【人大名师课件】物联网第6章
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连续性？ • 系统如何保证手机发送信息的安全性？
15
经世教育
6.2.2 大区制与小区制 • 大区制通信结构示意图
16
经世教育
小区制的基本概念 • 蜂窝移动通信系统结构
17
经世教育
• 小区制的无线通信频率的使用
18
经世教育
• 小区制的无线通信频率复用方法
19
经世教育
6.2.4 移动通信系统的结构与基本工作原理
人造卫星
人造卫星
接收站
发送站
地球表面 (a)
接收站
接收站
发送站 (b)
接收站 接收站
7
经世教育
• 各种通信卫星与卫星地面站
8
经世教育
6.1.3 移动通信的分类
按设备的使用环境分类： 按照服务对象分类：
• 陆地移动通信
• 公用移动通信
• 海上移动通信
• 专用移动通信
• 航空移动通信
专用移动通信：
作为特殊使用环境： • 公安、消防、急救、
器（BSC） • 基站一端通过空中接口与手机通信，另一端接
入到移动通信系统之中 • 移动通信中1G、2G、3G与4G技术的区别主要
表现在无线信道采用不同的空中接口标准上
14
经世教育
在无线通信系统工作中需要解决的几个 基本的问题： • 手机如何找到基站？ • 基站如何区分不同的手机？ • 基站如何确定手机用户的合法性？ • 系统如何保证手机在移动过程中通信的
频率范围 30～300KHz 300KHz～3MHz 3～30MHz 30～300MHz 300MHz～3GHz 3～30GHz
>30GHz
5
经世教育
6.1.2 无线通信技术的发展
• 高频无线电波的传播路径
电离层
地球表面 (a)地波传播
地球表面 (b)天波传播
6
经世教育
• 卫星通信的工作原理示意图
20
经世教育
6.3 3G技术与移动互联网应用的发展 6.3.1 移动通信技术的发展与手机功能的演变
• 手机是集电话、PDA、照相机、摄像机、录音 机、收音机、电视、游戏机以及Web浏览器等 多种功能为一体的消费品，是移动计算与移动 互联网的一种重要的用户终端设备
• 手机也必然成为集移动通信、计算机软件、嵌 入式系统、互联网应用等技术为一体的电子设 备
• 地下隧道与矿井移动 通信
• 水下潜艇移动通信 • 太空航天移动通信
公路管理、机场管理、 海上管理与内河航运 管理等专业部门提供 服务的移动通信系统
9
经世教育
按移动通信系统分类： • 公用蜂窝移动通信 • 专用调度电话(公交管理，航空调试) • 集群调度电话（公安、消防） • 个人无线电话 • 公用无线电话 • 移动卫星通信
24
经世教育
6.3.4 M2M技术及其在物联网中的应用
25
经世教育
• 对M2M未来应用发展的预测
26
• “三网融合”促进了手机功能的演变，也为物 联网应用的推广创造了重要的手段与通信环境
21
经世教育
6.3.2 3G技术的特点 • 3G支持高速语音与数据信号的混传，可以同时
支持高速、实时数据业务，以及基本的语音业 务 • 3G支持高速接入业务，室内数据传输速率可以 达到2Mbps，在慢步步行时可以达到384kbps， 在高速移动环境中可以达到144kbps • 3G能够在全球范围内更好地实现无线漫游，提 供网页浏览、电话会议、电子商务、音乐、视 频等多种信息服务 • 3G也要考虑与已有2G系统的兼容性
经世教育
《物联网工程导论》
吴功宜 吴英 编著
1
经世教育
第6章 移动通信技术
2
经世教育
第 6 章 知 识 点 的 结 构
无线通信的基本概念 移动通信的分类
移动通信基本工作原理*
无线信道
空中接口
小区制
CDMA
手机的发展与功能的演变
3G技术的特点
4G技术的特点
M2M技术及其在物联网中的应用 3
经世教育
双绞线
卫星通信
光纤
同轴电缆
地面微波通信
无线电(AM) 无线电(FM)
电视频道
频段
LF MF HF VHF UHF SHF EHF THF
4
无线电频率与带宽的对应关系
经世教育
无线电频率与带宽的对应关系
频段划分 低频（LF） 中频（MF） 高频（HF） 甚高频（VHF） 特高频（VHF） 超高频（SHF） 极高频（EHF）
22
经世教育
6.3.3 3G与移动互联网业务
• 会话类业务 • 移动商务类业务 • 信息类业务 • 移动企业类业务 • 消息类业务 • 定位类服务 • 娱乐类业务 • IP多媒体类服务
技术特点： • 4G能够以100Mbps的速度传输高质量的
视频图像数据，通话只是4G手机一个基 本的功能 • 4G终端可以实现一台便携式计算机、便 携式电视机很多重要的功能 • 4G移动通信系统具备全球漫游、接口开 放、终端多样化，能与2G、3G系统兼容
10
经世教育
• 海事卫星电话及使用（船与岸上，船与船之间 通信）
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6.1.4 移动通信的发展过程
• 第一阶段：早期专用移动通信阶段
警察使用的车载无线电系统
• 第二阶段：从专用移动通信网向公用移 动通信网过渡阶段
• 第三阶段：移动通信系统改进与完善的 阶段
• 第四阶段：移动通信蓬勃发展阶段 • 第五阶段：移动通信技术进入成熟和快
6.1 通信技术的发展
6.1.1 通信的基本概念
• 电磁波谱与通信类型的关系
f(Hz) 100 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 1024
无线电
微波
红外
X-射线
γ-射线
可见光 紫外线
f(Hz) 104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016
速发展12阶段
经世教育
6.2 移动通信技术的研究与发展* 6.2.1 无线信道与空中接口
• 移动通信与有线通信在接口与信道上区别
13
经世教育
• 空中接口—无线通信中手机与基站通信的接口 • 移动台—通过空中接口与无线网络通信的设备 • 移动台可以分为车载移动台或手持移动台 • 手机就是目前最常用的便携式的移动台 • 基站包括天线、无线收发信机，以及基站控制
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6.2.2 大区制与小区制 • 大区制通信结构示意图
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小区制的基本概念 • 蜂窝移动通信系统结构
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• 小区制的无线通信频率的使用
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• 小区制的无线通信频率复用方法
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6.2.4 移动通信系统的结构与基本工作原理
人造卫星
人造卫星
接收站
发送站
地球表面 (a)
接收站
接收站
发送站 (b)
接收站 接收站
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• 各种通信卫星与卫星地面站
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6.1.3 移动通信的分类
按设备的使用环境分类： 按照服务对象分类：
• 陆地移动通信
• 公用移动通信
• 海上移动通信
• 专用移动通信
• 航空移动通信
专用移动通信：
作为特殊使用环境： • 公安、消防、急救、
器（BSC） • 基站一端通过空中接口与手机通信，另一端接
入到移动通信系统之中 • 移动通信中1G、2G、3G与4G技术的区别主要
表现在无线信道采用不同的空中接口标准上
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在无线通信系统工作中需要解决的几个 基本的问题： • 手机如何找到基站？ • 基站如何区分不同的手机？ • 基站如何确定手机用户的合法性？ • 系统如何保证手机在移动过程中通信的
频率范围 30～300KHz 300KHz～3MHz 3～30MHz 30～300MHz 300MHz～3GHz 3～30GHz
>30GHz
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6.1.2 无线通信技术的发展
• 高频无线电波的传播路径
电离层
地球表面 (a)地波传播
地球表面 (b)天波传播
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• 卫星通信的工作原理示意图
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6.3 3G技术与移动互联网应用的发展 6.3.1 移动通信技术的发展与手机功能的演变
• 手机是集电话、PDA、照相机、摄像机、录音 机、收音机、电视、游戏机以及Web浏览器等 多种功能为一体的消费品，是移动计算与移动 互联网的一种重要的用户终端设备
• 手机也必然成为集移动通信、计算机软件、嵌 入式系统、互联网应用等技术为一体的电子设 备
• 地下隧道与矿井移动 通信
• 水下潜艇移动通信 • 太空航天移动通信
公路管理、机场管理、 海上管理与内河航运 管理等专业部门提供 服务的移动通信系统
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按移动通信系统分类： • 公用蜂窝移动通信 • 专用调度电话(公交管理，航空调试) • 集群调度电话（公安、消防） • 个人无线电话 • 公用无线电话 • 移动卫星通信
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6.3.4 M2M技术及其在物联网中的应用
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经世教育
• 对M2M未来应用发展的预测
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• “三网融合”促进了手机功能的演变，也为物 联网应用的推广创造了重要的手段与通信环境
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6.3.2 3G技术的特点 • 3G支持高速语音与数据信号的混传，可以同时
支持高速、实时数据业务，以及基本的语音业 务 • 3G支持高速接入业务，室内数据传输速率可以 达到2Mbps，在慢步步行时可以达到384kbps， 在高速移动环境中可以达到144kbps • 3G能够在全球范围内更好地实现无线漫游，提 供网页浏览、电话会议、电子商务、音乐、视 频等多种信息服务 • 3G也要考虑与已有2G系统的兼容性
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《物联网工程导论》
吴功宜 吴英 编著
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第6章 移动通信技术
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第 6 章 知 识 点 的 结 构
无线通信的基本概念 移动通信的分类
移动通信基本工作原理*
无线信道
空中接口
小区制
CDMA
手机的发展与功能的演变
3G技术的特点
4G技术的特点
M2M技术及其在物联网中的应用 3
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双绞线
卫星通信
光纤
同轴电缆
地面微波通信
无线电(AM) 无线电(FM)
电视频道
频段
LF MF HF VHF UHF SHF EHF THF
4
无线电频率与带宽的对应关系
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无线电频率与带宽的对应关系
频段划分 低频（LF） 中频（MF） 高频（HF） 甚高频（VHF） 特高频（VHF） 超高频（SHF） 极高频（EHF）
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6.3.3 3G与移动互联网业务
• 会话类业务 • 移动商务类业务 • 信息类业务 • 移动企业类业务 • 消息类业务 • 定位类服务 • 娱乐类业务 • IP多媒体类服务
技术特点： • 4G能够以100Mbps的速度传输高质量的
视频图像数据，通话只是4G手机一个基 本的功能 • 4G终端可以实现一台便携式计算机、便 携式电视机很多重要的功能 • 4G移动通信系统具备全球漫游、接口开 放、终端多样化，能与2G、3G系统兼容
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• 海事卫星电话及使用（船与岸上，船与船之间 通信）
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6.1.4 移动通信的发展过程
• 第一阶段：早期专用移动通信阶段
警察使用的车载无线电系统
• 第二阶段：从专用移动通信网向公用移 动通信网过渡阶段
• 第三阶段：移动通信系统改进与完善的 阶段
• 第四阶段：移动通信蓬勃发展阶段 • 第五阶段：移动通信技术进入成熟和快
6.1 通信技术的发展
6.1.1 通信的基本概念
• 电磁波谱与通信类型的关系
f(Hz) 100 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 1024
无线电
微波
红外
X-射线
γ-射线
可见光 紫外线
f(Hz) 104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016
速发展12阶段
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6.2 移动通信技术的研究与发展* 6.2.1 无线信道与空中接口
• 移动通信与有线通信在接口与信道上区别
13
经世教育
• 空中接口—无线通信中手机与基站通信的接口 • 移动台—通过空中接口与无线网络通信的设备 • 移动台可以分为车载移动台或手持移动台 • 手机就是目前最常用的便携式的移动台 • 基站包括天线、无线收发信机，以及基站控制