考點分析：

• 重要程度：???
• 選擇題考查1 ~ 3分，案例分析可能考查填空和簡答
• 高頻考點：802.11信道與頻段、CSMA/CA、無線網絡優化、無線認證、無線配置步驟
• 新教材變化：新增4G/5G、刪除無線城域網

本章將詳述蜂窩移動通信系統、無線局域網以及無線個人網的體系結構和實用技術。

第1節  移動通信與4G/5G技術

1.1  移動通信

1.1.1  蜂窩移動通信系統的背景

蜂窩移動通信系統是一種基于無線電技術的通信系統，采用一定的頻譜資源，通過將服務區域劃分為一系列覆蓋范圍相互不重疊的“蜂窩”單元來提供無線通信服務。

蜂窩移動通信系統的基本構成包括：移動臺、基站子系統、交換中心三部分。

• 移動臺：用戶的移動設備
• 基站子系統：基站、信道編碼解碼器、信道交換機，用于接收移動臺的信號、解碼、編碼和轉發
• 交換中心：負責管理基站子系統之間的通信和用戶之間的通信

在蜂窩移動通信系統中，每個基站覆蓋一個“蜂窩”區域，多個蜂窩組成一個蜂窩群，多個蜂窩群則構成整個通信服務區域。移動臺在不斷移動中會自動地切換到相鄰基站的服務覆蓋范圍內，從而實現無縫的通信服務。

蜂窩移動通信的特點：

• 頻道重復使用率高，可提高頻譜資源的利用率
• 高可靠性、高保密性、低干擾
• 廣泛用于現代移動通信領域，如2G、3G、4G、5G等

1.1.2  移動通信制式

TD-LTE-Advanced是我國自主知識產權的4G標準。

1.1.3  移動通信技術標準

WiMAX II屬于4G標準。3G和4G最大的區別是，3G標準骨干網是基于傳統時分復用的語音網絡，而4G骨干網是基于IP的分組交換網絡。

1.2  4G

第4代移動通信技術（4G）是基于全球范圍內的無線通信標準LTE（Long Term Evolution）而發展起來的。

1.2.1  4G標準

最初候選的4G標準有3個，即UMB（Ultra Mobile Broadband）、LTE（Long Term Evolution）、WiMAX II（IEEE 802.16m）。

• UMB（超級移動寬帶）是高通公司為首的3GPP2組織推出的CDMA-2000的升級版EV-DO REV.C。UMB的最高下載速率可達到288Mb/s，最高上傳速率可達到75Mb/s，支持的終端移動速率超過300km/h。
• LTE（長期演進）是沿著GSM   W-CDMA HSPA 4G路線發展的技術，是以歐洲電信為首的3GPP組織啟動的新技術研發項目。LTE同UMB一樣，采用了OFDM/OFDMA作為物理層的核心技術。
• 802.16m是向IMT-Advanced邁進的研究項目。為了達到4G的技術要求，IEEE 802.16m的下行峰值速率在低速移動、熱點覆蓋條件下可以達到1Gb/s，在高速移動、廣域覆蓋條件下可以達到100Mb/s。

2013年底，工信部正式向三大運營商發放了4G牌照，中國移動、中國電信和中國聯通均獲得TD-LTE牌照，中國移動獲得了130MHz的頻譜資源，遠高于中國電信和中國聯通的40MHz。

各家運營商得到的商用頻段劃分如下：

（1）中國移動：1880 ~ 1900MHz、2320 ~ 2370MHz、2575 ~ 2635MHz

（2）中國聯通：2300 ~ 2320MHz、2555 ~ 2575HHz

（3）中國電信：2370 ~ 2390MHz、2635 ~ 2655MHz

1.2.2  4G關鍵技術

4G的關鍵技術包括：OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）、MIMO（Multiple Input Multiple Output）、軟件無線電（Software Defined Radio，SDR）技術、VoIP（Voice over Internet Protocol）技術等。

• OFDMA技術：OFDMA技術是4G中的一種多址技術，通過將無線信道分成多個子信道來實現多用戶之間的并行傳輸，提高了頻譜利用率和數據傳輸率。
• MIMO技術：MIMO技術是4G中的一種天線技術，通過使用多個天線來發送和接收數據，可以顯著提高無線信道的容量和數據傳輸速率。
• 碼本分集技術：碼本分集技術是4G中的一種編碼技術，通過在發送數據時添加糾錯碼來提高數據的可靠性，減少誤碼率，從而提高數據傳輸速率和通信質量。
• 軟件無線電技術：軟件無線電技術是4G中的一種基礎技術，通過軟件定義無線電設備的信號處理、調制解調、信道估計等功能，可以實現高度靈活的無線通信系統，提高了系統的可擴展性和適應性。
• VoIP技術：VoIP技術是4G中的一種語音通信技術，通過將語音數據轉換成數字信號進行傳輸，實現了語音和數據在同一網絡上的傳輸，提高了通信效率和資源利用率。
• 安全加密技術：4G中的安全加密技術主要包括身份認證、數據加密、安全傳輸等，通過使用密碼學算法等技術保障數據的安全性和用戶的隱私。

OFDMA

OFDMA技術主要特點：

• 高頻譜效率：OFDMA技術可以將一個頻段分成多個子載波，每個子載波都可以獨立地傳輸數據，提高了頻譜利用率
• 低功率消耗：由于OFDMA技術使用了正交頻分多址技術，降低了同頻干擾，因此可以通過降低傳輸功率來實現能耗的降低
• 抗干擾能力強：OFDMA技術可以采用頻率、時間和空間上的多重保護技術，以提高系統的抗干擾能力
• 支持多用戶：OFDMA技術可以將一個頻段分成多個