清华大学移动通信教程第12讲-新技术及新应用(1)
清华导师简介,部分
清华导师简介,部分王京教授简介：1958年1月出生，男，清华大学教授，博士生导师。
现任清华信息科学与技术国家实验室副主任，清华大学信息技术研究院无线与移动通信技术研究中心主任、微波与数字通信国家重点实验室副主任兼无线传输与个人通信研究室主任。
中国第三代移动通信系统研究开发项目总体专家组专家，国家十五863计划FuTURE（B3G/4G）项目专家组专家，TD-SCDMA研究开发和产业化项目专家组专家，TD-SCDMA产业化联盟专家组专家。
目前已经培养博士生12名，硕士生30多名。
主讲《通信原理》、《数字微波通信》、《通信新技术讲座》等课程。
申请国家发明专利40余项，已获得批准的有16项；发表论文130余篇，其中SCI收录22篇，其中在IEEE Communications Magazine 上发表两篇论文。
曾承担过多项863项目和科技攻关项目，以及国防预研和型号项目。
承担的中国第三代移动通信系统研究开发项目获2003年国家科学技术进步二等奖，另获国防科学技术奖二等奖1项。
主要研究领域是无线移动通信和宽带无线传输技术，包括B3G/4G移动通信、WCDMA、TD-SCDMA系统研究，调制解调技术、纠错编译码技术、移动通信抗衰落技术、MIMO与时空联合数字信号处理技术、分布式无线通信系统等。
陆建华*陆建华：男，汉族，1963年7月生。
1986、1989年分别获清华大学电子工程系学士、硕士学位，之后留校任教，1995年由学校公派赴香港科技大学攻读博士学位，学成后于1998年返回学校。
现为清华大学教授、博士生导师，清华大学航空航天学院副院长、空天信息技术研究所所长。
长江学者特聘教授，系国家―863‖计划专家组专家，国家―973‖项目首席科学家，国家广电总局科技委特邀委员。
研究方向为宽带无线通信、多媒体信号处理等。
主持完成国家973课题、自然科学基金重点项目、863重点项目、教育部重大科研项目等多项研究任务，取得多项创新研究成果，部分技术被用于国家重要工程研究项目中，具有重要应用前景。
第2课《语音识别的实现--体验语音特征提取、训练、识别全过程教案清华大学版2024信息科技六上
教师活动第 3.2课《语音识别的实现——体验语音特征提取、训练识别全过程》1.板书课题：机器实现智能的过程从某种角度上可以看成是模拟人类智能的过程，要想机器实现语音识别，不妨先从“人如何分辨声音”来一探究竟。
这节课就让我们依照人听到并分辨声音的过程，来理解机器是如何识别声音的!思考：同学们，请思考一下，你们认为机器是靠什么听到声音并能分辨出人们说的是什么话呢?一、人识别语音的过程人类智慧相当复杂，仅靠一种感觉器官往往无法实现，通常需要信息的感知器官、信息的处理中枢等相互配合才能实现智能。
人们听到声音的过程也是如此。
耳朵与大脑的协同作用“风声雨声读书声，声声人耳。
”当外界有物体发出声音时，人耳进行声音的采集，耳蜗会将不同声音的频率区分开，转化为大脑可以理解的神经信号再传递到大脑进行分析和存储，这时人才听到声音。
当再次听到类似的声音时，人就能分辨出来。
所以人类的听觉系统并不仅指耳朵，还包括能够记住和分辨声音的大脑等。
整体而言，人类分辨声音的过程可以概括为采集与分频、大脑进行识记、新语音的匹配与识别、输出结果，如图 3.2.1所示。
课堂活动想一想：人类的听觉系统哪一部分是不可或缺的？对于听力缺失的人来说，怎样才能“听到”声音？人类的听觉系统中，耳朵的结构是不可或缺的，尤其是内耳的耳蜗。
耳蜗内的毛细胞负责将声波转化为神经信号，并通过听神经传递到大脑，从而使我们能够感知声音。
对于听力缺失的人来说，有几种方法可以帮助他们“听到”声音：1.助听器：助听器是一种放大声音的设备，可以帮助听力受损的人更好地听到周围的声音。
2.人工耳蜗：对于重度听力损失的人，人工耳蜗是一种植入式设备，可以直接刺激听神经，绕过受损的耳蜗，从而使人能够感知声音。
3.视觉辅助：一些人可能会使用手语或唇读等方式来“听到”声音的内容，通过视觉信息来理解交流。
4.振动设备：一些设备可以将声音转化为振动，通过身体的触觉感知声音，例如音乐振动器。
这些方法可以帮助听力缺失的人更好地与外界交流和感知声音。
1.1 从互联网到物联网 教案 清华大学版(2024)初中信息技术八年级上册
②提问：在物联网体验活动以及应用内容的学习过程中，你对物联网的重要性有什么看法？生活中还有哪些物品可以接入物联网？
——由此可以看出物联网对人类生活的重要性。
三、小结回顾
请同学按照下列提示进行总结回顾：
1.学到了哪些知识？
2.提升了哪些技能？
3.生成了怎样的观点？
四、布置作业
请各小组对项目探究的阶段成果进行整理并提交，整理内容：
1.项目方案、小组分工表
2.项目实施记录表
通过本节课的学习，让学生对物联网的定义、起源、工作流程及应用有初步了解。
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物联网的出现，让我们的生活品质有了很大的提升，生活中还有哪些物联网系统，请举例说明。
(4)教师布置阅读任务并进行知识梳理
①自主阅读：书本P7-8的内容，了解物联网背后的技术。
②知识梳理：感知、传输、处理。
(5)教师引领学生将知识转换为技能
体验活动：借助开源硬件远程采集环境信息。
(6)教师促进学生形成必备品格与正确价值观念
（3）想要搭建一个物联网应用，可以选择哪些快速入门的服务平台？
你想不想像小清一样，搭建一个简单的物联网应用模型呢？带着这样的目 标去学习，相信你也会学有所获。
项目任务
搭建一个简单的物联网应用模型
单元学习目标
1.信息意识：感受物联网给人们的学习、生活和工作方式带来的改变。
【清华大学出版社】《信息科技》五年级上册第1单元第4课《作品拓展与优化--接受实践检验》课件
06
活动日志
自评与他评
评价内容 1.项目的完成度
2.分工协作的合理性
3.演讲展示的表现能力
4.解决问题的综合能力
自我评价
☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆
教师评价
☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆
02
新知导入
1. 小在组我二看来主，要计是算机由计于算成机依员靠之传间感器的来沟接通收外不界畅的和信息分。工就不像我明们确的导眼睛致和的耳。 作品朵优一势样，：传实感用器可性以强感，知光设、计声了音、一温些度非、压常力实等用各种的物功理能量，如并智将能这些门信锁息。
转化为电信号。例如，摄像头就是一种图像传感器，它可以将外界的图像转化
03
新知讲解
在制作智能控制器的过程中，实际效果与预期效果进行比对如下：
预期效果：是实现高效、精准的控制，能够快速响应并稳定运行。 实际效果：却存在一些差异。实际中，响应速度稍慢，控制精度也略有 不足。 造成差异的原因：主要有技术限制、元件性能不稳定以及算法优化不足。 下次改进：应选用更高性能的元件，深入优化控制算法，并在制作前进 行更充分的测试和模拟。通过这些措施，有望使智能控制器的实际效果 更接近甚至超越预期效果。
推动智能发展需多管齐下。加大对科研的投入，鼓 励高校和企业合作研发智能技术。培养专业人才，开设 相关课程和培训项目，提高人才的创新能力。加强数据 安全和隐私保护，为智能发展提供可靠的环境。促进各 行业与智能技术融合，如在医疗、交通、教育等领域广 泛应用。通过国际合作，引进先进技术和经验，共同推 动全球智能发展，为人类创造更美好的未来。
验。
数字化学 明白能够利用测试常见方式，并通过检验等方式提升保障作品的 习与创新 稳定运行。
第1章 移动通信概论
n
n
Ii
i 1
i0
S I
R
i0 i 1
n ( D ) i
S ( D / R) n ( 3N ) n .. I i0 i0
清华大学出版社
第1章 移动通信概论
提高容量方法
在进行了频率规划的蜂窝系统中，随着无线服务 需求的提高，要求给单位覆盖区域提供更多的信 道，此时，通常采用①小区分裂、②裂向（扇区 化）和③覆盖区分区域（分区微小区化）的方法 来增大蜂窝系统的容量。
清华大学出版社
第1章 移动通信概论
从公式1-1来看，N可能的值为1、3、4、7、9、 12……。再结合不同系统承受同频干扰的能力， 模拟系统的N典型值为7、12；数字系统的N典型 值为3、4。
清华大学出版社
第1章 移动通信概论
问题：那么N值与S/I具体关系是什么呢？
pr p0 (d / d 0 )
清华大学出版社
第1章 移动通信概论
1.2.4 蜂窝系统中的信道
在蜂窝系统中，由系统采用的多址技术所获得的无线信道 称为物理信道（PCH），通常，在具体的物理信道上安排 相应的逻辑信道。逻辑信道按其逻辑功能可分为业务信道 （TCH）和控制信道（CCH）。业务信道可分为话音业务 信道和数据业务信道；控制信道的种类很多，而且不同体 制的蜂窝系统设臵的控制信道不同，它们分配完成信令等 各种控制信息的传送。 蜂窝系统的信道还可以按信息的传送方向来分类，用于从 基站向移动台传送信息的信道称为前向信道（FCH），或 者叫下行信道、正向信道；用于从移动台向基站传送信息 的信道称为反向信道（RCH），或者叫上行信道。
清华大学出版社
第1章 移动通信概论
第一阶段从20世纪20年代至40年代，为早期发展 阶段。特点是专用系统开发，工作频率较低，工 作方式为单工或半双工方式。 第二阶段从20世纪40年代中期至60年代初期。这 一阶段的特点是从专用移动网向公用移动网过渡， 接续方式为人工，网络的容量较小。 第三阶段从20世纪60年代中期至70年代中期。其 特点是采用大区制、中小容量，使用450MHz频 段，实现了自动选频与自动接续。 第四阶段从20世纪70年代中后期至今。其特点是 通信容量迅速增加，新业务不断出现，系统性能 不断完善，技术的发展呈加快趋势。
移动通信教案
《移动通信》教案授课单位：信息工程学院授课人：***授课对象：信工041-2授课时间：2007～2008学年第一学期1、本课程教学目的：“移动通信”是信息工程专业的专业课程.该课程较详细地介绍了移动通信的原理和实际应用系统。
通过本课程的学习使学生掌握和了解移动通信的基本理论，以及移动通信的发展、蜂窝移动通信系统的基本概念、移动通信的信道、移动通信系统的调制和组网技术、移动通信中的多址接入、移动通信网以及GSM 系统、CDMA系统和第三代移动通信技术等。
2、本课程教学要求：1．掌握移动通信的概念、特点；了解移动通信组网理论的基本内容；理解移动通信的发展历程及发展趋势；了解第三代移动通信系统的主要差别；了解移动通信的应用系统。
2．理解关于蜂窝的概念；了解频率复用的概念以及频率复用的模型；理解信道分配策略以及切换策略；理解干扰与系统容量之间的关系，了解如何在实际系统中用功率控制减少干扰以提高系统容量；了解各种提高系统容量的方法。
3．了解无线电波的传播特性，移动通信中的快衰落与慢衰落；掌握无线信道中信号的多径衰落和多普勒频移，掌握多径传播与快衰落、阴影衰落、时延扩展与相关带宽以及信道的衰落特征；掌握分集技术的基本概念；掌握分集信号的合并技术。
4．掌握多址接入的基本概念和多址接入方式，掌握FDMA技术的原理及系统的特点，了解FDMA系统中的干扰问题，掌握TDMA技术的原理及系统的特点，熟悉TDMA的帧结构，了解TDMA系统的同步与定时，掌握CDMA技术的原理及系统的特点，了解空分多址（SDMA）技术的原理；掌握系统容量的定义，熟悉FDMA、TDMA、CDMA系统容量的分析与比较。
5．掌握FDMA模拟蜂窝网，TDMA数字蜂窝网，CDMA移动通信系统。
3、使用的教材：郭梯云编，《移动通信》，西安电子科技大学出版社主要参考书目：啜钢王文博常永宇等编，《移动通信原理与应用》，北京邮电大学出版社，赵长奎编，《GSM数字移动通信应用系统》，国防工业出版社，顾肇基译，《GSM网络与GPRS》，电子工业出版社，第一章概论本章的教学目标和要求：重点掌握移动通信的概念、特点；了解移动通信组网理论的基本内容；理解移动通信的发展历程及发展趋势；；掌握移动通信的三种工作方式；了解移动中继方式；了解移动通信的应用系统。
嵌入式课程第1讲嵌入式系统综述ppt课件
课程设置的必要性
▪ 应用需求日益复杂 ▪ 微处理器技术长足发展 ▪ 社会对嵌入式技术人才的需求
据统计2002年16/32位嵌入式处理 器的销售额已接近70亿美元 ▪ 嵌入式软件技术成为核心
4/92
嵌入式处理器快速成长
$70亿
5/92
课程目的
了解嵌入式系统的概念和体系结构
掌握嵌入式系统的软硬件开发方法
代表产品有TI的TMS320C2000/C5000 和Motorola的DSP56000
35/92
嵌入式SOC
System On Chip,片上系统/系统芯片 将很多功能模块集成到单个芯片上 ➢ 各种通用处理器内核作为SOC设计公司的标准库，
用VHDL等语言描述 ➢ 除个别无法集成外，嵌入式系统的大部分集成到一
12/92
课程安排（5）
3. 嵌入式Linux设备驱动实验 － 基本的编程实现 － 数码管驱动与按键驱动的结构分析及使用方法
4. 串口通讯与短信收发系统综合实验 － 基于Qt的嵌入式GUI程序设计 － 串口通讯程序设计 － 短信收发程序设计 － 程序编译下载与运行
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评分标准
课堂表现与出勤率：20％ 实验表现：50％ 实验报告：30％
MIPS公司开发了32位高性能，低功耗的处理器 内核MIPS 32 4Kc和64位的处理器内核MIPS
64 5Kc
应用范围：机顶盒、视频游戏机、Cisco路由
器、激光打印机
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典型的嵌入式微处理器－PowerPC
PowerPC架构特点：可伸缩性好，方便灵活
既有通用处理器，也有嵌入式微控制器和内核， 应用范围非常广泛，从高端服务器、工作站到 PC，从消费类电子到通信设备
(2024年)5G移动通信技术完整全套教案PPT教学电子课件
5G终端设备在智慧城市建设中可发挥重要 作用，如智能安防、智能照明、智能环保 等，提高城市管理水平和生活质量。
2024/3/26
26
07
5G安全挑战与应对策略
2024/3/26
27
5G安全挑战分析
5G网络架构的复杂性
5G网络架构包括核心网、传输网、接入网 等多个层面，每个层面都面临不同的安全威 胁和挑战。
6
02
5G网络架构与关键技术
ห้องสมุดไป่ตู้
2024/3/26
7
5G网络架构组成及功能
5G核心网（5GC）
提供网络功能，支持网络切片、边缘计算等 新型业务能力。
传输网
承载5G核心网和接入网之间的数据传输， 提供高带宽、低时延的传输通道。
2024/3/26
5G接入网（5G AN）
实现无线接入功能，包括gNB和ng-eNB两 种基站类型。
控制与转发分离
5G核心网将控制平面和用户平面分离，使得网络更加灵活，易于 扩展和维护。
网络切片技术
5G核心网支持网络切片技术，可以为不同业务场景提供定制化的 网络服务，满足多样化的业务需求。
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5G核心网部署策略探讨
1
分布式部署
5G核心网采用分布式部署策略，将网络功能分 散到多个地理位置，提高网络的可靠性和性能。
信。
优势特点
02
提高频谱利用率和系统吞吐量，降低通信时延。
应用场景
03
适用于实时性要求较高的业务场景，如远程医疗、智能交通等
。
14
04
5G核心网演进与部署策略
2024/3/26
15
5G核心网架构变革及特点
2024/3/26
《移动通信技术》教学大纲
《移动通信技术》教学大纲一、课程概述《移动通信技术》是通信工程、电子信息工程等相关专业的一门重要专业课程。
本课程旨在使学生了解移动通信的基本概念、原理、技术和系统，掌握移动通信的关键技术和发展趋势，培养学生分析和解决移动通信相关问题的能力。
二、课程目标1、知识目标（1）了解移动通信的发展历程、特点和应用领域。
（2）掌握移动通信系统的组成、结构和工作原理。
（3）熟悉无线信道的特性、传播模型和衰落机制。
（4）理解移动通信中的调制解调技术、编码技术和多址接入技术。
（5）掌握蜂窝移动通信系统的概念、组网技术和频率规划。
（6）了解移动通信中的切换技术、功率控制技术和位置管理技术。
2、能力目标（1）能够分析移动通信系统的性能和参数，评估系统的优劣。
（2）具备设计简单移动通信网络的能力，包括频段选择、小区规划等。
（3）能够运用相关理论和技术解决移动通信中的实际问题，如信号覆盖优化、干扰消除等。
（4）能够跟踪移动通信技术的最新发展动态，具备一定的创新意识和研究能力。
3、素质目标（1）培养学生的工程意识和团队合作精神，提高学生的沟通和协调能力。
（2）激发学生对移动通信技术的兴趣和热情，培养学生的自主学习能力和创新精神。
（3）培养学生严谨的科学态度和良好的职业道德，树立质量意识和安全意识。
三、课程内容1、移动通信概述（1）移动通信的定义、特点和发展历程。
（2）移动通信的分类和应用领域。
（3）移动通信系统的组成和结构。
2、无线信道（1）无线信道的特性，包括大尺度衰落和小尺度衰落。
（2）传播模型，如自由空间传播模型、OkumuraHata 模型等。
（3）多径衰落和多普勒频移的概念和影响。
3、调制解调技术（1）数字调制的基本原理和方法，如 ASK、FSK、PSK 等。
（2）现代调制技术，如 QAM、OFDM 等。
（3）解调技术和性能分析。
4、编码技术（1）信道编码的基本原理和分类，如卷积码、Turbo 码等。
（2）交织技术和纠错性能评估。
第12讲-蜂窝技术 清华大学《无线通信》讲义
第12讲 蜂窝技术 无线通信工程
清华大学 微波与数字通信技术国家重点实验室
蜂窝系统概念（ 蜂窝系统概念（续）
在蜂窝系统中，基站位置的设置可以有两种方法： －中心发射小区，用于全向天线。 －边角发射小区，用于扇形天线。
o
o
中心发射小区
第12讲 蜂窝技术 无线通信工程
边角发射小区
清华大学 微波与数字通信技术国家重点实验室
3 Rc 2
u
300
x = u cos 30 0 =
3 u 2 1 0 y = u sin 30 + v = u + v 2
无线通信工程
清华大学
第12讲 蜂窝技术
微波与数字通信技术国家重点实验室
蜂窝坐标系统（ 蜂窝坐标系统（续） 坐标系统
环状蜂窝坐标系统 六个扇区旋转对称，每个扇区600 在扇区中的一个小区其坐标： （n,i） 其中n为环的圈数，i为在第n的 环中小区的序号，i=1,2,…,n 第n个环上第i个小区到原点 的距离：
γ γ C 1 1 γ /2 = (3K ) 6 + 12 + 18 + L I 2 3
1
(3K )γ / 2 1 + 1 γ 1 + 1 γ 1 + L =
6 2 3
(3K )γ / 2 = 6 × ζ (γ 1)
其中：ζ（）是黎曼Zeta函数。
f4 f3 f1 f3 f1 f2 f4 f2 f4 f3 f1 f3 f1 f3 f1 K＝4 f2 f4 f2 f2 f4 f3 f1 f3 f1
D
第12讲 蜂窝技术 无线通信工程
清华大学 微波与数字通信技术国家重点实验室
簇（Cluster）的概念（续） ）的概念（
新一代无线通信技术
引言
5
© 2004, CCID Consulting(HK8235) All Rights Reserved
面临的矛盾：无线通信网络带宽需求
移动网络带宽不足
通信领域的总体情况
用户地域分布和对应用需求不平衡的矛盾
不同技术优势和不足共存的矛盾，
解决方案：无线通信网络需要综合运用各种技 术手段，采取一体化的思路规划和建设网络。 达成无线通信网络的整体优势和综合能力。
跳频速率：1600次／s；
具有纠错和鉴权技术，密钥生成基于 SAFER+ 算法； ©
2004, CCID Consulting(HK8235) All Rights Reserved 20
蓝牙中的自适应跳频技术
2.4 GHz频段中还有802.11b，HomeRF（家用射频系 统）及微波炉、无绳电话等电子设备，为了与这些 设备兼容，克服干扰，避免冲突，蓝牙采用了 AFH（Adaptive Frequency Hopping）， LBT（Listen Before Talk） 等一系列独特的措施。
行业的通用技术标准，任何公司不能据为己有
24
© 2004, CCID Consulting(HK8235) All Rights Reserved
IEEE公布了针对无线个域网(WPAN)的802.15.3，也称之为 WiMedia。WiMedia标准规定的是PAN技术(如蓝牙)如何在更远 距离内高速连接。 WiMedia标准对PAN方案的应用有很重要意义。使用802.15.3可 以连接240多种不同设备，企业用户可以在办公区漫游不用担心 丢失数据连接。 WiMedia标准的传输距离100米，速度55Mb/s，比目前蓝牙技术 能达到的传输距离要远的多，速率也高得多。 这是考虑到企业用户有流式应用如移动终端的视频电视应用、住 宅用户有下载音乐和视频的应用需求。
移动通信教案
移动通信》教案授课单位：信息工程学院授课人：尹立强授课对象：信工041-2授课时间：2007〜2008学年第一学期1、本课程教学目的：“移动通信”是信息工程专业的专业课程.该课程较详细地介绍了移动通信的原理和实际应用系统。
通过本课程的学习使学生掌握和了解移动通信的基本理论，以及移动通信的发展、蜂窝移动通信系统的基本概念、移动通信的信道、移动通信系统的调制和组网技术、移动通信中的多址接入、移动通信网以及GSM 系统、CDMA 系统和第三代移动通信技术等。
2、本课程教学要求：1．掌握移动通信的概念、特点；了解移动通信组网理论的基本内容；理解移动通信的发展历程及发展趋势；了解第三代移动通信系统的主要差别；了解移动通信的应用系统。
2．理解关于蜂窝的概念；了解频率复用的概念以及频率复用的模型；理解信道分配策略以及切换策略；理解干扰与系统容量之间的关系，了解如何在实际系统中用功率控制减少干扰以提高系统容量；了解各种提高系统容量的方法。
3．了解无线电波的传播特性，移动通信中的快衰落与慢衰落；掌握无线信道中信号的多径衰落和多普勒频移，掌握多径传播与快衰落、阴影衰落、时延扩展与相关带宽以及信道的衰落特征；掌握分集技术的基本概念；掌握分集信号的合并技术。
4．掌握多址接入的基本概念和多址接入方式，掌握FDMA 技术的原理及系统的特点，了解FDMA 系统中的干扰问题，掌握TDMA 技术的原理及系统的特点，熟悉TDMA 的帧结构，了解TDMA 系统的同步与定时，掌握CDMA 技术的原理及系统的特点，了解空分多址（SDMA ）技术的原理；掌握系统容量的定义，熟悉FDMA 、TDMA 、CDMA 系统容量的分析与比较。
5．掌握FDMA 模拟蜂窝网，TDMA 数字蜂窝网，CDMA 移动通信系统。
3、使用的教材：郭梯云编，《移动通信》，西安电子科技大学出版社主要参考书目：啜钢王文博常永宇等编，《移动通信原理与应用》，北京邮电大学出版社，赵长奎编，《GSM数字移动通信应用系统》，国防工业出版社,顾肇基译，《GSM 网络与GPRS 》，电子工业出版社，第一章概论本章的教学目标和要求：重点掌握移动通信的概念、特点；了解移动通信组网理论的基本内容；理解移动通信的发展历程及发展趋势；；掌握移动通信的三种工作方式；了解移动中继方式；了解移动通信的应用系统。
2024年度《移动通信原理及应用》课程教学大纲
了解信道编码和调制技术在移动通信中的应用，以提高信号传输 的可靠性。
10
多址接入技术与干扰抑制
多址接入技术
介绍FDMA、TDMA、CDMA等多址接入技术的 原理和特点。
干扰抑制技术
分析移动通信中的干扰来源，并介绍常见的干扰 抑制技术，如功率控制、分集接收等。
扩频通信技术
了解扩频通信技术的原理及其在抗干扰和提高系 统容量方面的应用。
3
移动通信发展历程与趋势
2024/2/2
移动通信的起源与早期发展
01
从1G到2G的技术演进，主要解决了语音通信和低速数据业务的
问题。
3G与4G时代的发展
02
实现了移动宽带和高速数据传输，推动了移动互联网和智能终
端的普及。
5G及未来移动通信的趋势
03
超高速率、超低时延、超大连接，将开启万物互联和智能化时
实验二
无线信道特性与传输技术实验
2024/2/2
设计思路
通过实验测量无线信道的传输特性，如路径损耗、多径 效应等，让学生了解无线信道对移动通信系统性能的影 响，并掌握相应的传输技术。
实验三
移动通信网络规划与优化实验
设计思路
通过模拟软件或实际网络数据，让学生进行移动通信网 络的规划和优化，培养学生的实际应用能力和问题解决 能力。
移动通信关键技术
包括多址技术、调制解调技术、信道编码技 术、分集技术等。
2024/2/2
移动通信网络规划与优化
包括网络规划原则、方法，网络优化策略等 。
35
行业发展趋势分析
5G技术发展与应用
探讨5G技术的特点、优势以及在各个领域的应用前景。
物联网与移动通信的融合
1.4物联网的通信(教学课件)-八年级信息科技上册同步教学(清华版2024)
第一单元 物联网入门
1
常见的物联网通信技术
2
常见的物联网通信协议
目录
CONTENTS
导入新课
物联网开启了万物互联的时代，但要真正实现万物互联，首先要解决的就是万物之间的通信问题。虽然说物联网是互联网的延伸，但物联网的设备往往是泛在的指无所不在)、移动的，比如成千上万的共享单车。针对这些散落在世界各个角落的物联网设备连接网络的需求，计算机科学家们又做了怎样的设计，发明了怎样的技术呢?
拓
展
阅
读
物联网网关设备物联网的目标是实现万物互联，但是一些设备因为技术限制或者其他原因，不能直接连接互联网。那么，物联网网关就成为连接这些设备的重要组带。物联网终端先通过蓝牙技术连接到网关，再经过网关的协议转换与云服务器通信。
讲授新课
按照通信方式，可以把物联网通信技术大致分为有线传输、短距离无线传输、长距离无线传输和传统网络传输四类。
讲授新课
(2)ZigBeeZigBee 是一种短距离、低功耗的无线通信技术。每个 ZigBee 网络节点既可以作为数据采集和信号输出的终端，也可以中转别的网络节点传输过来的数据，类似于网络中继器。ZigBee 的最大优点是组网非常方便。如图所示的 Xbee 模块，就是采用了 ZigBee 技术的无线模块。
讲授新课
2.MQTT 协议HTTP 协议作为一个通用的文本传输协议，并没有对物联网的通信进行优化，存在很多弊端。于是计算机科学家们设计出了专用的物联网通信协议，如MQTT、COAP、XMPP 等，目前应用最为广泛的是 MQTT 协议。 MQTT(message queuing telemetry transport，消息队列遥测传输)是一种基于发布/订阅模式的“轻量级”通信协议。MQTT系统由服务器和客户端组成，服务器通常被称为“代理(broker)”，客户端可以发布(publish)或订阅(subscribe)信息。
清华大学版2024信息科技七上 第2单元 第3课《接入互联网--终端服务器、路由器移动互联》教案
式主要分为有线与无线两种。
有线连接则需要相应的有线接入设备，无线连接需要相应的无线接入设备。
用来支持网络连接的设备主要有光调制解调器、路由器、交换机与网卡等，它们都有无线与有线两类产品。
1.有线连接有线连接(图2.3.1)是指利用网线、光纤等介质连接网络，具有速度快、信号稳定等特点。
网线适用于各种不宜搬动的计算机与局域网之间的连接。
例如信息科技实验室里的台式计算机，大多通过网线和交换机接入互联网。
光纤则适用于局域网与互联网之间的连接。
例如家庭网络，大多是通过路由器、光调制解调器和光纤接入互联网。
阅读网线(图2.3.2)是利用电流来传输数据。
网线有多种，最常见的是双绞线。
连接处为水晶头，内有8根用于传输数据的不同颜色的细电线与一根用于增加强度的尼龙绳或金属丝。
光纤(图2.3.3)是利用光的全反射原理，在光纤内部实现光信号传输。
它不能用力拉扯、弯折或者打结，一般盘成圈存放。
2.无线连接无线连接(图2.3.4)主要以电磁波作为介质连接网络，具有便捷、可移动等特点。
常见的有Wi-Fi、4G与5G 通信等形式，Wi-Fi 常用于室内:4G、5G 则适用于户外。
笔记本电脑、平板电脑与智能手机等可移动设备:大多采用无线连接方式。
探索讨论家庭网络中的有线与无线连接方式，说一说它们各有什么优缺点?1、有线连接方式优点：稳定性高：有线连接通常提供更稳定的网络连接，减少了信号干扰和丢包的可能性。
速度快：提供更高的带宽和更快的传输速度，适合大数据传输和高带宽需求的应用。
缺点：灵活性差：有线连接需要布线，限制了设备的移动性和灵活性。
安装复杂：布线和设置可能需要专业知识，尤其是在大房子或多层建筑中。
2、无线连接方式优点：灵活性高：无线网络允许设备在网络覆盖范围内自由移动，适合移动设备使用。
安装简便：无需布线，设置相对简单，适合家庭用户。
缺点：信号不稳定：无线信号受环境影响较大，可能出现干扰、信号衰减等问题。
速度较慢：无线网络的速度通常低于有线网络，尤其在多个设备同时连接时。
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国外研究现状（续） Speakeasy(易话通）计划
用途：
– 提供一个三军通用的无线 通信平台，是一种产品；
– 以DSP为基础的体系结构；
– 用软件实现不同调制、多 址、组网、信令的现场可 变；
– 工作频段2-2000MHz， 能兼容美军15种电台。
技术
– 双总线结构 －VME总线 －高速数据总线
工作频率和传输速率
频率
–1890~2030MHz，2110~2250MHz
最高传输速率
–高速运动：144kb/s –步行速度：384kb/s –室内环境：2Mb/s
移动通信向第三代系统过渡
北美
– 多频段天线、RF功放、 RF接收前端
– 通用可编程的DSP组 －TMS320C40多芯片 组Quad-C40MCM
国外研究现状（续） Spectrum ware(频谱件）计划
用途
– 这不是一个产品，而是 一个实验平台；
– 以通用机为基础的体系 结构，更接近理想的软 件无线电；
– 着重研究提高软件无线 电的软件化程度；
软件无线电的体系结构
1、有二种软件无线电的体系结构：以DSP为基础的软件无线 电；以通用机为基础的软件无线电。
2、以DSP为基础的软件无线电：硬件容易实现，但软件加载 受到限制；
3、以通用机为基础的软件无线电：软件加载容易，但硬件 实现比较困难；
4、目前有实用价值的是以DSP为基础的软件无线电。
技术背景
系统目标
多媒体能力 智能化功能 个人化使用
多速率和高级业务(2Mb/s)
固定网的质量
更简单的蜂窝结构 容易进行信道规划和管理
大容量:>60路话/小区/MHz 低的发射功率
室外<300mw,室内<20mW
应用业务
消息业务 电子邮件，语音邮件，视频邮件 有线业务 Internet，ISDN，信用卡鉴权 交互业务 可视电话，会议电视 获取业务 VOD，IOD，家中购物 分发业务 天气预报，交通信息，体育新闻 社区业务 紧急呼叫，汽车管理 远端业务 保安，遥测
– 实例：采用一个由8－ 15个计算机组成的网 络可以完全实现两个频 道的GSM基站。
技术 – 时间去耦技术 – 并行处理技术 – 编码调制新算法 – 高速计算技术 – 软件加载技术
关键技术综述
• 开放式总线结构及实现 • 宽频段/多频段天线及射频前端技术 • 高速、高精度A/D、D/A技术 • 射频及中频段的数字处理技术 • 基带及零中频的数字处理技术 • 高速DSP及ASIC的实现 • 通信协议及软件的标准化、通用化、模块化
软件无线电的优点
对使用的开放性： 随着无线技术的发展及使用的普及，用户将面临多种
系统多种体制同时存在的局面。为此，用户将不得不同时携 带多个无线终端。由于软件无线电产品对用户的开放性，用 户就可以携带一个无线终端，通过软件加载来实现不同的功 能。
如：多频段、多模式移动电话手机
软件无线电的优点（续）
当前无线与个人通信系 统存在的主要问题： 多种标准、多种制式、 多种协议、多种产品。
困难： －互联互通难， －设备更新难， －研制开发难。
将软件无线电当作实现 新一代无线与个人通信 的技术思路，体现三个 开放性：
－对研制的开放性，
－对生产的开放性，
－对使用的开放性。
实现开放性的关键：
无线通信平台的软件化
无线通信工程
2001年6月9日
第十二讲
无线通信的新技术 及新应用（1）
一、软件无线电
工作原理
什么叫软件无线电？
将模块化、标准化的硬件单元通过标准接口构成基本 平台，并借助软件加载实现各种无线通信功能的一种 开放式体系结构。
说明（1）软件无线电不是不要硬件，而是把硬件作为一个基 本平台，并具有二个特点：a、模块化、标准化，b、通过标准 接口连接。 说明（2）软件无线电的通信功能是通过软件加载实现的。 说明（3）软件无线电是一种开放的体系结构。
应用前景
军用 多功能无线网关 多功能车载电台 多功能空中平台 通信的电子对抗
民用 – 多频段多模式通用手机 – 多频段多模式通用基
国外研究现状
1992年5月，美国MITRE公司的Joe Mitola首次提出软件无线电的 概念。 1995年8月，美军多频段多模式电台Speakeasy第一期工程现场演 示。 1995年10月，美国MIT的计算机科学家实施SpectrumWare计划. 1996年3月，美国 100多个商业及政府机构成立MMITS Forum,其主 要目的是制定软件无线电的协议标准，推动软件无线电商用化。 1997年5月，Joe Mitola在欧洲召开的软件无线电国际会议中提出 软件化程度的一种度量方法。 1997年以来，一些大公司（Motorola、Northern Telecom等）开 始在产品开发中采用软件无线电技术。
软件无线电的优点（续）
对研制的开放性： 随着现代通信网的发展，无线通信将作为未来全球
个人通信的主要接入方式，越来越多的进入千家万户。 在 此背景下，为满足不同用途、不同场合的无线通信标 准将 不断推出、不断更新。以硬件为基础的无线通信系 统研制 开发方式很难跟上这种飞速发展的步伐；由于软 件无线电 对研制的开放性，就有可能通过软件更新的方 法研制开发 出新的系统，实现无线通信产品的更新换代。
对生产的开放性： 无线通信产品门类很多，同类产品也有许多不同的型
号，这就给厂家的生产组织带来许多困难。由于软件无线电 技术对生产的开放性，厂家在组织无线通信产品时，可以设 计一种尽可能统一的硬件平台，不同的门类及型号通过软件 加载实现。这样就有可能实现无线通信产品的规模效益，大 大提高市场的竞争力。
二、第三代移动通信
发展及由来
标准制定时间表
1985~1994年 明确概念和目标，提出FPLMTS 1987~1994年 确定基本原则 1990~1998年 制订框架和要求，1996年正式更名
为IMT2000 1992~1998年 确定评估方法和程序 1998年6月30日前 征集IMT2000-RTT技术方案 1998年7月~1999年3月 评选确定方案和基本参数 1998年10月~1999年12月 制订出最后的技术规范