无线通信技术发展及应用.ppt

无线通信技术发展及应用 一、无线通信发展的现状 2008年是无线通信发展的重要一年 公众移动通信市场持续增长 1 3G走向规模化商用 2 多种宽带无线技术迅速成熟 3 众多短距离无线技术浮出水面 4 无线通信已步入融合发展的新阶段无线通信已步入融合发展的新阶段 一、无线通信发展的现状 网络和应用无所不在的“泛网时代” 3G与WiMAX、WLAN等宽带无线技术 融合1 3G与RFID、ZigBee、UWB等各种短距离无线技术的融合 2 IMS将是未来核心网的发展方向 3 配备无线通信功能的传感控制芯片将附着在任何物体上 4 构建一个无处不在的信息、传感、测控网络构建一个无处不在的信息、传感、测控网络 一、无线通信发展的现状 几种无线通信技术 PAN：射频识别(RFID)、蓝牙(Bluetooth)、超宽带(UWB)1 LAN：Wi-Fi、 ZigBee(802.11x)、DECT (无绳电话)2 MAN：Wi-MAX（802.16x）3 WAN：2G、3G、4G 4 融合构建一个全空间的无线网络融合构建一个全空间的无线网络 一、无线通信发展的现状 几种无线通信技术 Zigbee 一、无线通信发展的现状 几种无线通信技术 蓝牙 WiFi WiMax WiMax 二、各种无线通信的特点 1.RFID(Radio Frequency Identification) 一种非接触式的自动识别技术 应用特点应用特点1 1 应用特点应用特点3 3 可以识别单个的非常具体的物体，而不是像条形码 那样只能 识别一类物体 其采用无线电射频，可以透过外部材料读取数据， 而条形码必须靠激光来读取信息 可以同时对多个物体进行识读，条形码只能一个一 个地读。 应用特点应用特点2 2 二、各种无线通信的特点 1.RFID(Radio Frequency Identification) 二、各种无线通信的特点 1.RFID(Radio Frequency Identification) 二、各种无线通信的特点 1.RFID(Radio Frequency Identification) 二、各种无线通信的特点 1.RFID(Radio Frequency Identification) 识别距离识别距离130米，无须要光源 工作速度工作速度 实现每秒30个对象的识别，对付最大速度为 0.3元。 应用前景 二、各种无线通信的特点 1.RFID(Radio Frequency Identification) 应用将继续以供应物流领域为主，在这个领域用RFID收发器进行 包括各种各样的可移动货物/产品的记录和跟踪，在RFID收发器( 信用卡大小的塑料/纸标签，内含芯片、射频部分和天线)上的必要 存储将继续成为主要的应用。 应用前景 二、各种无线通信的特点 2.蓝牙技术 蓝牙的来历蓝牙的来历 英文：Bluetooth 代表一种短距离无线通信技术 “蓝牙”（Bluetooth）一词是一位丹麦国王的名字，在 10世纪他将当时的瑞典、芬兰与丹麦统一起来。 用“蓝牙”他的名字来命名这种短距离无线通信 的技术标准，含有将四分五裂的局面统一起来的意思 。通过这种技术，可以将电子装置彼此通过无线连接 起来，省去了传统的电线。 二、各种无线通信的特点 2.蓝牙技术(Bluetooth) 蓝牙使用的技术Frequency Hopping & TDMA 蓝牙业务特征 传输数据和语音 蓝牙的应用为网络中的主从设备建立临时性的对等连接 二、各种无线通信的特点 2.蓝牙技术(Bluetooth) 蓝牙的技术标准IEEE802.15 工作频段和带宽2.4GHz，1Mb/s 传输距离10m 通道指标 1个异步数据通道(最高达721kb/s) 3个并发的同步话音通道(64kb/s) 1个同时传送异步数据和同步话音的通道 二、各种无线通信的特点 2.蓝牙技术(Bluetooth) 蓝牙体积小1cm1cm2mm 美国德州仪器（TI）公司推出 了单片蓝牙LSI。该产品将蓝牙 的基带处理电路和RF收发器电 路集成到一个CMOS LSI中。 到目前为止只有英国CSR公司 和美国Broadcom公司在研究 这种LSI，TI首先实现了此类芯 片的单片产品化。 二、各种无线通信的特点 2.蓝牙技术(Bluetooth) 蓝牙功耗低、价格低6美元左右，批量购买4美元 采用四种工作模 式，其最大消耗 电流只有25mA 二、各种无线通信的特点 2.蓝牙技术(Bluetooth) 音频蓝牙发送 蓝牙耳机 二、各种无线通信的特点 2.蓝牙技术(Bluetooth) 二、各种无线通信的特点 2.蓝牙技术(Bluetooth) 蓝牙适配器 二、各种无线通信的特点 3 UWB（超宽带技术） 什么是超宽带？什么是超宽带？ “UWB”是超宽带无线技术的缩写。始于20世纪60 年代兴起的脉冲通信技术，主要用于军用雷达、定 位和通信系统中。UWB技术最早是利用频谱极宽的 超短脉冲进行通信。通信速度可以达到几百Mbit/秒 以上。 二、各种无线通信的特点 3 UWB（超宽带技术） 1960s1960s UWB最初的定义源自于60年代兴起的军用脉冲通信技 术，又被称为脉冲无线电（Impulse Radio）技术。 19721972 一种高灵敏的短脉冲接收设备被研制成功，进一步加速 了UWB技术的研究和发展。 19981998 美国国防部（DARPA）才正式启用超宽带（UWB）这 一术语,该项技术采用上升沿和下降沿都很陡的基带脉 冲直接通信。 20022002 UWB技术首次获得了美国FCC的批准而用于民用通信， 发布全球第一个民用UWB设备使用频谱规范，使UWB 技术的研发骤然加速。 二、各种无线通信的特点 3 UWB（超宽带技术） 20052005上半年上半年 2005年3月，WiMedia和Ecma提交WiMediaUWB平台 规范,FCC批准MBOA-UWB、DS-UWB的高速产品测试。 20052005年下半年年下半年 英国和日本政府监管部门批准UWB方案，支持UWB发展 20062006年年 国际电信联盟（ITU）在确定了各国频谱分配原则后， 第一次核准UWB全球性监管标准建议 20072007 ISO正式通过了WiMedia联盟提交的MBOFDM标准，正 式成为第一个UWB技术的国际标准。 二、各种无线通信的特点 3 UWB（超宽带技术） 现在的UWB技术含义不同于早期的UWB技术含义 2000年后，Intel、TI、Motorola等大公司开始研发高速UWB技术时，放 弃了脉冲方法，不约而同地转而采用传统的载波调制技术，进行改造使其 具有UWB技术的特点，并推出了多频带OFDM（MB-OFDM）和DS- CDMA两大主要方案。OFDM（MB-OFDM）和DS-CDMA这两种方案经 过几年激烈的竞争，2007年3月，ISO正式通过了WiMedia联盟提交的MB -OFDM标准，WiMedia联盟最终在标准上胜出，正式成为UWB技术的 第一个国际标准。 二、各种无线通信的特点 3 UWB（超宽带技术） UWB技术标准IEEE 802.15.4a 传输速率 (A,a0) 0 0 1： (B,a1) 0 1 0： (B,a2) 0 1 1： (A,a3) 1 0 0： (A,a4) 1 0 1： (B,a5) 1 1 0： (B,a6) 1 1 1： (A,a7) 三、OFDM的基本原理 2. 8QAM调制的原理 X3X2X1 000: (A,a0) 001: (B,a1) 010: (B,a2) 011: (A,a3) 100: (A,a4) 101: (B,a5) 110: (B,a6) 111: (A,a7) 三、OFDM的基本原理 2. 8QAM调制的原理 X3X2X1 000: (A,a0) 001: (B,a1) 010: (B,a2) 011: (A,a3) 三、OFDM的基本原理 2. 8QAM调制的原理 X3X2X1 100: (A,a4) 101: (B,a5) 110: (B,a6) 111: (A,a7) 三、OFDM的基本原理 2. 8QAM调制的原理 用在T时间长度上 ，正弦信号幅度 相位的8种不同的 组合来表示3位二 进制码的8种不同 状态 三、OFDM的基本原理 2. 8QAM调制的原理 已知U(t)为矩形时窗，其幅度谱为： U(t) U() 三、OFDM的基本原理 2. 8QAM调制的原理 f(t)为被矩形调制后的时窗 ，其幅度谱为 ： f(t) F() 三、OFDM的基本原理 2. 8QAM调制的原理 f(t) F() U(t) U() 三、OFDM的基本原理 3. OFDM调制的原理 fn(t)为被矩形调制后的时窗 ，其幅度谱为 ： F() 三、OFDM的基本原理 3. OFDM调制的原理 当各个子载波用 QAM或PSK进行调制时 ，则每个子信道上已调 信号的频谱Sa(x)形状， 主瓣的宽度为2/T。这些 子载波的频率间隔为 1/T，因此由抽样函数的 性质，他们在频域上正 交。 三、OFDM的基本原理 3. OFDM调制的原理 三、OFDM的基本原理 3. OFDM调制的原理 FDM与OFDM的差别 一般频分复用FDM各子信道之间要有一定的保 护带，以便在接受时能够通过带通滤波分离出各 子道的信号。 带通滤波器 三、OFDM的基本原理 3. OFDM调制的原理 FDM与OFDM的差别 OFDM系统的子信道不 仅没有保护带，而且各信道 间不但没有保护频带 ，而且 各子信道的频谱可以重叠， 提高了频谱的利用率。 三、OFDM的基本原理 4. OFDM原理在ADSL中的应用 Xn,Xn-1,X2,X1 DmDm-1D1D2 . 将n位数据分为m个数据块第k个数据块Dk数据长度为ik 如果数据块Dk的长度为ik位二进制码，则ik位二进制码能够表示2ik 个状态 三、OFDM的基本原理 4. OFDM原理在ADSL中的应用 DmDm-1D1D2 . 三、OFDM的基本原理 4. OFDM原理在ADSL中的应用 DmDm-1D1D2 . . . 三、OFDM的基本原理 4