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商）的以太網(wǎng)中，也就是接入了互聯(lián)網(wǎng)。以太網(wǎng)雙絞線接入總線網(wǎng)匹配電阻環(huán)形網(wǎng)星形網(wǎng)集線器以太網(wǎng)的拓?fù)?.1有線接入技術(shù)以太網(wǎng)雙絞線接入帶絕緣層的銅線PVC套層雙絞線是一種古老但又最常用的傳輸媒體。把兩根互相絕緣的銅導(dǎo)線并排放在一起，然后用規(guī)則的方法絞合(twist)起來就構(gòu)成了雙絞線。絞合度越高，可用的數(shù)據(jù)傳輸率越高。雙絞線有兩大類：無屏蔽雙絞線UTP。屏蔽雙絞線STP。3類線5類線不同的絞合度的雙絞線鋁箔屏蔽層接地線PVC套層帶絕緣層的銅線無屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線7.1有線接入技術(shù)其體系結(jié)構(gòu)分為兩層：物理層和媒介訪問控制MAC）層。物理層規(guī)定以太網(wǎng)的接口和速率等。MAC層規(guī)定了以太網(wǎng)的媒介訪問控制方法（即CSMA/CD）和MAC幀的格式。最初的以太網(wǎng)速率是10Mbit/s，之后以10倍增加。目前到達(dá)100GE（100Gbit/s）的速度。交換機(jī)的類型主要由直通式和存儲轉(zhuǎn)發(fā)式兩種。直通式：交換機(jī)收到MAC幀時，檢查MAC幀中的目的MAC地址，查詢端口地址映射表，如果與某計(jì)算機(jī)的MAC地址相符，就將幀轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)端口，不做其他處理。存儲轉(zhuǎn)發(fā)式：交換機(jī)增加了一個高速緩沖存儲器，在接收到幀后先將幀放到高速緩沖器中緩存，進(jìn)行錯誤校驗(yàn)后，把正確的幀轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的端口。目前，以太網(wǎng)基本上使用交換機(jī)組網(wǎng)，構(gòu)成星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的交換式局域網(wǎng)，再通過ISP的交換機(jī)或路由器接入互聯(lián)網(wǎng)中，如下圖所示。以太網(wǎng)接入7.1有線接入技術(shù)光纖接入光纖接入（Fiber）技術(shù)就是把從電信局交換機(jī)到用戶設(shè)備之間的銅線換成光纖。光纖接入技術(shù)與其他接入技術(shù)相比，最大的優(yōu)勢在于可用帶寬大。此外，光纖接入網(wǎng)還有傳輸質(zhì)量好、傳輸距離長、抗干擾能力強(qiáng)、網(wǎng)絡(luò)可靠性高和節(jié)約管道資源等特點(diǎn)。發(fā)送端：要有光源，在電脈沖的作用下能產(chǎn)生出光脈沖。光源：發(fā)光二極管，半導(dǎo)體激光器等。接收端：要有光檢測器，利用光電二極管做成，在檢測到光脈沖時還原出電脈沖。光纖7.1有線接入技術(shù)光纖信號傳輸原理光纖通常由非常透明的石英玻璃拉成細(xì)絲，主要由纖芯和包層構(gòu)成雙層通信圓柱體。當(dāng)光線從高折射率的媒體射向低折射率的媒體時，其折射角將大于入射角。如果入射角足夠大，就會出現(xiàn)全反射，光也就沿著光纖傳輸下去。。折射角入射角

包層（低折射率的媒體）

包層（低折射率的媒體）

纖芯（高折射率的媒體）包層纖芯光線在光纖中的折射7.1有線接入技術(shù)光纖接入網(wǎng)是指用光纖作為主要傳輸介質(zhì)實(shí)現(xiàn)信息傳輸，過程中需要進(jìn)行光/電轉(zhuǎn)換和電/光轉(zhuǎn)換。實(shí)現(xiàn)光/電轉(zhuǎn)換的設(shè)備叫做OLT（光線路終端），靠近用戶側(cè)的光/電轉(zhuǎn)換設(shè)備成為ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元）。根據(jù)ONU與用戶的距離，光纖接入網(wǎng)可分為多種類型，統(tǒng)稱為FTTx。FTTR（光纖到遠(yuǎn)端）、FTTB（光纖到大樓）、FTTC（光纖到路邊）、FTTZ（光纖到小區(qū)）和FTTH（光纖到戶）。光纖接入網(wǎng)的基本構(gòu)成7.1有線接入技術(shù)電力線接入（PowerLineCommunication，PLC）就是使用普通電線通過電網(wǎng)連接到互聯(lián)網(wǎng)。最大優(yōu)勢是哪里有電，哪里就能上網(wǎng)。使用電力線接入時，用戶端需要配置PLC調(diào)制解調(diào)器，ISP需要配置局端設(shè)備。通信時，來自用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)入調(diào)制解調(diào)器后，調(diào)制解調(diào)器對用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，頻帶范圍為4.5M

~

21.5

MHz，調(diào)制后的信號在電力線上進(jìn)行傳輸。在接收端，局端設(shè)備先通過濾波器將調(diào)制信號濾出，再經(jīng)過解調(diào)，最后得到用戶數(shù)據(jù)。電力線接入電力貓寬帶接入7.1有線接入技術(shù)HFC技術(shù)（HybridFiber-Coax，光纖同軸電纜混合接入）是一種集頻分復(fù)用和時分復(fù)用、模擬傳輸和數(shù)字傳輸、光纖和同軸電纜技術(shù)、射頻調(diào)制和解調(diào)技術(shù)于一身的接入網(wǎng)技術(shù)。用光纖取代有線電視網(wǎng)絡(luò)中干線同軸電纜。光纖接到居民小區(qū)的光纖節(jié)點(diǎn)之后，小區(qū)內(nèi)部接入用戶家庭仍然使用同軸電纜，形成了光纖與同軸電纜混合使用的傳輸網(wǎng)絡(luò)。在保證正常電視節(jié)目播放與交互式視頻點(diǎn)播VOD節(jié)目服務(wù)的同時，為家庭用戶計(jì)算機(jī)接入互聯(lián)網(wǎng)提供服務(wù)。光纖同軸電纜混合接入同軸電纜光纖光纖結(jié)點(diǎn)頭端高帶寬光纖同軸電纜光纖HFC接入7.1有線接入技術(shù)非對稱數(shù)字用戶線（AsymmetricDigitalSubscriberLine，ADSL）是使用銅線接入技術(shù)的xDSL中的一種。ADSL使用普通電話線接入互聯(lián)網(wǎng)，能夠做到上網(wǎng)和打電話同時進(jìn)行，互不干擾。ADSL系統(tǒng)的具體設(shè)備有ADSL調(diào)制解調(diào)器、分離器、DSLAM（DSL接入復(fù)用器）。ADSL調(diào)制解調(diào)器放置在用戶端，利用QAM、CAP或DMT等調(diào)制技術(shù)傳輸來自計(jì)算機(jī)的數(shù)字信號。DSLAM放置在局端，用于復(fù)用多個用戶的數(shù)據(jù)信號，并利用以太網(wǎng)或ATM網(wǎng)絡(luò)接入Internet。分離器用于分開話音信道和數(shù)據(jù)信道，每個用戶端和局端各放置一個。非對稱用戶數(shù)字線接入7.2無線接入技術(shù)Wi-Fi技術(shù)藍(lán)牙技術(shù)（Bluetooth）ZigBee技術(shù)NFC技術(shù)（Bluetooth）無線接入技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，實(shí)現(xiàn)“最后一公里互聯(lián)互通”任務(wù)的是各種類型的無線接入技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需求多樣性催生多種無線接入技術(shù)窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NarrowBandInternetofThings，NB-IoT）7.2無線接入技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，實(shí)現(xiàn)“最后一公里互聯(lián)互通”任務(wù)的是各種類型的無線接入技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需求多樣性催生多種無線接入技術(shù)。Wi-FiZigBee6LoWPANNB-IoT藍(lán)牙(Bluetooth)超寬帶(UWB)NFC其他...6LoWPAN7.2無線接入技術(shù)無線保真（WirelessFidelity，Wi-Fi，讀音waifai）是一種認(rèn)證商標(biāo)，用于WiFi聯(lián)盟認(rèn)證的無線局域網(wǎng)（WLAN）產(chǎn)品。Wi-Fi聯(lián)盟是一個非營利性的全球行業(yè)協(xié)會，為使用Wi-Fi技術(shù)的設(shè)備提供產(chǎn)品認(rèn)證。Wi-Fi被提出的目的是改善基于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的互通性。IEEE802.11協(xié)議發(fā)布時間頻寬/GHz最大帶寬/Mbps調(diào)制模式IEEE802.11—19971997.62.4~2.4852DSSSIEEE802.11a1999.95.1~5.854OFDMIEEE802.11b1999.92.4~2.48511DSSSIEEE802.11g2003.62.4~2.48554DSSS或OFDMIEEE802.11n2009.102.4~2.485或5.1~5.8100OFDMIEEE802.11ac2014.15.1~5.8866.7OFDMWi-Fi接入技術(shù)7.2無線接入技術(shù)802.11.a/b802.11gIEEE802.11協(xié)議族中不同協(xié)議的差異主要體現(xiàn)在使用頻段、調(diào)制模式、信道差分等物理層技術(shù)。IEEE802.11協(xié)議中典型的使用頻段有兩個。2.4~2.485GHz：公共頻段，微波爐、無繩電話和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)也使用這個頻段，因此信號噪聲和干擾可能會稍大。5.1~5.8GHz高頻頻段：5.1~5.8GHz高頻段的傳輸主要受制于視線傳輸和多徑傳播效應(yīng)，一般用于室內(nèi)環(huán)境中，其覆蓋范圍要稍小。盡管在物理層使用的技術(shù)有很大差異，這一系列IEEE802.11協(xié)議的上層架構(gòu)和鏈路訪問協(xié)議是相同的。且它們都支持中心制的接入點(diǎn)（AccessPoint，AP）網(wǎng)絡(luò)和無需任何網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的分布式AdHoc網(wǎng)絡(luò)（自組網(wǎng)絡(luò)）兩種組網(wǎng)模式。802.11n802.11axWi-Fi接入技術(shù)7.2無線接入技術(shù)IEEE802.11協(xié)議族中不同協(xié)議的差異主要體現(xiàn)在使用頻段、調(diào)制模式、信道差分等物理層技術(shù)。IEEE802.11協(xié)議中典型的使用頻段有兩個。2.4~2.485GHz：公共頻段，微波爐、無繩電話和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)也使用這個頻段，因此信號噪聲和干擾可能會稍大。5.1~5.8GHz高頻頻段：5.1~5.8GHz高頻段的傳輸主要受制于視線傳輸和多徑傳播效應(yīng)，一般用于室內(nèi)環(huán)境中，其覆蓋范圍要稍小。盡管在物理層使用的技術(shù)有很大差異，這一系列IEEE802.11協(xié)議的上層架構(gòu)和鏈路訪問協(xié)議是相同的。且它們都支持中心制的接入點(diǎn)（AccessPoint，AP）網(wǎng)絡(luò)和無需任何網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的分布式AdHoc網(wǎng)絡(luò)（自組網(wǎng)絡(luò)）兩種組網(wǎng)模式。Wi-Fi接入技術(shù)802.11a/b802.11g802.11n802.11ac802.11ax7.2無線接入技術(shù)AdHoc網(wǎng)絡(luò)是一種點(diǎn)對點(diǎn)的對等式移動網(wǎng)絡(luò)。它沒有有線基礎(chǔ)設(shè)施的支持，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)均由移動主機(jī)構(gòu)成。無線局域網(wǎng)的最小構(gòu)成模塊是基本服務(wù)集（BasicServiceSet，BSS），由一組使用相同MAC協(xié)議和共享媒介的站點(diǎn)組成。一個獨(dú)立的僅由工作站點(diǎn)構(gòu)成的基本服務(wù)集稱作獨(dú)立基本服務(wù)集（IndependentBSS，IBSS），構(gòu)成一個AdHoc網(wǎng)絡(luò)。在IBSS中，工作站點(diǎn)之間直接相連實(shí)現(xiàn)資源共享，不需要接入點(diǎn)連接到外部網(wǎng)絡(luò)。AdHoc組網(wǎng)模式AdHoc組網(wǎng)7.2無線接入技術(shù)AP組網(wǎng)模式也稱為基礎(chǔ)設(shè)施模式，是一種集中控制式網(wǎng)絡(luò)。AP即所謂的“熱點(diǎn)”。如果一個基本服務(wù)集由一個分布式系統(tǒng)（DistributionSystem，DS）通過無線接入點(diǎn)AP其他的基本服務(wù)集（BSS）互聯(lián)在一起，就構(gòu)成了擴(kuò)展服務(wù)集（ExtendedServiceSet，ESS）。AP組網(wǎng)模式AP組網(wǎng)7.2無線接入技術(shù)無線接入點(diǎn)AP可看作一個無線的集線器或路由器，它提供無線站點(diǎn)與有線或無線的主干網(wǎng)絡(luò)的連接，以便站點(diǎn)對主干網(wǎng)進(jìn)行訪問。基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使用無線AP作為中心站，所有無線客戶端對網(wǎng)絡(luò)的訪問均由無線AP控制。目前，AP分為以下兩類。單純型AP：單純型AP相當(dāng)于一個交換機(jī)，只提供物理局域網(wǎng)連接，沒有路由和防火墻功能。擴(kuò)展型AP：擴(kuò)展型AP就是一個無線路由器。AP設(shè)備通常既有無線接口，可以與無線站點(diǎn)建立無線連接，又有有線接口，可以通過有線的以太網(wǎng)接口或ADSL調(diào)制解調(diào)器等連接到互聯(lián)網(wǎng)。AP組網(wǎng)模式7.2無線接入技術(shù)藍(lán)牙是一種短距離的無線通信技術(shù)，已經(jīng)應(yīng)用在生活的各個方面，如家庭娛樂、車內(nèi)系統(tǒng)、移動電子商務(wù)等。藍(lán)牙是基于數(shù)據(jù)包、有著主從架構(gòu)的協(xié)議。根據(jù)藍(lán)牙設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的角色，可分為主設(shè)備（Master）與從設(shè)備（Slave）。主設(shè)備是組網(wǎng)連接主動發(fā)起連接請求的藍(lán)牙設(shè)備，而連接響應(yīng)方則為從設(shè)備。一個主設(shè)備至多可和同一微微網(wǎng)中的七個從設(shè)備通信，所有設(shè)備共享主設(shè)備的時鐘。V4.0V4.1V4.2較V3.0更省電、成本更低、更低時延、更長的有效連接距離，同時加入了AES-128位加密機(jī)制。自動協(xié)調(diào)機(jī)制減少其他信號的干擾；減少了設(shè)備之間重新連接的時間，當(dāng)用戶離開并再次回到藍(lán)牙信號范圍內(nèi)的時間較短，那么設(shè)備將自動連接；提高了傳輸效率，能夠及時實(shí)現(xiàn)多部可穿戴設(shè)備之間的信息傳遞；能夠支持同時連接多部設(shè)備。改善了數(shù)據(jù)傳輸速度和隱私保護(hù)程度，支持靈活的互聯(lián)網(wǎng)連接選項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)。藍(lán)牙技術(shù)7.2無線接入技術(shù)藍(lán)牙系統(tǒng)采用靈活的組網(wǎng)方式，其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也有多種形式，如微微網(wǎng)（Piconet）、散射網(wǎng)（Scatternet）。微微網(wǎng)是通過藍(lán)牙技術(shù)，以特定方式連接起來的微型網(wǎng)絡(luò)，在一個微微網(wǎng)中，所有設(shè)備的級別都是相同的，有相同權(quán)限。采用自組網(wǎng)方式（AdHoc）。微微網(wǎng)由主設(shè)備（Master）單元（發(fā)起鏈接的設(shè)備）和從設(shè)備（Slave）單元構(gòu)成，有一個主設(shè)備單元和最多7個從設(shè)備單元。主設(shè)備單元負(fù)責(zé)提供時鐘同步信號和跳頻序列，從設(shè)備單元一般是受控同步的設(shè)備單元，接受主設(shè)備單元的控制。在藍(lán)牙技術(shù)組建時，若組網(wǎng)的無線終端設(shè)備都不超過7臺，即組建一個微微網(wǎng)。主設(shè)備從設(shè)備從設(shè)備從設(shè)備從設(shè)備從設(shè)備從設(shè)備藍(lán)牙組網(wǎng)技術(shù)微微網(wǎng)7.2無線接入技術(shù)與藍(lán)牙相比，ZigBee是一種新的短距離無線技術(shù)。ZigBee是一種無線連接，可工作在2.4GHz（全球流行）、868MHz（歐洲流行）和915MH（美國流行）三個頻段上，分別具有最高250Kbps、20Kbps和40Kbps的傳輸速率，它的傳輸距離在10~180m的范圍內(nèi)（室內(nèi)一般不超過60m，室外一般不超過180m）。作為一種無線通信技術(shù)，ZigBee具有如下特點(diǎn)：低功耗、低成本、低速率、有效范圍大、短時延、高容量、高安全。ZigBee采用自組織網(wǎng)絡(luò)。在網(wǎng)絡(luò)模塊的通信范圍內(nèi)，通過彼此自動尋找，快速形成互聯(lián)互通的ZigBee網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)成員移動，變化ZigBee彼此間的聯(lián)絡(luò)。ZigBee網(wǎng)絡(luò)模塊可以通過重新尋找通信對象，對原有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行刷新。ZigBee技術(shù)7.2無線接入技術(shù)ZigBee支持3種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：星形、網(wǎng)狀形和簇樹形結(jié)構(gòu)。其中，全功能設(shè)備（FFD）通常有3種狀態(tài)（主協(xié)調(diào)器、協(xié)調(diào)器、終端設(shè)備），具有路由器的功能：精簡功能設(shè)備（RFD）是終端，只能與FFD通信：網(wǎng)絡(luò)由一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器（Coordinator）控制。在星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：節(jié)點(diǎn)只能與Coordinator節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，兩個節(jié)點(diǎn)之間的通信必須通過Coordinator轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)狀形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：具有靈活的信息路由，路由節(jié)點(diǎn)之間可以直接通信，而且當(dāng)一個路由路徑出現(xiàn)了問題，信息可以自動沿著其他的路由傳輸。簇樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：Coordinator連接一系列的FFD和RFD，子節(jié)點(diǎn)的FFD也可以連接一系列的FFD和RFD，這樣可以重復(fù)多個層級。ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?.2無線接入技術(shù)超寬帶（UltraWideBand，UWB）是一種應(yīng)用于無線個域網(wǎng)（WPAN）的短距離無線通，是一種無載波通信技術(shù)，利用納秒至微秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)。無線通信技術(shù)分為窄帶、寬帶和超寬帶三種。從頻域來看，相對帶寬（信號帶寬與頻率之比）小于1%的無線通信技術(shù)稱為窄帶：相對帶寬為1%~25%的稱為寬帶；相對帶寬大于25%且中心頻率大于500MHz的稱為超寬帶。美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）規(guī)定，UWB的工作頻段范圍為3.1G~10.6GHz，最小工作頻寬為500MHz。由于UWB發(fā)射的載波功率比較小，頻率范圍很廣，所以UWB相對于傳統(tǒng)的波而言相當(dāng)于噪聲，對傳統(tǒng)無線電波的影響相當(dāng)小。超寬帶通信技術(shù)7.2無線接入技術(shù)1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)比較簡單UWB系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)比較簡單。UWB使用載波，它通過發(fā)送納秒級脈沖來傳輸數(shù)據(jù)信號。UWB發(fā)射器直接用脈沖小型激無須傳統(tǒng)收發(fā)器所需要的上變頻，因此不需要功用放大器與混頻器。同時，在接收端UWB接收機(jī)不需理。2.高速的數(shù)據(jù)傳輸U(kuò)WB以非常寬的頻率帶寬來換取高速的數(shù)據(jù)傳輸，并且不單獨(dú)占用已經(jīng)擁擠不堪的頻率資源，而是共享其他無線技術(shù)使用的頻帶。在軍事應(yīng)用中，可以利用巨大的擴(kuò)頻增益來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、低截獲率、低檢測率、高安全性和高速的數(shù)據(jù)傳輸。3.功耗低UWB設(shè)備相對于傳統(tǒng)無線設(shè)備，電池壽命長，電磁輻射低。UWB系統(tǒng)使用間歇的脈沖來發(fā)送數(shù)據(jù)，脈沖持續(xù)時間很短。超寬帶通信技術(shù)的特點(diǎn)7.2無線接入技術(shù)4.安全性高。作為通信系統(tǒng)的物理層技術(shù)具有天然的安全性能。大多數(shù)情況下，UWB信號的功率譜密度低于自然的電子噪聲，從電子噪聲中將脈沖信號檢測出來是一件非常困難的事。5.多徑分辨能力強(qiáng)UWB無線電發(fā)射的是持續(xù)時間極短的單周期脈沖且占空比極低，多徑信號在時間上是可分離的。由于脈沖多徑信號在時間上不重疊，很容易分離出多徑分量以充分利用發(fā)射信號的能量。6.定位精確沖激脈沖具有很高的定位精度，采用超寬帶無線電通信，很容易將定位與通信合一。UWB無線電具有極強(qiáng)的穿透能力，可在室內(nèi)和地下進(jìn)行精確定位。使用的超短脈沖定位器可以給出相對位置。7.工程簡單造價便宜在工程實(shí)現(xiàn)上，UWB比其他無線技術(shù)要簡單得多，可全數(shù)字化實(shí)現(xiàn)。它只需要以一種數(shù)學(xué)方式產(chǎn)生脈沖，并對脈沖產(chǎn)生調(diào)制，而這些電路都可以被集成到一個芯片上，設(shè)備的成本會很低。超寬帶通信技術(shù)的特點(diǎn)7.2無線接入技術(shù)由于UWB具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)傳輸速率優(yōu)勢，同時受發(fā)射功率的限制，在短距離范圍內(nèi)提供高速無線數(shù)據(jù)傳輸將是UWB的重要應(yīng)用領(lǐng)域?？傮w來說，UWB主要分為軍用和民用兩個方面。在軍用方面，主要應(yīng)用于UWB雷達(dá)、UWBLPI/D無線內(nèi)通系統(tǒng)（預(yù)警機(jī)、艦船等）、戰(zhàn)術(shù)手持PLI/D電臺、警戒雷達(dá)、UAV/UGV數(shù)據(jù)鏈、探測地雷、檢測地下埋藏的軍事目標(biāo)或以葉簇偽裝的物體。民用方面主要包括地質(zhì)勘探及可穿透障得物的傳感器：汽車防沖撞傳感器等；家電設(shè)備及便攜設(shè)備之間的無線數(shù)據(jù)通信等。超寬帶通信技術(shù)UWB應(yīng)用領(lǐng)域7.2無線接入技術(shù)LR-WPAN是為短距離低速率、低功耗無線通信而設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)，可廣泛用于智能家電和工業(yè)控制等領(lǐng)域。IE802.15.4是LR-WPAN的典型代表，其應(yīng)用前景非常廣闊。但是，E802154只規(guī)定了物理層（PHY）和媒體訪問控制層（MAC）標(biāo)準(zhǔn)，沒有涉及網(wǎng)絡(luò)層以上規(guī)范。6LoWPAN協(xié)議是2006年推出的，是基于IPv6的無線自組網(wǎng)協(xié)議，它是ZigBee發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物。2009年，ZigBee聯(lián)盟基于6LoWPAN推出最新的ZigBeeIP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，這是無線自組網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的新階段。美國國家電網(wǎng)公司將6LoWPAN制定為美國國家電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。6LoWPAN在歐美一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用。6LoWPAN技術(shù)7.2無線接入技術(shù)6LoWPAN協(xié)議簡介6LoWPAN工作組的研究重點(diǎn)為適配層、路由、報頭壓縮、分片、Pv6、網(wǎng)絡(luò)接入和網(wǎng)絡(luò)管理等技術(shù)，目前已提出了適配層技術(shù)草案，其他技術(shù)還在探討中。6LoWPAN技術(shù)底層采用IEEE802.15.4規(guī)定的PHY層和MAC層，網(wǎng)絡(luò)層采用IPv6協(xié)議。由于IPv6中，MAC支持的載荷長度遠(yuǎn)大于6LoWPAN底層所能提供的載荷長度，為了實(shí)現(xiàn)MAC層與網(wǎng)絡(luò)層的無縫鏈接，6LoWPAN工作組建議在網(wǎng)絡(luò)層和MAC層之間增加一個網(wǎng)絡(luò)適配層，用來完成包頭壓縮、分片與重組以及網(wǎng)狀路由轉(zhuǎn)發(fā)等工作。應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層(IPv6)6LoWPAN適配層IEEE802.15.4MAC層IEEE802.15.4物理層6LoWPAN技術(shù)7.2無線接入技術(shù)與ZigBee相比，6LoWPAN有很大的技術(shù)優(yōu)勢，主要是因?yàn)樗?gòu)在IPv6的基礎(chǔ)上。1.普及性。IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用廣泛。下一代互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)IPv6正在加速普及，在LR-WPAN網(wǎng)絡(luò)中使用IPv6更易于被接受。2.適用性。IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧架構(gòu)受到廣泛的認(rèn)可，LR-WPAN網(wǎng)絡(luò)完全可以基于此架構(gòu)進(jìn)行簡單、有效的開發(fā)。3.更多地址空間。IPv6應(yīng)用于LR-WPAN的最大亮點(diǎn)就是龐大的地址空間，這恰恰滿足了部署大規(guī)模、高密度LR-WPAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的需要。4.支持無狀態(tài)自動地址配置。當(dāng)IPv6中的節(jié)點(diǎn)啟動時，可以自動讀取MAC地址，并根據(jù)相關(guān)規(guī)則配置好所需的IPv6地址。5.易接入。LR-WPAN使用Pv6技術(shù)，更易于接入其他基于IP技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)及下一互聯(lián)網(wǎng)，使其可以充分利用IP網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)進(jìn)行發(fā)展。6.易開發(fā)。目前基于IPv6的許多技術(shù)已比較成熟，并被廣泛接受，針對LR-WPAN的特性需進(jìn)行適當(dāng)?shù)木喓腿∩?，簡化協(xié)議開發(fā)的過程。6LoWPAN技術(shù)優(yōu)勢7.2無線接入技術(shù)NFC的中文全稱為近場通信技術(shù)。NFC是在非接觸式射頻識別(RFID)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合無線互連技術(shù)研發(fā)而成，它為我們?nèi)粘Ｉ钪性絹碓狡占暗母鞣N電子產(chǎn)品提供了一種十分安全快捷的通信方式。磁場可以用于短距離通訊，NFC采用電磁耦合感應(yīng)技術(shù)，電磁場頻率是13.56MHz，該載波頻段是全球無需許可證的波段。發(fā)起設(shè)備用13.56MHz信號激勵天線，產(chǎn)生磁場。通過近場耦合，將能量傳遞給目標(biāo)；目標(biāo)對磁場進(jìn)行調(diào)制，將數(shù)據(jù)返回給發(fā)起設(shè)備完成通信。NFC技術(shù)7.2無線接入技術(shù)NFC技術(shù)NFC的通信模式（1）點(diǎn)對點(diǎn)模式。這種模式下兩個NFC設(shè)備可以交換數(shù)據(jù)。（2）讀寫器模式。這種模式下的NFC通信作為非接觸讀卡器使用。讀寫器模式的NFC手機(jī)可以從TAG中采集數(shù)據(jù)資源，按照一定的應(yīng)用需求完成信息處理功能。（3）卡模擬形式。這種模式就是把具有NFC功能的設(shè)備進(jìn)行模擬，使之變成非接觸卡的模式。這種形式關(guān)鍵應(yīng)用于商場或者交通等非接觸性移動支付當(dāng)中，在具體應(yīng)用過程中，用戶僅需把自身的手機(jī)或者其他有關(guān)的電子設(shè)備貼近讀卡器即完成交易。NFC的工作模式1.被動模式在被動模式下，僅有一個NFC設(shè)備產(chǎn)生射頻場（比如讀卡器與無源電子標(biāo)簽）。根據(jù)天線尺寸與場調(diào)制幅度不同，其工作距離可達(dá)到10cm，數(shù)據(jù)速率支持106kbit/s到848kbit/s。2.主動模式在主動模式下，兩個NFC設(shè)備均可以產(chǎn)生射頻場。相比于被動模式，工作距離可以達(dá)到20cm。如果使用PSK（相移鍵控）調(diào)制方式，數(shù)據(jù)速率可達(dá)到6.78Mbit/s。7.2無線接入技術(shù)NB-IoT是IoT領(lǐng)域一個新興的技術(shù)，支持低功耗設(shè)備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接，也被叫作低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)。NB-IoT支持待機(jī)時間長、對網(wǎng)絡(luò)連接要求較高設(shè)備的高效連接。NB-IoT設(shè)備電池壽命可以達(dá)到數(shù)年，同時還能提供非常全面的室內(nèi)蜂窩數(shù)據(jù)連接覆蓋。NB-IoT技術(shù)時間事件2013年沃達(dá)豐與華為攜手開始了新型通信標(biāo)準(zhǔn)的研發(fā)，起初將該通信技術(shù)稱為“NB-M2M”。2014年5月3GPP的GERAN組成立了新的研究項(xiàng)目—“FS_IoT_LC”，該項(xiàng)目主要研究新型的無線電接人網(wǎng)系統(tǒng)，“NB-M2M”成為該項(xiàng)目研究方向之一。隨后高通公司提交了“NB-OFDM”的技術(shù)方案。2015年5月2015年7月，愛立信聯(lián)合中興、諾基亞等公司，提出了“NB-LTE”的技術(shù)方案。在2015年9月的RAN#69會上，經(jīng)過激烈的討論和協(xié)商，各方案的主導(dǎo)者將兩個技術(shù)方案(“NB-CIoT”和“NB-LTE”)進(jìn)行了融合，3GPP對統(tǒng)一后的標(biāo)準(zhǔn)工作進(jìn)行了立項(xiàng)。該標(biāo)準(zhǔn)作為統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，稱為“NB-IoT”。自此，“NB-M2M”、“NB-OFDM”、“NB-CIoT”、“NB-LTE”都成為了歷史。2016年6月NB-IoT的核心標(biāo)準(zhǔn)作為物聯(lián)網(wǎng)專有協(xié)議，在3GPPRel-13中凍結(jié)。同年9月，完成NB-IoT性能部分的標(biāo)準(zhǔn)制定。2017年1月，完成NB-IoT-致性測試部分的標(biāo)準(zhǔn)制定。2017年1月完成NB-IoT-致性測試部分的標(biāo)準(zhǔn)制定。7.2無線接入技術(shù)NB-IoT著限于低功耗、廣域覆蓋的通信應(yīng)用。終端的通信機(jī)制相對簡單。無線通信的耗電量相對較低，適合小數(shù)據(jù)量、低吞吐率的信息上傳，信號覆蓋的范圍則與普通的移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基本一樣，行業(yè)內(nèi)將此類技術(shù)統(tǒng)稱為LPWAN技術(shù)(低功耗廣域技術(shù))。NB-IoT針對M2M通信場最對4G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了技術(shù)優(yōu)化，其對網(wǎng)絡(luò)特性和終端特性進(jìn)行了適當(dāng)平衡，以適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的需求。在“距離、品質(zhì)、特性”和“能耗、成本”中，保證“距離”上的廣域覆蓋，一定程度地降低了“品質(zhì)”(例如采用半雙工的通信模式，不支持高帶寬的數(shù)據(jù)傳送)，減少了“特性”(例如不支持切換，即連接態(tài)的移動性管理)。網(wǎng)絡(luò)特性“縮水”的好處就是：降低了終端的通信能耗，并可以通過簡化通信模塊的復(fù)雜度來降低成本(例如簡化通信鏈路層的處理算法)。所以說，為了滿足部分物聯(lián)網(wǎng)終端的個性要求(低能耗、低成本)，網(wǎng)絡(luò)作出了“妥協(xié)”。NB-IoT“犧牲”了一些網(wǎng)絡(luò)特性，來滿足物聯(lián)網(wǎng)中不同以往的應(yīng)用需要。NB-IoT技術(shù)優(yōu)勢7.2無線接入技術(shù)為了便于運(yùn)營商根據(jù)自有網(wǎng)絡(luò)的條件靈活運(yùn)用，NB-IoT可以在不同的無線頻帶上部署，分為三種情況：獨(dú)立部署模式（StandAlone)：利用獨(dú)立的新頻帶或空閑頻段進(jìn)行部署，運(yùn)營商所提的“GSM頻段重耕”也屬于此類模式。保護(hù)帶部署模式（GuardBand）：利用LTE系統(tǒng)中邊緣的保護(hù)頻段。采用該模式，需要滿足一些額外的技術(shù)要求(例如原LTE頻段帶寬要大于5Mbps)，以避免LTE和NB-IoT之間產(chǎn)生信號干擾。帶內(nèi)部署模式（InBand）：利用LTE載波中間的某一段頻段進(jìn)行部署，3GPP協(xié)議規(guī)定Inband部署方式要求LTE系統(tǒng)帶寬為3MHz及以上帶寬。這種部署方式對現(xiàn)有LTE網(wǎng)絡(luò)會有較大干擾。NB-IoT的部署模式NB-IoT部署模式7.2無線接入技術(shù)針對數(shù)據(jù)傳輸品質(zhì)要求不高的應(yīng)用，NB-IoT具有低速率、低帶寬、非實(shí)時的網(wǎng)絡(luò)特性，這些特性使得NB-IoT終端不必向個人用戶終端那樣復(fù)雜。終端可以使用低成本的專用集成電路來替代高成本的通用計(jì)算芯片，來實(shí)現(xiàn)協(xié)議簡化后的功能；還能夠減少通信單元的整體功耗，延長電池使用壽命。NB-IoT采用半雙工的通信方式，終端不能夠同時發(fā)送或接收信號數(shù)據(jù)，相對全雙工方式的終端，減少了元器件個數(shù)，節(jié)省了成本。業(yè)務(wù)低速率的數(shù)據(jù)流量，使得通信模組不需要配置大容量的緩存。低帶寬，則降低了對均衡算法和均衡器性能的要求。NB-IoT終端物聯(lián)網(wǎng)

技術(shù)導(dǎo)論數(shù)字經(jīng)濟(jì)系列教材第

8章

移動通信網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)

技術(shù)導(dǎo)論01028.2M2M和D2D技術(shù)目錄CONTENTS8.13G/4G/5G移動通信技術(shù)8.13G/4G/5G移動通信技術(shù)移動通信是移動體之間的通信，或移動體與固定體之間的通信。也就是說，移動通信的雙方至少有一方處于移動中。移動體可以是人，也可以是汽車或輪船等移動的物體。移動通信起源于19世紀(jì)末，意大利電氣工程師馬可尼完成了陸地與一只拖船之間的無線電通信。從第一代(FirstGeneration,1G)移動通信系統(tǒng)開始，移動通信已經(jīng)歷了從1G到2G、3G和4G,并演進(jìn)到5G的發(fā)展歷程。移動通信8.13G/4G/5G移動通信技術(shù)第一代(1G)移動通信是以模擬技術(shù)為基礎(chǔ)的蜂窩無線電話系統(tǒng)。1978年年底，美國貝爾試驗(yàn)室研制成功了全球第一個移動蜂窩電話系統(tǒng)：先進(jìn)移動電話系統(tǒng)(AdvancedMobilePhoneSystem,AMPS)。同一時期，歐洲各國也不甘示弱，紛紛建立起自己的第一代移動通信系統(tǒng)。瑞典等北歐4國在1980年研制成功了NMT-450移動通信網(wǎng)：聯(lián)邦德國在1984年完成了C網(wǎng)絡(luò)(C-Netz)；英國則于1985年開發(fā)出全接入通信系統(tǒng)(TACS)。在各種1G移動通信系統(tǒng)中，美國的AMPS在全球的應(yīng)用最為廣泛，它曾經(jīng)在超過72個國家和地區(qū)運(yùn)營。同時，也有近30個國家和地區(qū)采用英國TACS制式的1G系統(tǒng)。我國的1G移動通信系統(tǒng)于1987年11月18日開通，采用的是英國TACS制式，到2001年12月底關(guān)閉，用戶數(shù)最高曾達(dá)到了660萬。如今，1G時代那像磚頭一樣的手持終端(大哥大)已經(jīng)成為很多人的回憶。由于采用的是模擬技術(shù)，1G移動通信系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上只能傳輸語音，系統(tǒng)容量也十分有限。此外，安全性和穩(wěn)定性也存在較大的問題。1G移動通信系統(tǒng)的先天不足，使得它無法真正大規(guī)模普及和應(yīng)用，價格更是非常昂貴。與此同時，不同國家的1G移動通信的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)各不相同，即只有“國家標(biāo)準(zhǔn)”，沒有“國際標(biāo)準(zhǔn)”，國際漫游成為個突出的問題。第一代移動通信（1G）8.13G/4G/5G移動通信技術(shù)第二代(2G)移動通信系統(tǒng)以數(shù)字化為主要特征，以傳輸語音和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為目的，因此又稱為窄帶數(shù)字通信系統(tǒng)，典型代表是歐洲的GSM和美國的IS-95。1982年，北歐4國向歐洲郵電主管部門大會(CEPT)提交了一份建議書，要求建立歐洲統(tǒng)一的蜂窩移動通信系統(tǒng)。同年，成立了歐洲“移動通信特別小組，后來演變成“全球移動通信系統(tǒng)(GlobalSystemforMobileCommunication,GSM)”。隨后，美國制定了數(shù)字先進(jìn)移動電話服務(wù)(Digital-AdvancedMobilePhoneService,D-AMPS)和IS-95碼分多址(CodeDivisionMultipleAccess,CDMA)，其中IS-95是由高通公司(Qualcomm)發(fā)起的全球第一個基于CDMA的數(shù)字蜂窩標(biāo)準(zhǔn)。2G可以進(jìn)行語音通信，還可以收發(fā)短信(短消息、SMS)、彩信(MMS、多媒體簡訊)等。2G提供更高的網(wǎng)絡(luò)容量，改善了語音質(zhì)量和保密性，還引入了無縫的國際漫游。第二代移動通信（2G）8.13G/4G/5G移動通信技術(shù)第三代(3G)移動通信是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通信。相對于1G的模擬移動通信和2G的數(shù)字移動通信，3G的代表特征是提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。3G將無線通信與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，使網(wǎng)絡(luò)移動化成為現(xiàn)實(shí)。2000年5月，國際電信聯(lián)盟(ITU)正式公布了3G標(biāo)準(zhǔn)，我國提交的TD-SCDMA與WCDMA、CDMA2000一起成為3G的三大主流標(biāo)準(zhǔn)。2001年10月，3G網(wǎng)絡(luò)首次商用，日本運(yùn)營商N(yùn)TTDoCoMo的WCDMA正式運(yùn)營。2007年10月，ITU在日內(nèi)瓦舉行無線通信全體會議，WiMAX被批準(zhǔn)為全球3G標(biāo)準(zhǔn)。2009年4月20日，工業(yè)和信息化部印發(fā)了《第三代移動通信服務(wù)規(guī)范(試行》通知，我國開始建設(shè)3G網(wǎng)絡(luò)。第三代移動通信（3G）8.13G/4G/5G移動通信技術(shù)世界很多組織給4G下了不同的定義，而國際電信聯(lián)盟(ITU)的定義代表了傳統(tǒng)移動運(yùn)營商對4G的看法。ITU認(rèn)為:4G是基于IP協(xié)議的高速蜂窩移動網(wǎng)，無線通信技術(shù)從現(xiàn)有的3G演進(jìn)而來，4G的傳輸速率可以達(dá)到100Mbit/s。4G的特點(diǎn)通信速度快移動通信數(shù)據(jù)傳輸速率為基礎(chǔ)進(jìn)行比較。1G移動通信僅提供語音服務(wù)；2G移動通信數(shù)據(jù)傳輸速率也只有9.6kb/s；3G移動通信數(shù)物傳輸速率可達(dá)到2Mb/s

；而4G移動通信數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)到100Mb/s。通信靈活從嚴(yán)格意義上說，4G手機(jī)已不能簡單劃歸為“電話機(jī)”的范疇，語音的傳輸只是4G手機(jī)的功能之一而已。4G手機(jī)更應(yīng)該算是個小型計(jì)算機(jī)，4G使人們不僅可以隨時隨地通信，還可以雙向傳遞下載資料、圖畫、視頻，當(dāng)然更可以和從未謀面的陌生人網(wǎng)上聯(lián)線對打游戲。智能性高4G移動通信的智能性更高，不僅表現(xiàn)在4G通信的終端設(shè)備具有操作智能化，更重要的是4G手機(jī)可以實(shí)現(xiàn)更多的功能。兼容性好4G移動通信具備全球漫游功能，接口開放，能跟多種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，終端多樣化。費(fèi)用便宜4G通信解決了與3G通信的兼容性問題，4G通信部署起來就容易迅速得多。4G通信的無線即時連接等服務(wù)會比3G通信更加便宜。第四代移動通信（4G）8.13G/4G/5G移動通信技術(shù)5G是4G之后的延伸，5G具有更高速率、更大帶寬和更強(qiáng)空中接口技術(shù)，是面向用戶體驗(yàn)和業(yè)務(wù)應(yīng)用的智能無線網(wǎng)絡(luò)。5G移動數(shù)據(jù)流量為“Gbit/s用戶體驗(yàn)速率”，5G網(wǎng)絡(luò)正朝著多元化、寬帶化、綜合化、智能化的方向發(fā)展，5G各種智能終端將不斷增長和普及。5G網(wǎng)絡(luò)不僅承載人與人之間的通信，還要承載人與物、物與物之間的通信，既可支撐大量終端，又使個性化、定制化的應(yīng)用成為常態(tài)。第五代移動通信（5G）8.13G/4G/5G移動通信技術(shù)第五代移動通信（5G）5G技術(shù)的發(fā)展過程自2012年ITU通過了4G標(biāo)準(zhǔn)之后，通信業(yè)界開始研究5G,各國成立了專門組織推進(jìn)5G研究，爭搶新一輪技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的影響力和制高點(diǎn)。例如，歐盟啟動了METIS、5GNOW等多個5G預(yù)研項(xiàng)目，并成立了5GPPP；韓國成立了5GForum等；美國和日本也啟動了5G研究；我國則成立了IMT-2020(5G)推進(jìn)組。2013年2月，歐盟宣布加快5G移動技術(shù)的發(fā)展，計(jì)劃到2020年推出成熟標(biāo)準(zhǔn)。2013年2月，我國發(fā)起成立了IMT-2020(5G)推進(jìn)組，目標(biāo)是在“3G突破、4G同步”的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)“5G引領(lǐng)”全球。2014年5月，日本六家廠商合作，開始測試現(xiàn)有4G網(wǎng)絡(luò)1000倍承載能力的高速5G網(wǎng)絡(luò)，并期望于2020年開始運(yùn)作。2017年12月，在國際電信標(biāo)準(zhǔn)組織第78次全體會議上，第一個5G標(biāo)準(zhǔn)5GNR首發(fā)版本正式凍結(jié)并發(fā)布，NR是指新空口(NewRadio)。2018年2月，中國移動公布了2018年5G計(jì)劃：將在杭州、上海、廣州、蘇州、武漢五個城市開展外場測試。2019年6月6日，我國工信部向中國移動、中國電信、中國聯(lián)通、中國廣電四家運(yùn)營商發(fā)放5G商用牌照。2019年10月31日，我國5G正式商用。8.13G/4G/5G移動通信技術(shù)第五代移動通信（5G）5G的技術(shù)特點(diǎn)(1)5G是萬物互聯(lián)、連接場景的一代移動通信從1G到4G主要是以人與人通信為主，5G則是跨越到人與物、物與物通信的時代。5G是萬物互聯(lián)和連接場景的時代，從業(yè)務(wù)和應(yīng)用的角度，5G具有大數(shù)據(jù)、海量連接和場景體驗(yàn)3大特點(diǎn)，滿足未來更廣泛的數(shù)據(jù)和連接業(yè)務(wù)需要。(2)5G是電信IT化、軟件定義的一代5G將是全新一代的移動通信技術(shù)，5G網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)軟件化、智能化、平臺化趨勢，5G是通信技術(shù)(CT)與信息技術(shù)(IT)的深度融合。5G通過軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)以及軟件定義無線電的無線接入空口，實(shí)現(xiàn)5G可編程的核心網(wǎng)和無線接口。(3)5G是云化的一代5G的云化趨勢包括：基帶處理能力的云化(C-RAN)、采用移動邊緣內(nèi)容與計(jì)算(MECC）和終端云化。8.13G/4G/5G移動通信技術(shù)第五代移動通信（5G）5G的技術(shù)特點(diǎn)(4)5G是蜂窩結(jié)構(gòu)變革的一代從1G到4G都是基于傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)，即形狀規(guī)則(多為六邊形)的蜂窩小區(qū)組網(wǎng)。傳統(tǒng)單層規(guī)則的蜂窩小區(qū)概念已不存在，5G移動通信首次出現(xiàn)了去蜂窩的趨勢。(5)5G足承前啟后和探索的一代移動通信技術(shù)更新約10年一代。1G的目的是要解決語音通信，但語音質(zhì)量與安全性都不好；到2G時，GSM和CDMA在解決語音通信方面達(dá)到極致；1998年提出的3G最初目標(biāo)是解決多媒體通信(如視頻通信)，但2005年后出現(xiàn)移動互聯(lián)網(wǎng)接入的重大應(yīng)用需求，不過解決得不好；LTE對移動互聯(lián)網(wǎng)接入需求的解決是到位的，但又面臨語音通信(VoLTE)問題。5G的目