信通导论秋 无线通信技术的未来[专业相关]

1、电信学院电信学院 信通系信通系 雷斌 1 专业课 电信学院 信通系 雷斌l网络业务数字化网络业务数字化 网络技术分组化网络技术分组化 l接入技术无线化接入技术无线化 传输线路光纤化传输线路光纤化 lIP的世界的世界 （从网络服务层面看）（从网络服务层面看） l光的世界光的世界 （从传送层面看）（从传送层面看） l无线的世界无线的世界（从用户接入层面看）（从用户接入层面看） 2 专业课 电信学院 信通系 雷斌3 专业课 电信学院 信通系 雷斌0 200,000 400,000 600,000 800,000 1,000

2、,000 1,200,000 1,400,000 1,600,000 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Global Wireline Global Wireless Global Pop - 7 bill Subscribers (000) Source: Lucent Internet 4 专业课 电信学院 信通系 雷斌Radio Links Point to Point Links Point to Multipoint Links Br

3、oadcasting Television Radio Mobile Radio Maritime and Aeronautical Mobile Telephony business (e.g. Taxis) Public Utilities and Emergency services Navigation Radionavigation RadioLocation Terresrial or Satellite Scientific Uses Radio Astromony Standard Time Signals Meteorological but effects increase

4、 rapidly with longer distances -Avoid links over/through vents, hot roofs, A/C ducts, etc -Space diversity Image dancing Amplitude fluctuation The variation of refractive index along the propagation path caused by slight temperature variations among different air pockets 37 专业课 电信学院 信通系 雷斌 138091944

5、97 Photograph courtesy of MRV Communications Laser Transceiver with Multiple Beams Radio Frequency Backup Connection 38 专业课 电信学院 信通系 雷斌l2001年年2月由美国的一些光无线设备制造商月由美国的一些光无线设备制造商 联合电信运营商，成立了空间光通信联盟联合电信运营商，成立了空间光通信联盟 (FSOAlliance)。 lTerabeam公司和公司和Airriber公司已将光无线公司已将光无线 通信应用于商业服务。通信应用于商业服务。 l2

6、000年悉尼奥运会上，年悉尼奥运会上，Terabeam公司成功公司成功 地使用光无线通信设备向客户提供地使用光无线通信设备向客户提供100Mb/s 的数据连接。的数据连接。 l2004年年7月，华为公司和月，华为公司和LightPointe公司公司 宣布扩大双方的联合战略伙伴协定。宣布扩大双方的联合战略伙伴协定。 LightPointe公司是基于光无线通信技术的光公司是基于光无线通信技术的光 纤光线产品的设计者和制造商。纤光线产品的设计者和制造商。 39 专业课 电信学院 信通系 雷斌容量从容量从100Mb/s到到2.5Gb/s 一般限于一般限于2公里以下公里以下 工

7、作波长：工作波长： 850纳米纳米 1550纳米纳米 40 专业课 电信学院 信通系 雷斌41 专业课 电信学院 信通系 雷斌1.移动通信技术的现状及趋势移动通信技术的现状及趋势 2.固定接入技术的现状及趋势固定接入技术的现状及趋势 3.卫星通信技术的现状及趋势卫星通信技术的现状及趋势 3.1 卫星通信的分类卫星通信的分类 3.2 同步地球卫星通信同步地球卫星通信 4.个人区域通信个人区域通信WPAN技术的现状和趋势技术的现状和趋势 5.特定用途无线通信技术的现状和趋势特定用途无线通信技术的现状和趋势 6.无线通信中的新技术无线通信中的新技术

8、 42 专业课 电信学院 信通系 雷斌U SR A N SAT 1 SAT 2 SAT 3 U TR A N BS1 (N ode B ) G PRS B TS USRAN G ATEW AY (Node B) D iffuse reflection (D elay spread) LO S Antenna diversity Inter-segm ent R oam ing Shadow ing D elay, free space loss M ulti-user co-channel & adjacent channel interference (Traffi

9、c m ix) M ulti-user interference Satellite m ovem ent (D ynam ic constellation sim ulation) M S Intra-segm ent hand-off (M acro path diversity) Satellite hand-off (M acro path diversity) G round scatter (D oppler spread) M S m ovem ent (D ynam ic m obility sim ulation) Inter-generation roam ing Adja

10、cent beam Interference Intra-beam Interference M ulti-spot beam antenna Feeder link Antenna gain R oll-off Beam hand-off by ascom N on-LO S path loss D iffraction D elay, D oppler, free space path loss BS2 (Node B) 43 专业课 电信学院 信通系 雷斌44 专业课 电信学院 信通系 雷斌45 专业课 电信学院 信通系 雷斌 1380

11、9194497 1.移动通信技术的现状及趋势移动通信技术的现状及趋势 2.固定接入技术的现状及趋势固定接入技术的现状及趋势 3.卫星通信技术的现状及趋势卫星通信技术的现状及趋势 4.个人区域通信个人区域通信WPAN技术技术 4.1 IEEE802.15 4.2 蓝牙蓝牙 WSN UWB 5.特定用途无线通信技术的现状和趋势特定用途无线通信技术的现状和趋势 6.无线通信中的新技术无线通信中的新技术 46 专业课 电信学院 信通系 雷斌47 专业课 电信学院 信通系 雷斌48 专业课 电信学院 信通系 雷斌49 专业课

12、电信学院 信通系 雷斌lIEEE 802.15.1 lCable Replacement ldata rate : 1 Mbps lLow Power lLow Cost lStandard for different products lVoice and Data communication lSupport mobility lSized 0.5 squire inches 50 专业课 电信学院 信通系 雷斌lBluetooth 网络内并没有基站网络内并没有基站的概念，依的概念，依应用程应用程 序设计序设计，只有，只有 Master

13、和和 Slaver 的功能互相的功能互相 转换转换。 51 专业课 电信学院 信通系 雷斌l由于由于 Bluetooth 的的传输速率仅传输速率仅 1M bps，对于对于 Real Time 的的影音资料影音资料不敷使用，故不敷使用，故发展发展出出 802.15.3a Standard，采采 用用UWB ( Utra-Wideband )技术技术，最高，最高传输可达传输可达 480M bps，其，其网络架构网络架构跟跟 Bluetooth 差异差异不大。不大。 52 专业课 电信学院 信通系 雷斌l無線感測網路主要功能是隨意散佈的感測節點 (

14、 Sensor Node ) 於一未知感測區域來收集資料並回報給控制中心 ( Sink Node )。 l感測器裝置以本身電池來提供能源以進行感測、初步資料處 理以及透過無線電介面回報資料。 l感測資訊可為溫度溼度甚至影像等 lIEEE組織制定感測節點間無線傳輸的協定IEEE802.15.4 l無線感測節點特色 耗電量低 CPU慢 記憶體小 傳輸率低 容錯性佳 體積小 53 专业课 电信学院 信通系 雷斌l環環境的境的監視監視 l生生態環態環境境監監控控 l互互動動式的式的電腦遊戲電腦遊戲 l保全保全 l探勘未知探勘未知環環境境 54 专业课 电信学院 信通系 雷斌

1555 专业课 电信学院 信通系 雷斌lHabitat Monitoring on Great Duck Island Sensor nodes 56 专业课 电信学院 信通系 雷斌lBerkeley AeRobot test bed for pursuitevasion game. (outdoor) 57 专业课 电信学院 信通系 雷斌Sensors Modules High-speed Wireless LAN (WLAN) WLAN-Piconet Bridge Piconet WLAN

16、-Piconet Bridge WLAN Access Point Piconet Wired Network Networked Toys Sensor Badge Collaboration: Muntz (CS) Alwan (EE) Potkonjak (CS) Baker (Education) “Fusing the Physical and the Cognitive” 58 专业课 电信学院 信通系 雷斌l下一代便携式消费者电器和通信设备之间将产生许多高速率的多媒体应用。这 些应用必须得到高速率无线网络的支持和服务，因此WPAN应运而生 第一类涉及大宗

17、（多兆字节）数据文档传送：如照片文档和视像流的传送 、音乐文档的传送等 第二类涉及实时视像和高质量声音：如数字摄像机在电视机上进行无线播 放、在笔记本电脑与投影仪之间提供无线连接、配有高质量声音和3维图象 的交互式游戏等 59 专业课 电信学院 信通系 雷斌WWW PSTN ISDN LAN xDSL Cable GSM TDMA CDMA GPRS EDGE WCDMA Over 2 Billion potential devices that can benefit: Mobile phone, PC, PDA, Cordless phones, Access p

18、oints, Computer & phone peripherals Source: Bluetooth 60 专业课 电信学院 信通系 雷斌Automatic synchronizer The Internet bridge Ultimate headset Source: 61 专业课 Ultra Wide Band 电信学院电信学院 信通系信通系 雷斌数数HzHz到数到数GHzGHz的超带宽的超带宽 微弱的脉冲信号微弱的脉冲信号 三大明显优点三大明显优点 高达数百高达数百MbpsMbps的数据速率的数据速率 仅为现有无线技术仅为现有无

19、线技术1/1001/100的耗电量的耗电量 极低的成本极低的成本 62 专业课 电信学院 信通系 雷斌lFCC ruling permits UWB spectrum overlay 1.6 1.92.4 Bluetooth, 802.11b Cordless Phones Microwave Ovens GPS PCS 5 802.11a -41 dBm/Mhz “Part 15 Limit” UWB Spectrum Frequency (Ghz) Emitted Signal Power 10.6 3.1 63 专业课 电信学院 信通系 雷斌 138091944

20、97 The above graph is courtesy of Time Domain, Inc. 64 专业课 电信学院 信通系 雷斌UWB shows significant throughput potential at short range 65 专业课 电信学院 信通系 雷斌66 专业课 电信学院 信通系 雷斌67 专业课 电信学院 信通系 雷斌1.移动通信技术的现状及趋势移动通信技术的现状及趋势 2.固定接入技术的现状及趋势固定接入技术的现状及趋势 3.卫星通信技术的现状及

21、趋势卫星通信技术的现状及趋势 4.个人区域通信个人区域通信WPAN技术的现状和趋势技术的现状和趋势 5.特定用途无线通信技术特定用途无线通信技术 5.1 平流层通信平流层通信 HARPS 6.无线通信中的新技术无线通信中的新技术 68 专业课 电信学院 信通系 雷斌69 专业课 电信学院 信通系 雷斌20 30km 每站覆盖面积 S100万 k 目前存在的问题：能源电力问 题、物理平台的稳定问题、 Corona离子推进器的可靠性 70 专业课 电信学院 信通系 雷斌71 专业课 电信学院 信通系 雷斌 1380919

22、4497 HAPS High Altitude Platform Station HAPS是利用气球、飞艇或飞机是利用气球、飞艇或飞机 提供无线通信、广播业务的一种技术。提供无线通信、广播业务的一种技术。 HAPS的覆盖范围直径达的覆盖范围直径达1501,000 km， 决定于地面用户可用的最小仰角。决定于地面用户可用的最小仰角。 HAPS的工作高度可在的工作高度可在3至至22 km间。间。 （多在平流层（多在平流层1722km工作）工作） 72 专业课 电信学院 信通系 雷斌73 专业课 电信学院 信通系 雷斌l与各种卫星系统相比，平流层空

23、中平台因距地面近，与各种卫星系统相比，平流层空中平台因距地面近， 地面终端所需电力小，终端易小型化。地面终端所需电力小，终端易小型化。 l平流层是距地面平流层是距地面850km的高空区域。这一区域的温的高空区域。这一区域的温 度基本上是常数，存在臭氧层。在这一区域的低带，度基本上是常数，存在臭氧层。在这一区域的低带， 有时有一些军用飞行物但远高于商用飞机。有时有一些军用飞行物但远高于商用飞机。HAPS通常通常 可选可选20-23 km的高度。的高度。 l每站覆盖面积每站覆盖面积 S100万万 k, 可同时容纳几十万人可同时容纳几十万人 窄带、宽带通信接入。窄带、宽带通信接入。 l目前存在的问题

24、：能源电力问题、物理平台的稳定问目前存在的问题：能源电力问题、物理平台的稳定问 题、题、Corona离子推进器的可靠性问题等离子推进器的可靠性问题等 74 专业课 电信学院 信通系 雷斌能覆盖范围大能覆盖范围大 成本低成本低 容量大容量大 延迟小延迟小 建设快、灵活建设快、灵活 电波传播主要在自由空间传播电波传播主要在自由空间传播 75 专业课 电信学院 信通系 雷斌容量大、点波束容量大、点波束 保持平台稳定保持平台稳定 （最大风速（最大风速55m/s） 能源：太阳能能源：太阳能 76 专业课 电信学院 信通系 雷斌

25、飞艇（无人） 飞机（无人） 飞机（有人） 尺寸 长150200m翼展3570m 长30m 总重量 30吨 1吨 2.5吨 能源太阳燃料电池 太阳燃料电池 燃料 飞行时间 5年 6个月 8小时 定位（半径） 1 km 3 km 10 km 任务载荷 12吨 50300 kg 1吨 任务功率 10 kw 3 kw 20 kw 例 日本、韩国 Helios, HeliPlat HALO 中国、ATG Pathfinder Plus Lockheed Martin Skystation, ESA 77 专业课 电信学院 信通系 雷斌78 专业课 电信学院 信通系 雷斌 138

26、09194497 所有材料必须重量轻、耐辐射。所有材料必须重量轻、耐辐射。 飞艇防止氦泄漏。飞艇防止氦泄漏。 动力必须能在动力必须能在55m/s55m/s风速下保持飞艇稳定风速下保持飞艇稳定 飞艇外壳必须有足够面积采集太阳能，飞艇外壳必须有足够面积采集太阳能， 且需储存部分能力供夜间使用。且需储存部分能力供夜间使用。 必须产生和储存足够的能量供通信设备用必须产生和储存足够的能量供通信设备用 79 专业课 电信学院 信通系 雷斌lSky Station 美国Sky Station International公司 250个覆盖全球 覆盖太阳能电池提供动力 系统造价：25亿

27、美元 数据率： 固定业务：上行2 Mb/s，下行10 Mb/s 移动业务：语音9.616 kb/s, 数据384 kb/s 80 专业课 电信学院 信通系 雷斌lStratSat 英国Advanced Technology Group公司 军民两用 位于平流层，不影响航空 通话费比卫星通信降低1数量级 太阳能电池： 外壳上部1/4，朝向太阳 可保持在1km3范围内 81 专业课 电信学院 信通系 雷斌lStratospheric Platform System 日本：邮电部、科技厅和Yokosuka 无线 电研究中心 飞艇长200米，半刚性，

28、充氦气 太阳能电池和可再生燃料电池 计划用15个飞艇组网 为日本提供宽带广播业务 82 专业课 电信学院 信通系 雷斌lARC System 美国Platforms Wireless International公 司 设计在低高度：3 10.5 km 覆盖范围：55 225 km直径 150万用户 83 专业课 电信学院 信通系 雷斌lHALO-Proteus 美国Angel Technology 公司 有人驾驶飞机 高空长期工作飞机: 8 hr轮班 (High Altitude Long Operation) 宽带无线大城市网，供T1接入、

29、ISDN、高 质量视频会议、大文件传输、以太网网桥。 数据率：1 5 Mb/s 成熟的技术 84 专业课 电信学院 信通系 雷斌lSkyTower NASA支持Aero Vironment公司研制了一种太阳能无人 飞机，称为Helios。 Helios能在18km高空（平流层）连续飞行6个月以上 在Helios上设一通信平台，称为SkyTower。 平台和地面用户与网关相联。 平台总吞吐率: 10 20Gb/s。 用户传输速率： 1.5 Mb/s。 2000，10成立SkyTower公司， 寻求商业应用。 85 专业课 电信学院 信通系 雷斌

30、86 专业课 电信学院 信通系 雷斌lPathfinder Plus Aero Vironment制造，无人太阳能飞机 与SkyTower, NASA和Yokosuka研究中心 合作，于2002年6月成功地试验了世界上 第一个数字高清晰度电视（HDTV）广播。 符合IMT-2000移动视频电话要求 87 专业课 电信学院 信通系 雷斌lAVCS AVCS Aerial Vehicle Communications System 美国General Atomics公司（San Diego）制造。 88 专业课 电信学院 信通系 雷斌 13809

31、194497 lHeliPlat 欧盟HeliNet计划 平流层太阳能无人飞机平台 飞机翼展70 m，在17 20 km高低速盘旋 由意大利航天局（Politecnico di Torino）牵头 宽带通信负荷的任务主要由英国York大学承担 有效载荷：100 kg 可用功率：数百瓦 用途：蜂窝/个人通信、定位、监视 处于开发前期 89 专业课 电信学院 信通系 雷斌90 专业课 电信学院 信通系 雷斌l清华大学电子工程系平流层课题组： 1997年开始跟踪研究 l2002年月成功进行了平流层通信的概 念性演示，实现了地面 实时观测、图像实时

32、下载、移动多媒体电 视会议及移动因特网 接入等。 91 专业课 电信学院 信通系 雷斌1.移动通信技术的现状及趋势移动通信技术的现状及趋势 2.固定接入技术的现状及趋势固定接入技术的现状及趋势 3.卫星通信技术的现状及趋势卫星通信技术的现状及趋势 4.个人区域通信个人区域通信WPAN技术的现状和趋势技术的现状和趋势 5.特定用途无线通信技术的现状和趋势特定用途无线通信技术的现状和趋势 6.无线通信中的新技术无线通信中的新技术 6.1 软件无线电技术：软件无线电技术：SDR 6.2 智能天线与智能天线与MIMO 6.3 协作通信系统协作通信系统 92 专业课 电信学院电

33、信学院 信通系信通系 雷斌 93 专业课 电信学院 信通系 雷斌Wireless Loop (PCS, WCS) Analog Cordless Digital Cordless Family Radio Service Cellular PCS Enhanced SMR Mobile Satellite Service Direct Broadcast Satellite (12 GHz) Wireless Cable MMDS/MDS (2.5 GHz) Broadcast TV (HDTV/SDTV) Cellularized Cable (28 GHz) C-

34、Band Broadcast Satellite (4-6 GHz) Broadcast AM and FM Radio (Digital AM/FM) Wireless TV Sales/Polling (IVDS) One-way and Two-way Messaging (Paging, N-PCS, 220 SMR) Wireless Data (CDPD, N-PCS, Unlicensed PCS, PCS, ISM, GPS, SMR) Wireless Monitoring and Control of Utilities and Security Devices (ISM,

35、 N-PCS) Hey buddy, can you spare a MHz? Wireless Fiber (38 GHz) WCS (2.3 GHz) 94 专业课 电信学院 信通系 雷斌95 专业课 电信学院 信通系 雷斌lMicroprocessors 如果够快，绝对理想如果够快，绝对理想 Ideal, if fast enough lGates, MSI, PALs 过时、低效、不灵活过时、低效、不灵活Outdated, inefficient inflexible lDedicated Standard Chip Sets 专用标

36、准芯片专用标准芯片 便宜便宜 Cheap lASICs 功能固定且大量生产功能固定且大量生产 Only for rock-stable, high-volume designs lProgrammable Logic 适应性强，性能较高适应性强，性能较高 For flexibility and performance 96 专业课 电信学院 信通系 雷斌l数字、网络化应用：逼生设备软件成分提数字、网络化应用：逼生设备软件成分提 高高 l无线网络设备的协议分层无线网络设备的协议分层 l软件处理的深入：无线信号的处理软件处理的深入：无线信号的处理 lSmart Radio

37、s Software Defined Radios 97 专业课 电信学院 信通系 雷斌UMTS GSM DECT Bluetooth 802.11 ONE phone for many Standards ONE PDA for many Standards ONE WLAN for many StandardsONE Information Appliance 98 专业课 电信学院 信通系 雷斌Seamless end-to-end Service Internetwork Roaming Satellite Global Suburb

38、an Urban In- Building Pico-Cell Micro-Cell Macro-Cell Audio/visual Terminals Home-Cell Source:ITU 99 专业课 电信学院 信通系 雷斌TechnologicalTechnological and System Contextand System Context WirelessWireless InformationInformation SocietySociety S-UMTS Satellite Broadband DVB-S DVB-T DAB GSM GPRS/

39、EDGE IR Broadband W-LAN UMTS Satellite/HAPS Broadcasting Cellular Indoor MBS 40 xMDS Broadband WFA Wireless Local Loop Body LANs Personal Area Networks UMTS + 4th Generation Local Area Networks MBS 60MWS Bluetooth Quasi-Cellular 100 专业课 电信学院 信通系 雷斌Java 3G 1Q1999 4Q19994Q2000 4Q2001 WAP

40、launch Mobile Office Schedule Management Work flow Management Electronic Conference File Sharing Multi-player Games Music m-banking Information Services Radio SMS Picture clips Route planning Chat Room email GPRS Video clips m-stock trading m-cash Video Web cam TV Conference Interactive TV Visual, H

41、igh Speed Intranet Web access Portal Link 101 专业课 电信学院 信通系 雷斌DCT/IDCT Color-Space Converter Raster to Block Converter Compressed Image Image Samples QuantizationHuffman Encoder lAlso used in decompression system (*also New LogiCores*) Core available Can be implemented in Xilinx FPGA 102

42、 专业课 电信学院 信通系 雷斌Variable Frequency Oscillator Local Oscillator (fixed) Antenna Bandpass Filter RFIFBaseband ADC/DAC DSP 103 专业课 电信学院 信通系 雷斌Local Oscillator (fixed) Antenna RFIFBaseband DSPADC/DAC 104 专业课 电信学院 信通系 雷斌Antenna RFIFBaseband DSPADC/DAC 105 专业课 电信学院 信

43、通系 雷斌l数字无线电数字无线电 lPDR 可编程数字电台可编程数字电台 l软件（重新）定义：软件定义无线电软件（重新）定义：软件定义无线电 SDR l软件处理的无线电：软件无线电软件处理的无线电：软件无线电SWR Multi-Mode Information Receiver 106 专业课 电信学院 信通系 雷斌lTechnology to create Multi-Mode radio Multi-Band radio for mobile multimedia platforms lRadios that are flexible e

44、asily configurable by software lRadios based on virtual components (ie. system-on-a- chip) 107 专业课 电信学院 信通系 雷斌lAdaptive Modulation 自适应的调制解调自适应的调制解调 FSK, GMSK, QPSK, QPSK, 16QAM, etc lAdaptive Data Rate 自适应数据速率自适应数据速率 32kbps, 42kbps, 64kbps, 270kbps, 384kbps, 2Mbps, etc lAdaptive Access

45、Scheme 自适应接入方式自适应接入方式 TDMA, FDMA, CDMA, SDMA, TDD, FDD, etc What is a benefit and killer application ? lWorld Wide Terminal 世界通用的终端设备世界通用的终端设备 USA, EU, Aus, Japan, Taiwan, China, India, etc 108 专业课 电信学院 信通系 雷斌l电调谐电调谐AntennaRF Adaptation to Environment DOA, Spatial Processing Broad Band,

46、 Multi Band Characteristics l AD和和DA Sampling l数字下变频数字下变频 l高速数字信号处理高速数字信号处理Signal Processing 109 专业课 电信学院 信通系 雷斌lDSP (Digital Signal Processor) RISC Type Architecture lASSP (Application Specific Standard Products) FFT Processor lASIC (Application Specific IC) User Design lFPGA (Field Pr

47、ogrammable Gate Array) Reconfigurable lPLD (Programmable Logic Device) Different Internal Structure lMP (Micro Processor) General Purpose Processor 110 专业课 电信学院 信通系 雷斌Software Antenna 111 专业课 电信学院 信通系 雷斌DSP Trend 112 专业课 电信学院 信通系 雷斌位位 数数 抽样频率抽样频率 (MHz) 生产厂家生产厂家

48、 6 8 8 8 10 12 12 14 18 4 000 750 2 000 3 000 70 50 100 24 10 Rockwell International Signal Processing Technology Hewlett Packard Pentek Hughes Aircraft Hughes Aircraft Hewlett Packard 常用的高速A/D变换器水平 113 专业课 电信学院 信通系 雷斌114 专业课 电信学院 信通系 雷斌Wideband A/D-D/A* Wideband RF Convers

49、ion Programmable Processor(s) Software Radio J. Mitola: “Software Radio: Technology and Prognosis” Proc., IEEE National Telesystems Conference 1992 “Software Radio Architecture” IEEE Communications Magazine, May 1995 Cognitive Radio, Licentiate Thesis, KTH (Royal Institute of Technology), Stockholm

50、HF LVHFVHF-UHFCellularIndoor & RF LANVHDR 2 MHz 2888400960 MHz634 GHz1.39 GHz PCS 2.55.9 Software Radios Very Low Band Low Mid Band High Band Cellular Mobile Public Safety Fixed Terrestrial 4 Channels AntennaRFModem INFOSEC BasebandUser Interface Model-Based ReasoningRKRL Frames Spatial & Temporal K

51、nowledge 115 专业课 电信学院 信通系 雷斌GAP DSP Design Flow FPGA Design Flow 116 专业课 电信学院 信通系 雷斌System Architect FPGA Designer HDL automatically generated + z-1 Simulink C automatically generated Co-Design Co-Verification FPGA 117 专业课 电信学院 信通系 雷斌118 专业课 电信学院 信通系 雷斌 1380919

52、4497 Switch beam array Tracking beam array Three sector array 119 专业课 电信学院 信通系 雷斌Macro-diversity Switched-beam ant.Adaptive BF Sectorization 用基带数字信号处理为用基带数字信号处理为 每一信道提供一条赋形每一信道提供一条赋形 的天线发射波束。的天线发射波束。 实现空分多址以增加系实现空分多址以增加系 统的容量和频谱效率。统的容量和频谱效率。 降低发射功率，波束赋降低发射功率，波束赋 形时可以克服多径传播形时可以克服多径传播 问题。

53、问题。 120 专业课 电信学院 信通系 雷斌Coherent-combining array receiver for a CDMA system WEIGHT UPDATE ALGORITHM w0 w1 w2 wM S antenna 0 -p/2 PHASE LOCKED LOOP j Tc/2 WALSH CHIP MATCHED FILTER DEINTER- LEAVER VITERBI DECODER CRC DET COMP.x s 0 3 2 .m z metrics Spatial combining despreading long code

54、antenna 1 antenna 2 antenna M 121 专业课 电信学院 信通系 雷斌l个人通信个人通信 l军事通信军事通信 l电子战电子战 l雷达雷达 122 专业课 电信学院 信通系 雷斌lSoftware Defined functions PHS, GPS, ETC (Electronic Toll) lSimultaneous PHS+ETC, GPS+ETC lBuilt 1999 lDesigned for in-vehicle operation lGPS, PHS, ETC + AM/FM radio lBuil

55、t 2001 Source: “R&D on Regulatory Issue of SDR”, H. Harada, SDR Forum Sep 2003 123 专业课 电信学院 信通系 雷斌l固定频点通信固定频点通信 l栅格干扰栅格干扰 l跳频通信跳频通信 124 专业课 电信学院 信通系 雷斌125 专业课 电信学院 信通系 雷斌126 专业课 电信学院 信通系 雷斌127 专业课 电信学院 信通系 雷斌lSeamless mobility across d

56、iverse overlay networks l“vertical” hand-offs lsoftware “agents” for heterogeneity management lIP as the common denominator High-tier Low-tier Satellite High Mobility Low Mobility Wide Area Regional Area Local Area 128 专业课 电信学院 信通系 雷斌129 专业课 电信学院 信通系 雷斌130 专业课 电信学院 信通系 雷斌 1

57、3809194497 la cluster of mobile hosts each install with wireless transceiver ldistributed environment (no base station) lwireless multi-hop communication lbattery power lmobility 131 专业课 电信学院 信通系 雷斌lDistributed and large-scale like the current Internet. But, physical instead of virtual

58、resource constrained real-time control loops instead of interactive human loops Gateway 132 专业课 电信学院 信通系 雷斌133 专业课 用电作为信息载体开始于1837年莫尔斯电码。 还有什么可以作为信息载体？ 量子态 134 专业课 电信学院 信通系 雷斌什么是量子通信? 电子器件己接近物理极限！ 电子通信：用二进制代码1、0 传送信息，即用 电压（电流）的两种状态表式。物理 本质是：大量电子（例如大量电子（例如10亿个）在亿个）在 这儿表示这儿表示1，在那儿表式，在那儿表式0 量子通信：由一个电子的这一量子态表式由一个电子的这一量子态表式 1，那一量子态表，那一量子态表 示示0（一个电子既表示1也表示0） 135 专业课 电信学院 信通系 雷斌量子态的概念量子态的概念 量子位量子位 电电 量子位量子位(qubit) bit位位 Hilbert空间空间 1、0（二元域一维矢（二元域一维矢 量）量） 二态系统二态系统 n个个量子位的态是量子位的态是2n维的